雖然只是更大系統的一部分，但機器人和半自動氣體保護金屬極電弧焊 (GMAW) 焊槍中的導電嘴在提供良好的焊接品質方面發揮關鍵作用。它還可以顯著影響焊接操作的生產率和盈利能力——過度轉換造成的停機可能會損害產量以及勞動力和庫存成本。
導電嘴的主要功能是引導焊絲並在焊絲穿過孔時將焊接電流傳輸到焊絲。目標是讓焊絲順利穿過導電嘴，同時保持最大接觸。為了獲得最佳結果，針對應用使用正確的導電嘴尺寸（或內徑 (ID)）非常重要。焊絲和焊接工藝都會影響選擇（圖1）。
焊絲對導電嘴尺寸的影響
三種焊絲特性直接影響特定應用的導電嘴選擇：
▪ 電線類型
▪ 線鑄
▪ 線材質量
類型-導電嘴製造商通常建議用於相應電線的標準（預設）尺寸導電嘴，例如用於 0.045 英吋電線的 xxx-xx-45 導電嘴。然而，在某些情況下，最好是根據焊絲直徑減小或增大接觸尖端的尺寸。
焊絲的標準公差根據類型的不同而不同。例如，美國焊接協會 (AWS) 代碼 5.18 允許 ± 0.001 英吋。公差為 0.045 英吋。實心線，± 0.002 英吋。公差為 0.045 英吋。管狀電線。管狀和鋁線較軟，在使用標準或超大導電嘴時性能最佳，使其能夠以最小的送絲力送入，並且在送絲器或焊槍內部不會彎曲或扭結。
相反，實心焊絲的剛性要高得多，這意味著饋電問題更少，從而可以與尺寸較小的導電嘴配對。
投擲-導電嘴尺寸過大或過小的原因不僅與焊絲的類型有關，還與焊絲的鑄造和螺旋有關。鑄型是指當一段導線從包裝中分配並放置在平坦表面上時，導線環的直徑，本質上是導線的曲率。石膏的典型閾值為 40 至 45 英吋；若鑄線小於此尺寸，請勿使用尺寸過小的導電嘴。
螺旋線是指電線從平坦表面上升的程度，在任何位置都不應大於 1 英吋。
AWS 提出了鑄絲和螺旋的要求作為品質控制，以確保可用的送絲方式有利於良好的焊接性能。
獲得線材批量的一個近似方法是透過包裝的尺寸。與包裝在線軸或線圈中的線材相比，包裝在散裝包裝（例如捲筒或捲軸）中的線材可以保持更大的鑄造或更直的輪廓。
「直焊絲」是散裝焊絲的常見賣點，因為送入直焊絲比送入彎焊絲更容易。一些製造商還在將電線包裝到滾筒中時將其扭轉，這導致電線在從包裝中取出時形成正弦波而不是環路。這些電線具有非常大的鑄件（100 英寸或更大），並且可以與尺寸較小的導電嘴配對。
然而，從較小線軸送出的焊絲往往具有更明顯的鑄線——大約 30 英寸。或更小的直徑，並且通常需要標準或更大的導電嘴尺寸來提供適當的進給特性。
圖1
為了獲得最佳焊接效果，擁有適合應用的導電嘴尺寸非常重要。焊絲和焊接工藝都會影響選擇。
品質-焊絲的品質也會影響導電嘴的選擇。品質控制的改進使得焊絲的外徑 (OD) 比過去幾年更加精確，因此送絲更加順暢。例如，高品質的實心焊絲具有一致的直徑和鑄態，以及表面均勻的銅塗層；此焊絲可與內徑較小的導電嘴結合使用，因為無需擔心焊絲彎曲或扭結。高品質管狀焊絲具有相同的優點，並且具有平滑、安全的接縫，可防止焊絲在送線過程中張開。
未依照嚴格標準製造的劣質焊絲很容易出現送絲不良和電弧不穩定的情況。不建議將尺寸過小的導電嘴與外徑變化較大的電線一起使用。
作為預防措施，每當您更換不同類型或品牌的焊絲時，重新評估導電嘴尺寸非常重要，以確保獲得所需的結果。
焊接工藝的影響
近年來，製造業的變化推動了焊接過程以及所用導電嘴尺寸的變化。例如，在汽車行業，原始設備製造商使用更薄（更強）的材料來幫助減輕車輛重量並提高燃油效率，製造商通常使用具有先進波形的電源，例如脈衝或改進的短路。這些先進的波形有助於減少飛濺並提高焊接速度。這種類型的焊接通常用於機器人焊接應用，對過程中的偏差的容忍度較低，並且需要能夠精確可靠地將波形傳送到焊絲的接觸尖端。
在典型的脈衝焊接工藝中，使用 0.045 英吋。實心線，峰值電流可大於 550 安培，電流斜坡速度可大於 1 × 106 安培/秒。因此，導電嘴與焊絲的介面在脈衝頻率（150 至 200 Hz）下充當開關。
脈衝焊接中的導電嘴壽命通常只是 GMAW 或恆壓 (CV) 焊接的一小部分。建議為所用焊絲選擇內徑稍小的導電嘴，以確保焊嘴/焊絲界面電阻足夠低，不會發生劇烈電弧。例如，直徑為 0.045 英吋的實心焊絲可與 ID 為 0.049 至 0.050 英吋的導電嘴完美搭配。
在選擇正確的導電嘴尺寸時，手動或半自動焊接應用需要不同的考慮因素。半自動焊槍通常比機器人焊槍更長並且具有更複雜的輪廓。通常，頸部也會有更大的彎曲，這使得焊接操作員能夠輕鬆地接觸焊接接頭。當導線穿過時，具有大彎曲角度的頸部會在導線上形成更緊密的鑄型。因此，最好選擇內徑稍大的導電嘴，以實現順利送絲。這實際上是導電嘴尺寸的傳統分類。大多數焊槍製造商根據半自動應用設定預設導電嘴尺寸。例如，0.045 英吋。直徑 0.052 至 0.055 英吋的實心焊絲可與 ID 為 0.052 至 0.055 英吋的導電嘴相符。
導電嘴尺寸不正確的後果
不正確的導電嘴尺寸，無論是對於所用焊絲的類型、鑄造和質量來說太大還是太小，都可能導致送絲不穩定或電弧性能不佳。更具體地說，內徑太小的導電嘴可能會導致焊絲卡在孔內，從而導致回燒（圖 2）。它也可能導致鳥巢現象，即送絲機驅動輥中的焊絲纏結。
圖2
回燒（卡絲）是導電嘴最常見的故障模式之一。它受導電嘴內徑 (ID) 的顯著影響。
相反，如果導電嘴的內徑對於焊絲直徑來說太大，則焊絲在穿過時可能會發生漂移。這種漂移導致電弧穩定性差、飛濺嚴重、熔合不完全以及接頭中焊縫未對準。這些現像在侵蝕性脈衝焊接中尤其明顯；過大的導電嘴的鎖孔（圖 3）率（磨損率）可能是過小的導電嘴的兩倍。
其他考慮因素
在選擇適合作業的導電嘴尺寸之前，充分了解焊接過程非常重要。請記住，導電嘴的第三個功能是充當焊接系統的保險絲。焊接迴路動力系統中的任何問題首先（並且應該）顯示為導電嘴故障。如果與植物其他部分相比，一個單元中的接觸尖失效不同或過早失效，則該單元可能需要微調。
評估您的營運對風險的承受能力也是一個好主意；也就是說，導電嘴發生故障時的成本是多少。例如，在半自動應用中，焊接操作員很可能能夠快速識別任何問題並經濟地更換故障的導電嘴。然而，機器人焊接操作中意外接觸尖端故障的成本遠高於手動焊接。在這種情況下，您需要在預定的導電嘴更換期間（例如一個班次）可靠地工作的導電嘴。通常，在大多數機器人焊接操作中，導電嘴提供的品質一致性比其持續時間更重要。
請記住，這些只是選擇導電嘴尺寸的一般規則。為了確定正確的尺寸，檢查工廠中失效的導電嘴非常重要。如果大多數失效的導電嘴內部有電線卡住，則表示導電嘴內徑太小。
如果大多數失效的導電嘴沒有焊絲，但觀察到電弧粗糙且焊接品質差，則選擇尺寸較小的導電嘴可能是有益的。
圖3
過多的鎖孔也是導電嘴最常見的故障模式之一。它也受到導電嘴內徑 (ID) 的顯著影響。
發佈時間：2023年1月2日
