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CKD喜开理中压气体遮蔽阀VNM系列技术指导

更新时间:2025-10-15点击次数:41
一、核心参数(深化遮蔽特性)
1. 流体与压力特性(中压遮蔽核心适配)
  • 适配介质:氩气(纯度≥99.99%)、氮气(纯度≥99.9%)、二氧化碳混合气体(CO₂+Ar,比例 10%~30%)、氦气(高精密焊接用),经 4 种气体兼容性测试无成分反应;

  • 工作压力:0.1~0.8MPa(中压遮蔽主流区间),峰值耐受 1.0MPa(持续≤5 分钟,适配气源波动场景),适配厚板焊接(≥10mm)、重型机械焊接的中压气源需求;

  • 泄漏率:≤0.04mL/min(氮气 0.5MPa 压力下),仅为 GB/T 14536.1-2019《家用和类似用途电自动控制器》标准限值的 1/3,避免中压下气体浪费与遮蔽失效;

  • 遮蔽核心指标:气流扩散均匀性 ±3%(距阀出口 100mm 处测量),遮蔽范围直径可调 30~300mm(通过气流扩散器实现),焊道氧化率降低≤0.5%;

  • 流量特性:线性流量曲线,Cv 值 0.4~1.2(对应 DN10~DN25),12mm 厚钢板 TIG 焊适配 VNM-15(Cv0.7)时,焊接合格率提升至 99.2%。

2. 结构与遮蔽功能强化
  • 阀体强度:高强度铝合金(EN AW-6061-T6)抗拉强度≥276MPa,承压爆破测试达 1.6MPa 无破裂,抗中压气流冲击;

  • 慢开调节:内置可调阻尼机构,开启时间 0.3~2.5 秒(精度 ±0.1 秒),可按焊接工艺设定(如厚板焊 2.0 秒、薄板焊 0.5 秒),避免气流冲击吹散熔池;

  • 压力补偿:部分型号带压力补偿阀,当气源压力波动 ±0.1MPa 时,流量波动≤5%,确保遮蔽范围稳定(如焊接机器人移动时气源压力变化场景);

  • 防爆细节:防爆款(Ex d IIB T4 Gb)线圈隔爆腔采用双 O 型圈密封,防爆间隙≤0.15mm,符合 GB 3836.2-2021,适配化工焊接易燃环境。

二、规格型号(扩展场景适配)
1. 型号全解析(含遮蔽功能定制)
型号示例
结构标识
定制选项
适用场景
VNM-10-S-DC24V
S
防爆 + 基础遮蔽(无压力补偿)
小型中压 TIG 焊(如管件厚壁焊接)
VNM-15-M-AC100V
M
压力补偿 + 气流扩散器
焊接机器人工作站(汽车车架焊接)
VNM-20-L-DC24V
L
长寿命阀芯 + 大流量遮蔽
重型机械焊接(挖掘机臂厚板焊)
VNM-25-E-AC100V
E
防爆 + 压力补偿 + 流量监测接口
化工防爆焊接(管道中压遮蔽)
VNM-15-P-DC24V
P
压力补偿 + 精密过滤(1μm)
半导体封装中压惰性气体遮蔽
2. 安装尺寸与接口明细
公称通径
连接螺纹
安装长度(mm)
执行器高度(mm)
气流扩散器直径(可选)
适配气管规格
DN10
Rc 3/8
95
140
Φ50/Φ80mm
Φ10mm
DN15
Rc 1/2
110
165
Φ80/Φ120mm
Φ12mm
DN20
Rc 3/4
125
190
Φ120/Φ150mm
Φ16mm
DN25
Rc 1
140
215
Φ150/Φ200mm
Φ20mm
三、操作使用(贴合焊接遮蔽场景)
1. 安装操作(适配焊接工位特性)
  1. 前置检查与预处理

  • 拆封核对:确认型号标识(如 “VNM-15-M" 对应压力补偿款),检查气流扩散器无变形,防爆款需验证防爆合格证编号;

  • 管道处理:用无水乙醇清洗管道内壁(去除油污,避免焊接时产生气孔),压缩空气(0.8MPa,30 秒)吹扫杂质,螺纹接口涂耐高温密封胶(耐温≥200℃,如乐泰 567)。

  1. 安装规范(匹配焊接设备布局)

  • 安装位置:距焊接喷嘴距离 300~500mm(确保遮蔽气体到达焊道时均匀扩散),焊接机器人旁安装需避开机械臂运动轨迹,预留≥150mm 活动空间;

  • 流向与角度:阀体箭头与气流方向一致,气流扩散器中心线与焊接轴线夹角≤15°(避免遮蔽盲区),垂直安装时扩散器朝下(防止焊接飞溅堆积);

  • 接线与联动:断电接入电源,DC24V 需串联 1A 熔断器,与焊接设备 PLC 联动(设置 “焊接起弧前 0.5 秒开阀,熄弧后 2 秒关阀" 逻辑),防爆款电缆需用防爆挠性管连接。

  1. 调试步骤(强化遮蔽效果验证)

  • 空载测试:手动旋转慢开旋钮(顺时针调慢,逆时针调快),通断 3 次确认阀芯无卡滞,测线圈电压(波动≤±10%);

  • 低压通气:气源压力调至 0.2MPa,用烟雾发生器(如甘油烟雾)观察遮蔽范围(应覆盖焊道及热影响区),调整扩散器角度至无盲区;

  • 中压验证:压力升至 0.6MPa(常用工况),焊接试板(如 Q345 钢 12mm 厚),检查焊道表面无氧化色(银白色为合格),测试 3 组数据确保一致性。

2. 日常操作(贴合焊接工艺需求)
  • 工艺匹配调节:厚板多层焊(如 20mm 钢板)调慢开时间 1.5~2.0 秒(避免首层焊道氧化),薄板焊(如 3mm 不锈钢)调 0.3~0.5 秒(减少气体浪费);

  • 状态监控:带流量接口型号每小时记录流量数据(如 VNM-15-M 额定流量 150L/min),波动超 ±10% 时排查扩散器是否堵塞;

  • 应急操作:断电时扳动应急杠杆至 “OPEN" 位(维持基础遮蔽),焊接异常时按压红色急停按钮(立即关阀),复位需旋转杠杆解锁。

四、应用案例(聚焦中压焊接场景)
1. 厚板 TIG 焊项目(工程机械行业)
  • 项目背景:某挖掘机厂斗杆焊接(Q690 钢 25mm 厚),原用低压遮蔽阀(0.4MPa 压力下流量波动 20%),焊道氧化率 15%,返工率高;

  • 适配型号:VNM-20-L-DC24V(长寿命 + 大流量),配套 Φ150mm 扩散器;

  • 实施效果

  • 中压 0.6MPa 下流量波动≤3%,焊道氧化率降至 0.8%,返工率减少 95%;

  • 慢开时间 1.8 秒,多层焊首层无氧化,焊接合格率从 82% 提升至 99.5%;

  • 24 小时连续焊接,18 个月,阀芯磨损量≤0.002mm。

2. 焊接机器人工作站项目(汽车行业)
  • 项目背景:某车企车架焊接(铝合金 6061-T6,10mm 厚),机器人移动导致气源压力波动 ±0.15MPa,遮蔽不均引发气孔缺陷;

  • 适配型号:VNM-15-M-AC100V(压力补偿 + 扩散器)×8 台,集成于机器人控制系统;

  • 实施效果

  • 压力补偿功能使流量波动≤4%,气孔缺陷率从 7% 降至 0.3%;

  • 与机器人联动响应≤30ms,匹配焊接节拍(60 秒 / 件),产能提升 10%;

  • 扩散器防飞溅设计,清理周期从 1 周延长至 1 个月,维护时间减少 70%。

3. 化工防爆焊接项目(石化行业)
  • 项目背景:某石化园区管道焊接(304 不锈钢,16mm 厚),需防爆等级 Ex d IIB T4 Gb,中压 0.5MPa 惰性气体遮蔽;

  • 适配型号:VNM-25-E-DC24V(防爆 + 压力补偿),配套 1μm 精密过滤器;

  • 实施效果

  • 通过 ATEX 与 IECEx 双认证,适配园区防爆环境,无安全隐患;

  • 精密过滤 + 压力补偿,焊道耐腐蚀性测试(盐雾 1000 小时)无锈蚀;

  • 手动应急装置在 2 次断电时保障焊接中断后重新起弧无缺陷,项目验收一次通过。

五、维修保养(强化遮蔽功能维护)
1. 定期维护(结合焊接场景频率)
周期
维护项目
操作方法
每日
遮蔽效果检查
焊接试板观察焊道颜色(银白色合格,蓝紫色需调整),清理扩散器表面飞溅
每周
功能与压力测试
自动 / 手动通断各 2 次,测中压 0.6MPa 下流量(误差≤±5%),检查补偿阀动作
每月
扩散器与滤芯清洁
拆卸扩散器用超声波清洗(40kHz,5 分钟),1μm 滤芯压差超 0.1MPa 时更换
每季度
慢开机构润滑
慢开旋钮轴加注高温润滑脂(如壳牌 Alvania EP2,每次 0.3g),避免焊接高温影响
每 12 个月
密封件与阀芯维护
更换氟橡胶密封圈(如 VNM-15 对应 O-RING-15-F),清理阀芯气路通道
每 3 年
全面性能校准
拆解阀体检查阀芯磨损(超 0.005mm 需更换),校准压力补偿阀精度(±2%)
2. 常见故障排查(针对遮蔽功能问题)
故障现象
可能原因
解决方案
遮蔽范围不均
扩散器堵塞 / 角度偏移 / 压力补偿失效
超声波清洗扩散器,调整角度至覆盖焊道,校准补偿阀(设定值 0.6MPa)
慢开时间失控
阻尼机构堵塞 / 调节旋钮松动
疏通阻尼孔(用 0.5mm 通针),紧固旋钮(力矩 0.5N・m)
流量持续下降
滤芯堵塞 / 阀芯磨损 / 气源杂质多
更换 1μm 滤芯,测量阀芯间隙(超 0.01mm 需更换),加装气源前置过滤器
线圈过热(>70℃)
电压过高 / 线圈老化 / 散热不良
稳压至额定值(如 DC24V),测线圈电阻(DC24V 标准 145±5Ω),清理阀体散热通道
3. 备件管理(聚焦遮蔽专用部件)
  • 必储备件:氟橡胶密封圈(按通径匹配,耐气体侵蚀)、1μm 精密滤芯(VNM-P 系列专用)、气流扩散器(对应 Φ50~Φ200mm 规格)、电磁线圈(分 DC24V/AC100V);

  • 备件更换要求:防爆款需用 CKD 原厂备件(非原厂可能破坏隔爆结构),更换后做气密性测试(0.8MPa 保压 10 分钟无泄漏);

  • 报废标准:循环动作超 80 万次、阀芯磨损超 0.01mm、线圈绝缘电阻<50MΩ、防爆面损伤(如划痕深度>0.2mm)时强制报废。

六、安全注意事项(针对焊接遮蔽场景)
  1. 焊接作业时阀体表面温度≤60℃(超温需检查散热或暂停使用),防爆款严禁在通电时拆解隔爆腔;

  1. 惰性气体(如氩气)遮蔽时需确保通风良好(氧含量≥19.5%),避免人员窒息风险;

  1. 清理扩散器或滤芯时需先切断气源并泄压(压力降至 0MPa),禁止带压操作;

  1. 焊接飞溅较多场景(如碳钢焊)需在阀体外部加装防飞溅罩(如不锈钢防护罩),避免熔渣烫伤密封件;

  1. 维护记录需包含焊接工艺参数(如电流、电压)、遮蔽气体纯度、流量数据,保存至少 2 年(备查焊接质量追溯)。



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