ESAB Arc 4000i ユーザーマニュアル

Aristo™, Origo™

服务手册

0740 800 191 CN 20100629 Valid for: 803-xxx-xxxx to 950-xxx-xxxx

Arc 4000i, Mig U4000i, Mig

4000i, Tig 4000i

0740 800 191 © ESAB AB 2010

请先阅读.............................................................. 5

简介.................................................................. 6

技术参数.............................................................. 7

Mig U4000i.............................................................7

Mig 4000i..............................................................8

Tig 4000i..............................................................9

冷却装置..............................................................10

Arc 4000i.............................................................10

布线图............................................................... 12

部件说明..............................................................12

MIG 机器的 MMC 选项...................................................15

Mig U4000i 自序列号 803-xxx-xxxx 起有效...............................16

Mig 4000i 自序列号 803-xxx-xxxx 起有效................................18

Tig 4000i 自序列号 803-xxx-xxxx 起有效................................20

Arc 4000i 自序列号 803-xxx-xxxx 起有效................................22

操作说明............................................................. 24

AP2 干扰抑制器板......................................................24

1 MMC 模块 (MMC module)...............................................24

2AP1 干扰抑制器板（EMC 板）...........................................25

5 冷却装置............................................................25

15 电源模块 (Power module)............................................27

15AP1 电源板 (Power board)............................................27

15AP1:1 电源整流桥和充电电路........................................28

15AP1:2 开关电路....................................................29

15AP1:3 过压和欠压保护..............................................29

15AP1 部件位置......................................................30

15AP2 栅极驱动板......................................................31

15AP2:1 栅极驱动级..................................................31

15AP2:2 过压和欠压保护..............................................32

15AP2 部件位置......................................................33

20AP1 控制板 (Control board)..........................................34

20AP1:1 电源........................................................35

20AP1:2 风扇控制....................................................35

20AP1:3 CAN 总线....................................................36

启动顺序............................................................37

通讯中断............................................................37

终端电阻器..........................................................38

20AP1:4 温度监测....................................................39

20AP1:5 过压和欠压保护..............................................39

20AP1:6 与继电器板 20AP2 通讯.......................................39

0740 800 191 © ESAB AB 2010

20AP1:7 栅极脉冲....................................................39

20AP1:8 电流传感器..................................................40

20AP1:9 电弧电压反馈................................................41

开路电压控制........................................................42

20AP1 电路板版本....................................................43

20AP1 部件位置，第 1 版.............................................44

20AP1 部件位置，第 2 版.............................................45

20AP2 继电器板........................................................46

20AP2:1 电源........................................................46

20AP2:2 外部关闭....................................................46

20AP2:3 启动顺序....................................................47

20AP2:4 冷却装置的电源..............................................48

20AP2:5 MIG 焊接模式中的冷却水监测..................................48

20AP2:5 TIG 焊接模式中的冷却水监测..................................50

20AP2:6 TIG 气阀....................................................51

20AP2:7 TIG 高频启动装置............................................51

20AP2:8 TIG 启动....................................................52

20AP2:9 气流监测器..................................................52

20AP2 部件位置......................................................53

20AP2 电路图........................................................54

远程控制装置......................................................... 55

故障代码............................................................. 56

故障日志..............................................................56

故障代码摘要..........................................................56

故障代码描述，电源....................................................57

维修说明............................................................. 59

什么是 ESD？..........................................................59

维修援助..............................................................59

专用工具..............................................................60

拆卸..................................................................60

服务陷阱..............................................................60

检查 IGBT 晶体管......................................................62

在散热片上安装部件....................................................63

软启动................................................................63

软启动前更改焊丝连接................................................64

检查电路板 20AP1 的栅极脉冲.........................................64

检查电路板 15AP2 的栅极脉冲.........................................66

测量................................................................68

检查过压和欠压阈值....................................................69

校准电流传感器信号....................................................72

MIG 电源，电弧电压反馈校准............................................73

0740 800 191 © ESAB AB 2010

MMA 和 TIG 电源，电弧电压反馈校准.....................................75

2TC2，带有 10 A MCB 的辅助变压器......................................76

备件................................................................. 77

保留变更技术规范的权利，恕不另行通知。

请先阅读

0740 800 191

- 5 -

请先阅读

保养和维修工作必须由有经验的人完成，而电气工作只能由经过培训的电工进行。只有使用

推荐的更换零件。

此维修手册适用于经过电气/电子培训的技术人员，对故障跟踪和维修相关工作很有帮助。

使用布线图作为操作描述的索引方式。电路板被分成带有编号的方块，操作描述中将分别对

各部分进行详细介绍。部件描述中列出了布线图中的部件名称。

请以备件清单为向导，查找部件在设备中的位置。备件清单在单独的文件中公布，请参阅本

手册中的“备件清单”章节。

本手册包含了 2010 年 6 月及之前已做出的所有设计更改的详细信息。

本手册适用于：

序列号为 803-xxx-xxxx 的 Arc 4000i。

序列号为 803-xxx-xxxx 和 950-xxx-xxxx 的 Mig U4000i、Mig 4000i 和 Tig 4000i。

注意！

序列号从 105-xxx-xxxx 到 802-xxx-xxxx 的 Mig U4000i、Mig 4000i、Tig

4000i 和 Arc 4000i 与本手册中的说明有所不同。对于该类机器，可使用文件名

为 0740 800 166 的另一维修手册。

根据国际和欧洲标准 IEC/EN 60974 对 Mig U4000i、Mig 4000i、Tig 4000i 和 Arc 4000i

进行设计和测试。维修完成后，维修人员需要确保产品仍然符合上述标准的要求。

小心！

在安装或操作前，请阅读并理解本使用说明书。

警告！

很多电源零件的电压为电源电压。

简介

0740 800 191

- 6 -

简介

电源由晶体管控制，依赖于逆变器原理工作。它由若干功能模块构成，如以下连接示意图所

示。每个模块都有一个模块编号，该编号始终作为该模块内部件名称/标识的第一部分。

电源框图



模块具有以下主要功能：

1 MMC 模块 (MMC module)

控制面板和焊接参数装置，控制机器功能。

2 主电源模块 (Mains module)

主电源干扰抑制器、主电源开关、控制电源变压器、接触器。

15 电源模块 (Power module)

该模块是正激变换器，依赖于 27 kHz 的开关频率工作。IGBT 晶体管用作开关元件。所有功

率半导体均内置在模块内，以确保适用于严苛焊接环境的可靠设计。20 处理器板模块

(Processor boardmodule)（控制器模块）这是控制器板 20AP1，带一个微处理器，负责监测

和控制电压及电流。处理发送至/来自该控制器板的输入和输出信号的继电器板 20AP2 为它供

电。

可在部件和功能描述中找到有关模块的更多信息。

技术参数

0740 800 191

- 7 -

技术参数

Mig U4000i

主电源电压 400V ±10%，3~ 50/60 Hz

主电源 S

sc min

2.0 MVA

初始电流

I

max

MIG/MAG 25A

I

max

MMA 27A

I

max

TIG 20A

焊接 6.5 分钟后进入节能模式时的空载功率

需求

60W

设置范围

MIG/MAG 20 A / 15 V - 400 A / 34 V

MMA 16 A / 21 V - 400 A / 36 V

TIG 4 A / 10 V - 400 A / 26 V

MIG/MAG 的可能负荷

35 % 占空比 400 A / 34 V

60 % 占空比 320 A / 30 V

100 % 占空比 250 A / 27 V

MMA 的可能负荷

35 % 占空比 400 A / 36 V

60 % 占空比 320 A / 33 V

100 % 占空比 250 A / 30 V

TIG 的可能负荷

35 % 占空比 400 A / 26 V

60 % 占空比 320 A / 23 V

100 % 占空比 250 A / 20 V

最大电流时的功率因数 0.90

最大电流时的效率 86%

开路电压

不带 VRD 功能

1)

MIG/MAG

55 - 70 V

不带 VRD 功能

1)

MMA、TIG

78 - 90 V

VRD 功能停用

2)

58 V

VRD 功能启用

2)

< 35 V

工作温度 -10 至 +40°C

运输温度 -20 至 +55°C

空载时的持续声压 <70 db (A)

尺寸（长 x 宽 x 高） 625 × 394 × 496 mm

带冷却装置 625 × 394 × 776 mm

技术参数

0740 800 191

- 8 -

Mig U4000i

重量 63.5 kg

带冷却装置 83.5 kg

绝缘等级 H H

密封等级 IP 23 IP 23

应用等级

1)

适用于铭牌上无 VRD 规格的电源。

2)

适用于铭牌上有 VRD 规格的电源。控制面板使用说明书中对 VRD 功能做了介绍。



Mig 4000i

主电源电压 400V ±10%，3~ 50/60 Hz

主电源 S

sc min

2.0 MVA

初始电流

I

max

MIG/MAG 25A

I

max

MMA 27A

焊接 6.5 分钟后进入节能模式时的空载功率

需求

60W

设置范围

MIG/MAG 20 A / 15 V - 400 A / 34 V

MMA 16 A / 21 V - 400 A / 36 V

MIG/MAG 的可能负荷

35 % 占空比 400 A / 34 V

60 % 占空比 320 A / 30 V

100 % 占空比 250 A / 27 V

MMA 的可能负荷

35 % 占空比 400 A / 36 V

60 % 占空比 320 A / 33 V

100 % 占空比 250 A / 30 V

最大电流时的功率因数 0.90

最大电流时的效率 86%

开路电压

不带 VRD 功能

1)

MIG/MAG

55 - 70 V

不带 VRD 功能

1)

MMA、TIG

78 - 90 V

VRD 功能停用

2)

58 V

VRD 功能启用

2)

< 35 V

工作温度 -10 至 +40°C

运输温度 -20 至 +55°C

空载时的持续声压 <70 db (A)

技术参数

0740 800 191

- 9 -

Mig 4000i

尺寸（长 x 宽 x 高） 625 × 394 × 496 mm

带冷却装置 625 × 394 × 776 mm

重量 59.5 kg

带冷却装置 79.5 kg

绝缘等级 H H

密封等级 IP 23 IP 23

应用等级

1)

适用于铭牌上无 VRD 规格的电源。

2)

适用于铭牌上有 VRD 规格的电源。控制面板使用说明书中对 VRD 功能做了介绍。



Tig 4000i

主电源电压 400V ±10%，3~ 50/60 Hz

主电源 S

sc min

2.0 MVA

初始电流

I

max

TIG 20A

I

max

MMA 27A

焊接 6.5 分钟后进入节能模式时的空载功率

需求

60W

电压/电流范围

TIG 8 - 60 V / 4 - 400 A

MMA 16 - 400 A

TIG 的可能负荷

35 % 占空比 400 A / 26 V

60 % 占空比 320 A / 23 V

100 % 占空比 250 A / 20 V

MMA 的可能负荷

35 % 占空比 400 A / 36 V

60 % 占空比 320 A / 33 V

100 % 占空比 250 A / 30 V

最大电流时的功率因数 0.90

最大电流时的效率 86%

开路电压

不带 VRD 功能

1)

78 - 90 V

VRD 功能停用

2)

58 V

VRD 功能启用

2)

< 35 V

工作温度 -10 至 +40°C

运输温度 -20 至 +55°C

技术参数

0740 800 191

- 10 -

Tig 4000i

空载时的持续声压 <70 db (A)

尺寸（长 x 宽 x 高） 625 × 394 × 496 mm

带冷却装置 625 × 394 × 776 mm

重量 61.5 kg

带冷却装置 81.5 kg

绝缘等级 H H

密封等级 IP 23 IP 23

应用等级

1)

适用于铭牌上无 VRD 规格的电源。

2)

适用于铭牌上有 VRD 规格的电源。控制面板使用说明书中对 VRD 功能做了介绍。



冷却装置

冷却功率在温差为 40°C 且流量为 1.5 l/min 时为

2.0 kW

冷却剂 50 % 水/50% 单乙烯基乙二醇

冷却剂质量 5.5 l

最大水流量 2.0 l/min

可连接的水冷焊枪/喷灯的最大数量：两个 MIG 焊枪，或一个 TIG 喷灯和一个 MIG 焊接喷

灯



Arc 4000i

主电源电压 400V ±10%，3~ 50/60 Hz

主电源 S

sc min

2.0 MVA

初始电流 I

max

27 A

焊接 6.5 分钟后进入节能模式时的空载功率

需求

50W

设置范围 16 A - 400 A

最大允许负荷

35 % 占空比 400 A / 36 V

60 % 占空比 320 A / 33 V

100 % 占空比 250 A / 30 V

最大电流时的功率因数 0.90

最大电流时的效率 86%

开路电压 78 - 90 V

温度范围 -10 至 +40°C

技术参数

0740 800 191

- 11 -

Arc 4000i

运输温度 -20 至 +55°C

空载时的持续声压 <70 db (A)

尺寸（长 x 宽 x 高） 625 × 294 × 492 mm

重量 47.5 kg

绝缘等级 H H

密封等级 IP 23 IP 23

应用等级

占空比

占空比是指在没有过载的某一负荷下，在十分钟内可进行焊接或切割的时间百分比。占空比适

用于 40°C / 104°F。

密封等级

IP 代码指示密封等级，即防止固体物质或水分渗入的防护程度。

带 IP23 标记的设备在室内和户外均可使用。

应用等级

符号指示此电源专为在电击危险较大的区域内使用而设计。

主电源，S

sc 最小

网络上的最小短路功率符合 IEC 61000-3-12。

布线图

0740 800 191

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布线图

电源包括多个功能模块，后文的部件描述中将介绍它们。布线图中的导线编号和部件名称显示

每个部件所属的模块。

模块内的导线/电缆标记为 100 - 6999。

模块之间的导线/电缆标记为 7000 - 7999。

模块外部部件 - 例如，电容器名为 C1 - C99，连接器（插头/插座）名为 XS1 - XS99（S =

套筒）、XP1 - XP99（P = 引脚）等。



每个模块内的电路板均具有名称，如 20AP1 - 20AP99。

20 = 模块关联，1-69

AP = 电路板

1 = 个人识别号，0-99



特定模块内的晶体管均具有识别号，如 15Q1 - 15Q99。

15 = 模块关联，1-69

Q = 晶体管

1 = 个人识别号，0-99



小心！

静电可能损坏电路板和电子元件。

· 处理对静电敏感的设备时，请采取有效预防措施。

· 使用适当的防静电袋和防静电箱。



部件说明

部件描述

AP1 与送丝装置和远程控制设备进行通讯的连接板。

AP2

干扰抑制器板。有关示意图，请参阅章节 “AP2 干扰抑制器板”, 页 24

。

AP3 CAN 总线配电板。包含在用于 MIG 机器的 MMC 套件内的附件，请参阅章节

“MIG 机器的 MMC 选项”, 页 15。

C3 电容器，100 nF 250 V。

C4 电容器，100 nF 250 V。

D1 电容器，100 nF 250 V。

D2 LED，白色。指示电源打开。

XP.. 插头连接器

布线图

0740 800 191

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XS.. 插座连接器

XT.. 端子板

1 MMC 模块 (MMC module)。导线编号 100-199。有关说明，请参阅章节 “1

MMC 模块 (MMC module)”, 页 24。

2 主电源模块 (Mains module)。导线编号 200-299。

2AP1 EMC 抑制板。有关示意图，请参阅章节 “2AP1 干扰抑制器板（EMC 板）”,

页 25。

2FU1 保险丝，4 A，缓熔（防浪涌）。

2FU2 保险丝，6.3 A，缓熔（防浪涌）。

2FU3 保险丝，3.15 A，缓熔（防浪涌）。

2FU4 保险丝，缓熔（防浪涌），规格因机器类型的不同而异。

Mig U4000i 和 Mig 4000i：8 A。

Tig 4000i：0.5 A

Mig U4000i：从序列号 803-903-5789 开始，8 A 玻璃管保险丝被替换为 10

A 微断路器，安装在电源的后面板上，请参阅章节 “2AP1 干扰抑制器

板（EMC 板）”, 页 25。

2FU5 保险丝，2 A，缓熔（防浪涌）。

2KM1

主接触器。有关 20AP2:3，请参阅章节 “20AP2:3 启动顺序”, 页 47

2QF1

电源开关。有关 20AP2:3，请参阅章节 “20AP2:3 启动顺序”, 页 47。

2TC1 辅助变压器。

2TC2 辅助变压器。如果电源电压大于 427 V，端子 2XT2 上的链路必须从 400 V

端子移动到 428 V 端子。随附保险丝 2FU4 和 2FU5。

变压器有两种版本，请参阅章节 “2TC2，带有 10 A MCB 的辅助变压器”,

页 76。

3 初级电感模块。导线编号 300-399。

3L1 初级电感。

5 水冷却模块。导线编号 500-599。

有关冷却模块的布线图，请参阅章节 “5 冷却装置”, 页 25。冷却水泵

和风扇的电源由机器软件控制。有关 20AP2:5 的说明，请参阅章节

“20AP2:5 MIG 焊接模式中的冷却水监测”, 页 48。

10 TIG 模块。导线编号 1000-1199。

10AP1 高频启动设备。有关 20AP2:7 的说明，请参阅章节 “20AP2:7 TIG 高频启

动装置”, 页 51。

10C1 干扰抑制电容器，47 nF 250V。

10TV1 高频变压器。

10YV1

气阀。有关 20AP2:6 的说明，请参阅章节 “20AP2:6 TIG 气阀”, 页 51

。

15 电源模块 (Power module)。导线编号 1500-1699。有关示意图和说明，请参

阅章节 “15 电源模块 (Power module)”, 页 27。

15AP1 电源板 (Power board)。

15AP2 驱动板。

布线图

0740 800 191

- 14 -

15AP3 电流传感器。有关 20AP1:8 的说明，请参阅章节 “20AP1:8 电流传感器”,

页 40。

15BR1 整流桥。有关 15AP1:1 的说明，请参阅章节 “15AP1:1 电源整流桥和充电

电路”, 页 28 ；有关组装说明，请参阅章节 “在散热片上安装部件”,

页 63。

15D1，15D2 整流器和续流二极管模块。每个模块由两个二极管构成。

15D1 整流焊接电流。在变压器 15TM1 的两个电压脉冲之间的时间间隔内，续

流二极管 15D2 保持来自电感器 15L3 的焊接电流。

请参阅章节 “在散热片上安装部件”, 页 63 以了解二极管模块的组装说

明。

15EV1，15EV2 风扇，24 V 直流。有关 20AP1:2 的说明，请参阅章节 “20AP1:2 风扇控

制”, 页 35。

15L1，15L2 2 + 2 铁氧体环。降低二极管模块 15D1 和 15D2 关闭时所产生的瞬态电压。

15L3 电感器。

15Q1，15Q2 IGBT 晶体管。有关 15AP1:2 的说明，请参阅章节 “15AP1:2 开关电路”,

页 29 ；有关安装说明，请参阅章节 “在散热片上安装部件”, 页 63

。

15ST1 热过载断流器，位于主变压器 TM1 的绕组中。有关 20AP1:4 的说明，请参阅

章节 “20AP1:4 温度监测”, 页 39。

15ST2 热过载断流器，安装在 IGBT 模块的散热片上。有关 20AP1:4 的说明，请参

阅章节 “20AP1:4 温度监测”, 页 39 ；有关安装说明，请参阅章节

“在散热片上安装部件”, 页 63。

15TM1 主变压器。

20AP1 控制器电路板。

20AP2 继电器板。



布线图

0740 800 191

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MIG 机器的 MMC 选项

连接到 Mig 4000i 的 CAN 总线配电板 AP3

MIG 机器通常不附带 MMC 模块 (MMC module)。如果使用配件“MMC 套件”，则 MMC 模块

(MMC module) 可从送丝装置移动到电源。

布线图

0740 800 191

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Mig U4000i 自序列号 803-xxx-xxxx 起有效

布线图

0740 800 191

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布线图

0740 800 191

- 18 -

Mig 4000i 自序列号 803-xxx-xxxx 起有效

布线图

0740 800 191

- 19 -

布线图

0740 800 191

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Tig 4000i 自序列号 803-xxx-xxxx 起有效

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ESAB Arc 4000i ユーザーマニュアル

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