2020/4/18
杨建国
焊条电弧焊设备及工具
--------对焊条电弧焊设备的要求
焊条电弧焊电极尺寸较大，电流密度低 ，。在电弧稳定燃烧的情况下，负载静 特性处于水平段。故也要求电源外特性 曲线与电弧静特性曲线相交，即要求焊 条电弧焊电源具有下降的外特性。
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焊条电弧焊设备及工具
弧焊电源是电焊机的核心部分，是用来 对焊接电弧提供电能的一种专业设备。 对它的要求有与一般电源相同之处，例 如从经济角度出发，要求结构简单轻巧 ，制造容易，消耗材料少，节省电能， 成本低；从使用角度出发，要求方便、 可靠、安性能良好和容易维修。
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--------对焊条电弧焊设备的要求
动特性好：引弧、重新引燃电弧容易、 稳定、飞溅少
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焊条电弧焊设备及工具 --------常用焊条电弧焊机简介
分类：弧焊变压器、直流弧焊发电机和 弧焊整流器
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焊条电弧焊设备及工具 --------常用焊条电弧焊机简介
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焊条电弧焊设备及工具
--------对焊条电弧焊设备的要求
上述空载电压的范围是针对下降特性的电弧 电源而言的。
某些电源采用平特性进行焊接，如熔化极自 动焊、半自动焊，具有更低的空载电压；
带有引弧、稳弧装置的电源可以有更低的空 载电压
特殊场合，锅炉、小容器，电压低（<42V ），主要为了安全，需要引弧装置
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--------对焊条电弧焊设备的要求
满足以上关系表明，电弧静特性必须和电源 外特性曲线相交
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--------对焊条电弧焊设备的要求
有外界干扰后，系统必须回到原来的平衡 ，根据电力学知识，系统平衡时应满足以 下关系式：
电弧静特性的斜率必须大于电源外特性在 工作点的斜率
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如图2—1所示，焊条电弧焊时 ，焊件和焊条在电弧热量的作用 下，焊件坡口边缘被局部熔化， 焊条熔化形成熔滴向焊件过渡， 熔化的金属形成焊接熔池。随着 焊接电弧向前移动、熔他后 边缘的液态金属温度逐渐降低． 液态金属以母材坡口处末完全熔 化的晶粒为核心生长出焊缝 金属的枝状晶体并向焊缝小心部 位发展，直至彼此相遇而最后凝 固。与此同时，前面的焊件坡口 边缘又开始局部熔化，使焊接熔 池向前程动。当焊接过程稳定以 后，—个形状和体积均不变化的 熔他随焊接电弧向前移动，形成 条连续的焊缝。
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基本原理是依靠电枢上的导体切割磁极 和电枢间隙空间的磁力线而产生电流。
一般的发电机电枢的电阻比较小，发电 机一般是平的外特性。
焊接需要下降的外特性！！！！！
电源外特性形状的要求 电源：对负载提供电能的装置 弧焊电源是对焊接电弧提供电能的装置 电源外特性：电源内部参数一定的情况下，改
变负载时，电源输出的电压的稳定值Uy与输出 的电流的稳定值Iy之间的关系曲线——Uy=f(Iy) 称为电源的外特性 直流时，Uy和Iy为平均值，交流电源则为有效 值。
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– 改善工艺性能
工作频率高，需要的滤波电感小，电磁惯性小 ，动特性好
可以进一步逆变
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特点：
– 省料、质量轻、体积小：传统弧焊电源用工频传 送电能，而逆变电机使用几千到几万Hz的频率传 送电能。制作变压器的用料与频率成反比，因而 逆变电机的重量为普通电机的1/5到1/10，体积为 原来的1/3左右。
– 高效节能：变压器处于开关状态，变压器采用铁 损小的材料。从而效率高，可达80-90%；主电路 有电容，从而功率因数高，
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直流弧焊发电机 直流弧焊发电机是由一台电动机和一台
弧焊发电机组成的机组。 特点：耗电量大，用材料多，噪音。国
家规定停止生产该类焊机。
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焊接电源的电气特性和结构方面，还具 有不同于一般电力电源的特点。
主要原因是弧焊电源的负载是电弧，电 源的电气性能要求适应电弧负载的特性
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弧焊工艺对焊接电源有如下的要求：
– 保证引弧容易 – 保证电弧稳定 – 保证焊接规范稳定 – 具有足够宽的焊接规范调节范围
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--------对焊条电弧焊设备的要求
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引弧过程：空载——短路——负载 熔滴过渡：负载——短路——负载
焊接过程从一个稳态过渡到另外一 个稳态，这就是动特性的实质
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因而焊接电源的电气特性应该考虑如下 3各方面：
– 电源外特性 – 电源调节性 – 电源动特性
此外，对于特殊环境（高原、水下和野 外）的适应性。
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--------对焊条电弧焊设备的要求
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第二章 焊条电弧焊
----------焊条电弧焊的原理及特点
焊条电弧焊的特点
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第二章 焊条电弧焊
----------焊条电弧焊设备及工具
对焊条电弧焊设备的要求 常用焊条电弧焊设备简介 焊条电弧焊所用工具
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降压
获得下降特性
整流
改善控制动特性
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杨及工具 --------常用焊条电弧焊机简介
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晶闸管式弧焊整流器
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– 串联电抗器式
分体式 同体式
– 增强漏磁式
动铁心 动绕组 抽头式
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空载电压随着电流 的增大而减小。
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--------对焊条电弧焊设备的要求
对焊接电源动特性的要求 动特性：电弧负载发生变化时，焊接电
源输出电压和电流的响应过程。可以用 弧焊电源与时间的关系表征，他表明焊 接电源对负载的瞬态改变的适应能力。
– 保证人身安全。
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--------对焊条电弧焊设备的要求
规则：在保证引弧容易和电弧稳定的条 件下，采用尽可能低的空载电压。
交流弧焊电源：U0=55~70V 直流弧焊电源：U0=45~85V 一般规定空载电压不得超过100V，特殊
情况下，要超过100V，必须具有自动防 触电装置。
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--------对焊条电弧焊设备的要求
电流比较小，空载 电压比较低，调节 不理想，主要是小 电流时，空载电压 低，不易引弧和保 证电弧稳定燃烧
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空载电压不变，依 靠调节陡降程度来 调节电流，效果比 较好。
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电源空载电压的要求
– 保证引弧容易：引弧时，需要焊条或焊丝 与工件接触，因两者之间往往存在锈污等 杂质，需要高的空载电压击穿接触面，实 现导通；电离在初始阶段需要高的电场。
– 保证电弧稳定燃烧：U0≥(1.8~2.25)Uf – 保证电弧的功率稳定性：2.5>U0/Uf>1.57 – 经济性：材料多、质量大、效率低