弧焊电源
工学第章对弧焊电源的基本要求
• 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。
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 ：U0 ≤80 V
U U01 U02
I0
I (4)平外特性
适合于焊条电弧焊
0
I1 I2 I3 I4 I5
I
(5)
1. 焊条电弧焊 电流的调节范围不大，在焊接不同厚度的工件时，电弧
电压一般保持不变，只调节焊接电流。
2. 埋弧焊
If增加时熔深随着增大，要求增大Uf以使熔宽相应增加，从 而保持合适的焊缝几何尺寸．当Uf增大时，则要求U0相应提
Ifmin If (Ie) Ifmax
I
使用下降外特性电源的不同方法的负载特性：
焊条电弧焊、埋弧焊：
If≤600A时，Uw(V)=20+0.04If (V) U
If>600A时，Uw(V)=44(V)。
U0
TIG焊、等离子弧焊：
If≤600A时，Uw(V)=10+0.04If
(V)
Uwe Uw
If>600A时，Uw(V)=34 (V)。
dI
系统的动平衡方程：
Uy(I) Uf(I) L dt
外界干扰电流发生变化： If If Δif
此时：Uy(If
Δif
)
Uf(If
Δif
) L d(If
Δif dtຫໍສະໝຸດ )(1)U
Uf
A1
1
B1
B1′
2
弧焊电源知识点
弧焊电源知识点弧焊电源知识点1.焊接电弧是焊接回路中的（负载）弧焊电源则是为电弧负载提供（电能）并保证（焊接工艺过程）稳定的装置2.有焊接电源供给的，具有一定（电压）的两电极间或电极与母材间，通过气体介质产生的（强烈）而（持久）的放电现象，称为焊接电弧3.焊接电弧的引燃方法有（接触引弧）（非接触引弧）两种，前者主要应用于（焊条电弧焊）（埋弧焊）（熔化极气体保护焊）等，后者主要应用于（钨极氩弧焊）（等离子弧焊）4.当电极材料、电源种类及性和气体介质一定时，电弧电压的大小取决于（电弧长度）5.焊接电弧按其构造可分为（阴极区）（阳极区）（弧柱）三个区6.（气体电离）（阴极电子发射）是电弧产生和维持的必要条件7.电弧的静特性曲线呈（U）它有（3）个不同的区域：当电流较小时，电弧静特性属（下降特性）区，即随着电流增加，电压（减小）；当电流稍大时，电弧静特性属（平特性）区，即随电流变化，电压（几乎不变）；当电流较大时，电弧静特性属（上升特性）区，电压随电流的增加而（增大升高）8.引起电弧偏吹的原因归纳起来有三个，其中一是（焊条偏心产生的偏吹）二是（电弧周围气流产生的偏吹）三是（焊接电弧的磁偏吹）9.造成电弧产生磁偏吹的原因有（导线接地线位置引起的磁偏吹）（铁磁物质引起的磁偏吹）（电弧运动至焊件的端部引起的磁偏吹）10.焊条电弧焊引弧的方法一般有（直击法）（划擦法）两种11.弧焊电源电压有短路时的零值增高到引弧电压值所需要的时间称（电压恢复时间）电弧焊时此事件一般不超过（0.05）s12.焊接电弧的（稳定）性是指电弧保持稳定燃烧的程度13.电弧电压是指（电弧两端之间的电压称为电弧电压）它由（阴极压降）（阳极压降）（弧柱压降）组成14.由于焊条偏心度过大产生的偏吹通常采用（调整焊条角度）的方法来解决15.焊条电弧焊多半工作在静特性的（平特性）区，钨极氩弧焊。
等离子弧焊多半工作在（平特性）区，熔化极氩弧焊、co2气体保护焊、熔化极活性气体保护焊基本上工作在（上升特性）区16.焊机的空载电压越高，电弧燃烧的稳定性（越强），但容易使电焊工（触电）17.直流弧焊电源接回路中，焊接电弧紧靠（负电）极的区域较阴极区，温度为（2130~3230）℃，放出的热量占焊接电弧总热量的（36％）左右。
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
焊接方法与设备常用弧焊电源
焊接方法与设备常用弧焊电源引言弧焊是一种常见的金属连接方法，广泛应用于制造业和建筑业。
在进行弧焊过程中，合适的弧焊电源对焊接质量和效率起着至关重要的作用。
本文将介绍焊接方法与设备中常用的弧焊电源，包括直流弧焊电源和交流弧焊电源。
直流弧焊电源直流弧焊电源是一种常见的焊接电源，适用于多种金属的焊接。
下面将介绍几种常见的直流弧焊电源。
静止特性直流电源静止特性直流电源是一种最常见的弧焊电源。
它的特点是输出电流稳定，容易控制焊接参数。
这种电源适用于一般的焊接工作，尤其适合焊接较小的工件。
反特性直流电源反特性直流电源的输出特性与静止特性直流电源相反，即输出电流随焊接电压的增加而减小。
因此，焊接过程中焊缝呈现出较大的电流波动，这对一些特殊焊接工艺可能有用。
斜变特性直流电源斜变特性直流电源是一种具有多段变压器的弧焊电源，通过选择不同的变压器段，可以实现不同的输出电流特性。
这种电源适用于焊接不同厚度的工件，可以根据需要调整焊接参数。
交流弧焊电源交流弧焊电源是另一种常用的焊接电源，适用于一些特殊的焊接工艺。
下面将介绍几种常见的交流弧焊电源。
交流非自复位电源交流非自复位电源是一种最简单的交流弧焊电源，只有一根焊接电缆。
它的特点是焊接电流仅由电源的正半周提供，适用于对焊缝左侧具有较高要求的焊接工艺。
交流自复位电源交流自复位电源是一种常见的交流弧焊电源，它的输出电流在正负半周均有提供。
这种电源适用于一般的焊接工作。
双源交流电源双源交流电源是一种复杂的交流弧焊电源，它由两个相互补偿的电源组成。
这种电源适用于对焊接工艺要求非常高的特殊焊接工作。
结论在焊接过程中，选择合适的弧焊电源对焊接质量和效率起着至关重要的作用。
直流弧焊电源和交流弧焊电源是常用的弧焊电源类型。
各种类型的弧焊电源具有不同的特点和适用范围，通过选择适合的弧焊电源，可以实现高质量的焊接。
以上对焊接方法与设备中常用的弧焊电源的介绍，希望能对读者有所帮助。
参考文献•《焊接机械与设备手册》•《焊接技术与装备》•《焊接工艺与设备》。
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第1章焊接电弧及其电特性
1.电弧的物理本质、基本的物理现象是什么？维持电弧稳定燃烧的两个基本条件是什么？简述电弧是如何形成和维持。
2.根据能量来源的不同，电离和电子发射分别有哪几种形式？
3.什么叫阴极斑点？其形成的原因是什么？
4.简述接触引弧和非接触引弧的电弧引燃和燃烧过程？
5.焊接电弧由那几个区构成？其压降是如何分布？画出压降分布图。
6.什么是焊接电弧的静特性？解释U形伏安曲线产生原因？
7.电弧的静特性曲线可分为哪几个区段？常用的几种焊接方法（手工焊条、CO2、埋弧焊、氩弧焊），其焊接电弧静特性通常位于哪个区段？
8.交流电弧有什么特点？其连续燃烧的2个条件是什么？写出连续燃烧条件方程式。
9.影响交流电弧稳定燃烧的因素有那些及其影响规律？提高电弧稳定性的措施有哪些？
10.焊接电弧从特性上可分为哪些种类？各种焊接电弧的典型特征是什么？
第2章对弧焊电源的基本要求
1.弧焊工艺对弧焊电源的电气性能提出了哪几方面的要求？
2.电源的外特性的定义是什么？什么是“电源－电弧”系统的稳定性？
“电源－电弧”系统的稳定条件是什么？根据图2-7a，从电压、电流角度解释其
自动恢复到稳定状态的原理。
3.什么是“电源－电弧”的自身调节？根据图2-13b解释其实现调节的原理。
4.手弧焊、钨极氩弧焊、等离子弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊分别要用什么形状的外特性？为什么？
5.手弧焊的理想外特性曲线是什么样的？为什么？
6.弧焊电源为什么要具备调节性能？如何调节？等速送丝气体保护焊为什么通常采用调节等效阻抗的方式来调节外特性？
7.弧焊电源的负载持续率和额定电流值的概念是什么？
8.什么是负载特性？下降外特性和平特性弧焊电源分别有哪些可调参数？
9.弧焊电源的动特性是什么？手弧焊、CO2气体保护焊各自对其电源动特性的有那些要求？
第3章弧焊变压器
1.弧焊变压器有何特点？如何保证电弧连续燃烧？
2.弧焊变压器如何获得下降外特性和调节特性？
3.弧焊变压器主要分为哪几类？它们都有哪些特点？
4.电抗器在弧焊变压器中有什么作用？
5.增强漏磁式弧焊变压器有哪些增强漏磁的方式？
6.动铁心式弧焊变压器如何增强漏磁？欲减小电流调节的下限应采取什么措施？
7.动绕组式弧焊变压器如何增强漏磁？欲增大电流调节范围应采取什么措施？
第4章晶闸管弧焊整流器
1.晶闸管导通和关断条件是什么？结合图4-7，简述三相桥式半控电路的工作原理。
2. 带平衡电抗器的双反星形主电路的优点是什么？结合图4-20、21简述其工作原理。
3. 晶闸管弧焊整流器对与主电路相配的触发电路的要求？触发电路的套数有哪几种选择？选用两套触发电路的主电路应该是什么型式？触发脉冲如何分配？
4. 参照图4－35回答下列问题：
1）该图是什么类型触发电路，图中包括几套触发脉冲发生单元？
2）图中元件VS7和控制电压Uk的作用分别是什么？Uk值是怎样得到的？Uk 值如何实现脉冲移相的？
3）该电路是如何实现触发脉冲同步的？
4）图中TP1、TP2输出的脉冲是如何加到主电路晶闸管上的？
5.根据弧焊电源外特性的闭环控制原理框图（图4-48），回答下列问题：
1）列出此类弧焊电源的外特性方程通式。
写出恒流、恒压外特性方程式。
2）外特性的控制方式通常有几种选择，分别画出其外特性曲线；
3）药皮焊条手弧焊应采取何种控制方式？
第5章弧焊逆变器
1.结合图5-1，试述弧焊逆变器的基本工作原理。
2.试述弧焊逆变器的特点及应用？
3.结合图5-2、图5-3、图5-4试述弧焊逆变器外特性和调节特性的原理。
4.弧焊逆变器的焊接工艺参数调节方法大致有三种调节控制方式，晶闸管弧焊逆变器采用什么方式？
5.晶闸管弧焊逆变器输出直流脉冲电流的获得原理？什么是“在高频基础上的低频调制”？矩形波交流电流的获得原理？
6.IGBT弧焊逆变器输出直流脉冲电流的获得原理？矩形波交流电流的获得原理？。