钨极氩弧焊设备

出处：按学科分类—工业技术河南科学技术出版社《焊接技术手册》第193页（3567字）

1．钨极氩弧焊系统的组成

图5－12是手工钨极氩弧焊系统组成示意图。它由电源1、控制箱2(控制箱内装有引弧、稳弧及焊接程序控制器)、焊枪11、供气系统(氩气瓶3、减压阀4、流量计5和水冷系统进水管9、出水管10等)组成。

2．NSA－500－1型焊机简介

图5－12 手工氩弧焊设备系统示意图

1．焊接电源 2．控制箱 3．氩气瓶 4．减压阀 5．流量计 6．焊接电缆 7．控制线 8．氩气管 9．进水管 1O．出水管 11．焊枪 12．工件

这种焊机主要用于铝镁及其合金的焊接。配用BX3－1－500型动圈式弧焊变压器为焊接电源。为适于氩弧焊需要在控制箱内装有隔直电容、脉冲引弧器、脉冲稳弧器、交流接触器、延时继电器、电磁气阀等。面板上装有电流电压表、电源水源指示灯、气流检测和粗调气体延时开关等。配有500A、380A、150A三种型号的焊枪。NSA－500－1型焊机的工作原理见图5－13。

图5－13 NSA－500－1型钨极手工氩弧焊机电路原理图

(1)焊接主电路：弧焊变压器向电弧供电。脉冲变压器B₂的次级绕组，将引弧和稳弧脉冲叠加在电弧两极之间。高压脉冲傍路电路由D₉、R₅、R₇、C₁₀组成。D₉只允许正向脉冲通过，可防止脉冲电流产生振荡，提高引弧可靠性。C₁₀防止低频电流通过。R₇是C₁₀的放电电阻，R₅保护D₉。消除直流分量电路由C₁₁、D₁₀、R₆组成。D₁₀保证引弧电压不下降，R₆停机时使C₁₁放电，防止带电危险。

(2)高频脉冲发生电路：由控制变压器B₁次级获800V电压，经D₁－D₄整流、R₁、C₁滤波可得到1120V左右高压，当SCR₁、SCR₂同时打开时，C₁通过B₂放电，在B₂次级产生2～3kV的高压高频脉冲。高频脉冲加在工件和钨极之间起引弧或稳弧作用。

(3)引弧电路：图5－13右下方，控制信号取自变压器B₁次级24V绕组，经R₁₈、C₅和R₁₅、R₁₇、C₉移相90°后，通过BG₃、BG₅使SCR₅导通，C₆向B₃放电，B₃次级脉冲使SCR₁、SCR₂开通，在B₂次级产生一高压引弧脉冲，此时正处在焊接空载电压负半波极大值，在负半波极大值的基础上叠加一个高压脉冲，起到了引弧作用。

(4)稳弧电路：图5－13中右方，控制信号取自电弧电压，经R₈、C₄、DW₃衰减后，通过BG₁、BG₂、BG₄使SCR4₄导通，C₅向B₃放电，B₃的次级脉冲使SCR₁、SCR₂开通，在B₂次级产生一高压稳弧脉冲，此时正处在焊件由正极性向负极性转变，焊接电流过零的瞬间。起到了稳弧作用。

该电路设计能保证空载时，只有引弧脉冲，而不产生稳弧脉冲，电弧一旦引燃，即产生稳弧脉冲，而引弧脉冲自动消失。原因是空载时，钨极与工件之间是焊接电源空载电压，与向C₅充电的36V电压同相位，当SCR₄导通时，C₅尚未充电，故稳弧脉冲触发电路空载时不起作用。引弧后钨极与工件之间为电弧电压，比空载电压滞后70°左右，当SCR₄触发时，C₅已充上了足够的电压，故可以通过B₃放电，使SCR₁、SCR₂导通，产生高压稳弧脉冲。但引弧后虽然在电源电压处在90°时，可以产生引弧脉冲触发信号，但由于C₁刚放完电，还没来得及充上足够的电压，不可能再产生足够高的引弧脉冲。

3．钨极氩弧焊机的技术参数

表5－21 典型通用钨极氩弧焊机技术数据

表5－22 脉冲直流钨极氩弧焊机技术数据

表5－23 钨极氩弧点焊机技术数据

表5－24 全位置管子对接专用直流钨极氩弧焊机技术数据

表5－25 管－管板专用脉冲氩弧焊机技术数据

①NZA4－250配有四种焊枪，可分别进行管－管板端面水平焊接、端面横向焊接和全位置内孔焊接。

4．TIG焊焊枪

(1)TIG焊焊枪的作用与要求：钨极氩弧焊枪有夹持钨极、传导电流和输送保护气体的作用，要求有良好的导电性，喷嘴与钨极之间有良好的绝缘，防止喷嘴带电与工件打弧。保证保护气体按要求的状态流动，即形成层流，提高保护效果，为此应尽量扩大喷嘴上部空间，作为缓冲室以降低气流的初速。喷嘴下部为断面不变的圆柱形，喷嘴通道越长近壁层流越厚，保护效果越好；通道内径越大，保护范围越宽。通道长度L₀、内径DN和钨极直径dW之间的关系为：D_N=(2．5～3．5)d_w，L₀=(1．4～1．6)D_N+(7～9)mm。有时在通道中加多孔隔板或多层铜丝网是为了限制气体横向流动，更好地形成层流。多孔板或铜丝网即是所谓的气筛或称气体透镜。喷嘴有陶瓷喷嘴，用于300A以下，紫铜喷嘴用于500A以下，石英喷嘴电弧可见度提高，但造价较高。

(2)TIG焊枪结构：要求结构紧凑，便于维修，具有良好的可达性。图5－14是PQ1－150水冷式焊枪结构图。