弧焊电源的外特性
弧焊电源
绪论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。
1、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。
2、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；四、可控性好，便于进行编程和计算机控制；五、电路比较复杂。
根据电子控制型弧焊电源的电路形式与控制方法，又可细分为整流式、逆变式和数字式三种。
它们具有以上优点外，数字式弧焊电源还具有柔性化控制和多功能的集成、控制精度高、稳定性好、产品的一致性好、焊机功能升级方便的优点。
综上所述，电子控制型弧焊电源，特别是数字式电子控制型弧焊电源是以后发展的主导方向。
3、脉冲弧焊电源的特点是什么？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焊接电弧及其电特性1.什么是焊接电弧？它在焊接中的作用是什么？2.焊接电弧静特性曲线是什么形状？常用电弧焊接方法的电弧特性曲线是什么形状？3.什么是焊接电弧的动特性？它与电弧静特性的区别是什么？4.交流电弧再引燃电压的含义是什么？5.与直流电弧相比，交流电弧燃烧特点是什么？1.什么是焊接电弧？它在焊接中的作用是什么？焊接电弧是由弧焊电源供给的，具有一定电压的两电极间或电极与焊接工件间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。
电弧静特性和弧焊电源基本特性简介
2021/1/26
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4.2.1 电弧静特性和弧焊电源基本特性简介
第四章
金属连接成形设备及自动化
所谓“电源一电弧”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。此时应有如下关系：
Uf＝Uy；If＝Iy 式中， Uf 和 If 各为电弧电压和电弧电流的稳定值。
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4.2.1 电弧静特性和弧焊电源基本特性简介
第四章
金属连接成形设备及自动化
图4-1 焊接电弧的静特性曲程
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4.2.1 电弧静特性和弧焊电源基本特性简介
第四章
金属连接成形设备及自动化
焊接电弧是非线性负载，静特性近似呈U形曲线，可以 可以分为三个区段：
Ⅰ段，电弧电压随电流的增加而下降，是一下降特性段，电弧呈 负阻特性；
曲线3为恒流的外特性（亦称 垂直陡降外特性），当弧长由 L1变为L2时，恒流外特性的电 流偏差△I3最小，即焊接电流 稳定。
图4－6 弧长变化时引起的电流偏移 1,2－缓降特性的电源 3－恒流特性的电源 l1,l2—电弧静特性
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4.2.1 电弧静特性和弧焊电源基本特性简介
第四章
金属连接成形设备及自动化
用来产生焊接电弧并维持电弧燃烧的供电器件，主要有以下几种： • 弧焊变压器 • 矩形波交流弧焊电源 • 直流弧焊发电机 • 弧焊整流器 • 弧焊逆变器 • 脉冲弧焊电源
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4.2.1 电弧静特性和弧焊电源基本特性简介
一、焊接电弧的静特性
第四章
金属连接成形设备及自动化
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。
弧焊电源的外特
弧焊电源的输入电压范围决定了电源在不同电网条件下的适应性。较宽的输入电 压范围有助于提高电源的稳定性和可靠性。
效率与功率因数
效率
弧焊电源的效率反映了其将输入电能 转换为有用输出的能力。高效率的电 源有助于降低能耗和减少热量产生。
功率因数
表示弧焊电源输入功率中有功功率所 占的比例。功率因数的高低对电网的 负荷和设备性能有影响，高功率因数 的电源有利于提高电网效率。
弧焊电源的分类与比较
分类
弧焊电源可分为交流弧焊电源和直流弧焊电源两大类，其中 交流弧焊电源又可以分为串联电抗器式和变压器式，直流弧 焊电源则可以分为弧焊发电机和直流弧焊变压器。
比较
交流弧焊电源和直流弧焊电源各有优缺点，使用时应根据实 际情况进行选择。交流弧焊电源的优点在于设备成本较低、 结构简单、维修方便等，而直流弧焊电源的优点则在于焊接 质量较高、变形较小、操作方便等。
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精细焊接
选择具有低电压、大电流的弧焊电源，如晶体管式弧焊电源，适用于薄板、精密焊接。
根据生产环境选择弧焊电源
恶劣环境
选择具有防水、防尘、防震功能的弧焊电源 ，如全防护式弧焊电源，适用于工业生产环 境。
清洁环境
选择体积小、噪音低的弧焊电源，如静音式 弧焊电源，适用于实验室、精密加工环境。
THANKS FOR WATCHING
03
串联电阻
通过串联可变电阻来改变 输出电压，适用于简单电 路。
开关电源
通过改变开关状态来调节 输出电压，具有高效、紧 凑的特点。
反馈控制
通过负反馈原理自动调节 输出电压，具有高稳定性 和快速响应。
调节特性的稳定性
温度稳定性
指电源在温度变化时输出特性的 稳定性，影响电源性能和使用寿
弧焊电源外特性的测定
实验二弧焊电源外特性的测定一、实验目的1、熟悉BXl—300型或BX3—300型弧焊变压器的构造和调节电流的方法；2、测定弧焊变压器的外特性和调节特性，并学会测定一般弧焊电源电特性的方法。
二、实验装置及实验材料1、弧焊变压器(BX3—500型) 1台2、变阻器(PZ—300型) 4台3、钳形电流表（0～600A）1只4、交流电压表(100V) 2只三、实验原理电弧焊时，弧焊电源与电弧组成一个供电与用电系统。
在电源内部参数不变的情况下，改变负载，弧焊电源输出的电压和电流之间的关系称为弧焊电源的外特性。
为满足焊接的要求，弧焊电源的外特性曲线的形状大体有三种类型，如图2－1。
分别是下降外特性a）、平外特性b）和双阶梯型外特性c）。
U UI I Ia）b）c）图2－1 弧焊电源的外特性曲线的形状手弧焊保持恒定的弧长是困难的，只有当弧长变化时焊接电流变化很小，才能保证电弧稳定燃烧和焊接规范稳定。
要满足这个要求，手弧焊电源应当具有陡降的外特性如图3－1a)。
对于本实验所用的弧焊变压器，下降外特性的获得是通过增大弧焊变压器自身的漏抗来实现的。
焊接时，由于工件的厚度及所选用的焊条直径不同，要选用不同的焊接电流。
要求弧焊电源应具有多条外特性曲线族，以便和电弧静特性曲线相交得到一系列稳定工作点，这种可调节的性能就是弧焊电源的调节特性。
四、试验方法及实验步骤1、观察BX3—500型弧焊变压器的构造，了解和掌握初、次级绕组分布的特点和绕组的接线，电流调节机构和电流大挡、小挡粗调的连接方法。
2、测定弧焊变压器的外特性（1）图3—2接好线。
用两台PZ—300型变阻器并联，然后串联在焊接回路里作为电弧负载。
用脚踏开关作为短路开关。
图2－2 外特性实验电路图（2）把变阻器的闸刀开关全都拉开，记录空载电压值；（3）逐次合上变阻器的各个闸刀开关，逐步减小变阻器的电阻值，以增大电流，再踩下脚踏开关造成短路。
每调一次电阻后，把电压表和电流表的读数记录于表2—1中；（4）旋转手柄，改变变压器的初、次级绕组的位置，重复步骤(1)、(2)和（3）的过程，把每次电压表和电流表的读数记录于表2—1中。
弧焊电源
2012太原科技大学期末考试试题1.焊接电弧：焊接电弧是在一定电压的两电极间或电极与工件间的气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。
2.电弧静特性：一定长度的电弧在稳定状态下，电弧电压U f与电弧电流I f之间的关系，称为焊接电弧的静态特性，简称伏安特性或静特性。
3.电源外特性：在规定范围内，弧焊电源稳态输出电压U y与输出电流I y之间的关系。
即在电源内部参数一定的条件下，改变负载，稳态输出电压U y与稳态输出电流I y之间的关系。
4.负载持续率：是指设备能够满载工作时间的比率。
5.空载电压：电焊机通电但未进行焊接操作（无电弧）时，焊机输出端子上的电压，一般在60~80V之间。
6.逆变：将直流电变为交流电的变换称为逆变。
7.PWM：脉冲宽度调制，是在控制电路输出脉冲频率下不变的情况下，通过调整其占空比，利用脉冲宽和窄的变化，达到调整弧焊电源输出电压或电流的目的。
8.PFM:脉冲频率调制，是在控制电路输出脉冲占空比不变的情况下，通过调整其频率，利用脉冲宽窄的变化，达到调整弧焊电源输出电压或电流的目的。
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.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；四、可控性好，便于进行编程和计算机控制；五、电路比较复杂。
弧焊电源的外特性
• 电弧的静特性
• 定义：在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃 烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系
• 电弧的静特性曲线
• 电弧静特性曲线分区
• ab段 下降特性区 I U
• bC段 平特性区
IU
• CD段 上升特性区 I U
• 不同的焊接方法在一定的条件下，其静特性只是曲线 的某一区域
平特性区 /上升特性区
焊接电源外特性 陡降外特性 缓降(等速送丝）/陡降外特 性（变速送丝） 陡降外特性
平/下降外特性 平外特性
陡降外特性
• 不同焊接方法对弧焊电源的外特性有不同的要求
• 不同下降度的弧焊电源外特性曲线对焊 接电流的影响
• 1.陡降外特性曲线 • 2.缓降外特性曲线
焊接方法 焊条电弧焊 埋弧焊
电弧静特性 平特性区 平特性区
钨极氩弧焊
平特性区 /上升特性区
熔化极氩弧焊 上升特性区
CO2气体保护焊 埋弧焊 钨极氩弧焊 熔化极氩弧焊 CO2气体保护焊 等离子弧焊
电弧的静特性
平特性区 平特性区 平特性区 /上升特性区 上升特性区 上升特性区 平特性区 /上升特性区
• 弧焊电源的外特性要求
• 常见弧焊电源外特性图
• 为了保证焊接电弧稳定燃烧和焊接参数稳定，电源外特性曲线和 电弧静特性曲线必须相交。因为在交点，电源供给的电压和电流 与电弧稳定燃烧所需要的电压和电流相等，电弧才能燃烧。
弧焊电源的外特
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。
桥梁建筑
用于桥梁钢结构的焊接。
02
弧焊电源的外特性
输入特性
输入电压范围
输入功率因数
弧焊电源在正常工作时，需要一个合 理的输入电压范围。电压过高或过低 都可能影响电源的性能和稳定性。
弧焊电源的输入功率因数反映了其对 电网的负载特性。高功率因数可以减 少电网的谐波污染，提高能源利用率。
输入电流
输入电流的大小直接影响到电源的功 率消耗和发热情况。合适的输入电流 能够保证电源的稳定运行，并减少不 必要的能源浪费。
加维护成本。
04
弧焊电源外特性的测试 与调整
测试方法
空载测试
在弧焊电源未接负载的情况下，测量 其输出电压和电流，以了解电源的基 本性能。
短路测试
将弧焊电源输出短路，测量其短路电 流和短路时的电压，以评估电源的短 路保护性能。
过载测试
通过逐渐增加负载，观察弧焊电源的 输出电压和电流的变化情况，以检验 电源的过载承受能力。
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
电源外特性
（3）缓降特性
• 电压、电流负反馈始终同时采用，根据式(4)，当 Ugu≠0时，Ugi≠0，即得：
∂U f / ∂I f = K 2 nf / K1m （7） • • 由上式可是知，得到的外特性是斜降的，如图13 中曲线3所示 • 电压大于一定值时只取电流负反馈，当电压小 于此值时，同时采用电流负反馈和电压负反馈，分 别根据以上两式，可得如图13中曲线4所示的恒流 加外拖特性。此外，还可获得其他形状的外特性。
(1)恒压特性的获得 • 只取决电压负反馈时，即mUf≠0，nIf=0，根 据公式(4)得到: Ugu-mUf=0 即Uf= Ugu/m （5） 式中，m为分压比，为常数。 Uf取决于Ugu，Ugu一经给定后不变。则 电源输出电压Uf也不变，即只用电压负反馈 时可得到恒压外特性，如图13中曲线1所示。
2、熔化极弧焊
（1）等速送丝控制系统的熔化极弧焊 CO2/MAG、MIG焊或细丝的直流埋弧自动焊 一般工作于电弧静特性的上升段，电源外特 性为下降、平、微升都可以满足“电源— 电弧”系统稳定条件。图10所示了电弧静 特性为上升形状时，电源外特性对电流偏 差的影响。
图 10 电源外特性对电流偏差的影响
图 9 弧长变化引起的电流偏移
• 使用图9中曲线3所示的垂降外特性的电源， 焊接工艺参数是最稳定的，电弧弹性也是 最好的。但是其Iwd过小，容易造成引弧困 难，电弧推力弱，熔深浅，而且熔滴过渡 困难，故一般采用恒流带外拖的弧焊电源， 如图5所示。它即可体现恒流特性使焊接工 艺参数稳定的特点，又通过外拖增大短路 电流，提高引弧性能和电弧熔透能力。而 且可以根据焊条类型，板厚和工件位置的 不同来调节外拖拐点和外拖部分斜率，使 熔深过渡有合适的推力，从而得到稳定的 焊接过程和良好的焊缝成形。
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。
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。
《弧焊电源》复习资料
《弧焊电源》复习资料第一章名词解释焊接电弧的基本物理现象：气体的电离和电子发射1.气体原子的电离：使电子完全脱离原子核的束缚，形成离子和自由电子的过程。
2.热电离：高温下，具有高动能的气体原子或分子互相碰撞而引起的电离。
3．热发射：物质的固体或液体表面受热后，其中某些电子具有大于逸出功的能量而逸出到表面外的空间去的现象。
4.电子发射：在阴极表面的原子或分子，接受外界的能量而释放出自由电子的现象。
5.焊接电弧静特性：一定长度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，成为焊接电弧静特性。
6.焊接电弧动特性：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uf=f(if)7.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Uy与输出的电流稳定值Iy之间的关系Uy=f(Iy)，称为电源外特性。
8.强电场作用下的自发射：物质的固体或液体表面，虽然温度不高，但当存在强电场并在表面附近形成较大的电位差时，使阴极有较多的电子发射出来，这就称为强电场作用下的自发射。
9.接触引弧：在弧焊电源接通后，电极与工件直接短路接触，随后拉开，从而把电弧引燃起来。
10.非接触引弧：指在电极和工件之间存在一定间隙，施以高电压来击穿间隙，使电弧引燃。
11．负载持续率：Fs=负载持续运行时间t ／（负载持续运行时间t+休止时间）*100%12.弧焊电源调节性：弧焊电源满足不同的工作电压、电源的需求的可调节性。
1. 焊接电弧物理现象：气体的电离和电子发射。
2.气体原子电离的三种形式：撞击电离、热电离、光电离。
3.电子发射的四种形式：热发射、光电发射、重粒子撞击发射、强电场作用下的自发射。
逸出功：电子发射所需的能量，约为电离能的1|2~1|4.4.电弧的三个组成部分及电位分布。
电弧有三个部分构成：阴极区、阳极区、弧柱区。
阳极区存在阳极压降：基本上与电流无关，近似为一常数。
电焊工培训：对弧焊电源的基本要求
电焊工培训：对弧焊电源的基本要求洛阳机电技术学校保证获得优质焊接接头的主要因素之一是电弧能否稳定燃烧，而决定电弧稳定燃烧的首要因素是弧焊电源，因此，对弧焊电源具有以下基本要求。
一、弧焊电源外特性的要求1.弧焊电源外特性的概念电弧的稳定燃烧，一般是指在给定的电弧的电压和电流时，电弧长时间内连续燃烧而不熄灭的状态。
在其他参数不变的情况下，弧焊电源输出电压和电流之间的关系，称为弧焊电源的外特性。
它可用如下关系式表示：U=f (I)式中U——弧焊电源的输出电压（V）；I——弧焊电源的输出电流（A）。
弧焊电源的外特性亦称弧焊电源的伏安特性或静特性。
弧焊电源的外特性可由曲线来表示，这条曲线称为弧焊的外特性曲线，如图3—16所示。
弧焊电源的外特性基本上有三种类型：一是下降外特性，即随着输出电流的增加，输出电压降低；二是平外特性，即输出电流变化时，输出电压基本不变；三是上升外特性，即随着输出电流增大，输出电压随之上升。
2.弧焊电源外特性曲线形状的选择（1）焊条电弧焊在焊接回路中，弧焊电源与电弧构成供电用电系统。
为了保证焊接电弧稳定燃烧和焊接参数稳定，电源外特性曲线与电弧静特性曲线必须相交。
因为在交点，电源供给的电压和电流与电弧燃烧所需要的电压和电流相等，电弧才能燃烧。
由于焊条电弧焊电弧静特性曲线的工作段在平特性区，所以只有下降外特性曲线的工作段在平特性区，所以只有下降外特性曲线才与其有交点，如图3—16中的A点，此时电弧可以在电压UA和焊接电源IA的条件下稳定燃烧。
因此，具有下降外特性曲线电源能满足焊条电弧焊电弧的稳定燃烧。
图3—17为具有不同下降度的弧焊电源外特性曲线对焊接电流的影响情况。
从图中可以看出，当弧长变化相同时，陡将的弧焊电源外特性曲线对焊接电流的影响情况。
从图中可以看出，当弧长变化相同时，陡降外特性曲线1引起的电流偏差△I₁明显小于缓降外特性曲线2引起的电流偏差△I₂。
因此当电弧长度变化时，陡降外特性电源引起的电流偏差小，电弧较稳定，缓降外特性电源引起的电流偏差小，电弧较稳定，缓降外特性电源引起的电流偏差大，不利于焊接参数稳定。
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。
《焊接电源》课程讲义第3章弧焊电源的基本特性
*
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
弧焊电源的稳态短路电流
在弧焊电源外特性上，当 Uy＝0（ Uf＝0）时对应的电流为稳态短路电流Iwd。
（4）熔化极脉冲电弧焊
*
b）恒流特性与恒压特性
脉冲段电流不变，熔滴过渡均匀；维弧段小电流时易断弧
c）恒流特性与恒流特性
脉冲段电流参数不变，熔滴过渡均匀，电弧弹性好；自调节作用差，易粘丝（短路） 图3-9 脉冲弧焊电源的组合外特性
a）恒压特性与恒压特性
d）恒压特性与恒流特性
脉冲阶段具有良好的电弧调节作用，但容易引起电流参数波动，熔滴过渡不均，且维弧易粘丝（短路）。
第3章 弧焊电源的基本特性
弧焊电源是向焊接电弧提供电能的装置，是电弧焊的核心部分。
类型繁多，我们主要介绍弧焊变压器、弧焊整流器、弧焊逆变器
分类
基本电气特性包括以下三方面： 1．弧焊电源的外特性 (输出特性) 2．弧焊电源的调节特性 3．弧焊电源的动态特性（响应能力）
维弧段小电流，弧长拉长时易断弧，A1；脉冲段电流参数波动影响大， B0 ，熔滴过渡不均匀
图3-10 双阶梯外特性
好的外特性：双阶梯外特性组合，又称为方框特性
*
上述各种方法都各有优缺点，例如，恒压特性使电弧具有足够的自调节作用，但对熔滴的均匀过渡不利，而恒流特性则相反，能使熔滴过渡均匀，焊缝成形好，但电弧自身调节能力较差。 双阶梯外特性组合：脉冲电流由“┐”型特性供电；维弧电流由“└”型特性供电，两者构成方框特性。这是熔化极脉冲气体保护焊中比较实用的外特性组合方法之一，如图3-10所示。
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焊接方法
焊条电弧焊 埋弧焊 钨极氩弧焊 熔化极氩弧焊 CO2气体保护焊 等离子弧焊
电弧的静特性
平特性区 平特性区 平特性区 /上升特性区 上升特性区 上升特性区 平特性区 /上升特性区
• 弧焊电源的外特性要求
• 常见弧焊电源外特性图
• 为了保证焊接电弧稳定燃烧和焊接参数稳定，电源外特性曲线和 电弧静特性曲线必须相交。因为在交点，电源供给的电压和电流 与电弧稳定燃烧所需要的电压和电流相等，电弧才能燃烧。
弧焊电源的外特性
• 电弧的静特性
• 定义：在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃 烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系
• 电弧的静特性曲线
• 电弧静特性曲线分区
• ab段 下降特性区 I U
• bC段 平特性区
IU
• CD段 上升特性区 I U
• 不同的焊接方法在一定的条件下，其静特性只是曲线 的某一区域
• 不同焊接方法对弧焊电源的外特性有不同的要求
• 不同下降度的弧焊电源外特性曲线对焊 接电流的影响
• 1.陡降外特性曲线 • 2.缓降外特性曲线
焊接方法 焊条电弧焊 埋弧焊
电弧静特性 平特性区 平特性区
钨极氩弧焊
平特性区 /上升特性区
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
熔化极氩弧焊 上升特性区
CO2气体保护焊 上升特性区
等离子弧焊
平特性区 /上升特性区
焊接电源外特性 陡降外特性 缓降(等速送丝）/陡降外特 性（变速送丝） 陡降外特性
平/下降外特性 平外特性
陡降外特性