弧焊工艺对弧焊电源的空载电压和外特性的要求

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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

2、；（4）对弧焊电源动特性的要求。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。常见电源外特性曲线的种类常见弧焊电源的外特性曲线IU下降型IU垂降型IU平特性不同弧焊方法，需要不同的电源外特性。在电弧焊

3、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”系统的稳定性焊接主回路（二次回路）工作点位于电源外特性与电弧静特性两条曲线的交点上。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。系统的稳定性评价包括：系统保

4、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源外特性曲线的斜率。相应数学表达式为：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；可靠引弧的要求；熔滴稳定过渡的要求；焊工安全的要求。对电源外特性曲线工作区段形状的要求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。平特性一是在运行范围内，随着电流增大

5、，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外特性下降特性图形特性应用范围焊条电弧焊焊条电弧焊埋弧焊粗丝CO2焊焊条电弧焊变速送丝埋弧焊粗丝气保护焊钨极氩弧焊、非熔化极等离子弧焊垂直下降特性或恒流特性图形近1/4椭圆缓降特性运行区段近直线又称缓降特性运行区段内横流带外拖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

6、特性应用范围熔化极脉冲弧焊等速送丝的细丝气体保护焊等速送丝气保护焊细丝埋弧焊恒压特性上升特性双阶梯外特性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；（5）保证人身安全：应对空载电压加以限制。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

7、流弧焊电源取U0≥（1.8～2.25）Uf手弧焊：55～70V埋弧焊：70～90V2.直流弧焊电源：U0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U0的要求谢谢