内容介绍
基本信息
| 书名: | 手把手教你修电焊机 |
| 作者: | 张永吉 | 开本: | |
| YJ: | 39.8 | 页数: | |
| 现价: | 见1;CY=CY部 | 出版时间 | 2012-08 |
| 书号: | 9787122141842 | 印刷时间: | |
| 出版社: | 化学工业出版社 | 版次: | |
| 商品类型: | 正版图书 | 印次: | |
内容提要 作者简介 精彩导读 D1章认识电路和识别元器件1
1?1电焊机基本电路的组成2
1?1?1电路2
1?1?2电路图3
1?1?3常用电气图形符号和文字符号3
1?1?4常用电焊机电气控制电路7
1?2电焊机电路中的各种元器件8
1?2?1电阻9
1?2?2电容器,高频电解电容器21
1?2?3电感26
1?2?4电焊机设备控制系统中的半导体元器件28
1?3电气设备铭牌参数及相关知识52
1?3?1电气设备的额定值52
1?3?2电压52
1?3?3电流54
1?3?4电功率55
1?3?5断路器和交流接触器如何选择55
D2章电焊机维修基础知识65
2?1对维修人员的要求66
2?2焊接设备的故障排除66
2?3维修人员应掌握的技能67
2?4电路板焊接与调试68
2?4?1焊前准备68
2?4?2焊接方法与步骤69
2?4?3虚焊产生的原因及其鉴别69
2?4?4电路调试70
2?5基本电焊机焊接方法及种类划分73
D3章电焊机维修中常用仪器,仪表及工具77
3?1电焊机修理常用设备78
3?2电焊机修理常用仪表79
3?2?1万用表79
3?2?2兆欧(摇)表80
3?2?3交直流电流表,分流器及电流互感器80
3?2?4交直流电压表80
3?2?5温度计81
3?2?6钳形电流表81
3?2?7示波器81
3?3电焊机修理常用工具83
3?3?1低压验电器83
3?3?2螺丝刀83
3?3?3钳子83
3?3?4电工刀84
3?3?5电烙铁84
3?3?6扳手84
3?3?7电工工具夹85
3?3?8手锯85
3?3?9压接钳85
3?3?10钢板尺86
3?3?11游标卡尺86
3?3?12其他常用工具86
D4章交流电焊机的维修89
4?1电焊机的使用环境影响90
4?2电焊机的电气原理方面的知识91
4?3交流弧焊机的结构及工作原理92
4?3?1一般交流弧焊变压器的基本原理92
4?3?2BX6?120型交流弧焊机的结构及工作原理93
4?4电焊机维修中处理手段及线圈绕制工艺94
4?4?1多匝绕组的绕制94
4?4?2铁芯的制造与修理96
4?4?3铁芯夹紧螺杆与夹件的绝缘98
4?4?4导线的接长方法98
4?4?5大截面的铜导线缺损的焊补100
4?4?6电缆与接头的冷压连接100
4?5交流电焊机的故障维修实例100
D5章CO2半自动电焊机的维修109
5?1CO2电弧焊的特点和应用范围110
5?2焊接材料110
5?3焊接规范选择111
5?4基本操作技术112
5?5CO2半自动电焊机的结构和工作原理113
5?6CO2半自动电焊机维修124
5?6?1维修操作准备124
5?6?2维修工艺制定124
5?6?3维修故障工艺步骤124
5?6?4故障维修实例124
D6章NSA4?300型和NSA?300型直流手工钨J氩弧整流焊机的维修131
6?1NSA4?300型和NSA?300型直流手工钨J氩弧整流焊机的结构和工作原理132
6?2钨J氩弧焊的使用及维护保养135
6?2?1概述135
6?2?2钨J氩弧焊机的组成136
6?2?3焊枪的组成(水冷式,气冷式)136
6?2?4氩气的作用,流量大小与焊接关系,调节方法136
6?2?5钨J136
6?2?6焊丝137
6?2?7直流氩弧焊与脉冲氩弧焊的区别138
6?2?8焊前准备和焊前清洗138
6?2?9焊接规范参数138
6?2?10焊接操作139
6?2?11手工钨J氩弧焊机的维护保养139
6?3NSA4?300型及NSA?300型直流手工钨J氩弧整流焊机电路故障维修实例140
D7章MZ?1000型交直流埋弧自动焊机的维修147
7?1MZ?1000型交直流埋弧自动焊机的结构和工作原理148
7?1?1MZ?1000型交流埋弧自动焊机的工作原理148
7?1?2MZ?1000型直流埋弧自动焊机152
7?2埋弧自动焊机的维护及使用152
7?2?1埋弧自动焊机的分类152
7?2?2埋弧自动焊机的维护保养及技术参数154
7?2?3埋弧自动焊机的技术数据157
7?3MZ?1000型交流埋弧自动焊机的故障维修实例164
D8章ZXG?300型硅整流式弧焊机的维修171
8?1ZXG?300型硅整流式弧焊机的工作原理及结构172
8?2硅整流弧焊机的使用与维护174
8?2?1手工硅弧焊整流器的一般检查试验174
8?2?2整流弧焊机的安装175
8?2?3整流弧焊机的使用175
8?2?4整流弧焊机电源线选用176
8?3整流弧焊机常见故障维修实例176
D9章ZX5?400型晶闸管整流弧焊机的维修183
9?1ZX5?400型晶闸管式弧焊机工作原理及结构184
9?1?1概述184
9?1?2主电路184
9?1?3触发电路186
9?2ZX5?400型晶闸管弧焊机故障维修实例192
D10章IGBT?ZX7系列逆变式电焊机的维修197
10?1逆变式电焊机基本原理及结构198
10?1?1ZX7系列逆变式电焊机电路结构199
10?1?2ZX7系列逆变式电焊机工作原理201
10?2维修IGBT?ZX7?400型逆变电焊机元器件的选择和修理202
10?2?1常用电子元器件检测方法202
10?2?2IGBT管好坏的检测207
10?2?3压敏电阻的检测207
10?2?4各部分主要元器件的损坏及维修209
10?3IGBT?ZX7?400型逆变电焊机的故障维修实例211
10?3?1维修的步骤211
10?3?2维修的检查211
10?3?3常见故障及故障处理211
10?3?4其他ZX7?400型逆变式弧焊机故障维修经验总结216
10?3?5逆变电焊机的维护注意事项217
D11章电焊机维修常用材料及配件219
11?1电焊机维修常用材料220
11?1?1电焊机用导电材料220
11?1?2电焊机用绝缘材料224
11?1?3电焊机用导磁材料228
11?2电焊机常用配件232
参考文献244
目录 本书以简洁易懂的语言,师傅带徒弟的形式,1先介绍了电焊机维修的基础知识,然后介绍了典型机型:交流弧焊机(BX6-120),C02半自动电焊机,NSA4-300型和NSA-300型直流手工钨J氩弧焊机,MZ-100型交直流埋弧自动焊机,ZXG7-300型硅整流式弧焊机,ZX5-400型晶闸管整流弧焊机,IGBT-ZX7系列逆变式电焊机的结构,原理,并列举了具体维修实例,同时对故障原因进行了分析,提出了故障的排除方法。书中还附有电焊机常用配件表供读者参考。 本书可供刚入门的电焊机维修人员学习,也可供具有一定经验的焊工参考。
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焊接技艺的传承与创新:一次深入的工业美学探索 目录 前言:当金属遇上高温——一种古老技艺的现代生命力 第一章:从火花到塑形——焊接的历史长河与文化意涵 1.1 远古的呼唤:金属锻造与早期连接技术的萌芽 1.2 工业革命的脉搏:焊接技术如何重塑制造业版图 1.3 焊接的艺术:从实用工具到工业美学的蜕变 1.4 现代焊接的魅力:精准、高效与无限可能 第二章:器物的灵魂——电焊机的工作原理与构造深度解析 2.1 电流的舞蹈:理解电弧的诞生与维持 2.1.1 电压、电流与功率:基础物理学的实践应用 2.1.2 电极与工件:构建完整的焊接电路 2.1.3 高温的奥秘:电弧温度的决定因素与控制 2.2 机器的精髓:电焊机内部的核心组件剖析 2.2.1 变压器/逆变器:电源的核心,能量的转化 2.2.1.1 传统变压器式焊机:稳定而强劲的经典之选 2.2.1.2 逆变焊机:轻便、高效与精细控制的新时代 2.2.2 整流器:直流电的诞生,适应多种焊接需求 2.2.3 控制电路:智慧的眼睛,精准调控焊接参数 2.2.4 散热系统:守护机器的稳定运行 2.3 不同类型焊机的辨析:功能、适用性与选择指南 第三章:金属的语言——焊接工艺的实践与艺术 3.1 焊缝的表情:了解不同焊接接头的形态与力学性能 3.1.1 搭接、角接、对接、 the edge 结合:基础几何的焊接应用 3.1.2 焊缝的强度与韧性:材料科学在焊接中的应用 3.2 焊丝的低语:选择合适的焊丝,赋予焊缝生命 3.2.1 焊丝的成分:合金元素对焊缝性能的影响 3.2.2 焊丝的分类:实芯焊丝、药皮焊丝、药芯焊丝的应用场景 3.3 气体的守护:保护气体在焊接中的作用与选择 3.3.1 惰性气体(氩气、氦气):为什么是金属的“保护伞” 3.3.2 活性气体(二氧化碳):经济高效的焊接助手 3.4 焊接的“呼吸”:气孔、夹渣、裂纹的成因与预防 3.5 焊枪的轨迹:掌握不同焊接手法,雕刻金属的灵魂 3.5.1 移行速度、角度与电弧长度:控制变量,实现完美焊缝 3.5.2 摆动技巧:让焊缝更加均匀美观 第四章:细节的雕琢——安全与维护的艺术 4.1 火花的警示:焊接中的安全事项与防护装备 4.1.1 眼睛的守护:焊帽的选择与使用 4.1.2 皮肤的保护:隔热手套与工作服的重要性 4.1.3 通风的重要性:远离有害烟尘 4.2 机器的呵护:延长电焊机寿命的日常维护 4.2.1 清洁与检查:保持机器“呼吸”顺畅 4.2.2 耗材的更换:焊条、焊丝、保护气体的管理 4.2.3 存储的环境:避免潮湿与极端温度 4.3 故障的诊断:常见问题与排除方法 4.3.1 电弧不稳?检查电源与连接。 4.3.2 焊缝质量不佳?审视焊丝、气体与操作。 第五章:跨越界限——焊接在现代生活中的无限可能 5.1 艺术家的画布:焊接在雕塑与装置艺术中的应用 5.2 创客的工具箱:DIY焊接项目与个性化创作 5.3 工业的脉搏:精密制造、汽车、航空航天中的焊接技术 5.4 修复的生命线:金属物件的翻新与改造 5.5 未来展望:智能焊接与自动化技术的发展趋势 后记:对金属的热爱,对技艺的尊重 前言:当金属遇上高温——一种古老技艺的现代生命力 在人类文明的长河中,金属扮演着不可或缺的角色。从石器时代末期对金属的初步认知,到青铜时代与铁器时代的辉煌,金属材料的运用极大地推动了社会生产力的发展和人类文明的进程。而将这些坚硬的金属塑造成各种形态,连接成坚固耐用的器物,则离不开一项古老而又充满生命力的技艺——焊接。 焊接,顾名思义,是将金属材料通过加热或加压,或者两者并用,使其连接在一起的技术。它不仅仅是简单的“粘合”,更是一种将金属的物理与化学特性发挥到极致的艺术。在高温的熔融与精准的冷却过程中,金属的原子之间重新排列组合,形成牢固的分子键,使得连接处的强度甚至能够超越母材本身。这种“无缝连接”的能力,赋予了金属制品无与伦比的坚固性和持久性。 回溯历史,早期的金属连接技术多依赖于锻打、铆接等方式。然而,这些方法在连接效率、强度以及对复杂结构的适应性上都存在一定的局限。直到电弧的发现,才为焊接技术带来了革命性的突破。电焊机,作为这项革命的载体,以其强大的能量输出和精准的控制能力,将金属的连接推向了一个全新的高度。它让曾经冰冷坚硬的金属,在技艺精湛的双手下,如同有了生命般,被赋予了灵魂与形态。 如今,焊接技术早已不再是单纯的工业生产手段。它渗透到我们生活的方方面面,从宏伟的建筑、精密的高铁,到我们日常使用的汽车、家电,再到令人惊叹的艺术雕塑,都离不开焊接的身影。它不仅是制造业的基石,更是创新与创造的重要驱动力。 然而,对于许多人而言,电焊机及其操作可能蒙着一层神秘的面纱。那耀眼的光芒,震耳欲聋的声响,以及烟雾缭绕的场景,似乎只属于经验丰富的工匠。但实际上,只要掌握了其内在的原理,理解了金属的语言,并且注重实践与安全,任何人都可以走进这个充满魅力的领域,感受金属在高温下融汇的魅力,并从中获得创造的乐趣。 这本书,并非是要提供一套刻板的操作手册,而是希望通过一次深入的工业美学探索,引导您去理解电焊机的“心脏”是如何跳动的,焊接的“灵魂”是如何在金属间传递的,以及如何通过精湛的技艺,将冰冷的金属转化为充满生命力的艺术品。我们将从焊接的历史渊源开始,追溯这项古老技艺如何与现代科技相融合,然后深入剖析电焊机的每一个“零件”如何协同工作,如同精密的交响乐章。随后,我们将聚焦于焊接工艺本身,学习如何“读懂”金属的语言,掌握焊缝的“表情”,并用焊枪“书写”属于自己的金属篇章。最后,我们还将一同关注那些隐藏在华丽光芒背后的安全与维护细节,以及焊接在现代社会中展现出的无限可能。 这不仅仅是一次关于技术学习的旅程,更是一次对制造业精神的致敬,对工匠文化的传承,以及对材料美学的深刻理解。让我们一同走进这个充满力量与创造的世界,感受当金属遇上高温,所迸发出的无限精彩。 第一章:从火花到塑形——焊接的历史长河与文化意涵 焊接,这项看似现代的技术,其根脉却可以追溯到人类文明的黎明。它代表着人类改造自然、连接物质、创造工具和文明的深刻需求。 1.1 远古的呼唤:金属锻造与早期连接技术的萌芽 在旧石器时代晚期,人类开始接触和使用金属,最初的金属制品多为采掘出的天然金属块,通过敲打变形制成简单的工具或装饰品。进入新石器时代,随着冶炼技术的出现,人类学会了从矿石中提炼金属,这标志着金属加工的第一个飞跃。 早期的金属连接,更多地依赖于物理性的固定方式。例如,将金属部件通过榫卯结构结合,或者使用铆钉将金属片连接起来。而“锻焊”,可以说是早期最接近现代焊接的连接方式。在古埃及、古巴比伦的考古遗址中,已经发现了通过加热金属至塑性状态,然后通过反复捶打使其连接在一起的痕迹。这种技术虽然原始,但已经体现了利用高温使金属局部软化,并通过外力使其结合的原理。例如,著名的“印度德里铁柱”,虽然不是严格意义上的焊接,但其巨大的整体性,以及所采用的锻造工艺,都展现了古代工匠对金属塑形与连接的智慧。 这些早期连接技术的出现,是人类智慧的结晶,它们满足了当时人们对更坚固、更耐用的工具和武器的需求,为后续的金属加工技术奠定了基础。 1.2 工业革命的脉搏:焊接技术如何重塑制造业版图 真正的焊接技术革命,伴随着工业革命的浪潮而到来。19世纪,随着电力的发现和应用,为焊接提供了前所未有的能量来源。 1881年,俄罗斯科学家尼古拉·别尔纳多斯(Nikola Benardos)获得了用碳棒电极进行电弧焊的专利,这标志着碳弧焊的诞生。他利用电弧的高温熔化金属,实现了金属之间的连接。随后,1890年,瑞典工程师奥斯卡·克耶尔贝里(Oscar Kjellberg)发明了焊条电弧焊,即在焊条上涂覆药皮,以稳定电弧并提供熔敷金属和保护气体。这使得手工电弧焊变得更加实用和易于操作,极大地推动了焊接技术在工业生产中的应用。 进入20世纪,随着对金属材料和电化学反应的深入研究,点焊(电阻焊)、气焊(氧乙炔焊)、埋弧焊等多种焊接工艺相继问世。特别是电阻焊,因其高效、自动化程度高,在汽车制造业中得到了广泛应用,如车身的点焊。气焊则以其灵活性和便携性,在管道安装、金属修复等领域发挥了重要作用。 这些新型焊接技术的出现,使得金属产品的制造变得更加高效、精确和经济。它们不仅改变了传统的制造模式,也催生了新的工业领域,如造船、桥梁建设、飞机制造等,极大地提升了工业生产的规模和技术水平。焊接,成为了工业革命跳动的脉搏,驱动着现代制造业向前发展。 1.3 焊接的艺术:从实用工具到工业美学的蜕变 长期以来,焊接更多地被视为一种纯粹的工艺技术,是工程师和技术工人手中的工具。然而,随着社会的发展和审美的多元化,焊接也逐渐展现出其独特的艺术魅力。 首先,焊接本身就蕴含着一种“创造”的美学。将原本分离的金属块,通过高温与精确的操控,融为一体,形成新的结构和形态,这本身就是一种“化零为整”的艺术。焊缝的形态,比如流畅的曲线、均匀的焊珠,都具有独特的视觉美感,如同金属的“表情”或“签名”。 其次,焊接成为了许多现代艺术家表达思想和情感的重要媒介。金属雕塑,尤其是大型的、抽象的雕塑作品,大量运用焊接技术来将金属板、金属管、金属构件连接起来。艺术家们利用焊接的高温与力量感,赋予金属以生命,创作出令人震撼的作品。例如,许多城市中的大型公共艺术品,都巧妙地运用了焊接技术。 再者,焊接在修复与再创造中也展现出其艺术价值。对于一些古老的金属器物、机械设备,通过精湛的焊接技术进行修复,不仅恢复了其功能,也保留了其历史的痕迹,赋予了它们新的生命。这种“复活”的过程,本身就充满了艺术的情感。 从实用工具到工业美学,焊接的蜕变,体现了技术与艺术的融合,也反映了人们对物质世界更深层次的认知与欣赏。 1.4 现代焊接的魅力:精准、高效与无限可能 进入21世纪,焊接技术继续以前所未有的速度发展。以逆变焊机为代表的新一代焊接设备,以其轻便、高效、节能、精准的特点,极大地拓展了焊接的应用范围和操作的可能性。 精准控制: 现代焊接技术能够实现对焊接参数(如电流、电压、脉冲频率、送丝速度等)的极其精确的控制,从而实现对焊缝质量的精准把控,满足航空航天、精密电子等领域对焊接的高要求。 高效生产: 自动化和智能化焊接设备(如机器人焊接)的广泛应用,大幅提高了生产效率,降低了人工成本,并保证了产品质量的稳定性。 多样化应用: 从微小的电子元器件封装,到巨型的船舶制造;从深海探测器的建造,到太空探索的载具,焊接技术几乎无处不在。激光焊接、电子束焊接等先进焊接技术的出现,更是为材料连接提供了更多元化的选择。 可持续发展: 节能型焊接设备和环保焊材的研发,也在推动焊接技术向着更加绿色、可持续的方向发展。 现代焊接的魅力,在于它将科学原理、工程技术与艺术创造完美结合,展现出强大的力量和无限的可能。它不仅是连接物质的桥梁,更是连接人类智慧与想象力的纽带。 第二章:器物的灵魂——电焊机的工作原理与构造深度解析 电焊机,作为实现焊接的关键设备,其核心在于如何产生并控制高能量的电弧,从而熔化金属。理解它的工作原理和内部构造,是掌握焊接技艺的基础。 2.1 电流的舞蹈:理解电弧的诞生与维持 电弧,是电焊机产生高能量的源泉。它是指在两个电极(通常是焊条/焊丝与工件)之间,当电压足够高时,气体(通常是空气或保护气体)被击穿,形成一种持续放电的等离子体通道。这个通道温度极高,能够瞬间熔化金属。 2.1.1 电压、电流与功率:基础物理学的实践应用 电压(Voltage): 电焊机输出的电压决定了电弧能否被“点燃”并维持。电压太低,电弧难以建立;电压太高,则可能不稳定或产生不必要的飞溅。不同的焊接工艺对电压有不同的要求。 电流(Current): 电流是电焊机输出的“能量大小”。电流越大,熔化能力越强,焊缝越宽、越深。电流的选择直接影响焊缝的强度和外观。对于同一个焊接任务,过小的电流会导致焊缝稀疏、强度不足,过大的电流则可能烧穿工件,产生过大的飞溅。 功率(Power): 功率是电压与电流的乘积(P = V × I),它代表了电焊机单位时间内输出的能量。高功率的电焊机能够提供更强的熔化能力,适用于焊接较厚的金属。 阻抗(Impedance): 电焊机内部以及焊接回路的阻抗,也会影响电流的输出。电焊机通常设计为恒流或恒压输出特性,以适应焊接过程中的变化。 2.1.2 电极与工件:构建完整的焊接电路 焊接过程本质上是一个闭合的电路。一个电极(通常是焊条或焊丝)与焊机的电源负极(直流焊机)或交流输出端连接,另一个电极(工件)与焊机的电源正极(直流焊机)或交流输出端连接。当电极与工件之间产生足够小的间隙时,电子或离子在电场作用下加速,与气体分子碰撞,引发电离,形成导电的等离子体。这个过程是电弧诞生的关键。 2.1.3 高温的奥秘:电弧温度的决定因素与控制 电弧的温度可以达到数千摄氏度,远高于金属的熔点。影响电弧温度的因素有很多,包括: 电弧电流: 电流越大,电弧产生的热量越多,温度越高。 电极材料: 不同材质的电极(如碳棒、钨极、焊条)在电弧中的表现不同,其产生的温度也不同。 气体介质: 不同的保护气体(如氩气、二氧化碳)具有不同的导热性和电离特性,会影响电弧的温度和形态。 电弧长度: 电弧越长,能量越分散,单位体积内的温度可能略有下降,但整体热输入可能增加。 2.2 机器的精髓:电焊机内部的核心组件剖析 电焊机作为将市电转换为焊接所需电能的设备,其内部结构精密而复杂。不同类型的电焊机,其内部组件配置有所差异,但核心功能是相似的。 2.2.1 变压器/逆变器:电源的核心,能量的转化 这是电焊机的心脏。 2.2.1.1 传统变压器式焊机:稳定而强劲的经典之选 变压器式焊机通过一个巨大的铁芯和绕在上面的两个线圈(初级线圈和次级线圈)来工作。市电(通常是高电压、低电流)通过初级线圈,在铁芯中产生交变磁场,这个磁场又在次级线圈中感应出较低电压、较高电流的交流电,用于焊接。 优点: 结构简单,坚固耐用,价格相对较低,输出电流稳定,对电网波动有较好的适应性,尤其适合大电流焊接。 缺点: 体积和重量大,能耗较高,调节焊接参数不够灵活。 2.2.1.2 逆变焊机:轻便、高效与精细控制的新时代 逆变焊机采用先进的电力电子技术。它首先将市电(AC)转换为高频直流电(DC),然后通过高频变压器升降压,最后再转换为焊接所需的直流(DC)或脉冲交流(AC)电。 优点: 体积小、重量轻,能耗低,效率高,焊接质量好,可以实现更精细的焊接参数控制(如脉冲焊接、数字控制),操作更灵活。 缺点: 结构相对复杂,对电网波动和干扰较为敏感,价格通常高于同功率的变压器式焊机。 2.2.2 整流器:直流电的诞生,适应多种焊接需求 许多焊接工艺(如TIG焊、MIG/MAG焊)需要使用直流电,或者在直流电的基础上进行脉冲控制。整流器(通常由二极管组成)的作用就是将交流电转换为直流电。在逆变焊机中,高频交流电被整流成高频直流电,再经过控制后输出。 2.2.3 控制电路:智慧的眼睛,精准调控焊接参数 这是电焊机实现智能化和精细化操作的关键。控制电路通过收集各种传感器(如电流、电压传感器)的反馈信号,并根据预设的程序,精确地调节电源的输出。现代电焊机通常配备微处理器,能够实现多种焊接模式(如脉冲、点焊、自动送丝等),并能够记忆和调用用户自定义的焊接参数。 2.2.4 散热系统:守护机器的稳定运行 电焊机在工作过程中会产生大量的热量,特别是变压器和功率器件。良好的散热系统(如风扇、散热片、甚至水冷系统)能够有效地将热量排出,保证机器在长时间工作下保持稳定运行,防止过热损坏。 2.3 不同类型焊机的辨析:功能、适用性与选择指南 根据不同的焊接工艺和应用场景,电焊机可以分为多种类型: 手工电弧焊机(MMA/SMAW): 最常见、最基础的焊机,使用焊条进行焊接。适用于户外、野外作业,对设备要求不高。 特点: 操作简单,设备便宜,但焊缝质量相对不稳定,飞溅较大。 适用: 户外修补、钢结构安装、厚板焊接等。 TIG焊机(GTAW): 使用钨极作为电弧,惰性气体(如氩气)作为保护。 特点: 焊缝质量高,美观,飞溅小,适用于多种金属(不锈钢、铝、铜等),对操作要求较高。 适用: 精密制造、航空航天、食品机械、艺术品焊接等。 MIG/MAG焊机(GMAW): 使用连续送丝的焊丝作为电极,保护气体(惰性或活性)保护。 特点: 焊接速度快,效率高,操作相对容易,适用范围广。 适用: 汽车制造、机械加工、薄板及中厚板焊接。 CO2焊机: 属于MIG/MAG焊机的一种,专门使用二氧化碳作为保护气体。 特点: 成本较低,焊接效率高。 适用: 主要用于碳钢的焊接,在建筑、机械制造等领域广泛应用。 等离子焊机(PAW): 使用等离子弧进行焊接,温度更高,切割能力强。 特点: 焊接速度快,焊缝窄深,熔深大,切割能力强。 适用: 精密加工、航空航天、特种材料焊接。 在选择电焊机时,需要考虑以下因素: 1. 焊接材料: 您主要焊接哪些金属?(如碳钢、不锈钢、铝、铜等) 2. 材料厚度: 您需要焊接的材料厚度是多少? 3. 焊接工艺: 您偏好哪种焊接方法?(如手工焊、TIG焊、MIG焊等) 4. 工作环境: 您在室内还是室外工作?对设备的便携性要求如何? 5. 预算: 您的购买预算是多少? 6. 功率与电压: 根据材料厚度和焊接需求,选择合适的功率和电压范围。 理解电焊机的构造原理,能够帮助我们更好地操作设备,判断故障,并选择最适合自己需求的焊接设备。 第三章:金属的语言——焊接工艺的实践与艺术 焊接并非简单的“熔化再凝固”,而是一个充满智慧与技巧的过程。理解金属的“语言”,掌握焊接的“韵律”,才能塑造出完美的焊缝。 3.1 焊缝的表情:了解不同焊接接头的形态与力学性能 焊缝的形态和结构,直接决定了连接的强度和可靠性。不同的连接方式,对应着不同的“表情”。 3.1.1 搭接、角接、对接、 the edge 结合:基础几何的焊接应用 对接(Butt Joint): 工件的边缘平齐对接,焊缝形成在工件的平面上。这是最常见、效率最高的一种连接方式,用于连接同一平面的两个构件。 搭接(Lap Joint): 一个工件的边缘叠在另一个工件的边缘上,焊缝形成在叠合的边缘上。这种连接方式承载力较好,但可能存在应力集中。 角接(Fillet Joint): 两个工件呈角度(通常是90度)连接,焊缝形成在两个工件的夹角处。这是应用最广泛的接头形式之一,用于框架结构、管道连接等。 T形接(Tee Joint): 一个工件垂直于另一个工件的表面连接,形成T形。焊缝形成在垂直工件的侧面与另一个工件的表面之间。 边缘结合(Edge Joint): 工件的边缘相互平行或靠得很近,焊缝沿着工件的边缘形成。多用于薄板的连接。 3.1.2 焊缝的强度与韧性:材料科学在焊接中的应用 焊缝的强度和韧性是衡量焊接质量的关键指标。 强度(Strength): 指焊缝抵抗外力的能力,包括抗拉、抗压、抗剪等。理想的焊缝强度应接近或等于母材的强度。 韧性(Toughness): 指焊缝在受到冲击或拉伸时吸收能量而不发生断裂的能力。韧性对于防止焊缝在低温或动态载荷下失效至关重要。 母材(Base Metal): 指未经过焊接的原始金属材料。 熔池(Weld Pool): 焊接时,金属被高温熔化形成的液态区域。 热影响区(Heat-Affected Zone, HAZ): 焊缝两侧受焊接热影响,金相组织和力学性能发生改变的区域。HAZ是焊接中最容易出现问题的地方,其性能直接影响整个连接的质量。 焊缝金属(Weld Metal): 焊接过程中熔化并凝固形成的金属,它可能与母材成分不同,也可能与母材成分相同。 3.2 焊丝的低语:选择合适的焊丝,赋予焊缝生命 焊丝,如同焊接的“血液”,它的成分和性能直接影响焊缝的质量。 3.2.1 焊丝的成分:合金元素对焊缝性能的影响 焊丝的成分与母材的成分紧密相关,但也可能含有特殊的合金元素,以改善焊缝的性能。例如: 碳(C): 适量的碳可以提高钢的强度,但过高会降低韧性,增加脆性。 硅(Si): 具有脱氧作用,可以提高焊缝的致密性,但也可能降低韧性。 锰(Mn): 可以提高钢的强度和韧性,是重要的合金元素。 镍(Ni)、钼(Mo)、铬(Cr)等: 用于提高焊缝的耐腐蚀性、耐高温性、耐磨性等特殊性能。 3.2.2 焊丝的分类:实芯焊丝、药皮焊丝、药芯焊丝的应用场景 实芯焊丝(Solid Wire): 焊丝内部是实心的金属。多用于MIG/MAG焊接,通常需要外部提供保护气体。 药皮焊丝(Coated Electrode): 即手工电弧焊的焊条。焊条外层涂有药皮,药皮在电弧作用下熔化,产生保护气体、造渣、脱氧等作用,同时补充熔敷金属。 药芯焊丝(Flux-Cored Wire): 焊丝内部填充有药粉。它结合了实芯焊丝的高效率和药皮焊丝的保护作用,可以自保护或需要外部保护气。 3.3 气体的守护:保护气体在焊接中的作用与选择 保护气体是焊接过程中不可或缺的一部分,它就像给熔化的金属穿上一层“保护衣”,防止空气中的有害物质(氧、氮)侵入,影响焊缝质量。 3.3.1 惰性气体(氩气、氦气):为什么是金属的“保护伞” 惰性气体,顾名思义,化学性质非常稳定,不会与金属发生化学反应。 氩气(Ar): 最常用的惰性保护气体,价格适中,性能优良,适用于焊接多种金属,如铝、不锈钢、铜合金等。 氦气(He): 价格昂贵,导热性好,能提供更高的电弧能量密度,适用于焊接较厚的铝、镁等材料,以及对焊缝质量要求极高的场合。 3.3.2 活性气体(二氧化碳):经济高效的焊接助手 活性气体在高温下会与金属发生一定的化学反应,但其保护作用同样显著。 二氧化碳(CO2): 价格低廉,广泛应用于碳钢的MIG/MAG焊接。但CO2的电弧温度较高,容易产生飞溅,且可能导致焊缝含碳量增加,降低韧性。 混合气体: 将惰性气体与活性气体按一定比例混合,可以兼顾焊接性能和成本,例如氩气+二氧化碳(Ar+CO2)的混合气,是碳钢MIG/MAG焊接中最常用的保护气之一。 3.4 焊接的“呼吸”:气孔、夹渣、裂纹的成因与预防 焊缝中常见的缺陷,如同焊接的“呼吸不畅”,会严重影响其性能。 气孔(Porosity): 焊缝内部含有气体形成的空腔。主要原因是保护不良(保护气体泄漏、风大)、焊丝表面污垢、焊剂(焊条药皮)含潮等。 夹渣(Slag Inclusion): 焊缝金属中含有氧化物、非金属杂质等。常见于药皮焊条或药芯焊丝焊接,是由于熔渣未被完全清除,在焊缝凝固时被包裹在里面。 裂纹(Crack): 焊缝金属或热影响区产生的裂痕。可能由材料内部应力过大、焊接热裂纹(高温下易产生)、冷裂纹(凝固后产生)等原因引起。 预防这些缺陷的关键在于:保证良好的保护、选择合适的焊接材料、控制焊接工艺参数、保持工件清洁、合理安排焊接顺序。 3.5 焊枪的轨迹:掌握不同焊接手法,雕刻金属的灵魂 焊接操作如同舞蹈,焊枪的每一个动作都蕴含着技巧。 3.5.1 移行速度、角度与电弧长度:控制变量,实现完美焊缝 移行速度(Travel Speed): 焊枪移动的速度。速度过快,焊缝窄而稀疏,可能熔化不足;速度过慢,焊缝宽而肥厚,可能烧穿,热输入过大。 角度(Torch Angle): 焊枪与工件表面的夹角。倾斜角度会影响熔池的形状和保护气体的流动,进而影响焊缝的成形。 电弧长度(Arc Length): 电极尖端与工件表面之间的距离。过长的电弧容易引起飞溅和保护不良;过短的电弧则可能导致电弧不稳定,甚至电弧熄灭。 3.5.2 摆动技巧:让焊缝更加均匀美观 对于较宽的焊缝,通常需要对焊枪进行一定的摆动,以保证焊缝的均匀填充和两侧的良好熔合。常见的摆动方式有:直线摆动、月牙形摆动、锯齿形摆动等。不同的摆动方式适用于不同的接头和焊缝要求。 掌握焊接工艺,就像学习一门新的语言,需要不断地练习、体会和总结。每一次成功的焊接,都是一次对金属的深刻理解和对技艺的精进。 第四章:细节的雕琢——安全与维护的艺术 焊接是一项充满力量的工作,但同时伴随着一定的风险。对安全的重视,以及对设备的精心维护,是保障每一次焊接顺利进行的基础。 4.1 火花的警示:焊接中的安全事项与防护装备 焊接时产生的强光、高温、飞溅物、有害烟尘,都可能对人体造成伤害。严格遵守安全规程,并配备适当的防护装备,是至关重要的。 4.1.1 眼睛的守护:焊帽的选择与使用 焊接产生的强紫外线和红外线,对眼睛具有极大的杀伤力。 焊帽(Welding Helmet): 必须佩戴具有自动变光或深色镜片的焊帽。自动变光焊帽能在电弧瞬间开启时自动变暗,提供即时保护。 防护眼镜: 在非焊接操作时,也应佩戴防护眼镜,防止飞溅物伤害。 4.1.2 皮肤的保护:隔热手套与工作服的重要性 高温飞溅物和强烈的紫外线辐射,会对皮肤造成灼伤。 隔热手套(Welding Gloves): 选用厚实、耐磨、隔热的皮质手套,保护双手。 阻燃工作服(Flame-Retardant Clothing): 穿着专门设计的阻燃工作服,遮盖住所有裸露的皮肤,防止高温飞溅物和紫外线辐射。避免穿着易燃的化纤衣物。 鞋子: 穿着安全鞋,保护脚部免受重物和飞溅物的伤害。 4.1.3 通风的重要性:远离有害烟尘 焊接产生的烟尘含有多种有害物质,长期吸入会损害呼吸系统。 通风设备: 在通风良好的区域进行焊接,或使用局部排烟设备,将烟尘及时排出。 呼吸防护: 在通风不良或产生大量烟尘的环境下,应佩戴符合标准的防尘口罩或呼吸器。 4.2 机器的呵护:延长电焊机寿命的日常维护 电焊机是重要的生产工具,定期的维护和保养,可以保证其正常运行,延长使用寿命,并避免不必要的故障。 4.2.1 清洁与检查:保持机器“呼吸”顺畅 定期清洁: 定期清除电焊机外壳、散热风扇、电缆连接处等部位的灰尘和污垢。特别是风扇,要保持其运转顺畅,确保散热效果。 检查电缆: 检查焊钳、地线、电源线是否有破损、老化迹象,及时更换。连接处应牢固可靠。 检查接头: 确保所有电缆连接头、接地线连接端子都干净、紧固,避免接触不良引起发热或故障。 检查焊枪/焊钳: 检查焊枪或焊钳的绝缘部分是否完好,接触部分是否清洁。 4.2.2 耗材的更换:焊条、焊丝、保护气体的管理 焊条/焊丝: 保持焊条和焊丝的清洁干燥,潮湿的焊条和焊丝容易导致焊缝气孔。 保护气体: 定期检查保护气体钢瓶的余量,确保气路连接密封良好,避免漏气。 4.2.3 存储的环境:避免潮湿与极端温度 电焊机应存放在干燥、通风、无腐蚀性气体的环境中。避免长时间暴露在潮湿或极端温度下,以免损坏内部电子元件。 4.3 故障的诊断:常见问题与排除方法 当电焊机出现问题时,不要盲目操作,应先进行简单的诊断。 4.3.1 电弧不稳?检查电源与连接。 电源: 确认市电供电正常,电压是否稳定。 接地: 检查接地线是否连接牢固,接地电阻是否合格。 电缆: 检查焊钳、地线、电源线是否有松动或破损。 焊条/焊丝: 检查焊条/焊丝是否受潮或质量问题。 保护气体(MIG/TIG): 检查保护气体流量是否正常,气路是否泄漏。 4.3.2 焊缝质量不佳?审视焊丝、气体与操作。 焊丝/焊条: 是否选择了合适的焊接材料?是否受潮? 保护气体: 流量是否合适?保护是否到位?(风速过大时,保护效果会下降) 操作: 焊接速度、角度、电弧长度是否正确? 工件清洁度: 工件表面是否有油污、锈迹等? 其他常见问题: 焊机过热保护: 检查散热风扇是否运转,是否有堵塞,工作时间是否过长。 无法引弧: 检查电源,电极与工件的连接,以及焊机内部的保险丝或断路器。 遇到复杂的故障,应及时联系专业维修人员,切勿自行拆卸,以免造成更大的损坏或安全隐患。 安全与维护,是焊接艺术不可或缺的一部分。它们不仅是对生命的负责,也是对工具的尊重,更是实现高品质焊接的保障。 第五章:跨越界限——焊接在现代生活中的无限可能 焊接,这项古老而又充满活力的技艺,早已超越了其最初的工业应用范畴,在各个领域展现出令人惊叹的创造力和无限的可能。 5.1 艺术家的画布:焊接在雕塑与装置艺术中的应用 金属的坚韧与可塑性,为艺术家提供了广阔的创作空间。焊接技术使得艺术家能够将冰冷的金属转化为富有情感和生命力的艺术品。大型的公共雕塑、充满想象力的装置艺术,往往需要借助焊接来将各种金属构件牢固地连接在一起,赋予它们独特的形态和结构。金属的质感、光泽,以及焊接留下的痕迹,都成为艺术作品本身的一部分,共同诉说着创作者的思想与情感。 5.2 创客的工具箱:DIY焊接项目与个性化创作 随着DIY文化和创客运动的兴起,焊接技术也走进了更多普通人的生活。从简单的金属家具、自行车改造,到复杂的机器人模型、家居装饰品,焊接为创客们提供了实现创意、打造个性化物品的强大工具。通过学习基础的焊接技巧,任何人都可以动手改造和创造,将自己的想法变为现实。 5.3 工业的脉搏:精密制造、汽车、航空航天中的焊接技术 在现代工业领域,焊接更是扮演着至关重要的角色。 精密制造: 医疗器械、精密仪器、电子元器件的封装,都需要高精度、高质量的焊接技术。激光焊接、微束等离子弧焊等先进技术,能够满足极其严苛的焊接要求。 汽车制造: 汽车车身的点焊、框架结构的焊接、发动机部件的焊接,都是保障汽车安全性和性能的关键。机器人焊接的应用,极大地提高了汽车生产的效率和自动化水平。 航空航天: 飞机、火箭、卫星等航天器的制造,对材料的轻质化、高强度、耐高温性有着极高的要求。钛合金、铝合金、复合材料等的焊接,是实现这些目标的核心技术。 5.4 修复的生命线:金属物件的翻新与改造 许多古老的机械设备、珍贵的金属器物,可能因为磨损、腐蚀或损坏而失去原有的价值。精湛的焊接技艺,能够对这些物件进行修复和翻新,恢复其功能,并保留其历史的痕迹。这不仅是对物品的“拯救”,也是对文化和历史的传承。 5.5 未来展望:智能焊接与自动化技术的发展趋势 未来,焊接技术将朝着更加智能化、自动化、网络化的方向发展。 智能焊接: 通过人工智能、大数据分析,实现焊接过程的实时监控、参数优化和自适应调整,进一步提高焊接质量和效率。 机器人焊接: 机器人焊接将更加普及,并具备更强的柔性化和智能化能力,能够适应更加复杂的生产需求。 新型焊接工艺: 随着新材料的不断涌现,新的焊接工艺(如3D打印焊接、超声波焊接等)也将不断发展和应用。 人机协作: 人类技师与机器人协同工作,优势互补,共同完成高难度的焊接任务。 焊接技术的发展,不仅是工程技术的进步,也是人类创造力与智慧的体现。它将继续在各个领域发挥不可替代的作用,为我们的生活带来更多的可能。 后记:对金属的热爱,对技艺的尊重 从最初的火花四溅,到如今精密的工业制造;从粗犷的实用工具,到令人惊叹的艺术品,焊接技术的发展历程,就是一部人类不断探索、不断创造的史诗。它不仅仅是关于电流、电压和熔点,更是关于对材料的理解、对结构的洞察、对安全的重视,以及最重要的——对人与物之间连接方式的深刻追求。 掌握焊接,不仅仅是掌握一项技能,更是获得一种看待世界的方式。你开始能够“读懂”金属的韧性与张力,能够欣赏结构的精妙与力量,也能够体会创造带来的满足感。每一次成功的焊缝,都是一次小小的胜利,都是一次对技艺的尊重,也是对金属生命力的唤醒。 或许你是一位即将踏入焊接领域的初学者,或许你是一位经验丰富的技师,又或许你只是一个对金属世界充满好奇的观察者,无论您是谁,希望这段对焊接技艺与电焊机的探索,能为您带来新的启发与乐趣。 愿您在焊接的世界里,发现金属的无限可能,体验创造的无穷魅力,并始终怀揣着对技艺的敬畏与热爱,安全而自信地,去雕琢属于您的金属传奇。