为焊接应用选择合适的焊枪

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作者:Bob Thayer,林肯电气®公司工业设备和焊枪产品经理

 

无论是造船、建筑还是重型制造,为焊接应用选择合适的焊枪对于制造过程均至关重要。在选择焊枪时,焊工需要考虑自己的个人偏好、焊枪总成本(包括耗材)以及预期使用寿命。焊工不仅要注意焊枪的前期成本,还要考虑随时间推移产生的相关成本。长远来看,初期选择合适的焊枪能够帮助客户节省大量的时间和金钱。

 

第一步:考虑电流和暂载率

选择焊枪时,首先需要考虑焊接材料的类型以及厚度。这些参数将决定完成相应焊接所需的电流值。要选择电流额定值符合应用要求并与所用电源容量相配的焊枪。没有必要选择电流高于焊接需要的焊枪 - 如果电流值太高,焊工可能最终要使用过重的焊枪,导致不必要的工作疲劳,或者对操作空间而言过于笨重,让工作变得复杂化。例如,如果应用仅需350安培,那么就不要选择500安培的焊枪。

安培数确定后,焊工就可考虑焊枪所需的暂载率,或者说以10分钟为一个工作周期够连续焊接多久。如果焊枪用于半自动焊接,通常选择60%暂载率就已经足够;但是对机器人焊接来说,某些制造商提供的焊枪额定暂载率为100%,这是因为不需要考虑操作员的疲劳问题或休息时间。

所用保护气体类型是与焊枪额定暂载率有关的另一个因素。如上所述,许多使用二氧化碳保护气体的半自动焊枪通常额定暂载率为60%。某些高负载设计的焊枪在采用二氧化碳气体保护时的额定暂载率为100%。但如果实际应用使用氩气混合气体,在给定的暂载率条件下,相同焊枪的额定电流要降低。

另外,在自动化应用中更常见的是空冷和水冷焊枪或焊矩的问题。简而言之,水冷式焊枪具有冷却能力且重量轻的特点,但成本比相同暂载率的同类空冷式焊枪高出一倍。

 

第二步:选择消耗品方案

在考虑安培数和暂载率后,就要考虑焊枪的消耗品。随着时间的推移,这些部件会因正常焊接过程中的热量、飞溅和磨损而出现问题,因此其使用寿命会影响焊枪的长期拥有成本。使用寿命较长的配件往往可以降低成本。 

在考虑热量和磨损等因素时,留意设计细节非常关键。首先,您可以从仔细检查导电嘴和分流器的螺纹设计开始。为了获得卓越性能,可选择带有Anti-Seize™导电嘴和分流器的焊枪,比如林肯电气®的MAGNUM®PRO系列焊枪。Anti-Seize™导电嘴采用平廓线螺纹形貌,这种形貌可让因热量集中导致导电嘴失效部位的截面积增加。这种技术可减少熔融、熔化和烧结问题,延长导电嘴的使用寿命。该特性有助于降低消耗品和劳动力成本,同时增加焊工的有效电弧时间。

其次,考虑消耗品的重量。记住,在合理范围内,导电嘴越大,其长时间能够承受的热量就越多,热变形性能就越好,寿命越长。尽量从制造商手中选择更大的导电嘴;例如,林肯电气®的导电嘴比其他焊接设备供应商的重量高出40%。

第三,考虑导电嘴所使用的合金类型,合金类型会影响耐热性和耐磨性。例如,当焊丝通过导电嘴送丝时,如果材料无法承受热量或磨损,孔洞就会随着时间推移而变长或变形,继而因电弧飘移导致电气接触不良和焊接问题,以及因脱焊或其他问题导致焊接中断。虽然很多导电嘴均是采用各种牌号的铜制成,但某些制造商已经开始在市场上推出采用较硬材料的设计。这些较硬材料能够承受较大的热量,使用更长的时间并可抵抗导电嘴的伸长或磨损。

焊工在选择合适的喷嘴时也应考虑到应用情况。喷嘴的类型、形状和规格有很多种,选择最匹配应用的一款可能会让性能表现非凡。比如,如果在狭小空间中进行焊接,则可使用更长、锥度更大的喷嘴,因为锥形更容易进入狭窄的接头内部。另外,诸如林肯电气®之类的制造商可提供将导电嘴略微安装在喷嘴外部的耗材,从而可以更方便进入狭窄部位焊接。另外还要考虑消耗品的额定值。电流值较大的部件尺寸和重量也较大,这意味着其能够承受更多的热量并具有更长的寿命,但较大的规格让其难以在狭窄空间使用。再次强调,不要选择电流值高于必要值的消耗品。

消耗品的灵活性也比较关键 - 很多焊枪制造商为每种焊枪型号或系列提供各种前端消耗品,这就需要更多的库存配件和焊机零件管理。为了方便使用,最好选择能够以较少的消耗品套件适配各种焊枪型号的一家焊枪制造商,比如林肯电气®的MAGNUM®PRO系列。这种单一来源方式可以让车间库存管理变得更加简单(需要跟踪、熟悉、库存和订购的导电嘴、喷嘴和分流器零件更少),处理更少的零部件也有助于避免操作员错误,比如,使用不正确的消耗性零件可能会导致焊接效果较差、成本增加以及可能的返工问题。最后,尽管许多企业在采购时重点关注实际焊枪成本,但考虑焊枪前端耗材或消耗品成本也同样非常关键,在以年度计算焊枪成本时这些耗材或部件占很大比例。由于大多数制造商的产品系列均存在变动性,因此选择提供长寿命耗材且可与所有焊枪兼容的制造商可最大限度地节省成本。

 

第三步:考虑个人偏好

由于焊接操作员每天都使用焊枪,因此焊工在选择焊枪时应当考虑到自己的使用舒适度和偏好,这些因素会影响到焊接质量和生产效率。
比如,某些焊工可能更偏爱与操作员手形一致的曲线型人体工学手柄。通常,这类手柄重量更轻,可以缓解疲劳。
另外,某些生产人员可能更喜欢圆筒形或扫帚式的手柄。这种形状具有更大的握持位置以及更小的直径,某些使用者可能感觉比曲线形手柄更舒适。
操作人员还应考虑其偏爱哪种类型的消耗品:是可将喷嘴旋入焊枪内的螺纹连接式,还是利用O型圈将消耗品压紧并固定就位的插入式。
 

第四步:确保维护简单

焊枪维护也会影响到拥有成本。焊枪是焊接工艺中不可或缺的组成部分,常常发生严重的磨损。选择设计简洁的焊枪系列是确保维护方便的方法之一。例如,选择具有相似内部设计的焊枪,比如林肯电气®的MAGNUM®PRO系列焊枪。这种一致性设计可以让维修专业人员轻松修理和维修多款焊枪,无需去了解掌握有关扳机引线、连接点以及其他设计特征的各种内部工作原理。

而且,焊枪面对的不仅仅是作业高温,还要面对操作员不当使用,这些会导致维护需要。为了让维护更加方便,可选择专为承受热量和冲击设计的焊枪。

在选择焊枪时,做好功课非常关键。为了获得焊接所需的所有元件并确保其正常协同工作,通常只能选择一家制造商。务必要在这方面做好功课,选出一家焊接制造商,能够提供高品质和丰富的产品以满足焊接应用、性能和操作员偏好。

 
林肯电气®针对导电嘴和分流器的Anti-Seize™螺纹设计可改善散热并延长使用寿命。
CopperPlus®设计导电嘴通过增加重量而能够承受更多热量。
选择提供包括各种喷嘴(例如适用于狭窄空间的扩展型号)在内全套耗材的焊枪。
考虑操作员对手柄类型和焊枪重量的偏好。
注意MAGNUM®PRO Curve™焊枪的人体工学手柄设计。
分流器通常可提供螺纹式或插入式两种型号。
焊枪系列型号的一致性内部设计可以让维修和维修团队更加轻松。
精心选择焊枪可以让您降低拥有成本、改善操作员舒适度,并完美满足您的应用需求。
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