焊接电源的资料

焊接电源的资料第1页/共27页3-1焊接电弧一、焊接电弧定义由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极间或电极与母材间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。第2页/共27页二、焊接电弧的产生1.产生条件气体电离（中性气体分子或者原子分离成带电粒子）阴极电子发射（阴极金属表面的原子或分子接受外界的能量而连续的向外发射电子）第3页/共27页2.焊接电弧的引燃（1）引弧（引燃）定义：是指造成两电极间气体发生电离和阴极发射电子而引起电弧燃烧的过程。（2）分类：a.接触引弧定义：弧焊电源接通后，将电极与工件直接接触短路，并随后拉开焊条或焊丝而引燃电弧。接触引弧适用于焊条电弧焊，埋弧焊，熔化极气体保护焊b.非接触引弧定义：引弧时电极与工件之间保持一定间隙，然后在电极和工件之间施以高电压击穿间隙，使电弧引燃。非接触引弧法适用于钨极氩弧焊和等离子弧焊第4页/共27页接触引弧示意图第5页/共27页第6页/共27页第7页/共27页引弧器有两种，高频高压引弧和高压脉冲引弧。前者是在工频电源的半波时间内振荡一小段时间，频率为150-260kHz,电压峰值2000-3000V,后者每半波产生一个3000-10000V的高压脉冲。第8页/共27页二、焊接电弧的构造及静特性

1.焊接电弧的构造焊接电弧可根据其物理特征，沿长度方向划分为三个区域，即阴极区、阳极区和弧柱区。

阴极区——靠近阴极的一层很薄的区域，厚度大约只有10-5～10-6cm。

阳极区——靠近阳极的一层很薄的区域，但它的厚度比阴极区宽，约10-3～10-4cm。弧柱——电弧阴极区和阳极区之间的部分第9页/共27页2.焊接电弧的热量和温度分布

焊接电弧的热量是由焊接电源提供的电能转变而来的。

阴极区的热量主要来自正离子碰撞阴极时的动能和它与电子复合时释放的位能（电离能）转化而来。阴极区所产生的热量约占电弧总热量的36％。阳极区的热量，主要来自电子撞击阳极时电子的动能和位能（逸出功）转化而来的能量。阳极区产生的热量约占电弧总热量的43％。阴极与阳极的温度与所用的电极材料有关。表2-1第10页/共27页第11页/共27页

弧柱区的热量主要由带电粒子复合时释放出相当于电离能的能量转化而来，所以弧柱区的温度取决于气体介质的电离能力和电流大小。弧柱温度与焊接电流的关系，如图2-5所示。第12页/共27页由于弧柱的温度不受电极材料沸点的限制，因此弧柱的温度比两极高，约为5000～8000k。

由上述可知，电弧作为热源，其特点是温度很高，热量相当集中。因此，用于焊接时金属熔化非常快。使金属熔化的热量主要集中产生于两极；弧柱温度虽高，但大部分热量被散失于周围气体中，对金属熔化并不起重要作用。第13页/共27页2.电弧静特性

在电极材料、气体介质不变的前提下，我们把弧长一定、电弧稳定燃烧时电弧电压与焊接电流变化的关系称为焊接电弧的静特性。表示它们关系的曲线叫做电弧的静特性曲线。如图2-6中曲线2所示。从右图可看出，手弧焊时，由于使用的电流范围不大，其电弧静特性只是图中曲线2的一部分。第14页/共27页从图2-7中可看出，当弧长变化时，静特性曲线平行移动。即当电弧长度增加时，电弧电压也增加。在手弧焊应用的电流范围内，可以近似认为电弧电压仅与电弧长度成正比的变化，而与电流大小无关，其值一般为16～25v。第15页/共27页焊接电弧静特性的应用对于不同的焊接方法，电弧静特性曲线有所不同。静特性下降段电弧燃烧不稳定而很少采用。焊条电弧焊、埋弧焊多半工作在静特性水平段。熔化极气体保护焊、微束等离子弧焊、等离子弧焊也多半工作在水平段，当焊接电流很大时才工作在上升段。熔化极气体保护焊和水下焊接基本上工作在上升段。UaIa焊条电弧焊埋弧焊、不熔化极气体保护焊、微束等离子弧焊细丝熔化极气体保护焊等离子弧焊、水下焊小电流钨极氩弧焊第16页/共27页CO2气体保护焊氩弧焊手工焊埋弧焊第17页/共27页三、焊接电弧的稳定性极影响因素焊接电弧的稳定性是指电弧在焊接过程中保持稳定燃烧的程度。影响电弧稳定性的因素：

1.焊接电流的种类和大小的影响

2.焊条药皮的影响

3.焊接电源的特性

4.焊工的操作技术

5.焊条药皮偏心、熔点过高，或因保管不好造成药皮局部脱落、受潮时，都会影响焊接电弧的稳定性。第18页/共27页6、焊接电弧的偏吹

电弧轴线偏离焊条轴线方向的现象，称它为电弧的偏吹。

1）.焊接电弧产生偏吹的原因（a）电弧周围气流的干扰（b）焊条偏心度过大图2-9（c）磁场的影响（磁偏吹）图2-10

总之，引起焊接电弧产生磁偏吹现象的根本原因是由于电弧周围磁场分布不均匀，而这种情况只有在使用直流电源焊接时才明显发生，并且焊接电流越大，电弧磁偏吹现象越严重。

第19页/共27页第20页/共27页第21页/共27页第22页/共27页防止或者减少磁偏吹的方法（1）条件允许时尽量使用交流焊接电源（2）调整焊条角度，使焊条偏吹方向转向熔池（3）采用短弧焊接（4）改变焊件上导线接线部位，或在焊件两侧同时接地，可减少引导线接线位置引起的磁偏吹（5）在焊缝两端各加一块附加钢板，使电弧两侧磁力线分布均匀（6）露天操作时，如果有大风必须用挡板遮挡；进行管子焊接时，必须将管子堵住；焊接间隙较大对接焊缝时，在接缝下面加垫板，防止热对流影响。（7）采用小电流焊接第23页/共27页7.其他影响电弧长度焊接处清洁度第24页/共27页复习1.什么是电弧焊？弧焊电源有什么要求？选择合适的弧焊电源有什么重要性？2.什么是焊接电弧？产生焊接电弧的条件是什么？3.什么是电弧的引燃？引燃方法有哪些？4.什么是接触引弧？适用于什么样的焊接方法？5.什么是非接触引弧？适用于什么样的焊接方法？第25页/共27页6.焊接电弧构造是什么样的？各区温度是多少？7.什么是电弧电压？8.什么是电弧静特性？电弧静特