弧焊工艺对弧焊电源的空载电压和外特性的要求课件.ppt

1、 内容提要 本节主要阐述了对弧焊电源的基本要求，着重讨论弧焊工艺对弧焊电源的空载电压和外特性的要求。重难点：1、对弧焊电源外特性要求 2、弧焊电源外特性曲线的种类 3、对弧焊电源的空载电压的要求v 弧焊工艺对电源的要求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。v 弧焊电源的电气性能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

2、求；（4）对弧焊电源动特性的要求。内容概述 1.1、电源的外特性电源的外特性 1.2、“电源电源 电弧电弧”系统的稳定性系统的稳定性 1.3、对弧焊电源外特性曲线的要求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对弧焊电源空载电压的要求 1.1、电源的外特性弧焊电源弧焊电源 是指对焊接电弧供以电能的装置。是指对焊接电弧供以电能的装置。电源外特性电源外特性 在电源内部参数一定的条件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下，改变负载时，电源输出的电压稳定值 Uy 与与 电流稳定值电流稳定值 Iy 之间

3、的关系曲线。对于直流电之间的关系曲线。对于直流电 源，源，Uy 和和 Iy为平均值，对于交流电源则为有效为平均值，对于交流电源则为有效 值。值。常见电源外特性曲线的种类常见电源外特性曲线的种类常见弧焊电源的外特性曲线常见弧焊电源的外特性曲线IU下降型下降型IU垂降型垂降型IU平特性平特性不同弧焊方法，需要不同的电源外特性。不同弧焊方法，需要不同的电源外特性。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1.2、“电源 电弧”系统的稳定性电 源Uy(U0)IfUf图2-2 “电源-电弧”系统电路的示意图焊接主回路（二次回

4、路）工作点位于电源外特性与电弧静特性两条曲线的交点上。v 系统的稳定性评价包括系统的稳定性评价包括：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（稳电源的外特性与电弧的静特性曲线有交点（稳定工作点）。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。v 系统的稳定性评价包括系统的稳定性评价包括：0fIyfwIUIUK 系统保持稳定的条件系统保持稳定的条件：在工作点上，电弧静特性曲线的斜率必须大于电在工作点上，电

5、弧静特性曲线的斜率必须大于电源外特性曲线的斜率。源外特性曲线的斜率。相应数学表达式为：相应数学表达式为：稳定工作点上电弧静特性曲线的稳定工作点上电弧静特性曲线的斜率大于电源外特性曲线的斜率斜率大于电源外特性曲线的斜率1.3、对弧焊电源外特性曲线的要求v系统的稳定性要求；系统的稳定性要求；v焊接工艺参数的稳定；焊接工艺参数的稳定；v可靠引弧的要求；可靠引弧的要求；v熔滴稳定过渡的要求；熔滴稳定过渡的要求；v焊工安全的要求。焊工安全的要求。对电源外特性曲线工作对电源外特性曲线工作区段形状的要求区段形状的要求v下降外特性下降外特性 输出电流在工作范围内增加时，其输出电压随着输出电输出电流在工作范围内

6、增加时，其输出电压随着输出电流的增加而下降。其工作部分每增加流的增加而下降。其工作部分每增加100A100A电流，其电压下电流，其电压下降一般应大于降一般应大于7V7V。根据斜率的不同又分为垂直下降（恒流）。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。特性、缓降特性和恒流带外拖特性等。v平特性平特性 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，电压下降率小于定不变（又称恒压特性）或稍有下降，电压下降率小于7V/100A7V/100A；二是在运行范围内随着电流增大，电压稍有增加（有时二

7、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），电压上升率应小于称上升特性），电压上升率应小于10V/100A10V/100A。v 双阶梯形特性双阶梯形特性1.4、弧焊电源外特性曲线的种类弧焊电源外特性形状的分类及应用范围弧焊电源外特性形状的分类及应用范围外外特特性性下下 降降 特特 性性图图形形特特性性应应用用范范围围 焊条电弧焊焊条电弧焊 焊条电弧焊焊条电弧焊埋弧焊埋弧焊粗丝粗丝CO2焊焊焊条电弧焊焊条电弧焊变速送丝埋弧焊变速送丝埋弧焊粗丝气保护焊粗丝气保护焊 钨极氩弧焊、钨极氩弧焊、非熔化极等离非熔化极等离子弧焊子弧焊垂直下降特性垂直下降特性或恒流特性或恒流特性图形近图形近1

8、/4椭圆椭圆缓降特性缓降特性运行区段近直线运行区段近直线又称缓降特性又称缓降特性运行区段内运行区段内横流带外拖横流带外拖弧焊电源外特性形状的分类及应用范围弧焊电源外特性形状的分类及应用范围外外特特性性 平平 特特 性性 双阶梯外特性双阶梯外特性图图形形特特性性应应用用范范围围 熔化极脉冲弧焊熔化极脉冲弧焊 等速送丝的等速送丝的细丝气体保护焊细丝气体保护焊 等速送丝气保护焊等速送丝气保护焊细丝埋弧焊细丝埋弧焊恒压特性恒压特性上升特性上升特性双阶梯外特性双阶梯外特性1.5、对电源空载电压 U U0 0 的要求v（1 1）保证引弧容易：空载电压越高，引弧越容易；）保证引弧容易：空载电压越高，引弧越容

9、易；v（2 2）保证电弧的稳定燃烧：由影响交流电弧稳定燃烧）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；的因素的讨论可知；v（3 3）保证电弧功率稳定：由交流电弧功率讨论可知；）保证电弧功率稳定：由交流电弧功率讨论可知；v（4 4）要有良好的经济性：变压器的额定容量与空载电）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，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；同时增加能量损耗，降低变压器的效率；v（5 5）保证人身安全：应对空载电压加以限制。）保证人身安全：应对空载电压加以限制。v 综合考虑

10、引弧、稳弧性能要求和经济性、安全性，综合考虑引弧、稳弧性能要求和经济性、安全性，一般弧焊电源的一般弧焊电源的 U U0 0 取值：取值：1.交流弧焊电源取交流弧焊电源取 U U0 0（1.82.25）U Uf f 手弧焊：手弧焊：5570V 埋弧焊：埋弧焊：7090V 2.直流弧焊电源：直流弧焊电源：U U0 0 下限比相应交流电源降低约下限比相应交流电源降低约10V。1.5、对电源空载电压 U0 的要求思考与练习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？什么叫电源的外特性？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 U U0 0 的要求