弧焊電源重點(diǎn)..9頁

1、第一章 焊接電弧及其電特性（填空）焊接電弧的特性：電壓最低，電流最大，溫度最高，發(fā)光最強(qiáng)三種電離：撞擊電離，熱電離，光電離四種電子發(fā)射：熱發(fā)射，光電發(fā)射，重粒子撞擊發(fā)射，強(qiáng)電場作用下的自發(fā)射1.弧焊電源可分為哪幾類？按什么分類？答：（1）弧焊電源及其控制技術(shù)的分類：交流弧焊電源、直流弧焊電源、脈沖弧焊電源、逆變式弧焊電源（2）弧焊電源的控制技術(shù)分類：機(jī)械式控制、電磁式控制、數(shù)字式控制、電子式控制。2弧焊電源的壓降如何分布？答：電弧沿其長度方向分為三個區(qū)：陽極區(qū)、陰極區(qū)、弧柱區(qū)，這三個區(qū)的電壓降分別稱為陽極壓降Uy、陰極壓降Ui、弧柱壓降Uz。它們組成了總的電弧電壓Uf，且Uf=Uy+Ui+Uz

2、。陽極壓降基本不變，而陰極壓降在一定條件下基本上也是固定的數(shù)值，弧柱壓降則在一定氣體介質(zhì)下與弧柱長度成正比。則，弧長不同，電弧電壓也不同。3.弧焊電源的靜特性、動特性是指什么？答：電弧靜特性：電極材料、氣體介質(zhì)、弧長一定的電弧在穩(wěn)定狀態(tài)下，電弧電壓Uf與電弧電流If之間的關(guān)系。Uf=f(If)電弧動特性：在一定的弧長下，當(dāng)電弧電流很快變化的時候，電弧電壓與電流瞬時值之間的關(guān)系為：Uf=f(if)4.焊條電弧焊、埋弧焊、CO2氣體保護(hù)焊得電弧靜特性是怎樣的？答：焊條電弧焊：多半工作在靜特性的水平段。埋弧焊：多半工作在靜特性的水平段。CO2氣體保護(hù)焊：基本上工作在上升段。（虛線的是二氧化碳的，實線

3、的是Ar弧焊的）5.交流電弧有什么特點(diǎn)？為保護(hù)交流電弧連續(xù)燃燒電路參數(shù)應(yīng)當(dāng)怎樣配合？答：特點(diǎn)：a.電弧周期性的熄滅引燃b.電弧電壓和電流波形發(fā)生畸變c.熱慣性作用較為明顯（2）a.交流電弧連續(xù)引燃的條件之一：即當(dāng)t=時，使電弧電流if正好過零點(diǎn)，if=0，從而得到：b.連續(xù)引燃條件之二：即在t=0時，弧焊電源電壓Uy應(yīng)大于電弧引燃電壓Uyh，即：綜上分析：為保證交流電弧連續(xù)燃燒必須保證電路中各項參數(shù)：電源空載電壓U0、電弧電壓Uf及引燃電壓Uyh之間必須保持一定的關(guān)系。即：6.有哪些因素影響交流電弧燃燒的穩(wěn)定性？答：1）空載電壓Uo：Uo越高，電弧越穩(wěn)定。2）引燃電壓Uyh：Uyh越高，引燃電

4、弧越難，電弧越不穩(wěn)定。3）電路參數(shù)：增大L或減小R，均可使電弧趨向穩(wěn)定的連續(xù)燃燒。4）電弧電流：電弧電流越大，電弧的穩(wěn)定性提高。5）電源頻率f：f提高，電弧的穩(wěn)定性提高。6）電極的熱物理性能和尺寸。第二章 焊電源的基本要求1.弧焊工藝對電源電氣性能提出的要求是什么？答：a.對弧焊電源空載電壓的要求b.對弧焊電源外特性的要求c.對弧焊電源調(diào)節(jié)特性的要求d.對弧焊電源動特性的要求2.“電源-電弧”系統(tǒng)的穩(wěn)定條件是什么？如何表示？答：所謂“電源-電弧”系統(tǒng)的穩(wěn)定性應(yīng)包含兩方面的含義：1）系統(tǒng)在無外界因素干擾下，能在給定電弧電壓和電流下維持長時間的連續(xù)電弧放電，保持靜態(tài)平衡，此時應(yīng)有如下關(guān)系：Uf=U

5、y；If=Iy2）當(dāng)系統(tǒng)一旦受到瞬時的外界干擾，破壞了原來的靜態(tài)平衡，造成了焊接參數(shù)的變化。但當(dāng)干擾消失之后，系統(tǒng)能夠自動地恢復(fù)穩(wěn)定平衡，使得焊接規(guī)范重新恢復(fù)。因而，“電源電弧”系統(tǒng)的穩(wěn)定條件是：即：電弧靜特性曲線在工作點(diǎn)上的斜率 必須大于電源外特性曲線在該工作點(diǎn)上的斜率 。3.弧焊電源得外特性是指什么？弧焊電源外特性可分為哪幾種基本形式？如何定量劃分？答：弧焊電源的外特性是指，在電源內(nèi)部參數(shù)一定的條件下，改變負(fù)載時，電源輸出的電壓穩(wěn)定值Uy與輸出的電流穩(wěn)定值Iy之間的關(guān)系為Uy=f(If)弧焊電源外特性形狀的種類a)垂直陡降特性 b)陡降特性 c)緩降特性 d)平特性(恒壓特性) e)平特性

6、(稍上升)(一)下降特性當(dāng)輸出電流在運(yùn)行范圍內(nèi)增加時其輸出電壓隨著急劇下降。1、垂直下降(恒流)特性 垂直下降特性也叫恒流特性。2、緩降特性。3恒流帶外拖特性 工作部分的恒流段，輸出電流基本上不隨輸出電壓變化，但在輸出電壓下降至低于一定值(外拖拐點(diǎn))之后，外特性轉(zhuǎn)折為緩降的外拖段，而且外拖拐點(diǎn)和外拖斜率往往可以調(diào)節(jié)。(二)平特性1)一般隨著電流增大，電弧電壓接近于恒定不變(又稱恒壓特性)或稍有下降，電壓下降率應(yīng)小于7V100A。2）隨著電流的增大，電壓稍有增高，電壓上升率應(yīng)小于7V100A。(三)雙階梯形特性這種特性的電源用于脈沖電弧焊。維弧階段工作于L形特性上，而脈沖階段工作于反L形特性上。

7、由這兩種外特性切換而成雙階梯形特性，或稱框形特性。？4.焊條電弧焊、鎢極氬弧焊、等離子弧焊、埋弧焊、CO2焊各用什么形狀的弧焊電源外特性？答：焊條電弧焊：可用下降特性中的緩降特性或恒流帶外拖性的電源。鎢極氬弧焊：可用垂直下降（恒流）特性的電源。等離子弧焊：可用下降特性中的垂直下降（恒流）特性的電源。埋弧焊：可用下降特性中的緩降特性或平特性中的恒壓特性電源。CO2焊：可用下降特性中的緩降特性的電源。5.弧焊電源為什么要具備調(diào)節(jié)性能？如何調(diào)節(jié)？弧焊電源的負(fù)載持續(xù)率和額定電流得含義是什么？答：（1）弧焊電壓和電流是由電弧靜特性與弧焊電源外特性曲線相交的一個穩(wěn)定工作點(diǎn)決定的。同時，對應(yīng)于一定的弧長，只

8、有一個穩(wěn)定工作點(diǎn)。因此，為了獲得一定范圍所需的焊接電流和電壓，弧焊電源的外特性必須可以均勻調(diào)節(jié)，以便與電弧靜特性在許多點(diǎn)相交，從而得到一系列的穩(wěn)定工作點(diǎn)。（2）（3）負(fù)載持續(xù)率FS：表示負(fù)荷狀態(tài)，即長時間連續(xù)通電還是間歇通電。FS=負(fù)載持續(xù)運(yùn)行時間t（負(fù)載持續(xù)運(yùn)行時間t+休止時間）×100%=tT×100%式中：T為弧焊電源的工作周期，它是負(fù)載持續(xù)運(yùn)行時間t與休止時間之和。額定電流Ie：在規(guī)定的境條件下，按額定負(fù)載持續(xù)率FS規(guī)定的負(fù)載狀態(tài)工作，即在符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫升限度下所允許的輸出電流值。6.弧焊電源的動特性是指什么？答：所謂弧焊電源動特性，是指弧焊負(fù)載狀態(tài)發(fā)生突然變化時

9、，弧焊電源輸出電壓與電流的響應(yīng)過程，可以用弧焊電源的輸出電流和電壓對時間的關(guān)系來表示，即：Uf=f(t),if=f(t)，它說明弧焊電源對負(fù)載瞬變的適應(yīng)能力。第三章 弧焊變壓器（判斷題）弧焊變壓器是一類特殊的降壓變壓器1.弧焊變壓器如何保證電弧連續(xù)？弧焊變壓器有何特點(diǎn)？答：（1）適當(dāng)提高弧焊變壓器的空載電壓，使焊接電路有一定電感，采用穩(wěn)弧裝置。（2）特點(diǎn)：a.為了穩(wěn)弧要有一定的空載電壓和交大的電感b.主要用于焊條電弧焊、埋弧焊和鎢極氬弧焊，應(yīng)具有下降的外特性c.為了調(diào)節(jié)弧焊電流、電壓，外特性應(yīng)可調(diào)。2.弧焊變壓器得空載電壓、外特性及調(diào)節(jié)特性是如何獲得？答：（1）空載電壓：在一次繞組上施加電壓U

10、1，產(chǎn)生了空載電流I0和磁通1。1中的一部分經(jīng)鐵心閉合的為空載主磁通0，另一部分經(jīng)空氣閉合的為空載漏磁通L0，0分別與W1、W2(一次、二次繞組)耦合，各產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E10、E20，在二次輸出端輸出空載電壓U0。電磁關(guān)系為：（2）外特性：電磁關(guān)系為：經(jīng)推導(dǎo)得二次回路負(fù)載為具有感抗的電抗器和電弧時，弧焊變壓器的外特性方程式為： Uf=U0jI2(X1´+X2+XK)I2(R1´+R2+RK) (1)令X1´+ X2=XL-變壓器總漏抗，而只R1、R2、RK值較小可以忽略，且I2=If(If為負(fù)載電流或電弧電流)則有：Uf=U0jIf(XL +XK) (2)令XL

11、+XKXZ，于是Uf=U0jIf XZ (3)1)式(1)、(2)或式(3)是弧焊變壓器的電壓平衡方程式，也是弧焊變壓器的外特性方程式。？3.弧焊變壓器主要分為哪幾類？它們都有哪些特點(diǎn)？答：(一)串聯(lián)電抗器式由正常漏磁(漏磁很少，可忽略)的變壓器串聯(lián)電抗器構(gòu)成，按結(jié)構(gòu)不同又分為：1分體式 變壓器和電抗器是獨(dú)立的個體。2同體式 變壓器與電抗器鐵心組成一體，二者之間非但有電的串聯(lián)，還有磁的聯(lián)系。(二)增強(qiáng)漏磁式在這類變壓器中人為地增大了自身的漏抗，而無需再串聯(lián)電抗器。按增強(qiáng)和調(diào)節(jié)漏抗的方法不同又可分為：1動鐵心式 在一、二次繞組間設(shè)置可動的磁分路，以增強(qiáng)和調(diào)節(jié)漏磁。 2動繞組式 通過增大一、二次繞

12、組之間距離來增強(qiáng)漏磁，改變繞組之間距離以資調(diào)節(jié)。3抽頭式 也是將一、二次繞組分開來增加漏磁，通過繞組抽頭改變繞組匝數(shù)來調(diào)節(jié)漏抗。第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器1.簡述硅弧焊整流器得分類、各自得結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其用途。答：硅弧焊整流器的分類（1）有電抗器的硅弧焊整流器a.無反饋磁放大器式 b.外反饋磁放大器式 c.全部內(nèi)反饋磁放大器式 d.部分內(nèi)反饋磁放大器式 （2）無電抗器的硅弧焊整流器a.主變壓器為正常漏磁的主要用于CO2氣體保護(hù)焊及其它熔化極氣體保護(hù)焊，按調(diào)節(jié)空載電壓的方法不同，又分為抽頭式、輔助變壓器式和調(diào)壓器式；b.主變壓器為增強(qiáng)漏磁的按增強(qiáng)漏磁的方法不同，可分為動線圈式、動鐵心式和抽

13、頭式。雙鐵心式磁放大器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（a）WA和WC各自串聯(lián)，（b）WC為串聯(lián)，WA為并聯(lián)連接；連接的原則是使兩個WC串聯(lián)時，使它們的交流感應(yīng)電動勢相互抵消。全部內(nèi)反饋磁放大器（自飽和電抗器）式弧焊整流器特點(diǎn):WA繞組中的電流是方向不變的半波脈動電流，聯(lián)接的原則是使A與C的方向一致。 A由輸出電流If流過WA所產(chǎn)生，其作用是加強(qiáng)C，于是交流工作繞組WA就兼起電流正反饋繞組的作用。因為Nfk就是WA本身，Ifk也就是If，因而Kfl，故稱之為全反饋磁放大器。又由于采用內(nèi)反饋，所以還可稱為自飽和電抗器。2.簡述抽頭式硅弧焊整流器得工作原理、特點(diǎn)和用途。答：由主變器T、整流器UR和輸出電抗器Lk組成。主

14、變壓器是正常漏磁的一般三相降壓變壓器，所以漏磁很小，可以獲得接近水平的外特性。一次繞組設(shè)有若干抽頭，以便改變一次繞組匝數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)電壓。抽頭式弧焊整流器通過換接一次或二次繞組的匝數(shù)而改變弧焊整流器的輸出電壓。由于一次繞組導(dǎo)線較細(xì)，設(shè)置抽頭比較容易，故常采用一次繞組抽頭調(diào)節(jié)輸出電壓。有時為了擴(kuò)大輸出電壓調(diào)節(jié)范圍，也配合以二次繞組抽頭，作為粗調(diào)。這種配合調(diào)節(jié)方式為有級調(diào)節(jié)。特點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省材料，易于制造，使用可靠；2）具有平的外特性，空載電壓較低，有時難以引??；3）調(diào)節(jié)電壓是有級的，且不宜在負(fù)載的情況下調(diào)節(jié)，不能遙調(diào)；4）對電網(wǎng)電壓波動的影響不能采取補(bǔ)償措施。應(yīng)用于細(xì)絲二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊3.

15、硅弧焊整流器中磁放大器得作用是什么？答：磁放大器哎硅弧焊整流器中是作為控制和調(diào)節(jié)元件，通過它控制外特性形狀、調(diào)節(jié)外特性，從而調(diào)節(jié)電弧電流或電弧電壓。4.簡述部分內(nèi)反饋磁放大器獲得不同形狀得外特性得原理，如何實現(xiàn)調(diào)節(jié)特性？能否把它改裝成無反饋和全反饋式磁放大器？為什么？答：（1）圖4-43 內(nèi)橋式磁放大器磁狀態(tài)圖在磁化曲線上，IcNc決定起始工作點(diǎn)，而加磁電流的變化量（If-In），去磁電流的變化量為In，電流的變化幅度顯然介于無反饋和全反饋之間。如Ic較小時，起始工作點(diǎn)在非飽和區(qū)，負(fù)載電流增加時，磁通變化和電壓降較大，獲得下降特性。這樣，由于加磁電流的增加幅度在無反饋和全反饋之間，外特性和無反

16、饋式相似。如Ic較大時，起始工作點(diǎn)在過渡區(qū)（接近飽和區(qū)），負(fù)載電流較小時，磁通的變化較為顯著，獲得下降的外特性；隨著負(fù)載電流的增加，右邊工作點(diǎn)進(jìn)入了飽和區(qū)，左邊工作點(diǎn)仍在過渡區(qū)，獲得較為平緩的外特性；負(fù)載電流很大時，左邊工作點(diǎn)進(jìn)入非飽和區(qū)，獲得較陡的外特性。如圖圖4-44內(nèi)橋磁放大器式弧焊整流器外特性（2）部分內(nèi)反饋磁放大器式硅弧焊整流器因為有負(fù)半周電流的去磁作用，與無反饋式磁放大器類似，可以獲得下降外特性，改變電阻阻值，可改變外特性下降的陡度。與全反饋和無反饋式相比，它更具有靈活性。改變內(nèi)橋電阻阻值，可改變外特性下降的陡度。當(dāng)Rn=，即將內(nèi)橋斷開，則變成全反饋式磁放大器，外特性接近于平的。當(dāng)

17、Rn=0，即內(nèi)橋為一根導(dǎo)線，則變成了交流繞組并聯(lián)的無反饋式磁放大器，可獲得陡降外特性（但是，交流繞組并聯(lián)的無反饋式磁放大器存在短路環(huán)流，電磁慣性較大，動特性不如串聯(lián)時好）。第五章 晶閘管弧焊整流器1.晶閘管開通和關(guān)斷的條件是什么？答：晶閘管正常導(dǎo)通的條件： 1）晶閘管陽極和陰極之間施加正向陽極電壓，UAK>0 2）晶閘管門極和陰極之間必須施加適當(dāng)?shù)恼蛎}沖電壓和電流， UGK>0晶閘管導(dǎo)通后，控制極便失去作用。依靠正反饋，晶閘管仍可維持導(dǎo)通狀態(tài)。晶閘管的關(guān)斷條件：只需將流過晶閘管的電流減小到其維持電流以下，可采用：陽極電壓反向；減小陽極電壓，增大回路阻抗 2.晶閘管弧焊電源的組成和

18、特點(diǎn)是什么？答：組成：主電路由三相主變壓器T、晶閘管組V和輸出直流電感L組成。二極管組VD合限流電阻R構(gòu)成維弧電路。控制電路由給定電路G、檢測電路M、比較電路和觸發(fā)電路組成。特點(diǎn)：a.控制性能好b.動特性好c.調(diào)節(jié)性能好d.節(jié)能、省財3.晶閘管式弧焊整流器主電路形式、工作原理及其特點(diǎn)是什么？答：電路形式：有三種：三相橋式半控電路、三相橋式全控電路、帶平衡電抗器雙反星形電路（1）三相橋式半控電路：工作原理：電路特點(diǎn)：1）線路比較簡單、可靠、經(jīng)濟(jì)和較易調(diào)試；2）調(diào)至低電壓或小電流時波形脈動較明顯，需配備大電感量（2）三相橋式全控電路工作原理：電路特點(diǎn)：1、每周有6個波峰，脈動較小，配用的輸出電感量

19、也較??；2、6只晶閘管，6套觸發(fā)電路，電路復(fù)雜，調(diào)試和維修困難。（3）帶平衡電抗器雙反星形電路工作原理：電路特點(diǎn)：1)它相當(dāng)于兩組三相半波整流電路并聯(lián)。2)有六個晶閘管，觸發(fā)電路比三相橋式半控整流電路的要復(fù)雜，但比三相橋式全控整流電路的簡單。3)整流電壓波形為每個周波六個波峰，其脈動程度比三相橋式半控電路的小。4)需用平衡電抗器，且為保證電路能正常工作，其鐵心不宜飽和。3.移相觸發(fā)電路由哪幾部分電路組成？按器件可以分成哪幾類？答：組成：同步電路、脈沖形成電路、脈沖移相和放大電路等分類：單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，晶體管觸發(fā)電路，數(shù)字式觸發(fā)電路和集成觸發(fā)電路等幾種。4.移相觸發(fā)器觸發(fā)信號傳輸方式有哪幾種

20、？答：電磁耦合、光電耦合、直接傳輸5.試述晶閘管弧焊電源外特性、調(diào)節(jié)特性的控制原理。答：第六章 弧焊逆變器？1.什么叫弧焊逆變器？按功率開關(guān)器件不同可分為哪幾類？各有什么結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)？答：（1）弧焊逆變器：直流（DC）交流（AC）之間的變換稱為逆變，實現(xiàn)這種變換的裝置就稱為逆變器，為焊接電弧提供電能，并具有弧焊工藝所要求電氣性能的逆變器，被稱為弧焊逆變器（2）分類：按不同的大功率開關(guān)器件分類： 1）晶閘管（SCR）式弧焊逆變器。 2）晶體管（GTR）式弧焊逆變器。 3）場效應(yīng)管（MOSFET）式弧焊逆變器。4）IGBT式弧焊逆變器。 5）其它：隨著新功率開關(guān)器件的出現(xiàn)，還可分為IGHT式、

21、GTO式、SITH式、MCT式、MGT式弧焊逆變器等等。（3）晶閘管式弧焊逆變器特點(diǎn)：1）采用大功率品閘管作為開關(guān)元件 2）具有一般弧焊逆變器共同的特點(diǎn)晶體管式弧焊逆變器特點(diǎn)1）逆變器的工作頻率較高 工作頻率達(dá)16kHz以上（一般為20kHz），因而既無噪聲的影響，又有利于進(jìn)一步減輕重量和減小體積。2）采用“定頻率調(diào)脈寬”（PWM）的方式 無級調(diào)節(jié)焊接規(guī)范參數(shù)，不必分檔粗調(diào)，操作方便。3）控制性能比較好 場效應(yīng)管式弧焊逆變器特點(diǎn)：2.綜述逆變主電路的基本原理，與其他類型的弧焊電源比較它有什么特點(diǎn)？為什么有這些特點(diǎn)？說明它們的應(yīng)用范圍？答：(1)基本原理：特點(diǎn)：a.高效節(jié)能 b. 重量輕、體積小

22、c. 電氣性能優(yōu)良d. 具有良好的弧焊工藝性能 （3）幾乎可取代現(xiàn)有的一切弧焊電源，用于焊條電弧焊和TIG焊、MAGC02/MIG/藥芯焊絲焊、等離子弧焊與切割、埋弧自動焊、機(jī)器人焊接等各種弧焊方法，焊接各種金屬材料及其合金，特別是用在工作空間小、高空作業(yè)、需較多移動焊機(jī)、用電緊缺等等場合。3.弧焊逆變器有哪幾種調(diào)制方式？那些比較常用？綜述PWM技術(shù)在弧焊逆變器的作用。答：（1）a.定脈寬調(diào)頻率(PFM) 脈沖電壓寬度不變，通過改變逆變器的開關(guān)頻率來形成外特性曲線形狀、調(diào)節(jié)特性（調(diào)節(jié)工藝參數(shù)大?。┖洼敵雒}沖波形。 b.定頻率調(diào)脈寬(PWM) 脈沖電壓頻率不變，通過改變逆變器開關(guān)脈沖的脈寬比(占

23、空比)來形成外特性曲線形狀、調(diào)節(jié)特性（調(diào)節(jié)工藝參數(shù)大小）和輸出脈沖波形。 c.混合調(diào)節(jié) 定脈寬調(diào)頻率和定頻率調(diào)脈寬兩種體制結(jié)合起來調(diào)節(jié)。（2） 常用PWM調(diào)節(jié)方式的有：晶體管式弧焊逆變器、場效應(yīng)管式弧焊逆變器、IGBT式弧焊逆變器常用PFM調(diào)節(jié)方式的有：晶閘管式弧焊逆變器（3）作用：4.IGBT式弧焊逆變器有哪些逆變主電路基本形式？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：（1）單端正激式：電路結(jié)構(gòu)簡單，無開關(guān)器件的“直通”問題和變壓器的偏磁問題。缺點(diǎn)是磁心利用率不高，輸出功率不高，適合中小功率。 （2）半橋式：功率開關(guān)器件少，驅(qū)動簡單，成本低。變壓器利用率比單端式輸出高，易輸出較大功率，而相對于全橋方式而言，電路結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試相對容易，具有很強(qiáng)的抗不平衡能力，