二氧化碳焊设备的组成
出处：按学科分类—工业技术 河北科学技术出版社《实用焊接技术手册》第165页（2359字）
二氧化碳焊设备由弧焊电源、控制箱、送丝机构、焊炬及供气系统组成。自动熔化极氩弧焊设备还配有行走小车或悬臂梁等，而送丝机构及焊炬均安装在小车上或悬臂梁的机头上。大电流CO2设备还配有水冷系统。
1．电源
二氧化碳焊设备仅采用直流电源。细丝焊接时电弧具有很强的自调节作用，因此，通常选用平特性或缓降特性的电源，配等速送丝机构。这种匹配可保证在受到外界干扰时，弧长迅速恢复到原来的长度，保证焊接工艺参数的稳定。而且，利用这种匹配方法时，通过改变送丝速度可调节电流，改变电源外特性可改变电压，工艺参数的调节非常方便。
细丝二氧化碳焊接一般采用短路过渡规范进行焊接，这种过渡要求电源具有良好的动特性。首先，要保证合适的短路电流峰值及短路电流上升速度；其次，电源要具有较大的空载电压上升速率。同时，短路电流上升速率应能调节，以适应不同直径及成分的焊丝。目前，硅整流电源、晶闸管电源、IGBT电源均能满足对空载电压上升速率的要求。但是，短路电流上升速率及短路电流峰值需要通过在焊接设备中串接一适当的电抗器来调节。而新型的逆变式焊机普遍采用电子电抗器来调节短路电流上升速率。
粗丝二氧化碳，一般采用均匀送丝机构配下降特性的电源，采用弧压反馈调节来保持弧长的稳定。粗丝二氧化碳焊接时，一般选用细颗粒过渡规范。细颗粒过渡焊接仍采用直流反接，这种过渡对电源的动特性无特殊要求，焊接回路中可不加电感。但利用弧焊整流器作电源时，为了抑制输出电流的脉动性，并减少飞溅，通常也加上适当的电感。
2．控制系统
控制系统有两部分，一部分是基本控制系统，另一部分是程序控制系统。基本控制系统主要控制焊接电流、电弧电压、送丝速度、行走机构等的调节。程序控制系统控制提前送气、滞后停气、引弧、电流衰减、熄弧等。
程序控制一般是自动的，只要一按启动开关，焊接程序自动进行。程序控制方式有继电器－接触器程控、门电路－晶闸管程控以及计算机程控等三种。
熔化极电弧焊的引弧有爆裂引弧、慢送丝引弧及回抽引弧等几种。爆裂引弧适用于细丝，其基本过程是：首先使焊丝与工件短路，在较大的短路电流的作用下，焊丝与工件的接触部位发生爆断，引燃电弧。慢送丝引弧适用于粗丝，基本方法及原理与爆裂引弧类似，其不同点是通过缓慢送丝使焊丝与工件接触，以保证引弧的可靠性。回抽引弧主要用于埋弧焊，焊前首先使焊丝与工件接触，焊机启动后，焊丝回抽将电弧引燃。
熔化极电弧焊的熄弧方式主要有焊丝返烧熄弧及电流衰减熄弧两种。返烧熄弧时，先停止送丝，电弧继续燃烧，弧长逐渐增大，经过一定时间后切断电源，电弧熄灭，停止焊接。电流衰减熄弧时，首先使焊接电流及送丝速度衰减，填满弧坑后，再停止送丝并切断电源。
3．气路和水路
(1)气路系统 除了一般气体保护焊气路系统中必须有的气瓶、减压阀、流量计、软管及气阀以外，二氧化碳焊机的气路系统还需安装预热器及干燥器，如图1－5－3所示。
图1－5－3 供气系统示意图［2］
1－气瓶 2．预热器 3．高压干燥器 4．减压阀 5．气体流量计 6．低压干燥器 7．气阀
安装预热器是为了防止二氧化碳中的水分在钢瓶出气口处或减压阀中结冰而堵塞气路。焊接过程中钢瓶内的液态二氧化碳不断气化，气化过程中要吸收大量的热，而且钢瓶中的高压二氧化碳经过减压阀减压后，气体温度也会下降；气体流量越大，温度下降越明显。因此，气体流量较大时(大于10L·min－1)，在减压阀之前必须安装加热器，以防止气体中的水分结冰。通常采用电热式加热器，其结构比较简单，只需将套有绝缘瓷管的加热电阻丝套在通二氧化碳气体的紫铜管上即可。
气路中安装干燥器是为了减少焊缝中的含氢量。一般市售的二氧化碳气体中含有一定量的水分，因此需在气路中安装干燥器，以去除水分，减少焊缝中的含氢量。干燥器有两种：高压干燥器和低压干燥器。高压干燥器安装在减压阀前，低压干燥器安装在减压阀之后。一般情况下，只需安装高压干燥器。如果对焊缝质量的要求不高，也可不加干燥器。
(2)水路系统 水路系统通以冷却水，用于冷却焊炬及电缆。通常水路中设有水压开关，当水压太低或断水时，水压开关将断开控制系统电源，使焊机停止工作，保护焊炬不被损坏。
4．典型二氧化碳焊机的技术参数
表1－5－16给出了部分国产半自动二氧化碳焊机的技术参数。表1－5－17给出了部分国产自动二氧化碳焊机的技术参数。
表1－5－16 部分国产半自动二氧化碳焊设备的技术参数［3］
表1－5－17 部分国产自动二氧化碳焊机的技术参数［3］
