焊接教案(常用焊接电源的介绍)

【教学题目】常用焊接电源的介绍
【教学目的与要求】
1、理解焊条电弧焊对弧焊电源的基本要求；
2、了解弧焊电源型号的编制与主要技术参数，能够读懂焊机的铭牌；
3、了解常用焊条电弧焊电源，掌握一定选用焊接电源的方法。

【教学内容提要】
1、对弧焊电源的基本要求；
2、弧焊电源型号的编制与主要技术参数：
3、常用焊条电弧焊电源。

【重点和难点】
重点时焊机铭牌的读取和理解；
难点是理解焊机的主要技术参数。

【教具】交流焊机一台，直流逆变焊机若干。

【时间】知识讲解30分钟；学生练习10~15分钟
【教学过程】
（一）什么是焊条电弧焊电源
电弧焊电源是为焊接电弧提供电能的一种装置，也就是利用焊接电弧产生的热量来熔化焊条和焊件，实现焊接过程的电气设备，即通常所说的焊条电弧焊机。

（二）焊条电弧焊对电源的要求：
原因:
①焊接过程中，焊接电弧的电阻值一直在变化着，并且随着电弧长度的变化而变化，当电弧长度增加时，电阻就大，反之电阻就小；
②焊接过程中，焊条熔化形成的金属熔滴从焊条末端分离时，会发生电弧的短路现象。

综合各种现象，为满足焊条电弧焊焊接的需要，对焊条电弧焊电源提出下列要求：1、适当的空载电压
空载电压：当弧焊电源接通电网而输出端没有负载时，焊接电流为零，此时输出端的电压称为空载电压。

一般规律为：
空载电压高低
优点引弧容易，电弧燃烧稳定使用、制造比较经济
缺点易造成触电事故，消耗电能较
高，体积大、质量大。

引弧将发生困难，电弧燃烧也不稳定
综合考虑以上因素，在确保引弧容易、电弧稳定的条件下，空载电压应尽可能低些。

2、适当的短路电流
焊条电弧焊过程中，引弧和熔滴过渡等都会造成焊接回路的短路现象。

通常规定短路电流等于焊接电流的1.25~1.5倍。

短路电流 大 小
现象 有利于引弧；
但过大，会使焊条过热，药皮脱落，飞溅增大，甚至引起弧
焊电源过载而烧坏
焊接引弧困难
3、具有陡降的外特性
弧焊电源的外特性：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，该曲线就成为焊接电源的外特性曲线。

弧焊电源的不同外特性 1——陡降特性 2——缓降特性 焊条电弧焊电源 3——平特性 4——上升特性 陡降外特性曲线
如图可知：电压不断变化，陡降特性电源焊接电流变化不大，所以有利于焊接电流的稳定，而且在遇到干扰时，焊接电流回复到稳定值的时间较短，进一步提高了电弧的稳定性。

所以焊条电弧焊电源应具有陡降的外特性。

4、良好的动特性
弧焊电源的动特性：弧焊电源适应焊接电弧变化的特性称为弧焊电源的动特性。

（焊接过程中，焊机的负荷总是在不断地变化，焊条与焊件之间会频繁的发生短路和重新引弧，焊条抬起时，焊接电源要很快达到空载电压，如果焊机的输出电流和电压不能迅速地适应焊接电弧过程中的这些变化，电弧就不能稳定的燃烧甚至熄灭。

通常规定电压回复时间不大于0.05s 。

）
动特性良好的弧焊电源，焊接过程中电弧柔软、平静、富有弹性，容易引弧，焊接过程稳定、飞溅小。

5、良好的调节特性
焊接时，根据母材的特性、厚度、几何形状的不同，要选用不同的焊接电流、 电弧电压。

因此要求弧焊电源能在较大范围内均匀、灵活地选择合适的焊接电流 U
4
3
1 2
O I
U
O Δ I
值。

一般要求，焊条电弧焊电源的电流调节范围是弧焊电源额定焊接电流的0.25~1.2倍。

6、良好的结构
弧焊电源的结构必须牢固、轻巧、使用维修较为方便。

（三）焊条电弧焊电源的分类，型号的编制与主要技术参数
1、焊条电弧焊电源的分类
焊条电弧焊电源⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧逆变式弧焊机）
弧焊逆变器弧焊发电机弧焊整流器直流电源交流电源：弧焊变压器
( 2、型号的编制
我国弧焊电源型号按照GB 10249-1988标准规定编制，型号采用汉语拼音字母和阿拉伯数字表示。

型号的编排次序及含义如下：
11
改进序号
派生代号
基本规格（额定焊接电流）
系列序号
附注特性
弧焊电源小类名称（电源外特性）
弧焊电源大类名称A 、B 、Z 等 1 2 3 4 5 6 7
3、主要技术参数
每台弧焊电源设备上都有金属铭牌，上面标有弧焊电源的主要技术指标，在没有使用说明书的情况下，它是弧焊电源可靠的原始参数，牢固的安装在焊机的明显位置。

以BX3-300弧焊电源的铭牌。

说明这些参数的意义。

一次电压380V 空载电压75/60V
相数 1 频率50Hz
电流调节范围40~400A 额定负载持续率60%
负载持续率100%、60%、35% 一次电流/A 41.8、54、72
容量/（kV·A）15.9、20.5、27.8 额定焊接电流/A 232、300、400
①一次电压、一次电流、频率和容量——这些参数说明焊接电源接入网络是的要求。

说明：BX3-300接入单项380V电网，容量20.5kV·A
②空载电压——表示焊接电源的空载电压。

说明：BX3-300 的空载电压有75V和60V两档。

③负载持续率——
负载持续率=（在工作周期中弧焊电源有负载的时间/工作周期×100%）
我国标准规定，对于容量500A以下的弧焊电源，以5min为一个工作周期计算负载持续率。

例如，焊条电弧焊时只有电弧燃烧时电源才有负载，在更换焊条、清渣时电源没有负载。

如果5min内有2min用于换焊条和清渣，负载持续率则等于60%。

对于任何一台电源，负载持续率越高，则允许使用的焊接电流越小。

说明：BX3-300 的负载持续率有100%、60%、35%三种。

④额定负载持续率——设计弧焊电源时，根据其最经常的工作条件选定的负载持续率，称为额定负载持续率，额定负载持续率下允许使用的电流称为额定焊接电流。

说明：BX3-300 的额定负载持续率时60%，这时允许的电流为300A即为额定电流；负载持续率为100%时，这时允许的电流为232A；负载持续率为35%时，这时允许的电流为400A。

即：BX3-300 的额定电流为300A，最大电流为400A。

注：使用弧焊电源时，不能超过铭牌上所规定的不同负载持续率下允许使用的焊接电流，否则会造成弧焊电源超载而温升过高，以至损毁。

（四）请一组学生上台观察焊机，读出其铭牌，并说明各种参数的意义。

（五）小结本节课内容。