第2章 对弧焊电源的基本要求 new
对电弧焊电源的要求
对电弧焊电源的要求2课时。
重点：电弧焊电源应具有适当的空载电压，合适的短路电流，陡降的外特性，良好的调节特性及动特性，焊机型号，编制难点：对电弧焊电源的要求有一定的了解，对焊机型号，编制有一定的认识一．具有适当的空载电压当焊机接通电网而输出端没有负载（没有电弧时）时，焊接电流为零，此时输出端的电压为空载电压。
１．较高的空载电压，就是提高电弧燃烧的稳定性２．空载电压越高，则电源容量就越大，制造的成本就越高３．过高的空载电压会危及焊工的安全，国家规定空载电压为最大的空载电压：弧焊变压器Ｖ空≤80V弧焊整流器 V空≤90V弧焊发电机 V空≤100V V空最大=60V （多头焊机）二．具有合的适的短路电流当焊条和焊件适中时，焊机输出端的电流为短路电流，此时电压为零，在引弧和熔滴过渡时，经常发生短路，如果短路电流过大，电源将出现过载而烧损的危险，同时还会使焊条过热，药皮脱落，飞溅增大等。
三．具有陡降的外特性1.为获得一定范围所需的焊接方法，就必须要求弧焊电源具有很多条可以均匀改变的外特性曲线。
2.电弧的静特性曲线与电源的外特性曲线交点共有二个，也就是电弧燃烧的工作点。
3.普通变压器不能作弧焊电源，是因为其外特性曲线是水平的。
4.并不是弧焊电源其外特性曲线都是陡降的5.手弧焊必须采用陡降外特性电源，有利于电弧稳定四．具有良好的动特性焊接电流适应焊接电弧变化的电源就是电源动特性。
动特性是焊接电源本身所具有的一种电特性。
也就是弧焊电源对焊接电弧这样的负载所输出的电流和电压与时间的关系，它是用来表示弧焊电源对负载瞬变的反应能力。
五．具有良好的调节性能弧焊电源的调节特性是用来调节焊接电流的。
选择不同的焊接工艺时，要求电源能够通过调节，得出最佳的焊接效果。
六．焊机型号的编制1.A——弧焊发电机 Z——弧焊整流器 B——弧焊变压器X——下降的外特性 P——平特性 D——多特性数字：1，动铁心 2，串联电流器（变压器）3，动圈式4，晶体管式（整流器） 5，品阐管式 6，交换抽头式BX1——250B：弧焊变压器 X：下降的外特性 1：动铁心系列250：额定焊接电流250AZX5——400Z：电弧焊整流器 X：下降的外特性 5：晶阐管系列 400：额定焊接电流400A操作用电焊机：ＢＸ６——250Ｄ型（节能多用电焊机）ＢＸ６——250Ｄ型B：弧焊变压器Ｘ：下降外特性６：交换抽头式 250D型：额定焊接电流250A，多特性说明：电源三相380V 单相380/220两用频率50H2 焊接电流可调50—250A 重量60KG 额定暂载率40%时输出容量10KVA，节电率10—40%2.焊机的主要技术数据（指标）1)负载持续率：焊机负载时间占工作时间的百分率负载持续率=在选定时间周期内焊机负载时间/选定工作时间周期×100%我国有关标准规定对于主要用作手工电弧焊的焊机，选定的工作周期5MIN，如果在5MIN内，焊接时间为3MIN，则负载持续率为60%。
第二章 对弧焊电源的基本要求
《焊接电源》
第二章 对弧焊电源的基本要求
图2-10 改变等效阻抗时的外特性 a）下降外特性 b）平外特性
《焊接电源》
第二章 对弧焊电源的基本要求
图2-11改变空载电压时的外特特性 a) 下降外特性 b) 平外特性
《焊接电源》
第二章 对弧焊电源的基本要求
2.2.1.1 焊条电弧焊 这种焊接方法主要工艺参数是电流，且其调节范围不大，即使
f
i f If
将其代入，系统动态方程，则有，
L di f dt
U I
f
U y I
If
i f
0
代入初始条件，解之，得
KW t
i f I f e L
《焊接电源》
第二章 对弧焊电源的基本要求
“电源一电弧”系统稳定性的 含义的数学描述
1、 U f U y I f I y
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。
《焊接电源》
第二章 对弧焊电源的基本要求
“电源一电弧”系统的数学模型
《焊接电源》
第二章 对弧焊电源的基本要求
为满足上述要求，弧焊电源应考虑的电气性能
（1）对弧焊电源空载电压的要求； （2）对弧焊电源外特性的要求； （3）对弧焊电源调节性能的要求； （4）对弧焊电源动特性的要求。 若在特殊环境下工作，还应考虑环境适应性。
《焊接电源》
第二章 对弧焊电源的基本要求
2.1 对弧焊电源外特性的要求
设备管理手弧焊设备及主要工具手弧焊对弧焊电源的要求
设备管理手弧焊设备及主要工具手弧焊对弧焊电源的要求1. 引言手弧焊是一种常用的焊接方法，广泛应用于制造业和维修行业。
手弧焊设备及主要工具是进行手弧焊的关键组成部分。
而弧焊电源是手弧焊设备的核心部分，对于手弧焊的质量和效率起着重要作用。
本文将详细介绍设备管理手弧焊设备及主要工具，并探讨手弧焊对弧焊电源的要求。
2. 设备管理手弧焊设备及主要工具手弧焊设备是手弧焊操作的基础，它包括焊接机、电缆、焊枪等。
而主要工具包括焊接钳、钢丝刷、砂轮等。
设备管理手弧焊设备及主要工具的重点是保养和维护。
2.1 设备保养设备保养是确保手弧焊设备正常运行的重要步骤。
在日常使用中，需注意以下几点：•定期清洁设备表面和内部部件，防止灰尘和金属屑进入设备。
•检查电缆和连接线路是否磨损或损坏，如有问题及时更换。
•定期检查焊接钳和焊枪的触头，清除积聚的焊渣和氧化物。
•检查设备通风孔，保持通风良好。
2.2 工具维护良好的工具维护可以延长工具的使用寿命，保障手弧焊工作的顺利进行。
以下是一些常见的工具维护方法：•对焊接钳进行定期清洁，确保没有残留的焊渣和金属屑。
•定期涂抹一些防锈油或润滑油，以防止钳口生锈或卡住。
•钢丝刷的刷毛要保持整齐，如有损坏应及时更换刷头。
•定期检查砂轮的磨损情况，如有明显磨损应及时更换。
3. 手弧焊对弧焊电源的要求弧焊电源是手弧焊设备的核心部分，它为焊接提供稳定的电流和电压。
以下是手弧焊对弧焊电源的要求：3.1 稳定的电流输出手弧焊需要一定的电流来产生熔化的焊条和工件之间的电弧，因此弧焊电源需要能够稳定地输出所需的电流。
电流的稳定性对焊接质量和稳定性有很大的影响，过大或过小的电流会导致焊接不良或焊条熔断。
3.2 合适的电压范围手弧焊的电弧能量主要由电流和电压控制。
弧焊电源需要提供合适的电压范围，以满足不同焊接材料和焊接位置的需求。
电压过低可能导致焊条无法熔化，电压过高则可能导致焊渣粘在焊缝上。
3.3 过载保护功能手弧焊时，由于操作不当或其他原因，可能会出现过载情况。
弧焊电源的基本电气特性
a b
c
d UC
UK
电流较大时，阴极斑点面积基本不变了，
UA
电流↑→电流密度↑→Uk↑。
电弧静特性曲线
I/A
UC：电流较小(ab段）时，电流↑→弧柱截面↑↑ →电流密度↓ →UC ↓ ；
电流稍大(bc段）时，电流↑→弧柱截面↑ →电流密度基本为一常量→UC =C；
电流继续增加(cd段），电流↑→弧柱截面变化慢 →电流密度↑ → UC ↑ 。
第二章 弧焊电源的基本电气特性
焊接电弧静特性曲线形状的影响因素
弧长的影响：
弧长增加，弧柱长度增加，电弧电压提高；即电弧静特性曲线形状不变， 但曲线整体上移；这表明电弧电流一定时，电弧电压随弧长的增加而增加。
电极直径的影响：
主要影响阴极斑点面积 SK 和弧柱 截面SC；电极直径减小， SK、 SC减小， 则曲线整体左移；同理，电极直径增 大，电弧静特性曲线则将向电流增加 的方向移动（向右移动）。
第二章 弧焊电源的基本电气特性
2.1 焊接电弧 焊接电弧：在一定电压的两电极（或电极与工件）之间的气 体介质中产生的强烈而持久的放电现象。
气体放电的前提：
两电极间有电位差 存在带电粒子
气体的电离 带电粒子
电极表面的电子发射
气体的电离与电极的电子发射是形成及稳定电弧的充要条件。
第二章 弧焊电源的基本电气特性
接触——拉开——燃弧
焊接电弧的形成和维持是在电场、热、 光和质点动能的作用下，气体原子不断的被 激发、电离以及电子发射和复合反应的结果。
电能
弧焊电源
电能
接触
电阻热
金属熔化、蒸发
热发射 热电离
带电
粒子
拉开2-4mm(数量级)以上
第2章对弧焊电源的基本要求-PPT精品文档
Uy EIyr 0
一般直流电源的外特性
图2-1 一般直流电源的外特性
2.1.2 “电源一电弧”系统的稳定 性
在电弧焊接过程中，电源起供电作用，电弧作为供电对象而用电，从而构成
“电源一电弧”系统。 所谓“电源一电弧”系统的稳定性应包含两方面的含义： 1）系统在无外界因素干扰时，能在给定电弧 电压和电流下，维持长时间的连续电弧放
常具体要求如下
弧焊变压器 ： U ≤80 V
0
弧焊整流器、弧焊逆变器：U 0 ≤85 V 弧焊发电机 ： U ≤100 V
0
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。
弧焊电源的电气性能 为满足上述工艺要求，弧焊电源的电气性能应考虑以下
四个方面 ： 1）对弧焊电源空载电压的要求。
2）对弧焊电源外特性的要求。
3）对弧焊电源调节性能的要求。 4）对弧焊电源动特性的要求。
2.1 对弧焊电源外特性的要求
2.1.1 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 U y 与输出的电流稳定值 I 之间的关系 Uy f (Iy )， y 称为电源的外特性。对于直流电源， U y 和 I y 为平均值，对 于交流电源则为有效值。
从电弧焊接工艺的要求出发，目前已研制出具 有各种各样外特性形状的弧焊电源。
2.1.4.1 下降特性
这种外特性的特点是，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。其工作部分 每增加100A电流，其电压下降一般应大于7V。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
电弧焊对电源有哪些安全方面的要求
弧焊电源的安全要求是什么
通常，电弧焊要求有低压大电流的电源。
因此，一般市电和工厂采用的工频380／220伏低压交流电源都不能直接使用，必须通过焊接变压器降至。
直流焊机也必须使用整流器整流。
此外，也可采用焊接专用的发电机作为电源。
通常，弧焊电源有以下安全要求：
（1）工厂使用的电弧焊机需要经常转移，因此应在车间、施工现场或其他作业现场安装了多个用于电弧焊机的电源开关或插座。
这些开关电器均应符合安全要求。
（2）电焊机的电源应使用闸刀开关（或单独的铁壳开关）进行控制，开关设备应装在防雨的闸箱内。
（3）空载电压不宜过高。
工频交流变压电焊机应有降压控制器，空载时，它可以自动将开路二次电压降至安全电压。
电压下降应滞后断弧瞬间2～3秒，以防止干扰正常焊接。
当焊条一接触工作，电压就恢复到正常操作电压。
（4）必须有独立而容量足够的保护装置，例如，装在设备上的断路器应有过负荷保护，安装在墙上的断路器和安装在开关中的熔断器应能实现过流保护，焊接设备的连线中应有第三保护接地线。
（5）焊接设备的电源线不得与照明线路连接。
（6）打开或关闭电源时戴上防护手套，以防电弧烧伤。
<font color="red"><b>[1]。
第2章对弧焊电源基本要求
第2章对弧焊电源基本要求
一般直流电源的外特性
图2-1 一般直流电源的外特性
第2章对弧焊电源基本要求
2.1.2 “电源一电弧”系统的稳定 性
在电弧焊接过程中，电源起供电作用，电弧作为供电对象而用电，从而构成 “电源一电弧”系统。
所谓“电源一电弧”系统的稳定性应包含两方面的含义： 1）系统在无外界因素干扰时，能在给定电弧 电压和电流下，维持长时间的连续电弧放 电，保持静态平衡。
2.1.4.3 双阶梯形特性
这种特性的弧焊电源用于脉冲电弧焊。维弧阶段工作于L 形特性上，而脉冲阶段工作于┓形特性上。由这两种外特 性切换而成双阶梯形特性，或称框形特性 。
图2-第82章对双弧焊阶电源梯基形本要特求 性
表2-1 弧焊电源外特性形状的分类及其应用范围
第2章对弧焊电源基本要求
2.2 对弧焊电源调节性能的要求
焊接时需根据被焊工件的材质、厚度与坡口形式等选用不 同的焊接参数。而与弧焊电源有关的焊接参数是电弧工作 电压和工作电流。为满足所需的电弧工作电压和工作电流， 弧焊电源必须具备可以调节的性能。
第2章对弧焊电源基本要求
2.2.1 弧焊电源的调节性能
电弧电压和电流是由电弧静特性和弧焊电源外特性曲线相 交的一个稳定工作点决定的。同时，对应于一定的弧长， 只有一个稳定工作点。因此，为了获得一定范围所需的焊 接电流和电压，弧焊电源的外特性必须可以均匀调节，以 便与电弧静特性曲线在许多点相交，从而得到一系列的稳 定工作点 。
图2-2 “电源—电源”系统电路的电路图
第2章对弧焊电源基本要求
2.1.3.1 对弧焊电源外特性工作区 段形状的要求
焊条电弧焊 在焊条电弧焊中，一般是工作于电弧静特 性的水平段上。采用下降外特性的弧焊电源，便可以满足 系统稳定性的要求。
最新弧焊电源重点..
最新弧焊电源重点..第一章焊接电弧及其电特性（填空）焊接电弧的特性：电压最低，电流最大，温度最高，发光最强三种电离：撞击电离，热电离，光电离四种电子发射：热发射，光电发射，重粒子撞击发射，强电场作用下的自发射1.弧焊电源可分为哪几类？按什么分类？答：（1）弧焊电源及其控制技术的分类：交流弧焊电源、直流弧焊电源、脉冲弧焊电源、逆变式弧焊电源（2）弧焊电源的控制技术分类：机械式控制、电磁式控制、数字式控制、电子式控制。
2弧焊电源的压降如何分布？答：电弧沿其长度方向分为三个区：阳极区、阴极区、弧柱区，这三个区的电压降分别称为阳极压降Uy、阴极压降Ui、弧柱压降Uz。
它们组成了总的电弧电压Uf，且Uf=Uy+Ui+Uz。
阳极压降基本不变，而阴极压降在一定条件下基本上也是固定的数值，弧柱压降则在一定气体介质下与弧柱长度成正比。
则，弧长不同，电弧电压也不同。
3.弧焊电源的静特性、动特性是指什么？答：电弧静特性：电极材料、气体介质、弧长一定的电弧在稳定状态下，电弧电压Uf与电弧电流If之间的关系。
Uf=f(If)电弧动特性：在一定的弧长下，当电弧电流很快变化的时候，电弧电压与电流瞬时值之间的关系为：Uf=f(if)4.焊条电弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊得电弧静特性是怎样的？答：焊条电弧焊：多半工作在静特性的水平段。
埋弧焊：多半工作在静特性的水平段。
CO2气体保护焊：基本上工作在上升段。
（虚线的是二氧化碳的，实线的是Ar弧焊的）5.交流电弧有什么特点？为保护交流电弧连续燃烧电路参数应当怎样配合？答：特点：a.电弧周期性的熄灭引燃b.电弧电压和电流波形发生畸变c.热惯性作用较为明显（2）a.交流电弧连续引燃的条件之一：即当ωt=π时，使电弧电流if 正好过零点，if=0，从而得到： b.连续引燃条件之二：即在ωt=0时，弧焊电源电压Uy 应大于电弧引燃电压Uyh ，即：综上分析：为保证交流电弧连续燃烧必须保证电路中各项参数：电源空载电压U0、电弧电压Uf 及引燃电压Uyh 之间必须保持一定的关系。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图2-5 电弧静特性为上升形状时电源外特性对电流偏差的影响
图2-6 等速送丝 a）控制系统示意图 b）弧焊电源外特性与电弧静特性
非熔化极弧焊 这种弧焊方法包括钨极
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。
2.1.3.1 对弧焊电源外特性工作区 段形状的要求
焊条电弧焊 在焊条电弧焊中，一般
是工作于电弧静特性的水平段上。采 用下降外特性的弧焊电源，便可以满 足系统稳定性的要求。
熔化极弧焊 熔化极弧焊包括埋弧
焊、混合气体保护焊(MAG)等。这些 弧焊方法，不仅要根据其电弧静特性 的形状，而且还要考虑送丝的方式来 选择合适的弧焊电源外特性工作部分 的形状。
2.1 对弧焊电源外特性的要求
2.1.1 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 U y 与输出的电流稳 定值 I y 之间的关系 Uy f (Iy ) ，称为电源的
外特性。对于直流电源，U y 和 I y 为平均值，
对于交流电源则为有效值。
一般直流电源的外特性方程式为：
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。如果稳态短路电流过大，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。但是，如果短路电流不 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
Uf Uy If Iy
Uf 和If 为电弧电压和电弧电流的稳定值。
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，使得焊接参数重新恢复。
“电源－电弧”系统的稳定条件是 ：
KW
( U f I
U I
y
)
I
f
0
图2-2 “电源—电源”系统电路的电路图
熔化极脉冲弧焊 一般采用等速送丝，
利用“电源一电弧”系统的自身调节作用 来稳定焊接参数，维弧阶段和脉冲阶段分 别工作于两条电源外特性上。根据不同的 焊接工艺要求，脉冲电弧和维弧电弧的工 作点也可以分别在恒压和恒流特性段，或 者任意组合，即所谓可控外特性。
图2-7 变速送丝 a）控制装置示意图 b）弧焊电源与电弧静特性
第2章 对弧焊电源的基本要求
2.1 对弧焊电源外特性的要求 2.2 对弧焊电源调节性能的要求 2.3 对弧焊电源动特性的要求
内容提要
本章阐述了对弧焊电源的基本 要求，着重讨论弧焊工艺对弧焊电 源的空载电压、外特性、调节性能 和动特性的要求。
弧焊工艺对电源的要求
弧焊电源需具备对弧焊工艺的适应性， 即满足弧焊工艺对弧焊电源的下述要求：
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：
交流弧焊电源：为了保证引弧容易和电弧
的连续燃烧，通采用
U y E Iyr0
一般直流电源的外特性
图2-1 一般直流电源的外特性
2.1.2 “电源一电弧”系统的稳定性
在电弧焊接过程中，电源起供电 作用，电弧作为供电对象而用电，从 而构成 “电源一电弧”系统。
所谓“电源一电弧”系统的稳定 性应包含两方面的含义：
1）系统在无外界因素干扰时，能在给 定电弧 电压和电流下，维持长时间的连 续电弧放电，保持静态平衡。
触电危险性较大的环境：直流113V峰值、 交流68V峰值和48V有效值。
触电危险性不大的环境：直流113V峰值、 交流113V峰值和80 V有效值。
对操作人员加强保护的机械夹持焊炬情况 下：直流141V峰值、交流141V峰值和100 V 有效值。
等离子切割：直流500V峰值。
弧焊设备 第1部分：焊接电源 GB15579.1-2004
直流113V峰值 交流113V峰值和80V有效值
直流141V峰值 交流141V峰值和100V有效值
直流500V峰值
2. 综合考虑引弧、稳弧工艺需要，空载 电压通常具体要求如下
弧焊变压器 ：U 0 ≤80 V 弧焊整流器、弧焊逆变器：U 0≤85 V 弧焊发电机 ：U 0 ≤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。
U0 ≥(1．8～2．25) × Uf
焊条电弧焊电源 ：
U0 55 ~ 70V
埋弧焊电源： U0 70 ~ 90V
直流弧焊电源： 直流电弧比交流电弧
易于稳定。但为了容易引弧，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。
1. 在不同工作条件下的额定空载电压不 允许超过其如下规定的安全标准
11条 输出中的 11.1款 额定空载电压（U0）中规定
表11允许的额定空载电压值一览表
条款
工作条件
额定空载电压值
11.1.1 触电危险性较大的 环境
11.1.2 触电危险性不大 的环境
11.1.3 对操作人员加强保护 的机械夹持焊炬
11.1.4
等离子切割
直流113V峰值 交流68V峰值和48V有效值
1）保证引弧容易。 2）保证电弧稳定。 3）保证焊接参数稳定。 4）具有足够宽的焊接参数调节范围。
弧焊电源的电气性能
为满足上述工艺要求，弧焊电源的电气性 能应考虑以下四个方面 ：
1）对弧焊电源空载电压的要求。 2）对弧焊电源外特性的要求。 3）对弧焊电源调节性能的要求。 4）对弧焊电源动特性的要求。
熔化极弧焊可分为两种
根据送丝方式不同，熔化极弧焊可分为两种： （1）等速送丝控制系统的熔化极弧焊 CO2／
MAG、MIG焊或细丝(直径)的直流埋弧焊， 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。
（2）变速送丝控制系统的熔化极弧焊