海越维修人员培训手册剖析(共13页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上 海越科技维修人员故障分析手册工业机系列一、企业介绍青岛海越力源电器有限公司创立于1996年6月，前身是哈尔滨工业大学校办产业，是以研发、制造逆变式焊割电源、工业自控设备、精密仪器仪表为主的高新技术企业。本公司自1996年起一直致力于国际上最先进的IGBT逆变式焊割电源的开发研制工作，培养出了一支具有一流专业化水准的研发队伍，积累了丰富的大规模生产经验。本公司所开发生产的逆变式多功能焊割机采用先进的IGBT逆变技术，在一台机器上实现了：直流手弧焊、直流/脉冲氩弧焊、空气等离子弧切割、碳弧气刨多种功能。另开发研制有二氧化碳气体保护焊、纤维素下向焊、埋弧自动焊等系列。荣获山东省科技进步奖、青岛市科技进步一等奖，国家星火计划中小企业创新基金支持项目。该产品重量轻、体积小、移动方便、操作简单、性能稳定、质量可靠，较传统焊机节电30%，是目前国内焊接设备市场上技术特色最突出、性能价格比最高的焊割设备之一。本公司是哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院科研成果的产业化基地，博士后工作站，占地2000余平米的生态化生产厂房为我公司的技术支持和规模化生产提供了保障，严格规范和科学的管理及工艺使我们的产品具有一流的品质。我公司的产品是从事化建、油建、电建、造船、锅炉压力容器、冶金、机械、车辆、安装、维修等行业进行焊割作业的理想选择。公司坚持以人为本的指导思想，将传统文化与现代科技及管理有机结合，以实现用户，员工，股东和社会的共有价值最大化作为企业的发展目标。海越电焊机是采用当今电力电子行业最先进的全桥IGBT逆变技术生产的。逆变就是将工频交流电整流后，再逆变成中高频交流电，经再次整流获得相当平稳的直流焊接电流。逆变后的交流电频率从工频50Hz提高到二十千Hz，电能在高频下进行转变和传递，可使主功率变压器铁芯截面积尺寸大大减小，因而逆变焊机可在很大程度上减小外型尺寸，节省金属材料，大大减小电能的损耗，更重要的是由于惯性环节的减少及电子线路的应用，可方便地对电弧的电流电压等参数实施毫秒至微秒级的控制，以实现焊接工艺要求的电源特性。青岛海越力源电器有限公司是专门生产逆变焊机的专业厂家，从90年代初期开始研制IGBT逆变焊机，技术成熟。主要生产：IGBT逆变式手弧焊、氩弧焊、等离子切割、碳弧气刨、埋弧焊、二氧化碳气体保护焊机等。焊机的主要器件IGBT由德国西门子公司生产，IGBT是英文名字：Insulated Gride Bipole Transistor的缩写，它即具有MOS管的压控性能又具有晶体管的大电流、低压降、高耐压性能。逆变焊机具有体积小、重量轻、移动方便、操作简单，高效、节能、噪音小、功率因数高对电网污染小，逆变频率高、飞溅小、焊缝成型好、焊接质量高等特点。二、海越焊机基本元器件2.1 逆变焊机的原理逆变与整流是两个相反的概念，整流是把交流电变换为直流电的过程，而逆变则是把直流电改变为交流电的过程，采用逆变技术的弧焊电源称为逆变焊机。逆变过程需要大功率电子开关器件，采用绝缘栅双极晶体管IGBT作为开关器件的逆变焊机成为IGBT逆变焊机。逆变焊机主回路主要有四部分组成：1、整流滤波电路：将三相380V/50Hz的交流电整流滤波后，获得平滑的直流电；2、逆变回路：将直流电变换成几千至几万Hz的中频交流电；3、中频变压器：将中频交流电降压，传输至副边；4、输出整流滤波：将中频交流电变换成直流，经滤波后输出。2.2 逆变焊机的结构认识工业上的一般都用380V电压作为电机的额定电压，民用电器的额定电压是220V。各种机型的主电路类似，下面以NBC-500为例介绍主电路中的元器件及其作用，其具体安装图如图2.1和2.2所示。图2.1 NBC-500 安装图1图2.2 NBC-500 安装图21、整流滤波电路（1）输入滤波：三相380V/50Hz的交流电首先经过输入滤波电感（如图2.3所示）进行滤波；（2）一次整流滤波：滤波后的交流电进入三相整流桥（如图2.4所示），把输入的 50Hz 工频交流电转换成直流电。整流、逆变相关元器件都固定在散热片上，散热片主要起散热作用，同时也起到支撑的作用；整流之前，并接三个电容（CBB21，如图2.5所示），起滤波作用；整流之后，并一个压敏电阻（MYL1，如图2.6所示），可以抑制电路中经常出现的异常过电压，保护电路免受过电压的损害；整流之后，并接一个蜗牛电容（SFC，如图2.7所示），起滤波作用；整流之后，有四个铝电容（如图2.8所示）并联后与电感U16（如图2.9所示）串联组成LC吸收电路，对整流后的直流电进行滤波。 图2.3 输入滤波电感 图2.4 三相整流桥 图2.5 电容 图2.6 压敏电阻 图2.7 薄膜电容 图2.8 铝电容 图2.9 U16-换流电感2、逆变回路：整流后的直流电经过IGBT模块（如图2.10所示）逆变成20KHz中频交流电。3、中频变压电路：整流后的信号作为中频变压器（通过原副边匝数不同，起到对中频交流电降压的作用，如图2.11所示）的原边输入；降压后输出到二次整流模块单元。（1）由蜗牛电容和电感（如图2.12所示）组成串联谐振电路作为中频变压器的原边输入负载；（2）取样小板（如图2.13所示）作用：对逆变电流进行采样，给控制模块提供反馈信号，以保证整机的电流输出。 图2.10 IGBT模块 图2.11 中频变压器 图2.12 谐振电感 图2.13 电流取样小板4、输出整流滤波电路：中频变压器的副边输出进入整流桥模块（如图2.14所示）进行二次整流，获得直流电。（1）图2.14所示为快恢复二极管组成的整流桥，图2.4所示为普通二极管组成的整流桥，其二者的区别是：普通硅二极管的耐压可以做得较高，但是它的恢复速度低，只能用在低频的整流上，如果是高频的就会因为无法快速恢复而发生反向漏电，最后导致管子严重发热烧毁；肖特基二极管的耐压能常较低，但是它的恢复速度快，可以用在高频场合，故开关电源采用此种二极管作为整流输出用，尽管如此，开关电源上的整流管温度还是很高的。（2）整流桥旁边有一个U16（如图2.2所示），连接到中频变压器上，防止上电瞬间中频变压器达到磁饱和使IGBT损坏。（3）每只二极管模块上都并有电阻和电容，这里的电阻电容（如图2.15所示）组成阻容吸收电路，它可有效抑制操作过程中电压的瞬间振荡和高频电流，使过电压的波形变缓，陡度和幅值降低，再加上电阻的阻尼作用，使高频振荡迅速衰减。 图2.14 快恢复二极管模块 图2.15 整流二极管阻容吸收器件（4）输出滤波电路：整流输出一端经电缆直接接到前面板的正极输出端（如图2.2所示），另外一端即中频变压器的公共端分别经过输出滤波电感（如图2.16所示）、分流器（如图2.17所示）接到前面板的负极输出端。利用吸收小板（如图2.18所示）最后对输出信号进行滤波。（5）电流、电压反馈电路：利用分流器（如图2.18所示）对输出电流进行采样；通过双绞线对输出电压进行采样，将采样信号送到主控单元，以保证整机的稳定输出。 图2.16 输出滤波电感 图2.17 吸收小板 图2.18 分流器除以上基本元器件外，ZX7-STG、LGK以及WSM系列焊机中还用到了引隔离变压器和弧器盒。下面依次介绍其作用。1、隔离变压器：隔离变压器（如图2.19所示）的原理和普通变压器一样，都是利用电磁感应原理。隔离变压器一般是指1：1的变压器。由于次级不和地相连。次级任一根线与地之间没有电位差。使用安全。常用作维修电源。由于不与地相连，各种杂波减少了，所以减小了干扰。2、引弧器盒钨极氩弧焊中用的是高频高压引弧法。在钨极和焊件之间留有2-5mm的间隙，然后加2000-3000V的空载电压，利用高电压直接将空气击穿，引燃电弧。由于高压电对人身有危险，通常将其频率提高到150-260KHz，利用高频电强烈的集肤效应，对人身不会造成危害。 图2.19 隔离变压器 图2.20 氩弧/切割用引弧器盒三、常见故障及维修NBC系列常见故障及维修方法（一）、风扇停转1、检查有无缺相；2、是否有异物挡住扇叶；3、检查电源电压是否过低。（二）、加热表不加热 1、首先测量加热器插座有无AC36V供电。若有，则需检查加热器内部加热棒是否烧坏；若无，则需要打开机壳，测量36V插座上的自恢复保险（常通状态，保险颜色为黄色）。 2、加热表型号有无错用成AC220V或其他型号，错用成非AC36V加热器则有可能引起焊机内部控制变压器烧毁。（三）、开机后风扇转但数显表不亮 1、 检查有无缺相。 2、检查外部保险丝（2A）。 3、测量表头上五针线的1、2号线之间应该有AC10V电压，有电压是表头坏，无电压则是控制变压器（小）坏。 4、整个表头电源由以下部分组成：外部AC380V空气开关控制变压器（小，1、2号脚AC380V）9、10号脚AC10V表头1、2号针脚。4、5号为主控板给定表头显示数值。（四）、显示不正常1、正常显示应为：（1）焊接前电压15-50（350机型为40），电流3-100。（2）按下枪开关后电压70左右，电流“000”。（3）焊接时电压显示实际焊接电压，电流显示实际输出电流。（4）拔下6针插头时电压显示70左右，电流显示170左右。 2、有两台以上焊机可以调换送丝机来排除是否是送丝机的问题，若是送丝机问题则需要检查控制线有无烫坏、砸断、短路情况发生，检查控制盒有无损坏。如是电源问题请更换主控板。（五）、显示正常但不送丝 1、检查送丝轮型号是否与焊丝型号匹配；送丝轮与压丝轮是否因为使用时间过长导致凹槽过大引起焊丝打滑；焊丝与导电嘴发生熔合。 2、检查控制线有无烫坏、砸断、短路情况发生，检查控制盒有无损坏。 3、拔下6针插头，置于“试丝”档位，然后测量6针插座的1、6号脚有无DC10V以上电压，若有压则是控制线或送丝机问题，若没有电压则更换主控板。（六）、送丝但不起弧1、置于“试丝”档位，观察电压表的显示，若低于50V则说明空载电压不正常，此时，万用表测量驱动板的p2线插的3.4.号孔（也就是主控板给到的信号电压，大约3.5-4.5v之间），为正常。若是没有驱动信号电压，则检查分流器取样线，正极输出取样线是否接触不良或断开？检查主控板。若是有驱动电压信号则应该测量整流侧其中的一只二极管上面的两个输入端螺丝之间的交流电压，应约为ac300v左右。若没有电压输出则应是驱动板或igbt有问题。若电压正常，则关电，测量二极管是否损坏。必须在试丝档位功能测量，空载输出。若高于50V，说明焊机有输出，空载电压正常。则需要检查外部线路、地线、送丝机电缆、焊枪连接是否牢固可靠。2、若是按下枪开关，出现快送丝状态请更换枪开关。（七）、CO2气体不送气 1、气瓶有无气体。 2、气管.焊枪有无堵塞。 3、置于“试气”档位，测量控制线上2、6号线有无DC24V，有电压气路堵塞或气阀坏；没有电压则需更换主控板。（或者短路主控板上的f1.f2两个自恢复保险，有可能保险损坏导致不出气或焊接一段时间出现断气现象。） 4. 加热表未插电或损坏，导致冻结。（八） 焊接缺陷 1、气路堵塞或气管、焊枪漏气造成气压过低。 2、加热器不加热造成减压阀冻结。 3、工件有油污、锈蚀、水等能与熔池产生化学反应的杂质。 4、工作场地空气对流过大，需要采取防风措施。ZX7系列故障现象及排除方法（一）过热保护灯亮：1. 风扇不转，缺相造成风扇不转，或是风扇本身已坏2. 超负载持续率工作，休息一段时间待温度降到正常范围，即可工作3 逆变侧散热器上常闭温控开关处于断开状态，检查常闭温控开关，是否处于断开状态（二）数显表不显示1.缺相2.控制变压器未能把AC380V变为AC10V，控制变压器坏或导线断3.数显表坏（三）.焊机无输出或焊条只有微弱打火不能正常起弧1. 缺相或外部电压低。2. 主控板坏，未能给驱动板信号驱动IGBT模块。短路焊机输出正负极前提下，测量驱动板x2插子上3.4号插针之间直流电压应为DC4.5V。若没有电压则更换主控板。若有电压，则说明主控板已经给了驱动板信号，应更换驱动板与IGBT。（测量方法方式可参考nbc无输出情况）3. IGBT驱动板未能驱动IGBT。这种现象一般应为驱动板与IGBT同时更换，若有条件，可用试波仪检测驱动波形来判断两者具体是哪部分的问题。4.三只整流二极管每只各有一侧断路。5.地线或焊把线接触不良或开路。（四）焊接电流不稳1. 缺相或外部电压低。2. 地线或焊把线接触不良，正负极插头未插紧。3. 焊接时观察电流表显示是否不稳，检查前面板“电流调节”电位器或主控板损坏。4. 若偏弧请变换地线位置试一下。 （ 五）焊接电流不可调或电流很大调不下来1. 检查前面板“电流调节”电位器。2. 主控板损坏。3. 检查焊机内部分流器或电流电压取样部分导线是否接触不良或过热。(六)空气开关合不上1. 空气开关损坏2. 焊机内部三项整流桥模块损坏。3. 焊机内部因吸进灰尘或铁屑造成爬电现象，请定期开壳清尘。ZX7-STG WSM机型系列故障现象及排除方法手弧焊功能故障时请参考zx7系列故障现象及排除方法(一).氩弧焊只能接触引弧不能高压引弧。1.检查氩弧焊枪体绝缘性。2.检查氩气供气是否正常。3. 打开电源，按下枪开关。观察引弧器盒里面的放电器是否有放电。放电请检查引弧板反面导电线条是否烧坏。不放电，则检查由主控板供给引弧器盒的两相ac380v电压有没有供给过来。Ac电压过来则说明引弧器盒有问题，更换引弧器盒。Ac电压没有过来，则说明主控板有故障，更换主板。LGK系列故障现象及排除方法(一).电源指示灯不亮：1.检查输入电源是否缺相.2.保险丝是否完好.3.电源内控制变压器损坏。(二). 过热保护灯亮：1. 风扇不转，缺相造成风扇不转，或是风扇本身已坏2. 超负载持续率工作，休息一段时间待温度降到正常范围，即可工作3 逆变侧散热器上常闭温控开关处于断开状态，检查常闭温控开关，是否处于断开状态数字化切割机需要按下枪开关后风扇才能正常运转。(三).不出气1.检查空压机是否供气，检查空气减压阀是否通气顺畅。2.检查枪开关的2芯控制线的短路信号能否给到焊机。3.观察气压保护指示灯，亮了说明气压过低。4.打开机箱，按下枪开关，测量机器内气阀两根线是否有电压供到。若有正常电压说明气阀坏了。若没有正常电压提供说明主控板有故障。(四).出气，不出电弧1. 观察气压保护指示灯，亮了说明气压过低。（正常气压应该出气时，减压阀达到0.4-0.5之间）2.排除切割枪是否有问题。（引弧线断，或者枪头短路）3.打开电源，按下枪开关。观察引弧器盒里面的放电器是否有放电。放电请检查引弧板反面导电线条是否烧坏。不放电，则检查由主控板供给引弧器盒的两相ac380v电压有没有供给过来。Ac电压过来则说明引弧器盒有问题，更换引弧器盒。Ac电压没有过来，则说明主控板有故障，更换主板。引弧板(五).切割过程断弧1.气压不在正常范围内.2.割枪有故障。3.电源内输出电感有问题。（一般来说有合适电感的话，在外部地线串联一个电感试一下，若是故障现象没了。则说明机器内电感应该更换。）(六).电极，喷嘴已烧坏1.电极喷嘴本身就属于易损件范围内。使用一段时间需要更换。一般一天八小时切割时间内3-5套算是正常范围。2.压缩空气中水分过大，导致短路烧坏。3.切割方法不规范导致铁水回返至电极喷嘴内，导致短路烧坏。4.切割时应从工件的外缘进行切割，若要从非外缘开始，则需要开切割孔，防止铁水回返。5.工件油污锈等杂物过多。易导致切割面出现气孔等缺陷。MZ系列故障现象及排除方法电源风扇不转，若一只风扇不转则说明风扇坏。若两只风扇都不转则说明可能外部ac380缺相，或者电源前面板开关控制有问题。手工焊功能无输出打开机箱，输出正负极需要短路状态。此时，万用表测量驱动板的p2线插的3.4.号孔（也就是主控板给到的信号电压，大约3-4.5v之间），为正常。若是没有驱动信号电压，则检查分流器取样线，正极输出取样线是否接触不良或断开？检查主控板。若是有驱动电压信号则应该是驱动板或igbt有问题。mz能送丝，但是不能够起弧首先MZ功能出现故障现象时，检查14针控制线有无断路短路情况是必须的前提。通电状态下，按下绿色启动按钮。观察电源电压表显示。正常应为90-100v左右。若有，则查找外部原因（正负极接线等）。若电压显示过低，则试焊手工焊功能。手工焊可用，控制箱原因，b02板可能性大。手工焊不可用，则按照手工焊功能无输出进行检查。若不能送丝行走，也不能够起弧的话，检查绿色启动按钮是否损坏，以及后部接线或者b02线路板。送丝不正常包括：只下不上，只上不下，送丝不动，送丝无力。 检查送丝电机碳刷，以及接线有无短路断路情况，尤其7针航插位置与电机出线位置易出问题。焊机正负极输出接线错误。正确方式：负极接工件，正极接机头。（送丝：上也往上，下也往上。）控制箱内部b01线路板。此板控制送丝与行走。但需b01给予信号，但b01有问题的可能性较小。按下启动时不送丝但焊丝接触工件后按下启动送丝检查w6电位器电位。小车行走不正常打到试车档位，万用表测量控制箱4针航插座的2.3.号针之间直流电压。同时调节行走速度旋钮，此时应该测得电压，行走速度旋钮调节越大所测得的电压越大。若有电压，则说明4针航插头至行走电机的电源线有问题，短路或断路。（或者行走电机损坏，也或者行走电机依然在转动但是啮合齿轮损坏。这事就需要打开小车底部观察）。如果万用表测不到电压，那么控制箱内b01线路板损坏可能性较大。显示不正常一般来说电压显示不正常的可能性相对于较大。此时需重新调节一次b02的参数。或者直接更换线路板b02.断弧，或电压拨动幅度过大正负极电缆与工件机头接触不牢固，导电性差。送丝轮与焊丝不匹配或者送丝轮老化需更换。导电嘴与喊皮型号不匹配。检查控制箱内b02的w5电位器电位。电机有问题，导致送丝不稳定。（可能性较小）一般来说电压在+-2V状态下波动视为正常。因焊机处于恒流特性时，电弧电压随电机送丝速度进行调节，会出现适当的波动。维修体会：一、了解焊机使用环境     焊机维修人员接到用户的故障报修，除了要了解焊机的型号、规格、出厂编号以及故障现象外，一定要对焊机使用环境进行了解。焊机的使用环境包括：    地点、温度、湿度、粉尘、有害气体；是否经常移动、供电系统、有无大型用电设备或大型高频设备、是否有多台焊机一起在工作；操作者的技术水平、本地维修人员的技术水平、现场管理情况等等。    环境情况直接影响焊机的正常使用，也是造成焊机故障的重要因素。就拿使用地点来说吧，野外施工的条件要比在车间、厂房内恶劣，这就要考虑到焊机是否被雨淋过，是否在烈日下曝晒。这两种情况会引起焊机中的电子器件损坏，也会造成焊机过热和绝缘性能下降。这一点值得焊机维修人员注意，在分析焊机故障原因时一定要考虑到。    我们在维修焊机的过程中经常发现，一台作用时间不长的焊机，在打开外壳时，里面积了厚厚的一层灰，这就是使用场所有较大的粉尘。如果这些粉尘中含有金属成份，就极容易造成焊机内部的短路，局部打火，最后酿成大的故障。这些灰尘如为及时清理，环境湿度再大，情况就更严重。这就要求我们的维修人员不能只修好焊机就算完成了任务，一定要将这些事故隐患讲给用户，以免再次发生。    有些焊机，特别是电子电路的焊机，经常发生无规律的电流失控，或是电流不稳现象，经检查也发现不了焊机存在什么问题，在这种情况下，如果附近有高频设备在运行，就要考虑这方面的原因了。有的大功率高频设备会对近距离的电网产生污染，使输电线路中会夹带有相当大能量的高频电流，这高频电流会破坏焊机同步电路的正常工作，就会产生上述故障现象。焊机的电路中虽然采取了抗干扰措施，但对过于强大的干扰也无能为力。    多台焊机在一起工作，共用一根地线的情况会产生相互干扰，尤其是不同极性接法的几台焊机共地线时，会生成断弧或飞溅。    供电情况包括网压的高低、容量。这两个概念常常被混淆。焊机觉得电流达不到额定值，熔深不够，断弧现象，问起来总是说：“电压够高，都390V了”！但焊机一工作，用万用表一测，却只有320V了，这就叫容量不够，电压高不等于容量大。造成容量不够的原因有：工作现场本来装机容量就低、输入或输出电缆截面过小，长度太长，用电设备太多等等。有的工地是用发电机供电的，这就更应该多加考虑。一般发电机的容量都是不很大的，最容易发生容量不足的现象。工地上小发电机的电压和频率都不稳定，还会对焊机机造成损害。    操作者（焊工）的素质也是我们维修人员要了解的。焊机不能光使用，还要维护。有的焊工用二氧化碳焊机，几十个小时也不换一个导电嘴，移动送丝机就直接拽着控制电缆，象拉小车一样。有的焊工烧1.2的焊丝却用1.6的导电嘴，说这样焊丝走得通快。每个焊工都有自己的工作习惯，有的焊工习惯长弧操作，有的习惯短弧焊接；有的习惯了手工电焊条焊，有的习惯MIG/MAG焊，他们对焊机的评价标准不一样，对故障现象叙述的情况也不一样，我们在服务当中要分别对待，分析参考。    还有工件的形状、厚度、焊缝的工艺、地线的位置、工件的材质、新旧情况等，都对焊机的正确使用提出要求。尤其一些“软故障”偏弧、气孔、夹渣等，更要对焊机的使用环境认真分析，不可忽略。     二、了解焊机的电气原理     一个出色的焊机维修工，既要有在长期的工作中积累丰富的经验，又要具备电气电和焊机的理论知识。“实践出真知”是有道理的，但这不等于不要理论，特别是基础理论。经验再丰富的维修人员也不能穷尽所有的故障实例，所以，要打下扎实的技术功底必须要懂得电焊机的电气原理。    公司的每期培训为广大焊机维修人员提供了一个很好的学习理论的机会。不是在培训期间，也要加强学习，一个合格的电焊机维修工最起码要有初中以上的物理学知识，还要具备一些钳工的基础。    对焊机电气原理的了解，并不是要求对线路板上每个电子元器件都了如指掌，而是对说明书上的原理框图要能看懂。关键的地方要能记住。    首先，要认识原理图上的电器符号，常见的有：整流管、晶闸管、主变压器、控制变压器、继电器、交流接触器（驱动线圈和触点）、常开触点、常闭触点、风机、电磁阀、保险、指示灯等等。还要看得懂这些器件的连接走线和动作的逻辑关系。    其次，就是要对原理图有一个整体的概念，从电网电压输入到焊接电流输出、中间经过的各种控制环节有一个联贯的印象。这对分析故障发生的原因，迅速找到故障发生的位置是很有帮助的。例如，一台焊机没有空载电压，更没有输出电流。这时就要看一看指示灯、风机等是否工作正常，如果都没有工作，那就要找供电电源了（包括保险）；如果有工作，那就要查找一下控制电路和主电路，而不是一上来就无目标地拆开外壳。因编者水平有限，难免挂一漏万，错误之处望不吝指出！专心-专注-专业