焊接电源总结

弧焊变压器（交流电源）

原理：将电网的交流电变成适宜于弧焊的交流电，由主、次级相隔的主变压器及所需的调节和指示装量等组成

优点：结构简单、易造易修、成本低．磁偏吹很小、空载损失小、噪音小

缺点：电弧稳定性差(相对于直流电源)、功率因数较低

矩形波交流电源（高档次交流电源）

原理：采用半导体控制技术来获得矩形波交流电源

优点：

1) 电弧稳定，电流过零时再引燃电弧容易，不必加特殊的稳弧器，消除了传统的高频干扰，有利于由计算机参与的自动化焊接系统正常工作。

2) 通过调节正负半波时间比、幅值比，在保证必要的阴极雾化作用条件下，最大限度地减少钨极为正半波的时间，使整个焊接过程向直流钨极接负方法靠近，延缓了钨极的烧损，这对于自动化焊接提高生产率有利。

3) 由于采用电子技术控制，可以方便地改变电弧形态、电弧作用力及对母材的热输入能量，从而有效地控制熔深及正反面成形。

弧焊整流器(目前主流产品)

原理：交流电经整流装置获得直流电的弧焊电源。一般由初、次级绕组相隔的主变压器、半导体整流元件组以及为获得所需外特性的调节装置等组成。

优点：制造方便、价格低、空载损耗小、噪音小、焊接性能好、控制方便等优点

逆变弧焊电源(未来主流产品)

原理：把交流电经整流后，由逆变器转变为几百至几万赫兹的中频交流电，经降压后输出交流或直流电。

优点：体积小，是传统焊机1/3；重量轻，是传统焊机的1/5；效率高达85-95%，比传统焊机节能40%；功率因数高达0.99；微秒级的响应速度，故动特性非常好，焊接质量较传统焊机有很大的提高。

脉冲弧焊电源

原理：焊接电流以低频调制脉冲方式输出

优点：具有效率高，输入线能量较小，可在较宽范围内控制线能量等优点

1．电离的形式：在焊接电弧中，根据引起电离的能量来源，有如下三种电离形式：(1) 撞击电离；(2) 热电离；(3) 光电离

2．电子发射是引弧和维持电弧稳定燃烧的一个很重要的因素。按其能量来源的不同，可分为热发射，光电发射，重粒子碰撞发射和强电场作用下的自发射等。

3．小结:

（1）、焊接电弧是气体放电的一种形式。

（2）、能量来源：焊接电源提供了空载和焊接的电压、电流，形成和维持了电弧所需要的电场，产生了大量的光和热，提供了带电粒子的运动（热运动和电子定向运动）的动能。（3）、作用结果：引起电极表面电子发射，导致气体原子的激发、电离，从而维持了电弧的气体放电。

（4）、复合过程：同时存在正离子和电子复合成中性原子，以及原子、分子吸附电子复合成负离子的过程。

4．接触引弧:是在弧焊电源接通后，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。这是一种最常用的引弧方式。非接触引弧:是指在电极与工件之间存在一定间隙，施以高电压击穿间隙，使电弧引燃。

5. 最小电压原理：在I 及周围条件一定时，电弧稳定燃烧，其弧柱半径R，应使电弧的电

场强度E具有最小值。电弧具有保持最小的能量消耗特性。当I一定，电弧自动确定一合适弧柱半径R，以保持最小U

6. 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，简称伏安特性或静特性。焊接电弧的动特性:指在一定的弧长下，当电弧电流很快变化的时候，电弧电压和电流瞬时值之间的关系

7.交流电弧的特点：（1）电弧周期性地熄灭和引燃交流电流每当经过零点并改变极性时，电弧熄灭、电弧空间温度下降。（2）电弧电压和电流波形发生畸变。（3）热惯性作用较为明显。

8.影响交流电弧稳定燃烧的因素：

空载电压:相同引弧电压下空载电压越高熄弧时间越短、电弧越稳定

引燃电压:Uyh越小越有利于电弧的稳定燃烧

电路参数:一般情况下，增大电感L和减小电阻R均可提高电弧稳定性

电弧电流:电弧电流越大，热惯性越大，导致Uyh降低，电弧稳定性提高

电源频率f:电源频率越高，热惯性明显越有利于电弧的稳定

电极的热物理性能和尺寸:电极尺寸较大或熔点较低时都会使电极散热快，降低电弧稳定性9. 提高电弧稳定性措施：为了提高交流电弧的稳定性，在焊接电源方面除了焊接回路要有足够大的电感量之外，还可以采用如下措施：

（1）提高弧焊电源频率；（2）提高电源的空载电压；（3）提高电源的空载电压；（4）叠加高压电。

10焊接电弧分类及特点：（1）按电流种类可分为：交流电弧、直流电弧和脉冲电弧(包括高频脉冲电弧)。（2）按电弧状态可分为：自由电弧和压缩电弧。（3）按电极材料可分为：熔化极电弧和不熔化极电弧。

11. 脉冲电弧：电流为脉冲波形的电弧，称为脉冲电弧。它可分为直流脉冲电弧和交流脉冲电弧。脉冲宽度比：表征脉冲的强弱，即在脉冲周期中脉冲时间所占的百分比，K=t1/T也称占空比

12.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。对于直流电源，Uy和Iy为平均值，对于交流电源则为有效值

13. “电源-电弧”系统的稳定性：（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，造成了焊接规范的变化。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。

14. “电源－电弧”系统的稳定条件是：即电弧静特性曲线在工作点的斜率必须大于弧焊电源外特性曲线在改点的斜率

15对弧焊电源外特性的曲线要求：（1）手工电弧焊:在手工弧焊中，一般是工作于电弧静特性的水平段上。采用下降外特性的弧焊电源，便可以满足系统稳定性的要求。(2) 熔化极弧焊: a等速送丝控制系统的熔化极弧焊C02／MAG、MIG焊或细丝(直径)的直流埋弧自动焊，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。b变速送丝控制系统的熔化极弧焊通常的埋弧焊(焊丝直径大于3mm)和一部分MIG焊，它们的电弧静特性是平的。只能采用下降外特性的电源。（3）非熔化极弧焊：这种弧焊方法包括钨极氩弧焊(TIG)，非熔化极等离子弧焊以及非熔化极脉冲弧焊等。它们的电弧静特性工作部分呈平的或略上升的形状。最好采用恒流特性电源（4）熔化极脉冲弧焊：一般采用等速送丝，利用“电源一电弧”系统