弧焊电源

第一节
弧焊电源
一、焊接电弧的静特性
Uf
平特性段 上升特性段 下降特性段
Ⅰ
图1-5
Ⅱ
Ⅲ
焊接电弧的静特性曲线形状 焊接电弧的静特性曲线
第一节
弧焊电源
一、焊接电弧的静特性
药皮焊条电弧焊
埋弧焊
几种常用弧焊方法的电弧静 特性曲线
熔化极气体保护焊
第一节
弧焊电源
二、对弧焊电源的要求
1、具有陡降的外特性
弧焊电源作用：为焊接电弧稳定燃烧提供所需 要的、合适的电流和电压。
焊条电弧焊设备
第一节
弧焊电源
三、弧焊电源技术参数
1.负载持续率
指弧焊电源负载的时间与整个工作时间周期的百分率
在选定的工作时间周期 内焊机的负载时间 负载持续率 选定的工作时间周期
例1 某焊工使用BX3-300焊机，在规定周期时间5mim内工作3min，试问该焊 机负载持续率为多少？ 例2 一手工电弧焊在5分钟操作过程中，由于更换焊条清渣等工作用了1分钟， 试计算该焊工所用焊机的负载持续率？
定义：在稳定的工作状态下，电弧焊电源输出端电压与输出电流之间的关系 表示：外特性可用曲线表示，称为电弧电源的外特性曲线 种类：电弧焊电源外特性曲线有若干种
电源外特 性曲线
焊条电弧 焊电源外 特性曲线
第一节
弧焊电源
2、具有适当的空载电压 定义：在电弧焊电源接通电网而焊接回路为开路时，电弧焊电源输出端的电压 作用：容易引弧，稳定燃烧 规定：交流55～70V 直流45～85V 3.具有良好的动特性 定义：指弧焊电源对焊接电弧这种的动负载所输出的电流和电压与时间的关系。 作用：表示电弧焊电源对负载瞬变的快速反应能力。 4、具有良好的调节特性 作用：焊接过程中，为适应不同结构、材质、厚度、焊接位置和焊条直径的需 要，电源必须能按要求提供适当的焊接工艺参数。 要求：电源在一定的电压范围内能均匀、连续、方便的调节。
额定负载持续率 实际负载持续率
3.一次电压 弧焊电源的输入电压，使弧焊电源所要求的网路电压，380V 4.功率
弧焊电源工作时单位时间输入电源的电能，即单位时间内弧焊电源输入
电压与输入电流的乘积。单位Kw
第一节
弧焊电源
四、弧焊电源种类
第二节 焊条电弧焊电源
一、外特性
要求具有陡降的外特性
二、焊条电弧焊电源种类
（1）弧焊变压器（交流弧焊机）（BX系列） 动铁（芯）式 动圈（绕组）式 同体式 串联电抗器式
BX6交流弧焊机 （2）直流弧焊发电机（AX系列） （已淘汰）
第二节 焊条电弧焊电源
二、焊条电弧焊电源种类
（3）弧焊整流器 硅弧焊整流器（ZXG系列）晶闸管式焊整流器（ZXS系列） （4）弧焊逆变器（ZX7系列）
思考：
ZXG——500？硅整流手工弧焊机
B X 3 —— 300
额定电流为500安
产品系列序号为1 下降外特性 弧焊变压器
焊条电弧焊设备
第二节 焊条电弧焊电源
四、焊条电弧焊电源的选择
名称 交流弧焊电源 特点 应用
具有结构简单、易造易修、成本低、 一般工件，酸性焊条 磁偏吹小、噪声小、效率高等优点， 且用动铁心式 但电弧稳定性较差，功率因数较低。 制造方便、空载损耗小和噪声小、 电弧稳定性好等优点。但造价高。 可以作各种弧焊方法 的电源。 重要工件，碱性焊条
交流电源：1表示动铁 系列；3表示动圈系列。 整流电源：1表示动铁 系列；3表示动圈系列； 5表示晶闸管系列；7表 示逆变系列
改进序号 T: 热带用 TH:温热带用 TA:干热带用 G:高原用
焊条电弧焊设备
第二节 焊条电弧焊电源
例：AX1-500、BX3-300 A X 1 —— 500
额定电流为500A 产品系列序号为1 下降外特性 弧焊发电机
点，又无直流电弧的磁偏吹现象。
第三节 埋弧焊电源
二、弧焊电源种类
2. 直流弧焊电源
埋弧焊用直流弧焊电源有磁放大器和晶闸管式两种。
（1）磁放大器式弧焊整流器 主变压器 将电网电压降低到所需的空载电压。 磁放大器 控制输出特性与调节焊接电流。 整流器 将变压器二次交流电整流成直流。 输出电抗器 改善或控制动特性与滤波。 典型的埋弧焊用整流器型号为ZXG－1000R
第二节 焊条电弧焊电源 2.硅整流弧焊电源（ZXG）的调节 结构特点 由三相降压变压器、饱和电抗器、硅整流器组、输出电抗器等组成。
电流调节 利用电流（瓷盘电位器）改变磁饱和电抗器控制绕组直流电流大 小。 3.晶闸管式弧焊整流器电源（ZXS）的调节 电流调节 利用晶闸管原件组代替磁饱和电抗器和二极管整流器，使目前使用最 为良好的电弧焊整流器。
电焊机技术标准规定：
焊条电弧焊电源的额定负载持续率为60%
轻便型电弧焊电源的额定负载持续率可取15%、25%、35%。
焊条电弧焊设备
第一节
弧焊电源
2. 额定焊接电流 定义：在额定负载持续率工作允许使用的最大焊接电流。 超过额定值工作——过载，严重过载将会使设备损坏。
许用焊接电流等于 额定焊接电流
Байду номын сангаас
第二节 焊条电弧焊电源 2.动铁式弧焊变压器电源的调节 如： BX1-135、BX1-300、BX1-500
结构特点 由静铁心Ⅰ、动铁心Ⅱ、一次绕组W1和二 次绕组W2组成。动铁心和静铁心之间存在 空气隙δ。动铁心插入一次绕组和二次绕组 之间。
电流调节 粗调 通过改变二次绕组的匝数 细调 即摇动手柄使动铁心在静铁心之间的 位置.通过手柄使活动铁心向外和向里移动。 图2-4 动铁式弧焊变压器结构 活动铁心向外移动时，漏磁减小，电流增加； 原理图 反之，电流增加。操作时应在空载下进行， Ⅰ—静铁心，Ⅱ—动铁芯，δ —空 当手柄逆时针旋转时，电流增大，手柄顺时 气隙长度 针旋转时，电流减小。
第二节 焊条电弧焊电源
三、焊条电弧焊电源型号表示方法
根据GB10249-88《电焊机型号编 制办法》制定的。焊机型号采用数字和阿拉伯 数字表示型号编排次序的含义如下：
1 2 3 4 5 6 7
系列品种序号 基本规格 额定焊接电流 派生代号 K:晶闸管整流器 附加特征 G:硅整流器 L:铝绕组 小类名称 大类名称 X:下降特性 P:平特性 D:多特性 A:弧焊发动机 B:弧焊变压器 z:弧焊整流器
用途
第四节 手工钨极氢弧焊
2. 交流氩弧焊电源种类
i i
t
t
⑴正弦波交流
⑵方波交流
正弦波交流电源：设备简单，但电弧稳定性差（要有特别稳弧措施）、有直 流分量（要有特别措施消除）。 矩形波交流电源：设备复杂，但电流参数灵活、电弧稳定、钨极烧损少，比 正弦波交流有优势。 逆变式交流方波弧焊电源：电源稳弧性能好，对阴极清理作用及熔深可调节， 效率高，接头质量好
五、 焊条电弧焊电源的调节
1. 动圈式弧焊变压器电源的调节 结构特点 铁心形状特点是高而窄，在两侧的心柱上套有 一次绕组和二次绕组。一次绕组和二次绕组是 分开缠绕的。一次绕组在下方是固定不动的； 二次绕组在上方是活动的，摇动手柄可令其沿 铁心柱上下移动，以改变其与一次绕组之间的 距离。 电流调节 电流的粗调：改变一次线圈、二次线圈来实现。 转换开关顺时针方向转到为抵挡电流位置，逆 时针转动为高档电流位置。 电流的细调：摇动手柄，通过螺杆带动二次绕 组上下移动，使一、二次绕组之间的距离δ12 动圈式弧焊变压器结构示意图 发生变化。距离越大电流越小；反之，电流越 大。 如：BX3-120、BX3-300、BX3-500
（2）晶闸管弧焊整流器
该整流器依靠改变晶管导通角输出电流及产生不同的输出特性。 其典型的电源是ZX5－1000晶闸管式弧焊整流器。
第三节、埋弧焊电源
三、埋弧焊机型号表示方法
1 2 3 4 5
系列品种序号 基本规格
额定焊接电流
附加特征
直流省略 J:交流 E:交直流 M：脉冲 焊车式省略或1 横臂式2； 机床式3； 焊头悬挂式9
23
第四节 手工钨极氢弧焊
三、TIG电源型号表示方法
1 2 3 4 5
系列品种序号 基本规格
额定焊接电流
附加特征 交流J
直流省略 交直流E 脉冲M 焊车式省略 全位置焊车式 1
小类名称
大类名称
Z:自动焊 S:手工焊 D:定位焊 Q:其他
W钨极氢弧焊机
第五节 CO2焊电源 一、外特性 外特性：平特性、缓降特性、下降特性。 二、弧焊电源 二氧化碳焊接电源均为直流电源，有抽头式硅整流电源、晶闸管式电源、晶体 管式电源和逆变电源等。
小类名称
Z:自动焊 B:交流 U:堆焊
大类名称 M:埋弧焊机
第四节 手工钨极氢弧焊
焊接电源形式 直流电源、交流电源、直流脉冲电源
采用陡降外特性，主要是为了得到稳定的焊接电
流。
20
第四节 手工钨极氢弧焊
1. 直流氩弧焊电源
直流氩弧焊电源种类
晶闸管整流弧焊电源
晶体管弧焊整流电源 逆变式弧焊电源 外特性：恒流特性 特点
弧焊整流器
弧焊逆变器
具有高效、节能、质量轻、体积小、 可用于各种弧焊方法， 功率因数高和焊接性能好等优点。 是一种最有发展前途 的新型焊接电源。 具有效率高、热输入较小，可在较 大范围内调节热输入等优点。它特 别适合于对热输入较敏感的高合金 材料、薄板和全位焊接。
脉冲弧焊电源
第二节 焊条电弧焊电源
第三节 埋弧焊电源
一、外特性
外特性形状有陡降、缓降、水平等不同形式。 等速送丝的埋弧焊选用缓降外特性，不等速送丝选用陡降外特性。
二、弧焊电源种类
直流电源和交流电源两大类。 一般选用容量较大的交流弧焊变压器。 矩形波交流电源，其结构复杂，只在特殊场合下使用。 直流电源电弧稳定，特性控制容易，焊接质量高，应用越来越广。 1.交流弧焊电源 弧焊变压器和晶闸管电抗器式矩形波弧焊电源。 弧焊变压器有串联电抗器式和增强漏磁式 晶闸管电抗器式矩形波交流弧焊电源，既保持晶闸管式弧焊整流器的优
自动补偿电网的电压波动，电流调节范围宽， 抗干扰能力强，动特性良好
21
第四节 手工钨极氢弧焊 抽头式硅整流电源
组成 变压器、整流器 电抗器 外特性 特点 平特性
晶闸管式整流电源
变压器、晶闸管整流器、 触发器、直流输出电抗 器 L形：有利于引弧和弧 长自身调节
晶体管式电源
逆变电源
各种形状的外特 性
结构简单、价格低， 控制性能好，可方便调 比较先进的电源，最先进的新型电源。 电源动特性好，使用 节外特性形状，对电网 控制精度高，直 焊机的体积和质量 可靠，维修容易，输 电压波动有补偿能力， 流波纹小，精度 为传统焊机的1/3， 出电压受网络电压的 电流、电压调节范围广， 高，输出稳定， 大大节省材料，减 影响而变化，无补偿 可实现遥控，动特性好， 抗干扰强，焊接 少损耗，效率高， 能力，电弧电压的调 可实现脉冲焊接；输入 电源工艺性能好。节省电能。动特性 整必须停机改变抽头， 功率小，省电 好飞溅减少，焊缝 不能遥控 成型美观 只适用于细焊丝短路 过渡焊接工艺
第五节 CO2焊电源
二、弧焊电源
2. 晶闸管式整流电源 组成：由变压器、晶闸管整流器、触发器、直流输出电 抗器 外特性：L形，这种外特性有利于引弧和弧长自身调节作 用。 特点： ①控制性能好，可方便地调节外特性形状；对电网电 压波动有补偿能力。 ②电流、电压调节范围广，可实现遥控。 ③动特性好，可实现脉冲焊接。 ④输入功率小，省电。
第一节
弧焊电源
一、焊接电弧的静特性 定义：一定长度的电弧在稳定状态下，电弧电压 Uf 与焊接电流 If 之间的关系 表示：电弧静特性曲线 静特性曲线的形状 电弧静特性曲线呈U形，三个区域：下降特性区、水平特性区、上升特性区 当电流较小时，电弧静特性属于下降特性区，随着电流的增加电压减小 当电流稍大时，电弧静特性属于水平特性区，当电流变化而电压几乎不变 当电流较大时，电弧静特性属于上升特性区，电压随电流的增加而升高 静特性曲线的变化 当电弧长度增加时，电弧电压升高，曲线位置上升 当电弧长度缩短时，电弧电压降低，曲线位置下移 静特性曲线的应用 下降段，由于电弧燃烧不易稳定，很少采用 水平段，焊条电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊中应用 上升段，细丝熔化极气保焊及大电流埋弧焊中应用
1. 抽头式硅整流电源
组成：由变压器、整流器和电抗器组成。变压器一次和二次侧均有若干抽头， 用来调节输出电压。 作用：三相桥式整流电路将交流电变成直流电，电抗器用来调节直流输出回路
的电感，调节电源的动特性。
抽头式硅整流电源的外特性是平特性，外特性调节是通过改变变压器一次或二 次匝数来实现的，从而获得需要的输出电压。 特点：结构简单，价格低，电源动特性好，使用可靠，维修容易；但输出电压 受网路电压的影响而变化，无补偿能力，电弧电压的调整必须停机来改变抽头，不 能遥控，只适用于细丝短路过渡焊接工艺要求使用。