焊接与切割设备的使用和维修（二十六）——逆变式弧焊机的安装、使用与维修

摘要：介绍了WSM系列晶闸管逆变式直流脉冲TIG烨机的基本原理、安装、故障现象、原因以及排除方法。
关健词：逆变式脉冲TIG焊机；安装；原因；排除方法

7逆变式弧焊机的安装、使用与维修
7.1概述
所谓逆变，就是从直流到交流的变流，而变流是指借助于电力电子器件使弧焊电源的一个或几个特性(例如：电压、电流、波形、相数和频率，包括零频率)发生变化，而不产生过大的功率损耗的变换过程。
现在逆变式弧焊机品种由开始的手工电弧焊逐步普及到交、直流氦弧焊、切割、熔化极气保焊、自动焊、智能化多功能焊(多特性焊机)、弧焊机器人电源、野外焊接工程车等等。
无论哪种逆变式弧焊机，其中的弧焊逆变器工作原理都是一样的，见图7-1，现说明如下。

单相或三相50/60Hz(频率f1)的交流网路电压经输入整流器Z1整流，借助大功率电子开关(晶闸管，晶体管或场效应管和IGBT管)的交替开关的作用，又将直流变换成几千至几万赫兹的中频(f2)交流电，再分别经中频变压器T、整流器Z2和电抗器Ldr的降压、整流与滤波就得到所需的焊接电压和电流。输出电流可以是直流或交流。因此，弧焊逆变器可归纳为2种逆变系统：“ AC-DC-AC”和“AC-DC-AC-DC”。
通常较多采用后一种逆变系统，故还可把它称为逆变弧焊整流器。它主要是由输人整流器(可以做成可控或不可控的整流桥)、大功率电子开关(晶闸管组、晶体管组或场效应管组IGBT)、中频变压器、输出整流器、电抗器以及电子控制电路等组成，借助大功率电子开关和闭环反馈电路实现对外特性和电弧电压、焊接电流的控制调节。
ZX7系列晶闸管逆变焊机的工作原理、功能及使用方法已在《电焊机》杂志2003年第2、第3期中作了详细的说明，因此不再赘述。
7.2 WSM系列晶闸管逆变式直流脉冲TIG焊机
7.2.1基本原理
逆变式脉冲TTG焊机的原理框图如图7-2所示。

逆变器选用了半桥式串联逆变结构，这样既可避免主变压器偏磁，又可以减少开关元件的数量，以提高整机的可靠性和降低损耗。
图7-3是整机原理简图。逆变器由VT1、VT2、C1、C2、T等元器件组成，L1、L2用来限制闸管的di/dt, R1、C3和R2、C4是用来限制dU/dt的。三相交流电经VD1～VD6组成的整流器整流后得到一个脉动较小的直流电，经逆变后成为一中频交流电，再经中频变压器T降压、VD7和VD8整流后，输出一符合焊接要求的直流电。

7.2.2安装与使用

焊机的电路、水路、气路连接如图7-4所示。

a.焊接电缆插座“-”若欲进行TTG焊，则将插座“-”与焊枪连通。

注意:接插时应先将插头上的小凸台与插座上的缺口对准，插入后用力向顺时针方向旋紧，直到转不动为止。一定要保证插头与插座之间接触良好，否则会产生高热烧坏插头、插座。

b.焊接电缆插座“＋”用焊接电缆将插座“＋”与被焊工件连通。

c.脉冲控制盒。

将脉冲控制盒的电缆插头插人前面板的5芯“遥控”插座。

d.电源输人电缆的连接。

本机电源为三相380V/50Hz，用户应有相应的配电板或配电柜，并应装有自动空气开关或铁壳开关，地线连接要可靠。

电源输人电缆为4芯电缆，电缆应接在用户自备的配电板或配电柜中的自动空气开关或铁壳开关上，其中绿黄色线用于接地，其余3根线接三相380V/50Hz电源，这3根电源线的接线无相序要求。

如图7-4所示，将水管和气管连接正确。当选用200A以下的焊枪进行焊接时，可不接进水和出水管。

焊机连接正确无误后方可进行通电空载检查，具体的检查步骤及方法如下：

a.打开气瓶开关；

b.合上配电板或配电柜上的电源开关，接通电源；

c.开机后控制箱和焊机2个面板上的电源指示灯亮，风机转动，输出端无空载电压，即电压表指针在OV处；

d.按下焊枪开关，焊枪喷嘴应有气体送出，在预通气期间有空载电压30V输出。

在上述几项完毕之后，焊机方可施焊。

WSM5系列焊机的操作过程如下。

手工焊条焊的操作过程与ZX7系列焊机的操作过程基本相同，只是注意将焊机电源面板上的TIG/STICK选择开关放置在STICK(手工焊)处。

氢弧焊时，应先正确接线(如电源线、气管、焊枪等)，然后将焊接电源前面板TIG/STICK选择开关放置在TIG处，并根据需要选择长焊缝还是短焊缝方式。所谓长焊缝方式是指焊枪上的微动开关控制方式是按下开关并马上松开(即开关点动)进入焊接状态，再按下并立刻松开开关，焊接结束，适用于焊缝较长、连续焊接时间较长的场合;而短焊缝方式是按下开关不动进入焊接状态，松开开关则焊接状态结束。适合于焊缝较短、焊接时间较短的场合。长、短焊缝功能示意图见图7-5所示。

同时还应正确自动选择电源和控制箱上的其他各个旋钮、开关。此时，便可开起气瓶，接通电源，焊机输出端此时无空载电压，在正式焊接前，可先扳动试气开关检查气路是否通畅、正常，然后将试气开关放置正常位置；根据长、短焊缝的选择按动焊枪开关，立刻有气体吹出(预通气)，并有空载电压30V，约5～10s后高频动作，击穿空气引弧，建立电弧后高频自动切断，并进入正常氢弧焊接;欲停止焊接时，同样按长、短焊缝的选择按动焊枪开关;之后，电流缓降直至电弧熄灭，此时仍有气体吹出进行后保护(延时断气)，在5～10s后自动切断气路，完成整个焊接过程。如果要脉冲焊接，则可在焊接前调整控制箱面板上的脉冲旋钮，起弧后则为脉冲氢弧焊。

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