500kr系列CO2气体保护焊机维修指南

1、.Panasonic晶闸管控制CO2/MAG半自动焊机YD-KR系列维 修 指 南唐山松下产业机器有限公司前 言 唐山松下产业机器有限公司自成立至今已销售了几万台各种类型的焊机，深受广大用户的好评。为了便于广大用户更好地掌握唐山松下产品的正确使用、维护及修理，我们编写了这本教材，其中的内容着重为操作和维修人员服务，所以没有过多的理论陈述，而是以操作时的控制程序为基础，主要介绍了电路结构及故障检测。同时，根据敝公司技术服务人员的工作实践和焊接学校教师的授课经验，介绍了故障原因的分析方法和相关注意事项，相信对读者会有所帮助。本教材所提供的检测方法仅供参考，具体故障请结合实际情况仔细检查。由于时间及

2、水平所限，对其中不足之处，敬请读者批评指正。唐山松下产业机器有限公司 技术服务课2006年2月目 录1. YD-KR系列CO2气体保护焊机电源主回路及电路方框图42. YD-KR系列CO2气体保护焊机P板原理图及工作原理73. YD-KR系列CO2气体保护焊机动作时序图94. YD-KR系列CO2气体保护焊机故障分析125. YD-KR系列CO2气体保护焊机故障检验的程序与注意事项136. YD-KR系列CO2气体保护焊机典型故障分析187. YD-KR系列CO2气体保护焊机技术变更情况238. YD-KR系列CO2气体保护焊机遥控盒部件明细279. YD-KR系列CO2气体保护焊机额定规格和

3、标准附属品27一、电源主回路及电路方框图电源主回路的作用是提供焊接所需能量。电源主回路图1.1 KR系列焊机主回路的特点：KR系列焊机主回路采用双反星形带平衡电抗器的晶闸管整流电路。电路主要由主变压器Tr1、六个主回路晶闸管SCR1一SCR6和平衡电抗器IPL及滤波电抗器DCL等组成。其主要特点如下：（1）主变压器次级接晶闸管阴极，这样既便于安装，又能减少触发信号彼此间的影响，从而保证输出波形的稳定性。（2）变压器的两个次级线圈极性相反，消除了变压器中的直流安匝，从而减少铁芯体积。（3）采用了平衡电抗器。这种电路中，两组整流电路的整流电压平均值相等，但其瞬时值并不相等、采用平衡电抗器后，两组整

4、流电压瞬时值相差的部分由平衡电抗器承受，但两组整流电路互不干扰。普通六相半波整流电路，每只晶闸管导电时间短（60度）。电流峰值1D较高，变压器利用率低，采用平衡电抗器后，可有两只晶闸管同时导通（每组一只），导电时间均为120度。每只管于的峰值电流仅为121D，提高了变压器的利用率。1.2各元件的作用：（1）ZNR1ZNR3，ZNR6为压敏电阻，GI为放电器，在电路中起瞬间过压（静电）保护作用。（2）主变压器Tr1，主要功能是把三相380V的电网电压降到适合于焊接的电压值。Trl的次级有两个三相绕组都接成星形，且同名端相反，故称双反星形。(3)晶闸管SCR1SCR6为整流元件，焊机输出电压的大小

5、，通过调SCR1SCR6的导通角来实现。（4）平衡电抗器IPL是一个带有中心抽头的有铁芯电感。当两组线圈中的电流相等时，因为直流安匝是互相抵消的，所以铁芯中不会有磁通，因此它没有电感的作用，只有当两组线圈中的电流不相等时，才会产生磁通，它才具有电感的作用从而使电流趋于平衡，所以称为平衡电抗器。（5）直流电抗器DCL可改善焊机特性，使电弧燃烧稳定。（6）R2为续流电阻，提供电流通路，保证晶闸管的维持电流。（7）电容C1、C2起保护作用；.20电路方框图：晶闸管触发电路电压运算电路电流运算电路送丝机控制电路电路程序控制电路节电延时电路电磁阀控制电路SOLMA次级过流保护电路电流反馈电路焊枪开关、点

6、动开关电路焊接电流、电压给定电路VRaVRvT.SI.P.B输入电压波动补偿电路过载保护电路VRacVRvc丝径选择焊丝选择检气收弧有/无SCRIPLDCLMSTr1CT+-输入欠压保护电路CR1MS二、KRP板原理图及工作原理KR原理综述 （个别调整）收弧“有”工作过程：按TS（焊接电流焊接）松TS（焊接电流焊接）再按TS（收弧电流焊接）再松TS（停焊）一、 按TS窗口比较器电路PC11导通IC1工作IC1（31）为“H” CR3吸合电磁阀动作开始供气IC1工作，延迟0.30.6秒后28脚为“H” 节电电路 CR1吸合 MS吸合 主回路供电C9充电 G为“H” PC15通触发回路充电电压加上

7、触发脉冲输出触发主回路输出焊接电压给回烧时间C96充电（以备停焊瞬间，使G继续为“H”（0.10.2）秒触发回路继续工作）J为“H” 去掉送丝机短路线（Q10截止）送丝机按（K）大小送丝K通过Q327脚引弧成功前为“H”QR3导通（K）被分流慢送丝引弧成功后D为“H”27脚由“H”变为“L” QR3截止正常送丝29脚一直为“L” （F）IC7（1214）电流运算（IC9D，IC8D）（K）加到送丝机锯齿波电路 （E）IC7（215）电压运算（IC9A，Q12）（H）作为触发电路给定电压二、松TS IC1（27）（29）为“L” IC1（28）继续为“H”收弧电流IC7（1314）电流运算（K）

8、三、再按TS IC1（27） IC1（28）继续为“H” （29）为“H”收弧电压IC7（115）电压运算（H）四、再松TS IC1（27）（28）（29）全部为“L”C9放电CR1继续吸合7.5分回烧时间C96放电G为“H”（0.10.2秒）（H）被分流主回路继续工作（0.10.2秒）（输出电压12V14V）回烧FTT33为“H”滞后停气备注：（F）（E）是由遥控盒通过1000Hz(正负15V)脉冲分离出来。正脉冲（E）焊接电压给定正信号（H）主回路负脉冲（F）焊接电流给定正信号（F）送丝机三、时序图：无收弧：电源开关ON焊枪开关ON提前送气电流检测焊枪开关OFF回烧时间滞后停气节电延时电源

9、开关IC1(5)T.SIC1(34)IC1(31)SOLIC1(28)MSIC1(27)送丝电机IC1(29)IC5(6)焊接电压(U)焊接电流(I)有收弧：电源开关ON焊枪开关ON提前送气电流检测焊枪开关OFF焊枪开关ON焊枪开关OFF回烧时间滞后停气节电延时电源开关IC1(5)T.SIC1(34)IC1(31)SOLIC1(28)MSIC1(27)送丝电机IC1(29)IC5(6)焊接电压(U)焊接电流(I)有收弧/初期：电源开关ON焊枪开关ON提前送气电流检测焊枪开关OFF焊枪开关ON焊枪开关OFF回烧时间滞后停气节电延时电源开关IC1(5)T.SIC1(34)IC1(31)SOLIC1

10、(28)MSIC1(27)送丝电机IC1(29)IC5(6)焊接电压(U)焊接电流(I)四、焊机故障原因的分析：KR系列CO2气体保护焊机以其先进的控制技术、良好的焊接性能及高可靠性赢得了广大用户的认可。由于作业环境一般较差，加之使用者的一些不正确的操作，所以电焊机出现一些故障也是在所难免的。究其故障产生的原因主要有以下三个方面：1. 焊机内部原因（1） P板损坏。（2） 主电源部分的部件（晶闸管模块、交流接触器、主变等）损坏。（3） 送丝机部分的部件（送丝电机、气阀等）损坏。（4） 控制电缆损坏。（5） 主电路中的连接电缆、线扎损坏。2. 外部原因（1） 未按说明书中所要求的场所进行安装。（

11、2） 输入电压波动过大，超过焊机正常工作所允许的电压范围380V10% 。（3） 输入电源缺相。（4） 输入、输出电缆过细。（5） 输入、输出电缆连接不牢固。（6） 作业环境恶劣（如粉尘、油烟较大或有腐蚀性气体的场所）。3. 人为原因（1） 超负载持续率使用。（2） 操作、保养不当（如移动送丝机时拉拽电缆、焊接时导电嘴未拧紧等等）。（3） 搬运过程中摔坏。（4） 非专业人员维修造成损坏。（5） 维修中P板上的电位器调乱，或将保险插错位置。五、故障检修的程序与注意事项1、 故障检测的程序第一步：根据焊机的空载电压和送丝机的转速是否受调确认故障现象。第二步：根据故障现象推断故障所在的范围。第三步：

12、通过分析、检查、测试等手段找出故障点。第四步：用合格的部品更换损坏品或用其它手段排除故障。2、 检查时的注意事项检修的目的是迅速准确地排除故障，尽快使焊机投入正常使用。但在检修时若不谨慎从事，很可能造成二次故障，或使故障复杂化，所以在检修时应注意以下事项：1） 动手前先根据故障现象进行分析，确有把握时再给焊机加电。2） 发现P板上的元器件有明显损毁时，在未查出之前，不能换上好的P板或保险立即通电试机。3） 在通电检查时如发现焊机冒烟，打火，异味，异常过热等现象应立即关机。4） P板上的电位器不要随便调整。5） 更换接触器，SCR模块，控变时，注意原接线位置不要接错。6） 三种机型的P板不能互换

13、。3、 焊机正常的简易判断标准。按说明书要求安装好焊机是指具备试机条件。1） 电源开关及指示灯正常。2） 气体检查开关正常。3） 无异常显示。4） 加热器电源有100V(36V)电压输出。5） 按焊枪开关调送丝机遥控盒上的两个电位器，焊机空载电压和送丝机转速受调。气阀可靠动作，由CO2气体送出。6） 手动送丝受调。7） 试焊时，收弧“有”和“无”动作正常。8） 风扇转动风向应向下。9） 停焊时无冲丝现象。通过上述9点检查可基本确认焊机正常。常见故障检测方法流程图：（1）电源开关（SW1）不良风扇不转1. 电源指示灯不亮（1）气阀不良（2）气体检查开关（SW2）不良（1）P板损坏P板损坏（1）P

14、板内SW4未插（1）P板内IC1不良（2）气阀不良（1）P板上保险（FU3）熔断（3）P板损坏（2）控制电缆（#61线或#15线）断线（此时IPB也不起作用）（1）焊枪开关不良（1）电源指示灯不良（2）电源保险（FU1）熔断电源开关OFF时气体流出有电源开关ON时气体流出有检气无气体流出TS ON不出气但检气正常仅有气体流出无空载电压和送丝滞后送气后有气体流出有气体流出无气体流出风扇转2. 焊枪开关ON，不工作3. 气体异常常见故障检测方法流程图：4. 送丝异常P板损坏P板损坏P板损坏P板损坏P板损坏（2）遥控盒内电流电位器VRa不良（1）P板损坏（3）P板损坏（2）送丝电机限流电阻R1损坏（

15、1）控制电缆断路P板损坏P板损坏输出电压、气体正常，点动时电机转（4）P板内电机保险（FU2）熔断无慢送丝旋转摆动低速旋转不能控制高速旋转不能控制电机旋转控制异常有慢送丝电机不转TS 或IPB ON时，电机不转，输出电压、气体正常IPB ON时，电机不转TS ON时，电机不转常见故障检测方法流程图：5焊接电压 异 常P板损坏P板损坏P板损坏P板损坏P板损坏（2）交流接触器不良（1）P板损坏持续引弧高电压电压调整不符（输出波形异常）最低电压不能控制最高电压不能控制电压控制异常交流接触器MS吸合交流接触器MS未吸合无焊接电压（2）P板损坏电流检测不 出 来6电流检测 异 常电流表无指示（1）CT不

16、良P板损坏电流表有指示P板损坏外接端子不能检测P板损坏引弧高电压慢送丝正常（1）CT不良电流能检测 出 来电流表有指示P板损坏（2）P板损坏P板损坏外接端子不能检测电流表无指示P板损坏引弧高电压慢送丝正常（2）P板损坏不能自保持7程序控制 异 常（1）收弧转换开关（SW3）不良P板损坏无节电延时P板损坏无回烧时间P板损坏初期控制不灵P板损坏丝径转换不灵（2）丝径转换开关（SW5）不良（1）P板损坏焊丝转换不灵（2）丝径转换开关（SW5）不良（1）P板损坏不能自保持收弧控制不灵（2）收弧转换开关（SW3）不良P板损坏收弧不能转换P板损坏次级过电流检测不出来六、典型故障分析控制电缆故障分析：11控

17、制电缆接线示意图：线号线色77#115#15#67#61#47#白红黑蓝黄绿控制电缆侧送丝机侧线色白红红黑蓝绿接线位置送丝电机A气阀VRa线号1#5#6#4#3#2#40#VRv二极管D2二极管D1电阻R4(220)VRaVRv50#电阻R1(10K)点动开关焊枪开关点动开关焊枪开关送丝电机B气阀（遥控盒内部）1#5#6#4#3#2#插头序号12控制电缆测量参考数据：线号电阻值线号77（1）47（2）61（3）67（4）115（5）15（6）77（1）约98约047（2）约9861（3）67（4）0.5M115（5）15（6）注1：线号后面（）中的数字为航空插头的插针序号，以下同。注2：使用万

18、用表电阻档测量。13控制电缆断路的情况：线号故障现象77（1）T.S 或I.P.B ON时，送丝机不转，其他正常。47（2）T.S ON时，气阀不动作，其他正常。61（3）T.S 或I.P.B ON时，焊机不工作。67（4）T.S ON时，空载电压不可调，送丝速度异常，无法焊接。I.P.B ON时，送丝速度不可调整。115（5）T.S ON时，送丝机不转，气阀不动作，有空载电压。I.P.B ON时，送丝机不转。15（6）T.S 或I.P.B ON时，焊机不工作。14控制电缆短路时的情况：线号77（1）47（2）61（3）67（4）115（5）或15（6）77（1）开机后，有空载电压，有送丝，送

19、丝速度异常，气阀动作。送丝时烧8A保险47（2）无异常现象。开机后，有空载电压，有送丝，送丝速度异常，气阀动作。当气阀动作时烧P板上1A保险。61（3）开机后，有空载电压，有送丝，气阀动作。T.S ON时，无空载电压，无送丝，气阀频繁动作。开机后，有空载电压，有送丝，送丝速度异常，气阀动作。开机后，有空载电压，有送丝，气阀动作。67（4）67、77、61三点短路时，开机后，有空载电压，有送丝，送丝速度异常，气阀动作。67、47、61三点短路时，开机后，有送丝，P板上IC5损坏。无异常现象。115（5）或15（6）2晶闸管模块故障：21模块的型号及组成结构：KR1系列焊机模块型号见下表：焊机型号

20、200KR350KR500KR模块型号PWB60A30PWB80A30TM150SA6模块由三个共阳极的晶闸管构成，其结构为：一组阳极、三组阴极和三组控制极。22模块的测量：模块的阴阳极电阻一般为兆欧级，阴控极电阻为几欧至十几欧。测量方法如下图所示：（测量模块阴控极）（测量模块阴阳极）KR1系列焊机模块阴控极阻值见下表：模块型号PWB60A30PWB80A30TM150SA6阴控极阻值7717另外请注意：在焊机上测量模块阴控极电阻时，需将与其相连的触发信号线拨下；测量阴阳极的电阻时，也需将与其相连的主电缆拆掉。模块故障简介：阴控极或阴阳极断路：如果某一组晶闸管的阴控极断路或阻值变大（大于几十欧

21、），该组晶闸管就不能被触发；而某一组晶闸管的阴、阳极发生断路时，即便有触发信号，该组晶闸管也不能导通。以上两种情况会造成焊机输出缺相，所表现出的现象为：空载电压低，焊接时焊机发生振动，并发出很大的噪声。阴控极或阴阳极短路：当某一组晶闸管的阴、控极发生短路时，会同时造成该组晶闸管的阴阳极击穿。如果仅有一组晶闸管击穿，在交流接触器吸合但未进行焊接的情况下，主变压器次级会通过主电路中的电阻R2形成回路，此时主电路中有电流产生，电流表、电压表有指示。如果一个模块中有两组以上的晶闸管击穿的话，会造成主变压器次级短路。当交流接触器吸合后，主变压器次级将产生很大的电流，焊机发出振动，并伴有异常的噪声，主变压

22、器次级线圈会很快烧损。当遇到上述异常现象时，应立即关闭焊机电源开关，并对焊机进行检查。可以通过测量焊机输出端电阻的方法来判断晶闸管是否击穿。正常情况下输出端电阻值见下表。焊机型号200KR350KR500KR输出端电阻3975100如果晶闸管击穿则焊机输出端电阻值为0。3交流接触器故障：31交流接触器的型号和组成结构：KR1系列焊机交流接触器型号见下表：焊机型号200KR350KR500KR交流接触器型号LC1-D183LSCJX4-3210dLSCJX4-4011dLS交流接触器主要由线圈、铁芯、三组主触点和两组辅助触点构成。三组主触点为常开触点；辅助触点分为一组常闭触点和一组常开触点。KR

23、1系列焊机交流接触器线圈电阻见下表：交流接触器型号LC1-D183LSCJX4-3210dLSCJX4-4011dLS线圈电阻270100交流接触器接线示意图：0V200VMS1ACR4P板CR1ms120368MS0V200V1ACR1P板368（改进前）（改进后）32交流接触器的工作原理、故障及改进：改进之前，交流接触器MS的线圈通过继电器CR1接点与交流200V电源相连，当CR1 ON时，MS吸合。此电路优点是结构简单，可靠性高；而缺点是在电网电压波动较大时缺乏对交流接触器的保护。这是因为在交流接触器线圈电压接近130V时，会造成接触器线圈烧损。为此对控制电路进行了改进。如上图，改进后交

24、流接触器MS的线圈通过继电器CR1和CR4接点进行控制，当焊枪开关或点动送丝开关闭合约0.4秒后，继电器CR1和CR4吸合，交流接触器MS吸合，而后CR4断开，此时交流接触器MS通过其辅助接点ms和CR1接点继续保持吸合。此电路中使用了交流接触器的辅助接点ms，当交流接触器因输入电压低引起吸合不稳定时，ms断开，从而切断交流接触器线圈的电源，由此保证了交流接触器不会工作在过低电压的状态下，使交流接触器线圈得到了保护。七、技术变更情况a) P板互换性：KR系列三种焊机P板型号分别为：YM200KR1VTAZUEP1182YM350KR1VTAZUEP1183YM500KR1VTAZUEP1184

25、其中最后一位中的数字是作为P板布局变更时用来标识板型的，目前有5型、6型和7型三种。例如，YM500KR1VTA的6型P板型号为ZUEP11846。5型P板的型号标识印在P板的左下角位置，6型P板和7型P板的型号标识则印在右下角位置。5型P板上1A保险和8A保险为并列竖排，其中又分为5A、5B .等等；6型P板上1A保险和8A保险为并列横排，其中也分为6A、6B .等等。5型P板和6型P板之间完全具有互换性。由于98年8月份以后生产的KR焊机主回路中增加了120号线，所以5型和6型P板只能用于98年7月以前生产的焊机，适用范围为：制造年限为95年、96年、97年的KR系列焊机。如下制造编号的K

26、R系列焊机：98M、 98A、 98T、98S、 98U、 98D、 98E。7型以后的P板，它们上边1A保险和8A保险为横排并错开，并且比5型和6型P板多出一个接插端子CN20（接主回路中120号线）。7型P板又有T4型和T5型之分，在P板的左下角位置用“T4”和“T5”的黑色字样标注，它们之间的区别在于：T4型P板上焊有8A保险座，而T5型P板上未焊8A保险座。因此T5型P板仅适用于8A送丝保险在前面板上的焊机；而T4型P板则适用于KR系列所有焊机，请各代理店在今后订购备件时，要选购ZUEP1187 T4型P板。另外有三点需要注意：KR系列三种机型的P板之间不能互换；将ZUEP1187 T

27、4型P板用于98年7月以前生产的KR系列焊机时，因为主回路中没有120号线，所以CN20不接即可。将ZUEP1187 T4型P板用于8A送丝保险在前面板上的焊机时，可将P板上的8A保险拆下。b) P板IC5烧损的改进措施：KR系列焊机由于电源至送丝机的六芯控制电缆意外短路（钢丝、焊丝刺入，烫破等），从而造成P板上R245和IC5损坏。P板上IC5烧损时的故障现象为：“打开电源开关即有空载电压和送丝；而R245烧损时，按焊枪开关焊机焊机不工作” 。从而影响用户正常生产。尽管是由于用户非正常使用造成，唐山松下亦非常重视。经过大量的模拟试验，已查出根本原因，并研究出改进措施，可有效的防止当六芯电缆意

28、外短路时损坏P板。故障原因分析：经过实验分析确认R245和IC5损坏的原因如下： (1). 控制电缆47、67、61号线同时短路造成IC5、R245损坏。(2). 控制电缆47、67号线短路，且焊枪开关频繁地开/关，造成IC5损坏。(3). 控制电缆47、61号线长时间短路造成R245损坏。(4). 焊机正、负输出电缆分别与控制电缆61和15号线发生短路时R245立即烧损。发现此故障后，首先要对焊机控制电缆和送丝机进行检查。如检查到控制电缆有破损，应及时将破损处用绝缘胶布包好，对于破损严重的需更换控制电缆。另外要注意检查送丝机上焊枪开关插座处的控制电缆是否与焊机输出电缆短路。针对以上故障原因，

29、公司提出了相应的改进措施。（1） 去掉P板上二极管D84。（2） 将R245由ERDS2TJ101T（100/0.25W）更换为M03WSJ242FSJ（2.4K/3W）。R245的安装方式如下：经过以上的变更后，即使在异常状态下，IC5和R245也不会再发生损坏。c) P板Q10（K851）烧损的改进措施：此故障也曾多次出现，故障现象为按焊枪开关立即烧8A送丝保险。该故障多发生于6型以前的P板。故障原因分析：引起P板上Q10烧损故障的原因主要有两方面：一是由于加长控制电缆接头进水造成；二是由于控制电缆67号线与15号线短路造成。Q10是一个场效应管，工作在开关状态，其损坏机理是由于进水或电缆

30、短路后造成P板逻辑控制紊乱，致使Q10以很高的频率不断地导通-关断，直至发热烧损。处理方法：（1） 当加长电缆接头进水后，应尽快将其擦净、晾干，使接头恢复正常的绝缘性能。（2） 对短路的控制电缆，查找出短路点，进行绝缘处理。改进措施：针对上述故障，公司对P板进行了改进。改进后，即使控制电缆发生短路或进水，Q10也不再损坏，但焊机由于P板逻辑控制紊乱将不能正常工作。待短路状态排除后，焊机即可恢复正常。P板改进方案：ZUEP1185B、C（为2、3、4）将电容C124（ECA1EM221B）、二极管D116（S5688GTPA3）、电阻R361（ERDS2TJ153T）、R362（ERDS2TJ1

31、03T）、R363（ERDS2T100T）按图2所示位置插入P板。用短路线将D116阳极与ZD20阴极短接，R361上、下两端分别与IC12、IC12短接。按图2所示，将打“”的部位板条断开。 表示正面， 表示反面。ZUEP1185D（为2、3、4）将电阻R331（ERDS2TJ223T）换为电阻R361（ERDS2TJ153T）将电容C134（ECEA1EKA470B）换为电容C124（ECA1EM221B）ZUEP1186（为2、3、4）将R361、C124换为ERDS2TJ153T、ECA1EM221B即可。给Q10安装散热器。图1 电路原理图图2 焊点图d) 二极管D1D5烧损的改进：

32、一 产生原因分析： 禁止电机用保险FU2（8A）气阀用保险FU3（1A）电机用保险FU2（8A）气阀用保险FU3（1A） 正确 错误 图（1）引起P板上D1D5二极管烧损的原因是由于将8A插错位置造成，如图（2）所示。此类故障多发生在电机用保险FU2（8A）烧损之后。当操作者更换8A保险时，误将8A保险插于电机用保险FU2与气阀用保险FU3之间，使+24V电源与地之间发生短路，从而引起D1D5之间的二极管烧损。二 处理措施：1. 最根本的解决措施是当FU2（8A）保险管烧损时，首先分析引起8A保险烧损的原因。正常时，送丝电机工作电流只有23A，8A保险烧损显然是送丝电机工作电流太大造成。因此，保持送丝通畅是最根本的解决措施。2 一旦发生8A保险烧损，应对操作者加强培训，更换8A保险时不要将8A保险管插错位置。正 确更换方法如图（