《弧焊电源》重要知识点

1、1焊接电弧的物理本质的气体放电。2焊接引弧分：接触引弧、非接触引弧。3. 焊接电弧静特性：一定长度的电弧在稳定状态下，电弧电压Uf与电弧电流If之间的关系，即焊接电弧的静特性伏安特性，可表示为：Uf = f ( If ).4. 焊接电弧动特性：在一定的弧长下，当电弧电流很快变化的时候，电弧电压与电流瞬时值之间的关系，可表示为：Uf = f ( if ).5. 电弧焊、埋弧焊多半工作在静特性的水平段；非熔化极气体保护焊、微束等离子弧焊、等离子弧焊多半工作在水平段，当焊接电流较大时才工作在上升段； 熔 化极气体保护焊(MAG、CO2焊)、水下焊基本工作在上升段。6. 交流电弧的特点：电弧周期性地熄

2、灭和引燃；电弧电压和电流波形发生畸变；热惯性作用较为明显。? 1 ?h ?7. 交流电弧连续燃烧的条件：?= 洱+(电弧连续燃烧条件方程式).8. 影响交流电话稳定燃烧的因素：空载电压 Uo， Uo愈高，同等大小的引弧电 压下，熄弧时间tx愈短，电弧就愈稳定；引燃电压 Uyh，Uyh愈高，引燃电弧?愈短，电弧愈不易稳定；电路参数，增加 L或减小R,使三？比值增大，可使 电弧趋于稳定燃烧；电弧电流，电弧电流愈大，可导致 Uyh降低，电弧的稳定 性提高；电源频率f，f的提高，周期和电弧熄灭的时间tx1相应缩短，热惯性 作用增强，提高了电弧稳定性；电极的热物理性能和尺寸，电极有较大的热容 量和热导率

3、，或尺寸较大，熔点较低，则电极散热较快，温度较低，Uyh较大，电弧稳定性下。9. 提高交流电弧稳定性的措施，提高弧焊电源频率；提高电源的空载电压； 改善电弧电流的波形；叠加高压电10弧焊工艺对弧焊电源要求：保证引弧容易；保证电弧稳定；保证焊接参数稳定；具有足够宽度的焊接参数调节范围。11. 弧焊电源电气性能四个考虑方面：对弧焊电源空载电压的要求；对弧焊 电源外特性的要求；对弧焊电源调节性能的要求；对弧焊电源动特性的要求。12. 电源外特性：在电源参数一定的条件下，改变负载时，电源输出的电压稳定值Uy与输出电流稳定值Iy之间的关系。? ?13. “电源-电弧”系统的稳定条件：T?=（亏 韵 0.

4、?即电弧静特性曲线在工作点上的斜率（务必须大于弧焊电源外特性曲线在该工 作点上的斜率（?）。14. 对弧焊电源外特性工作区段曲线的要求：焊条电弧焊应采用缓降外特性的 弧焊电源，有时采用恒流带外拖特性的弧焊电源， 它能体现恒流特性使焊接参数 稳定的特点，又可通过外拖性增大短路电流，提高了引弧性能和电弧熔透能力； 熔化极弧焊（包括埋弧焊、气体的混合气体保护焊（MAG ）等），等速送丝 控制系统的熔化极弧焊，在焊丝中电流密度较大，电弧静特性为上升的条件下， 应尽可能采用平的弧焊电源外特性， 此时自身调节作用才足够强烈，可使焊接规 范稳定。此外，还有短路电流大，易于引弧，有利于防止焊丝回绕和粘丝；变

5、速送丝控制系统的熔化极弧焊，选择较陡的下降外特性，则在弧长变化时引起的 电流偏差较小，有利于焊接参数的稳定；不熔化极弧焊（包括钨极氩弧焊（TIG）、 不熔化极等离子弧焊、不熔化极脉冲弧焊等），采用恒流特性的电源；熔化极 脉冲弧焊，维弧阶段和脉冲阶段都采用平的外特性，也可采用“平一降”外特性 或“降一平”外特性，最好采用双阶梯形外特性。15. 弧焊电源的负载持续率与额定值关系式：？?= ?负载持续率FS、If，额定值 FSe、Ie.16. 弧焊电源动特性：电弧负载状态下发生突然变化时，弧焊电源输出电源与电 流的响应过程，说明弧焊电源对负载瞬变的适应。17. 弧焊电源外特性形状分类：下降特性垂直下

6、降（恒流）特性；缓降特性；恒流带外拖特性；平特性；双阶梯形特性。18. 弧焊变压器的分类：串联电抗器式，由正常漏磁变压器与串联电抗器构成： 分体式，变压器与电抗器为独立个体；同体式，变压器与电抗器铁心组成一 体；增强漏磁式，变压器增大了漏抗，因而无需再串联电抗器：动铁心式； 动线圈式；抽头式。19. 电抗器分类及特点（电抗器实质就是带铁心的线圈）：调节空气隙式，优点： 应用较广，双气隙电抗器适用于大容量弧焊变压器， 调节空气隙式电抗器能均匀 调节电流，结构简单，在生产中得到实际应用；缺点：存在铁心振动，附加损耗 大等缺点。调节线圈式，优点：没有活动铁心，无振动问题，结构简单；缺点： 只能作有级

7、调节，应用不广。饱和电抗器，优点：可实现均匀的、大范围的调 节，且易于控制，易于实现远距离调节电流，没有振动问题，电流稳定；缺点： 郝勇材料较多，体积、质量较大。20. 直流弧焊发电机获得下降外特性方法：在电枢电路中串联镇定电阻；改变磁极磁通。21. 直流弧焊发电机分类：根据产生去磁磁通的不同方法分类： 差复励式（用 串联绕组去磁）：裂极式（用电枢反应去磁）：换向极去磁式（用换向极绕组 去磁）；按原动机不同分类：直流弧焊发电机；直流弧焊柴（汽）油发电22. 它励、并励差复励式弧焊发电机的区别【 自抄】23. 硅弧焊整流器组成：主变压器；电抗器；整流器；输出电抗器。24. 动铁心式弧焊整流器与动

8、铁心式弧焊变压器的区别【自抄】：25. 磁放大器的原理：磁放大器利用铁磁材料磁导率卩不是常数，而随磁场强度H 的变化而变化这一特性来实现电流放大和控制作用。铁磁材料磁化曲线（ B-H ） 具有非线性。26. 判断全、无反馈磁放大器【另附】27. 晶闸管弧焊整流器组成：主电路由三相主变压器T、晶闸管组V和输出直流电感L组成。二极管组VD和限流电阻R构成维弧电路。控制电路由给定电路G、 检测电路M、比较电路和触发电路组成。破滝电阻丹7工件28. 晶闸管弧焊整流器主要特点：控制性能好；动特性好；调节特性好;节能、省材。29. 晶闸管弧焊整流器波形脉动问题措施：并联高压引弧电源；并联二极管和限流电阻构

9、成维弧电路；采用直流电抗器；选择合适的整流电路30. 晶闸管式弧焊整流器主电路:三相桥式半控电路;三相桥式全控电路;带平衡电抗器双反星形电路31. 晶闸管移相触发电路对触发脉冲的要求：触发脉冲应有足够功率；触发 脉冲相位必须与加在晶闸管上阳极电压同步；触发脉冲可以移相且能达到所要 求的移相范围；触发脉冲应有一定宽度；多路触发脉冲之间应有电气隔离。32. 触发脉冲传输方式：电磁耦合；光电耦合；直接传输。33. 晶闸管式弧焊整流器外特性的控制方法【 自抄】34. 外特性控制电路：外特性控制电路由反馈信号采样电路、误差放大器两大部 分组成。电流采样：分流器；互感器。误差放大器：35. 弧焊逆变器的主

10、要组成及其作用：主要组成部分：供电系统；电子功率系统； 电子控制系统；给定与反馈电路；焊接电弧。供电系统：除把工频交流电变成直流电对电子功率系统供电外，还通过整流滤波 及稳压系统对电子控制系统提供所需的不同大小的直流稳压电。电子功率系统:在弧焊逆变器中她的实质上是一次侧分频开关型功率系统，即在逆变器主电路中 刮起分频开关、变换电参数的作用。电子控制系统：对电子功率系统提供足够大 的、按电弧所需变化规律的开关脉冲信号， 驱动逆变主电路工作。给定与反馈电 路：由检测电路M、给定电路G、比较和放大电路N等组成。M :提取电弧电 压和电流的反馈信号 G :用于提供给定信号，决定对电话提供焊接参数的大小

11、。N :用于把反馈信号与给定信号进行比较后放大。UR,LCig输入報逾器供电条諡抵压电子控制电路电子轮制弄抵电于功率系塢Q I 高压中卿i电中赫电屮频娈压郭输出誓直辭MI壮麒屯路1.1衣 给定电格36. 弧焊逆变器外特性：恒压特性，恒流特性，缓降特性。37. 弧焊逆变器中逆变主电路基本形式: a）单端通向逆变主电路；b）半桥式逆变主电路；c）全桥式逆变主电路；d）并联式逆变主电路38. 弧焊逆变器的优点：高效节能；质量轻、体积小；电气性能优良； 具有良好的弧焊工艺性能。39. 弧焊逆变器的分类和应用：分类：（1）按不同的大功率开关器件分类：晶闸管（SCR）式弧焊逆变器； 晶体管（GTR）式弧焊

12、逆变器；场效应管（MOSFET）式弧焊逆变器；IGBT 式弧焊逆变器；其他，如IGHT、GTO、SITH、MCT等。（2）按输出电流种 类的不同分类：直流式弧焊逆变器；脉冲式弧焊逆变器（低、中、高脉冲式 弧焊逆变器）；矩形波交流式弧焊逆变器。（3）按输出外特性形状的不同分类： 恒流特性的弧焊逆变器；恒压特性的弧焊逆变器；缓降特性（含恒流外加 拖）弧焊逆变器；多特性弧焊逆变器。TIG 焊、应用：它几乎可以取代现有的一切弧焊电源，用于焊条电弧焊和 MAG/CO2/MIG/ 药芯焊丝焊、等离子弧焊与切割、埋弧焊、机器人焊接等各种 焊接方法，焊接各种金属材料及其合金，特别是在工作空间小、高空作业、需较

13、 多移动焊机、用电紧缺等场合。40. 晶闸管式弧焊逆变器的基本原理图 【另附】41. 逆变主电路的换流原理：自然换流：禾I用负载回路中电阻、电容和电感所 形成的正当特性， 是电流自动过零， 只要负载电流超过前与电压的时间大于晶闸 管的管段时间， 就能保证晶闸管的自然关断， 再触发另一路的晶闸管导通， 使电 流换流。强迫换流：在电路中共设置电感、电容等元件构成换流回路。42. 晶闸管的交替触发频率 f 与振荡频率 f0 的关系f Vfo。当正半波电流到零结束后晶闸管 Vi关断，过一段时间才能触发晶闸管 V，这种法师的换流过程最可靠，这就是自然换流。f = fo。在晶闸管Vi电流刚等于零关断是触发

14、晶闸管 V2 使其导通，这种换流方式介于自然换流与强迫换 流之间，成为临街换流。f fo。晶闸管Vi导通，电容器C正在充电时就触 发晶闸管 V2 使其导通。这时，电容 C 通过晶闸管 V2 放电时在 Li 上就产生较大 的互感电动势，记性为上正下负， 是晶闸管 Vi 承受较大的反向电压而强迫关断， 这种换流方式为强迫换流，其换流性能最差。43. 晶体管式弧焊逆变器基本原理图【 另附】44. 场效应管式弧焊逆变器原理框图 【另附】45. IGBT 式弧焊逆变器原理框图 【另附】46. 三种逆变器（ MOSFEF 、 IGBT 、 GTR ）的比较 相同点：均采“定频率调脉宽”的 PWM 调节方式

15、。不同逆变频率：MOSFEF弧焊逆变器：30KHZ以上；IGBT弧焊逆变器: 1030KHz :GTR弧焊逆变器：25KHz以下。47. 软开关型弧焊逆变器与硬开关型弧焊逆变器的区别 【自抄】48. 弧焊电源各种控制方法的特点机械式控制的弧焊电源： 机构简单结实、工作可靠； 电磁式控制的弧焊电源： 工作可靠性高，但是磁惯性大，调节速度慢，不灵活，体积和质量都很大，效率 低；电子式控制的弧焊电源：控制精度高，可控性好，参数调节范围宽，可调 参数多，动特性好，动态响应速度快， 高效节能省材； 数字式控制的弧焊电源： 略49. 弧焊电源数字化控制系统的关键技术： 工艺时序控制技术； 引弧和收弧 控制

16、技术； 一元化调节技术； 弧焊电源的波形控制技术 （短路过渡的波形 控制技术；脉冲电流的波形控制技术）；弧焊电源的数字化控制技术。50 弧焊电源的数字化控制技术1 、弧焊电源的数字化体现：主电路的数字化、控制电路的数字化、专家数据库软件系统。 2、数字化弧焊电源的特点：多功能集成、接口兼容性好、具有更好 稳定性、具有更高的控制精度、便于功能升级。51. 弧焊电源单片机控制的特点： 便于采用各种先进的控制算法； 控制更加 灵活；控制电路的元器件数量明显减少； 控制系统的可靠性高，易于实现标 准化；存储功能强；系统一致性好，便于生产制造。52. 弧焊电源的选择考虑因素焊接材料与工件材料； 焊接电流

17、的种类； 弧焊电源的功率； 焊接工艺方 法；工作条件和节能要求；工件重要程度和经济价值。53. 焊接工艺方法选择弧焊电源焊条电弧焊。酸性焊条焊接时，可选用动铁式、动线圈式或抽头式弧焊变压器;碱性焊条焊接时，可选用直流弧焊电源。埋弧焊（下降外特性）。一般选用容量比较大的弧焊变压器。 若产品质量要求高， 应采用弧焊整流器或矩形波交流弧 焊电源。钨极氩弧焊（恒流特性）。弧焊逆变器、焊接整流器。对铝及其合金 焊接，应采用交流弧焊电源，最好采用矩形波交流弧焊电源。CO2气体保护焊 熔化极氩弧焊（平特性或下静特性） 。弧焊整流器和弧焊逆变器，对于要求较高 的氩弧焊， 必须选用脉冲弧焊电源。 等离子弧焊。

18、最好选用河流特性的弧焊整 流器或弧焊逆变器。 脉冲弧焊。 脉冲等离子弧焊和脉冲氩弧焊应选用脉冲弧焊 电源，在高要求场合下，采用呼喊逆变器、晶体管式脉冲弧焊电源。54. 电缆、熔断器和开关的选择电缆选择： 材料。 在不影响使用性能的条件下尽量选用细铜电缆。 电压等 级。一般选用耐压为交流500V的电缆为动力线。使用场合。室外用电缆需耐 日晒雨淋， 室内使用电缆需良好绝缘， 移动场合多采用柔软多芯电缆， 固定场合 使用单芯电缆。熔断器选择： 管式、 插式和螺旋式。 熔断器额定电流应大于或等于熔体额定电 流。对于弧焊变压器、 弧焊整流器和弧焊逆变器， 只要保证熔断器的额定电流略 大于或等于该弧焊电源

19、的额定初级电流即可。 对于直流呼喊发电机， 熔断器额定 电流 = （1.52.5 ）电机额定电流。开关选择：刀开关、铁壳开关等。弧焊变压器、弧焊整流器、弧焊逆变器、晶 体管式弧焊电源和矩形波交流弧焊电源的开关额定电流， 应大于或等于一次额定 电流。弧焊发电机开关额定电流为电动机额定电流的3 倍。55. 逆变器主电路形式： 单端通向开关电路，双端通向开关电路，串联半桥式电 路，串联全桥式电路，并联式（推挽式）电路。56. 晶体管弧焊逆变器特点逆变器的工作频率较高；采用“定频率调脉宽”（PWM ）的方式来调节规范和控制外特性；控制性能比较好；成本高；晶体管存在二次击穿；控制驱动功率较 大。57.