WSE系列方波交流焊機的使用與維修

李憲臣，蔣應田，高學朋，王利波

(遼寧石油化工大學，遼寧 撫順 113001)

WSE系列方波交流焊機的使用與維修

李憲臣，蔣應田，高學朋，王利波

(遼寧石油化工大學，遼寧 撫順 113001)

WSE晶閘管電抗器式矩形波交／直流焊機可以實現多種焊接工藝。在無焊機電路圖紙的情況下，根據焊機無輸出空載電壓的故障現象，以焊機的基本工作原理為指導，分析故障原因，最終確定焊機無電壓輸出為控制電路板上整流器虛焊所致。

矩形方波；焊機維修；WSE系列焊機

0 前言

根據電流方向，電焊機分為直流焊機和交流焊機。直流焊機因電流方向不變，電弧中導電粒子始終向一個方向運動而電弧穩定好。但是在焊接過程中，也會產生磁偏吹問題而限制其應用。交流電源電流方向按一定頻率和波形反復變化，不產生磁偏吹，相應產生焊接缺陷的機率更小。傳統的交流弧焊電源是一個特殊變壓器，在焊接過程中焊機輸出電壓是典型的正弦波，其電流因焊接回路的感抗而產生一定的畸變[1]。由于正弦波交流電固有的波形特性，在電流過零時刻出現電弧熄滅現象，在熄滅過程中電弧空間中的正負離子將產生復合，導致電弧的再引弧困難，電弧穩定較差。當采用交流焊機焊接堿性焊條時，電弧很難穩定燃燒。為了改善堿性焊條的穩弧性能，可以在焊條藥皮中加入苛性鉀，如焊條J426、J506。雖然焊條藥皮中加入苛性鉀可以采用交流焊機進行焊接，但實際應用表明，其穩弧性能仍是不盡人意。

采用矩形波交流電能夠加快電流在過零點附近的速度，減小電弧熄滅時間，從而提高電弧穩定，可以用于堿性焊條的焊接。根據矩形波交流電的原理和主要器件的不同，分為逆變式、晶閘管電抗器式和數字開關式三種[1]。

1 焊機介紹

遼寧石油化工大學工程訓練中心在20世紀90年代初從沈陽工業大學興華焊接設備廠購置了兩臺容量分別為200A和500A的WSE焊機[2]，用于鋁浮盤的氬弧焊接。后因種種原因，該焊機出現故障后停止使用。WSE系列焊機是晶閘管電抗器式矩形波交流弧焊機，其組成如圖1所示。主電路由變壓器、晶閘管橋和直流電抗器組成。通過晶閘管橋的開關和直流電抗器的儲能作用，將正弦波交流電轉變成矩形波交流電。根據設計特點，該焊機能夠實現兩種焊接方法的十種工藝，分別為鎢極氬弧焊的直流氬弧焊、脈沖直流氬弧焊、矩形方波交流氬弧焊、脈沖矩形交流方波氬弧焊；焊條電弧焊的直流正極焊條電弧焊、直流反接焊條電弧焊、脈沖直流正接焊條電弧焊、脈沖直流反接焊條電弧焊、矩形方波交流焊條電弧焊、脈沖方波交流焊條電弧焊。該焊機功能多，在實驗室應用優勢明顯，因此修復該焊機對于實驗室工作非常重要。

圖1 晶閘管電抗器式矩形波交流電源基本原理

該焊機工作原理簡單，電流控制系統采用單結晶體管脈沖變壓器式，控制電路簡單。由于設備出廠時間較久，電氣原理圖早已丟失。

2 故障發現和維修

(1)WSE-500M焊機故障與維修。

將焊機外殼拆開檢查發現，高頻引弧系統的控制繼電器缺失，鎢極氬弧焊槍的控制線面板插座缺失，且斷線。排除完可見問題后，焊機通電測試。當將焊機控制面板電源開關合上后，焊機風扇運轉正常。將功能開關打到焊條電弧焊，測試焊機輸出空載電壓為零，說明焊機主電路不通。從圖2可以看出，檢查主變壓器的輸出端電位就可確定主變壓器的工作情況。利用萬用表交流電壓檔測試主變壓器輸出電壓為76 V。說明主電路不通，主要是晶閘管不通，有兩種原因：一是晶閘管沒有被觸發，二是晶閘管損壞。通過斷開晶閘管接線后測試表明，晶閘管正常。分析原因是主電路晶閘管沒有被觸發。檢查控制電路板，在徹底清掃電路板灰塵后，卸下電路板將電路板排線觸頭進行氧化膜清理維護后重新安裝。再次給焊機通電，焊機輸出空載電壓。將焊機功能開關打到氬弧焊后測試焊機空載電壓也能正常輸出，高頻引弧器工作正常。通過調節焊接參數調節旋鈕，焊機輸出電流可以改變，焊機恢復所有功能。

(2)WSE-200M焊機故障與維修。

將焊機外殼拆卸檢查，焊機內部不缺少器件，焊機面板上的脈沖電流、基值電流等多個調節滑變電阻損壞。更換損壞滑變電阻后給焊機通電，當合上電源開關后，焊機冷卻風扇正常工作。但是，不論在TIG狀態還是手弧焊狀態，都無空載電壓輸出。采用與WSE-500M同樣的主電路檢查后，晶閘管沒有觸發信號。

圖2 焊機主電路

由于無焊機電路圖紙，只能根據焊機控制電路板輸出端、控制變壓器、晶閘管控制線、焊機面板上的各電位器以及開關等元件接線的編號進行測試與連線關系繪制。各部件接線關系如圖3所示。

通過對控制電路板上各關鍵部位的電位和電壓波形測試顯示，電路板上的集成塊輸入端無電壓信號。變壓器輸出端9、10、11號線是為控制板供電，控制板所有器件用電應該為直流電壓，控制板端線9、10、11號電壓正常。該電壓由整流器和穩壓集成電路來提供。由此可判斷，故障點可能是整流器或穩壓集成電路損壞，也可能是焊點虛焊。由于器件表面無燒損現象，首先考慮器件焊點情況，采用放大鏡仔細查看兩個器件的焊點后發現虛焊的可能性較大，重新焊接整流器的焊點。完成后給焊機通電，中間繼電器信號燈亮，繼電器動作，焊機輸出空載電壓，焊機主電路晶閘管工作，焊機恢復正常。

通過施焊測試，焊機輸出電流偏小，沒有達到焊機的額定輸出。根據文獻[2]可知，該焊機電流調節是采用單結晶體管產生脈沖觸發晶閘管，電流小是單結晶體管的電位調節不合理造成的。將控制板上的所有可調電位器調至中間位置后，調試電流輸出和分別調節每一個電位器，測試焊機輸出電流的變化趨勢，確定控制單結晶體管電位的電位器，再通過調節焊機面板上焊接參數調節電位器來最終調整控制板上各電位器的最佳位置。

3 使用

焊機修復后，經過鎢極氬弧焊、焊條電弧焊的十種焊接工藝測試，滿足設計要求。兩款焊機在實驗教學《焊條電弧焊工藝及操作實驗》得到了應用。

圖3 各部件接線關系

4 結論

(1)焊接設備需定期保養，注意內部電路防塵、防潮，嚴格按照設備使用說明使用，提高使用壽命。

(2)加強高校實驗室設備維修，提高利用率，促進教學質量提高。

[1]鄭宜庭，黃石生.弧焊電源(第三版)[M].北京：機械工業出版社，1988.

[2]杭爭翔，劉桂秋.方波交流脈沖鎢極氬弧焊機的研制[J].焊接，1995(10)：18-21.

Maintenance and using of WSE series square waveform AC welder

LI Xian-chen，JIANG Ying-tian，GAO Xue-peng，WANG Li-bo
(Liaoning Shihua University，Fushun 113001，China)

WSE SCR(silicon controlled rectifier)reactor type rectangle waveform AC／DC welder can realize various welding technologies.When there is no circuit diagram of the welding machine，according to the malfunctions of the welding machine without output of noload voltage.Under the basic principle of welder，analysis the cause，confirm the fault that the Welding machine without voltage output caused by virtual welding of rectifier in control circuit boards.

rectangular square waveform；maintenance of welder；WSE series welder

TG434.2

B

1001-2303(2012)04-0051-03

2011-07-25

李憲臣(1968—)，男，山東禹城人，學士，主要從事焊接技能培訓工作。