弧焊电源(正式版)河南科技大学.docx

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1、弧焊电源(正式版)河南科技大学1弧焊电源分类：沟通弧焊电源，直流弧焊电源，脉冲弧焊电源，逆变式弧焊电源2气体有三种电离形式，即碰撞电离、.光电离和热电离。3在高温焊接电弧中，气体的电离主要是通过热电离方式进行。4焊接电弧分类按电弧状态分为自由电弧和压缩电弧5等离子弧属于压缩电弧，而焊条电弧焊电弧属于自由电弧。6焊接电源引弧的两种方式：接触引弧和非接触引弧非接触引弧：是指在电极与工件之间存在一定间隙，施加以高电压来击穿间隙使电弧引燃分为高频高压引弧和高压脉冲引弧，主要用于钨极氩弧焊和等离子弧焊7对于焊条电弧焊，规定弧焊电源的外特性应知足：1.25Iwd/Ih2。8对于焊条电弧焊，最好采用恒流带外

2、施外特性的弧焊电源。9脉冲弧焊电源主要用于气体保护电弧焊和等离子弧焊。10弧焊变压器不同与普通变压器的主要之处，在于它的回路中有较大的感抗11对于动线圈式弧焊变压器调节12可实现焊接电流细调节，改变N2可用作焊接电流的分档粗调解。12正常漏磁式弧焊变压器是由一台正常漏磁的变压器串联一个电抗器组成的。13弧焊整流器按主电路和整流器件的不同分类，包括硅弧焊整流器、晶闸管式弧焊整流器、晶体管式弧焊整流器等三种。14晶体管式弧焊整流器的主要组成部分有主电路、触发电路、反应电路和控制电路。15晶体管式弧焊整流器的工作原理可分为模拟式控制和开关式控制两大类。16抽头式弧焊焊整流器主要用于细丝二氧化碳气体保

3、护焊17场效应管和IGBT属于电压控制型驱动，即只需要控制栅极电压和极微小的霎时电流，就能实现开关控制。18对晶闸管弧焊整流器，输出电压波形脉动程度较小的整流电路时带平衡电抗器的双反星形整流。19弧焊变压器获得下降外特性的两大类方法：串联电抗器式、加强漏磁式20弧焊变压器型号BX3500中的各字母和数字表示什么意义？BX3500中的字母B表示弧焊变压器，字母X表示下降外特性；数字500表示额定焊接电流为500A.21硅弧焊整流器由1主变压器；2电抗器；3整流器；4输出电抗器22弧焊逆变器的基本组成包括：供电系统、电子功率系统、给定反应系统、电子控制系统。23晶闸管式弧焊整流器主电路分类：三相桥

4、式半控电路、三相桥式全控电路、带平衡电抗器双反星型。24弧焊电源的控制方法按控制装置来分类及特点机械式控制特点是构造简单结实、工作可靠电磁式控制特点是工作可靠性高电子式控制特点是是控制精度高，可控性好；参数调节范围宽，可调参数多；动特性好，动态响应速度快；高效、节能省材。数字式控制特点是以微处理器为控制核心，弧焊电源改良升级容易，系统维护方便，通信能力强25焊接电弧的物理本质是什么？焊接电弧的主要特点是什么？1焊接电弧的物理本质是在一定电压的两电极之间气体介质中产生的强烈而持续的放电现象。2主要特点：a，维持电弧放电的电压较低，一般为10-15伏；b，电弧中的电流很大，从几安培到几千安培。c，

5、具有很高的温度。26焊接电弧的静特性是指：在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系27焊接电弧的静特性曲线分为几段？焊接电弧的静特性曲线分为下降段、水平段和上升段三部分28所谓弧焊电源的动特性，是指电弧负载状态发生忽然变化时，弧焊电源输出电压与电流的响应经过，能够用弧焊电源的输出电流和电压对时间的关系，即uff(t)、iff(t)来表示，它讲明弧焊电源对负载瞬变的适应能力29占空比即脉冲宽度比，是在脉冲周期中脉冲时间所占的百分比，表征脉冲的强弱30压缩电弧：把自由电弧的弧柱强迫压缩，就获得一种比一般电弧温度跟高，能量更集中地热源，即压缩电弧31焊接电

6、源的外特性：在电源参数一定的条件下，改变负载时，电源输出电压稳定值Uy与电流稳定值Iy之间的关系，Uy=fIy称为焊接电源的外特性。32焊接电源的动特性：是指电弧负载状态发生忽然变化时，弧焊电源输出电压与电流的响应经过，能够用弧焊电源的输出电流和电压对时间的关系来表示，即uf=ft，if=ft，它讲明弧焊电源对负载瞬变的适应能力。33负载持续率、负载特性？1.负载持续率：对不同的负载状态，给弧焊电源规定了不同的输出电流，可用负载持续率Fs来表示某种负荷状态，即Fs=负载持续运行时间/负载持续运行时间+休止时间100%=t/T100%,其中T为弧焊电源的工作周期，是负载运行持续时间t和休止时间之

7、和。2.负载特性：根据生产经历规定了工作电压与工作电流的关系为一缓升直线，称为负载特性。34为何成U型电弧沿其长度方向分为三个区域：阳极区、弧柱区和阴极区，因而电弧电压Uf可表示为：Uf=Ui+Uy+Uz。其中：Ui为阴极压降；Uy为阳极压降；Uz为弧柱压降。阳极压降Uy,由于在阳极区不发射带电粒子，因而阳极压降几乎与电流无关，Uy=f(Iy)为一水平线，见图。阴极压降：由于阴极压发射点子，阴极发射电子是从阴极的斑点区发射出来的。当电流较小时，随着电流的增加，阴极斑点的面积增加Si，此时电流密度基本上不变，这样阴极的电场强度就不变，Ui也就不变。当阴极斑点面积和阴极端部面积相等时，电弧电流继续

8、增加，Si不能再扩大电流密度将随着电流的增加而增加，这样阴极区的电场强度增加，阴极电压也就增加，阴极压降与电流关系见图。弧柱压降：电弧能够看成一个近似均匀的导体，电压降表示为在弧柱长度一定的条件下，1当电流比拟小时，随着电弧电流的增加，弧柱面积快速增加，电流密度jZ减小；另一方面，随着电流增加，弧柱温度增加，热电离产生的带电粒子数增加，进而使弧柱的导电率增加，最终使弧柱压降降低。2当电流中等大小时，即随着电流增加，弧柱面积按比例增加，弧柱电流密度不变，而此时，电弧温度不再增加，电离度基本不变，弧柱的导电率也就基本保持不变，因此此时弧柱电压不随电流的变化而变化。3当电流很大时，电弧导电率不再变化

9、，而此时由于电磁收缩力、保护气体产生的等离子流力的作用，弧柱面积35沟通电弧特点：1电弧周期性地熄灭和引燃，2电弧电压和电流波形发生畸变3，热惯性作用明显36沟通电弧稳定燃烧的条件：电弧连续燃烧条件方程式为：，因而影响沟通电弧稳定燃烧的因素有：空载电压U0:U愈高，在同等大小的引弧电压下，熄弧时间愈短，电弧愈稳定；引燃电压Uyh：Uyh愈高，电弧愈不稳定电路参数：增大电感L，减小电阻R可使电弧趋向稳定燃烧；电弧电流：电流愈大，产热愈多，而且电流变化率dtdif愈大，热惯性作用明显，电弧愈稳定；电源频率f:f提高，熄弧时间缩短，热惯性加强，可以提高电弧的稳定性；电极的热物理性能和尺寸：它们影响电

10、极所到达的温度，进而影响电弧的引燃电压。37提高沟通电弧稳定性措施：1提高弧焊电源频率2提高电源空载电压3改善电弧电流波形4叠加高压电38电源电弧系统稳定性的含义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和连续电弧放电，保持静态平衡。此时，应有如下关系：Uf=Uy，If=Iy，电弧静特性曲线与电源外特性曲线必须相交；2.当系统一旦遭到瞬时的外界干扰，毁坏了原来的静态平衡，造成焊接工艺参数的变化。但当干扰消失后系统能自动到达新的稳定平衡，使得焊接工艺参数重新恢复。即系统的稳定参数：Kw=。电弧静特性曲线在工作点上的斜率必须大于电源外特性曲线上的斜率。39焊接电源调节特性:弧焊

11、电源能知足不同工作电压、电流的需求的可调性能称为电源调节性能40焊接电源为何要具有调节性能？调节原理是什么？我们知道，焊接时需根据被焊工件的材质，厚度与坡口形式等选用不同的焊接工艺参数，而且与电源有关的焊接参数是电弧工作电压Uf和工作电压If，为了知足所需的Uf和If，电源具备能够调节的性能。调节原理：在稳定工作的条件下，电弧电流If,电压Uf,空载电压U和等效阻抗Z之间的关系可表示为Uf=UIfZ，If=U0-Uf/Z，由式可知，调节焊接工艺参数，即在给定电弧电压时来调节电弧电流，或在给定电弧电流时调节电弧电压，都能够通过调节弧焊电源的空载电压U和Z，上述三种调节外特性的方式所表现出的调节性

12、能是不同的41弧焊变压器的特点和分类：特点：1、构造最简单、价格最低廉2、沟通焊接电流近似正弦，电压方波3、稳定性差4、下降外特性存在较大输出回路感抗5、输出参数采用机械方式调节分类：1、串联电抗器式1分体式(2)同体式2、加强漏磁式(1)动铁心式(2)动线圈式通(3)抽头式。动铁心式特点；构造简单易造好用震动稍微几乎无噪声不至于影响焊接电流的稳定由于他有两个空气隙使附加埙耗大动线圈式特点无活动铁芯可避免因铁芯震动所引起的子电流的电弧不稳等一系列不良后果电流调节下限遭到铁芯高度的限制因此只适用于中容要辅以改变绕组匝数来调节规范因此使用时不如梯形动铁芯方便消耗电工材料较多经济性较差抽头式特点构造

13、简单易于制造无活动部分避免了电磁力引起震动带来的弊端因此电弧稳定无噪声使用可靠成本低廉但调节性能欠佳42硅弧焊整流器组成：主变压器、电抗器、整流器、输出电抗器。作用1主变抗器：降压把三相380V电压降至所要求的空载电压2电抗器：控制外特性形状并调节焊剂参数3整流器：把三相沟通电整流成直流4输出电抗器：改善和控制动特性，其次是滤波分类:无电抗器的硅弧焊整流器和有电抗器的硅呼喊整流器,无电抗器的硅弧焊整流器可分1、主变压器为正常漏磁这类电源的外特性是近于水平的，主要用于CO2气体保护焊及其它熔化极气体保护焊。2、主变压器为加强漏磁这类电源由于主变压器加强了漏磁，因此无需外加电抗器即可获得下降外特性

14、并调节焊接参数。有电抗器的硅弧焊整流器可分1、无反应磁放大器式硅弧焊整流器；2、有反应磁放大器式硅弧焊整流器根据磁放大器的反应形式，后者又主要包括外反应磁放大器式、全部内反应磁放大器式和部分内反应磁放大器式硅弧焊整流器等43晶闸管整流波形的脉冲问题：1并联高压引弧电源2并联二极管和限流电阻构成维弧电路3采用直流电抗器4选择适宜的整流电路44弧焊逆变器特点，分类和应用：1高效节能：效率可达80一92，节电20%-35%，空载损耗极小，只要几十瓦至百多瓦，仅为传统弧焊电源的十几分之一(2)重量轻、体积小：中频主变压器的质量仅为传统弧焊电源主变压器的十几分之一，体积仅为其1/5至1/3，移动特别轻便

15、。3电器性能优良1由于频率高，能够提高沟通电弧的稳定性2减少了无功损耗，提高了功率因数3易于实现微机和数字化控制4动特性得到改善；4具有良好的弧焊工艺性能分类：据采用的大功率快速开关电子元件分为晶闸管式弧焊逆变器、晶体管式弧焊逆变器、场效应管式弧焊逆变器及IGBT式弧焊逆变器。2)据输出电流种类分为沟通式弧焊逆变器、直流式弧焊逆变器、脉冲式弧焊逆变器含高频脉冲弧焊逆变器。3)据电源外特性不同分为恒流弧焊逆变器、恒压弧焊逆变器、缓降弧焊逆变器、混合弧焊逆变器。应用：由于它具有上述的优良电气性能，控制性能好，易获得多种外特性曲线形状与不同种类的电弧电压、电流波形和良好的动态特性，且能输出焊接电流可

16、达1000A以上。因此能够讲，它几乎可取代现有的一切弧焊电源，用于焊条电弧焊和TIG焊、MAG/CO2/MIG/药芯焊丝焊、等离子弧焊与切割、埋弧焊、机器人焊接等各种弧焊方法，焊接各种金属材料及其合金，十分是用在工作空间小、高空作业、需较多移动焊机、用电紧缺等场合。45弧焊逆变器的基本组成及各部分作用？图弧焊逆变器的基本组成包括：供电系统、电子功率系统、给定反应系统、电子控制系统。示意图为。供电系统将三相或单相的工频沟通电整流和滤波后，获得逆变电路所需要的平滑直流电压Ud。电子功率系统的任务是实现一次侧变频，并把微弱的电控信号Um转换为大功率信号。该系统工作的可靠性是整机可靠性和稳定性的关键。

17、从调节意义来讲，它应具备最高的反响速度，以提高对强烈而频繁变压的电弧动负载的适应性，实现平稳而少飞溅的焊接经过，给定反应系统和电子控制系统，则用的产生控制信号Um，以鼓励功率开关器件工作，实现对外特性和动特性的控制和安全工作。46弧焊电源的数字化控制能够做些什么:(1)主电路的数字化。大功率电力电子器件的出现，使弧焊电源的主电路由模拟工作状态变为开关状态，完成了主电路从模拟到数字化的跨越，当前弧焊逆变器已成为焊机生产中的主流产品和重点发展方向。(2)控制电路的数字化。它们是以单片机、DSP或ARM嵌入式微处理器为控制核心，通过软件编程实现弧焊工艺经过控制，这就大大增加了控制系统的柔性和适应性，

18、便于操作和准确控制。3专家数据库系统。优选参数固化构成专家系统，通过选择和一元化调用，改善可操作性和工艺性47半桥式逆变主电路的电路构造及工作原理？电路构造图输入的直流电压Ud被两组电解电容器C1,C2平分串联的两个功率开关管V1,V2按中频周期性轮流通断，构成矩形波沟通电。经T降压，VD1,VD2的全波整流，输出直流电VD1,VD2必须选用承受双倍输出电压幅值的快速二极管。V1,V2只承受0.5Ud,对管子耐压要求较低目前国内生产的硅整流式弧焊电源品种大体可分为四类：高漏抗式、变压器抽头式、磁饱和电抗式和晶闸管式48晶闸管弧焊整流器是怎样获得恒压外特性、恒流外特性的？1.只用电压负反应。Uf

19、Ugu/m,式中m为分压比，是常数，可见Uf取决于Ugu。Ugu一经给定不变，则整流器输出电压Uf也不变。即只用电弧电压负反应时可得到恒压外特性。2.只用电流负反应。Ugi-nIf0得If=Ugi/n式中n是分流比，为常数。Ugi一经确定，If即不变，在理想的情况下可得恒流外特性。放大倍数不能获得太大，否则将得到较为陡降的外特性49手工焊，TIG、CO2焊分别选择如何形状的电源外特性？手工焊1理想采用恒流加外拖。电弧长度变化会引起焊接电流产生偏差，焊接电流静态偏差越小，焊接参数越稳定，电弧弹性好，弧长变化时弧焊电源外特性下降陡度越大，则电流偏差越小，一方面能够使焊接参数稳定另一方面增加电弧弹性

20、2采用恒流外特性弧焊电源，焊接参数最稳定，电弧弹性最好，但由于其短路电流小，引弧困难，电弧推力弱，熔深浅，且熔点过度困难，若电流过大，又将加大飞溅，电弧稳定也不够，电弧弹性也较差，所以采用恒流加外拖，即能稳定焊接参数，外拖又增大短路电流，防止粘条，提高引弧性和电弧的熔透能力TIG焊CO2焊采用等速送丝系统，依靠电源电弧系统本身调节，当弧长变短时，使焊丝熔化速度加快，使弧长增长，稳定工作点恢复，反之弧长变长时，焊接电流降低焊丝熔化速度下降，弧长收缩，恢复至稳定工作点。采用平特性焊接电源，恢复到稳定工作点的速度快，电源电弧系统调节作用强，可使焊接规范稳定，短路电流大易于引弧，有利于防止焊丝回烧粘丝

21、等50带平衡电抗器双反星形整流电路中，平衡电抗器是怎样工作的？答：当平衡电抗器短接或平衡电抗器中的电流为0时，整流电路相当于六相半波整流电路，变压器和晶闸管的利用率低。而当接入平衡电抗器时，平衡电抗器将正极性组和负极性组的电压差以相反的极性平均分摊到两组电路中，使在任一瞬时，两组分别各有一只电路工作，使两组三相半波整流电路并联工作，降低了电源输出电压，增加了电路的输出电流。51四个主电路工作原理和特点1三相桥式半控电路，三相桥式全控电路带平衡电抗器双反星形可控整流电路，六相半坡52三相桥式半控整流电路只用于三只晶闸管和三个触发单元，因此线路比拟简单、可靠、经济和较易调试。其整流变压器为普通三相降压变压器，易于制造。其主要缺点是调至低压或小电流时波形脉动较明显。为知足对直流弧焊电源规定的脉动系效的要求(一般脉动系数当前位置：文档视界弧焊电源(正式版)河南科技大学弧焊电源(正式版)河南科技大学