弧焊電源教案ppt課件

1、1主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容 緒論緒論 (2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)) 概念概念,分類分類,開展簡(jiǎn)史，現(xiàn)狀及開展趨開展簡(jiǎn)史，現(xiàn)狀及開展趨勢(shì)勢(shì),要求要求 第一章第一章 對(duì)弧焊電源的根本要求對(duì)弧焊電源的根本要求(4學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)) 外特性外特性, 調(diào)理特性調(diào)理特性, 動(dòng)特性動(dòng)特性 第二章第二章 晶閘管式弧焊整流器晶閘管式弧焊整流器 (8學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)) 組成組成, 主電路任務(wù)原理主電路任務(wù)原理, 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 第三章第三章 逆變式弧焊電源逆變式弧焊電源 (6學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)) 逆變機(jī)制及其特點(diǎn)逆變機(jī)制及其特點(diǎn),主電路任務(wù)原主電路任務(wù)原理理, 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)2緒緒 論論一一. .弧焊電源的概念、特點(diǎn)弧焊電源的概念、特點(diǎn)二二. .弧焊

2、電源的分類弧焊電源的分類三三. .弧焊電源的由來(lái)及其開展趨勢(shì)弧焊電源的由來(lái)及其開展趨勢(shì)四四. .國(guó)內(nèi)外消費(fèi)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外消費(fèi)現(xiàn)狀五五. .本課程的性質(zhì)、義務(wù)、要求本課程的性質(zhì)、義務(wù)、要求3第一節(jié)第一節(jié) 對(duì)弧焊電源外特性的要求對(duì)弧焊電源外特性的要求第二節(jié)第二節(jié) 對(duì)弧焊電源調(diào)理特性的要求對(duì)弧焊電源調(diào)理特性的要求第三節(jié)第三節(jié) 對(duì)弧焊電源動(dòng)特性的要求對(duì)弧焊電源動(dòng)特性的要求 第一章第一章 對(duì)弧焊電源的根本要求對(duì)弧焊電源的根本要求4第一節(jié)第一節(jié) 預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí)第二節(jié)第二節(jié) 概述概述第三節(jié)第三節(jié) 主電路主電路第四節(jié)第四節(jié) 控制電路控制電路第五節(jié)第五節(jié) 典型電源電路分析典型電源電路分析 第二章第二章 晶閘管式弧

3、焊整流器晶閘管式弧焊整流器5第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 逆變電源任務(wù)原理、特點(diǎn)與分類逆變電源任務(wù)原理、特點(diǎn)與分類第二節(jié)第二節(jié) 主電路任務(wù)原理主電路任務(wù)原理第三節(jié)第三節(jié) 控制電路任務(wù)原理控制電路任務(wù)原理第四節(jié)第四節(jié) 典型電路分析典型電路分析 第三章第三章 逆變式弧焊電源逆變式弧焊電源6背景知識(shí)：背景知識(shí)：1.1.焊接是一種重要的加工方法焊接是一種重要的加工方法; ; 一個(gè)數(shù)字：西方工業(yè)國(guó)家，鋼產(chǎn)量的一個(gè)數(shù)字：西方工業(yè)國(guó)家，鋼產(chǎn)量的5060%5060%需求需求焊接焊接 中國(guó)中國(guó)20192019年，鋼產(chǎn)年，鋼產(chǎn)量量1.31.3億噸，億噸，40004000萬(wàn)噸需求焊接萬(wàn)噸需求焊接2.2.電弧焊是第一大類焊

4、接方法電弧焊是第一大類焊接方法, ,占占70%-90%70%-90% 熔化焊接、固相焊接和釬焊熔化焊接、固相焊接和釬焊3.3.弧焊電源是弧焊設(shè)備的主體弧焊電源是弧焊設(shè)備的主體 電源、控制箱、焊接小車、送絲機(jī)、焊槍、氣路水電源、控制箱、焊接小車、送絲機(jī)、焊槍、氣路水路路 弧焊電源是為焊接電弧提供電能的種安裝。 緒論緒論 弧焊電源的概念、特點(diǎn)弧焊電源的概念、特點(diǎn)一弧焊電源的概念一弧焊電源的概念弧弧焊焊電電源源7焊接的根本原理焊接的根本原理焊接的物理化學(xué)過程焊接的物理化學(xué)過程 采用施加外部能量的方法，促使分別資料的原子接近、構(gòu)成原子鍵結(jié)合，同時(shí)去除一切妨礙原子鍵結(jié)合的一切外表膜和吸附層，以構(gòu)成一個(gè)優(yōu)

5、質(zhì)的焊接接頭。幾種構(gòu)成焊接接頭的機(jī)理幾種構(gòu)成焊接接頭的機(jī)理熔化 物理化學(xué)反響 再結(jié)晶 相變 鍵合加壓 塑性變形 擠出雜質(zhì) 嚴(yán)密接觸 鍵合接觸 加熱 長(zhǎng)時(shí)間分散 鍵合吸附外表張力 去膜 毛細(xì)填縫 鍵合81. 功率大: 大電流, 低電壓2. 多外特性: 平、陡、緩3. 動(dòng)特性要求: 動(dòng)態(tài)負(fù)載4. 調(diào)理特性要求: 規(guī)范可調(diào) 緒論緒論 弧焊電源的概念、特點(diǎn)弧焊電源的概念、特點(diǎn)二弧焊電源的特點(diǎn)二弧焊電源的特點(diǎn)9 緒論緒論 弧焊電源的分類弧焊電源的分類根據(jù)輸出波形分為根據(jù)輸出波形分為: :直流、交流、脈沖弧焊電源直流、交流、脈沖弧焊電源弧焊電源弧焊電源交流電交流電源源機(jī)械控制機(jī)械控制式式電磁控制電磁控制式

6、式加強(qiáng)漏磁式加強(qiáng)漏磁式磁放大磁放大器器逆變方逆變方波波晶閘管電抗器式晶閘管電抗器式電子控制電子控制式式串聯(lián)電抗器串聯(lián)電抗器式式動(dòng)圈式動(dòng)圈式動(dòng)鐵式動(dòng)鐵式直流電直流電源源弧焊整流器弧焊整流器晶閘管晶閘管式式逆變器逆變器式式晶體管晶體管式式電子控制電子控制式式串聯(lián)電感串聯(lián)電感式式磁放大器磁放大器式式電磁控制電磁控制式式機(jī)械控制機(jī)械控制式式串聯(lián)電抗器串聯(lián)電抗器式式動(dòng)圈式動(dòng)圈式動(dòng)鐵式動(dòng)鐵式旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖電脈沖電源源單相整流單相整流式式晶閘管晶閘管式式逆變器逆變器式式晶體管晶體管式式磁放大器磁放大器式式10 緒論緒論 弧焊電源的分類弧焊電源的分類一交流弧焊電源一交

7、流弧焊電源1.1.弧焊變壓器低檔次交流電源弧焊變壓器低檔次交流電源 原理：將電網(wǎng)的交流電變成適宜于弧焊的交流電原理：將電網(wǎng)的交流電變成適宜于弧焊的交流電, ,由主、次由主、次級(jí)相隔的主變壓器及所需的調(diào)理和指示裝量等組成級(jí)相隔的主變壓器及所需的調(diào)理和指示裝量等組成 優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、易造易修、本錢低磁偏吹很小、空載損優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、易造易修、本錢低磁偏吹很小、空載損失小、噪音小失小、噪音小 缺陷：電弧穩(wěn)定性差缺陷：電弧穩(wěn)定性差( (相對(duì)于直流電源相對(duì)于直流電源) )、功率因數(shù)較低、功率因數(shù)較低 運(yùn)用：它普通運(yùn)用于質(zhì)量要求不高的場(chǎng)所，手工電弧焊運(yùn)用：它普通運(yùn)用于質(zhì)量要求不高的場(chǎng)所，手工電弧焊( (運(yùn)

8、運(yùn)用酸性焊條用酸性焊條) )，埋弧焊大容量的弧焊變壓器，埋弧焊大容量的弧焊變壓器) )和鎢極氬弧焊和鎢極氬弧焊等。等。11 緒論緒論 弧焊電源的分類弧焊電源的分類2.2.方波交流電源高檔次交流電源方波交流電源高檔次交流電源原理：原理：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1) 1)電弧穩(wěn)定，電流過零時(shí)再引燃電弧容易，不用加特電弧穩(wěn)定，電流過零時(shí)再引燃電弧容易，不用加特殊的穩(wěn)弧器，消除了傳統(tǒng)的高頻干擾，有利于由計(jì)算機(jī)參與殊的穩(wěn)弧器，消除了傳統(tǒng)的高頻干擾，有利于由計(jì)算機(jī)參與的自動(dòng)化焊接系統(tǒng)正常任務(wù)。的自動(dòng)化焊接系統(tǒng)正常任務(wù)。2) 2) 經(jīng)過調(diào)理正負(fù)半波時(shí)間比、幅值比，在保證必要的陰極霧經(jīng)過調(diào)理正負(fù)半波時(shí)間比、幅值比，在保

9、證必要的陰極霧化作用條件下，最大限制地減少鎢極為正半波的時(shí)間，使整化作用條件下，最大限制地減少鎢極為正半波的時(shí)間，使整個(gè)焊接過程向直流鎢極接負(fù)方法接近，延緩了鎢極的燒損，個(gè)焊接過程向直流鎢極接負(fù)方法接近，延緩了鎢極的燒損，這對(duì)于自動(dòng)化焊接提高消費(fèi)率有利。這對(duì)于自動(dòng)化焊接提高消費(fèi)率有利。3) 3) 由于采用電子技術(shù)控制，可以方便地改動(dòng)電弧形狀、電弧由于采用電子技術(shù)控制，可以方便地改動(dòng)電弧形狀、電弧作用力及對(duì)母材的熱輸入能量，從而有效地控制熔深及正反作用力及對(duì)母材的熱輸入能量，從而有效地控制熔深及正反面成形。面成形。12 緒論緒論 弧焊電源的分類弧焊電源的分類二直流弧焊電源二直流弧焊電源1.1.直

10、流弧焊發(fā)電機(jī)淘汰產(chǎn)品直流弧焊發(fā)電機(jī)淘汰產(chǎn)品 原理：普通由特種直流發(fā)電機(jī)，以及獲得所需外特性的調(diào)原理：普通由特種直流發(fā)電機(jī)，以及獲得所需外特性的調(diào)理安裝等組成。理安裝等組成。 直流弧焊發(fā)電機(jī)直流弧焊發(fā)電機(jī): : 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 直流弧焊柴直流弧焊柴( (汽汽) )油發(fā)電機(jī)油發(fā)電機(jī): :柴柴( (汽汽) )油機(jī)驅(qū)動(dòng)油機(jī)驅(qū)動(dòng) 優(yōu)點(diǎn)：過載才干強(qiáng)，輸出脈動(dòng)小，電網(wǎng)電壓動(dòng)搖的影響小。優(yōu)點(diǎn)：過載才干強(qiáng)，輸出脈動(dòng)小，電網(wǎng)電壓動(dòng)搖的影響小。 缺陷：噪音及空載損失較大，效率稍低而價(jià)錢較高缺陷：噪音及空載損失較大，效率稍低而價(jià)錢較高 運(yùn)用：它可用作各種弧焊的電源運(yùn)用：它可用作各種弧焊的電源13 緒論緒論 弧焊

11、電源的分類弧焊電源的分類3.3.逆變弧焊電源逆變弧焊電源( (未來(lái)主流產(chǎn)品未來(lái)主流產(chǎn)品) )原理：原理：DC60VAC380V整 流逆 變 電 路高 頻 變 壓 器整 流控 制 電 路優(yōu)點(diǎn)：體積小，是傳統(tǒng)焊機(jī)優(yōu)點(diǎn)：體積小，是傳統(tǒng)焊機(jī)1/3;1/3;分量輕，是傳統(tǒng)焊機(jī)的分量輕，是傳統(tǒng)焊機(jī)的1/5;1/5;效率高達(dá)效率高達(dá)858595%95%，比傳統(tǒng)焊機(jī)節(jié)能，比傳統(tǒng)焊機(jī)節(jié)能40%40%；功率因數(shù)高達(dá)；功率因數(shù)高達(dá)0.990.99；微秒級(jí)的呼應(yīng)速度，故動(dòng)特性非常好，焊接質(zhì)量較傳統(tǒng)焊機(jī)微秒級(jí)的呼應(yīng)速度，故動(dòng)特性非常好，焊接質(zhì)量較傳統(tǒng)焊機(jī)有很大的提高。有很大的提高。 運(yùn)用：它可作各種弧焊的電源運(yùn)用：它可

12、作各種弧焊的電源14 緒論緒論 弧焊電源的分類弧焊電源的分類三脈沖弧焊電源三脈沖弧焊電源原理：焊接電流以低頻調(diào)制脈沖方式輸出原理：焊接電流以低頻調(diào)制脈沖方式輸出優(yōu)點(diǎn)：具有效率高，輸入線能量較小，可在較寬范圍內(nèi)控制優(yōu)點(diǎn)：具有效率高，輸入線能量較小，可在較寬范圍內(nèi)控制線能量等優(yōu)點(diǎn)線能量等優(yōu)點(diǎn)運(yùn)用：它主要用作氣體維護(hù)焊和等離子弧焊以及手工弧焊的運(yùn)用：它主要用作氣體維護(hù)焊和等離子弧焊以及手工弧焊的電源，適用于熱敏感性大的高合金資料、薄板和全位置焊接電源，適用于熱敏感性大的高合金資料、薄板和全位置焊接等場(chǎng)所等場(chǎng)所15 緒論緒論 弧焊電源的分類弧焊電源的分類弧焊電源對(duì)比：弧焊電源對(duì)比：型號(hào)ZX7-250Z

13、X3-250ZX3-250ZX-250AX-250型式逆變式晶閘管動(dòng)圈式磁放大器發(fā)電機(jī)額定輸入容量(KVA)9.8141518.4515.3額定輸入功率(KW)8.310911.513.48額定焊接電流(A)250250250250250負(fù)載持續(xù)率(%)6060606060空載損耗(W)502503202501900效率0.90.750.830.650.56功率因素0.940.750.60.620.83重量(Kg)3215018222525016 緒論緒論 弧焊電源的由來(lái)及趨向弧焊電源的由來(lái)及趨向一隨焊接方法的開展而開展一隨焊接方法的開展而開展1818世紀(jì)初世紀(jì)初 發(fā)現(xiàn)電弧發(fā)現(xiàn)電弧 電能有限電

14、能有限, ,不能運(yùn)用不能運(yùn)用18851885年年 碳極電弧碳極電弧 1886 1886年年 電阻焊電阻焊18921892年年 金屬極電弧焊金屬極電弧焊 1901 1901年年 氧乙炔焊氧乙炔焊19101910年年 薄皮焊條薄皮焊條 1920 1920年年 GMA GMA 高頻焊高頻焊19301930年年 GTA 1935 GTA 1935年年 厚皮焊條厚皮焊條19351935年年 埋弧焊埋弧焊 1940 1940年年 鐵粉焊條鐵粉焊條19481948年年 冷壓焊冷壓焊 1950 1950年年 低氫焊條低氫焊條19511951年年 電渣焊電渣焊 1953 1953年年 CO2 CO2焊接焊接19

15、561956年年 超聲波超聲波 電子束電子束 1957 1957年年 摩擦焊摩擦焊19571957年年 等離子弧焊等離子弧焊 1963 1963年年 爆炸焊接爆炸焊接19651965年年 激光焊激光焊17 緒論緒論 弧焊電源的由來(lái)及趨向弧焊電源的由來(lái)及趨向二隨電源本身的開展而開展二隨電源本身的開展而開展開展脈絡(luò)開展脈絡(luò): : 機(jī)械控制機(jī)械控制 電磁控制電磁控制 電子控制電子控制 電力產(chǎn)品電力產(chǎn)品 電力電子產(chǎn)品電力電子產(chǎn)品 電子產(chǎn)品電子產(chǎn)品電工學(xué)電工學(xué) 電子學(xué)電子學(xué)弧焊電源弧焊電源的開展的開展焊接工藝焊接工藝的要求的要求電源技術(shù)電源技術(shù)的促進(jìn)的促進(jìn) 弧焊電源從屬于焊接技術(shù)弧焊電源從屬于焊接技術(shù),

16、 ,但它的出現(xiàn)與開展是建立在電工、但它的出現(xiàn)與開展是建立在電工、電子技術(shù)根底上的，在每一時(shí)期的弧焊電源技術(shù)程度不是與焊接電子技術(shù)根底上的，在每一時(shí)期的弧焊電源技術(shù)程度不是與焊接技術(shù)順應(yīng)，而是由那個(gè)時(shí)期的電器制造程度所決議的，反過來(lái)它技術(shù)順應(yīng)，而是由那個(gè)時(shí)期的電器制造程度所決議的，反過來(lái)它決議當(dāng)時(shí)的焊接工藝程度。把現(xiàn)代電源技術(shù)中的先進(jìn)方法及時(shí)引決議當(dāng)時(shí)的焊接工藝程度。把現(xiàn)代電源技術(shù)中的先進(jìn)方法及時(shí)引入焊接電源是焊接技術(shù)任務(wù)者的一個(gè)重要義務(wù)。入焊接電源是焊接技術(shù)任務(wù)者的一個(gè)重要義務(wù)。18 緒論緒論 弧焊電源的由來(lái)及趨向弧焊電源的由來(lái)及趨向1919世紀(jì)末，直流弧焊發(fā)電機(jī)出現(xiàn)世紀(jì)末，直流弧焊發(fā)電機(jī)出現(xiàn)

17、2020世紀(jì)世紀(jì)2020年代，交流弧焊變壓器出現(xiàn)年代，交流弧焊變壓器出現(xiàn)2020世紀(jì)世紀(jì)4040年代，出現(xiàn)硒片制成的弧焊整流器年代，出現(xiàn)硒片制成的弧焊整流器2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代，硅整流磁放大器式電源顯赫一時(shí)年代，硅整流磁放大器式電源顯赫一時(shí)2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代，大力開展晶閘管電源年代，大力開展晶閘管電源2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代，電力電子器件年代，電力電子器件GTRGTR、MOSFETMOSFET、IGBTIGBT等的不斷涌等的不斷涌現(xiàn)，控制技術(shù)的開展，微機(jī)的開展，使弧焊電源發(fā)生革命性現(xiàn)，控制技術(shù)的開展，微機(jī)的開展，使弧焊電源發(fā)生革命性變化。變化。 弧焊電源由電力設(shè)備變?yōu)殡娏?/p>

18、電子設(shè)備，向半導(dǎo)體化、電弧焊電源由電力設(shè)備變?yōu)殡娏﹄娮釉O(shè)備，向半導(dǎo)體化、電子化開展子化開展 多種方式的弧焊整流器相繼出現(xiàn)和完善，取代直流弧焊發(fā)多種方式的弧焊整流器相繼出現(xiàn)和完善，取代直流弧焊發(fā)電機(jī)；逆變電源的出現(xiàn)引發(fā)焊接電源的革命；方波交流電源電機(jī)；逆變電源的出現(xiàn)引發(fā)焊接電源的革命；方波交流電源取代弧焊變壓器。微機(jī)、智能控制控制性能更好，工藝性能取代弧焊變壓器。微機(jī)、智能控制控制性能更好，工藝性能更完善。更完善。19 緒論緒論 弧焊電源的由來(lái)及趨向弧焊電源的由來(lái)及趨向三開展趨勢(shì)：三開展趨勢(shì)： 電路構(gòu)造上向逆變化開展電路構(gòu)造上向逆變化開展 控制上向智能化開展，模糊、神經(jīng)、專家等智能控制控制上向智

19、能化開展，模糊、神經(jīng)、專家等智能控制 實(shí)現(xiàn)：由實(shí)現(xiàn)：由“硬開關(guān)到硬開關(guān)到“軟開關(guān)的轉(zhuǎn)變；軟開關(guān)的轉(zhuǎn)變； 由由“靜特性控制到靜特性控制到“動(dòng)特性控制的轉(zhuǎn)變；動(dòng)特性控制的轉(zhuǎn)變； 由由“污染到污染到“綠色的轉(zhuǎn)變；綠色的轉(zhuǎn)變； 由由“模擬到模擬到“數(shù)字的轉(zhuǎn)變；數(shù)字的轉(zhuǎn)變； 由由“閱歷到閱歷到“智能的轉(zhuǎn)變；智能的轉(zhuǎn)變； 由由“調(diào)試到調(diào)試到“仿真的轉(zhuǎn)變仿真的轉(zhuǎn)變20 緒論緒論 弧焊電源的由來(lái)及趨向弧焊電源的由來(lái)及趨向四數(shù)字化弧焊電源的特點(diǎn)四數(shù)字化弧焊電源的特點(diǎn) 焊接技術(shù)與數(shù)字信號(hào)處置焊接技術(shù)與數(shù)字信號(hào)處置DSP)DSP)技術(shù)相交融技術(shù)相交融 1. 1.柔性化控制和多功能集成柔性化控制和多功能集成 2. 2

20、.順應(yīng)性強(qiáng)順應(yīng)性強(qiáng) 3. 3.操作性能好操作性能好 4. 4.控制精度高控制精度高 5. 5.產(chǎn)品的一致性好產(chǎn)品的一致性好 6. 6.接口兼容性好接口兼容性好 7. 7.功能晉級(jí)方便功能晉級(jí)方便21 緒論緒論 國(guó)內(nèi)外消費(fèi)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外消費(fèi)現(xiàn)狀一國(guó)外焊接電源的消費(fèi)一國(guó)外焊接電源的消費(fèi) 實(shí)現(xiàn)逆變化實(shí)現(xiàn)逆變化 智能化智能化 多功能化多功能化日本日本歐美歐美 松下松下 OTC OTC Fronius Kemmpi Fronius Kemmpi 林肯林肯22 緒論國(guó)內(nèi)外消費(fèi)現(xiàn)狀緒論國(guó)內(nèi)外消費(fèi)現(xiàn)狀二國(guó)內(nèi)情況二國(guó)內(nèi)情況19531953年第一個(gè)電焊機(jī)廠建立年第一個(gè)電焊機(jī)廠建立上海電焊機(jī)廠上海電焊機(jī)廠1955195

21、5年成都電焊機(jī)研討所成立年成都電焊機(jī)研討所成立據(jù)據(jù)20002000年統(tǒng)計(jì)年統(tǒng)計(jì), ,定點(diǎn)廠定點(diǎn)廠3838家家, ,總共總共15001500個(gè)個(gè), ,年產(chǎn)焊機(jī)年產(chǎn)焊機(jī)2020萬(wàn)左右萬(wàn)左右目前能消費(fèi)目前能消費(fèi)4545個(gè)系列個(gè)系列,150,150余個(gè)種類余個(gè)種類,500,500多個(gè)規(guī)格多個(gè)規(guī)格存在缺乏存在缺乏: : 電焊機(jī)企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小，集團(tuán)化差，開發(fā)才干弱。電焊機(jī)企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小，集團(tuán)化差，開發(fā)才干弱。普通化的產(chǎn)品多，先進(jìn)的焊接電源，特別是性能好、功能多普通化的產(chǎn)品多，先進(jìn)的焊接電源，特別是性能好、功能多的氣體維護(hù)焊設(shè)備產(chǎn)量少，新工藝的開發(fā)與推行速度慢，每的氣體維護(hù)焊設(shè)備產(chǎn)量少，新工藝的開發(fā)

22、與推行速度慢，每年仍需大量進(jìn)口新型焊接技術(shù)與設(shè)備。每年我國(guó)仍需從境外年仍需大量進(jìn)口新型焊接技術(shù)與設(shè)備。每年我國(guó)仍需從境外進(jìn)口較多先進(jìn)焊接設(shè)備，進(jìn)口總值和國(guó)內(nèi)焊機(jī)的消費(fèi)總值大進(jìn)口較多先進(jìn)焊接設(shè)備，進(jìn)口總值和國(guó)內(nèi)焊機(jī)的消費(fèi)總值大致相當(dāng)。致相當(dāng)。知名廠家知名廠家: :北京新時(shí)代北京新時(shí)代 唐山松下唐山松下 牡丹江歐地希牡丹江歐地希 上海滬工上海滬工 成都焊研威達(dá)成都焊研威達(dá) 南通三九南通三九 產(chǎn)產(chǎn) 品品 2000年年 2019年年交流弧焊機(jī) 106,085 129,222直流弧焊機(jī) 32,054 21,384電阻焊機(jī) 6,936 5,196全、半自動(dòng) 32,541 25,731特種焊機(jī) 2,198

23、4,803備件及輔機(jī)具 208,95123 緒論國(guó)內(nèi)外消費(fèi)現(xiàn)狀緒論國(guó)內(nèi)外消費(fèi)現(xiàn)狀二國(guó)內(nèi)情況二國(guó)內(nèi)情況24 緒論緒論 本課程的義務(wù)與要求本課程的義務(wù)與要求一義務(wù)與目的一義務(wù)與目的 本課程是一門專業(yè)課，其義務(wù)是使學(xué)生掌握各類型弧本課程是一門專業(yè)課，其義務(wù)是使學(xué)生掌握各類型弧焊電源的根本實(shí)際、根底知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技藝。焊電源的根本實(shí)際、根底知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技藝。( (二二) ) 先修課先修課 ( (三教材三教材 鄭宜庭、黃石生鄭宜庭、黃石生 黃石生黃石生 殷素言殷素言25 電弧的根本知識(shí)電弧的根本知識(shí)一一) )焊接電弧的電特性焊接電弧的電特性 兩電極之間產(chǎn)生電弧時(shí)，在電弧長(zhǎng)度方向上電場(chǎng)強(qiáng)度分布兩電極之間產(chǎn)生電弧

24、時(shí)，在電弧長(zhǎng)度方向上電場(chǎng)強(qiáng)度分布是不均勻的。是不均勻的。 陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)在電弧中長(zhǎng)度很小，分別約為陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)在電弧中長(zhǎng)度很小，分別約為10-4 - 10-4 - 10-6 cm10-6 cm，因此可以以為兩電極間間隔即弧柱的長(zhǎng)度。，因此可以以為兩電極間間隔即弧柱的長(zhǎng)度。26 電弧的根底知識(shí)電弧的根底知識(shí)( (二二) )電弧靜特性電弧靜特性 當(dāng)弧長(zhǎng)一定電弧穩(wěn)定熄滅時(shí)，兩電極間總電壓與電流之間當(dāng)弧長(zhǎng)一定電弧穩(wěn)定熄滅時(shí)，兩電極間總電壓與電流之間的關(guān)系曲線稱為電弧靜特性曲線。的關(guān)系曲線稱為電弧靜特性曲線。A A段，電流密度較小隨著電流添加，電弧電壓急劇下降，這段，電流密度較小隨著電流添加，電弧電壓

25、急劇下降，這段為下降特性，也稱為負(fù)阻特性。段為下降特性，也稱為負(fù)阻特性。B B段，電流密度中等，隨著段，電流密度中等，隨著電流添加電弧電壓幾乎堅(jiān)持不變，這段是程度特性，電流添加電弧電壓幾乎堅(jiān)持不變，這段是程度特性，C C段，電段，電流密度大，隨著電流添加電弧電壓也隨之明顯上升，屬于上流密度大，隨著電流添加電弧電壓也隨之明顯上升，屬于上升特性。升特性。27 第一章第一章 對(duì)弧焊電源的要求對(duì)弧焊電源的要求電源的工藝順應(yīng)性電源的工藝順應(yīng)性(1)(1)引弧容易引弧容易(2)(2)保證電弧穩(wěn)定熄滅保證電弧穩(wěn)定熄滅(3)(3)保證焊接規(guī)范穩(wěn)定保證焊接規(guī)范穩(wěn)定( (主要指焊接電流和電壓主要指焊接電流和電壓)

26、 )(4)(4)可調(diào)理焊接規(guī)范可調(diào)理焊接規(guī)范提出三大要求提出三大要求 外特性外特性 調(diào)理特性調(diào)理特性 動(dòng)特性動(dòng)特性28 第一節(jié)第一節(jié) 對(duì)電源外特性的要求對(duì)電源外特性的要求一一. .電源外特性的概念電源外特性的概念 在電源內(nèi)部參數(shù)一定的條件下，改動(dòng)負(fù)載時(shí)，電源輸在電源內(nèi)部參數(shù)一定的條件下，改動(dòng)負(fù)載時(shí)，電源輸出的電壓穩(wěn)定值出的電壓穩(wěn)定值UyUy與輸出的電流穩(wěn)定值與輸出的電流穩(wěn)定值IyIy之間的關(guān)系曲之間的關(guān)系曲線線UyUyf(Iy)f(Iy)稱為電源的外特性。對(duì)于直流電源，稱為電源的外特性。對(duì)于直流電源， Uy Uy和和IyIy為平均值為平均值, ,對(duì)于交流電源那么為有效值。對(duì)于交流電源那么為有效

27、值。 Uy = E Iy Uy = E Iy * * r0 r0二二. .外特性的丈量方法外特性的丈量方法弧焊電源弧焊電源A AV V弧焊電源弧焊電源A AV V 電源外特性丈量電源外特性丈量 電弧靜特性丈量電弧靜特性丈量 電源外特性電源外特性UyUyIyIy29 第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求三三. .“電源電弧系統(tǒng)的穩(wěn)定性電源電弧系統(tǒng)的穩(wěn)定性 在電弧焊接過程中，電源起供電作用，電弧作為供電在電弧焊接過程中，電源起供電作用，電弧作為供電對(duì)象而用電，從而構(gòu)成對(duì)象而用電，從而構(gòu)成“電源一電弧系統(tǒng)。電源一電弧系統(tǒng)。 “電源一電弧系統(tǒng)的穩(wěn)定性包含兩方面的含義：電源一電弧系統(tǒng)的穩(wěn)定性

28、包含兩方面的含義： 1 1系統(tǒng)在無(wú)外界要素干擾時(shí)，能在給定電孤電壓和電流系統(tǒng)在無(wú)外界要素干擾時(shí)，能在給定電孤電壓和電流下，維持長(zhǎng)時(shí)間的延續(xù)電弧放電，堅(jiān)持靜態(tài)平衡。此時(shí)應(yīng)有如下，維持長(zhǎng)時(shí)間的延續(xù)電弧放電，堅(jiān)持靜態(tài)平衡。此時(shí)應(yīng)有如下關(guān)系：下關(guān)系： 2 2系統(tǒng)遭到瞬時(shí)的外界干擾，破壞了舊的靜態(tài)平衡，使系統(tǒng)遭到瞬時(shí)的外界干擾，破壞了舊的靜態(tài)平衡，使焊接規(guī)范的變化。但當(dāng)干擾消逝之后，系統(tǒng)可以自動(dòng)地到達(dá)新焊接規(guī)范的變化。但當(dāng)干擾消逝之后，系統(tǒng)可以自動(dòng)地到達(dá)新的穩(wěn)定平衡，使得焊接規(guī)范重新恢復(fù)。的穩(wěn)定平衡，使得焊接規(guī)范重新恢復(fù)。 電弧伏安特性曲線在任務(wù)點(diǎn)上的電弧伏安特性曲線在任務(wù)點(diǎn)上的斜率大于電源外特性曲線在

29、任務(wù)斜率大于電源外特性曲線在任務(wù)點(diǎn)上的斜率點(diǎn)上的斜率30 第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求31 第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求四四. .對(duì)電源外特性曲線的要求對(duì)電源外特性曲線的要求一選擇原那么一選擇原那么 1. 1.保證保證“電源一電弧系統(tǒng)的穩(wěn)定性電源一電弧系統(tǒng)的穩(wěn)定性; ; 2. 2.保證焊接規(guī)范穩(wěn)定保證焊接規(guī)范穩(wěn)定 一定外形的電弧靜特性需選擇適當(dāng)外形的電源外特性與一定外形的電弧靜特性需選擇適當(dāng)外形的電源外特性與之相配合，才干既滿足系統(tǒng)的穩(wěn)定又能保證焊接規(guī)范穩(wěn)定。之相配合，才干既滿足系統(tǒng)的穩(wěn)定又能保證焊接規(guī)范穩(wěn)定。 二外特性曲線分段二外特性曲線分段 空載點(diǎn)空

30、載點(diǎn): :空載電壓要求空載電壓要求 任務(wù)區(qū)段任務(wù)區(qū)段: :分析對(duì)其外形的要求分析對(duì)其外形的要求 短路區(qū)段短路區(qū)段: :要闡明對(duì)其外形和短路電流的要求要闡明對(duì)其外形和短路電流的要求32 第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求三對(duì)外特性曲線任務(wù)區(qū)段外形的要求三對(duì)外特性曲線任務(wù)區(qū)段外形的要求任務(wù)區(qū)段是指外特性上在穩(wěn)定任務(wù)點(diǎn)附近的區(qū)段任務(wù)區(qū)段是指外特性上在穩(wěn)定任務(wù)點(diǎn)附近的區(qū)段1.1.手工電弧焊手工電弧焊 理想外特性為恒流加外拖理想外特性為恒流加外拖緣由緣由: :1)1)手工弧焊任務(wù)于電弧靜特性手工弧焊任務(wù)于電弧靜特性 的程度段上的程度段上2)2)滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求: :

31、 采用下降外特性的弧焊電源采用下降外特性的弧焊電源3)3)從保證焊接規(guī)范穩(wěn)定從保證焊接規(guī)范穩(wěn)定, ,保證電弧的彈性好來(lái)思索保證電弧的彈性好來(lái)思索: : 垂直下降垂直下降( (恒流恒流) )外特性的電源是最好的外特性的電源是最好的4)4)恒流特性的短路電流過小，將呵斥引弧困難，電恒流特性的短路電流過小，將呵斥引弧困難，電 弧推力弱、熔深淺、熔滴過渡困難。弧推力弱、熔深淺、熔滴過渡困難。5)5)恒流帶外拖特性既可表達(dá)恒流特性焊接規(guī)范穩(wěn)定恒流帶外拖特性既可表達(dá)恒流特性焊接規(guī)范穩(wěn)定 的特點(diǎn)，又經(jīng)過外拖增大短路電流，提高了引弧的特點(diǎn)，又經(jīng)過外拖增大短路電流，提高了引弧 性能和電弧熔透才干。性能和電弧熔透

32、才干。33 第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求三對(duì)外特性曲線任務(wù)區(qū)段外形的要求三對(duì)外特性曲線任務(wù)區(qū)段外形的要求2.2.熔化極弧焊熔化極弧焊1 1等速送絲等速送絲 CO2 CO2MAGMAG、MIGMIG焊焊 細(xì)絲細(xì)絲( (直徑小于直徑小于3mm)3mm)直流埋弧焊直流埋弧焊 理想外特性為平的外特性理想外特性為平的外特性 緣由緣由:a):a)電弧靜特性均是上升段電弧靜特性均是上升段 b) b)電源外特性為下降、平、微升電源外特性為下降、平、微升 都滿足系統(tǒng)穩(wěn)定條件都滿足系統(tǒng)穩(wěn)定條件 c) c)思索到堅(jiān)持弧長(zhǎng)穩(wěn)定思索到堅(jiān)持弧長(zhǎng)穩(wěn)定, ,發(fā)揚(yáng)發(fā)揚(yáng)弧長(zhǎng)自調(diào)理作用弧長(zhǎng)自調(diào)理作用, ,平的特

33、性更理想。平的特性更理想。當(dāng)弧長(zhǎng)變化時(shí)，平外特性產(chǎn)生的電流當(dāng)弧長(zhǎng)變化時(shí)，平外特性產(chǎn)生的電流偏向，將大于下降外特性的電流偏向，偏向，將大于下降外特性的電流偏向，亦即前者的弧長(zhǎng)恢復(fù)得快，電源電弧亦即前者的弧長(zhǎng)恢復(fù)得快，電源電弧系統(tǒng)的本身調(diào)理作用較強(qiáng)。系統(tǒng)的本身調(diào)理作用較強(qiáng)。 當(dāng)弧長(zhǎng)變化時(shí)引起電流和焊絲熔化速度變化，使孤長(zhǎng)恢當(dāng)弧長(zhǎng)變化時(shí)引起電流和焊絲熔化速度變化，使孤長(zhǎng)恢復(fù)的作用稱為電源電弧系統(tǒng)的本身調(diào)理作用復(fù)的作用稱為電源電弧系統(tǒng)的本身調(diào)理作用34 第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求三對(duì)外特性曲線任務(wù)區(qū)段外形的要求三對(duì)外特性曲線任務(wù)區(qū)段外形的要求2.2.熔化極弧焊熔化極弧焊2 2變速

34、送絲變速送絲 粗絲粗絲( (直徑大于直徑大于3mm)3mm)直流埋弧焊和部分直流埋弧焊和部分MIGMIG焊焊 理想外特性為陡降特性理想外特性為陡降特性緣由：緣由：a)a)電弧靜特性是程度段電弧靜特性是程度段 b) b)滿足系統(tǒng)穩(wěn)定條件，電源外特性為下降滿足系統(tǒng)穩(wěn)定條件，電源外特性為下降 c) c)這類焊接方法中，焊絲電流密度都很小，本身調(diào)理這類焊接方法中，焊絲電流密度都很小，本身調(diào)理作用不強(qiáng)，只能采用變速送絲來(lái)控制弧長(zhǎng)，這種強(qiáng)迫作用與作用不強(qiáng)，只能采用變速送絲來(lái)控制弧長(zhǎng)，這種強(qiáng)迫作用與電源外特性無(wú)關(guān)。電源外特性無(wú)關(guān)。 d) d)選擇較陡的下降特性，那么在孤長(zhǎng)變化時(shí)引起的電選擇較陡的下降特性，那

35、么在孤長(zhǎng)變化時(shí)引起的電流偏向較小，有利于焊接規(guī)范的穩(wěn)定。流偏向較小，有利于焊接規(guī)范的穩(wěn)定。35 第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求三對(duì)外特性曲線任務(wù)區(qū)段外形的要求三對(duì)外特性曲線任務(wù)區(qū)段外形的要求3.3.非熔化極弧焊非熔化極弧焊 鎢極氬弧焊和等離子弧焊鎢極氬弧焊和等離子弧焊 理想外特性為恒流特性理想外特性為恒流特性緣由：緣由：1 1電弧靜特性任務(wù)在程度或微升段電弧靜特性任務(wù)在程度或微升段 2 2穩(wěn)定焊接規(guī)范主要指穩(wěn)定焊接電流穩(wěn)定焊接規(guī)范主要指穩(wěn)定焊接電流 3 3弧長(zhǎng)變化時(shí)，恒流特性的電流變化最小弧長(zhǎng)變化時(shí)，恒流特性的電流變化最小36 第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求

36、三對(duì)外特性曲線任務(wù)區(qū)段外形的要求三對(duì)外特性曲線任務(wù)區(qū)段外形的要求4.4.熔化極脈沖焊熔化極脈沖焊 采用等速送絲，利用采用等速送絲，利用“電源一電弧系統(tǒng)的本身調(diào)理作用電源一電弧系統(tǒng)的本身調(diào)理作用來(lái)穩(wěn)定焊接規(guī)范，維弧階段和脈沖階段分別任務(wù)于兩條電源來(lái)穩(wěn)定焊接規(guī)范，維弧階段和脈沖階段分別任務(wù)于兩條電源外特件上。為加強(qiáng)外特件上。為加強(qiáng)“電源一電弧系統(tǒng)的本身調(diào)理作用，維弧電源一電弧系統(tǒng)的本身調(diào)理作用，維弧階段和脈沖階段都采用平的外特性階段和脈沖階段都采用平的外特性( (即即“平平特性平平特性) )比較好，比較好，采用采用“平降特性或平降特性或“降平特性也還可以，最好是用雙降平特性也還可以，最好是用雙階梯

37、形特性。階梯形特性。弧長(zhǎng)減少：脈沖段，恒流弧長(zhǎng)減少：脈沖段，恒流特性，熔滴過渡均勻；維特性，熔滴過渡均勻；維弧段，程度特性，自調(diào)理弧段，程度特性，自調(diào)理作用強(qiáng)，防短路作用強(qiáng)，防短路弧長(zhǎng)添加：維弧段，恒流弧長(zhǎng)添加：維弧段，恒流特性，防斷弧；脈沖段，特性，防斷弧；脈沖段，程度特性，電壓不變，電程度特性，電壓不變，電流減少，熔化速度小，防流減少，熔化速度小，防燒槍嘴。燒槍嘴。37 第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求四對(duì)空載電壓的要求四對(duì)空載電壓的要求1.1.原那么原那么 1 1保證引弧容易保證引弧容易 空載電壓愈高，那么愈有利?？蛰d電壓愈高，那么愈有利。 2 2保證電弧的穩(wěn)定熄滅保證電

38、弧的穩(wěn)定熄滅 3 3保證電弧功率穩(wěn)定保證電弧功率穩(wěn)定 4 4要有良好的經(jīng)濟(jì)性要有良好的經(jīng)濟(jì)性 5 5保證人身平安保證人身平安 在確定空載電壓時(shí)，應(yīng)在滿足弧焊工藝需求，在確保引在確定空載電壓時(shí)，應(yīng)在滿足弧焊工藝需求，在確保引弧容易和電弧穩(wěn)定的前提下，盡能夠采用較低的空載電壓弧容易和電弧穩(wěn)定的前提下，盡能夠采用較低的空載電壓數(shù)值以利于人身平安和提高經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)值以利于人身平安和提高經(jīng)濟(jì)效益。2.2.國(guó)標(biāo)規(guī)定國(guó)標(biāo)規(guī)定 交流弧焊電源交流弧焊電源 直流弧焊電源直流弧焊電源 普通規(guī)定空載電壓不得超越普通規(guī)定空載電壓不得超越100v100v，在特殊用途中，假，在特殊用途中，假設(shè)超越設(shè)超越100v100v時(shí)必

39、需備有自動(dòng)防觸電安裝。時(shí)必需備有自動(dòng)防觸電安裝。38 第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求五對(duì)短路電流的要求五對(duì)短路電流的要求 當(dāng)電弧引燃和金屬熔滴過渡到熔池時(shí)，經(jīng)常發(fā)生短路。當(dāng)電弧引燃和金屬熔滴過渡到熔池時(shí)，經(jīng)常發(fā)生短路。假設(shè)穩(wěn)態(tài)短路電流過大會(huì)使焊條過熱，藥皮易零落，使假設(shè)穩(wěn)態(tài)短路電流過大會(huì)使焊條過熱，藥皮易零落，使熔滴過渡中有大的積存能量而添加金屬飛濺。但是，假設(shè)熔滴過渡中有大的積存能量而添加金屬飛濺。但是，假設(shè)短路電流不夠大，會(huì)因電磁緊縮推進(jìn)力缺乏使引弧和焊條短路電流不夠大，會(huì)因電磁緊縮推進(jìn)力缺乏使引弧和焊條熔滴過渡產(chǎn)生困難。熔滴過渡產(chǎn)生困難。39 第一節(jié)對(duì)電源外特性的要求第

40、一節(jié)對(duì)電源外特性的要求五五. .外特性外形的種類外特性外形的種類一下降外特性一下降外特性特點(diǎn)：當(dāng)輸出電流在運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)添加時(shí)，其輸出電壓隨焦急劇下特點(diǎn)：當(dāng)輸出電流在運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)添加時(shí)，其輸出電壓隨焦急劇下降。在其任務(wù)部分每添加降。在其任務(wù)部分每添加100A100A電流，其電壓下降普通應(yīng)大于電流，其電壓下降普通應(yīng)大于7V7V。垂直下降垂直下降( (恒流恒流) )特性、緩降特性和恒流帶外拖特性。特性、緩降特性和恒流帶外拖特性。二程度特性二程度特性兩種：一種是，隨著電流增大，電弧電壓接近于恒定不變兩種：一種是，隨著電流增大，電弧電壓接近于恒定不變( (又稱又稱恒壓特性恒壓特性) )或稍有下降，電壓下降率

41、應(yīng)小于或稍有下降，電壓下降率應(yīng)小于7v/100A7v/100A，另一種是，另一種是, ,隨著電流增大，電壓稍有增高隨著電流增大，電壓稍有增高( (上升特性上升特性) )，電壓上升率應(yīng)小于，電壓上升率應(yīng)小于10v/100A10v/100A40 第二節(jié)對(duì)電源調(diào)理特性的要求第二節(jié)對(duì)電源調(diào)理特性的要求一一. .電源的調(diào)理特性電源的調(diào)理特性 弧焊電源能滿足不同任務(wù)電壓、電流的需求的可調(diào)性能為弧焊電源能滿足不同任務(wù)電壓、電流的需求的可調(diào)性能為其調(diào)理性能。其調(diào)理性能。 是經(jīng)過電源外特性的調(diào)理來(lái)表達(dá)的是經(jīng)過電源外特性的調(diào)理來(lái)表達(dá)的 電弧電壓和電流是由電弧靜特性和弧焊電源外特性曲線相電弧電壓和電流是由電弧靜特性

42、和弧焊電源外特性曲線相交的一個(gè)穩(wěn)定任務(wù)點(diǎn)決議的。對(duì)應(yīng)于一定的弧長(zhǎng)，只需一個(gè)穩(wěn)交的一個(gè)穩(wěn)定任務(wù)點(diǎn)決議的。對(duì)應(yīng)于一定的弧長(zhǎng)，只需一個(gè)穩(wěn)定任務(wù)點(diǎn)。因此，為了獲得一定范圍所需的焊接電流和電壓，定任務(wù)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需可以均勻調(diào)理，以便與電弧靜特性曲線弧焊電源的外特性必需可以均勻調(diào)理，以便與電弧靜特性曲線在許多點(diǎn)相交，得到一系列的穩(wěn)定任務(wù)點(diǎn)在許多點(diǎn)相交，得到一系列的穩(wěn)定任務(wù)點(diǎn)41 第二節(jié)對(duì)電源調(diào)理特性的要求第二節(jié)對(duì)電源調(diào)理特性的要求二二. .可調(diào)參數(shù)可調(diào)參數(shù)一下降特性電源的可調(diào)參數(shù)一下降特性電源的可調(diào)參數(shù)1.1.任務(wù)電流任務(wù)電流If If 在進(jìn)展弧焊時(shí)的

43、電弧電流或這時(shí)電源輸出的電在進(jìn)展弧焊時(shí)的電弧電流或這時(shí)電源輸出的電流。流。2.2.任務(wù)電壓任務(wù)電壓Uf Uf 弧焊電源輸出的負(fù)載電壓弧焊電源輸出的負(fù)載電壓 負(fù)載電壓包括電弧電壓和焊接回路的電纜壓降負(fù)載電壓包括電弧電壓和焊接回路的電纜壓降 為保證一定的電弧電壓，要求任務(wù)電壓隨任務(wù)電流增大為保證一定的電弧電壓，要求任務(wù)電壓隨任務(wù)電流增大 任務(wù)電壓與任務(wù)電流的關(guān)系為一緩升直線，稱為負(fù)載特任務(wù)電壓與任務(wù)電流的關(guān)系為一緩升直線，稱為負(fù)載特性性3.3.最大焊接電流最大焊接電流Ifmax Ifmax 是弧焊電源經(jīng)過調(diào)理所能輸出的與負(fù)是弧焊電源經(jīng)過調(diào)理所能輸出的與負(fù)載特載特 性相應(yīng)的上限電流性相應(yīng)的上限電流4

44、.4.最小焊接電流最小焊接電流IfminIfmin5.5.電流調(diào)理范圍電流調(diào)理范圍 42 第二節(jié)對(duì)電源調(diào)理特性的要求第二節(jié)對(duì)電源調(diào)理特性的要求二二. .可調(diào)參數(shù)可調(diào)參數(shù)二平特性電源的可調(diào)參數(shù)二平特性電源的可調(diào)參數(shù)1.1.任務(wù)電流任務(wù)電流If If 在進(jìn)展弧焊時(shí)的電弧電流或這時(shí)電源輸出的電在進(jìn)展弧焊時(shí)的電弧電流或這時(shí)電源輸出的電流。流。2.2.任務(wù)電壓任務(wù)電壓Uf Uf 弧焊電源輸出的負(fù)載電壓弧焊電源輸出的負(fù)載電壓 3.3.最大任務(wù)電壓最大任務(wù)電壓UfmaxUfmax4.4.最小任務(wù)電壓最小任務(wù)電壓UfminUfmin5.5.任務(wù)電壓調(diào)理范圍任務(wù)電壓調(diào)理范圍43 第二節(jié)對(duì)電源調(diào)理特性的要求第二節(jié)

45、對(duì)電源調(diào)理特性的要求三三. .弧焊電源的負(fù)載繼續(xù)率弧焊電源的負(fù)載繼續(xù)率 表示弧焊電源的負(fù)荷形狀表示弧焊電源的負(fù)荷形狀 弧焊電源能輸出多大功率，與它的溫升有著親密的關(guān)系弧焊電源能輸出多大功率，與它的溫升有著親密的關(guān)系, ,在在弧焊電源規(guī)范中對(duì)于不同絕緣級(jí)別，規(guī)定了相應(yīng)的允許溫升弧焊電源規(guī)范中對(duì)于不同絕緣級(jí)別，規(guī)定了相應(yīng)的允許溫升 弧焊電源的溫升除取決于焊接電流的大小外，還決議于負(fù)荷弧焊電源的溫升除取決于焊接電流的大小外，還決議于負(fù)荷的形狀，即長(zhǎng)時(shí)間延續(xù)通電還是間歇通電的形狀，即長(zhǎng)時(shí)間延續(xù)通電還是間歇通電 手工弧焊電源的任務(wù)周期定為手工弧焊電源的任務(wù)周期定為5min, 5min, 自動(dòng)或半自動(dòng)的任

46、務(wù)周自動(dòng)或半自動(dòng)的任務(wù)周期規(guī)定為期規(guī)定為20min20min、l0minl0min和和5min5min。 負(fù)載繼續(xù)率額定級(jí)按國(guó)家規(guī)范規(guī)定有負(fù)載繼續(xù)率額定級(jí)按國(guó)家規(guī)范規(guī)定有35%35%、6060和和100100三種。三種。 手工弧焊電源取手工弧焊電源取60%60%，輕便型者可取，輕便型者可取3535, ,自動(dòng)或半自動(dòng)取自動(dòng)或半自動(dòng)取100100 弧焊電源銘牌上規(guī)定的額定電流弧焊電源銘牌上規(guī)定的額定電流Ie,Ie,就是指在規(guī)定的環(huán)境條就是指在規(guī)定的環(huán)境條件下，按額定負(fù)載繼續(xù)率件下，按額定負(fù)載繼續(xù)率FSeFSe規(guī)定的負(fù)載形狀任務(wù)，即符合規(guī)范規(guī)定的負(fù)載形狀任務(wù)，即符合規(guī)范規(guī)定的溫升限制下所允許的輸出電

47、流值。規(guī)定的溫升限制下所允許的輸出電流值。44 第二節(jié)對(duì)電源調(diào)理特性的要求第二節(jié)對(duì)電源調(diào)理特性的要求四四. .電焊機(jī)型號(hào)編制方法電焊機(jī)型號(hào)編制方法A-A-旋轉(zhuǎn)直流弧焊電源旋轉(zhuǎn)直流弧焊電源 Z- Z-整流弧焊電源整流弧焊電源 B- B-交流弧焊電源交流弧焊電源M-M-埋弧焊機(jī)埋弧焊機(jī) W- W-非熔化極氣保焊非熔化極氣保焊 N- N-熔化極氣保焊熔化極氣保焊 L- L-等離子等離子弧焊弧焊 45 第二節(jié)對(duì)電源調(diào)理特性的要求第二節(jié)對(duì)電源調(diào)理特性的要求四四. .電焊機(jī)型號(hào)編制方法電焊機(jī)型號(hào)編制方法A-A-旋轉(zhuǎn)直流弧焊電源旋轉(zhuǎn)直流弧焊電源 Z- Z-整流弧焊電源整流弧焊電源 B- B-交流弧焊電源交流

48、弧焊電源M-M-埋弧焊機(jī)埋弧焊機(jī) W- W-非熔化極氣保焊非熔化極氣保焊 N- N-熔化極氣保焊熔化極氣保焊 L- L-等離子等離子弧焊弧焊 46 第三節(jié)第三節(jié) 對(duì)電源動(dòng)特性的要求對(duì)電源動(dòng)特性的要求一一. .動(dòng)特性的概念動(dòng)特性的概念 所謂弧焊電源的動(dòng)特性，是指電弧負(fù)載形狀發(fā)生忽然變所謂弧焊電源的動(dòng)特性，是指電弧負(fù)載形狀發(fā)生忽然變化時(shí)，弧焊電源輸出電壓與電流的呼應(yīng)過程，可以用弧焊電化時(shí)，弧焊電源輸出電壓與電流的呼應(yīng)過程，可以用弧焊電源的輸出電流和電壓對(duì)時(shí)間的關(guān)系來(lái)表示，它闡明弧焊電源源的輸出電流和電壓對(duì)時(shí)間的關(guān)系來(lái)表示，它闡明弧焊電源對(duì)負(fù)載瞬變的順應(yīng)才干對(duì)負(fù)載瞬變的順應(yīng)才干空載空載負(fù)載負(fù)載短路短

49、路47第一節(jié)第一節(jié) 預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí)第二節(jié)第二節(jié) 概述概述第三節(jié)第三節(jié) 主電路主電路第四節(jié)第四節(jié) 控制電路控制電路第五節(jié)第五節(jié) 典型電源電路分析典型電源電路分析 第二章第二章 晶閘管式弧焊整流器晶閘管式弧焊整流器48 第一節(jié)第一節(jié) 預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí)一一. .三相電路三相電路 線電壓在相位上比相應(yīng)的相電壓線電壓在相位上比相應(yīng)的相電壓 超前超前3030。49 第一節(jié)第一節(jié) 預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí)二二. .晶閘管任務(wù)原理晶閘管任務(wù)原理19571957年發(fā)明，使半導(dǎo)體器件從弱電領(lǐng)域進(jìn)人了強(qiáng)電領(lǐng)域年發(fā)明，使半導(dǎo)體器件從弱電領(lǐng)域進(jìn)人了強(qiáng)電領(lǐng)域1 1 構(gòu)造構(gòu)造 三個(gè)三個(gè)PNPN結(jié)的四層構(gòu)造結(jié)的四層構(gòu)造 A - A

50、 - 陽(yáng)極陽(yáng)極 K K 陰極陰極 G G 控制極門極控制極門極2 2 任務(wù)原理任務(wù)原理( (晶閘管是一個(gè)可控的單導(dǎo)游電開關(guān)晶閘管是一個(gè)可控的單導(dǎo)游電開關(guān)) )50 第一節(jié)第一節(jié) 預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí)晶閘管導(dǎo)通必需同時(shí)具備兩個(gè)條件：晶閘管導(dǎo)通必需同時(shí)具備兩個(gè)條件： (1) (1)晶閘管陽(yáng)極電路加正向電壓；晶閘管陽(yáng)極電路加正向電壓； (2) (2)控制極電路加適當(dāng)?shù)恼螂妷嚎刂茦O電路加適當(dāng)?shù)恼螂妷? (正觸發(fā)脈沖正觸發(fā)脈沖) ) 導(dǎo)通之后，控制極就失去控制造用了導(dǎo)通之后，控制極就失去控制造用了關(guān)斷方式關(guān)斷方式: :(1)(1)將陽(yáng)極電流減小到使之不能維持正反響過程將陽(yáng)極電流減小到使之不能維持正反響過

51、程; ;(2)(2)斷開陽(yáng)極電源斷開陽(yáng)極電源; ;(3)(3)陽(yáng)極和陰極間加一個(gè)反向電壓陽(yáng)極和陰極間加一個(gè)反向電壓51 第一節(jié)第一節(jié) 預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí)單相半波整流電路單相半波整流電路U0 = 0.45UU0 = 0.45U單相橋式整流電路單相橋式整流電路U0 = 0.9UU0 = 0.9U52 第一節(jié)第一節(jié) 預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí)三三. .單相可控整流電路單相可控整流電路1.1.半波可控整流電路半波可控整流電路晶閘管在正向電壓下不導(dǎo)通晶閘管在正向電壓下不導(dǎo)通的范圍稱為控制角的范圍稱為控制角( (移相角移相角) )導(dǎo)電范圍那么稱為導(dǎo)通角導(dǎo)電范圍那么稱為導(dǎo)通角53 第一節(jié)第一節(jié) 預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí)三三.

52、.單相可控整流電路單相可控整流電路2.2.橋式半控整流電路橋式半控整流電路正半波正半波(a(a為正為正):):負(fù)半波負(fù)半波(b(b為正為正):):54 第一節(jié)第一節(jié) 預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí)三三. .單相可控整流電路單相可控整流電路3.3.三相整流電路三相整流電路55 第二節(jié)第二節(jié) 概述概述一一. .晶閘管弧焊整流器的組成晶閘管弧焊整流器的組成 三相工頻網(wǎng)路電壓經(jīng)三相主變壓器三相工頻網(wǎng)路電壓經(jīng)三相主變壓器T T降為幾十伏的交流電降為幾十伏的交流電壓壓, ,經(jīng)過晶閘管組經(jīng)過晶閘管組VTVT的整流和功率控制的整流和功率控制, ,并經(jīng)直流電抗器并經(jīng)直流電抗器L L濾波濾波, ,在輸出端就得到波形平滑的焊接電

53、流在輸出端就得到波形平滑的焊接電流 大功率晶閘管組受控于觸發(fā)電路。觸發(fā)脈沖的移相可以改大功率晶閘管組受控于觸發(fā)電路。觸發(fā)脈沖的移相可以改動(dòng)晶閘管的導(dǎo)通角的大小，導(dǎo)通角大，那么焊接電流動(dòng)晶閘管的導(dǎo)通角的大小，導(dǎo)通角大，那么焊接電流( (電壓電壓) )輸輸出也大；反之亦然。出也大；反之亦然。6060年代初出現(xiàn)年代初出現(xiàn),70,70年代中成為主流年代中成為主流56 第二節(jié)第二節(jié) 概述概述一一. .晶閘管弧焊整流器的特點(diǎn)晶閘管弧焊整流器的特點(diǎn)1.1.動(dòng)特性好動(dòng)特性好2.2.控制性能好控制性能好3.3.構(gòu)造簡(jiǎn)單構(gòu)造簡(jiǎn)單4.4.節(jié)能節(jié)能5.5.噪音小噪音小二二. .分類分類1.1.三相橋式半控整流電路三相

54、橋式半控整流電路2.2.三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路3.3.六相半波整流電路六相半波整流電路4.4.帶平衡電抗器雙反星形整流電路帶平衡電抗器雙反星形整流電路57 第三節(jié)第三節(jié) 主電路主電路一一. .三相橋式半控整流電路三相橋式半控整流電路( (一一) )電路組成電路組成( (二二) )任務(wù)過程任務(wù)過程 導(dǎo)通特點(diǎn)導(dǎo)通特點(diǎn): : SCR1 SCR1、SCR3SCR3、SCR5SCR5組成共陰極組組成共陰極組 BZ2 BZ2、BZ4BZ4、BZ6BZ6組成共陽(yáng)極組組成共陽(yáng)極組 每一組中三個(gè)管子輪番導(dǎo)通，觸發(fā)脈沖互差每一組中三個(gè)管子輪番導(dǎo)通，觸發(fā)脈沖互差120120出現(xiàn)出現(xiàn) 每一時(shí)辰，兩組

55、中各有一個(gè)管子串聯(lián)導(dǎo)通每一時(shí)辰，兩組中各有一個(gè)管子串聯(lián)導(dǎo)通 負(fù)載電壓為線電壓負(fù)載電壓為線電壓58 第三節(jié)第三節(jié) 主電路主電路( (二二) )任務(wù)過程任務(wù)過程1 1 電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載 a a0 0分別在自然換相點(diǎn)分別在自然換相點(diǎn)Wt1Wt1、wt3wt3、wt5wt5觸發(fā)晶閘管，使其觸發(fā)晶閘管，使其輪番導(dǎo)通輪番導(dǎo)通 整流二極管在自然整流二極管在自然換相點(diǎn)處換相點(diǎn)處Wt2Wt2、wt4wt4、wt6wt6自然換相自然換相每個(gè)晶閘管導(dǎo)通每個(gè)晶閘管導(dǎo)通12012059 第三節(jié)第三節(jié) 主電路主電路( (二二) )任務(wù)過程任務(wù)過程1 1 電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載 a a3030分別在分別在Wt1Wt1、w

56、t4wt4、wt5wt5觸發(fā)晶閘管，觸發(fā)晶閘管，使其輪番導(dǎo)通使其輪番導(dǎo)通每個(gè)周期有六次脈每個(gè)周期有六次脈動(dòng)，脈動(dòng)不均勻動(dòng)，脈動(dòng)不均勻60 第三節(jié)第三節(jié) 主電路主電路( (二二) )任務(wù)過程任務(wù)過程1 1 電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載 a a6060分別在分別在Wt1Wt1、wt3wt3、wt5wt5觸發(fā)晶閘管，觸發(fā)晶閘管，使其輪番導(dǎo)通使其輪番導(dǎo)通晶閘管觸發(fā)的同時(shí)，晶閘管觸發(fā)的同時(shí)，恰好是整流二極管恰好是整流二極管換相時(shí)辰。每只晶換相時(shí)辰。每只晶閘管的導(dǎo)通期間正閘管的導(dǎo)通期間正益處于兩只二極管益處于兩只二極管的自然換相點(diǎn)之間。的自然換相點(diǎn)之間。一個(gè)周期內(nèi)僅有三一個(gè)周期內(nèi)僅有三個(gè)脈動(dòng)波頭個(gè)脈動(dòng)波頭a a6

57、060是整流電壓是整流電壓波形延續(xù)的臨界點(diǎn)波形延續(xù)的臨界點(diǎn)61 第三節(jié)第三節(jié) 主電路主電路( (二二) )任務(wù)過程任務(wù)過程1 1 電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載 a 60 a 60整流電壓波形出現(xiàn)了整流電壓波形出現(xiàn)了斷續(xù)斷續(xù). .每個(gè)晶閘管當(dāng)每個(gè)晶閘管當(dāng)線電壓為零時(shí)就自行線電壓為零時(shí)就自行關(guān)斷關(guān)斷, ,直到另一相晶直到另一相晶閘管觸發(fā)后才有電閘管觸發(fā)后才有電壓輸出壓輸出. .每個(gè)晶閘管每個(gè)晶閘管的導(dǎo)通角都小于的導(dǎo)通角都小于120120. . a a越大越大, ,阻斷時(shí)間越阻斷時(shí)間越長(zhǎng)長(zhǎng), ,輸出電壓越低輸出電壓越低. . a=60a=60的波形中的垂線的波形中的垂線部分右移部分右移. .電阻性負(fù)載從空載

58、到電阻性負(fù)載從空載到短路移相范圍短路移相范圍18018062 第三節(jié)第三節(jié) 主電路主電路( (二二) )任務(wù)過程任務(wù)過程2 2 電感電阻性負(fù)載電感電阻性負(fù)載 63 第三節(jié)第三節(jié) 主電路主電路( (三三) )特點(diǎn)特點(diǎn) a a6060 波形延續(xù)的臨界點(diǎn)波形延續(xù)的臨界點(diǎn) 電阻性負(fù)載從空載到短路移相范圍電阻性負(fù)載從空載到短路移相范圍18018064 第三節(jié)第三節(jié) 主電路主電路二二. .三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路( (一一) )電路組成電路組成( (二二) )任務(wù)過程任務(wù)過程 導(dǎo)通特點(diǎn)導(dǎo)通特點(diǎn): : SCR1 SCR1、SCR3SCR3、SCR5SCR5組成共陰極組組成共陰極組 SCR2

59、SCR2、SCR4SCR4、SCR6SCR6組成共陽(yáng)極組組成共陽(yáng)極組 晶閘管不斷地?fù)Q相晶閘管不斷地?fù)Q相, ,換相時(shí)辰取決于觸發(fā)脈沖的相位換相時(shí)辰取決于觸發(fā)脈沖的相位. . 每一時(shí)辰，兩組中各有一個(gè)管子串聯(lián)導(dǎo)通每一時(shí)辰，兩組中各有一個(gè)管子串聯(lián)導(dǎo)通 負(fù)載電壓為線電壓負(fù)載電壓為線電壓 65 第三節(jié)第三節(jié) 主電路主電路( (二二) )任務(wù)過程任務(wù)過程1 1 電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載 a a0 066 第三節(jié)第三節(jié) 主電路主電路67 第三節(jié)第三節(jié) 主電路主電路( (二二) )任務(wù)過程任務(wù)過程1 1 電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載 a a3030、6060、9090a a6060波形延續(xù)臨界點(diǎn)波形延續(xù)臨界點(diǎn)移相范圍移相

60、范圍12012068 第三節(jié)第三節(jié) 主電路主電路( (二二) )任務(wù)過程任務(wù)過程2 2 電感電阻性負(fù)載電感電阻性負(fù)載 空載到短路空載到短路 移相范圍移相范圍 90 9069 第三節(jié)第三節(jié) 主電路主電路( (三三) )特點(diǎn)特點(diǎn) 電阻性負(fù)載移相范圍電阻性負(fù)載移相范圍 120 120 電阻電感性負(fù)載移相范圍電阻電感性負(fù)載移相范圍 90 90 輸出電壓每周有六個(gè)波峰，脈動(dòng)較小輸出電壓每周有六個(gè)波峰，脈動(dòng)較小 缺陷：六只晶閘管，電路復(fù)雜缺陷：六只晶閘管，電路復(fù)雜70 第四節(jié)第四節(jié) 控制電路控制電路一一. .組成組成觸發(fā)電路觸發(fā)電路 移相電路移相電路 同步電路同步電路 外特性獲得電路外特性獲得電路71 第