任务4 认知电焊机
【活动场景】
在设备的使用现场教学或用多媒体展示电焊机的使用与生产。
【任务要求】
通过实习掌握城市轨道交通行业电焊机的用途、组成、操作及维修保养方面的知识。
【知识准备】
1.设备的用途
（1）设备简介
电焊机实际上就是具有下降外特性的变压器，外特性就是在焊条引燃后电压急剧下降的特性。电焊机一般按输出电源种类可分为两种，一种是交流电源的，另一种是直流电源的。直流的电焊机可以说也是一个大功率的整流器，分正负极，交流电输入时，经变压器变压后，再由整流器整流，然后输出具有下降外特性的电源，输出端在接通和断开时会产生巨大的电压变化，两极在瞬间短路时引燃电弧，利用产生的电弧来熔化电焊条和焊材，冷却后来达到使它们结合的目的。焊接由于具有灵活方便、牢固可靠，焊接后甚至与母材具有同等强度的优点而广泛应用于各个工业领域，如航空航天、船舶、汽车、容器等。
图8.7 电焊机
（2）设备特点
①优点
电焊机使用电能源，将电能瞬间转换为热能，适合在干燥的环境下工作，不需要太多要求，因体积小巧，操作简单，使用方便，速度较快，焊接后焊缝结实等优点而广泛应用于各个领域，特别对要求强度很高的制件特别实用，可以瞬间将同种金属材料永久性的连接（也可将异种金属连接，只是焊接方法不同）。焊缝经热处理后，与母材同等强度，密封良好，这为储存气体和液体容器的制造解决了密封和强度的问题。
②缺点
电焊机在使用过程中周围会产生一定的磁场，电弧燃烧时会向周围产生辐射，弧光中有红外线，紫外线等光种，还有金属蒸汽和烟尘等有害物质，所以操作时必须要有足够的防护措施。焊接不适用于高碳钢的焊接，由于焊接焊缝金属结晶和偏析及氧化等过程，对于高碳钢来说焊接性能不良，焊后容易开裂，产生热裂纹和冷裂纹。低碳钢具有良好的焊接性能，但焊接过程中也要操作得当。但在除锈清洁方面较为烦琐，有时焊缝还会出现夹渣裂纹气孔咬边等缺陷，但操作得当会降低缺陷的产生。
（3）电焊机工作原理
电焊机利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，以达到使它们结合的目的。电焊机的结构十分简单，实际上就是一个大功率的变压器，将220V交流电变为低电压，大电流的电源，可以是直流也可以是交流。电焊变压器自身的特点，就是具有电压急剧下降的特性，在焊条和工件之间施加电压，通过划檫或接触引燃电弧，用电弧的能量熔化焊条和加热母材。
2.设备的分类
工矿企业主要用的焊机有：交流弧焊机、直流电焊机、氩弧焊机、二氧化碳保护焊机、对焊机、点焊机、埋弧焊机、高频焊缝机、闪光对焊机、压焊机、碰焊机、激光焊机。
①交流焊机一般用于钢结构制造单位或通用机械、农业机械制造单位；直流焊机主要用于制造压力容器锅炉、管道或重要结构制造单位的焊接。
②埋弧焊机的主要应用领域为大型钢结构制造单位，压力容器锅炉制造单位。
③气体保护焊机主要应用于大型钢结构制造单位或通用机械、农用机械，汽车制造厂，防盗门加工厂，制造压力容器锅炉的单位现在也广泛地应用了气体保护焊机。
④氩弧焊机主要用在管道、压力容器锅炉、不锈钢加工企业。
⑤交流氩弧焊机主要用于铝焊接制造单位，铝制容器制造单位。
3.设备的组成
①电焊机由变压器，机壳，输出，输入接电线路及端子，电流电压控制、反馈器件等部分组成。
②电焊作业主要辅助器具
电焊机辅助器具包括防止操作人员被焊接电弧或其他焊接能源产生的紫外线、红外线或其他射线伤害眼睛的气焊眼镜；电弧焊时保护焊工眼睛、面部和颈部的面罩；白色工作服、焊工手套和护脚等。
③电焊机主要参数
电焊机主要参数包括：焊条直径、额定频率、额定功率、额定电压、额定电流、相数、空载焊接电压、额定焊接直流电流、焊接电压、焊接负载、焊接电流调整范围等。
4.设备的维保
电焊机安全操作注意事项：
①使用前，应检查并确认初、次极线接线正确，输入电压符合电焊机的铭牌规定；接通电源后，严禁接触初级线路的带电部分。
②次级抽头连接铜板应压紧，接线柱应有垫圈；合闸前，应详细检查接线螺帽、螺栓及其他部件并确认齐全、无松动或损坏。
③多台电焊机集中使用时，应分接在三相电源网络上，使三相负载平衡，多台电焊机的接地装置应分别由接地处引接，不得串联。
④移动电焊机时应切断电源，不得用拖拉电缆的方法移动电焊机；当焊接中突然停电时，应立即切断电源。
⑤野外作业时，电焊机应放在避雨、通风较好的地方。
⑥焊接时，不允许用铁板搭接代替电焊机的搭铁。
⑦电焊机外壳必须有良好的接零或接地保护，其电源的装拆应由电工进行；电焊机的一次与二次绕组之间，绕组与铁芯之间，绕组、引线与外壳之间，绝缘电阻均不得低于0.5MΩ。
⑧电焊机应放在防雨和通风良好的地方，焊接现场不准堆放易燃、易爆物品，使用电焊机必须按规定穿戴防护用品。
⑨交流弧焊机一次电源线长度应不大于5m，二次线电缆长度应不大于30m。
⑩焊钳与把线必须绝缘良好、连接牢固，更换焊条时应戴手套，在潮湿地点工作时操作人员应站在绝缘胶板或木板上。
严禁在带压力的容器或管道上施焊，焊接带电的设备时必须先切断设备电源。
焊接储存过易燃、易爆、有毒物品的容器或管道时，必须先将其清除干净，并将所有孔口打开。
在密闭金属容器内施焊时，容器必须可靠接地、通风良好，并应有人监护，严禁向容器内输入氧气。
焊接预热工件时，应有石棉布或挡板等隔热措施。
a．新的或长久未用的电焊机，常由于受潮使绕组间、绕组与机壳间的绝缘电阻大幅度降低，在开始使用时容易发生短路和接地，造成设备和人身事故。因此在使用前应用摇表检查其绝缘电阻是否合格。
b．启动新电焊机前，应检查电气系统接触器部分是否良好，认为正常后，可在空载下启动试运行。证明无电气隐患时，方可在负载情况下试运行，最后才能投入正常运行。
c．直流电焊机应按规定方向旋转，对于带有通风机的要注意风机旋转方向是否正确，应由上方吹出，以达到冷却电焊机的目的。
电焊机维护保养基本项目：
①检查焊机输出接线规范、牢固，并且出线方向向下接近垂直，与水平夹角必须大于70°。
②检查电缆连接处的螺钉紧固，平垫、弹垫齐全，无生锈氧化等不良现象。
③检查接线处电缆裸露长度小于10mm。
④检查焊机机壳接地牢靠。
⑤检查焊机电源、母材接地良好、规范。
⑥检查电缆连接处要可靠绝缘，并用胶带包扎好。
⑦电源线、焊接电缆与电焊机的接线处屏护罩是否完好。
⑧焊机冷却风扇转动是否灵活、正常。
⑨电源开关、电源指示灯及调节手柄旋钮是否保持完好，电流表，电压表指针是否灵活、准确，表面清楚无裂纹，表盖完好且开关自如。
⑩检查电机固定和绝缘电圈是否完好。
每周彻底清洁设备表面油污一次。
每半年对电焊机内部用压缩空气（不含水分）清除一次内部的粉尘（一定要切断电源后再清扫）。在去除粉尘时，应将上部及两侧板取下，然后按顺序由上向下吹，附着油脂类用布擦净。
检查各线路及零附件是否完好。
检查保险丝是否符合要求，如发现已氧化，严重过热、变色应更换保险丝。
电流调节装置应符合调节范围的要求。
检查设备各部分润滑情况。
【任务实施】
以国内典型电焊机的结构及技术参数为例，进行剖析。
型号：BX1-500
额定输入电压/频率：1～380V；50/60Hz
输出电流范围：500A
电流调节范围：100～500A
额定输入容量：38kVA
额定负载持续率：35%
重量：105kg
外形尺寸：660mm×490mm×780mm
适用焊丝直径：φ2～φ5
【效果评价】
评价表
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