弧焊电源重点

第一章焊接电弧及其电特性

（填空）

焊接电弧的特性：电压最低，电流最大，温度最高，发光最强

三种电离：撞击电离，热电离，光电离

四种电子发射：热发射，光电发射，重粒子撞击发射，强电场作用下的自发射

1.弧焊电源可分为哪几类？按什么分类？

答：（1）弧焊电源及其控制技术的分类：交流弧焊电源、直流弧焊电源、脉冲弧焊电源、逆变式弧焊电源

（2）弧焊电源的控制技术分类：机械式控制、电磁式控制、数字式控制、电子式控制。2弧焊电源的压降如何分布？

答：电弧沿其长度方向分为三个区：阳极区、阴极区、弧柱区，这三个区的电压降分别称为阳极压降Uy、阴极压降Ui、弧柱压降Uz。它们组成了总的电弧电压Uf，且Uf=Uy+Ui+Uz。阳极压降基本不变，而阴极压降在一定条件下基本上也是固定的数值，弧柱压降则在一定气体介质下与弧柱长度成正比。则，弧长不同，电弧电压也不同。

3.弧焊电源的静特性、动特性是指什么？

答：电弧静特性：电极材料、气体介质、弧长一定的电弧在稳定状态下，电弧电压Uf与电弧电流If之间的关系。Uf=f(If)

电弧动特性：在一定的弧长下，当电弧电流很快变化的时候，电弧电压与电流瞬时值之间的关系为：Uf=f(if)

4.焊条电弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊得电弧静特性是怎样的？

答：焊条电弧焊：多半工作在静特性的水平段。

埋弧焊：多半工作在静特性的水平段。

CO2气体保护焊：基本上工作在上升段。（虚线的是二氧化碳的，实线的是Ar弧焊的）

5.交流电弧有什么特点？为保护交流电弧连续燃烧电路参数应当怎样配合？

答：特点：a.电弧周期性的熄灭引燃

b.电弧电压和电流波形发生畸变

c.热惯性作用较为明显

（2）a.交流电弧连续引燃的条件之一： 即当ωt=π时，使电弧电流if 正好过零点，if=0，从而得到： b.连续引燃条件之二：

即在ωt=0时，弧焊电源电压Uy 应大于电弧引燃电压Uyh ，即： 综上分析：

为保证交流电弧连续燃烧必须保证电路中各项参数：电源空载电压U0、电弧电压Uf 及引燃电压Uyh 之间必须保持一定的关系。

即：

6.有哪些因素影响交流电弧燃烧的稳定性？

答：1）空载电压Uo ：Uo 越高，电弧越稳定。

2）引燃电压Uyh ：Uyh 越高，引燃电弧越难，电弧越不稳定。

3）电路参数：增大L 或减小R ，均可使电弧趋向稳定的连续燃烧。

4）电弧电流：电弧电流越大，电弧的稳定性提高。

5）电源频率f ：f 提高，电弧的稳定性提高。

6）电极的热物理性能和尺寸。

第二章 焊电源的基本要求

1.弧焊工艺对电源电气性能提出的要求是什么？

答：a.对弧焊电源空载电压的要求

b.对弧焊电源外特性的要求

c.对弧焊电源调节特性的要求

d.对弧焊电源动特性的要求

2.“电源-电弧”系统的稳定条件是什么？如何表示？

答：所谓“电源-电弧”系统的稳定性应包含两方面的含义：

1）系统在无外界因素干扰下，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，此时应有如下关系：Uf=Uy ；If=Iy

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，造成了焊接参数的变化。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。

m f U U 2cos πϕ=yh

m U U ≥ϕsin 4212220π+≥f

yh f U U U U

因而，“电源—电弧”系统的稳定条件是：

即：电弧静特性曲线在工作点上的斜率 必须大于电源外特性曲线在该工作点上的斜率 。

3.弧焊电源得外特性是指什么？弧焊电源外特性可分为哪几种基本形式？如何定量划分？

答：弧焊电源的外特性是指，在电源内部参数一定的条件下，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 之间的关系为Uy=f(If)

弧焊电源外特性形状的种类

a)垂直陡降特性 b)陡降特性 c)缓降特性 d)平特性(恒压特性) e)平特性(稍上升)

(一)下降特性

当输出电流在运行范围内增加时其输出电压随着急剧下降。

1、垂直下降(恒流)特性 垂直下降特性也叫恒流特性。

2、缓降特性。

3．恒流带外拖特性 工作部分的恒流段，输出电流基本上不随输出电压变化，但在输出电压下降至低于一定值(外拖拐点)之后，外特性转折为缓降的外拖段，而且外拖拐点和外拖斜率往往可以调节。

(二)平特性

1)一般随着电流增大，电弧电压接近于恒定不变(又称恒压特性)或稍有下降，电压下降率应小于7V ／100A 。

2）随着电流的增大，电压稍有增高，电压上升率应小于7V ／100A 。

(三)双阶梯形特性

这种特性的电源用于脉冲电弧焊。维弧阶段工作于L 形特性上，而脉冲阶段工作于反L 形特性上。由这两种外特性切换而成双阶梯形特性，或称框形特性。

4.焊条电弧焊、钨极氩弧焊、等离子弧焊、埋弧焊、CO2焊各用什么形状的弧焊电源外特性？

答：焊条电弧焊：可用下降特性中的缓降特性或恒流带外拖性的电源。

钨极氩弧焊：可用垂直下降（恒流）特性的电源。

0I U I U K .e ΔI f w I y f w t L K f >⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-∂∂==-

等离子弧焊：可用下降特性中的垂直下降（恒流）特性的电源。

埋弧焊：可用下降特性中的缓降特性或平特性中的恒压特性电源。

CO2焊：可用下降特性中的缓降特性的电源。

5.弧焊电源为什么要具备调节性能？如何调节？弧焊电源的负载持续率和额定电流得含义是什么？

答：（1）弧焊电压和电流是由电弧静特性与弧焊电源外特性曲线相交的一个稳定工作点决定的。同时，对应于一定的弧长，只有一个稳定工作点。因此，为了获得一定范围所需的焊接电流和电压，弧焊电源的外特性必须可以均匀调节，以便与电弧静特性在许多点相交，从而得到一系列的稳定工作点。

（2）

（3）负载持续率FS：表示负荷状态，即长时间连续通电还是间歇通电。

FS=负载持续运行时间t／（负载持续运行时间t+休止时间）×100%=t／T×100%

式中：T为弧焊电源的工作周期，它是负载持续运行时间t与休止时间之和。

额定电流Ie：在规定的境条件下，按额定负载持续率FS规定的负载状态工作，即在符合标准规定的温升限度下所允许的输出电流值。

6.弧焊电源的动特性是指什么？

答：所谓弧焊电源动特性，是指弧焊负载状态发生突然变化时，弧焊电源输出电压与电流的响应过程，可以用弧焊电源的输出电流和电压对时间的关系来表示，即：Uf=f(t),if=f(t)，它说明弧焊电源对负载瞬变的适应能力。

第三章弧焊变压器

（判断题）弧焊变压器是一类特殊的降压变压器

1.弧焊变压器如何保证电弧连续？弧焊变压器有何特点？

答：（1）适当提高弧焊变压器的空载电压，使焊接电路有一定电感，采用稳弧装置。（2）特点：a.为了稳弧要有一定的空载电压和交大的电感

b.主要用于焊条电弧焊、埋弧焊和钨极氩弧焊，应具有下降的外特性

c.为了调节弧焊电流、电压，外特性应可调。

2.弧焊变压器得空载电压、外特性及调节特性是如何获得？

答：（1）空载电压：在一次绕组上施加电压U1，产生了空载电流I0和磁通Ф1。Ф1中的一部分经铁心闭合的为空载主磁通Ф0，另一部分经空气闭合的为空载漏磁通ФL0，Ф0分别与W1、W2(一次、二次绕组)耦合，各产生感应电动势E10、E20，在二次输出端输出空载电压U0。

电磁关系为：

（2）外特性：

电磁关系为：

经推导得二次回路负载为具有感抗的电抗器和电弧时，弧焊变压器的外特性方程式为： Uf=U0－jI2(X1´+X2+XK)－I2(R1´+R2+RK) (1)

令X1´+ X2=XL--------变压器总漏抗，而只R1、R2、RK值较小可以忽略，且I2=If(If