Chapter2第二章.ppt

* 第二章 对弧焊电源的基本要求 引弧性能 稳弧性 焊接规范 焊接规范调节范围 于是对弧焊电源有四个要求： 空载电压 （影响引弧、稳弧性） 外特性 （影响焊接规范、稳弧性） 调节性能 （规范调节范围） 动特性 （影响稳弧性） 第二章 对弧焊电源的基本要求 第一节 对弧焊电源外特性的基本要求 一、电源的外特性（V-A 特性) 电源的外特性是指在电源的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与输出的电流的稳定值Iy之间的关系曲线：Uy=f(Iy) 一般直流电源的外特性方程为： 式中，E为直流电源的电动势；r为电源内部电阻。 r0=0 r10 r20 r2 r1 0 Uy Iy 二、“电源——电弧”系统的稳定性 1)系统在无外界因素干扰时，能在给定的电弧电压和电流下，维持长时间的连续放电，保持静态平衡。 A1 A0 U I 0 1 2 If Uf Iwd 此时： Uf＝Uy ；Iy＝If 电源的外特性：Uy=f(Iy)与电弧的静特性：Uf=f(If)必须相交。 电源的外特性 电弧的静特性 Uf Uy 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，当干扰消失后，系统能够自动的达到新的稳定平衡，使焊接规范重新恢复。 A1 A0 U I 0 1 2 If Uf Iwd B1` A1 A0 U I 0 1 2 If Uf Iwd B1 B1` B2 B2` 数学推导 系统的动平衡方程： 外界干扰电流发生变化： A0B1和A0B2可近似地认为是直线，将对应于B1` 、B2` 的电压以及初始条件代入求得电流增量变化的瞬时值为： A1 A0 U I 0 1 2 If Uf Iwd B1 B1` B2 B2` Uf 分析：在满足上式的条件下，系统所产生的电流偏差值能够逐渐消失，如上图所示。符合Kw0条件的工作点为稳定工作点。也就是说，相交点的电弧（负载）静特性曲线斜率应当大于电源外特性曲线的斜率。因此A0点为稳定工作点 t 0 Δif A1 A0 U I 0 1 2 If Uf Iwd B1 B1` B2 B2` Uf 稳定工作点（A0点）调节的物理过程分析 当某种因素使工作点A0点的电弧电流减小了ΔIf，此时电源工作点移至B1点，电弧工作点移至B2点，此时，Uy Uf，供大于求，这就使得电弧电流增加，电弧电流偏移量Δif 减小， 直至恢复到原来的平衡点A0点。当电流增加时，呈现为供小于求，也能恢复到A0 点。 A1点：当电弧电流增加时，同样会出现Uy Uf，使得电流继续增加，直至工作点移至A0点达到平衡，当电弧电流减小时，则出现相反的情况，电流将继续减小直至电弧熄灭，因此， A1点不是稳定工作点。 结论:从直流焊接电弧与电源系统的情况得出的。但其系统的稳定条件(Kwo)也同样适合于交流弧焊电源。 A1 A0 U I 0 1 2 If Uf Iwd B1 B1` B2 B2` Uf 三、弧焊电源外特性形状的种类 a)垂直陡降特性 b)陡降特性 c)缓降特性 d)平特性(恒压特性) e)平特性(稍上升) (一)下降特性 当输出电流在运行范围内增加时其输出电压随着急剧下降。 1、垂直下降(恒流)特性 垂直下降特性也叫恒流特性。 2、缓降特性。 3．恒流带外拖特性 工作部分的恒流段，输出电流基本上不随输出电压变化，但在输出电压下降至低于一定值(外拖拐点)之后，外特性转折为缓降的外拖段，而且外拖拐点和外拖斜率往往可以调节。 (三)双阶梯形特性 　　这种特性的电源用于脉冲电弧焊。维弧阶段工作于L形特性上，而脉冲阶段工作于反L形特性上。由这两种外特性切换而成双阶梯形特性，或称框形特性。 (二)平特性 1.平特性或微降特性（后者电压下降率应小于7V／100A)。 2.微升特性（电压上升率应小于7V／100A）。 U 0 I l2 l0 l1 A2 A1 B2 B1 A0 B0 四、对弧焊电源外特性曲线的要求 (一)对弧焊电源外特性工作区段形状的要求 1．焊条电弧焊 工作于电弧静特性的水平段上，采用下降外特性的弧焊电源，便可以满足系统稳定性的要求。 U 3 2 1 ΔI2 ΔI1 0 I A0 A2 A1 最好采用恒流带外拖特性的弧焊电源。焊接工艺参数稳定，提高了引燃性能和电弧熔透能力。可以根据焊条类型、板厚和工件位置的不同来调节外拖拐点和外拖部分斜率。 2．熔化极弧焊 (1)等速送丝控制系统 熔化极弧焊CO2／MAG、MIG焊或者细丝(直径≤3mm)的直流埋弧自动焊-电弧静特性是上升的. 2 1 3(l) 4 ΔI1 ΔI2 A0 A2 A1 0 U I 上述弧焊方法应当采用平外特性的电源，与上升的电弧静特性相配 合，自身调节