压缩机三点焊接打火的研究及预防

压缩机三点焊接打火的研究及预防

龚勇标杨奕权熊焱

珠海凌达压缩机有限公司519100

摘要：焊接作为制造行业中不可或缺的关键工艺，对产品的最终质量有直接影响。压缩机焊接常受不同因素影响，出现虚焊、焊穿、打火等异常。本文以压缩机三点焊接为例，研究其打火异常原因，控制焊接工艺过程，预防焊接缺陷的产生，提升焊接质量。

关键词：压缩机、上法兰、三点焊接、打火

一、压缩机三点焊接打火危害

空调压缩机的装配通常在三个位置采用MIG或MAG焊接方法将泵体组件固定在壳体上，称为三点焊接或三点焊．压缩机三点焊接异常将导致使用中出现多种故障［1］．

现转子式压缩机较多采用焊上法兰结构，易导致曲轴与上法兰、滑片与滑片槽的配合间隙发生变化，从而影响压缩机的性能和可靠性。如当滑片槽间隙变小，超过设计间隙时，会造成滑片不能在滑片槽内正常往复滑动，使压缩机不能正常工作，严重时甚至会使滑片“卡死”在滑片槽内，造成压缩机报废；曲轴与法兰的间隙过小会加速曲轴和法兰磨损，严重时会造成“卡死”。［1-2］

二、打火原理研究

法兰三点焊接“打火”实际是间隙气体放电产生电火花的缘故，它和电弧焊中的电弧实际是一个原理，只是阶段不同的缘故，简单来说，电弧是“打火”的持续过程。

现场调查打火异常频繁的设备，接线方式基本一致，如图1；将整个焊接过程分成两部分，并将导线及接触电阻简化成电阻负载，整个电路简化成图2。

结论：从以上理论及实际测量证明：减小电阻值能增加电流的畅通性，从而减小电势差。

三、打火发生阶段的分析

打火发生阶段，笔者觉得是在焊接起弧的瞬间和焊接过程中，而非起弧前，尽管那时电压较大。理由是：打火发生阶段是受电场强度和温度共同影响最大的时候；在起弧前虽电压较大，但焊丝和工件之间是断路的，电阻无穷大，此时电压只分布在焊丝和工件之间，压缩机内部是不会存在电势差的或相对很小，因此不会发生打火。

直到焊丝无限接近甚至接触到母材时，电弧瞬间起弧，焊丝和母材从断路到短路，此时电阻瞬间降低到趋近于0，焊丝和母材间的电压几乎为零。电压则主要分布在压缩机两端，与此同时曲轴和法兰、气缸和滑片槽之间的电势差达到最大，容易发生场致电离造成“打火”。另一个容易发生“打火”的阶段是在焊接到一定时候，气缸、法兰温度达到一定阶段，在温度和它们之间的电场共同作用下发生“打火”。

四、发生打火的影响因素

影响因素有：①电流、②电压、③放电端部的形状、④介质气体、⑤介质气体密度、⑥放电间隙、⑦温度。

电流、电压、间隙是通过影响电场强度去间接影响“打火”；打火处零件端部的形状影响电子发射（从等位的理论解释）；介质气体关系到的是气体电离的难易程度（电离势）；介质气体密度关系到介质气体分子间的行程，对分子间的势能有一定的影响。

五、压缩机三点焊接打火的解决方案

(二)分压：在压缩机通地线的线路上串联一个电阻，通过测量压缩机到地线的电阻有3-6毫欧，电弧正常工作电阻为100-140毫欧（用一套专家系统配的电压除以电流得出）。根据这两个电阻值可选择一个3-6毫欧的电阻就可将场强降低一半，具体可实验选定。

(三)调整气体介质：向压缩机内充氩气（针对曲轴和法兰打火），这样做的好处有：a)氩气的电离势较高，不易电离；b)充氩气可以带走一部分曲轴、法兰的热量，减小热电离和热发射；c)增大间隙间气体的密度，使气体分子间的自由行程减小，这样不利于气体电离。

(四)减小热输入+增加冷却时间：降低温度，从而减少打火异常。其中二次焊接就是减小热输入，增加冷却时间减少热电离。

(五)改变放电端部形状：将容易出现打火的零件部位尽量改成圆倒角，减少电子定向发射，避免打火。

六、结束语

尽管当前可以采取监控技术来检测焊接质量，但成本较高；故在应用焊接作业时，掌握影响焊接质量的内在因素，同时根据实际采取合理的预防措施，才能从根本上提高焊接质量[3-4]。综合上述影响因素和解决方案，深入研究因素间的关联关系，规范工艺要求及点检标准，保障生产稳定性和质量一致性。

参考文献

[1]曾志坚，沈慧，谢利昌等．压缩机上法兰三点焊接结构及噪声影响分析[C]∥2010年国际制冷技术交流会论文集．珠海:《制冷与空调》编辑部，2010:453－458．

[2]雷一腾．空调压缩机录壳体焊接变形的有限元分析[D]．东北大学．2016．

[3]王建勋．电阻焊焊接质量影响因素分析[J]．