弧焊工艺对弧焊电源空载电压和外特性要求
初级焊工习题焊条电弧焊
焊条电弧焊A001焊条电弧焊的概念：一、判断1.焊条电弧焊是在焊接过程中，由弧焊电源、焊接电缆、焊钳、焊条、焊件和焊接电弧构成的焊接回路。
（√）2.焊条电弧焊是指利用焊条作为电极引燃电弧，焊条融化后，金属焊芯以熔滴形式向焊缝熔池过渡，而焊条药皮在熔化过程中产生液态熔渣浮在熔池表面上，起到隔离保护的作用。
因此焊条电弧焊只有熔渣保护的形式。
（×）二、选择1.焊条电弧焊时，为防止空气的有害作用，采用（ C ）保护。
A. 气体B. 熔渣C. 气、渣联合D. 不需要2.焊条电弧焊这种焊接方法代号是（ A ）A. 111B. 131C. 135D. 1413.由于冶金反应在焊条电弧焊时，熔滴和熔池内部将产生（ C ），而使熔池引起飞溅现象。
A. 氢气B. 氮气C. 一氧化碳D. 二氧化碳4.焊条电弧焊时，焊条既作为电极，在焊条熔化后又作为（ D ）直接过渡到熔池，与液态的母材熔合后形成焊缝金属。
A. 热影响区B. 接头金属C. 焊缝金属D. 填充金属002焊条电弧焊机的工作原理：一、判断1.焊条电弧焊机为满足工作的需要，应具有陡降的外特性、适当的空载电压、适当的短路电流、良好的动特性和良好的调节特性。
（√）2.弧焊电源空载时，由于输出端没有电流，所以不消耗电能。
（×）二、选择1.焊接电源适应焊接电弧变化的特性叫做焊接电源的（ A ）A. 动特性B. 外特性C. 静特性D. 调节特性2.动圈式弧焊变压器是依靠（ A ）来获得下降外特性的。
A. 漏磁B. 串联电抗器C. 串联电阻器D. 电枢反应3.我国生产的弧焊整流器的空载电压一般在（ B ）V以下。
A. 60B. 90C. 80D.1004.为了获得一定范围所需的焊接方法，就必须要求弧焊电源具有（ D ）条可以均匀改变的外特性曲线。
A. 5B. 6C. 7D. 很多003焊条电弧焊机的调节：一、判断1.调节焊接电流实际上是调节电源外特性曲线。
第二章 对弧焊电源的基本要求
《焊接电源》
第二章 对弧焊电源的基本要求
图2-10 改变等效阻抗时的外特性 a）下降外特性 b）平外特性
《焊接电源》
第二章 对弧焊电源的基本要求
图2-11改变空载电压时的外特特性 a) 下降外特性 b) 平外特性
《焊接电源》
第二章 对弧焊电源的基本要求
2.2.1.1 焊条电弧焊 这种焊接方法主要工艺参数是电流，且其调节范围不大，即使
f
i f If
将其代入，系统动态方程，则有，
L di f dt
U I
f
U y I
If
i f
0
代入初始条件，解之，得
KW t
i f I f e L
《焊接电源》
第二章 对弧焊电源的基本要求
“电源一电弧”系统稳定性的 含义的数学描述
1、 U f U y I f I y
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。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。
《焊接电源》
第二章 对弧焊电源的基本要求
“电源一电弧”系统的数学模型
《焊接电源》
第二章 对弧焊电源的基本要求
为满足上述要求，弧焊电源应考虑的电气性能
（1）对弧焊电源空载电压的要求； （2）对弧焊电源外特性的要求； （3）对弧焊电源调节性能的要求； （4）对弧焊电源动特性的要求。 若在特殊环境下工作，还应考虑环境适应性。
《焊接电源》
第二章 对弧焊电源的基本要求
2.1 对弧焊电源外特性的要求
工学第章对弧焊电源的基本要求
• 对操作人员加强保护的机械夹持焊炬情况下：直流 141V峰值、交流141V峰值和100 V有效值。
• 等离子切割：直流500V峰值。
综合考虑引弧、稳弧工艺需要，空载电压通常具体要求如下:
• 弧焊变压器 ：U0 ≤80 V
U U01 U02
I0
I (4)平外特性
适合于焊条电弧焊
0
I1 I2 I3 I4 I5
I
(5)
1. 焊条电弧焊 电流的调节范围不大，在焊接不同厚度的工件时，电弧
电压一般保持不变，只调节焊接电流。
2. 埋弧焊
If增加时熔深随着增大，要求增大Uf以使熔宽相应增加，从 而保持合适的焊缝几何尺寸．当Uf增大时，则要求U0相应提
Ifmin If (Ie) Ifmax
I
使用下降外特性电源的不同方法的负载特性：
焊条电弧焊、埋弧焊：
If≤600A时，Uw(V)=20+0.04If (V) U
If>600A时，Uw(V)=44(V)。
U0
TIG焊、等离子弧焊：
If≤600A时，Uw(V)=10+0.04If
(V)
Uwe Uw
If>600A时，Uw(V)=34 (V)。
dI
系统的动平衡方程：
Uy(I) Uf(I) L dt
外界干扰电流发生变化： If If Δif
此时：Uy(If
Δif
)
Uf(If
Δif
) L d(If
Δif dtຫໍສະໝຸດ )(1)U
Uf
A1
1
B1
B1′
2
实验1_弧焊电源外特性实验
实验一弧焊电源外特性实验一、实验目的1.理解弧焊电源外特性的含义。
2.掌握弧焊电源外特性的测试方法。
3.测定ZX7-400电焊机的外特性。
二、实验设备ZX7-400电焊机、PTE-750E智能电源测试台、感应调压器三、实验内容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U y与输出的电流稳定值I y之间的关系U y=f(I y),称为电源的外特性。
对于直流电源，U y和I y为平均值，对于交流电源则为有效值。
外特性可用曲线来表示，这种曲线叫外特性曲线。
外特性曲线与纵坐标的交点即为弧焊电源的空载电压，外特性曲线与横坐标的交点即为弧焊电源的短路电流。
不同的焊接方法对电源外特性有不同的要求。
根据外特性曲线的形状，焊接电源的外特性可分为平特性和下降特性两大类。
1、平特性特点是输出电压基本上不随输出电流的变化而变化(略有变化)，又称恒压特性，适用于作为熔化极气体保护焊和电渣焊的电源。
2、下降特性特点是输出电压随输出电流而下降。
根据输出电压下降的快慢程度，又可分成缓降、陡降、垂降三种，其中垂降外特性又称恒流特性，因为当弧长发生变化时，输出电流基本保持不变。
下降特性适用于作为焊条电弧焊、埋弧焊和钨极氩弧焊的电源。
四、实验步骤1.观察和熟悉焊机外形，记录铭牌数据。
2.熟悉实验电路的连接和各个设备的功能及使用。
3.利用PTE-750E智能电源测试台测量ZX7-400电焊机电源的外特性。
4.关闭测试台和电源。
五、实验报告内容六、思考题1.交流焊机有哪几种典型类型，它们的结构有何区别及联系？2.ZX7-400电焊机是如何获得下降外特性的。
弧焊变压器外特性及调节特性的测定
BX2-300，BX2-500等各一台；
Uf(V) （1）接线：接线参考图1进行。
调好电源泉电压，切断K1，准备实验。
（调3节）负弧载焊电变阻压R备器f，调使注节其特阻性值测由定大至小（则电流If就由小到大逐渐增加）同时从电流表A2及电压表V2读出一一对应的电流If及电压值Uf；
20V应该注意）下进行。 表2 实验结果记录表
2. 掌握弧焊变压器的两种特性测定方法。 实验方法：首先K1将接通电源泉，K2接至“负载，将Rf调至某一适当大的阻值。
动铁分磁式弧焊变压器BX1-330或BX2-500（BX500） （3）区分初级、次级及电抗绕组； 接线经检查无错误，方可经K1通电源进行实验，由电压表V1观察电源电压变化，实验应在弧焊变压器额定输入电压（380V，有的为 20V应该注意）下进行。 整理观察弧焊变压器的记录及特殊收获； （4）所有实验数据，经检查无误时，方可将实验线路恢复原始状态。 然后借助于调节机构改变I的数值，求出对应的短路电流Id（即K2接通时的电流表A2的读数），将I和Id数值意义对应列入表2。
（2）实验方法： 首先借行下列实验；
① 合上开关K1，接通电源，从电压表V1读出空载电压，然后 将开关换至K2“负载”。
② 调节负载电阻Rf，使其阻值由大至小（则电流If就由小到 大逐渐增加）同时从电流表A2及电压表V2读出一一对应的 电流If及电压值Uf；
③ 合上K2将弧焊变压器短路，从电流表A2读出短路电流值， 记录所有实验数据列于表1中。
三、实验内容和方法
（4）名绕组间I、f(绕A组)与铁心间的绝缘；
（4）所有实验数据，经检查无误时，方可将实验线路恢复原始状态。
Uf(V) 观察几种弧焊变压器的构造
电弧及对弧焊电源的基本要求
在稳定工作的条件下，电弧电流If、电压Uf、空载电压U0和等效阻抗Z之间的 关系，可用下式表示：
U f U 0 If Z
或者
If
U 0
U F Z
当U0不变而改变Z时，便可得到一族外特性曲线，图7－10a为得到的下降外特 性，图7－10b为平外特性。
图7－10 改变等效阻抗时的外特性 a）下降外特性 b）平外特性
(1) 由空载到短路
1）瞬时短路电流峰值Isd 由空载到短路时的Isd值影响开始焊接时的引弧过程。 Isd太小，则不利于这时的热发射和热电离，使引弧困难；若此值太大，则造成 飞溅大甚至引起工件烧穿。对它的要求指标，是以其与稳定短路电流之比—— Isd/Iwd来衡量。 2) 0.05s瞬时短路电流值Isd’ 对Isd’大，则表示短路电流由峰值降下来的过 程慢，短路电流冲击能量大，引起的飞溅严重，使工件烧穿的危险性大，它也影 响引弧性能。对它的要求指标，也以其与稳定短路电流之比——Isd’／Iwd来衡 量。因实际意义不大，故一般不考核。
4． 要有良好的经济性
5． 保证人身安全
1．交流弧焊电源 为了保证引弧容易和电弧的连续燃烧，通常采用
U0 (1.8 ~ 2.25) Uf
手弧焊电源 U0＝55～70V 埋弧自动焊电源 U0＝70～90V
2. 直流弧焊电源 直流电弧比交流电视易于稳定，但为了容易引弧，一般 也取接近于交流弧焊电源的空载电压，只是下限约低10V。
根据有关规定，当弧焊电源输入电压为额定值和在整个调整范围内，空 载电压应符合：
弧焊变压器 U0≤80V 弧焊整流器 U0≤85V 弧焊发电机 U0≤100V
第二节 对弧焊电源调节性能的要求
一、电源的调节性能
弧焊电源能满足不同工作电压、电流的需求的可调性能为其调节性能。 它是通过电源外特性的调节来体现的。
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。
培训教材焊接工程概论-4-手弧焊电源
焊接工程概论----手弧焊----手弧焊电源
当某些原因引起电流变化，破坏了电弧与电
源之间供求路电流变化时，其电压
动平衡方程式为： Uy
Ua
L
dIa dt
电式点所流为如流 对 某中将的回值 应 一d减电I路a时 电 弧小流/d电流长，t，值>流0值下由直。，减弧图，至如电小可则 -恢果源流到以可复电系将外看见统到流增特出，的A偶加性， U0稳然点，y曲这2定<增电直线U时工大流至a上U，作，值恢yAd1点1I如。复>点a/。d图所到U所t<a中以原对，0 AA来应则，20A点点的上电0
用硅整流元件进行整流的弧焊整流器称为硅 弧焊整流器，它又可分为动铁心式、动线圈式、 磁放大器式、变换抽头式和多站式五种。
用晶闸管作整流元件的称为晶闸管弧焊整流 器，它具有节能、节材、结构简单、调节方便 等优点，是当前我国推广使用的产品。
焊接工程概论----手弧焊----手弧焊电源
用晶体管控制的弧焊整流器称为晶体管弧焊 整流器，它的优点是控制灵活、精确度高、可 调参数多，但重量较大、成本高、维修较难， 因此，只有在质量要求高的熔化极气体保护焊 时才用。
空载时，焊接回路无电流流过，电抗器不产生电 压降，因此弧焊变压器的输出电压基本上等于降压 变压器的二次电压，就是弧焊变压器的空载电压。
焊接时，焊接电流通过电抗器，产生的自感电 势起电压降作用。因此，弧焊变压器输出电压为空 载电压与电抗器上的电压降之矢量差。因电抗器上 的电压降大小是随着焊接电流的增大而加大，即电 流增加，电压降变大，弧焊变压器输出电压就下降， 从而获得了下降外特性。
(一) 弧焊电源必须具有一定的空载电压U。
一般要求直流手弧焊电源空载电压不应低于 40V，交流手孤焊电源不应低于55V，但从操作 者安全出发，一般不要高于80-100V 。
电弧焊原理特点和应用
电弧焊的特点
焊条电弧焊的不足之处： (1)依赖性强，焊条电弧焊的焊缝质量可 以通过调节焊接电源、焊条、焊接工艺 参数外，还依赖于焊工的操作技巧和经 验。 (2)焊工劳动强度大，劳动条件差。焊接 时，焊工始终在高温烘烤和有毒烟尘环 境中进行手工操作及眼睛观察。
电弧焊的特点
(3)生产效率低，与自动化焊接方法相比，焊条 电弧焊使用的焊接电流较小，而且需要经常更 换焊条。
电弧焊的定义
电弧焊，是指以电弧作为热源，利 用空气放电的物理现象，将电能转换为 焊接所需的热能和机械能，从而达到连 接金属的目的。主要方法有焊条电弧焊、 埋弧焊、气体保护焊等，它是应用最广 泛、最重要的熔焊方法，占焊接生产总 量的60%以上。
电弧焊的定义
焊条电弧焊是工业生产中应用最广 泛的焊接方法，它的原理是利用电弧放 电(俗称电弧燃烧)所产生的热量将焊条与 工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从 而获得牢固接头的焊接过程。
焊条电弧焊的电弧静特性的工作段 在平特性区，只有下降的电源外特性曲 线才能与其相交，因此，焊条电弧焊的 弧焊电源应有下降的电源外特性。当弧 长变化时，陡降外特性引起的电流变化 量明显小于缓降外特性引起的电流变化 量。因此，为稳定焊接参数，焊条电弧 焊的弧焊电源应采用陡降外特性的电源。
电弧焊的组成
(1)热发射――焊接时，阴极表面温度很高， 阴极中的电子运动速度很快，当电子的 动能大于阴极内部正电荷的吸引力时， 电子即冲出阴极表面，产生热发射。温 度越高，则热发射作用越强烈。
(2)电场发射―在强电场的作用下，由于电 场对阴极表面电子的吸引力，电子可以 获得足够的动能，从阴极表面发射出来。 当两电极的电压越高，金属的逸出功小， 则电场发射作用越大。
5.对弧焊电源动特性的要求动特性:电弧 负载发生变化时，焊接电源输出电压和 电流的响应过程。可以用弧焊电源与时 间的关系表征，它表明焊接电源对负载 的瞬态改变的反应能力。焊接过程从一 个稳态过渡到另外一个稳态，这就是动 特性的实质。动特性好:引弧、重新引燃 电弧容易、稳定、飞溅少。
实验 2 弧焊变压器外特性测试实验
实验2 弧焊变压器外特性测试实验【实验目的】（1）了解BX1-300型或BX3-300型弧焊变压器的结构特点、电气性能和主要技术参数；（2）熟悉弧焊变压器的工作原理及外特性的形状特点；（3）掌握弧焊电源外特性的一般测定方法，【实验原理】1、弧焊电源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U y与输出电流稳定值I y之间的关系U y= f (I y) 称为电源的外特性。
电源外特性曲线与电弧静特性曲线必须满足“电源－电弧”系统的稳定条件，才能够保证电弧稳定燃烧，因此，不同的焊接工艺（对应不同的电弧静特性）需要不同外特性的焊接电源才能保证焊接工艺稳定。
弧焊变压器是一种具有下降外特性的降压变压器。
其工作原理和一般电力变压器相同。
同时，为满足弧焊工艺的要求，弧焊变压器还具有以下特点：(1) 为了引弧容易，要求具有一定的空载电压U0焊条电弧焊电源：U0= 55~70 V ；埋弧焊电源U0= 70~90 V。
(2) 常用于焊条电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊，为保证交流电弧稳定连续地燃烧，需要有较大漏抗或外加电抗器。
(3)电源外特性要可调节，即改变等效电路中的电抗可调节焊接电流。
2、增强漏磁式弧焊变压器的结构及工作原理(1) BX1-300型动铁心式弧焊变压器结构特点如图2-3-1所示。
它是一个动铁心II，插入静铁心I的窗口中间。
动铁心II提供漏磁分路，从而获得下降外特性；动铁心II可以在窗口里移进或移出来改变漏抗，达到调节电流的作用。
(2) BX3-300型动圈式弧焊变压器结构特点如图2-3-2所示。
它的铁心特点是高而窄，在两侧的芯柱上套有一次绕组W1和二次绕组W2。
一般W1在下方固定不动；W2固定在螺杆上可以通过摇动手柄而上下移动，以改变其与W1之间的距离δ12。
δ12可调范围较大，使得W1和W2之间磁的耦合不紧密而有很强的漏磁，所产生的漏抗就足以获得下降外特性。
调节δ12，电弧电流可得到均匀调节。
常用焊接电源
弧焊整流器
弧焊整流器是一种直流弧焊 电源。它与直流弧焊发电机相 比，弧焊整流器具有制造简单、 节省材料、成本低、噪声小、 维修方便、效率高、易于获得 不同形状外特性、便于远距离 调节、易于实现电网电压补偿 等优点。弧焊整流器广泛用于 焊条电弧焊、埋弧自动焊、气 体保护焊、等离子弧焊及切割 的电源作为直流弧焊电源。
陡降特性稳定，电弧弹性
好
2、对空载电压的要求
电源空载电压的要求
交流55～70V 直流45～85V
保证引弧容易：引弧时，需要焊条或焊丝与工件接触，因两者之 间往往存在锈污等杂质，需要高的空载电压击穿接触面，实现导 通；电离在初始阶段需要高的电场。 保证电弧稳定燃烧：U0≥(1.8~2.25)Uf 保证电弧的功率稳定性：2.5>U0/Uf>1.57 经济性：材料多、质量大、效率低 保证人身安全。 规则：在保证引弧容易和电弧稳定的条件下，采用尽可能低的空载电 压。 交流弧焊电源：U0=55~70V 直流弧焊电源：U0=45~85V 一般规定空载电压不得超过100V，特殊情况下，要超过100V，必须具 有自动防触电装置。
小
现象
焊接引弧困难
3、具有陡降的外特性
在稳定状态下，弧焊电源的输出的焊接电流与输出电压之间
的关系被称为弧焊电源的外特性。这种关系用曲线表示时， 该曲线就称为焊接电源的外特性曲线。
U 4 3 1 2
U
O
I
O
Δ
I
弧焊电源的不同外特性 1——陡降特性 2——缓降特性 3——平特性 4——上升特性
焊条电弧焊电源 陡降外特性曲线
典型弧焊整流器介绍
ZPG1——500
ZPG1—500型弧焊整 流器可用于焊丝直径为 0.8～2.0mm的二氧化碳 气体保护焊或混合气体保 护焊等。它的电弧自调性 能良好，输出电压可以远 距离无级调节，而且可以 补偿网络电压的波动，使 工作电压比较稳定。
弧焊工艺对弧焊电源的空载电压和外特性的要求
1.3、 对弧焊电源外特性曲线的要求
1.4、 弧焊电源外特性形状的种类 1.5、 对弧焊电源空载电压的要求
1.1、电源的外特性
弧焊电源 —— 是指对焊接电弧供以电能的装置。 电源外特性 —— 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 电流稳定值 Iy 之间的关系曲线。对于直流电 源，Uy 和 Iy为平均值，对于交流电源则为有效 值。
双阶梯外特性
图
形
特 性 应 用 范 围
恒压特性
等速送丝气保护焊 细丝埋弧焊
上升特性
双阶梯外特性
等速送丝的
细丝气体保护焊
熔化极脉冲弧焊
1.5、 对电源空载电压 U0 的要求
（1）保证引弧容易：空载电压越高，引弧越容易；
（2）保证电弧的稳定燃烧：由影响交流电弧稳定燃烧
的因素的讨论可知；
（3）保证电弧功率稳定：由交流电弧功率讨论可知； （4）要有良好的经济性：变压器的额定容量与空载电 压成正比，过高的空载电压将会导致制作成本的增加， 同时增加能量损耗，降低变压器的效率；
焊接主回路（二次回路）
电 Uy(U0) 源
If Uf
工作点位于电源外特性与电弧静特性两条曲 线的交点上。 图2-2 “电源-电弧”系统电路的示意图
系统的稳定性评价包括：
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，保持电 弧与规范稳定 电源的外特性与电弧的静特性曲线有交点（稳 定工作点）。 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电弧的能力。
焊接知识
2.为什么对弧焊电源有特殊要求？有哪些要求？答：为了保证焊接电弧稳定燃烧和适应各种焊接工艺要求，弧焊电源具有下列特殊要求：〈1〉弧焊电源的静特性（或称外特性）——即稳态输出电流和输出电压之间的关系，有下降特性（恒流特性）和平特性（恒压特性）。
A、焊条电弧焊、TIG焊和碳弧气刨电源的外特性是下降（恒流）特性；B、CO2/MAG/MIG电弧焊电源的外特性是平特性（恒压特性）。
〈2〉弧焊电源的动特性——当负载状态发生瞬时变化时（如：熔滴的短路过渡、颗粒过渡、射流过渡等），弧焊电源输出电流和输出电压与时间的关系，用以表征对负载瞬变的反应能力（即动态反应能力），简称“动特性”。
〈3〉空载电压——引弧前电源显示的电压。
〈4〉调节特性——改变电源的外特性以适应焊接规范的要求。
3.为什么电弧长度发生变化时，电弧电压也会发生变化？答：由弧焊电源的外特性所决定的，电弧越长，电弧电压越高；电弧越短，电弧电压越低。
4.为什么CO2焊接时，焊丝伸出长度发生变化时，电流显示值也会发生变化？答：焊丝伸出长度（即干伸长度）越长，焊丝的电阻量越大，由电阻热消耗的电流越大，焊接电流显示值越小，实际焊接电流也变小。
所以焊丝伸出长度一般设定在12--20mm范围内。
（来源：佳工机电网）5.为什么CO2/MAG/MIG焊接时，焊接电流和电弧电压要严格匹配？答：CO2/MAG/MIG焊接时，调节焊接电流—即调节焊丝的给送速度；调节电弧电压—即调节焊丝的熔化速度；很显然，焊丝的熔化速度和给送速度一定要相等，才能保证电弧稳定焊接。
〈1〉在焊接电流一定时，调节电弧电压偏高，焊丝的熔化速度增大，电弧长度增加，熔滴无法正常过渡，一般呈大颗粒飞出，飞溅增多。
〈2〉在焊接电流一定时，调节电弧电压偏低，焊丝的熔化速度减小，电弧长度变短，焊丝扎入熔池，飞溅大，焊缝成形不良。
〈3〉焊接电流和电弧电压最佳匹配效果：熔滴过渡频率高，飞溅最小，焊缝成形美观。
6.什么叫电弧挺度？答：在热收缩和磁收缩等效应的作用下，电弧沿电极轴向挺直的程度。
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常见弧焊电源的外特性曲线
下降型 U
垂降型 U
平特性 U
I
I
I
不同弧焊方法，需要不同的电源外特性。
1.2、 “电源 — 电弧”系统的稳定性
➢ 在电弧焊接过程中，电源起供电作用， 电弧作为供电对象而用电，从而构成 “电源一电弧”系统。
1.2、 “电源 — 电弧”系统的稳定性
焊接主回路（二次回路电源外特性与电弧静特性两条曲
线图的2-交2 点“上。电源-电弧”系统电路的示意图
❖ 系统的稳定性评价包括：
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，保持电 弧与规范稳定 电源的外特性与电弧的静特性曲线有交点（稳 定工作点）。
手弧焊： 55～70V 埋弧焊： 70～90V
2. 直流弧焊电源：
U0 下限比相应交流电源降低约10V 。
思考与练习
1. 弧焊工艺应具备哪些实用要求？这些要求反映在 弧焊电源性能的哪些方面？
2. 什么叫电源的外特性？ 3. 何谓“电源——电弧”系统的稳定工作点？稳定
工作点存在的条件是什么？
4. 弧焊对电源空载电压 U0 的要求
相应数学表达式为：
Kw
U I
f
U y I
I f
0
1.3、 对弧焊电源外特性曲线的要求
❖ 系统的稳定性要求； ❖ 焊接工艺参数的稳定；
对电源外特性曲线工作 区段形状的要求
❖ 可靠引弧的要求；
❖ 熔滴稳定过渡的要求；
❖ 焊工安全的要求。
1.4、 弧焊电源外特性曲线的种类
❖ 下降外特性
输出电流在工作范围内增加时，其输出电压随着输出电流 的增加而下降。其工作部分每增加100A电流，其电压下降 一般应大于7V。根据斜率的不同又分为垂直下降（恒流） 特性、缓降特性和恒流带外拖特性等。
❖ 弧焊工艺对电源的要求 弧焊电源需具备对弧焊工艺的适应性，即满足弧焊
工艺对弧焊电源的下述要求： （1）保证引弧容易； （2）保证电弧稳定； （3）保证焊接规范稳定； （4）具有足够宽的焊接规范调节范围。
❖ 弧焊电源的电气性能 为满足上述工艺要求，弧焊电源的电气性能应考虑
以下四个方面 ： （1） 对弧焊电源空载电压的要求； （2）对弧焊电源外特性的要求； （3）对弧焊电源调节性能的要求； （4）对弧焊电源动特性的要求。
压成正比，过高的空载电压将会导致制作成本的增加， 同时增加能量损耗，降低变压器的效率；
❖ （5）保证人身安全：应对空载电压加以限制。
1.5、 对电源空载电压 U0 的要求
❖ 综合考虑引弧、稳弧性能要求和经济性、安全性，
一般弧焊电源的 U0 取值： 1. 交流弧焊电源取 U0 ≥（1.8～2.25）Uf
❖ 平特性
一是在运行范围内，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，电压下降率小于 7V/100A；
二是在运行范围内随着电流增大，电压稍有增加（有时称 上升特性），电压上升率应小于10V/100A。
❖ 双阶梯形特性
弧焊电源外特性形状的分类及应用范围
外 特
下降特性
性
图
形
垂直下降特性 特 性 或恒流特性
图形近1/4椭圆 运行区段近直线
缓降特性
又称缓降特性
运行区段内 横流带外拖
应 钨极氩弧焊、
焊条电弧焊
用
范
非熔化极等离 子弧焊
变速送丝埋弧焊 粗丝气保护焊
围
焊条电弧焊 埋弧焊
粗丝CO2焊
焊条电弧焊
弧焊电源外特性形状的分类及应用范围
外
特 性
平特性
双阶梯外特性
图 形
特
性
恒压特性
应
用 等速送丝气保护焊
范
细丝埋弧焊
围
上升特性
等速送丝的 细丝气体保护焊
双阶梯外特性 熔化极脉冲弧焊
1.5、 对电源空载电压 U0 的要求
❖ （1）保证引弧容易：空载电压越高，引弧越容易； ❖ （2）保证电弧的稳定燃烧：由影响交流电弧稳定燃烧
的因素的讨论可知；
❖ （3）保证电弧功率稳定：由交流电弧功率讨论可知； ❖ （4）要有良好的经济性：变压器的额定容量与空载电
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电弧的能力。
❖ 系统的稳定性评价包括：
系统保持稳定的稳条定件工：作点上电弧静特性曲线的 在工作点上，电弧斜静率特大性于曲电线源的外斜特率性必曲须线大的于斜电率 源外特性曲线的斜率。
内容概述
1.1、 电源的外特性 1.2、 “电源 — 电弧”系统的稳定性 1.3、 对弧焊电源外特性曲线的要求 1.4、 弧焊电源外特性形状的种类 1.5、 对弧焊电源空载电压的要求
1.1、电源的外特性
➢ 弧焊电源 —— 是指对焊接电弧供以电能的装置。
➢电源外特性 —— 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 电流稳定值 Iy 之间的关系曲线。对于直流电 源，Uy 和 Iy为平均值，对于交流电源则为有效 值。