第三章電弧特性曲線

第三章電弧特性曲線第1頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1.1電弧靜(伏安)特性

焊接電弧靜特性的定義是：在電極材料、氣體介質(zhì)和弧長一定的情況下，電弧穩(wěn)定燃燒時，焊接電流和電弧電壓之間關(guān)系的曲線，也稱伏-安特性。3.1、電弧靜(伏安)特性含義：焊接電流隨時間以一定形式變化時電弧電壓的表現(xiàn)；反映電弧導電性能對電流時間變化的響應能力。第2頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1.1電弧靜(伏安)特性炭極電弧，電弧電壓與弧長及電流的經(jīng)驗關(guān)系：3.1、電弧靜(伏安)特性第3頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1.1電弧靜(伏安)特性3.1、電弧靜(伏安)特性第4頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1.1電弧靜(伏安)特性3.1、電弧靜(伏安)特性第5頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1.1電弧靜(伏安)特性鐵電極電弧特性：3.1、電弧靜(伏安)特性小電流大電流第6頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1.1電弧靜(伏安)特性鐵電極電弧特性：3.1、電弧靜(伏安)特性第7頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月TIG焊電弧特性3.1、電弧靜(伏安)特性第8頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月TIG焊電弧特性3.1、電弧靜(伏安)特性第9頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月TIG焊電弧特性3.1、電弧靜(伏安)特性第10頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月TIG焊電弧特性3.1、電弧靜(伏安)特性第11頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月TIG焊電弧特性（保護氣不同）3.1、電弧靜(伏安)特性第12頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月TIG焊電弧特性（保護氣不同）3.1、電弧靜(伏安)特性第13頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月TIG焊電弧特性（電極尺寸）3.1、電弧靜(伏安)特性第14頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月TIG焊電弧特性（電極尺寸）3.1、電弧靜(伏安)特性第15頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月TIG焊電弧特性（氣壓不同）3.1、電弧靜(伏安)特性第16頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月TIG焊電弧特性（氣壓不同）3.1、電弧靜(伏安)特性第17頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月TIG焊電弧特性（電弧形態(tài)類型）3.1、電弧靜(伏安)特性A、暗點型電弧B、鐘裝無暗點電弧C、鐘裝無圓錐焰型電弧D、有圓錐焰的N.M.電弧E、N.M.電弧第18頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月MIG焊電弧特性3.1、電弧靜(伏安)特性第19頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月MIG焊電弧特性3.1、電弧靜(伏安)特性第20頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月MIG焊電弧特性3.1、電弧靜(伏安)特性第21頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1、電弧靜(伏安)特性第22頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月第23頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1、電弧靜(伏安)特性第25頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2、交流電弧動特性第26頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的動特性，是指在一定弧長下，當電弧電流很快變化時，電弧電壓和電流之間的關(guān)系：Uf=f(if)，由于熱慣性對電離度的影響，焊接電弧的動特性曲線不同于靜特性曲線特性電流快速增加時，由于電弧電離度較低，電弧電壓高于靜態(tài)值，V-A特性曲線高于靜特性曲線。電流快速減小時，由于電弧電離度較高，電弧電壓低于靜態(tài)值，V-A特性曲線地于靜特性曲線。第27頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2、交流電弧動特性電流增加過程中，動態(tài)性曲線上的電弧電壓比靜特性曲線上的電弧電壓值高；電流下降時，每一瞬間電弧電壓低于靜特性曲線。

電流變化速度愈小，靜、動特性曲線就愈接近。第28頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2、交流電弧動特性第29頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月1、純電阻電路平衡方程二、交流電弧連續(xù)燃燒的條件分析：電源電壓和電流同相位，電流過零后到下一周波電壓等于再引燃電壓之間，有一段間隔時間，造成熄弧，不能滿足電弧穩(wěn)定燃燒的要求。第30頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2、交流電弧動特性uωtuΦ

ifiUfUyh分析：要使交流電弧穩(wěn)定燃燒，應保證焊接回路中有足夠大的電感，從而使得電流滯后于電壓一個相位角，電流改變極性時另一半波的電壓已經(jīng)大于電弧再引燃電壓，電弧立即反向恢復燃燒。第31頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2、交流電弧動特性上面原理圖的電壓平衡方程交流電源供電原理圖第32頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月求解(1)式,代入初始條件:t=0時,if=0電弧穩(wěn)定燃燒條件一:電弧穩(wěn)定燃燒條件二:(2)(3)第33頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月為了保證電弧連續(xù)燃燒，電源空載電壓（為交流有效值）U0、電弧電壓Uf及引燃電壓Uyh之間必須保持一定的關(guān)系。Uyh/UfUo/Uf不連續(xù)燃燒連續(xù)燃燒(2)式和(3)式聯(lián)立:第34頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月1．空載電壓

愈高，電弧就愈穩(wěn)定。三、影響交流電弧穩(wěn)定燃燒的因素和提高電弧穩(wěn)定性的措施（一）影響交流電弧穩(wěn)定燃燒的因素第35頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月2．引燃電壓愈高，電弧愈不穩(wěn)定，引燃愈困難。3．電路參數(shù)增大L或減小R可使電弧趨向穩(wěn)定地連續(xù)燃燒。第36頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月6．電極的熱物理性能和尺寸4．電弧電流電弧電流愈大，電弧的穩(wěn)定性愈高。5．電源頻率

f提高有利于提高電弧的穩(wěn)定性。第37頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月1．提高弧焊電源頻率2．提高電源的空載電壓3．改善電弧電流的波形4．疊加高壓電（二）提高交流電弧穩(wěn)定性的措施第38頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月四、交流電弧的功率和功率因數(shù)（一）、交流電弧的功率Pfm0.40.8PfK結(jié)論：為保持電弧的穩(wěn)定燃燒和電弧功率的穩(wěn)定，K值最好取在0.4～0.637之間，即要求2.5>(Uo/Uf)>1.57第39頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電弧的功率因數(shù)λf是指交流電弧的有效功率Pf與電弧電壓和電弧電流有效值乘積之比值。即：λf＝P