1.5　主焊接电源的维修

1.5.1　主电源常见故障及排除方法

（1）无输出　故障原因：主要是一次线圈或二次线圈有断路现象。排除方法：直接观察法或万用表测量法检测断路点，找到断路点后，用焊接方法或用螺钉紧固连接，并加垫绝缘即可。

（2）焊接电流太小　故障原因：焊接电缆过长；焊接电缆卷成盘形，造成电感过大；焊接电缆与接线柱接触不良。排除方法：减小电缆长度或增大电缆芯的截面积；拉直电缆尽量使其不弯曲；使电缆线与接线柱接触良好。

（3）电焊机外壳带电　故障原因：一次或二次线圈碰壳；电源线碰壳；焊接电缆碰壳；外壳接地不良或未接地。排除方法：消除碰壳现象，接好地线，将外壳良好接地。

（4）焊接过程中，可动铁芯有强烈的振动声　故障原因：可动铁芯的制动螺钉或弹簧松动；铁芯的移动机构损坏。排除方法：拧紧制动螺钉或调整弹簧的拉力；修理好铁芯的移动机构。

（5）电焊机过热　故障原因：电焊机过载；变压器线圈短路；铁芯螺杆绝缘损坏。排除方法：减小使用电流；消除短路，重绕线圈；恢复绝缘。

（6）使用时焊接电流忽大忽小　故障原因：

①电网供电电压波动太大。

②电流细调节机构的丝杠与螺母之间因磨损间隙过大，使动铁芯振动幅度增大，导致动、静铁芯相对位置频繁变动。

③动铁芯与静铁芯两边间隙不等，使焊接时动铁芯所受的电磁力不等，产生振动过大，也同样致使动、静铁芯的相对位置经常变动。

④电路连接处有螺栓松动，使焊接时接触电阻时大时小地变化。

故障排除方法：

①电网电压是否波动可用电压表测量得出；若确属电网电压波动的原因，则可避开用电高峰使用焊机。

②若电路连接处螺栓松动，则打开焊机机壳便可发现，将螺栓拧紧接牢便可。

③调节丝杠与螺母的间隙，可用正、反摇动调节手柄的方法检查。因有空挡，用手能感觉出间隙的大小。确实因间隙过大不能使用时，应更换新件。

为防止振动，应保证动铁芯与静铁芯之间两面的间隙相等。除了用导轨保证外，维修时还可用适当厚度的玻璃丝布板垫在活动铁芯下面。这样活动铁芯下沉时也可以保证间隙相等。只要间隙相等，振动就会变为最小。

另外，导轨起着活动铁芯的导向作用，因此，导轨要固定牢固，不可松动，这样焊机就可保证正常使用了。

1.5.2　弧焊变压器的修理方法

（1）线圈的修理　线圈是弧焊变压器的重要部件，也是易损坏的部件，故线圈必须固定牢靠，否则，线圈工作时在电场的力及热的共同作用下会发生变形、绝缘击穿和短路等故障。因此，制造修理时必须保证线圈能长期可靠地工作；线圈接头的焊接，既要导电良好，又要连接牢固。如果接触电阻大，在大电流流过时就会发热，使接头烧毁。综上所述，线圈的固定、绝缘质量、接头焊接质量等问题，在修理时要特别注意。

1）动圈空心多匝线圈的绕制　一般电焊机变压器的一次线圈，都是多层密绕的结构形式，采用双玻璃丝包扁线绕成。如图1-29所示，就是BX系列弧焊变压器的一次线圈。

其加工步骤如下。

①绕线模的设计与制作　要使线圈绕制得规整，没有绕线模是不行的。绕线模的材料，可根据修理的线圈数量来决定。若一次性地修理，可以用硬质的木材制作；经常使用的绕线模，应使用铝材、钢材或层压绝缘板制作。

绕线模的结构和尺寸应按线圈的图样尺寸要求来设计。它是由模芯和模板构成的，如图1-30所示。两块模板的间距h正是模芯的高度，它可以保证绕制的线圈高度，同时可挡住线圈两边的导线，使之平整。模板上根据线圈图样的要求设有若干开口和凹槽，是为了固定线圈的引出线、抽头和撑条而设置的。

为了卸模方便，做成两个相同的楔形体的半模芯，使用时两个半模芯对成一个整模芯，如图1-31所示，要保持转轴孔贯通和模芯的尺寸的准确性。

②线圈的绕制　可用绕线机绕制，线圈绕制时，转速较低，可调整在20r/min左右。一次性修理的线圈，可以利用普通车床当绕线机，慢车进行；也可以自制一个简易的木架支持绕线模，用手缓慢转动绕线模绕制线圈。

a.扁线立绕线圈的绕制。焊机变压器的二次线圈，流过较大的电流，为使线圈散热好，节省材料，还要有足够的机械强度，故多采用单层立绕结构。

立绕线圈的绕制可在专门的立绕线机上进行。若在修理工作中没有立绕机时，也可以人工在胎具（金属立柱）上，一匝匝地锤击绕制。铜线在折弯时应使用夹具夹住，防止其扭曲不平。

裸扁线在立绕过程中，线圈扁线外角边缘会因受拉而变薄些，而内角边缘又会受挤压而变厚，使线圈不平，影响质量。这一点可以在线圈退火后，用平锉将其高出的部分锉平，这叫线圈整形。立绕线圈整形后，可在线圈匝间垫上浸过漆的石棉纸板条，然后装夹固定。立绕线圈装成后，可转入浸漆工序。

b.固定线圈绕制，对于固定线圈，可在叠好的硅钢片上垫上绝缘纸，直接在铁芯上穿线绕制，铁芯先拧下一边，待绕制完成后再安装。

③线圈活络骨架的制作　电焊机中的电源变压器、电抗器、磁饱和电抗器、输出变压器及控制变压器等部件都有线圈。大、中功率焊机的线圈制作不用骨架，其与铁芯的绝缘是依靠撑条来完成的。用此种方法处理既保证了线圈与铁芯的绝缘，又有利于线圈散热。对中、小功率焊机（250A以下）的线圈要使用骨架。焊机厂批量生产的焊机，其骨架都采用注塑件。在焊机的修理或单机的试制工作中，如果注塑骨架搞不到，也可以自制矩形铁芯的活络骨架，制作方法如下。

a.材料可选用0.5～2.0mm厚的酚醛玻璃丝布板。

b.骨架的结构尺寸，根据铁芯柱的截面积尺寸、窗口的尺寸、线圈的匝数和导线的规格来确定。

c.骨架组件（片）的制作是先划线，再用锯和细板锉按图1-32（a）～（c）所示一一加工。

d.骨架的组装。将图1-32（a）～（c）所示工件各两块装成如图1-32（d）所示的样式。

2）扁线线圈引出端头的立向直角折弯　扁铜线绕制的线圈，其起头和尾头的引出线在折弯处是立向折曲（90°）的，如图1-33所示。这种扁线的立向90°弯曲可使用专用工具完成。小截面的扁铜线可以直接立向折弯；大截面的扁线在折弯前最好用火焰加热（600℃），然后急冷进行一下局部退火，效果会更好。

3）线圈出线端的强固处理　线圈的出线端头，因要接输入或输出线，接触电阻较大，温升高，又常受机械力振动，所以极易产生故障。因此，线圈的引出线端常采取加强措施。

①当线圈的导线较细（ϕ2mm以下）时，易折断，所以常用较粗的多股软线作引出线。引出线的长度要保证在线圈内的部分能占到半圈以上。导线与出线的接头可采用银钎焊或黄铜焊接或使用接头压线钳压接。

②引出线要加强绝缘，一般都采用在引出线外再套上绝缘漆管的方法。漆管的长度要大于引出线，并能把引出线与线圈导线的焊接接头也套入在内。

③当线圈的导线较粗时，就不用另接引出线了，可用线圈的导线直接引出。但是，同样应套上绝缘漆管。

④无骨架线圈的起头和尾头，在最边缘的一匝起点和终点折弯处，应从其邻近数匝线下面用绝缘布拉紧带固定。导线较粗时，可多设几处拉紧带固定点。

⑤有骨架的线圈，其起头和尾头的引出线不用固定，只在骨架一端的挡板上适当位置设穿线孔便可。有骨架线圈的引出线亦应套上绝缘漆管。

⑥无论是有骨架还是无骨架的线圈，加了绝缘漆管的引出线，将随线圈整体一并浸漆，以使线圈结构固化，绝缘加强。

4）线圈的绝缘处理　线圈绕制好以后应进行绝缘漆的浸渍，使线圈有较高的绝缘性能、机械强度和耐潮防腐蚀性能。

当前焊机的线圈主要浸渍1032漆和1032-1漆，都属于B级绝缘。

绝缘处理的过程包括预热、浸渍和烘干三个步骤。

①预热。目的是驱除线圈中的潮气，预热的温度应低于干燥的温度，一般应在100℃以下炉中进行。

②浸渍。当预热的线圈冷却至70℃时沉浸到绝缘漆中，当漆槽的液面不再有气泡时便浸透了，取出线圈后放入烘干炉中烘干；再准备第二次浸漆、烘干。

③烘干。使用烘干炉。热源可以用高压蒸气，或者电阻丝，或者红外线管都行。烘干温度以漆种不同而有区别。1032和1032-1漆，均可加热120℃；时间差别很大，1032漆需烘10h，而1032-1漆只要4h便可。

如果没有烘干炉而需烘干时，可以利用线圈自身的电阻，通电以电阻热烘干。此方法简单，只要接一个可以调节的直流电源，电流由小到大地试调，选择合适为止；也可以在加好铁芯后加入交流电压或交流低电压，使二次侧短路加热，加热时人不要离开，防止过热把线圈烧坏。

（2）铁芯的制造与修理　铁芯是电焊机的重要部件之一，除了极少数的逆变器焊机以外，绝大多数电焊机里的铁芯部件都是用硅钢片制作的。铁芯的质量主要取决于硅钢片的冲剪和叠装技术。

①硅钢片的剪切和冲压。剪切和冲压使用的设备有各种规格的剪板机，不同吨位的冲床等。使用的工具有千分尺、卡尺、钢直尺、卷尺和90°角尺等。

硅钢尺的剪切方法简单，节省材料，而且可以使硅钢片的片长与轧制方向一致，这一点对冷轧有取向的硅钢片更为重要。

为了剪后的硅钢片尺寸准确、无毛刺、质量好，必须使剪床的上下刀刃的间隙合理，这一点可以用调整剪床上的调节螺栓来保证。工程上对硅钢片剪切毛刺的限制，要求小于0.05mm。如果毛刺过大，应用砂石或砂轮磨平。

为了提高定位的精确度，一般在剪床的工作台上安装纵向或横向的定位板。为了提高剪切速度，横向的定位板可以安装在活动刀架上。

剪床剪切的首片硅钢片，要用卡尺测量尺寸和角度。符合要求时，要调整剪床的定位板或刀刃间隙，直到达到要求时为止。

硅钢片的角度偏差，可取两片同样的硅钢片采用反向对叠比较法测量。如图1-34所示，测得的Δ值越小，角度偏差越小，质量越好。

冲床冲压的硅钢片，尺寸准确、生产率高。毛刺的大小，也应控制在0.05mm以内。

②铁心叠装的技术要求主要有：

a.硅钢片边缘不得有毛刺。

b.每一叠层的硅钢片片数要相等。

c.夹件与硅钢片之间要绝缘。

d.夹件与夹紧螺栓间要绝缘。

e.铁芯硅钢片与夹紧螺栓间要绝缘。

f.铁芯硅钢片的叠厚不得倾斜，应时刻检查，可以用一片硅钢片进行检查，如图1-35所示。

g.要控制叠片接缝间隙在1mm以内，间隙太大会使空载电流增加。

③硅钢片的叠压系数K_c。铁芯的硅钢片的片数是根据图样的尺寸、硅钢片的厚度和叠压系数计算的。硅钢片的叠压系数与硅钢片表面绝缘层（漆膜）厚度、硅钢片的切片质量及夹紧程度有关。叠压系数越大，一定厚度的叠片数就越多。焊机电源变压器、电抗器铁芯硅钢片的叠压系数，可按表1-7选取。

④铁芯叠片方式。焊机里的变压器、电抗器的铁芯大都采用双柱或三柱心结构。铁芯的叠装采用交叉叠装方式，如图1-36所示。

⑤叠片工艺要点。叠片打底时可以使用一面的夹件，将夹件平放里面向上、外面向下，使之垫平，如图1-35中所示件4那样。然后在夹件4上面垫一层绝缘垫片，其后便在绝缘垫片上面按图1-36所示的形式，一层一层地叠片。每层硅钢片的片数可取3片或4片，按硅钢片叠装技术要求进行。当铁芯的片数达到要求后进行整形；装绝缘垫片；装另一面夹件；在夹件紧固过程中进行最后整形。

叠片过程中要始终注意三点。

a.铁芯的形状和尺寸要达到要求。

b.硅钢片相对的缝隙要小而且均匀，不得相互叠压。

c.硅钢片叠层要夹紧。

铁芯组装的最后工序是防锈处理，即对铁芯硅钢片侧面的剪切口均涂防锈漆。也可以在以后线圈套装铁芯后，将变压器或电抗器整体浸漆一次，对提高焊机的绝缘强度和防锈能力都会有所加强。

组装后的铁芯在吊运过程中，要注意防止铁芯变形。

⑥硅钢片涂漆处理。焊机变压器硅钢片上的绝缘漆膜破坏时，必将引起铁芯涡流损耗增大，使铁芯发热。铁芯在修理时，硅钢片上必须清除残漆膜，重新涂漆。若不清除硅钢片上的残漆膜就另涂新漆，会使硅钢片厚度增加，叠成铁芯后必然会使尺寸增大，套不进线圈。因此，必须清除旧残漆膜。

a.硅钢片残漆的消除。对于局部少量残漆，可用机械方法消除，然后刷上1032绝缘漆；对于大量硅钢片涂漆时，应先将硅钢片拆下，记录各级的硅钢片，分批放入氢氧化钠（亦称苛性钠，俗称火碱）溶液槽中煮洗或放入酸罐中酸洗。

放入氢氧化钠溶液中煮洗时，要把氢氧化钠溶液加热到70℃左右（质量分数为5%～10%的氢氧化钠溶液），煮洗1～2h硅钢片表面漆脱离后再用刷子刷去残漆，最后用清水冲洗干净，准备晾干后涂漆。

残漆也可用酸类清洗，如盐酸或硫酸溶液，浸酸时间长短视铁锈程度而定，待硅钢片浸酸露出白色金属时为止，不可过分酸洗。然后在清水槽中冲洗几次，或放入质量分数为5%～8%的氢氧化钠溶液中和，最后用清水冲洗干净。冲洗晾干后及时涂漆，否则会被氧化影响涂漆质量。

b.硅钢片涂漆。修理所用硅钢片，若片数不多可用手涂刷或喷涂法，但手涂刷漆膜厚度难以控制。若需涂漆的硅钢片数较多时，可以自制一台手摇硅钢片涂漆机。硅钢片涂漆要求见表1-8。

（3）导线的连接

①铜导线的焊接　焊接方法很多，可根据条件选择。

a.氧乙炔焰气焊法。该方法简便，应用普遍，设备投资少，焊接接头质量好。

设备及工具：氧气瓶一个，乙炔气瓶一个，气焊炬一把，氧气表一个，乙炔表一个。

焊丝及焊剂：焊丝可选购HSCu纯铜焊丝，或使用铜导线的一段，用CJ301铜气焊熔剂，或直接使用脱水硼砂。

接头形式应选用对接接头，使用中性火焰。因为纯铜导热性好，必须使用较大的焊炬和喷嘴焊接，用较大的火焰功率。焊后，应将接头锉光滑，进行绝缘包扎。

b.钎焊法。钎焊也是一种简便的焊接方法，焊接接头良好，设备投资少。

钎料和钎剂：铜导线的连接常用的钎料有两种，银钎料可使用BAg72Cu，这是导电性最好的一种，配用QJ-102钎剂；铜磷钎料可选HLAgCu70-5，这也是此类钎料中导电性能最好的一种，可以配用硼砂钎剂。

热源：可以使用氧-乙炔中性焰、氧液化气焰、煤油喷灯或电阻接触加热。

接头形式：钎焊是非熔化焊接，所以接头要采用搭接。

导线钎焊后，应将接头锉光滑，包扎绝缘。

c.电阻对焊法。这也是铜导线连接常用的一种方法。焊接时，将待焊的导线两端除去绝缘层，使导线露出裸铜，端面要锉平。然后将欲焊导线分别装夹在焊机的两个夹具上，端面接触对正。调好焊机的有关焊接参数，进行电阻对焊。

这种方法操作简便，焊接速度快，接头质量好，不用填充材料和焊剂，成本低；但是需要一台对焊机（UN-10或UN-16型）。

焊后，卸下焊件，将接头边缘用锉修好，包扎绝缘便可。

d.手工钨极直流氩弧焊。铜导线对接，使用手工钨极直流氩弧焊接是焊接质量最好的方法。

设备和工具：手工钨极直流氩弧焊机（120A或200A）一台；工业用纯度（体积分数）为99.9%的氩气一瓶；氩气减压阀流量计一个；头戴式电焊防护帽一个。

填充材料可用待焊导线的一段，根据导线截面的大小，调好焊机的规范参数，将接头焊好，焊后接头稍作修整便可包扎绝缘应用。

②铝导线的焊接　铝线因熔点低，较铜线难焊，但也有几种成功的方法供选用。

a.氧乙炔焰气焊法。火焰使用氧乙炔中性焰。

填充材料可使用待焊铝导线上的一段，或用ϕ2～5mm的纯铝线。可选购CJ401铝气焊熔剂，也可以用氯化钾50%（质量分数，下同）、氯化钠28%、氯化锂14%、氟化钠8%的材料自己配制。

焊前应先将填充焊丝在质量分数为5%的氢氧化钠水溶液（70～80℃）中浸泡20min，以除去表面的氧化膜，然后用冷水冲净、晾干备用，最好当天用完。

接头形式应为对接，焊后要将接头周围的熔剂残渣清除干净，把接头修好包扎绝缘后可用。

b.手工交流钨极氩弧焊。铝导线的手工交流钨极氩弧焊是焊接接头质量最好的一种焊接方法。

设备及工具：NSA-120型手工钨极交流氩弧焊机一台；工业用纯度（体积分数）为99.9%的氩气一瓶；流量和压力一体式减压阀一个；头戴式电焊防护帽一个。

填充材料：ϕ2mm纯铝线或使用被焊铝导线的一段。

焊接时，要去掉铝导线端部的绝缘物，裸铝线表面的氧化物要用质量分数为5%的氢氧化钠溶液清洗。

焊接厚度为2mm的铝导线参考工艺参数为：钨极直径为2mm；电流为80A左右；喷嘴直径为6mm；氩气流量为10L/min。焊后对接头进行修整并包扎绝缘。

c.钎焊法。铝导线的钎焊接头要用搭接形式。

钎料：用质量分数为99.99%的纯锌，取片状。

钎剂：用氯化锌88%（质量分数，下同）、氯化铵10%、氟化钠2%的材料，以蒸馏水或酒精调和，呈白色糊状即可备用，要现用现调。

焊时要将锌片涂上钎剂放置在导线搭接处中间。通过电阻接触加热，加热到420℃时钎料熔化，流动并填满搭接接触面，待钎料发亮光时立即切断电源。整个焊接过程不要超过5min，时间长了不利于焊接。

焊后要对接头修整，清洗掉钎剂的残渣，包扎好绝缘便可。

③大截面的铜导线缺损的焊补。大容量的交流弧焊变压器，二次线圈截面积较大，当线圈导线烧损出现缺陷（输出端易发生）时，可以进行焊补。把缺陷处焊满填平，可以选用以下的焊接方法进行焊补：手工钨极直流氩弧焊；氧乙炔焰气焊；银钎料钎焊。

④电缆与接头的冷压连接。焊机内部的连接，电缆与端头或电缆与铜套的连接，均应采用机械压接方式。这种方法不用焊接，不使用焊剂，所以电缆不会受到腐蚀。加工完的连接电缆，干净整洁，故被广泛采用。