第2章 对弧焊电源的基本要求分析.ppt

2.1 对弧焊电源外特性的要求 1. 电源的外特性 在电源参数一定的条件下，改变负载时，电源输出的电压稳定值与输出的电流稳定值之间的关系 2、一般直流电源的外特性 2.1.2 “电源一电弧”系统的稳定性 2、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。但当干扰消失之后，系统能够自动地恢复稳定平衡，使得焊接规范重新恢复。 ◆静态平衡时: ◆动态平衡时 (受到干扰且干扰消除后): 近似处理: 虽然弧焊电源和电弧静特性一般是非线性的,但对于离开平衡位置A0不远的范围内的线段可近似认为是直线,并与A0点上特性曲线的切线相重合. ◆动态平衡时(受到干扰且干扰消除后): ◆动态平衡时(受到干扰且干扰消除后): 物理过程论证: 对于A0点,当某种因素使工作点A0的电弧电流向减小方向偏移了△If时,电源工作点移至B1,此时弧焊电源电压为 Uy=Uf+△Uy 而电弧工作点移至B2,这时UyUf,供大于求,就使电流增加,因而电弧电流偏移量△If减小,直至恢复到原来的平衡点A0. 同理,当某种因素使电弧电流向增加方向偏移时,也能使电弧电流自动恢复. “电源－电弧”系统的稳定条件 2.1.3.1 对弧焊电源外特性工作区段形状的要求 手工电弧焊 在手工弧焊中，一般是工作于电弧静特性的水平段上。采用下降外特性的弧焊电源，便可以满足系统稳定性的要求。 根据送丝方式不同，熔化极弧焊可分为两种： 等速送丝控制系统的熔化极弧焊 C02／MAG、MIG焊或细丝(直径?≤3mm)的直流埋弧自动焊，电弧静特性均是上升的。弧焊电源外特性为下降、平、微升(但上升的陡度需小于电弧静特性上升的陡度)都可以满足“电源一电弧”系统稳定条件。 由于“电源-电弧“系统自身调节作用强烈，所以选择平外特性电源更有利。 变速送丝控制系统的熔化极弧焊 通常的埋弧焊(焊丝直径?≥3mm)和一部分MIG焊，它们的电弧静特性是平的。 为满足Kw 0，只能采用下降外特性的电源。 这种焊接方法焊丝中电流密度较小，自身调节作用不强，所以不宜采用等速送丝控制系统，而应采用变速控制系统。 非熔化极弧焊 包括钨极氩弧焊(TIG)，非熔化极等离子弧焊以及非熔化极脉冲弧焊等。它们的电弧静特性工作部分呈平的或略上升的形状。 主要是稳定焊接电流，故最好采用恒流特性的电源。 2.1.3.2 对弧焊电源空载电压的要求 弧焊电源空载电压的确定应遵循以下几项原则： （1）保证引弧容易； （2）保证电弧的稳定燃烧； （3）保证电弧功率稳定； （4）要有良好的经济性； （5）保证人身安全。 对于通用的交流和直流弧焊电源的空载电压规定如下： （1）交流弧焊电源：为了保证引弧容易和电弧的连续燃烧， 通常采用 ≥(1．8～2．25)× 手工弧焊电源 ： 埋弧自动焊电源： （2）直流弧焊电源： 为了容易引弧，一般也取接近于交流弧焊电源的空载电压，只是下限减少10 V。 空载电压通常具体要求如下： 弧焊变压器 ： ≤80 V 弧焊整流器、弧焊逆变器： ≤85 V 弧焊发电机 ： ≤100 V 一般规定空载电压不得超过100 V，在特殊用途中，若超过100 V时必须备有自动防触电装置。 2.1.3.3 对弧焊电源稳态短路电流的要求 当电弧引燃和金属熔滴过渡到熔池时，经常发生短路。 稳态短路电流过大：会使焊条过热，药皮易脱落，使熔滴过渡中有大的积蓄能量而增加金属飞溅。 短路电流不够大：会因电磁压缩推动力不足而使引弧和焊条熔滴过渡产生困难。 对于下降特性的弧焊电源，一般要求稳态短路电流对焊接电流的比值范围为： 2.1.4 弧焊电源外特性形状的分类 特点：当输出电流在运行范围内增加时，其输出电压随着输出电流的增加而急剧下降。 电压下降7V/ 100A 。 根据斜率的不同又分为垂直下降（恒流）特性、缓降特性和恒流带外拖特性等。 垂直下降（恒流）特性 缓降特性 　 恒流带外拖特性 　 2.1.4.2 平特性 平特性有两种： 恒压特性：在运行范围内，随着电流增大，电弧电压接近于恒定不变或稍有下降，电压下降率小于7V/100A； 上升特性：在运行范围内随着电流增大，电压稍有增加，电压上升率应小于10