交流電焊機是焊接金屬材料的重要設備。電焊機五花八門,其基本工作原理都是以低電壓大電流向被焊接工件通電加熱,焊條和焊點處的金屬材料在高溫下熔化,從而使被焊接件熔融在一起。小型交流電焊機社會擁有量大,修理人員極少甚至沒有,這就給家電維修人員提供了一個可拓展的空間。本文通過筆者多年修理電焊機的經驗,談談電焊機的維修方法。

一、焊接過程

        電焊機的主體 ,是一臺較大功率的降壓變壓器,在一個口字形鐵芯上裝有兩個繞組,如圖1所示。其中,接交流電源的叫初級繞組,給焊件輸出低電壓的叫次級繞組,鐵芯中有繞組的部分叫芯柱,沒有繞組的部分叫軛鐵,初級接交流220V或380V,次級輸出交流低電壓50V~80V(按電焊機標準,次級電壓不得高于80V)。電焊機的焊接過程如下:焊條接觸焊件時,其接觸處存在接觸電阻,當幾十安或幾百安的焊接電流流過時會使接觸處迅速發熱產生高溫,焊點附近的空氣在高溫下產生電離,焊條脫離焊件后,電離的空氣團自激導電形成溫度很高(幾千攝氏度)的電弧,焊條和被焊的金屬熔化,將被焊部位熔融為一體,焊接完成。下面介紹關鍵部件焊接變壓器的重繞。電焊機中最容易損壞的是焊接變壓器,變壓器損壞以后只能重繞。因此重繞繞組是修理電焊機的主要工作。
1.變壓器繞組拆卸
       拆前,對繞組各線頭及其連接的位置要進行編號并詳細記錄,拆鐵芯時,只需拆除口上軛鐵,就可以把兩個繞組從芯柱上取下來。注意:緊固螺桿上的絕緣墊片、絕緣套管不要弄壞弄丟了。拆除繞組時,要記錄各繞組的圈數抽頭位置和線徑。

2.制作繞組木模

       重繞之前,要先做好繞線木模。把芯柱夾緊量出芯柱的寬度a和疊厚b,用木塊制成(a+2mm )x(b+2mm )的長方體,木模的長度比芯柱長度短2mm,木模端面鉆一個直徑10mm的通孔,如圖2所示。再用1.5mm厚的玻璃纖維板制作線圈骨架。先把纖維板裁成寬度與木模長度相等的長條,再按木模的寬度和厚度在長條板上畫線,用直尺和斷鋼鋸條把畫線刻成深度約為板厚4/5的深度,把長條板在刻槽的反面折彎成一個長方形空筒,外面緊包兩層青殼紙,并用透明膠帶把青殼紙的接頭處貼牢,如圖3所示。

       骨架成型后,木模進出骨架要能進退自如,且沒有明顯的間隙。另用兩塊10mm厚的堅硬木板做成兩塊方形攔板,擋板外圍尺寸比電焊機最大繞組的外圍尺寸每邊大出約2cm即可。在兩塊擋板中心各鉆一個直徑10mm的孔,其中一塊擋板相對開四個寬約1cm的槽,槽的深度由骨架的外圍尺寸決定,另一塊擋板的一邊在相同的位置也開兩條槽,另一邊開一個較大的缺口。把木模套入骨架,用直徑10mm的螺桿把木模、骨架和兩塊擋板用兩只螺帽緊固在一起,擋板的邊要和骨架的面平行,這樣才便于繞線。至此,繞線架就做好了,如圖4所示。

3.制作放線支架
        電焊機用線的線徑很粗,其新線盤線的直徑也很粗。為便于繞線,還要做一個放線盤和支架。用兩塊5mm厚的木板,圓形或方形均可,但方形便于制作,其大小大于新線卷外徑5cm,中心各鉆一個直徑10mm的孔,再制八根20mmx20mmx120mm的木條,以中心孔為圓心,線卷的內徑為直徑,在一塊木板.上畫一個圓,八根短木條均勻地排列在圓圈的線內,木條靠圓圈的一邊用刀把棱角削成弧形,再用自攻螺絲把木條緊固在木板上,后用直徑10mmx220mm的螺桿由兩只螺帽把兩塊木擋板緊固在一起,短木條在兩塊擋板中間,螺桿兩端伸出的長度大致相等,如圖5、圖6所示。

        繞線時,只需把螺帽擰松,取下木板,把待繞線卷放在木條外圍,再用螺帽夾緊木板即可。還要做一個架,支架高約1m,兩邊支柱的頂端各開一個寬約12mm,深約40mm的軸槽,放線盤/兩邊伸出的螺桿就放置于支柱的槽內,如圖7所示。

4.繞線
       小型交流電焊機初級繞組用玻璃纖維絲包圓線,可按已拆除的舊線重量105%購買,繞線用手工繞制。繞線架置于工作臺上,放線盤置于工作臺正前方適當的位置。為了防止繞線時把放線盤支架拉倒,在支架底腳上要壓置重物。把線頭從放線盤上方拉出。繞線時,如果導線緊貼工作臺棱角或臺面移動,則要在導線移動經過的地方鋪-塊絨布,以免損壞絕緣層。在繞線架的槽口中,每槽設置一條扁白布帶,長度為骨架長度的兩倍,兩端伸出的長度相同。把線頭從20cm處彎成909直角,線頭從槽中穿出開始繞線。繞線架每轉動909,就要用橡膠錘把繞線架上剛繞的線錘平錘緊,使排線緊密,如圖8所示。

        錘線時,用力要適度,既要把線錘平錘緊,又不能損壞線的絕緣層。每繞滿一層,即記下該層的圈數(注意:兩層都要計圈數,絕不可以某一層的圈數作為每層圈數的標準)。如果有抽頭,則從擋板的缺口中引出。每繞完兩至三層,帶的兩端向繞組中間拉緊,用后繞的線圈把它壓緊(參見圖11),并另外安放布帶,層與層之間不必加絕緣層。每繞完一個繞組,就要與記錄核對所繞的圈數、抽頭的位置和抽頭數。
       確認無誤后,在線頭與抽頭上做好與記錄相對應的編號標志,直到把全部初級繞組繞完,初級繞組線圈的安排與分配的一般原則是:繞組的2/3繞在一個芯柱(設為I號芯柱)上且沒有抽頭,繞組的1/3繞在另一個芯柱(設為Ⅱ號芯柱)上且所有抽頭都集中在這個繞組上。
        繞線時如果需要接線,可用如下方法:把線頭刮去約5cm長的玻璃纖維絕緣層,用濕布條包住完好絕緣層的端部,兩個線頭相對平行重疊約lcm,再用銀釬焊接,焊完后,立即去掉濕布條,并用扁白布帶包扎已去掉絕緣層的裸露部分,扎緊帶頭并涂絕緣漆。焊接要牢靠平整,且無明顯的毛刺,否則要用什錦銼銼平整。對于抽頭,也這樣焊接較好。抽頭線刮去絕緣層后,在5mm處彎成直角,用上述方法進行焊接。接頭與抽頭的焊接見圖9,原機繞組層間如果沒有散熱用的撐架,重繞時不用撐架;如果原機有撐架,重繞時也不要忘記加撐架。電焊機一般都是AC220V和AC380V兩用。所以在重繞時,如果用戶沒有提出要求,或事先沒有征求用戶的意見,初級繞組一定要繞成兩用,以免交付時發生分歧,當然,如果原機只用一種電壓,則應按原機重繞。


       焊機初級繞組抽頭的目的,是便于用轉換開關選擇適當的抽頭,以調節焊接電流。實踐證明,有抽頭的初級繞組重繞時相當麻煩,且轉換開關的故障率很高,經常影響電焊機的正常工作。筆者把抽頭改在次級,分為兩擋(大小兩擋,一個抽頭)或三擋(大中小三擋,兩個抽頭)。由于次級圈數少,抽頭容易,且抽頭用螺柱固定在接線板上,改變焊接電流只需改變焊把線所接螺柱的位置,改裝后的焊接效果很好。但改裝之前,一定要向用戶說清楚自己的改裝方法并征得用戶的同意。
        電焊機次級用的是扁平導線。舊電焊機損壞之后,其次級繞組只是絕緣層損壞,導線本身是不會損壞的,重新包扎絕緣層后仍能使用。用橡膠錘先對導線進行整形,把導線錘平錘直,使其平整無彎曲形變,再用扁布帶對其進行包扎(原來的絕緣物不必清除干凈),纏繞方法見圖10,纏完后,把帶頭固定即可重繞。繞線方法與初級繞組相同。扎緊用的布帶要用雙層,線圈扎緊與引出頭的固定方法見圖11,如果在次級抽頭,其抽頭用與次級繞組同規格的扁平線進行銀釬焊,焊接方法與初級焊接相同,如只設兩擋,則次級輸出電壓為AC60V,在50V處抽頭。如果設三擋,則次級輸出電壓為AC70V,在50V和60V兩處各引出一個抽頭。用這種方法調節焊接電流有些粗糙,但完全能滿足使用要求。次級繞組繞完之后,要在上面淋絕緣漆,直到底層布帶全部浸透為止并且烘干。


       初級繞組與次級繞組之間要加兩層青殼紙作為絕緣層。
       原則上說,次級繞組也要分成兩部分 ,其2/3繞在I號芯柱上,1/3繞在I號芯柱上,但這種分配方法對于手工操作來說有一定的難度。也可以把次級繞組全部繞在I號芯,這對焊機的性能并沒有明顯的影響。
二、裝機與接線
       繞組全部重繞結束后就可以裝機了。先用1mm厚的酚醛層壓紙板做兩塊絕緣板,其寬度等于兩根芯柱之間的距離(即鐵芯窗口寬度),其長度大于芯柱疊厚3cm。先在下軛鐵墊一塊絕緣板,兩邊各伸出1.5cm,再把兩個繞組分別套在兩個芯柱上,用玻璃纖維板條把芯柱與繞組骨架之間的隙縫塞緊塞死,再在兩個繞組上部墊好另一塊絕緣板,裝好上軛鐵并用橡膠錘把上軛鐵錘緊錘平齊,如圖12所示。

       最后,對鐵芯進行夾緊。夾緊鐵芯有兩種方法,一是用堅硬的木條兩端穿過螺柱,再用兩只螺帽夾緊。另一種方法是,如果鐵芯四角有圓形通孔,可用長螺柱穿過通孔,兩邊再加壓板用螺帽夾緊。采用這種方法要保證螺柱、壓板和鐵芯三者之間相絕緣,壓板與鐵芯之間要加絕緣板作絕緣層.螺帽與壓板之間要加絕緣墊片,螺柱穿過鐵芯時要加絕緣套管,套管要穿過兩邊壓板的圓孔,兩種夾緊方法見圖13。


       最后一道工序是接線。先把初級繞組的兩個線圈連接起來,這兩個線圈是順向串聯,即頭尾連接,可用右手定則來判斷兩個線圈的連接方法。如果沒有把握,可用電燈軟
線中的兩根細銅絲把兩個線圈的任意兩個線頭連接起來,另兩個線頭接入額定電壓的交流電源,如果接通電源的瞬間鐵芯發出很大的噪音,連接兩個線圈的銅絲很快燒斷,說明接線錯誤,只需把任一個線圈的兩個線頭對調即可;如果通電后一切正常,可用萬用電表分別測量初級繞組兩個線圈的電壓,如果兩個線圈電壓之和等于電源電壓,說明接線正確再用銀釬焊接法把兩個線頭焊接好。初級繞組的引出線頭用尖嘴鉗彎成圓環,用6mmX40mm的銅螺絲和銅螺帽把引線緊固在8mm厚的環氧樹脂酚醛玻璃布板制成的接線板上。
       需要注意的是AC220V和AC380V兩種電壓要各自安裝進線接線柱,千萬不能用轉換開關切換,以免開關位置與電源電壓不對應而燒壞電焊機。次級引出線和抽頭分別焊接紫銅接頭,用10mmX80mm的鐵質螺桿和螺帽把銅接頭固定在10mm厚的環氧樹脂酚醛玻璃布板接線板上。次級引出線不用銅螺桿緊固,是因為銅螺桿的機械強度太差,如果把螺帽擰緊,螺桿很容易折斷,如果不擰緊螺帽,則會很快燒壞接線板和接頭,且電焊機工作也會不正常。用搖表檢查初、次級繞組之間的絕緣電阻和初、次級繞組與鐵芯之間的絕緣電阻,初級繞組的絕緣電阻大于5MΩ,次級繞組的絕緣電阻大于2.5MΩ,緊固螺桿、壓板和鐵芯之間的絕緣電阻都大于2.5MΩ。如果以上檢查正常,則把初級繞組的抽頭(如果有抽頭的話)對照記錄接到轉換開關相應的接線片上,再把電焊機固定在底座,上進行試焊,若引弧容易、電弧穩定、電磁噪音小繞組不發熱、緊固螺桿和壓板溫度為常溫,則可認為一切正常,裝好外殼交付使用。如果電焊機原來用的是鋁線,重繞時最好換用銅線,銅線的線徑取鋁線線徑的0.95倍,即直徑(銅)=0.95直徑(鋁)。

三、試焊的問題解決法
       電焊機在試焊時可能會出現以下情況:
      1.通電后電磁噪音很大。如果初級繞組繞線時計數正確,則是鐵芯沒有夾緊,只要擰緊夾緊螺帽即可。
      2.通電后,鐵芯緊固螺桿和壓板發熱甚至燙手。這是螺桿、壓板和鐵芯三者之間絕緣不好引起的,多是螺桿接觸壓板,重新進行絕緣即可解決。
      3.通電后繞組發熱。這是繞組引出線(或抽頭)有短路的地方、初級繞組繞線時計數錯誤或初級繞組內部有局部短路。對于后兩種情況要返工重繞。
      4.電焊機工作時引弧容易,但工作時間稍長繞組就發熱。這是因為初級繞組用線線徑太小。解決的辦法,一是重繞,二是降低功率使用(降低次級輸出電壓)。
      5.電焊機工作時引弧困難,焊接時焊條粘牢在焊體上拉不開。其原因,一是焊條質量太差,二是次級電壓太低??蛇m當增加次級圈數或換擋使用。