焊接与切割设备的使用和维修（九）——直流弧焊发电机维修后的电气性能测试与调整

⑤ 电压不正常的故障原因。
1)大档时，空载电压只有20V左右，小时只有12V左右，这是他激绕组激磁而得到的空载电压。故障是由于并激绕组及回路断路或接触不良造成的。
2)大档时，空载电压50V左右，小档时电压40V左右，极性开关调节不起作用。说明空载电压只是并激绕组有激磁作用，而他激绕组无作用。首先检查电动机抽头电压应为30V左右，而后逐步检查整流器输出直流电压应为27V左右，极性开关的输入输出端，他激绕组接头6号与7号间电压10V以上，说明他激绕组供给电源是正常的。他激绕组的直流电阻应是9Ω左右。如他激绕组断路，也可以折开6号接头，在焊机运转时将6号接头与基座上的6号相碰的火花法鉴别，无火花证明断路。如果极性开关输入端有电压，而输出端无电压，说明极性开关坏了。6号与7号间无电压是由于接线断落或15W／8Ω电阻烧坏。
3)大档电压低于65 V，由以下几种情况引起：其一，15W／Ω电阻动臂触头接触不良，使全部电阻串联在他激回路里，造成激磁电流减小。其二，大小档粗调开关损坏，不能将10W／15Ω或50W／20Ω电阻短路，使他并激绕组回路串联了全部电阻值，造成激磁电流明显减小。其三，整流器的1个桥臂损坏。当大小档开关放在大档时，可用万用表检查，开关触头间电阻为0，也可以在运转时，用螺丝刀在电阻两端用短路法判别，无火花时为正常，有火花时，说明开关已坏。
4)大档空载电压正常，小档电压低于55V，是由于50W／20Ω电阻动臂触头位置未调好或接触不良。
5)整流器组连续烧坏，电焊钳带交流高压，严重麻电。此故障是他激绕组的激磁电压系从电动机△联结或Y联结的抽头靠近D3处取出，由于大小档粗调开关的2付刀片间的绝缘不良，使抽头处约190V交流电压泄漏至整流器，而大小档开关的其中1付刀片又经并激绕组与电枢输出的“+”、“-” 极相连，因此当焊接接地电缆线接地良好时，该电压大大超过整流器组正常工作电压，引起反向电压击穿，同时使电流增加更为显著，故通电后就引起烧坏。如果接地电阻大时(如场地比较干燥)，电流增加不大，不会造成烧坏，但当焊工用手夹焊条时会感到严重麻电，这是因为190V左右交流电在焊钳上出现所致。此外，如果开关检查是好的，接线又是正确的，那可能是他激绕组与串激绕组间绝缘损坏了。
b．换向性能差(火花大)的现象和修理
直流发电机的换向性能好坏，是保证焊接性能和产品寿命的重要因素，国家标准明确规定了火花等级，出厂产品都应符合标准要求方能出厂。用户使用一段时间后，出现较大火花，甚至整流子表面出现严重的烧灼现象，如果不及时检查排除故障，造成恶性循环将使其整流子烧伤加剧，会缩短焊机寿命和影响焊接稳定性。
常见产生火花大的原因和修理方法如下。
① 整流子变形，个别片高。接近停转时可明显听到电刷与整流片间跳动的“嗒、嗒”声，整流子表面磨损的痕迹很不均匀。这是由于制造厂加工整流子过程中，加温加压上没有保证质量，使用后由于温度升高和离心力作用变形。另一种原因是整流子压人转轴后，在整流子表面精车或嵌线、焊头、打箍、浸漆烘烤、中途搬运等过程中，个别整流片受机械冲击凹下。精车时平滑的，经一段时间使用，凹下的片自动复原即出现高出其他整流片的现象。这种情况必须拆下电枢再对整流子进行精车，要求光洁度高，以车圆即可。为了修理效果更好，有条件的话，将整流子均匀加温，将锁紧螺母紧一紧，然后再去精车，这样使整流子定形更好。
② 整流子表面磨损，电刷将整流子磨出很深的槽子或整流子不圆不同心。由于电刷质量不好，软硬不一，就会出现硬的部位对整流子磨损厉害，凹陷较深，软的地方整流子表面磨损少，相对地凸出来，这样整个表面就不平了。电刷与整流子接触不好，是产生火花大的1个因素。火花大造成整流子有一段连续烧灼，时间较长后会出现不圆不同心。产生整流子不圆不同心，还有机械和电气的原因。机械原因是由于变形或转轴弯曲而产生；电气原因根据焊机的结构原理不同而有差别，包括电枢绕组不对称、定转子不同心、磁路不平衡、换向极未装好等。因此，车削整流子是治表，还应从内部找原因，如换向极装配不良、螺钉松或电刷架装配松动等。
③ 云母片高出整流子，云母的耐磨性能比铜材高，因此，运行后云母片容易高出整流片，引起电刷与整流子间接触不良，产生火花。
一般云母片下刻的深度为1～2mm，边缘的云母必须清理干净。当云母片仍然低于整流片时，刻深云母片是比较容易的。经车削后，整流片和云母片相平的情况下，刻云母片困难较大，并容易将整流片划伤。由于制造厂是在专门设备上加工，不会产生此情况。作为修理工作，必须设法用简易的方法和工具得以解决。自制的工具可选用以下几种形式。
1)用普通的锯条磨成厚度略小于云母片厚度，形状如图3—12所示。

2)为了减少整流子表面划伤和提高工作效率，用厚度为0.6～1.0mm的低碳钢板和弹簧等做成一定位工具，结构如图3—13所示。

该夹具的定位槽子宽度与云母片的厚度相等，利用弹簧或橡皮筋拉住，便于固定和移动位置，使用时将槽子对准云母片进行。刻槽完毕后，整流片上应清除毛刺。

④ 电刷与整流子间接触面小。磨电刷方法正确与否是保证电刷接触面的关键，必须要在刷杆座和刷盒装配可靠的情况下进行。磨刷时应先将电刷提起，把00#或0#砂布放人，而后放上电刷，砂布紧贴整流子，并用手按住，使砂布跟随转子一起移动。为了保证弧度准确，拨动转子时应是焊机的旋转方向，不能采用往返转动，因电刷在刷盒中比较松动，磨后只是中间一段接触，进出两边会被磨损造成接触面减小。
⑤ 电刷和刷盒的配合问题。
1)电刷和刷盒的配合应是上下活动自如，太紧太松都不好，太紧会失去弹簧的作用，太松会使同一排刷盒的电刷不在同一直线上，造成每一电刷的电流密度不等和电刷位置的变化而产生火花。
2)电刷的长度相差太多，会使弹簧对电刷的受力不一，对电刷电流密度也会引起不均匀而产生火花，因此每个电刷长度应基本一致。
电刷长度不宜太短，否则会因弹簧压力不够而产生较大的火花，太短的电刷应予更换。
3)电刷与引出辫子线连接处接触不良，产生辫子线氧化，使导电性能变差，增加了其他电刷的电流密度而产生火花。发现此情况应及时更换电刷。
4)刷盒与整流子间的距离一般为3mm左右，不宜离得太远。当距离增大时，再加之刷盒结构上存在缺陷等因素，在焊机运动过程中，使整流子对电刷的磨擦力矩增大，容易造成电刷与刷盒边缘间磨损，时间一长会使电刷边缘超出刷盒，使同一排电刷不在同一条直线上。
5)刷架固定不牢，会使电刷产生偏移。
6)弹簧氧化、疲劳，使得弹簧压力不够而产生火花。
⑥ 换向极绕组短路，换向极不能起到换向作用。
⑦ 电刷位置偏离正常位置太多。有时空载就出现强烈火花，可适当移动电刷位置，但要照顾空载和负载时的火花正常及电流输出。
⑧ 升高片脱焊。这是直流发电机常见的故障，制造厂经过修理后，有时出现电枢绕组头子与升高片间焊接不良，经运行一段时间后，因该处电阻增大发热，温度高，使焊锡熔化，转子旋转时产生的离心力将熔化的锡甩掉，形成脱焊现象。这种脱焊故障在空载时，其空载电压正常，火花也不大，还发现不了存在问题，但只要进行焊接，就会出现拖长尾的强烈火花，并能听到火花发出的声音。发现这种现象必须及时修理，否则烧伤过甚，会造成整个整流子报废。
被焊升高片脱焊的步骤、工具和方法如下：
1)找出补焊的部位，拨开升高片，将升高片和线圈头子的氧化物清理干净。一般用锯片磨成如图3-12所示的刀子，使用较为方便。
2)线头与升高片复位，用竹楔或木楔打入2片间，使所焊的升高片与线头间的间隙为最小，便于施焊。
3)将电动机端提高提高一些，使整台焊机略为倾斜，倾斜的目的是避免焊锡流入转子线圈里引起短路。
4)加助焊剂，最普通的是松香酒精溶液或其他材料，决不允许用含酸性的焊锡膏之类的助焊剂。
5)制造厂采用波峰焊作为焊接热源，工作效率高、质量好，而作为单一修理是办不到的，因此可用500W的电烙铁加温。加温时为了传热快一些，烙铁头处应含有一定的焊锡，但一定要注意焊锡不要加得太多，避免引起片间短路。
焊接热源现在普遍采用交流或直流8～l2V低电压大电流电源、炭精棒(选用1号干电池的芯子或电弧气刨用的炭精棒)的加热方法。整流子表面用裸导线捆一圈作为电源一极，另一极用电焊钳或铜排自制夹子夹上炭精棒，即可以焊接。焊接前应将炭精棒油份在非焊接部位将其烧掉，否则油污粘上会影响焊接。焊接时炭精棒要紧贴焊接处，不要经常浮离焊接处，避免棒端与焊接处发生过烧而烧坏升高片。
一般厂矿要找到10V左右、功率较大的降压变压器作为焊接电源是比较困难的。可以选用几种电焊机作为焊接电源，如现存有BX1-330型(BS-330)交流弧焊机，则可将其二次侧绕组取3匝线圈，其电压有8V左右。接法见图3-14。用BX3-30HD型交流弧焊机，一次侧放在小档，二次侧接在大档，将一次侧输入电源接在220V电压上，这时虽然空载电压偏高一点，由于焊机是下降特性，仍然不会产生电弧。