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第四章 电弧焊自动调节系统 § 4-1 电弧焊的自动调节 § 4-2 等速送丝调节系统 § 4-3 变速送丝调节系统 § 4-1 电弧焊的自动调节 电弧焊包括引弧、焊接和收弧三个阶段。自动焊是保证这三个过程自动化，同时使选定的规范保持一恒定值。 一、自动调节的必要性 在实际生产中，焊接规范参数往往会受到外部干扰而发生变化，使I，U，Vw不能保持恒定，从而影响焊缝质量，因此，必须采取一些措施使规范参数受到干扰后回到预定值。 1、电弧静特性的干扰因素 焊接过程中，弧长的波动会引起电弧电压的显著变化，变化范围10~40v/cm，因此，弧长的波动最受人们的关注。 二、闭环和开环自动调节系统 1、闭环系统 对调节对象的参数能实现自动检测并进行相应的调节，使这一参数按预定规律变化的装置。 （1）测量环节（人眼）：在设备中一般采用传感器，检测量即为被调节量（被控量）。 2、开环系统 在开环控制系统中，不存在由输出端到输入端的反馈通路。因此，开环控制系统又称为无反馈控制系统。开环控制系统由控制器与被控对象组成（见图）。 同闭环控制系统相比，开环控制系统的结构要简单得多，同时也比较经济。 开环控制系统的缺点是控制精度和抑制干扰的性能都比较差，而且对系统参数的变动很敏感。因此，一般仅用于可以不考虑外界影响，或惯性小，或精度要求不高的一些场合，如步进电机的控制，简易电炉炉温调节，水位调节等。 开环控制系统常见于焊接过程程序控制，只是按照预定的程序进行控制 一般开环系统不具备补偿干扰的自动调节能力，但某些系统具有内在联系的内部反馈。例如CO2焊中等速送丝调节系统，就是利用内部固有的反馈作用，进行自动调节。 二、对自动调节系统的基本要求 1、稳定性——系统受到干扰离开稳定状态（平衡状态），而在干扰停止后能恢复到稳定状态的能力。 2、动态特性——调节过程时间、超调量大小、振荡次数 。 3、静态误差（静态精度）——系统受到干扰后回到稳定状态后被调量稳定值与原始稳定值的差额。 § 4-2 等速送丝调节系统 另外，I和U应在电源外特性曲线上U=f(I)，所以，电弧的稳定工作点应在自身调节系统静特性曲线和电源外特性曲线交点上。 等速送丝熔化极电弧自身调节系统静特性曲线，可由实验方法测定。在给定的焊接条件下，选定一种送丝速度和几种不同的电源外持性曲线进行焊接，测出每一次焊接的稳态I、U即可在I、U坐标系中作出一条等熔化特性曲线。 等熔化特性曲线的特点： 1、长弧细焊丝时，由于Ki很大，而Ku很小，上式可写成： 5、其他条件不变时， 焊丝直径增加(减少)，使Ki减小，等熔化曲线平行向 移动，而且斜率 。 二、等速送丝自身调节的精度 调节精度是指系统调节过程结束后，静态误差的大小。 1、弧长波动时的调节精度 2、网络电压波动时的系统调节误差 3、系统调节灵敏度 系统调节灵敏度是指调节作用对电弧工作点产生微小变化的反应能力。 等速送丝条件下，弧长变化引起的焊丝熔化速度变化越大，调节恢复越快，系统灵敏度越高。 由焊丝熔化速度公式可知： § 4-3 变速送丝调节系统 (电弧电压反馈调节系统) 电弧电压反馈调节器 晶闸管、 电动机系统 二、电弧电压反馈调节系统的静态特性 静态曲线的特点： 1、该直线上所有点均满足Vf=Vm,并与电源外特性相交确定系统的稳定工作点； 三、电弧电压反馈调节器的精度和灵敏度 1、调节精度 2、调节灵敏度 系统调节灵敏度主要取决于弧长变动时送丝速度变化 量 的大小。 四、变速送丝电弧焊的电流和电压调节方法 两种调节方法比较 第四章 思考题 一、简述电弧电压反馈式焊机工作原理，并回答下列问题。 1、这种焊接选用的电源及焊丝（直径）？ 2、影响调整灵敏度的因素？ 3、如何把规范由A点调到B点，并画出特性曲线。 二、采用均匀调节系统（变速送丝），分析下图的弧长自动调节过程，不考虑焊丝电阻热的影响。 三、等速送丝配平特性电源，分析A0 A2的调节过程以及A2 A4的调节过程（不锈钢焊丝MIG焊）。 电弧电压反馈调节器 发电机——电动机系统 发电机——电动机驱动式电路工作过程： 发电机G有二个励磁线圈LG1和LG2，LG1由给