现代弧焊电源及其控制 复习题
弧焊电源复习题
*2.焊接电弧的静特性：一定长度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。
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：uf=f （if ）。
电流变化速度愈小，静、动特性曲线就愈接近。
3.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。
4.钨极交流氩弧焊接铝时，在负极性的半周时叠加高电压。
*5.哪些因素影响交流电弧的稳定燃烧？采用何种措施稳弧？答：电弧连续燃烧条件方程式为：4212220π+≥f yh f U U U U ，因此影响交流电弧稳定燃烧的因素有：1.空载电压U 02.引燃电压U yh 3.电路参数4.电弧电流 5.电源频率f6.电极的热物理性能和尺寸。
措施：提高弧焊电源频率；提高电源的空载电压；改善电弧电流波形；叠加高压电。
7.交流电弧的功率（有功功率）是指交流电弧在半个周期（π）内的平均功率。
交流电弧的功率因数ƛf 是交流电弧的有功功率Pf 与电弧电压和电弧电流有效值乘积之比值，即：ƛf=Pf/（Uf*If ）*8.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 Uy 与输出的电流稳定值Iy 之间的关系 Uy=f(Iy),称为电源的外特性（静特性）。
弧焊电源的动特性是指电弧负载状态发生突然变化时，弧焊电源输出电压与电流的响应过程，可以用弧焊电源的输出电流与电压对时间的关系表示：uf=f （t ），if=f （t ）。
9.弧焊工艺对弧焊电源的要求：保证引弧容易；保证电弧稳定；保证焊接规范稳定；具有足够宽的焊接规范调节范围。
*10.电源——电弧系统的稳定条件：定性分析：电弧静特性曲线在工作点上的斜率 必须大于弧焊电源外特性曲线在该工作点上的斜率 。
11.陡降外特性和平外特性的优点和缺点：1.优点：焊接电流偏差小，焊接参数稳定，电弧弹性好。
缺点：垂直下降特性时引弧困难，熔滴过渡困难；过于平缓时短路电流过大，飞溅大，电弧不稳定，电弧弹性差。
《弧焊电源》复习资料
《弧焊电源》复习资料第一章名词解释焊接电弧的基本物理现象：气体的电离和电子发射1.气体原子的电离：并使电子全然瓦解原子核的束缚，构成离子和自由电子的过程。
2.热电离：高温下，具备低动能的气体原子或分子互相相撞而引发的电离。
3．热发射：物质的固体或液体表面受热后，其中某些电子具有大于逸出功的能量而逸出到表面外的空间去的现象。
4.电子升空：在阴极表面的原子或分子，拒绝接受外界的能量而放出自由电子的现象。
5.冲压电弧静特性：一定长度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，沦为冲压电弧静特性。
6.焊接电弧动特性：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uf=f(if)7.弧焊电源外特性：在电源参数一定的条件下，发生改变功率时，电源输入的电压平衡值uy与输入的电流平衡值iy之间的关系uy=f(iy)，称作电源外特性。
8.强电场作用下的自发射：物质的固体或液体表面，虽然温度不高，但当存在强电场并在表面附近形成较大的电位差时，使阴极有较多的电子发射出来，这就称为强电场作用下的自发射。
9.碰触引弧：在弧焊电源拨打后，电极与工件轻易短路碰触，随后打响，从而把电弧点燃出来。
10.非接触引弧：指在电极和工件之间存在一定间隙，施以高电压来击穿间隙，使电弧引燃。
11．负载持续率：fs=负载持续运行时间t／（负载持续运行时间t+休止时间）*100%12.弧焊电源调节性：弧焊电源满足不同的工作电压、电源的需求的可调节性。
1.焊接电弧物理现象：气体的电离和电子发射。
2.气体原子电离的三种形式：喷发电离、热电离、光电距。
3.电子发射的四种形式：热发射、光电发射、重粒子撞击发射、强电场作用下的自发射。
逸出功：电子发射所需的能量，约为电离能的1|2~1|4.4.电弧的三个组成部分及电位分布。
电弧存有三个部分形成：阴极区、阳极区、弧柱区。
阳极区存在阳极压降：基本上与电流无关，近似为一常数。
现代弧焊电源及控制复习总结
焊接（welding ）的概念 所谓焊接是指通过适当的手段，使两个分离的物体（同种或异种材料）产生原子（或分子）间结合而连接成一体的连接方法。
1..弧焊电源的分类 ➢ 机械调节式： （1）动铁式；（2）动圈式；（3）抽头式。
➢ 电磁调节式 ➢ 电子控制式： （1） 整流式；（2）逆变式；（3）数字式。
2.常用弧焊电源的特点 （1）机械调节式； （2） 电子控制式 3. 气体的电离 气体的电离方式： （1）热电离； （2）场致电离； （3） 光电离；(4) 碰撞电离。
4.电极的电子发射 （1）热发射；（2）电场发射；（3）光发射；（4）粒子碰撞发射。
● 焊接电弧的引燃 1.接触引弧 (1)接触回抽法 （2）划擦引弧法 2.非接触引弧 a) 高压脉冲引弧 b) 高频高压引弧 Uf=UA+UC+UK 焊接电弧最小电压原理 ● 焊接电弧的静特性 一定长度的电弧在稳定状态下，电弧电压与电弧电流之间的关系，称为焊接电弧的静态伏安特性，简称伏安特性或静特性。
● 交流电弧的特点： 1、焊接电流周期性过零，电弧存在着熄灭和再引燃问题。
2、保证电弧稳定和可靠的再引燃是交流弧焊电源的关键任务。
非熔化极焊接电弧负载特性(TIG/Plasma arc) Φ非熔化极电弧焊接（TIG 和Plasma)，在焊接过程中电极不熔化，也没有金属熔滴过渡。
Φ由于没有熔滴过渡和飞溅问题，因此对电源的动态性没有要求。
Φ稳定焊接电流是关键，常采用恒流外特性的电源。
熔化极焊接电弧的负载特性（MIG/MAG arc)?熔化极电弧焊，作为电极的焊丝（条）不断熔化并过渡到焊接熔池中去。
由于电极熔化和熔滴过渡，弧长和弧压都会发生周期性波动。
?要保证电弧稳定，弧焊电源外特性要和送丝系统相匹配。
?熔化极焊接电弧是一个变化极快的动负载，需要对弧焊电源的动态特性提出要求。
弧焊电源的外特性是指在规定范围内，弧焊电源稳态输出电压U y 与输出电流I y 的关系。
弧焊电源及数字化控制复习资料7页word文档
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U i，阳极区U y压降U Z。
它们组成总的电弧电压U f，即：U f=U i+U y+U Z，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。
弧焊电源复习资料
一、名词解释1.弧焊电源的控制：是对弧焊电源电气性能的静动太特性与参数进行控制和调节。
2.接触引弧：是弧焊电源接通后，电极（焊条或焊丝）与工件直接短路接触，随后拉开，从而把电弧引燃起来。
3.非接触引弧：指在电极与工件之间存在一定间隙，施以高电压来击穿间隙，使电弧引燃。
常用引弧器才能实现，有高频高压引弧和高压脉冲引弧。
4.焊接电弧的动特性：指一定的弧长下，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：)(f f i f U =5. 热惯性：随着电流的增加，使电弧的空间温度升高，但是电弧空间温度变化总是滞后与电流增加的现象。
6.交流电弧的功率：是指交流电弧在半个周期内的平均功率，又称为有功功率。
即：t f f f dw i u f P ππ01=7.交流电弧的功率因数：指交流电弧的有效功率与电弧电压和电弧电流有效值乘积之比值。
既：F f ff I u p =λ8.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y U 与输出电流稳定值y I 之间的关系。
)(y y I f U =9.电弧弹性好：若弧焊电源外特性下降陡度大，弧长变化引起电流变化小，则允许弧长有较大程度的拉长却不致使电流小于这个限度而熄弧，既为电弧弹性好。
10.电源调节性能：弧焊电源能满足不同的工作电压，电流需求的调节性能称为电源调节性能，通过电源外特性的调节来实现的。
11.弧焊电源的动特性：是指电弧负载状态发生突然变化时，弧焊电源输出电压和电流额响应过程，用弧焊电源的输出电流和输出电压对时间的关系表示：)(t f U f = )(t f i f =说明弧焊电源对负载瞬变嗯适应能力。
12.弧焊逆变器：为焊接电弧提供电能，并具有弧焊工艺所要求的电气性能的逆变器。
称为弧焊逆变器13.一元化参数调节：根据焊接材料和焊丝直径的不同，将电源电压给定电压信号依据一定的比例变换为送丝电动机的控制电压，使送丝速度随着焊接电源输出电压的增大而增大，从而使电流随之增大。
弧焊电源及控制重点题
弧焊电源及控制重点题孔令杰版本第一章1．在电弧燃烧过程中会伴随着哪些物理过程？在电路中电弧是什么样的负载属性？答：物理过程：气体原子的激发、电离和电子发射、负离子的产生、正离子和电子的复合负载属性：电弧是一段导体，是一种气体的放电现象，其负载属性分为分为静特性与动特性，对于不同的焊接方法，其电弧的属性不同，一般静特性呈U形。
2．电离、阴极电子发射有哪些方式？何谓电离能、电子逸出功，两者对电弧的稳定性有何影响？答：方式：撞击电离、热电离、光电离电子发射方式：热发射、光电发射、重离子撞击发射、强电场作用下的自发射电力能：原子形成正离子所需的能量称为电离能电子逸出功：电子发射所需的能量称为逸出功影响：电离能或电子逸出功越小，电弧的导电性能就越好，电弧越稳定。
3．焊接电弧的引燃有哪两种方式，分别在什么情况下应用？答：方式：接触引弧、非接触引弧应用：接触引弧：焊条电弧焊、熔化及气体保护焊和埋弧焊非接触引弧：钨极氩弧焊和等离子弧焊4．焊接电弧在物理结构上可分为哪几个区，各区域有何特点？答：三个区：阳极区、阴极区、弧柱区特点：在阴极区和阳极区，电位分布曲线的斜率很大，而在弧柱区则较平缓，并可认为是均匀分布的；可近似的认为阳极区和阴极区压降基本不变，而弧柱区压降在一定气体介质中与弧长成正比。
5．何谓电弧的静特性、动特性，如何解释电弧的静特性曲线？焊接电弧的静特性曲线会受到哪些因素的影响？ 1 孔令杰版本答：静特性：一定长度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，称为~~ 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于焊接电弧是非线性负载，电弧电压与电流之间不是正比例关系，所以当电弧电流从小到大在很大范围内变化时，电弧的静特性曲线呈U形曲线，又成U形特性。
影响因素：阴极电子的发射能力、阴极尺寸大小、阴极斑点的电流密度、弧柱长度、弧柱区的气相成分和弧柱的电导率等。
现代弧焊电源及控制复习总结
焊接（welding ）的概念 所谓焊接是指通过适当的手段，使两个分离的物体（同种或异种材料）产生原子（或分子）间结合而连接成一体的连接方法。
1..弧焊电源的分类 ➢ 机械调节式： （1）动铁式；（2）动圈式；（3）抽头式。
➢ 电磁调节式 ➢ 电子控制式： （1） 整流式；（2）逆变式；（3）数字式。
2.常用弧焊电源的特点 （1）机械调节式； （2） 电子控制式 3. 气体的电离 气体的电离方式： （1）热电离； （2）场致电离； （3） 光电离；(4) 碰撞电离。
4.电极的电子发射 （1）热发射；（2）电场发射；（3）光发射；（4）粒子碰撞发射。
● 焊接电弧的引燃 1.接触引弧 (1)接触回抽法 （2）划擦引弧法 2.非接触引弧 a) 高压脉冲引弧 b) 高频高压引弧 Uf=UA+UC+UK 焊接电弧最小电压原理 ● 焊接电弧的静特性 一定长度的电弧在稳定状态下，电弧电压与电弧电流之间的关系，称为焊接电弧的静态伏安特性，简称伏安特性或静特性。
● 交流电弧的特点： 1、焊接电流周期性过零，电弧存在着熄灭和再引燃问题。
2、保证电弧稳定和可靠的再引燃是交流弧焊电源的关键任务。
非熔化极焊接电弧负载特性(TIG/Plasma arc) Φ非熔化极电弧焊接（TIG 和Plasma)，在焊接过程中电极不熔化，也没有金属熔滴过渡。
Φ由于没有熔滴过渡和飞溅问题，因此对电源的动态性没有要求。
Φ稳定焊接电流是关键，常采用恒流外特性的电源。
熔化极焊接电弧的负载特性（MIG/MAG arc)?熔化极电弧焊，作为电极的焊丝（条）不断熔化并过渡到焊接熔池中去。
由于电极熔化和熔滴过渡，弧长和弧压都会发生周期性波动。
?要保证电弧稳定，弧焊电源外特性要和送丝系统相匹配。
?熔化极焊接电弧是一个变化极快的动负载，需要对弧焊电源的动态特性提出要求。
弧焊电源的外特性是指在规定范围内，弧焊电源稳态输出电压U y 与输出电流I y 的关系。
弧焊电源及数字化控制复习题
1、电源按照控制技术分为哪些？每种类型各举一例。
1）交流弧焊电源弧焊变压器矩形波弧焊电源2）直流弧焊电源直流弧焊发电机弧焊整流器3）脉冲弧焊电源与焊接方法结合使用4)逆变式弧焊电源 IGBT式逆变式弧焊电源控制方式：机械式控制、电磁式、电子式、数字式（单片机控制、PLC/PLD控制、ARM 、DSP ）2、脉冲弧焊电源的特点是什么？适用于哪些方面的焊接？脉冲弧焊电源的特点是电源输出电流是周期性变化的，脉冲频率、脉冲电流等脉冲参数可调。
调节脉冲参数可以调节焊接工件的热输入量、焊丝的熔滴过渡形式等，有利于对热输入比较敏感的材料、薄板和全位置的焊接。
故大部分弧焊电源中都包含脉冲弧焊电源。
、什么是焊接电弧？电弧中最基本的物理现象是什么？焊接电弧是一种强烈的持久的气体放电现象，是气体放电的一种形式。
气体的电离和电子的发射时电弧中最基本的物理现象。
、什么是焊接电弧的静特性？静特性曲线的形状是什么？常用电弧焊接方法的电弧特性曲线是什么形状？一定长度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，称为焊接电弧的静态伏安特性，简称伏安特性或静特性，其曲线形状类似于U型，可称之为U形曲线。
包括下降特性、平特性、上升特性三部分曲线形状。
不同的焊接方法，在其正常使用范围内，其电弧静特性曲线只是整个电弧“U”形静特性曲线的某一部分。
常用电弧焊接方法的电弧特性如下：焊条电弧焊、埋弧焊等焊接电弧基本工作在电弧静特性的水平段；TIG焊、微束等离子弧焊、等离子弧焊的焊接电弧也基本工作在电弧静特性的水平段，但当电流很小时，如微束等离子弧焊、微束TIG焊的焊接电弧则工作在电弧静特性的下降段；熔化极气体保护焊（MIG焊或CO2焊等）和水下焊接等焊接电弧基本上工作在电弧静特性的上升段。
、什么是焊接电弧的动特性？焊接电弧存在动特性的本质原因是什么？一定弧长的电弧，当电弧电流以很快速度连续变化时，电弧电压瞬时值与电流瞬时值之间的关系称为电弧动态伏安特性，简称为电弧动特性。
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弧焊复习题
机械调节型弧焊电源的特点是借助于机械装置实施弧焊电源外特性的调节。
焊接电弧的引燃方式有接触和非接触引弧。
平特性电源的特点是电源输出电流变化时，输出电压基本不变或稍有下降，甚至稍有提高。
铁磁物质能被磁化的原因是在它内部存在着许多很小的被称为磁畴的天然磁化区。
在室温（25°C）下，每个IGBT开关管最大允许的耗散功率，称为IGBT的最大功耗，用P CM表示，它是由管子的额定结温和热阻决定的。
晶闸管整流电路的型式主要有三相半控桥式、三相全控桥式、六相半波可控和带平衡电抗器的双反星形可控整流电路。
专用晶闸管集成触发器的特点有体积小、温漂小、性能稳定可靠、移相线性度好。
晶体管式、场效应当晶体管式以及IGBT式逆变弧焊电源中的逆变电路基本型式是单端式、半桥式、全桥式、推挽式。
数字化弧焊电源不但采用数字控制技术，而且应用了系统总路线技术、网络技术。
负载电流在并联的电源中按与阻抗成反比的原则分担。
三相桥式全控整流电路的输出电压每周有六个波峰，脉动较小。
绝缘栅双极型晶体管简称：IGBT
抽头式弧焊变压器是一种增强漏磁式的弧焊变压器，没有动铁心，也没有可活动的绕组。
弧焊电源——指电弧焊机中，供给焊接电弧电能，并具有适宜电弧焊工艺所需电气特性的设备。
电源自然输出特性——指在无反馈控制的开环条件下，电子功率开关的通断时间比率保持不变，电源输出的特性。
波形控制——指在焊接过程中，根据焊接过程不同阶段、不同情况采用不同的给定量对弧焊电源的输出电流、电压，以及电流或电压的变化率进行实时控制。
PFM控制——即脉冲频率控制方式，也就是“定脉宽调频率”控制方式，在脉冲宽度保持不变的条件下，通过改变脉冲频率来调节逆变器的输出。
数字化弧焊电源的特点：
答：（1）柔性化控制和多功能的集成；（2）控制精度高；（3）稳定性好；（4）产品的一致性好；（5）焊机功能升级方便。
1、弧焊变压器的特性：
答：1）根据焊接电弧特性以及焊接工艺的要求，有外特性；
2）它是交流电弧，为了使电弧易于引燃并能保证交流电弧的稳定燃烧，要求弧焊电源应具有足够高的空载电压，并且在焊接回路中有足够大的感抗；3）为了满足弧焊变压器调节性能，要求焊接回路的感抗值能够调节。
4、交流方波弧焊电源的主要类型
答：1）晶闸管加直流电抗器式，极性变换时的电流上升速度一般可达120A/100µS，但电流下限较大；2）逆变式交流方波弧焊电源，极性变换时的电流上升速度一般可达100A/20µS ，焊接电弧稳定。
晶闸管式弧焊整流器的特点：1）动特性好；2）控制性能好；3）省材节能；4）噪声小；5）电路较复杂。
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