崔捷捷，李鑫

（陜西漢德車橋有限公司，陜西 西安 710201）

海寶HT2000等離子切割機弧轉(zhuǎn)移的故障排除

崔捷捷，李鑫

（陜西漢德車橋有限公司，陜西 西安 710201）

海寶HT2000等離子切割機是一款高速、高精度的金屬切割設備。文章從維修實踐出發(fā)，簡單闡述了等離子切割的原理及海寶HT2000等離子切割機的工作時序，著重介紹了割炬中存在高頻但無引導弧故障可能的原因及解決此類故障的方法，并逐步排查從而徹底解決了此故障。

等離子切割；引導??；弧轉(zhuǎn)移；斬波器

CLC NO.: U472.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)06-103-03

1、等離子及等離子切割原理

等離子切割機是利用高溫等離子電弧的熱量使工件切口處的金屬局部熔化（和蒸發(fā)），并借高速等離子的動量排除熔融金屬以形成切口的一種加工方法。它是將氣體加熱，當其原子達到幾千甚至上萬攝氏度時，電子就會被原子"甩"掉，原子變成只帶正電荷的離子。此時，電子和離子帶的電荷相反，但數(shù)量相等，這種狀態(tài)稱做等離子態(tài)。當高速運動的電子撞擊到其他的電子或是離子時，將釋放出巨大的能量。正是這些能量使等離子態(tài)有著特殊的性質(zhì)，從而有了令人難以置信的切割能力。

等離子切割機工作時，通過一個狹小的管道送出如氮氣、氬氣、氧氣或空氣的壓縮氣體。管道的中間放置有負電極，在給負電極供電并將噴嘴口接觸金屬時，就形成了導通的回路，電極與金屬之間就會產(chǎn)生高能量的電火花。隨著惰性氣體流過管道，電火花即對氣體加熱，直至其達到物質(zhì)的等離子狀態(tài)。這一反應過程產(chǎn)生了一束等離子體流，溫度高達攝氏16649度，流速高達6096米/秒，可使金屬迅速變?yōu)槿墼?/p>

2、HT2000等離子切割機操作時序

HT2000等離子切割機的工作時序如圖1所示，一個完整的切割過程分為4步，即電弧產(chǎn)生、穩(wěn)定狀態(tài)、Ramp-Down和冷卻氣。

1.電弧的產(chǎn)生

當切割機接收到一個開始信號時，切割氣氣閥上電。2秒后處理器檢測到保持信號，主接觸器、引弧繼電器和斬波器開始工作，高頻點火器工作，此時完成了引導弧的建立。

工作電纜檢測到弧電流后，氣體開關由預留轉(zhuǎn)換到切割流，這時引弧繼電器失效，斬波器電流全部輸出，運動輸出被激活。

2.穩(wěn)定狀態(tài)

切割過程開始，在此過程中，等離子系統(tǒng)將分別檢測互鎖、弧轉(zhuǎn)移信號、斬波器電流和等離子開始信號。

3.Ramp-Down

切割過程完成后，等離子開始信號被關閉，運動檢測、切割氣體被關閉，斬波器電流慢慢下降，最終斬波器和主接觸器停止工作。

4.冷卻氣

斬波器和主接觸器停止工作后，冷卻流繼續(xù)給電極和噴嘴冷卻，延時10秒后冷卻流停止。一個完整的工作過程結(jié)束，如果再次檢測到等離子開始信號，將開始下一個循環(huán)。

3、維修案例（以HT2000等離子切割機為例）

故障現(xiàn)象：在切割過程中等離子切割機出現(xiàn)不啟弧故障，檢查發(fā)現(xiàn)切割機電源綠色的POWER ON（電源） 指示燈點亮，當發(fā)出切割開始指令時，DC ON（切割開始） 指示燈亮且割炬中存在高頻，但是沒有引導弧產(chǎn)生。

故障分析及排除：根據(jù)切割機的電氣控制原理分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要有以下幾個方面：

故障原因1：引導弧繼電器CR1沒有關閉

故障排除：在發(fā)出開始指令后先確認引弧繼電器CR1是否關閉（引弧繼電器CR1位置如圖2所示），若CR1不關閉，用AC電壓表測量繼電器，檢查在發(fā)出開始指令后繼電器是否從繼電器板（PCB4）上獲得了120VAC的電壓。如果沒有120VAC的電壓，則要檢查繼電器板(PCB4)與引導弧繼電器CR1之間的接頭、端子及連線是否完好。如果都沒有問題，則可能是繼電器板（PCB4）或主控板（PCB2）存在問題，需更換（PCB2及PCB4安裝在切割電源的前面板，具體位置如圖3所示）。

故障原因2：引導弧繼電器CR1有缺陷

故障排除：若在引弧繼電器CR1兩端存在120VAC電壓且CR1不關閉，則說明CR1自身存在問題，需要更換。

故障原因3：斬波器有缺陷或沒有正常發(fā)揮功能

故障排除：斬波器單元如圖四所示，斬波器測試方法如下：

3.1 關閉所有連接到HT2000 的電源

斷開高頻控制臺上對應的插頭，關閉高頻變壓器T1。

3.2卸下大容量保險絲F1 和F2（位置如圖2所示）。檢查保險絲是否處于斷開狀態(tài)。

3.3將萬用表正極引線放在輸入端電橋的+ 側(cè)，將負極引線放在電橋的“－”側(cè)。

3.4打開通往HT2000 的電源，啟動系統(tǒng)。發(fā)出START 指令后，檢查電壓。通過這兩點輸入到斬波器的電壓應該約為+280 VDC。若輸入電壓沒問題，對應的保險絲F1 或F2 已熔斷，說明斬波器單元存在問題，需要更換。

若沒有+280 VDC 的輸入電壓，則要檢查通往電橋的輸入是否短路。另外，要檢查連接器（CON1）以及與連接器的連接和有關接線。若存在問題，根據(jù)需要修理或更換有缺陷的零部件。

3.5若上述步驟中電壓為+280 VDC，對應的保險絲也未熔斷，將電壓表的正極引線放在斬波器單元的+ WORK 端點（電線#48A），將負極引線放在- TORCH 端點（電線#39A），檢查CH1 的輸出。

3.6打開系統(tǒng)，按開始指令。發(fā)出開始指令后，檢查電壓。若每個斬波器在這些點的輸出為+280 VDC，表示斬波器沒問題。

3.7若斬波器未輸出+280 VDC 的電壓，請檢查邏輯電源指示燈LED1 是否亮燈。若LED1 未亮燈，檢查電壓120V 是否到達JP6。若JP6 上沒有120V 的電壓，則要檢查返回到電源配電板的接線。同時還要檢查開啟后指示燈LED3 是否變?yōu)榫G燈（正常狀態(tài)）。若開啟后LED1 亮燈而且LED3 為紅燈（異常狀態(tài)），要確認JP9 的位置是否正確。

3.8經(jīng)過步驟7 后若斬波器仍未輸出280V 的電壓，可能是控制信號或斬波器單元有問題。斬波器驅(qū)動信號將以0 至+8 VDC 的模擬電平通過模擬板PCB3，它將改變斬波器的工作周期和隨后的輸出電流。這些模擬信號分別在PCB3 的端點3 和4 REC1 上對應于CH1，以及端點5 和6 REC1 上對應于CH2。

確定斬波器、控制板PCB2 或模擬信號板PCB3 是否有問題，可通過以下步驟來判斷：

1.現(xiàn)確認高頻處于關閉狀態(tài)（參見步驟3.1）。

2.將PCB3 上的REC1 斷開PL3.1。

3.將電壓表放置在斬波器的輸出端，然后按START 指令。

4.若電壓表讀數(shù)為+280 VDC，請更換控制板PCB2 或模擬板PCB3。

5.若電壓表讀數(shù)為0 伏，請更換相應的斬波器單元CH1或CH2。

根據(jù)上述判斷方法，本人逐一進行排除。當發(fā)出開始指令后，引弧繼電器CR1閉合，說明引弧繼電器CR1不存在問題，工作正常。檢查繼電器板PCB4、主控板PCB2及斬波器之間的插頭及接線均正常，更換繼電器板PCB4和主控板PCB2后問題依然存在，說明問題可能出在了斬波器上，由于系統(tǒng)存在CH1和CH2兩個斬波器，本人逐一進行檢查。首先先檢查CH1斬波器，當發(fā)出開始指令后，將電壓表的正極引線放在斬波器單元的+ WORK 端點（電線#48A），將負極引線放在- TORCH 端點（電線#39A）測量兩端電壓，發(fā)現(xiàn)不存在+280VDC電壓。檢查斬波器CH1發(fā)現(xiàn)輸入端電橋（+）處打火燒壞，且IGBT燒壞，說明CH1斬波器壞。最后用同樣方法檢查CH2斬波器，工作正常，說明CH2斬波器正常。因此本人判定本次不啟弧故障是由斬波器CH1的故障引起的。

斬波器上除了輸入的三相200VAC電及輸出的+280VDC外，只有三組控制接線與外圍連接，分別為溫度傳感、JP6、JP9，其中JP6接的是PCB3和PCB4的120VAC，JP9接的是PCB3上斬波器的驅(qū)動信號。在之前的檢查中已經(jīng)檢查過PCB2、PCB3、PCB4及斬波器之間的插頭及接線均正常，且之前也檢查過PCB2、PCB3、PCB4也都正常，說明斬波器CH1的故障不是由外圍電路故障原因造成的。由此可以判定由于斬波器長時間工作，加之焊接車間尤其是切割站金屬粉塵較大，這些原因造成了斬波器CH1自身的損壞。更換同型號的斬波器后試動作均正常，故障排除。

4、總結(jié)

本人通過對HT2000等離子切割機的工作原理和動作時序詳細闡述，主要突出其正常工作時各個環(huán)節(jié)了的滿足條件，然后講解了利用其動作時序如何快速排除故障。希望能起到拋磚引玉作用，為解決其他故障提供方法和技巧。同時通過此次維修也認識到，任何故障的發(fā)生除了與本身機床備件壽命、質(zhì)量、使用方法、設計缺陷以外，還對其使用工作環(huán)境有關。尤其對于焊接線切割機、數(shù)字焊機、機器人控制箱等設備，由于其所處的環(huán)境含有大量的金屬粉塵，除保證車間通風除塵設備完好運行外，還要定期對這些設備進行除塵保養(yǎng)。這樣不僅大大提高設備的使用壽命,還能減少生產(chǎn)停機率。

[1] 邱言龍.《等離子弧焊與切割技術快速入門》上海科學技術出版社，2011.

[2] 葉振忠.《等離子弧切割機》機械工業(yè)出版社，2004.

Treasure HT2000 plasma transferred arc cutting machine troubleshooting

Cui Jiejie, Li Xin
( Shaanxi Hande Axle Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710201 )

Haibao HT2000 plasma cutting machine is a high speed, high precision metal cutting equipment. From maintenance practice, paper simply expounds the principle of plasma cutting and haibao HT2000 work timing of plasma cutting machine, introduces the cutting torch in high frequency but no guide arc fault may be the cause and the solution to such failures, and gradually have thoroughly solved the fault.

plasma cutting; Pilot arc; Arc Transfer; Chopper

U472.4

A

1671-7988(2015)06-103-03

崔捷捷，就職于陜西漢德車橋有限公司。