电弧的特性.ppt

（二）、交流电弧的特性 电弧周期性地熄灭和引燃 电弧电压和电流波形发生畸变 热惯性作用较为明显 最常见的交流电弧是工频正弦波交流电弧。 该电弧一般是由50Hz按正弦规律变化的电源供电，每秒钟内电弧电流变换极性50次，100次经过零点。电流经过零点的瞬间，电弧熄灭，过零点后电弧重新引燃。 电弧的熄灭和再引燃现象每秒钟要出现100次。 再引燃电弧的过程称为再引弧。 再引燃电弧所需电压称为再引燃电压。 （1）纯电阻电路 （三）、交流电弧连续燃烧的条件 分析：电源电压和电流同相位，电流过零后到下一周波电压等于再引燃电压之间，有一段间隔时间，造成熄弧，不能满足电弧稳定燃烧的要求。 图2- 电阻性电路交流电弧电压、电流波形图 （2）电感性电路 分析：要使交流电弧稳定燃烧，应保证焊接回路中有足够大的电感，从而使得电流滞后于电压一个相位角，电流改变极性时另一半波的电压已经大于电弧再引燃电压，电弧立即反向恢复燃烧。 u ωt u Φ if i a b c d uf Uf Uyh 1．空载电压 （四）、提高电弧稳定性措施 （1）影响交流电弧稳定燃烧的因素 愈高，电弧就愈稳定。 2．引燃电压 愈高，电弧愈不稳定，引燃愈困难。 3．电路参数 增大L或减小R可使电弧趋向稳定地连续燃烧。 6．电极的热物理性能和尺寸 4．电弧电流 电弧电流愈大，电弧的稳定性愈高。 5．电源频率 f提高有利于提高电弧的稳定性。 （2）提高交流电弧稳定性的措施 1、增加交流电弧焊接回路中的感抗。使焊接回路中具有一定的感抗是保证电弧稳定燃烧的最有效措施。 2．提高电源的空载电压。提高电源的空载电压能提高交流电弧的稳定性，但空载电压过高会降低人身的安全性、增加材料的消耗等，所以提高空载电压是有限度的。 3．改善电弧电流的波形。如使电弧电流波形为矩形波（或梯形波），增大电流过零点的速度，从而可减小电弧熄灭的倾向。目前采用该方法比较多。 4．叠加高压电。在交流TIG焊接铝合金等材料时，在负极性半周引弧困难，因此往往在负极半周再引弧时，加上一高压脉冲或高频高压使电弧稳定。 5、提高弧焊电源频率。 交流电弧的频率越高，电弧电流过零点后的电流上升速率越大，电弧热惯性作用越大，再引弧电压越低，电弧电流容易连续，但是提高交流焊接电流的频率在一般弧焊电源中很难实现。 第三节 对弧焊电源外特性的基本要求 在规定范围内，弧焊电源稳态输出电压Uy与输出电流Iy之间的关系。即在电源内部参数一定的条件下，改变负载，稳态输出电压Uy与稳态输出电流Iy之间的关系。 外特性是电源的基本特性之一，选择合理的弧焊电源外特性是保证电弧稳定燃烧，焊接质量稳定的基本要求。 一、电源的外特性（V-A 特性) 0 Iy Uy 弧焊电源的外特性一般可以采用 来表示。 图2-8 弧焊电源的外特性取线 二、 弧焊电源外特性形状的种类 常用弧焊电源的外特性主要有：下降特性、陡降特性以及平特性。 a)垂直陡降特性 b)陡降特性 c)缓降特性 d)平特性(恒压特性) e)平特性(稍上升) 图2-10 常用的弧焊电源的外特性曲线 平缓特性 （1）缓降特性：当电流和电压变化接近于直线变化规律，可称为斜特性；当电流和电压变化接近于1/4椭圆变化规律时，可称为缓降外特性。 （2）垂直下降(恒流)特性 当电弧负载变化时，焊接电流基本不变，而只有电源输出端电压发生变化，垂直下降特性也叫恒流特性。 （3）恒流带外拖特性 根据外特性曲线斜率的不同：缓降特性和垂直下降特性。 (一)平特性 1.平特性或微降特性：电源输出端电压降低小于7V/100A 。 2.微升特性：电压增高小于10V/100A的外特性。 (二)下降特性 当焊接电流增加时，电源输出电压“急剧”下降。焊接电流增大时，电源输出端电压降低大于7V/100A的外特性。 三、 “电源—电弧”系统的稳定性 （1) 系统的静态平衡：无干扰时，能在给定的电弧电压和电流下，保证焊接电弧的稳定燃烧，系统保持平衡状态。 A1 A0 U I 0 1 2 If Uf Iwd 此时： Uf＝Uy ；Iy＝If 电源的外特性：Uy=f(Iy)与电弧的静特性：Uf=f(If)必须相交。 电源的外特性 电弧的静特性 Uf Uy “电源—电弧”系统的稳定包括两方面的含义： 系统处于静态平衡就是系统有个静态工作点 （2)系统对干扰的反应能力：当系统一旦受到瞬时的外界干扰，破坏了原来的静态平衡，造成了焊接规范的变化，当干扰消失后，系统能够自动恢复到原来的平衡状态或者达到新的平衡状态。 A1 A0 U I 0 1 2 If Uf Iwd B1` 电弧静特性在工作点的斜率必须大于电源外特性在该工作点处的斜率时，电源-电弧系统才能稳定。 电