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逆变焊机与整流焊机的对比测试

2008/8/16/11:09 来源:中国焊接之家
   摘 要:为了更新设备,对焊机进行选型,选用同型号逆变焊机进行对比测试,主要对耗电量、起弧、收弧、电弧偏移,焊缝成形,电流波动、噪声、无损检测、网络影响等方面进行了记录与比较,焊工与工况一致。最终选择换代机型,同时也反映出焊机的进步是需要过程的,用户对焊机的熟悉与接受也需要一个过程。
关键词:逆变焊机;整流焊机;对比测试;
1、  前言
   公司原址位于杭州钱江新城规划红线内,按照规划企业应于2002年年底前搬迁开发区,为了适应企业强劲的发展势头,提高企业的设备层次,进一步节能降耗,充分利用好企业的这一次搬迁调整机遇,淘汰部分使用多年的老式整流、晶闸管焊机。企业工艺处进行了焊机调研,发现逆变焊机已成为市场的主流机型,对该类焊机的反映普遍良好,在与几家焊机厂商协商后,决定进行逆变焊机和整流焊机的对比测试。
2、        选型
   对于测试焊机型号的选定,主要依据企业的使用习惯。我厂多年来一直使用上海电焊条总厂的E5015焊条,规格Φ3.2、Φ4为主,Φ5焊条用量不大。Φ4焊条的一般使用焊接电流在150∽200A之间。取上限的1.5倍为300A,焊机额定输出功率的80%,同时征求焊机厂的意见,厂家均表示没问题,能够满足要求,因此选用了ZX7-315型手工焊机。企业的老式焊机,选用了临海电焊机厂的ZXG1-500型整流弧焊机作为对比焊机,且这台焊机从20台该类焊机中随意抽取的、焊工在正常使用的,感谢下述六家焊机厂的大力合作,他们是无锡南方、成都威达、成都华远、合肥三宇、山东奥太、海盐新海(海盐电力仪表厂)
3、工况
   为了保证焊机测试的可对比性,测试时选用的工况条件一致。
   同一工位:在同一个锅炉本体生产工作班组。
   同一焊工:5名焊工轮流使用一种型号的焊机1天,这样每名焊工使用每种焊机的时间基本是一样,培养焊机使用的感觉即手感也是一致的,避免一种焊机用惯了后造成对其它焊机的排斥心理,达到同一焊工进行测试的目的。
   同一时间:第一批4台逆变焊机以及1台对比整流焊机的对比测试时间定在2002年3月15日至2002年6月1日(海盐新海/山东奥太为后续测试)
   同一焊条:均为上海电焊条总厂的焊条,型号E5015,Φ3.2、Φ4、Φ5。
   同一钢材:均为20g、16Mng、20#的可焊性极好的钢材,工件板厚范围8∽18mm,管件
Φ32х3、Φ51х3、Φ51х5、Φ60х3、Φ60х5。
   同一网络:5台焊机处在同一电气网络内,且该网络内还有1台卷板机,1台剪板机,1台手工氩弧焊机,地线接法一致。用于检测焊机对网络波动的敏感性,以及对其它焊机的影响情况。
   同一要求:要求焊工每天记录焊机使用情况、焊条使用情况;同样的无损检测要求和试板力学性能的要求。
4、              测试要求和内容
4.1 工艺性能要求
     起弧:快、稳
     收弧:稳
     焊接过程:电弧稳定、焊缝成形好、飞溅细小、脱渣容易
4.2 能耗
省电、同比原有焊机40%左右,愈明显愈好。
4.3 焊机要求
IGBT逆变电源。
4.4性价比
   焊机价格与省电、焊接性能的比值。
4.5测试内容
1单根焊条耗电量;2起弧;3收弧;4电弧穿透力;5电弧柔和性;6电弧偏移;7焊缝成形;8飞溅;9脱渣;10电流最大值;11电流波动范围;12整体稳定性;13噪声;14网络敏感性;15网络干扰;16无损检测;17焊接试板(力学性能)等17项。
其中单根焊条耗电量为具体的数字指标,无损检测和焊接试板为实物,其余项目均带有人为因素。这决定了本次测试的工艺性能要求很大程度上取决于焊工的感觉、责任心和记录。从而也使本次测试带有很大偶然性,为了降低这种偶然性,对焊工专门进行责任心交谈、感觉的培养、记录的格式要求,尽可能使焊工心理在同一层面上。
5、        测试结果
   测试结果见表1
 
 
 

序号
厂家
华远
威达
三宇
南方
临海
奥太
分级
1
单根用电量(度/根)
0.296
0.192
0.127
0.147
0.156
0.131
 
2
起弧
A+
A+
A
A
A
A
A稳定  B不稳定
3
收弧
A
A
A
A
A
A
A稳定  B不稳定
4
电弧穿透力
B+
B+
C
B
B
B
A强    B较强   C不强
5
电弧柔和性
B
B+
B-
B
B
B+
A柔和  B较柔和 C不柔和
6
电弧偏移
B
B
A
B
A
A
A没有  B不多   C严重
7
焊缝成形
B+
B
B+
C
B
B
A好    B良好   C一般
8
飞溅
A
A-
C
B-
B
A-
A细小  B较少   C较多\严重
9
脱渣
A
A
A
B
A
A
A容易  B较容易  C不容易
10
电流最大值(A)
Φ4  175
Φ4  200
Φ4  180
Φ4   200
Φ4  175
Φ4  190
 
Φ5  220
Φ3.2  130
Φ5  225
Φ3.2  130
Φ5  220
Φ5  230
 
11
电流波动范围(A)
Φ4
165-175
Φ4
170-200
Φ4
160-180
Φ4
190-200
Φ4
160-175
Φ4
170-185
 
Φ5
215-220
Φ3.2
110-130
Φ5
200-225
Φ3.2
110-130
Φ5
215-220
Φ5
210-230
 
12
每天整体稳定性
B+
B+
B
B
B
A
A好    B良好   C不好
13
噪声
B+
B
A
B
B
A-
A小    B一般   C较严重
14/15
网络影响
A
A
A
A
A
A
A无变化 B有影响 C较严重
16
RT、UT探伤结果
基本通过
基本通过
基本通过
基本通过
基本通过
基本通过
 
17
试板机械性能结果
合格
合格
合格
合格
合格
合格
 
表1
 
注:结果仅对测试焊机而言,不能作为对焊机厂整体焊机的评价依据。

第一批测试的4台焊机没有达到预期的目的,即节能的焊机在工艺性能上与要求有一定距离,工艺性能较好的焊机节能不明显,或者说与老式整流焊机相比,没有特别的理由来淘汰老式焊机,反过来也可认识老式整流焊机没有我们预想的差。
   另外,测试的结果只对测试焊机而言,并不代表本厂各焊机厂的产品的整体评价;二个月的测试期也过短,无法真正确定一台焊机的性能。加上还有焊工的人为因素,以及测试的方式问题,或许还应加上造型问题。考虑到这些因素问题在后面的焊机测试中,选择了ZX7-400型,测试时间也放长到了壹年左右,即2002年11月到2003年10月(海盐新海)2003年8月到2004年7月(山东奥太),焊接工况同前,海盐新海焊机由于种种原因未能完成测试对比,山东奥太完成测试,结果见表1。
6、              综述
   应当说,选择6家厂本身就是我们企业对这6家厂的肯定,像威达焊机是成都焊接研究所开发的产品,技术力量之雄厚是一般厂家无法比拟的,华远焊机在起弧方面相当出色,其它工艺要求也相当不错,惜能耗稍大,三宇焊机出自合肥军工企业,体积之小出乎想象,节能明显,只是有些工艺性能表现还有改进余地,南方焊机综合性能相当稳定,只是节能不明显,海盐新海焊机通过浙江省焊接学会的多次考察、试用,被评为省焊接学会推荐产品。
   根据奥太焊机的测试情况,相比整流焊机有一定优势,比如能耗方面按全年280个工作日7小时连续焊计算,总耗电量约2500度,奥太焊机单日平均8.93度左右,整流焊机日耗11.12度左右,两者相比奥太节约20%左右的电能,单机体积重量方面,奥太焊机体积为571х298х506,机重38kg,整流焊机671х590х1050,机重100kg左右,奥太焊机体积是整流焊机的1/4左右,重量是2/5左右,便于移动和搬运清理,工艺性能方面整体好于整流焊机。噪声方面奥太焊机比整流焊机静音明显,整合成性价比,奥太焊机:整流焊机0.8:0.5,占有较明显优势,故最终选用奥太焊机为换代机型,并于2005年6月开始着手焊机更新。
   唯一的遗憾是焊机修理方面,到目前为止,使用10年的临海整流焊机尚未有重大故障和修理,奥太焊机使用时日短,未能进行对比。
   总的来说,通过两年多的测试对比试验,我们发现焊机研制进入了一个新的阶段,向轻、小、多功能发展,向节能、环保发展,但相对老式焊机的价格,逆变焊机要高出40%以上,这对产品推广是不利;同是IGBT管大都选用进口也是一种焊机发展的制约。

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