影響焊機技術原因分析和提高措施

1　原因分析

目前電熔焊機存在不少的質量問題，這與目前的國家標准、焊機廠家和檢測及管理狀況密切相關。

其一，電熔焊機的國家標准對焊接性能的輸出電壓和熔接時間作了明確的要求，但是對能量補償和冷卻時間控制等方面並未做出具體的要求，從而存在部分品牌焊機缺乏此功能或不一致，進而影響焊接質量。還有，相關規范對焊機的技術要求相對滯後。
氬焊機
其二，有些焊機廠家缺乏嚴格按照標准要求進行產品制造和出廠檢驗。

其三，目前我國對燃氣用PE管焊接設備的管理狀況不夠理想。一方面，國家沒有進行強制性的型式檢驗和第二三方性能檢驗，因而焊機的質量水平主要由廠家的自覺控制程度來保證，但是從實際檢驗結果可看出，目前不少的焊機廠家的質量與標准要求存在不少的差距；另一方面，焊機使用過程中工作狀況的管理主要由燃氣工程公司的質量管理水平來決定，這對保證PE壓力管道的安全運行是存在一定的不足。

因此，廣州地區使用的焊機存在各種各樣的質量氬焊機問題，很明顯地，在其他城市使用的焊機也同樣存在這些問題。

2　提高措施

各焊機廠家為使焊機滿足國家標准要求與使用者的需求，積極對焊機進行技術改造並研發新產品，著重於提高對焊接參數控制精度和安全性能。不少焊機廠家聯系檢驗檢測機構進行焊機性能檢驗或型式檢驗，這是對焊機技術水平提高有利的。因此，焊機廠家應立足於現有技術，以提高技術水平為最高要求，達到並超越國家標准要求。氬焊機

各大燃氣工程單位是目前直接管理和控制城市PE燃氣管道焊接質量的環節。因此，進一步加強對施工方使用焊機進行管理和監督是不可或缺的，對明顯不滿足標准要求和不符合施工規范要求的焊機進行監督管理是必要的。

另外，建議國家相關部門和機構逐步在氬焊機國內全面開展焊機的質量監督管理和強制性型式檢驗及第三方的性能檢驗，並加強監督管理，並對相關標准進一步完善。

聚乙烯管道用電熔焊機技術現狀分析

電熔焊接是一種方便且有效的連接聚乙烯(PE)燃氣管道的方式，而電熔焊機是完成該方式的專用設備，近20年來，在PE管道安裝和維護中得到了廣泛的應用。隨著電熔焊機的廣泛應用和自動化程度提高，電熔焊機技術得到了較大的發展[1-3]。但與熱熔焊機一樣，電熔焊機作為一類裝配PE壓力管道的設備，其技術和管理仍存在一定的不足[4]。一方面，國內的電熔焊機沒有進行強制性的型式檢驗和第氬焊機三方性能檢驗，這不可避免地導致有關技術參數與國家標准[5]的要求存在差異；另一方面，電熔焊機的使用狀況與燃氣工程公司以及施工方的管理水平有關，但不同單位的管理水平的差異是很明顯的。

盡管電熔焊接技術在國內外被普遍認為是一種可靠的連接方式，但其焊接質量氬焊機直接與焊機的質量水平相關[6-7]。2011年底以來，根據廣州燃氣管道安裝質量管理的需求，我院首次在國內開展了PE管道焊機的第三方性能檢驗，共計完成了60多台次電熔焊機的性能檢驗，焊機品牌共計10個。依據國家標准[5]和相關的安全技術規范[8]的要求，檢測項目主要是影響焊接電壓和焊接時間有關的指標。檢測結果表明，不同品牌焊機的性能差異很大，有的焊機質量與標准要求存在明顯的差距。

因此，為了促進焊機技術的發展和焊接質量的提高，有必要對目前國內電熔焊機技術狀況進行調查和分析。本文通過彙總和分氬焊機析不同品牌電熔焊機的檢測結果，探討了常見電熔焊機的焊接質量水平和焊口信息記錄情況的技術現狀和影響因素以及提高焊機技術水平的途徑和措施。

電熔焊機的焊接性能主要是對輸出能量的控制。對於常用的電壓控制型電熔焊機，需要控制的主要焊接工藝參數包括輸出電壓和熔接時間。

一方面，列出了常用的電熔焊機的輸入電壓、輸出電壓、熔接時間和冷卻時間等技術參數的狀況。從表l中可看出，盡管有些焊機的輸入電壓滿足標准要求，但在技術資料中標稱的范同比國家標准要求的小，這可能與廠家缺乏完備的性能測試和還未嚴格執行國家標准有關。實際輸出電壓一般可通過電子元件的調節來調整，但檢測結果發現，不少焊機的輸出電壓出現明顯偏高或偏低的現象，這表明電熔焊機使用一段時間後需要進行定期檢測和校准；對於單電壓型焊機，其輸出電壓設置為39.5V，而不能隨電熔管件的焊接電壓而變化，因而這類焊機只適合於焊接電壓為39.5V的管件。

國家標准規定，焊接電壓上升時間應控制在總熔接時間的l％以內。但檢測中發現，不少焊機當總熔接時間小於100s時，焊接電壓上升時間一般在1s～2s之間，這是與標准要求存在差異。由於標准中沒有明確規定冷卻時間的控制，有些焊機在手動模式時，氬焊機缺乏冷卻時間設置功能，這既不符合焊接工豈規范，又給電熔焊接質量留下一定的安全隱患。

如圖l和圖2所示，不同品牌的焊機的輸出電壓的波形類型不同。有些焊機的輸出電壓以直流型為主，有些以交流型為主。盡管不同波形的輸出電壓值均為真有效值，但是據不少施工單位反映，焊接同一批管件時，不同品牌焊機的焊接效果存在較大的差異。這可能與焊機的輸出電壓的波形類型或與其他參數共同的影響。

另一方面，電熔焊機的輸出電壓受輸出連接線、連接接頭及轉換接頭較大的影響。輸出連接線的線徑較小或長度過長時，可能導致輸出電壓氬焊機偏低；連接接頭和轉換接頭的接觸電阻過大很容易導致實際輸出電壓過低，尤其是使用質量較差的轉換接頭時，實際輸出電壓明顯偏小，這也表明容易導致加載管件的實際焊接電壓低於顯示值。

電熔焊機的焊接能量補償主要是對環境溫度補償。在標准中規定了環境溫度測量精度要求，並要求焊機提供相應的環境溫度補償技術文件，但未對環境溫度補償方式和補償精度做出明確規定。

一方面，盡管絕大部分電熔焊機在控制器上配置了測量裝置，但普遍存在測量溫度明顯受到機身發熱的影響，其原因主要是測量裝置直接安裝在控制器上。在檢測中發現，許多焊機工作半小時以上後，很容易超出標准規定的允許范圍(允許偏差不超過±1℃)，有的甚至溫度變化幅度超過5℃。因此，溫度測量裝置的位置和測量精度還需要廠家進行進一步研究和改進。

另一方面，不同焊機設置的補償方式存在差異。由於標准未對環境溫度補償功能做出具體規定，當使用手動模式時，有些焊機設置有補償功能但各有差異，有些則未設置補償功能。因此，此種情況下，電熔焊機是否應具有環境溫度補償功能，以及如何對應管件的補償要求仍需要進一步探討。當使用自動模式時，即在掃描讀取管件的條碼，電熔焊機可根據溫度變化程度，按照條碼要求進行增加和減少熔接時間。但是，電熔焊機的補償參准溫度設置存在差異，大部分焊機設置為20％，小部分設置為23℃。盡管在相同的焊接環境下，焊接相同的管件與管材時，由於不同焊機判別的環境溫度變化差存在差異，其實際熔接時間是存在人為差異的，尤其是對於管徑較大或要求的熔接時間較長時更加明顯。

監控輸出回路的通斷、測量管件的電阻值和確認輸入數據等功能是國家標准對電熔焊機明確規定的監控性能，但從檢查結果來看，各焊機對此性能的氬焊機實現方式差異明顯，且部分品牌焊機缺乏相應的功能。

其一，檢查結果發現，絕大部分焊機均具有在焊接前和焊接過程中對輸出回路通斷的監控功能。

其二，各品牌焊機對連接管件電阻測量功能存在明顯的差異。一方面，表2彙總了常見品牌焊機焊接前屏幕顯示連接管件電阻測量值的情況。可以看出，有砦品牌焊機在焊接前不顯示或不直接顯示，這是不滿足國家標准的要求。另一方面，當電熔管件電阻值較小時，大部分電熔焊機的電阻測量偏差超出標准規定的測量偏差允許范同。檢測中發現，某個焊機在連接2W管件時，焊接前屏幕顯示測量電阻值為60W。這既與焊機的電阻測量精度有關，又與連接接頭的接觸電阻有關。

其三，不同電熔焊機對輸入數據確認功能也存在較大的差異。對於采用條碼等自動輸入參數焊接時，雖然標准允許由操作員或焊機完成數據確認功能，但是從實際情況來看：不少焊機很難或者無法實現該功能。一方面，如表2所示，有些品牌焊機在焊接前不顯示連接管電阻測量值，如果焊機不具有自動確認功能，則是無法實現的。檢測中發現，某些焊機連接管件電阻值與輸入值相差較大時(3W以上)，仍允許焊接。甚至某些焊機連接電阻值大於200W電阻時，仍允許焊機工作，這是明顯低於國家標准要求，且具有較大的安全隱患的。另一方面，有些單電壓型電熔焊機缺乏對輸入的焊接電壓進行確認。檢測中發現，讀取焊接電壓為35V或42V的條碼時，有些焊機仍輸出電壓為39.5V。因此，既要從標准上提高對焊機的技術要求，焊機廠家又要認識管件識別的重要性。

在焊口信息記錄方面，各品牌電熔焊機都具有數據檢索存儲功能，配置相應的輸出接口(數據下載或打印接口)，存儲容量高於標准和規范要求(不少於250個)。但是，與全自動熱熔焊機一樣存在信息不規范或不全的問題。對於具有可追溯性的焊口信息來說，應至少包括工程管理、管道元件信息、焊接設備信息、焊接參數信息氬焊機和焊接結果信息等5個方面。如表3所示，不少焊機記錄的焊口信息過於簡單和不規范。這既與目前相關標准和規范對此要求不夠具體有關，又與對焊口信息對焊接工程管理重要性認識不足有關。

CO 2 氣保焊機故障檢修的程序與注意事項

1.  故障檢修的程序：
第一步：調整送絲機遙控盒上的兩個電位器，觀察焊機的空載電壓和送絲機的轉速，根據焊機
的空載電壓和送絲機的轉速是否受調確認故障現象。
第二步：根據故障現象推斷故障所在的范圍。
第三步：通過氬焊機分析、檢查、測試等手段找出故障點。
第四步：用合格的部品更換損壞品或用其它手段排除故障。
2.  檢修時的注意事項：
檢修的目的是迅速准確地排除氬焊機故障，盡快使焊機投入正常使用。但在檢修時若不謹慎從事，
很可能會造成二次故障，或使簡單故障複雜化，所以在檢修過程中應注意以下事項：
（1） 動手前先根據故障現象進行分析，確有把握時再給焊機加電。
（2） 發現 P 板上的元器件有明顯的損壞時，在未查出原因並排除之前，不能換上好的 P 板或
保險就立即通電試機。
（3） 在通電檢查時如發現焊機冒煙、打火、異味、異常過熱等現象時應立即關機。
（4） P 板上的電位器不要隨便調整。
（5） 更換接觸器、SCR 模塊、控變時注意原接線位置不要接錯。
（6） 三種機型的 P 板不能互換。
3.  焊機正常的簡易氬焊機判斷標准：
按說明書要求安裝好焊機使之具備試機條件。
（1） 電源開關及指示燈正常。
（2） 氣體檢查開關正常。
（3） 無異常顯示。
（4） 加熱器電源有 100V 電壓輸出。
（5） 按焊槍開關調送絲機遙控盒上的 2 個電位器，焊機的空載電壓和送絲機轉速應受調。氣氬焊機
閥應可靠動作，有 CO 2 氣體送出。
（6） 手動送絲受調。
（7） 試焊時，收弧“有”和“無”動作正常。
（8） 風扇轉動風向應向下。
（9） 停焊時無沖絲現象。
通過上述 9 點檢查可基本上確認焊機正常。

CO 2 氣保焊機典型故障及排除方法

1.  故障現象：按焊槍開關，無空載電壓，送絲機不轉。

故障原因：

（1） 外電不正常。

（2） 焊槍開關斷線或接觸不良。

（3） 控制變壓器有故障。

（4） 交流接觸器未吸合。

（5） P 板有故障。

排除方法：

（1） 在焊機的後面板輸入端子處，用萬用表測量三相輸入電壓，確認三相電壓是否正常（正

常值為 380V±10%） 。

（2） 用萬用表檢查 6 芯控制氬焊機電纜插頭的 3 # 和 5 # 插孔，按下焊槍開關，觀察其有無約 220Ω左

右的電阻，若為∞，說明焊槍開關回路斷路。此時可將焊槍開關插頭從送絲機插座上拔

下，按下焊槍開關 ，測量該插頭的兩根插針，電阻值應近似為零，若阻值很大或為∞，

說明焊槍電纜內的控制線斷或開關故障。若近似為零Ω，說明故障發生在 6 芯電纜，應

繼續查找故障點，檢查出故氬焊機障原因後，重新接線。

（3） 用萬用表檢查控變輸入、輸出電壓，確認是否正常，一次電壓正常值為 380V±10%，二

次電壓分別為 200V 和 20V（2 組） ，若輸入電壓正常，輸出電壓不正常，此時應斷開控

變的負載重新測量，若還不正常說明控變有故障，應予以更換。

（4） 檢查交流接觸器線圈阻值，100Ω以下、500Ω以上為不正常，需要更換。

（5） 用萬用表電壓檔測量 P 板 38-8 點，按焊槍開關，此兩點間的電壓應為零，否則 P 板有故

障，可更換 P 板。

（6） 電焊機面板上的 5A 保險燒損，更換。

2.  故障現象：焊接一會兒，異常指示燈亮。

故障原因：

（1） 熱繼電器故障。

（2） 超負載持續率使用。

（3） 冷卻風扇不轉。

排除方法：

（1） 用溫度計測量平抗及晶閘管模塊散熱氬焊機器的溫度，正常時用萬用表檢查 2 個溫度繼電器，

確認故障時是哪個溫度繼電器動作，正常時繼電器 2 根引線間的電阻為零Ω。若不是此

值說明溫度繼電器有故障，應更換。

（2） 在限定的負載持續率范圍以內使用。

（3） 檢查風扇及電容，有故障及時更換。

3.  故障現象：焊接電流失調。

故障原因：

（1） 6 芯控制電纜有故障。

（2） 遙控盒電流調節電位器有故障。

（3） P 板故障。

排除方法：

（1） 用萬用表檢查 6 芯控制電纜插頭 4 # ~5 # 插孔，觀察有無斷線或短路。

（2） 用萬用表檢查遙控盒電流調節電位器，阻值按指數規律變化。

（3） 更換 P 板。

4.  故障現象：電流表顯示的數值與實際電流不符。

故障原因：

（1） 焊機兩輸出端子接線螺栓松動。

（2） 輸出地線與母材接觸不好。

（3） 焊機內的電流互感器 CT 損壞。

（4） P 板有故障。

排除方法：

（1） 緊固兩輸氬焊機出端子接線螺栓。

（2） 使輸出地線與母材接觸可靠。

（3） 更換電流互感器 CT。

（4） 更換 P 板。

CO 2 氣保焊機故障原因

KR 系列 CO 2 氣體保護焊機以其先進的控制技術、良好的焊接性能以及高可靠性得到了眾多用
戶的認可。眾所周知，電焊機不同於家電，大多都處在比較差的環境下工作，因此從客觀上講，電氬焊機
焊機在使用過程中出現一些故障是在所難免的。究其產生故障的原因，從維修的角度看不外乎以下
三種：
1.  內部原因
2. 外部原因
3. 人為原因
具體來說造成電焊機故障的內部原因主要是：
1. P 板上的元器件損壞。
2. 晶閘管模塊損壞。
3. 接觸器、控變損壞。
4. 主變、電抗器等器件損壞。
5. 電流互感器損壞。
6. 輸氬焊機入組件損壞。
造成電焊機故障的外部原因主要是：
1. 外電波動較大，其波動范圍超過了焊機正常工作所允許電壓范圍 380V±10% 。
2. 送絲機控制電纜損傷。氬焊機
3. 輸入、輸出電纜連接不牢固。
4. CO 2 氣體不純。
5. 環境條件惡劣（露天無防護措施使用，在粉塵、油煙較大或有腐蝕性氣體場所使用） 。
6. 動物（蛇、老鼠等）進入機內。
7. 其它金屬異物進入機內。
造成電焊機故障的人為原因主要是：
1. 運輸中損壞（特別是流動作業的用戶經常搬運電焊機） 。
2. 使用、保養不當（如操作者或其他人用手拽電纜的方式移動送絲機，導電嘴沒擰緊等） 。
3. 修理中 P 板上的電位器調亂，或將保險插錯位置。
對維修人員來說，在著手檢修電焊機時，首先應根據電焊機的故障現象判斷故障的起因是在焊氬焊機
機的內部還是外部， 然後通過現場觀察， 向操作者了解和親自動手檢查以便迅速准確地找到故障點。