论述脉冲弧焊电源的特点
弧焊电源
第一章：1.弧焊电源在焊接过程中的作用是什么？
答:弧焊电源具有供给焊接电弧电能(提供电流和电压)以及适宜电弧焊工艺所需电气
特性的作用。性能良好、工作稳定的弧焊电源是保证电弧稳定燃烧和焊接过程顺利
进行并得到良好焊接接头的必要条件之一。
2.脉冲弧焊电源的特点是什么？
答: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。
第二章：9.与直流电弧相比,交流电弧燃烧特点是什么？
答:与直流电弧相比,交流电弧的特点:一、交流电弧的电流、空载电压存在极性变化,
最常见的交流电弧是工频正弦波交流电弧。该电弧一般是由50Hz按正弦规律变化的
电源供电,每秒钟内电弧电流变换极性50次,100次经过电流的零点。电流经过零点
的瞬间,电弧熄灭,过零点后电弧重新引燃。能否引燃主要取决于电源电压和再引
燃电压之间的关系。二、交流电弧的再引燃过程使交流电弧放电的物理条件和电、
热物理过程也随之改变,这对电弧的稳定燃烧和弧焊电源的特性有很大的影响。三、
对于电阻型弧焊电源其焊接电流是不连续的,如要使得焊接电流连续,应串联一个
足够大的电感。
13. 什么是弧焊电源的外特性？常用弧焊电源的外特性形状有哪些？
答: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Uy与输出电流Iy之
间的关系。换言之,在电源内部参数一定的条件下,改变负载,稳态输出电压Uy与
弧焊电源
一、填空
1、焊接是一种（不可）拆卸的连接，
是金属热加工方法之一。
2、 1802年俄国学者发现了电弧放电
现象，并指出利用（电弧热）熔化金属
的可能性，
3、直至1892年出现了（金属极）
电弧焊焊接方法以后，电弧才真正应用
于工业。
4、直流弧焊电源中，直流弧焊发电
机一般用于（碱性）焊条电弧焊。
5、直流弧焊电源中，（逆变）式弧
焊电源是一种很有发展前途的普及型
弧焊电源。
6、根据一些发达国家统计，电弧焊
在焊接生产总量中所占的比例一般都
在（60）%以上。
7、矩形波交流弧焊电源是利用（半
导体）控制技术来获得矩形波交流电流
的，它适合于铝及铝合金的钨极氩弧
焊。
8、脉冲弧焊电源对于焊接热敏感性
大的高合金材料，薄板和（全）位置焊
接有独特的优点。
9、脉冲弧焊电源主要用于（气体保
护电弧）焊和等离子弧焊。
10、脉冲弧焊电源主要用于气体保护
电弧焊和（等离子弧）焊。
第一章焊接电弧及对弧焊电源的要求
一、填空
1．焊接电弧的物理本质是一种特殊
的（气体放电）现象。
2．电弧中气体电离和（阴极电子发
射）是最重要的物理现象，同时也伴随
着激励、复合、负离子产生等其他一些
现象。
3．含有K、Na等稳弧剂的气氛中比
较容易导电、引弧，电弧燃烧也较稳定的重要原因是碱金属的电离势（较低）。
4．在焊接电弧中，根据引起电离的
能量来源，气体有三种电离形式，即（碰
撞）电离、.光电离和热电离。
5．在高温焊接电弧中，气体的电离
主要是通过（热）电离方式进行。
6．焊接电弧的引弧一般有两种方
式：接触引弧和（非接触）引弧方式。
7．焊接电弧按电弧状态可分为自由
电弧和（压缩电弧）。
弧焊电源的基本特性
contents
目录
• 弧焊电源概述 • 弧焊电源的基本特性 • 弧焊电源的性能指标 • 弧焊电源的选择与使用
01
弧焊电源概述
弧焊电源的定义
弧焊电源是一种将电能转换成焊接所 需的电弧能量的装置。它通过调节输 出电流和电压，为焊接过程提供稳定 的电力供应。
弧焊电源在焊接过程中起着至关重要 的作用，其性能直接影响焊接质量、 效率和安全性。
在满足焊接需求的前提下，选择性价 比高的弧焊电源，降低生产成本。
电源性能
比较不同弧焊电源的输出电流、电压 调节范围、稳定性等性能指标，选择 性能优越的弧焊电源。
易用性与维护
考虑弧焊电源的操作便捷性、故障率 及维护成本，选择易于操作和保养的 弧焊电源。
使用注意事项
正确连接
按照弧焊电源的说明书正确连 接电源线，确保接线牢固，防
弧焊电源应采用适当的冷 却方式，如风冷或水冷， 以保持设备的正常运行和 散热效果。
防护等级
弧焊电源应具备相应的防 护等级，以防止水和尘土 等外界因素对设备造成损 害。
04
弧焊电源的选择与使用
选择依据
焊接需求
根据焊接材料、厚度、工艺要求等选择 合适的弧焊电源，以满足高效、高质量
的焊接需求。
成本考虑
感谢您的观看
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。
第六章 脉冲弧焊电源
在晶体管式和逆变式弧焊电源 中的控制电路中， 中的控制电路中，把脉冲信号指令 送到给定值电路， 送到给定值电路，从而在主电路获 得脉冲电流。 得脉冲电流。或者借助于周期性变 化的电流截止反馈信号， 化的电流截止反馈信号，使晶体管 弧焊电源获得脉冲输出。 弧焊电源获得脉冲输出。
三、工艺参数的调节
式中： 式中：
应用： 应用：
铝及其合金的钨极氩弧焊
矩形波交流弧焊电源可分为： 矩形波交流弧焊电源可分为：
• • •
逆变式矩形波交流弧焊电源 逆变式 晶闸管电抗器式矩形波交流弧焊电源 晶闸管电抗器式 数字开关式矩形波交流弧焊电源 数字开关式
1. 逆变式矩形波交流弧焊电源
晶闸管逆变式矩形波交流弧焊电源基本框图
工作原理
• 电弧稳定，电流过零点时重新引弧容易； 电弧稳定，电流过零点时重新引弧容易； • 可调节正、负半波通电时间比，在保证 可调节正、负半波通电时间比， 阴极雾化作用的条件下增大正极性电流， 阴极雾化作用的条件下增大正极性电流， 可获得最佳的熔深； 可获得最佳的熔深； • 提高生产率，延长钨极的使用寿命。 提高生产率，延长钨极的使用寿命。
矩形波交流电流与正弦波交流电流相比： 矩形波交流电流与正弦波交流电流相比： 电流过零点时上升与下降率高； ★ 电流过零点时上升与下降率高； 通过电子控制电路，使正、 ★ 通过电子控制电路，使正、负半波通电 时间比和电流比值均可以自由调节。 时间比和电流比值均可以自由调节。
第章对弧焊电源的基本要求
MIG/MAG/CO2焊时，焊接电流主要由送丝速度决定，与电压无关。
工作电压U f 它的定义亦同于下降特性弧焊电源的 U f 。亦要求它随着 I f 增大
而加大，等速送丝MIG/MAG/CO2焊和药芯焊丝自保护弧焊时规定的负载特性为
图2-12 改变 U0 和Z的外特性
2.2.1.2 埋弧焊
在自动焊中，一般当 I f 增加时熔深随着增大，则要求增 大 U f 以使熔宽相应增加，从而保持合适的焊缝几何尺寸。
当增大 时U，f 则要求相应提高 ，U以0 使电弧稳定。
2.2.1.3 等速送丝气体保护焊
电弧静特性为上升的熔化极气体保护焊可选用平外特性的 弧焊电源和等速送丝的焊机 。
2.2.1.1 焊条电弧焊
这种焊接方法所用为电流 I f，它的调节范围不大，即使
电弧电压U
不变，也能保证得到所要求的焊缝成形，所以
f
在焊接不同厚度的工件时，电弧电压一般是保持不变的，
只调节焊接电流，一般要求交流弧焊电源空载电压为：
。
U0 (1.8 ~ 2.25)Uf
1. 焊条电弧焊常用的弧焊电源调节外特性方式
熔化极弧焊可分为两种
根据送丝方式不同，熔化极弧焊可分为两种：
（1）等速送丝控制系统的熔化极弧焊 CO2／MAG、MIG焊 或细丝(直径)的直流埋弧焊，电弧静特性均是上升的。弧焊 电源外特性为下降、平、微升(但上升的陡度需小于电弧静 特性上升的陡度)都可以满足“电源一电弧”系统稳定条件。
弧焊电源教案
实验步骤和数据记录
详细记录实验过程中的各项参数和数 据。
对实验数据进行整理和分析，绘制相 应的图表。
结果分析和讨论
1. 性能评估
1
2
根据实验数据，评估弧焊电源的性能指标，如电 弧稳定性、焊接效率等。
3
将实验结果与理论值或其他弧焊电源进行比较， 分析差异及原因。
结果分析和讨论
01
2. 结果讨论
02
工作原理及电路组成
工作原理
弧焊电源的工作原理是将电能转换为焊接所 需的能量，通过电极与工件之间的气体放电 产生高温电弧，使金属熔化形成焊缝。在这 个过程中，弧焊电源需要提供稳定的电流和 电压，以保证焊接过程的顺利进行。
电路组成
弧焊电源的电路主要由主电路、控制电路和 辅助电路三部分组成。其中，主电路包括输 入电路、整流电路和输出电路等，负责将电 能转换为焊接所需的能量；控制电路则负责 控制主电路的工作状态，保证焊接过程的稳 定进行；辅助电路则包括保护电路、指示电 路等，用于提高弧焊电源的可靠性和安全性
1. 实验准备
01
03 02
实验步骤和数据记录
01
准备实验所需的材料和试样。
02
2. 弧焊电源性能测试
按照实验指导书的要求，连接弧焊电源和测试设备。
03
实验步骤和数据记录
逐步调整弧焊电源的参数，如电压、电流等，并 记录相应的数据。
焊接电源的特性
Kw
U I
f
U I
y
I
f
系统的稳定条件是Kw>0，
Kw越大系统稳定性越高。
U
Uy=f (Iy)
Uf=f (If) 0
¦Á ¦Á a
p
I
图3-5“电源—电弧”系统稳定条件
当电弧的静特性曲线形状一定时，系统的稳定性取决于电源的外 特性曲线形状。要保证“电源 —— 电弧”系统的稳定，必须根 据电弧的静特性曲线形状确定合适的弧焊电源的外特性曲线形状。
r ❖调节 0的-----如弧焊变压器，多数机械调节式弧焊电源
❖调节E的-----如弧焊逆变器，部分弧焊整流器，电子
控制式弧焊电源
r ❖ 调节 0的方法
Uy
调节电阻性内阻
0
调节电感性内阻
电阻性内阻+电感性内阻的调节 Uy
0
r0 =0
直
线
r0 >0
型
Iy
椭 圆 型
介
于
Uy=f (Iy)
Байду номын сангаас
上
两
者
Iy
之
间
U
2
1
Uf
A0
Uf1
A1
3 4 l1 l2
反馈灵敏陡降外特性
参数稳定陡降或恒流外特性
变速送丝方式熔化极电弧焊较好 的电源外特性
2021年初级焊工资格考试题库(含答案)
2021年初级焊工资格考试题库（含答案）
单选题
1.脉冲弧焊电源的最大特点是：能提供周期性脉冲焊接电流；其可调参数多，能有效控制焊接()和熔滴过渡。
A、焊接电流
B、焊接线能量
C、焊接速度
D、焊接电压
答案：B
2.带有电荷的原子（或原子团）叫做()。
A、分子
B、离子
C、电子
D、质子
答案：B
3.职业道德是社会道德要求在()和职业关系中的具体体现。
A、生产行为
B、经济行为
C、职业行为
D、社会行为
答案：C
4.焊接作业个人防护措施重点是切实做好施焊作业场所的()及搞好焊工的个人防护。
A、通风排尘
B、环境卫生
C、工序流程
D、设备布置
答案：A
5.职业道德是社会道德要求在()中的具体体现。
A、职业行为和职业关系
B、生声行为和社会关系
C、经济行为和生产关系
D、职业行为和人际关系
答案：A
6.硬度是测定金属材料()的能力。
A、内部变形
B、表面变形
C、整体变形
D、局部变形
答案：B
7.电阻焊由于焊件和焊机的电阻都很小，故变压器()，固定式焊机通常在10伏以内。
A、二次侧电压不高
B、一次侧电压不高
C、体积较大
D、结构复杂
答案：A
8.管板骑坐式焊接时，焊脚凸凹度不大于()。
A、1mm
B、1.5mm
C、2mm
D、2.5mm
答案：B
9.内无裂纹、未焊透、未熔合和条状夹渣的焊缝为()。
A、I级焊缝
B、II级焊缝
C、Ш级焊缝
D、IV级焊缝
答案：A
10.管径为80mm的管子焊接时其角变形偏差值α()。
A、≯1/100
B、≯2/100
C、≯3/100
D、≯4/100
答案：A
11.下列不属于文明生产要求的是()。
A、能说会道
B、相互学习
脉冲弧焊电源的特点及应用
脉冲 弧 焊 电源应 用 广泛 ，由于 其独 特 的优 势 ，从 不 同的 角度 均 可得 到较 广 泛 的应 用 空间 。
１脉 冲弧焊 电源 的 基本原 理及 特点 脉冲 弧焊 电源 与 一般 弧焊 电源 的主要 区 别在 于其 提 供 的焊 接 电流 是 以脉
冲 的形式 周 期性 变 化 的 ，焊接 电流一 般包 括 基 本 电流 和脉 冲 电流 两 部 分 。基
本 电流主 要 作用 是在 脉 冲 电流 休止 期 间 ，维 持 电弧 稳 定燃 烧 。 同时有 预 热 作 用 ，为熔 池 的形 成和 熔 滴 的过 渡作 准 备 。脉 冲 电流 是 决定 熔池 形 状及 熔 滴 过 渡 的主 要 参 数 。 脉冲 孤 焊 电流 的 基 值 电 流和 脉 冲 电流 可 分 别 由两 个 电 源提 供 ，也可 由一 个 电源 提供 幅 值 大小 交 替变 化 的 电流 。脉 冲 电流 一般 可采 用 电 子 开 关 的作用 、 阻抗 变换 、给 定信 号 变换 、 电流 截 止反 馈 作用 以及 硅 二 极管 整 流作 用几 种方 法获 得 。 ［］ １
３ １与焊 接方 法 结合 使用
焊接电源
1.弧焊电源在焊接过程中的作用是什么？
2.比较机械调节性弧焊电源、电磁控制型弧焊电源、电子控制性弧焊
电源的特点，说明弧焊电源的发展。
3.脉冲弧焊电源的特点是什么？
1.弧焊电源在焊接过程中的作用是什么？
弧焊电源具有供给焊接电弧电能（提供电流和电压）以及适宜电弧焊工艺所需电气特性的作用。
性能良好、工作稳定的弧焊电源是保证电弧稳定燃烧和焊接过程顺利进行并得到良好焊接接头的必要条件之一。
2.比较机械调节性弧焊电源、电磁控制型弧焊电源、电子控制性弧焊
电源的特点，说明弧焊电源的发展。
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，电源的主要电气特性、输出参数的调节，都由其机械结构决定。
故该类电源具有结构简单、易造易修、成本低、效率高等优点，但调节不灵活、不精细，电源比较笨重，耗材多。
该类焊接电源主要用于一般金属结构的焊接。
电磁控制型弧焊电源的特点
是通过调节激励电流来改变电抗器或直流发电机铁心的磁饱和程度，从而控制弧焊电源的外特性。主要包括磁放大式弧焊整流器和直流弧焊发电机。
这类焊机虽坚固耐用，过载能力强、输出电流稳定，脉动小，可用于各种弧焊方法，但是体积大而笨重，电磁惯性很大，动态特性差，效率低，电能和材料消耗大，噪声大，因此属于淘汰产品。
用柴油机或汽油机代替电动机的直流弧焊发电机可以用于没有电源的野外施工，使其还拥有一定的市场。
电子控制型弧焊电源具有以下特点
一、可以对外特性进行任意控制，从而满足各种焊接方法、焊接工艺的要求；
二、可以输出直流、脉冲甚至交流电流，可调参数多；
三、具有良好的动态特性，系统控制的响应速度快；
弧焊电源的外特
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
气体流量调整
根据焊接需求，调整弧焊电源的波形参数 ，如脉冲宽度、频率等，以获得理想的焊 接效果。
03
弧焊电源的外特性对焊 接质量的影响
输入特性对焊接质量的影响
输入电压波动
电压波动会影响弧焊电源的性能，进而影响焊接电流的稳定性， 从而影响焊接质量。
输入频率波动
频率波动会影响弧焊电源的响应速度，导致焊接过程不稳定，影响 焊接质量。
输入功率因数
功率因数的高低直接影响到电网的利用率和设备的能耗，功率因数 低会增加设备的能耗，提高生产成本。
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。
加维护成本。
04
弧焊电源外特性的测试 与调整
焊接电工项目6
项目六 脉冲弧焊电源和逆变式弧焊电源
项目六 脉冲弧焊电源和逆变式弧焊电源
三、脉冲电流的获得方法 1．利用硅二极管的整流作用获得脉冲电流 采用此方法制造的脉冲弧焊电源是采用硅二极管提供脉冲电流的，此 类脉冲弧焊电源可获得100Hz和500Hz两种频率的脉冲电流。 2．利用电子开关获得脉冲电流 采用此方法制造的脉冲弧焊电源是在普通直流弧焊电源的直流侧或交 流侧接入大功率晶闸管，分别组成晶闸管直流断续器或交流断续器， 利用它们的周期性通、断获得脉冲电流。 3．利用阻抗变换获得脉冲电流 采用此方法制造的脉冲弧焊电源有两种。第一种是变换弧焊电源交流 侧的阻抗值，使三相阻抗数值不相等而获得脉冲电流；第二种是变换 弧焊电源直流侧的电阻值，采用大功率晶体管组来获得脉冲电流。 4．利用给定信号变换和电流截止反馈获得脉冲电流 采用此方法制造的脉冲弧焊电源也有两种，即给定信号变换式脉冲弧 焊电源和电流截止反馈式脉冲弧焊电源。
项目六 脉冲弧焊电源和逆变式弧焊电源
四、脉冲弧焊电源的分类 1．按获得脉冲电源的主要器件分类 脉冲弧焊电源按获得脉冲电流的主要器件进行分类 ，可分为单相整流式脉冲弧焊电源、磁饱和电抗器 式脉冲弧焊电源、晶闸管式脉冲弧焊电源和晶体管 式脉冲弧焊电源等。 2．按获得脉冲电源的方法分类 脉冲弧焊电源按获得脉冲电流的方法进行分类，可 分为交流断续器式脉冲弧焊电源、直流断续器式脉 冲弧焊电源、阻抗变换式脉冲弧焊电源等。
弧焊电源
朱艳
zhuyanmh@sohu.com
材料学院----材料成型及控制工程教研室
绪论--典型弧焊电源的特点和应用
• 脉冲弧焊电源 特点：效率高、输入线能量 较小、可在较宽范围内控制 线能量、多参数变换与优化 匹配 应用：高合金材料、薄板和 全位置焊接
朱艳
zhuyanmh@sohu.com
材料学院----材料成型及控制工程教研室
绪论--典型弧焊电源的特点和应用
• 弧焊逆变器 特点：高效节能、质量轻、体积小、 功率因数高、焊接性能好 应用：各种弧焊方法
绪论--弧焊电源的种类
1. 交流弧焊电源 弧焊变压器 2. 直流弧焊电源 弧焊发电机 磁放大硅整流器 晶闸管整流器 逆变器 3. 脉冲弧焊电源 4. 逆变式弧焊电源 功率场效应管、IGBT
朱艳 zhuyanmh@sohu.com 材料学院----材料成型及控制工程教研室
绪论--典型弧焊电源的特点和应用
U m sin t uh ih R
分析：电源电压和 电流同相位，电流 过零后到下一周波 电压等于再引燃电 压之间，有一段间 隔时间，造成熄弧， 不能满足电弧稳定 燃烧的要求。
朱艳
zhuyanmh@sohu.com
材料学院----材料成型及控制工程教研室
交流电弧连续燃烧的条件
2、电感性电路
焊接电弧的分类及其特点
第二章5脉冲弧焊电源
影响关断时间的因素 1）正向电流 2）正向重加du/dt的影响 3）反向电压
（二）晶闸管断续器式脉冲弧焊电源的分类
1、交流断续器：在电源的交流环节控制通断及大小，但是电源不一定输 、交流断续器：在电源的交流环节控制通断及大小， 出交流。 出交流。
特点： ）断续器关断可靠； ）脉冲内脉动大； ）需基本电流电源； 特点：1）断续器关断可靠；2）脉冲内脉动大；3）需基本电流电源； 4）晶闸管触发相位受焊接电源功率因数的限制。 ）晶闸管触发相位受焊接电源功率因数的限制。
(一）、利用电子开关 一）、利用电子开关 主要用现代电力电子技术中的功率开关器件：晶闸管、 主要用现代电力电子技术中的功率开关器件：晶闸管、大功率 三极管、场效应管及IGBT等。 三极管、场效应管及 等
a)在直流侧设开关装置，b)在交流侧设开关装置 在直流侧设开关装置， 在交流侧设开关装置 在直流侧设开关装置
i
i t t
直流脉冲电流波形
交流脉冲电流波形
应用：利用脉冲形成的不同热量输入率使深熔与凝固交互进行， 应用：利用脉冲形成的不同热量输入率使深熔与凝固交互进行，以低 的平均电流实现射流过渡，进行薄板焊接、 的平均电流实现射流过渡，进行薄板焊接、全位置焊接和热敏感材料 的焊接。 的焊接。 应用范围： 应用范围： 1）熔化极及不熔化极气体保护焊：MIG、MAG、微束等离子弧焊等； ）熔化极及不熔化极气体保护焊： 、 、微束等离子弧焊等； 2）窄间隙厚板焊、超薄板焊； ）窄间隙厚板焊、超薄板焊； 3）普通板材焊、热敏感性材料焊； ）普通板材焊、热敏感性材料焊； 4）全位置焊，保证均一的焊接成形和质量； ）全位置焊，保证均一的焊接成形和质量； 5）单面焊双面成形和封底焊。 ）单面焊双面成形和封底焊。 二、脉冲获得方法
脉冲弧焊电源的现状和发展
脉冲弧焊电源的现状与发展
欧前
(东北大学秦皇岛分校资源与材料学院，河北秦皇岛022004)
摘要：就目前国内外电源的发展历程、脉冲弧焊电源的原理及特点及分类、应用范围做简要介绍，同时，对脉冲弧焊现状及未来发展的趋势进行了论述。
关键词: 脉冲弧焊电源、现状、发展、焊接、电源
前言
弧焊技术是现代焊接技术的重要组成部分，其应用范围几乎涵盖了所有的焊接生产领域。电弧焊作为一种基本的金属处理方法，被广泛地运用于国民经济的各部门，为电弧焊提供能量的弧焊电源从诞生起已取得了很大的进展。没有先进的弧焊电源及其控制技术，要实现先进的焊接工艺和得到良好的焊接接头是不可能的。脉冲弧焊电源是弧焊电源中很重要的一部分。
焊接生产中，对薄板、热敏感材料结构、小直径管等易变形结构进行焊接时，采用普通焊接方法及设备极易产生不可矫正的焊接变形。如果在焊接的过程中采用脉冲电流进行焊接，由于焊接过存在基本和脉冲两种大小不同的电流，所以整个焊接过程平均电流值较低，产热总量少，不但能减小焊接热影响区，使焊接变形得到有效控制，而且能在较少的总产热量情况下增大峰值电流促进形成稳定的熔滴过渡同时缩小和冷却熔池，有利于易变形结构的焊接同时十分有利于全位置焊接。
电源的发展历程
电弧作为一种气体导电的物理现象是在19世纪初被发现的，但1885年俄国人别那尔道斯发明碳极电弧可看作是电弧作为热源应用的创始，而电弧真正用于工业则是在1892年发明金属极电弧后，特别是1930年前后出现了薄皮和厚皮焊条以后才开始的。
60年代，由于大容量硅整流元件、晶闸管的问世，为发展硅整流器、晶闸管式的弧焊整流器等提供了条件。到70、80年代，弧焊电源的发展更是出现飞跃：多种形式的弧焊整流器相继出现和完善，研制成功多种形式的脉冲弧焊电源，为进一步提高焊接质量和适应全位置焊接自动化提供了性能优良的弧焊电源。此外，还先后研制成功了高效节能，性能好的晶闸管式、晶体管式、场效应管式的IGBT弧焊逆变器。随着新型弧焊技术的发展，弧焊电源也不断地得到发展。
第五单元 脉冲弧焊
能力知识点 2
脉冲电流的获得方法
• （1）利用硅二极管的整流作用获得脉冲电流 这 ） 类脉冲弧焊电源采用硅二极管提供脉冲电流， 类脉冲弧焊电源采用硅二极管提供脉冲电流，可 获得100Hz和50Hz两种频率的脉冲电流。 和 两种频率的脉冲电流。 获得 两种频率的脉冲电流 • （2）利用电子开关获得脉冲电流 它是在普通直 ） 流弧焊电源直流侧或交流侧接入大功率晶闸管， 流弧焊电源直流侧或交流侧接入大功率晶闸管， 分别组成晶闸管交流断续器或直流断续器， 分别组成晶闸管交流断续器或直流断续器，利用 它们的周期性通、断获得脉冲电流。 它们的周期性通、断获得脉冲电流。
脉冲励磁型磁饱和电抗器式 能力知识点 2 脉冲弧焊电源
• 前已述及，它的主电路与普通磁饱和电抗器式弧 焊整流器相同，只是 控制电流为低频脉冲 电流，这种脉冲控制 电流由一个多谐振荡 器组成的晶闸管开关 提供。其基本电路如 图5-7所示。
图5-7 晶闸管开关基本电路
• 当晶闸管VT1导通时，电流由VD1~6经VT1 、VD7、 WK、R3、R1回到VD1~6 ，同时给C1充电，为VT1的关 断作好准备，此时C1上的电压为上正下负。 • 当VT2导通时， C1上的电压加在VT1上，使VT1在反 向电压的作用下关断，同时C1经VD7 、 WK 、 R3 、 R1 、 VD1~6 、 VT2回路放电，并反向充电，从而为 VT2的关断作好准备。 VT2导通时，电流还经过另一 回路： VD1~6 、 VT2 、 R2 、 R1再回到VD1~6 。 • VT1导通时，控制电流幅值大，而VT2导通时控制电 流幅值小．两晶闸管的触发信号由一个多谐振荡器提 供，使VT1 、 VT2两只晶闸管轮流导通，即可获得一 定频率、一定占空系数的脉冲控制电流。
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四、脉冲电流波形和可调的基本参数
1、波形：正弦半波、矩形波、三角形波
2、可调基本参数：脉冲电流（峰值电流）幅值、基值电流（背景电流、维 弧电流）幅值，脉冲时间、基值时间、上升（前沿）时间、下降（后沿）时 间。
第二节 晶闸管式脉冲弧焊电源
特点：1）断续器关断可靠；2）脉冲内脉动大；3）需基本电流电源；
4）晶闸管触发相位受焊接电源功率因数的限制。
2、直流断续器：接在脉冲电流电源的直流侧，起开关作用。 （1）双电源式直流断续器脉冲弧焊电源
（2）单电源直流断续器式脉冲弧焊电源
特点：电流的通断容量可达数百安培，频率调节范围广，脉冲波形近 似呈矩形，对焊接有利，脉冲内脉动大小与直流弧焊电源种类有关。 但是主晶闸管流过的电流大，其可靠关断是关键。
来自百度文库
三、单电源直流断续器脉冲弧焊控制器的电路分析
（一）、电路主要组成
（二）工作原理 1、直流弧焊电源 2、断续器主电路：R1—调制阻抗；
主管VT1导通时，L1上感生电压
e1，L1、L2自耦合感应，e2=Ke1,C1 充电,方向左负右正，为VT1、3关断
作准备。该关断方式与关断电路的
图(c)相似。
VT2辅管导通，C1使主管VT1截 止，L3限制C1放电电流。C1同 时通过C2、VD3的耦合也使VT3 关断。
/脉冲频率的调解，频率范围可在0.2~10HZ调解。
二、晶闸管断续器式
（一）晶闸管的导通与关断 1、导通条件
1）晶闸管阳极加上正向电压U； 2）控制极上加上适当的同步正向触发电压ug
2、关断条件
1）使阳极电流低于维持电流或切断阳极电流； 2）在晶闸管阳极和阴极之间加一反向电压
关断的物理过程
影响关断时间的因素 1）正向电流 2）正向重加du/dt的影响 3）反向电压
i
i t t
直流脉冲电流波形
交流脉冲电流波形
应用：利用脉冲形成的不同热量输入率使深熔与凝固交互进行，以低 的平均电流实现射流过渡，进行薄板焊接、全位置焊接和热敏感材料 的焊接。 应用范围： 1）熔化极及不熔化极气体保护焊：MIG、MAG、微束等离子弧焊等； 2）窄间隙厚板焊、超薄板焊； 3）普通板材焊、热敏感性材料焊； 4）全位置焊，保证均一的焊接成形和质量； 5）单面焊双面成形和封底焊。 二、脉冲获得方法
体管周期性的导通与关断。
（四）利用大功率整流硅管整流得到单相脉冲电源。 采用（一）、（四）方法电流完全间断，一般需配用辅助电源形 成脉冲、基本双电源。 三、脉冲弧焊电源的分类 1、按获得脉冲电流的器件分：单相整流式、磁放大器式、晶闸管 式、晶体管式。
2、按获得脉冲电流的方法分：交流断续器式（单相整流式、单相半 控整流式、交流开关式），直流断续器式（RC冲放电式，辅助电源 充电式……)，阻抗变换式。
第七章 脉冲弧焊电源
主要内容：从焊接工艺要求出发，论述脉冲弧焊电源的特点、
分类、原理和应用。着重分析晶闸管式脉冲弧焊电源的工作原 理和特点。 第一节 脉冲弧焊电源的概述 一、脉冲弧焊电源的特点及应用范围
特点：焊接电流是周期性脉冲式的，包括基本电流（维弧电流） 和脉冲电流，可调规范参数多，包括：脉冲频率、幅值、宽度、 电流上升速度和下降速度。
RC指数充电， Ue=UT(1-e-t/τ)=ηUT τ=RC 解得：t=RCln(1/(1- η)
t
uc UT
ηUT
得周期时间和脉冲时间
t
Lc:限制脉冲上升速度； VD2:电流下降时将Lc中的能量释放到电弧中去。
（三）电路主要特点 1）单电源实现脉冲焊接，使用阻抗法调节脉冲电流时一定会影响
基值电流。且R1上有功耗； 2）If增加，C1上电压增加，有利于大电流时晶闸管的关断； 3）C1放电电荷通过电弧区，形成有利于电弧稳定的尖脉冲。
3、关断电路
(a)图： VT2通，C充电，左负右正。 VT1通时，uc使VT2关断，
C反向充电，此充电时间
常数应保证VT2可靠关断。 对称触发VT2也会使VT1
关断。
(b)图：
VT2通，C充电，上正下 负。 主管VT1通时，uc使VT2 关断;C经电感线圈L和VD 放电。 C放电结束后,C上的电 能转换为L上的电磁能， L放电，使C反向充电， 下正上负。当VT2再次 导通时，使VT1关断， 重复上述过程。
(c)图： 基本与(b)图通，但主电流流过L 时，其感应电压的自耦合作用
时L上部感应电压给C充电能量
更高，VT1关断更有力，适合于 大容量的VT。
（二）晶闸管断续器式脉冲弧焊电源的分类
1、交流断续器：在电源的交流环节控制通断及大小，但是电源不一定输 出交流。
脉冲内包含的半波数目取决于晶闸管触发信号的频率，脉冲幅值的 调节通过改变触发相位来实现。
(一）、利用电子开关 主要用现代电力电子技术中的功率开关器件：晶闸管、大功率 三极管、场效应管及IGBT等。
a)在直流侧设开关装置，b)在交流侧设开关装置
（二）、利用阻抗的变换
a)变换交流侧阻抗值，
b) 变换直流侧阻抗值
（三）改变调节ug及电流截止反馈 1、改变ug； 2、电流截止反馈：周期性地改变电流截止反馈信号,使直流回路中的晶
3、直流断续器触发电路 包括周期时间与周期脉冲的控制。
VU1射极由RC进行周期控制。在周期开始时， 触发电路发出ug1、3，发出脉冲电流，并启动 脉冲计时。 VU2进行脉冲时间计时，计时到发出脉冲ug2, 关断VT1,接入限流电阻R1,同时VT3关断,导致 VU2电源关断,在维持时间它不再计时。
计时时间的计算：VU1、2射极电容是按
一、给定值调节式
特点：输出的脉冲电流波形为方波或带前沿尖峰的方波；脉冲 电流和基本电流都由同一电源供给；无级调节、操作方便；频 率调节范围小；一机多用；控制线路比较复杂，不易维修。 应用:在ZX5-400上配上KW控制器可进行TIG脉冲焊。由于晶闸 管波头时间3.3ms，即脉冲频率300HZ，调制频率不可以太高， 仅可在一定范围内实现脉冲电流值，基值电流值、脉宽占空比