弧焊电源及数字化控制复习资料弧焊电源及数字化控制复习资料弧焊电源及数字化控制复习资料弧焊电源及数字化控制复习资料.doc

1.焊接电弧的结构及压降分布：电弧沿其长度方向分为三个区域：阳极区、阴极区、弧柱区，沿着电弧长度方向的电位分布不均匀，阴极区和阳极区电位分布曲线斜率很大，而弧柱区电位分布曲线则较平缓。这三个区的电压降分别称为阴极压降Ui，阳极区Uy压降UZ。它们组成总的电弧电压Uf，即：Uf=Ui+Uy+UZ，由于阳极压降基本不变，而阴极压降在一定条件下也为固定值，弧柱压降则在一定气体介质下与弧柱长度成正比，因此弧长不同，电弧电压不同。 2.“电源-电弧”系统的稳定性包括两方面含义：（1）系统在无外界因素干扰时，能在给定电弧电压和电流下维持长时间的连续电弧放电，保持静态平衡；（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，造成了焊接参数的变化，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。 3.关于焊条电弧焊采用缓降特性的原因：在焊条电弧焊中，一般是工作于电弧静特性的水平段上，采用下降外特性的焊接电源，便可以满足系统稳定性的要求，在弧长变化时，弧焊电源外特性下降的陡度越大，系统的稳定系数越大，电流偏差越小，这样一方面可使焊接参数稳定，另一方面吧还可增加电弧弹性。使用垂直下降特性的弧焊电源时，焊接参数最稳定，电弧参数也最好，但其短路电流过小，这将造成引弧困难，电弧推力弱，溶深浅，而且造成熔滴过度困难，当弧焊电源外特性过于平缓时，短路电流又将过大，使飞溅增大，电弧不够稳定，电弧的弹性也较差，因此，焊条电弧焊时采用缓降外特性的弧焊电源，并要求其稳态短路电流与焊接电流之比不小于2。 4.接触引弧的机理：由于电极与工件表面都不是绝对平整的，在短路接触时只是在少数突出点上接触，通过这些接触点的短路电流比平常的焊接电流要大很多，而且接触点的面积又小，因而电流密度大，这就可能产生大量的电阻热，使电极金属表面发热、熔化，甚至产生气化，引起热发射和热电离，随后在拉开电极的瞬间，电极间隙极小，只有10-6左右，使其电场强度达到很大的数值，这样既使室温下都有可能产生明显的自发射，在强电场的作用下，又使已产生的带电质点被加速，相互碰撞，引起撞击电离，随着温度的增加，光电离和热电离也进一步加强，使带电质点的数量猛增，从而能维持电弧的稳定燃烧。 5.弧焊逆变器的变流过程：工频交流——直流——高中频交流——降压——交流并再次变成直流，必要时再把直流变成矩形波交流 6.弧焊逆变器的三种逆变机制：（1）AC——DC——AC（2）AC——DC——AC——DC（3）AC——DC——AC——DC——AC（矩形波交流）应用较多的是第二种 7.焊条电弧焊电源动特性对焊接过程的影响及对它的要求： 答：（1）对瞬时短路电流峰值的影响：瞬时短路电流峰值是当焊接回路突然短路时输出电流的峰值。需考虑以下两种情况：1.由空载到短路：第一，瞬时短路电流峰值Isd:Isd影响开始焊接时的引弧过程：Isd太小，不利于这时的热发射和热电离，使引弧困难；若此值太大，则造成飞溅大甚至引起工件的烧穿，它的要求指标以Isd与稳定短路电流Iwd之比来衡量。第二，0.05s瞬时短路电流值I’sd；I’sd大则表示短路电流由峰值降下来的过程慢，短路电流冲击能量大，引起的飞溅严重，使工件烧穿的危险性大，它影响引弧性能，它的要求指标以其与稳定短路电流之比来衡量。2.由负载到短路的电流峰值Ifd：它影响熔滴过度的情况，Ifd太大，则使熔滴飞溅严重，是焊缝成形变坏，甚至引起焊件烧穿，电弧不稳；Ifd过小，造成功率不够，熔滴过度困难，以其与稳定工作电流之比来衡量。 对恢复电压最低值的影响：由稳定短路状态突然拉开时的这个电压最低值Umin就叫恢复电压最低值。如果Umin过小则不利于电子发射和电离，使熔滴过度后的电弧复燃困难，所以弧焊发电机的Umin应加以考核，求出要求，对弧焊整流器电源不必考核。 8.弧焊逆变器的原理：在供电系统中，单相50HZ或60HZ的交流网路电压单相220V，经输入整流器整流和滤波器滤波之后，获得逆变主电路所需的平滑直流电压单相整流约为310v。该直流电压在电子功率系统中经逆变主电路的大功率开关电子器件组Q的交替开关作用，变成几千至二十万赫兹的中频高电压，再经高频电压器降至合适于焊接的几十伏低电压，并借助于电子控制系统的控制驱动电路和给定与反馈电路，以及焊接回路的阻抗来获得焊接工艺所需的外特性和动特性。如果需要采用直流电进行焊接，还需经输出整流器UR2整流和经电抗器L2，电容器C2的滤波，把高频交流变换为直流输出。 1，电离的种类.撞击电离.热电离.光电离。 2，电子发射方式.热电离.光电发射.重离子碰撞发射.强电场作用下的自发射。 3，焊接电弧的引燃方式.接触引燃.非接触引燃。 4，交流电弧的特点.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。