弧焊电源与控制重点.doc

弧焊电源与控制重点1焊接：所谓焊接是指通过适当的手段，使两个不分离的物体产生原子或分子间结合而连接成一体的连接方法。2弧焊电源：弧焊电源是指电弧焊机中，供给弧焊电弧电能，并具有适宜电弧焊工艺所需电气特性的设备。性能良好，工作稳定的弧焊电源是保证电弧稳定燃烧和焊接过程顺利进行并得到良好焊接接头的必要条件之一。3弧焊电源的分类方法很多，按输出的电流的种类分，可分为直流弧焊电源，交流弧焊电源，和脉冲弧焊电源，按电源工作的关键器件分，可分为交流弧焊变压器，直流弧焊发电机，弧焊整流器，和弧焊逆变器等。按弧焊电源的输出特性分类，可分为平特性电源，缓降特性电源，垂直陡降特性电源以及多特性电源等，按弧焊电源用于的弧焊方法分类，又可以分为焊条电弧焊电源，埋弧焊电源，等离子弧焊电源，氩弧焊电源CO2焊电源等等。4由于采用了电子控制电路和电子功率器件，该类电源具有以下特点：（1）可以对外特性进行任意控制，从而满足各种焊接方法，焊接工艺的要求。（2）可以输出直流，脉冲甚至交流电流，可调参数多。（3）具有良好的动态特性，系统控制的响应速度快。（4）可控性好，便于进行编程和计算机控制。（5）电路比较复杂。5焊接电弧：焊接电弧是在弧焊电源供给一定电压的两电极间或电极与焊接工件间的气体介质中产生强烈而持久的放电现象。6接触引弧：接触引弧是指在弧焊电源接通后，电极与工件直接短路接触，接着迅速拉开，即将焊条或焊丝提起24mm，从而引燃电弧。该引弧过程可分为接触，拉开，和燃弧三个阶段。7焊接电弧的静特性：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，称为焊接电弧的静态伏安特性，简称伏安特性或静特性，表示为：Uf=f(If )8焊接电弧的动特性：一定弧长的电弧，当电弧电流以很快的速度连续变化时，电弧电压瞬时值与电流瞬时值之间的关系称为电弧动态伏安特性，简称为电弧动特性。9焊接电弧负载的特点：首先是焊接电弧是非线性负载，是一种低电压大电流的气体放电现象，其次是焊接电弧负载变化大，不仅在电弧引燃时要经历“短路-空载-燃弧”三个阶段，而且在融化级电弧焊中，“负载-短路-空载-燃弧”现象也是经常出现的，尤其是在熔化极电弧焊的短路熔滴过度中，电弧燃烧-熔滴短路-电弧熄灭，熔滴过度终了-空载-电弧复燃过程循环往复，每秒钟要重复几十次。可见，焊接电弧是一个特殊的负载。10为了提高交流电弧的稳定性，目前在弧焊电源方面常采用一下措施：（1）提高弧焊电源频率。（2）提高电源的空载电压。（3）改善电弧电流的波形。（4）叠加高电压。11弧焊电源的基本电气特性是指：（1）弧焊电源的外特性。（2）弧焊电源的调节特性。（3）弧焊电源的动态特性。12焊接工艺对电源主要有下述基本要求：（1）保证引弧容易。（2）保证电弧稳定。（3）保证焊接参数稳定。（4）具有足够宽的焊接参数调节范围。13常用的弧焊电源外特性主要有（平特性），（下降特性）以及（陡降特性）等。14弧焊电源的外特性曲线分为（空载点），（工作区）和（短路区段）三个部分。15确定弧焊电源的空载电压应遵循以下几项原则：（1）保证引弧容易（2）保证电弧稳定燃烧（3）保证电弧功率稳定（4）要有良好的安全性和稳定性。16弧焊变压器需要下降的外特性，获得下降外特性的方法是增大变压器自身的漏抗或者在输出回路中串联一个电抗器。17弧焊变压器的分类：1）串联电抗器式弧焊变压器2）增强漏磁式弧焊变压器18抽头式弧焊变压器的特点：一般做成便携式，负载持续率低，结构较紧凑，体积小，成本低，易于制造，无活动部分，电弧较为稳定，可靠性较高，适用于维修，移动和登高作业等场合。19三相抽头式弧焊整流器具有以下特点：（1）结构简单，节省材料，易于制造，使用可靠。（2）具有平的外特性，空载电压较低与电弧电压近于相等，有时难以引弧。（3）调节电压时有级的，且不宜在负载的情况下调节，也不能遥调。（4）对电网电压波动的影响不能采取补偿措施。20晶闸管导通与关断条件为：（1）当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极G承受何种电压，晶闸管均处于阻断状态。（2）当晶闸管承受反向阳极电压时，仅在门极G承受正向电压的情况下晶闸管才能导通。（3）晶闸管导通后，只要仍有一定的正想阳极电压，不论门极G电压如何，它仍维持导通。（4）晶闸管在导通情况下，当主回路电压减小到接近零，或者对它施加一个反向电压，晶闸管会自然关断或被强迫关断。21电子控制型弧焊电源都是由电子功率系统（主电路）和电子控制系统（控制电路）组成的。22电流，电压信号的检测方法：（1取样电阻法）（2互感器法）（3霍尔器件法）23图。24对触发脉冲的要求：（1）触发脉冲应具有足够的功率，足够的脉冲幅值和宽度（2）触发脉冲与加于晶闸管的电源电压必须同步（3）触发脉冲应能移相并达到要求的移相范围。25晶闸管移相触发电路有多种电路形式，但就其实质而言，可分为（切割式）和（积分式）两类。26晶体管触发脉冲电路中的同步电压应满足如下两点要求：一是同步电压应与主电路网压相对应，并对电源无相序要求。二是应使主电路晶闸管得到足够的触发延迟角，即要求直流切割电压应有一个合适的变化范围，同时在该范围内要求同步电压的线性度良好。27目前用于逆变式弧焊电源的电子功率开关器件主要有：（晶闸管），（晶体管），（场效应晶体管）和（绝缘栅双极型晶体管）等。28逆变式弧焊电源的特点：（1体积小，重量轻）（2高效节能）（3动特性好，控制灵活）（4元器件特性要求高，电路复杂）29逆变电路基本形式包括（单端式），（半桥式），（全桥式），（推挽式）等。30PWM控制：PWM控制即脉冲宽度控制方式，也可以称为“定频率调脉宽”控制方式；此控制方式是在频率不变的条件下，调节脉冲宽度来调节逆变器的输出能量。31PFM控制：PFM控制，即脉冲频率控制方式，也就是“定脉宽调频率”控制方式。PFM控制是在脉冲宽度保持不变的条件下，通过改变脉冲频率来调节逆变器的输出。32逆变式弧焊电源的控制电路包括传感检测，反馈控制，TRC电路和驱动电路等。33硬开关是指功率开关器件工作在被强迫关断或强迫导通的状态下。34.软开关是相对于硬开关而言的，表述的事逆变电源中的电子功率开关的开通与关断的行为状态与条件。35数字化弧焊电源系统具有以下特点：1）柔性化控制和多功能集成2）具有更强的稳定性和一致性3）控制精度高4）接口兼容性好，并可以实现网络监控5）操作性好6）通用性强，便于升级。36一元化调节：所谓一元化调节就是通过1个旋钮来同时调节弧焊电源的输出外特性和送丝速度，自动协调匹配焊接电流和焊接电压等焊接参数的关系。37单片机控制系