弧焊电源及弧焊分类
焊接方法与设备第2章 焊条电弧焊知识讲解
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(2)BX1—300型弧焊变压器 BX1—300是动铁式弧焊变压器，它由一个口字形固定铁心和一
个梯形活动铁心组成，活动铁心构成了一个磁分路，以增强漏 磁使焊机获得陡降外特性。她的一次侧和二次侧绕组各自分成 两半，分别绕在变压器固定铁心上，一次侧绕组两部分串联接 电源，二次侧绕组两部分并联接焊接回路。 BX1-300焊机的焊接电流调节方便，仅需移动铁心就可满足电流 调节要求，其调节范围为75-400A，调节范围广。当活动铁心由 里向外移动而离开固定铁心时，漏磁减少，则焊接电流增大， 反之，焊接电流减少。其梯形动铁心相对固定铁心移动调节电 流大小，如图2-9所示。
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图2-9 动铁心相对固定铁心移动调节电流
Ⅰ—静铁心 Ⅱ—动铁心 δ—气隙长度
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2.弧焊整流器 (1)硅弧焊整流器 硅弧焊整流器是以硅二极管作为整流元件，利用降压变 压器将50Hz的单相或三相交流电网电压降为焊接时所需的低电压，经硅整 流器整流和电抗器滤波后获得直流电的直流弧焊电源。硅弧焊整流器曾一 度是直流弧焊发电机的替代产品之一，现有被晶闸管式弧焊整流器、弧焊 逆变器替代的趋势，其型号有ZXG—160、ZXG—400等。硅弧焊整流器的组 成如图2-10所示。
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三、 常用焊条电弧焊电源 1.弧焊变压器 (1)BX3—300型弧焊变压器 BX3—300型弧焊变压器属于动圈式，是生 产中应用最广的一种交流焊机，其外 形如图2-7所示。它是依靠一、二次 侧绕组间漏磁获得陡降外特性的。
图2-7 BX3—300型弧焊变压器外形 17
其结构如图2-8所示，它有一 个高而窄的口字形铁心。变压 器的一次侧绕组分成两部分， 固定在口形铁芯两芯柱的底部。 二次侧绕组也分成两部分，装 在两铁心柱的上部并固定于可 动的支架上，通过丝杆连接， 转动手柄可使二次侧绕组上下 移动，以改变一、二次侧绕组 间的距离，从而调节焊接电流 的大小。
弧焊电源及控制 学习指南
第1章绪论一、重点内容提要1.1 弧焊电源概述弧焊电源：电弧焊机中的核心部分，是供给焊接电弧电能（提供电流和电压），并具有适宜于电弧焊工艺电气特性的设备。
1.2 弧焊电源的分类、特点与应用常见分类见图1-1。
动铁心式弧焊变压器Array动绕组式弧焊变压器抽头式弧焊变压器动铁式弧焊整流器动绕组式弧焊整流器抽头式弧焊整流器滑动调节式弧焊整流器单相整流式脉冲弧焊电源串联饱和电抗器式弧焊电源磁放大器式弧焊整流器磁放大器式脉冲弧焊电源电动机驱动式弧焊发电机内燃机驱动式弧焊发电机晶闸管式弧焊电源晶闸管电抗器式矩形波交流弧焊电源模拟式晶体管弧焊电源模拟式晶体管脉冲弧焊电源开关式电力电子器件弧焊电源开关式电力电子器件脉冲弧焊电源逆变式晶闸管矩形波交流弧焊电源晶闸管式弧焊逆变器晶体管式弧焊逆变器场效应晶体管式弧焊逆变器IGBT式弧焊逆变器双逆变式变极性弧焊电源其它单片机控制式数字化弧焊电源DSP控制式数字化弧焊电源单片机和DSP控制式数字化弧焊电源其它图1-1 常用弧焊电源分类机械调节型弧焊电源是借助于机械装置实施特性调节的弧焊电源。
该类弧焊电源的主要电气特性是由电源结构所决定的，其输出的大小也是通过机械装置实施调节的。
电磁控制型弧焊电源一般是通过调节弧焊电源内部电磁器件的电磁状态来调节电源的特性。
电子控制式弧焊电源是借助电子线路来实现弧焊电源各种特性的控制，还可以通过电子线路对焊接电流波形等进行控制。
1.3弧焊电源的发展弧焊电源的发展可以说是日新月异，其发展可以概括以下几个方面。
1）多种电子控制型的弧焊电源相继出现和完善，目前已经基本取代了电磁控制型弧焊电源。
许多经济发达国家，除在野外作业仍采用柴（汽）油内燃机驱动的弧焊发电机之外，基本上都选用电子控制型弧焊电源。
2）各种脉冲弧焊电源的应用，进一步提高了焊接质量，促进了全位置焊接的自动化。
3）各种高效、节能、轻便、焊机性能良好的逆变弧焊电源得到了飞速发展，逐渐成为主导产品之一。
2-弧焊电源基础知识
旋转直流发电焊机 抽头式整流焊机 直流电弧焊机 引擎发电直流焊机 可控硅整流焊机 电弧焊机 逆变式直流焊机 抽头式交流焊机 交流电弧焊机 动铁心式交流焊机 动圈式交流焊机 逆变交流焊机
焊接电弧的概念
两种或两种以上材质(同种或异种),通过加热或加压或二者并用, 两种或两种以上材质(同种或异种),通过加热或加压或二者并用,来达到原 ),通过加热或加压或二者并用 子之间的结合而形成永久性连接的工艺过程叫焊接 焊接. 子之间的结合而形成永久性连接的工艺过程叫焊接. 电弧是一种气体放电现象。所谓气体放电，是指两电极存在电位差时， 电弧是一种气体放电现象。所谓气体放电，是指两电极存在电位差时，电 是一种气体放电现象 荷通过两电极之间气体空间的一种导电现象。 荷通过两电极之间气体空间的一种导电现象。 焊接电弧由阳极区、阴极区和弧柱区构成。通常把靠近正极的电极称为阳 焊接电弧由阳极区、阴极区和弧柱区构成。 由阳极区 极区，靠近于负极的称为阴极区，它们之间的部分称为弧柱区。 极区，靠近于负极的称为阴极区，它们之间的部分称为弧柱区。
本片内容
焊机的分类 焊接电弧的特性和控制
电焊机的分类
(按焊接方法分)
电弧焊机 点焊机 凸焊机 对焊机 缝焊机
手工电弧焊机 埋弧焊机 氩弧焊机 等离子弧焊机
熔化极气体保护焊机
电焊机
电阻焊机
焊机
其他电焊机 摩擦焊机 激光焊机 气焊机 火焰钎焊机
电渣焊机 电子束焊机 高频焊机
特种焊机
电弧焊机的分类
上升特性
等速送丝细丝气保焊
双阶梯特性
熔化极脉冲弧焊 微机控制的脉冲自动弧焊
MIG焊机输出特性 焊机输出特性
操作者： U 预设定送丝速度和期望的焊接电压 U0 焊接电源: 维持电弧恒定的长度 Ufmax 提供恒定的送丝速度 Uf 电流作出较大的变化以维持恒定的电 Ufmin 弧长度 oa 电弧长度与焊接电压成比例 传统上使用小线径的焊丝和快的送丝 速度。
弧焊电源的外特
弧焊电源的输入电压范围决定了电源在不同电网条件下的适应性。较宽的输入电 压范围有助于提高电源的稳定性和可靠性。
效率与功率因数
效率
弧焊电源的效率反映了其将输入电能 转换为有用输出的能力。高效率的电 源有助于降低能耗和减少热量产生。
功率因数
表示弧焊电源输入功率中有功功率所 占的比例。功率因数的高低对电网的 负荷和设备性能有影响，高功率因数 的电源有利于提高电网效率。
弧焊电源的分类与比较
分类
弧焊电源可分为交流弧焊电源和直流弧焊电源两大类，其中 交流弧焊电源又可以分为串联电抗器式和变压器式，直流弧 焊电源则可以分为弧焊发电机和直流弧焊变压器。
比较
交流弧焊电源和直流弧焊电源各有优缺点，使用时应根据实 际情况进行选择。交流弧焊电源的优点在于设备成本较低、 结构简单、维修方便等，而直流弧焊电源的优点则在于焊接 质量较高、变形较小、操作方便等。
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精细焊接
选择具有低电压、大电流的弧焊电源，如晶体管式弧焊电源，适用于薄板、精密焊接。
根据生产环境选择弧焊电源
恶劣环境
选择具有防水、防尘、防震功能的弧焊电源 ，如全防护式弧焊电源，适用于工业生产环 境。
清洁环境
选择体积小、噪音低的弧焊电源，如静音式 弧焊电源，适用于实验室、精密加工环境。
THANKS FOR WATCHING
03
串联电阻
通过串联可变电阻来改变 输出电压，适用于简单电 路。
开关电源
通过改变开关状态来调节 输出电压，具有高效、紧 凑的特点。
反馈控制
通过负反馈原理自动调节 输出电压，具有高稳定性 和快速响应。
调节特性的稳定性
温度稳定性
指电源在温度变化时输出特性的 稳定性，影响电源性能和使用寿
弧焊电源的基本特性
在制造业中的应用
弧焊电源广泛应用于制造业中的金属焊接，如钢铁、铝、铜等材 料的焊接。
在建筑行业中的应用
弧焊电源在建筑行业中用于钢结构、钢筋等材料的焊接。
在汽车行业中的应用
弧焊电源在汽车行业中用于车体、底盘、发动机等部件的焊接。
02
弧焊电源的基本特性
输入特性
输入电压范围
输入电流
弧焊电源应在一定的电压范围内 正常工作，通常为200-240V AC。 超出此范围可能会影响电源的性 能和寿命。
损失和能源浪费，提高焊接效率。
02
节能特性
现代弧焊电源通常具备节能模式或智能控制功能，可以根据焊接需求自
动调整输出功率，降低能耗。
03
能效标识
为了鼓励节能减排，政府或行业协会可能会对弧焊电源制定能效标准并
进行标识。选择能效高的弧焊电源有助于降低运营成本和维护费用。
03
弧焊电源的性能指标
焊接性能指标
01
焊接过程稳定性
弧焊电源应提供稳定、连续的焊 接电流和电压，以保持焊接过程 的稳定性和一致性。
焊接效率
02
03
焊接质量
弧焊电源应具有较高的焊接效率， 以减少焊接时间和材料消耗，提 高生产效率。
弧焊电源应保证焊接质量，包括 焊缝的外观、内部质量和机械性 能等。
电气性能指标
输入电压范围
弧焊电源应具有较宽的输入电压范围，以适应不同的 电网环境和电压波动。
输出电流和电压调节
弧焊电源应能够调节输出电流和电压，以满足不同的 焊接需求和工艺要求。
电气保护功能
弧焊电源应具备过流、过压、欠压等电气保护功能， 以确保设备和操作人员的安全。
环境性能指标
01
常用焊条电弧焊弧焊电源
常用焊条电弧焊弧焊电源常用焊条电弧焊弧焊电源目前，我国焊条电弧焊用弧焊电源有弧焊变压器、弧焊整流器和弧焊逆变器等。
常用有BX1系列、BX3系列交流弧焊电源和ZX5系列、ZX7系列直流弧焊电源。
直流弧焊电已经基本取代了过去使用的弧焊发电机。
（1）弧焊变压器弧焊变压器通常称为交流弧焊机。
它是一种特殊的降压变压器的主要特点是在焊接回路中增加1个阻抗，阻抗上的压降随着焊接电流的增加而增加、以获得陡降外特性。
按获得陡降外特性的方法不同，弧焊变压器可分为2类∶串联电抗器式焊变压器、增强漏磁式弧焊变压器。
增强漏磁式可分为动铁芯式（BX1系列）、动（BX3系列）和变换抽头式（BX6系列）。
弧焊变压器的分类及型号见表3—2。
常用国产焊变压器主要技术数据见表3—3。
1）动铁芯式弧焊变压器BX1—315型弧焊变压器属于增强漏磁式，其结构如图3—7b所示。
一次侧绕组分别在动铁芯两侧，一次和二次分成上下2部分绕组，固定在主铁芯柱Ⅰ上。
中间铁芯柱Ⅱ可移动，可以改变一次侧绕组和二次侧绕组的漏抗，实现焊接电流的调节，满足焊接要求。
动铁芯的位置由电流指针表示。
可动铁芯由螺纹丝杠控制。
转动焊接电流调节手柄，则丝杠转动，从而带动动铁芯移动。
动铁芯向外移动，则焊接电流增大;动铁芯向内移动，则焊接电流减小，如图3—7c所示。
2）动圈式弧焊变压器BX3—300型动圈式弧焊变压器外形如图3—8a所示。
动圈式弧焊变压器结构如图3—8b所示。
铁芯呈口形;一次侧绕组分2部分，绕在2个铁芯柱的底部;二次侧绕组也分2部分，装在铁芯柱非导磁性材料做成的活动支架上，凭借手柄转动螺杆使之沿铁芯上下移动。
通过改变一次侧、二次侧绕组间的距离，来改变它们间的漏抗，从而调节焊接电流。
一次侧、二次侧绕组间的距离越大，漏抗越大，焊接电流越小。
（2）弧焊整流器弧焊整流器是一种将交流电变压、整流转换成直流电的弧焊电源。
弧焊整流器有硅弧焊整流器、晶闸管弧焊整流器、晶体管弧焊整流器等。
弧焊电源的外特
输出特性对焊接质量的影响
输出电流调节范围
电流调节范围的大小直接 影响到焊接过程的灵活性 和适应性，范围越大，焊 接质量越稳定。
输出电流的稳定性
稳定的输出电流是保证焊 接质量的重要因素，电流 波动过大将导致焊缝成形 不良。
输出电压调节范围
电压调节范围的大小影响 到焊接过程的稳定性和焊 缝的成形，范围越大，焊 接质量越稳定。
桥梁建筑
用于桥梁钢结构的焊接。
02
弧焊电源的外特性
输入特性
输入电压范围
输入功率因数
弧焊电源在正常工作时，需要一个合 理的输入电压范围。电压过高或过低 都可能影响电源的性能和稳定性。
弧焊电源的输入功率因数反映了其对 电网的负载特性。高功率因数可以减 少电网的谐波污染，提高能源利用率。
输入电流
输入电流的大小直接影响到电源的功 率消耗和发热情况。合适的输入电流 能够保证电源的稳定运行，并减少不 必要的能源浪费。
加维护成本。
04
弧焊电源外特性的测试 与调整
测试方法
空载测试
在弧焊电源未接负载的情况下，测量 其输出电压和电流，以了解电源的基 本性能。
短路测试
将弧焊电源输出短路，测量其短路电 流和短路时的电压，以评估电源的短 路保护性能。
过载测试
通过逐渐增加负载，观察弧焊电源的 输出电压和电流的变化情况，以检验 电源的过载承受能力。
效率测试
测量弧焊电源的输入功率和输出功率， 计算其效率，以评估电源的节能性能。
调整方法
电压调整
电流调整
通过调整弧焊电源的电压调节旋钮，改变 输出电压以满足焊接需求。
通过调整弧焊电源的电流调节旋钮，改变 输出电流以满足焊接需求。
波形调整
06-常用弧焊电源、弧焊变压器
（5）弧焊变压器常见故障分析及处理方法
故障现象 可能产生的原因 1、弧焊变压器过载 焊接过热 2、变压器线圈短路 3、铁心螺干绝缘损坏 焊接过程中电流忽大 忽小 可动铁心在焊接过程 中发出前列的嗡嗡声 1、焊接电缆与焊件接触不良 2、铁心活动部分的移动机构损坏 1、可动铁心的制动螺钉或弹簧太松 2、铁心活动部分的移动机构损坏 1、一次侧线圈或二次侧线圈碰外壳 弧焊变压器外壳带电 2、电源线圈碰外壳、焊接电缆误碰外壳 3、未接地线或地线接触不良 1、焊接电缆过长，压降太大 焊接电流过小 2、焊接电缆卷成盘形，电感很大 3、电缆接线柱或焊接与电缆接触不良 2、排除短路现象 3、恢复绝缘 1、使焊接电缆和焊件接触良好。 2、设法阻止可动铁心的移动。 1、旋紧螺钉，调整弹簧的拉力 2、检查修理移动机构 1、检查并消除接外客处。 2、排除碰外客现象 3、接妥地线 1、缩短电缆长度或加大电缆长度 2、将电缆放开，不呈盘形 3、使接头处接触良好 处理方法 1、减小使用的焊接电流
增强漏磁 动铁心式 式弧焊变 动圈式 压器 抽头式
3)动圈式弧焊变压器 ：动圈式弧焊变压器是一种常用的增强 增强 漏磁式弧焊变压器，国产产品属于BX3 系列。 漏磁式弧焊变压器 动圈式弧焊变压器的构造 BX3-300型弧焊变压器的结构如图所示，它有一个高而 窄的口字型铁心。变压器的一次侧绕组分成两部分，固定 在口型铁心两心柱的底部。二次绕组也分成两部分，装在 两铁心柱的上部并固定于可动的支架上，通过丝杠连接， 转动受柄可以使二次绕组上下移动，以改变一、二次绕组 之间的距离，从而调节焊接电流的大小。
四、弧焊电源的维护知识
1、弧焊电源应放在通风 通风良好而干燥的地方，不能靠近热源 热源， 通风 热源 并应保持平稳。要特别注意对弧焊整流器的保护和冷却。 2、焊机接入网络时，焊机电压与之相符，以防烧坏设备。并注 意焊机可靠接地 可靠接地。 可靠接地 3、焊钳不能与焊机接，触防止发生短路。 4、必须在空载和切断电源 空载和切断电源情况下改变极性和调整焊接电流。 空载和切断电源 5、焊机不能过载 过载使用。 过载 6、焊接过程中，焊接回路的短路时间 短路时间不宜过长。 短路时间 7、保证焊接电缆与焊机接线柱的紧密接触 紧密接触。 紧密接触 8、保持焊机内部清洁 内部清洁，防止受潮 受潮。 内部清洁 受潮 9、发生故障、工作完毕以及临时离开工作场地时，都应即使 切断焊机电源。 切断焊机电源
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弧焊电源
弧焊电源是用来对焊接电弧提供电能的一种专用设备，是电弧焊机中的核心部分。
和一般电力电源不同，弧焊电源的负载是电弧，它必须具有弧焊工艺所要求的电气性能，如合适的空载电压，一定形状的外特性，良好的动特性和灵活的调节特性等。
1、弧焊电源的类型
弧焊电源有各种分类方法：按输出的电流分，有直流的、交流的和脉冲的三大类弧焊电源类型；按输出外特性特征分，有恒流外特性，恒压外特性和介于这两者之间的缓降外特性等三大弧焊电源类型。
2、弧焊电源的基本特点和适用范围
工业上普遍应用的是交流和直流弧焊电源，而脉冲弧焊电源目前只在有限范围内使用。
弧焊变压器式交流弧焊电源，其特点是：把网路电压的交流电变成适于弧焊的低压交流电，结构简单，易造易修，耐用，成本低，磁偏吹小，空载损耗小，噪声小，但其电流波形为正弦波、电弧稳定性较差，功率因数低。
适用范围：酸性焊条电弧焊、埋弧焊和TIG焊矩形波式交流弧焊电源，其特点是：网路电压经降压后运用半导体控制技术获得矩形波的交流电，电流过零点极快，其电弧稳定性好，可调节参数多，功率因数高、设备较复杂、成本较高。
适用范围：碱性焊条电弧焊、埋弧焊和TIG焊
直流弧焊发电机式直流弧焊电源，其特点是：有柴（汽）油发动机驱动发电而获得直流电，输出电流脉动小，过载能力强，但空载损
耗大，效率低，噪声大。
适用于各种弧焊
弧焊整流器式直流弧焊电源，其特点是：把网路交流电经降压和整流后获得直流电，与直流弧焊发电机相比，制造方便，省材料，空载损耗小，节能，噪声小，由电子控制的近代弧焊整流器的控制与调节灵活方便，适应性强，技术和经济指标高。
适用于各种弧焊脉冲弧焊电源，其特点是：输出幅值大小周期变化的电流，效率高，可调参数多，调节范围宽而均匀，热输入可精确控制，设备较复杂，成本高。
适用范围：TIG、MIG、MAG焊和等离子弧焊更多关于弧焊电源的信息，请参考焊机官网。