导航：安全管理网>> 安全论文>> 电力安全论文>>正文

电阻焊机疑难故障分析与排除

文档作者：崔世林文档来源：上饶地区汽运总公司		点击数：	更新时间： 2024年11月24日
下载地址：点击这里	文件大小： 337.50 KB 共4页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共4页]

本文件共4页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：337.50 KB 共4页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

下一篇：电阻层析成像系统的设计

上一篇：电阻在线测试系统设计

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

★ 使用与维修★
固 ⑧
上饶地区汽运总公司 崔世林
【摘要】针对电阻焊机冷却系统沉积物多、冷却效果下降等问题，提出了相应的化学清洗和控制
沉积物等方法。结果表明，采用新方法后有效地控制了水垢和污垢的沉积。
关键词：电阻焊机冷却水系统沉积物清洗
近年来，电阻焊机被广泛应用于客车车身和轿
车车身的制造以及一类维修企业成批部件拼装和家
用电器金属板材焊接中，主要是因为它具有焊接品
质好、生产效率高、劳动强度轻等特点。尤其像本单
位使用的DN3—265一SH型悬挂点焊机，与固定点焊
机相比，还能焊接固定点焊机不能或者不方便焊接
的位置。然而电阻焊机使用三年左右不维护或者维
护方法不当，很可能出现机身发烫、焊机发热、电极
弯曲等疑难问题，使车身焊接质量变差、设备停工台
时增多。在维修经验不足且维修资料紧缺的情况
下，常常因找不到故障原因而不知所措。笔者经过
现场观察分析和维修实践，认为采用本文故障分析
和排除方法，是能及时恢复生产的。
1 冷却水系统故障分析与排除
故障现象：电阻焊机使用2～3年后，可能出现
机身发烫而难以把握操作。此时维护方法不当，又
出现不良后果：a．电极温度急剧上升，当超过一定
的屈服强度时，电极便会弯曲；此时如果认为电极有
冷却水回路(如图1所示)可以重新更换，但无济于
水
惺
图l 电极内部构造
事。b．由导电内芯及套在外面的胶管组成的水冷
电缆，由于高温和超期服役，使内芯导线上覆盖有黄
绿色沉积物；部分导线断裂且断裂以接近变压器输
出端为最严重；冷却水无法从夹层的缝隙间通过。
C．冷却水总管和支管都遍布黄绿色沉积物，使管道
内径明显减小、管道内壁留下很多凹坑或穿孔，从而
导致传热面热阻上升，冷却水流动阻力增加，流量下
降。d．冷却水混浊、泛黄。如果对水测试会发现，
铜含量高达2×10 ，远远高于一般工业循环冷却
水小于0．2×10 的控制要求。另外，冷却水池内
沉淀一些黄绿色沉积物。
故障分析：本单位对上述故障现象通过测试分析
作出如下结论：a．电阻焊机冷却水系统普遍存在腐
蚀问题，腐蚀形态主要为电偶腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀，
其中以点蚀最为严重。b．腐蚀的根本原因是冷却水
含有高浓度的铜离子和化合物，其主要来源是水冷电
缆内芯细导线表面的腐蚀。C．焊机高温部位结垢影
响了传热效率，以致引起焊机发烫和电极损坏。
d．必须采用防腐与阻垢并举的措施进行水处理工
作，以全面解决系统面临的结垢和腐蚀，特别是管道
腐蚀穿孔的问题。根据结论“d”，笔者觉得：用普通酸
洗法来清洗沉积物，会给电阻焊机造成严重的后果。
我们知道，水中铜离子可发生置换铁的反应：
Cu。++Fe— Fe ++Cu 0 (1)
沉积在碳钢管道(Fe)上的铜(Cu)成为接触腐
蚀电池的阴极，Fe作为阳极其腐蚀速率比单独在冷
却水发生的微电子腐蚀大得多。但是，对于常见的
敞开式冷却水系统，由于水质偏碱性或中性，因此受
容积的约束。冷却水中游离的Cu 将产生
Cu(OH)z和CuCO。等沉积物维持在一定的浓度之
2010年第4期 矿用汽车 · 15 ·
★ 使用与维修★
下。当系统中有大量的Cu(OH) 沉积物时，若采用
普通的酸洗工艺除垢便会发生反应(1)，这就是酸洗
中的“镀铜”现象，大面积的Cu沉积将给冷却系的
管道和整个电阻焊机造成严重后果。
过去，本公司使用的固定电阻焊机采用普通酸
洗法来清洗冷却系管道中的沉积物。但经清洗后的
管道只能维持2年左右，随后便发生多处点状腐蚀、
穿孔的情况。对更替的管道进行剖析发现，管道中
已有大量的Cu沉积，穿孔多发生在沉积面的边缘
和空隙处，而大多数有沉积物覆盖的区域则基本无
破损。由此可以认为，这是酸洗不当造成的。此外，
本市一些单位对于此类系统，通常采用某些掩蔽剂
来阻止酸洗中铜的还原沉积。但对于大型电阻焊机
冷却系，由于管道长、网络复杂、铜化合物沉积量大，
因此很难保证药剂在某些流速较低和滞流区域发挥
良好的遮蔽作用。
故障排除：采用对沉积物清洗与控制相结合的
方法。
清洗方案及实施：鉴于冷却系含铜化合物及低
pH值运行的酸洗方法可能造成的隐患，我们利用
特效剥离剂可与沉积的铜化合物形成溶解度更大的
络合物的特性，先刈 沉积物进行剥离，随后利用集中
排污将溶入水中的络合物排出系统。由于此剥离过
程是在自然pH条件下进行的，因此这个清洗过程
不会造成铜的还原沉积。为了防止一次性大剂量投
加剥离剂可能造成过量的铜化合物重新沉积的情
况，我们采用了分批小剂量间隙投加药剂的操作方
法。通过交替进行剥离过程后拆管观察表明，黄绿
色的沉积物基本消除，此外沉积物中的硬垢和锈蚀
物也大部分软化、脱落，说明剥离剂也具有良好的除
垢作用。在基本除尽沉积的铜化合物而且硬垢也得
到软化之后，便可进行彻底的清洗除垢工作。在微
酸性的条件下，清洗剂在系统中经24h循环后便已
将大部分垢层除去，从而达到了系统清洗的目的。
该清洗过程中总铜含量基本维持在0．3×10 的水
平而没有明显的上升，表明经过以前一系列剥离、排
放预处理后，系统中铜化合物已基本除尽，因此从根
本上克服了“镀铜现象”。
沉积物的控制：主要包括水垢和污垢的控制。控
制水垢实质上是防止冷却水中碳酸钙等盐类物质的
结晶析出，投加阻污剂便是一种实用、有效的化学处
理方法。阻污剂的主要作用有：a．晶格畸变。阻污
剂可以吸附到晶体的活性增长点上与Ca结合，从而
抑制了晶格向一定方向成长，因此使晶格歪曲、长不
大。另外，随着部分化合物卷人晶格中，使晶格发生
错位，在垢层中形成一些空洞，分子与分子之间的相
互作用减小，所以垢层变软，易被水流冲刷、脱落。
b．络合增溶。阻污剂能与水中的Ca2+和Mg2 等金
属离子形成稳定的络合物，从而提高了碳酸钙等晶粒
析出时的过饱和度，也就是在相同的温度下增加碳酸
钙等盐类在水中的溶解度，防止了晶体的析出。
针对沉积物组成的特点，电阻焊机冷却系控制
污垢的工作主要从以下几个方面进行处理。a．抑
制铜腐蚀。根据分析可知，防止铜腐蚀与抑制碳钢
腐蚀是密切相关的。通过投加特效铜缓蚀剂可以抑
制铜与铜合金溶液进入冷却水中，或者使已进入水
中的溶解铜钝化，从而达到防止铜在无缝钢管、镀锌
管上沉积的目的。b．减缓碳钢腐蚀。在铜腐蚀的
影响得到控制的基础上，通过清洗、预膜处理，可以
在碳钢管道和设备的表面上生成一层致密的保护
膜，随后再通过日常投加缓蚀剂，以维护保护膜的完
整性，如此便可以有效地减缓碳钢的腐蚀，从而防止
了锈蚀物的沉积。C．分散沉积物。对于敞开式冷
却水系统，许多灰尘杂质会随着冷却塔吸风进入系
统。另外，由于电阻焊机的水冷电缆将不可避免地
发生机械磨损，脱落的铜化物逐渐增加、沉积，因此
投加一定量的分散剂能将粘合在一起的泥团杂质分
散成微粒，使之悬浮于水中而不沉积在传热面或管
道壁上，最后通过排污排出系统外。d．杀菌灭藻。
在进行水质稳定处理后，由于铜化物的含量已被控
制在较低的水平，此时铜盐的浓度已不再产生杀菌
的功效，因此该系统仍必须投加杀菌剂，以达到杀
菌、灭藻、抑制生物粘泥的目的。
处理结果：全部水质稳定处理由清洗、预膜和日
常处理3个相关的过程组成，其中日常处理包括日
常加药、水质监测和排污，日常使用的药剂有铜缓蚀
剂、缓蚀阻垢剂(复配)、分散剂和杀菌剂。经过水质
处理后的冷却水，其浊度、总铜指标较低，表明系统
的腐蚀问题已得到有效地控制。经过2年的跟踪观
察发现，管道内壁基本无沉积物生成，焊机冷却效果
· 16 · 矿用汽车 2010年第4期
★ 使用与维修★
良好，即使在夏季高温季节里焊机也无发烫的情况
发生，这表明系统沉积物控制已得到彻底解决。
2 焊枪发热故障分析与排除
(1)焊点工作频次高引起的焊枪发热。这种故障
比较典型、常见，特别在焊装线冷却系供水不足情况
下更加突出。焊装线各工位焊点数量难免一样，同一
工位不同焊枪的焊点数量也不相同。有的焊枪焊点
多、工作频次高，产生超出常规的热量，这个问题既不
是冷却系的问题，也不是焊枪的问题。对于焊枪内部
冷却水路的连接方式，人们习惯按图2(a)所示方式，
其特点是二次电缆与焊枪上、下臂水路串联。对于工
作频次高的焊枪采用此法不能有效降低焊枪的热量，
因为进入焊枪的水是经过电缆的加温水。正确的方
法应按图2(b)所示方式，即二次电缆水路与焊枪水
路并联，以最大限度发挥冷却水的冷却作用。
(a) (b)
图2 焊枪内部冷却水路的连接方式
(2)二次电缆内脱落铜丝团阻塞水路引起的焊枪
发热。这种故障纯属疑难故障。一般来说，出现故障
后既找不到产生原因，也不容易排除，不知所措。
焊机二次电缆尤其是近年出现同轴电缆，由于经
常受到弯曲、扭转、拉伸的力作用及质量差等原因，其
内少量铜丝被折断脱落，顺水进入焊枪堵死内径
中3mm喷孔，切断冷却水循环而引起焊枪发热。遇到
这种情况经常用清理喷管内铜丝的方法，但此法治标
不治本，不能根除故障，过一段时间故障现象会再次
出现。经过长期摸索，找到一个较好的方法：将焊枪
水循环和电缆循环分别独立，这样电缆内脱落铜丝不
能进入焊枪喷管内，保证了焊枪冷却水的循环畅通。
需要注意的是，电缆水流方向应与铜丝的重力方向相
反，减少铜丝拥挤在狭窄水路的可能性。
(3)人为故障。焊枪由焊枪上臂和焊枪下臂组
成，其水冷循环回路分别独立。焊枪上、下臂有两个
软管接头分别与焊枪回水分流器相连。但是，焊枪两
个接头没有安装记号，这样在安装或维修时很难确认
哪个是进水接头，哪个是回水接头。安装正确，冷水
能顺利带走电接头的热量。安装不正确，进水在喷嘴
处“短路”进入喷管内，而电极腔内形成“涡流”，水温
超过沸点时产生“汽化”现象，气体膨胀产生压力有时
把电极头“顶出”。因此，焊枪进、回水反接不但造成
焊枪发热，而且造成焊枪无法工作。故采取将错接焊
机水管进行改正并对其做上记号的措施。
3 电阻点焊机回路电阻增大的原因分析
点焊机的回路电阻是指除焊件之外参与焊接电
流导电的全部零件所组成的导电回路电阻。回路电
阻包括两部分：① 二次绕组、汇流排、电缆、机臂、夹
持器、点焊钳和电极等导电体的内部电阻；② 上述
各导电体之间的接触电阻。
回路电阻是影响点焊质量的重要参数，如果回
路电阻过大，在对焊接难度大的镀锌钢板、厚钢板及
铝合金等进行点焊或凸焊时，往往得不到满意的焊
接质量。笔者所在单位对0．5～3 mm不锈钢钨极
氩弧点焊机、DN3—160型悬挂焊机的测试结果表
明：回路电阻的增加，限制了点焊机电流的输出，是
导致点焊机有效输出功率减小的主要原因。图3所
示是DN3—160型悬挂焊机回路电阻与短路电流的
统计结果。从图3中可以看出，随着回路电阻的增
加，点焊机的电流输出减小。当回路电阻超过2 000
Q时，电流输出下降了40 ～50 ，导致实际焊接
过程中很难形成良好的焊核。
影响回路电阻增加的原因是多方面的，通过原
因分析，采用适当的措施降低电阻是十分必要的。
(1)导电体本身的电阻。导电体中的二次绕组、
机臂和夹持器等属于刚性导电体，它具有刚性大、截
面大、连续性好及电阻小等特点，在使用中电阻值基
本不变；而汇流排和电缆属于柔性导电体，刚性小，由
多个小截面导电体组成，电阻值随使用期限延长而增
加，其中通水电缆的情况比较复杂。图2表示的是不
同长度通水电缆的电阻理论值和测试平均值。理论
值与长度成正比，而实际测试值与理论值相差很大，
2010年第4期 矿用汽车 · 17 ·
★ 使用与维修★
并没有与长度成明显的正比例关系。通水电缆的电
阻值除与长度有关外，还受到以下几个因素的影响：
C
留
斗<
图3 DN3—160型悬挂点焊机回路电阻与最大
短路电流的统计结果
① 铜线的损坏情况。通水电缆由千根直径
0．2～0．4 mm的铜线组成，并通水冷却。经过长期
使用后铜线表面发生氧化和腐蚀，减小了有效导电
面积，并减弱了铜线间的导电性。同时因通电时受
交变载荷作用，部分铜线被拉断，从而使电阻增加。
对一些电阻较大的通水电缆剖开检查，发现铜线严
重老化，已呈碎丝状。
C；
四
电缆长度m
图4 通水电缆电阻的理论值与测试平均值
② 铜线与连接板的接合情况。铜线与连接板
一般采用灌锡处理和机械压合的方法连接。灌锡处
理时因锡的熔点低，导电性和导热性差，接头容易损
坏；机械压合时因表面发生的氧化腐蚀，使电阻增
加，从而导致接头过热和软化，使压合力减弱。因此
铜线与连接板问的电阻较大且不稳定，当发生断裂
或接触不良时，电阻会急剧上升。
通水电缆是各型电阻焊机回路电阻的主要组成
部分，占7O ～90 。由于电阻过大，因此对焊接质
量产生很大影响。通水电缆外表用胶管密封，无法直
接观察内部的变化。国外采用定期更换的方法控制
其电阻值，国内只是在电缆过热或断裂时才更换。
(2)导电体问的接触电阻。理想状态下导电体间
的接触电阻应低于5 Q，而实际测量的接触电阻一
般在20~40 Q之间。在测量中发现接触电阻有超
过80 n的情况，此时导电体接触面已呈凸凹不平的
融蚀状态。这是因为两导电体装配时接触不良，表面
金属只有一点或几点接触，点焊机通电后，接触点电
流密度大，使接触点熔化并氧化，经过一段时间后，上
述接触点导电性减弱，再通电时，又有其它接触点参
与导电，重复上述过程，直至表面严重融蚀。
导电体问的接触电阻是固定点焊机、凸焊机和
多点焊机回路电阻的主要组成部分，这类点焊机的
空载电压低，回路电阻设计值小，接触电阻过大会显
著减小点焊机的电流输出，影响焊接质量。导电体
接触电阻主要受以下几个因素的影响：
① 导电体问压力。压力的增加使导电体表面
的弹性变形、塑性变形增加，从而压平接触面的凸凹
不平处，破坏不良导体膜，增加接触点和接触面积，
减小接触电阻。当加压点大于一点时，应保持接触
面各处受压均匀。
② 接触面的表面状态。当接触面表面存在氧
化膜、油污和杂质时，接触电阻增加。其中氧化膜厚
度受时问和环境的影响变化较大。
③ 接触面的加工精度。除要求表面有较高的
光洁度外，对接触面的形位公差，如平面度、圆(锥)
面度和配合尺寸公差也有较高要求。提高加工精
度，可以：L~Dil接触面积，减小接触电阻。
④ 冷却条件。在接触面附近通冷却水，可以防
止接触面过热，减缓表面氧化膜厚度变化和电阻上
升的过程。点焊机二次回路所有接触面都必须采取
良好的冷却措施。
参考文献
1 吉圉光，电阻焊在汽车零部件中的质量控制，矿用汽
车，2008，No．4
(收稿日期：2010—04—19)
· 18 · 矿用汽车 2010年第4期

网友评论 more

电力安全论文最新内容

11-24