(1)熔化极惰性气体保护电弧焊设备的分类 按其机械化程度分为自动焊和半自动焊两类。半自动焊设备由焊接电源、送丝机构、焊枪、供气系统等组成,如图2-8所示。自动熔化极氩弧焊设备则由焊接电源、送丝系统、焊接机头、行走台车或操作机(立柱、横臂)、变位机、滚轮架、供气系统、供水系统及控制系统等组成,如图2-9所示。目前,国内外MIG焊设备制造技术已相当成熟,设备能满足焊接作业需求,可考查选购,无须自制。
(2)熔化极氩弧焊送丝系统分类 送丝系统直接影响焊接过程的稳定性,送丝系统通常由送丝机(包括电动机、减速器、矫直轮、送丝轮)、送丝软管(导丝管)及焊丝盘组成。根据送丝方式不同,送丝系统分为推丝式、拉丝式和推拉式3种方式,如图2-10所示。
图2-8 半自动熔化极氩弧焊设备组成
图2-9 自动熔化极氩弧焊设备组成
图2-10 各种送丝方式
1)推丝式。在此方式中,焊枪机构简单,操作轻便,但送丝阻力大,较难送进较细、较软的焊丝,且软管不能太长,一般送丝软管长度为3~5m。
2)拉丝式。拉丝式又可分为3种形式。第一种是拉丝机构装在焊枪上,焊丝盘通过软管与其相连。第二种是拉丝机构和焊丝盘都装在焊枪上。这2种均适于细丝半自动MIG焊。第三种是焊丝盘与送丝电动机均与焊枪分开。
3)推拉式。这种送丝方式的送丝软管可长达15m左右,因而扩大了半自动焊操作的距离。但拉丝速度应比推丝速度稍大,以便以拉丝为主,使焊丝在长软管内始终保持拉直状态。
(3)焊枪
1)半自动焊枪。按工作部的形状分为鹅颈式焊枪、手枪式焊枪;按冷却方式可分为气冷和水冷两种,焊枪种类及结构如图2-11所示。鹅颈式焊枪应用最为广泛,它适合于较粗焊丝,使用灵活方便,可达性好。手枪式焊枪上装有小型送丝机构和小型焊丝盘的拉丝式焊枪,主要用于采用铝及铝合金细焊丝或软焊丝,装满焊丝的小型焊丝盘重5kg,枪体较重,不便操作使用,但送丝可靠。
图2-11 焊枪种类及结构
2)自动焊枪。主要作用与半自动焊枪相同,焊枪固定在焊机机头或焊接行走机构上,通常在大电流情况下使用,除要求其导电部分、导气部分以及导丝部分性能良好外,为了适应大电流和长时间使用要求,焊枪枪体、喷嘴、导电嘴均需要水冷,自动熔化极氩弧焊枪结构如图2-12所示。
在焊枪结构上,值得注意的是导电嘴。一般焊枪的导电嘴内孔应比焊丝直径大0.13~0.25mm,对于铝焊丝则应更大一些。导电嘴必须牢固地固定在枪体上,并使其定位于喷嘴中心。导电嘴与喷嘴之间的相应位置取决于熔滴过渡形式。对于短路过渡,导电嘴常伸出喷嘴以外;而对于喷射过渡,导电嘴内孔因模式而变大或由于飞溅而堵塞时,应立即更换,因磨损或沾污的导电嘴将破坏电弧的稳定性。
(4)导电嘴与送丝管
1)导电嘴。导电嘴是一个较重要的零件,由于电源线在焊枪后部由螺杆与焊枪连接,电流通过导电杆、导电嘴导入焊丝,因此要求导电嘴材料的导电性好、耐磨性好、熔点高。通常采用纯铜,最好使用锆铜。自动焊(机器人)由于采用较大的焊接电流,因此导电嘴的外观略有不同,但基本构造相似。常用导电嘴的基本形态如图2-13所示,值得注意的是,导电嘴内径应比焊丝直径大0.13~0.25mm,对于铝焊丝则应该更大些。
图2-12 自动熔化极氩弧焊枪结构
1—钢管 2—镇静室 3—导流体 4—铜筛网 5—分流套 6—导电嘴 7—喷嘴 8—帽盖
图2-13 常用导电嘴的基本形态
2)送丝管。送丝管的工作范围主要在送丝压轮前端导丝嘴开始到焊枪前端的导电嘴之间,焊丝经过送丝管的阻力越小越好,特别是在铝及铝合金的焊接中,由于铝合金焊丝硬度较低、刚度较小,因此送丝管必须用摩擦系数小的材料,如聚四氟乙烯、尼龙、石墨烯等材料制造。为了适应焊枪前端较高的焊接温度和保证送丝管接口处的气密性,一般送丝管的前端在焊枪鹅颈部位采用金属螺旋管材料,送丝管的后端带有铜套和密封圈等部件,常用的送丝管如图2-14所示。
图2-14 常用送丝管