1、焊接電弧的結(jié)構(gòu)及壓降分布：電弧沿其長度方向分為三個(gè)區(qū)域：陽極區(qū)、陰極區(qū)、弧柱區(qū)，沿著電弧長度方向的電位分布不均勻，陰極區(qū)和陽極區(qū)電位分布曲線斜率很大，而弧柱區(qū)電位分布曲線則較平緩。這三個(gè)區(qū)的電壓降分別稱為陰極壓降Ui,陽極區(qū)Uy壓降UZ。它們組成總的電弧電壓Uf,即：Uf=Ui+Uy+UZ，由于陽極壓降基本不變，而陰極壓降在一定條件下也為固定值,弧柱壓降則在一定氣體介質(zhì)下與弧柱長度成正比,因此弧長不同,電弧電壓不同。“電源-電弧”系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括兩方面含義：（1）系統(tǒng)在無外界因素干擾時(shí),能在給定電弧電壓和電流下維持長時(shí)間的連續(xù)電弧放電,保持靜態(tài)平衡；（2）當(dāng)系統(tǒng)一旦受到瞬時(shí)的外界干擾,破壞了原

2、來的靜態(tài)平衡,造成了焊接參數(shù)的變化,但當(dāng)干擾消失之后,系統(tǒng)能夠自動地恢復(fù)穩(wěn)定平衡,使得焊接規(guī)范重新恢復(fù)。關(guān)于焊條電弧焊采用緩降特性的原因：在焊條電弧焊中,一般是工作于電弧靜特性的水平段上,采用下降外特性的焊接電源,便可以滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求,在弧長變化時(shí),弧焊電源外特性下降的陡度越大,系統(tǒng)的穩(wěn)定系數(shù)越大,電流偏差越小,這樣一方面可使焊接參數(shù)穩(wěn)定,另一方面吧還可增加電弧彈性。使用垂直下降特性的弧焊電源時(shí),焊接參數(shù)最穩(wěn)定,電弧參數(shù)也最好,但其短路電流過小,這將造成引弧困難,電弧推力弱,溶深淺,而且造成熔滴過度困難,當(dāng)弧焊電源外特性過于平緩時(shí),短路電流又將過大,使飛濺增大,電弧不夠穩(wěn)定,電弧的彈性也

3、較差,因此,焊條電弧焊時(shí)采用緩降外特性的弧焊電源,并要求其穩(wěn)態(tài)短路電流與焊接電流之比不小于2。接觸引弧的機(jī)理：由于電極與工件表面都不是絕對平整的,在短路接觸時(shí)只是在少數(shù)突出點(diǎn)上接觸,通過這些接觸點(diǎn)的短路電流比平常的焊接電流要大很多,而且接觸點(diǎn)的面積又小,因而電流密度大,這就可能產(chǎn)生大量的電阻熱,使電極金屬表面發(fā)熱、熔化,甚至產(chǎn)生氣化,引起熱發(fā)射和熱電離,隨后在拉開電極的瞬間,電極間隙極小,只有10-6左右,使其電場強(qiáng)度達(dá)到很大的數(shù)值,這樣既使室溫下都有可能產(chǎn)生明顯的自發(fā)射,在強(qiáng)電場的作用下,又使已產(chǎn)生的帶電質(zhì)點(diǎn)被加速,相互碰撞,引起撞擊電離,隨著溫度的增加,光電離和熱電離也進(jìn)一步加強(qiáng),使帶電質(zhì)

4、點(diǎn)的數(shù)量猛增,從而能維持電弧的穩(wěn)定燃燒。弧焊逆變器的變流過程：工頻交流直流高中頻交流降壓交流并再次變成直流,必要時(shí)再把直流變成矩形波交流弧焊逆變器的三種逆變機(jī)制：（1）ACDCAC（2）ACDCACDC（3）ACDCACDCAC（矩形波交流）應(yīng)用較多的是第二種焊條電弧焊電源動特性對焊接過程的影響及對它的要求：答：（1）對瞬時(shí)短路電流峰值的影響：瞬時(shí)短路電流峰值是當(dāng)焊接回路突然短路時(shí)輸出電流的峰值。需考慮以下兩種情況：1由空載到短路：第一，瞬時(shí)短路電流峰值lsd:lsd影響開始焊接時(shí)的引弧過程：Isd太小,不利于這時(shí)的熱發(fā)射和熱電離,使引弧困難；若此值太大,則造成飛濺大甚至引起工件的燒穿，它的要

5、求指標(biāo)以lsd與穩(wěn)定短路電流lwd之比來衡量。第二，0.05s瞬時(shí)短路電流值lsd；lsd大則表示短路電流由峰值降下來的過程慢，短路電流沖擊能量大，引起的飛濺嚴(yán)重，使工件燒穿的危險(xiǎn)性大，它影響引弧性能，它的要求指標(biāo)以其與穩(wěn)定短路電流之比來衡量。2由負(fù)載到短路的電流峰值Ifd：它影響熔滴過度的情況，Ifd太大，則使熔滴飛濺嚴(yán)重，是焊縫成形變壞，甚至引起焊件燒穿，電弧不穩(wěn)；Ifd過小，造成功率不夠，熔滴過度困難，以其與穩(wěn)定工作電流之比來衡量。對恢復(fù)電壓最低值的影響：由穩(wěn)定短路狀態(tài)突然拉開時(shí)的這個(gè)電壓最低值Umin就叫恢復(fù)電壓最低值。如果Umin過小則不利于電子發(fā)射和電離，使熔滴過度后的電弧復(fù)燃困難

6、，所以弧焊發(fā)電機(jī)的Umin應(yīng)加以考核，求出要求，對弧焊整流器電源不必考核。弧焊逆變器的原理：在供電系統(tǒng)中，單相50HZ或60HZ的交流網(wǎng)路電壓單相220V,經(jīng)輸入整流器整流和濾波器濾波之后，獲得逆變主電路所需的平滑直流電壓單相整流約為310v。該直流電壓在電子功率系統(tǒng)中經(jīng)逆變主電路的大功率開關(guān)電子器件組Q的交替開關(guān)作用，變成幾千至二十萬赫茲的中頻高電壓，再經(jīng)高頻電壓器降至合適于焊接的幾十伏低電壓，并借助于電子控制系統(tǒng)的控制驅(qū)動電路和給定與反饋電路，以及焊接回路的阻抗來獲得焊接工藝所需的外特性和動特性。如果需要采用直流電進(jìn)行焊接，還需經(jīng)輸出整流器UR2整流和經(jīng)電抗器L2,電容器C2的濾波，把高頻

7、交流變換為直流輸出。1，電離的種類.撞擊電離.熱電離.光電離。2，電子發(fā)射方式.熱電離.光電發(fā)射.重離子碰撞發(fā)射.強(qiáng)電場作用下的自發(fā)射。3，焊接電弧的引燃方式.接觸引燃.非接觸引燃。4，交流電弧的特點(diǎn).電弧周期性地熄滅和引燃.電弧電壓和電流波形發(fā)生畸變.熱慣性作用較為明顯。5,影響交流電弧穩(wěn)定燃燒的因素空載電壓Uo.引燃電壓Uyh電路參數(shù)電弧電流電源頻率.電極的熱物理性能和尺寸。6，提高交流電弧穩(wěn)定燃燒的措施.提高弧焊電源頻率.提高電源的空載電壓.改善電弧電流的波形.疊加咼壓電。焊接電弧的種類1）按電流種類分為a直流電弧b交流電弧c脈沖電弧。2）電弧狀態(tài)a自由電弧b壓縮電弧3）電極材料a熔化極

8、電弧b不熔化極。等離子弧（壓縮電弧）有三種形式a轉(zhuǎn)移型等離子電弧b非轉(zhuǎn)移型等離子弧c混合型等離子弧。弧焊工藝對弧焊電源的要求a保證引弧容易b保證電弧穩(wěn)定c保證焊接參數(shù)穩(wěn)定d具有較寬的焊接參數(shù)調(diào)節(jié)范圍。弧焊電源的電氣性能考慮a對弧焊電源空載電壓的要求b弧焊電源外特性的要求c對弧焊電源調(diào)節(jié)性能的要求d弧焊電源東特性的要求。對弧焊電源空載電壓的要求a保證引弧容易b保證電弧的穩(wěn)定燃燒c保證電弧功率穩(wěn)定d要有良好的經(jīng)濟(jì)性e保證人身安全。弧焊電源外特性形狀的分類a下降特性b平特性c雙階梯型特性。弧焊變壓器的特點(diǎn)a為了穩(wěn)弧要有一定的空載電壓和較大的電感b主要用于焊條電弧焊,埋弧焊和鎢極氬弧焊應(yīng)具有下降的外特

9、性c為了調(diào)節(jié)電弧電流，電壓外特性應(yīng)可調(diào)節(jié)。弧焊變壓器根據(jù)獲得下降外特性的方法可分為a串聯(lián)電抗器（分體式，同體式）b增強(qiáng)漏磁式（動鐵心式,動線圈式,抽頭式）。按調(diào)節(jié)Xk的辦法不同電抗器可分為a調(diào)節(jié)空氣隙式b調(diào)節(jié)線圈式c飽和電抗器。同體式：下部為變壓器,上部為電抗器,將電抗器置于變壓器之上共用中間磁軛硅弧焊整流器的組成：主變壓器、電抗器、整流器、輸出電抗器普通硅弧焊整流器分為：動鐵芯式弧焊整流器、動線圈式弧焊整流器、抽頭式弧焊整流器晶閘管弧焊整流器的主要組成：主電路由三相主變壓器、晶閘管組V和直流輸出電感L組成；二極管組VD和限流電阻R構(gòu)成了維弧電路；控制電路由給定電路G、檢測電路M比較電路呵觸發(fā)

10、電路組成晶閘管弧焊整流器的主要特點(diǎn)：控制性能好、動特性好、響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)特性好；節(jié)能省材45對晶閘管弧焊整流器的波形脈動問題可以采取以下措施：并聯(lián)高壓引狐電源、并聯(lián)二極管呵限流電阻構(gòu)成維弧電路、采用直流電抗器、選擇合適的整流電路46晶閘管式弧焊整流器主電路主要有三種：三相橋式半控、三相橋式全控、帶平衡電抗器雙反星型47.弧焊電源的控制方式按控制裝置可分為：機(jī)械式控制，電磁式控制、電子式控制、數(shù)字式控制弧焊逆變器按逆變器主電路中核心電子功率開關(guān)所處的換流狀態(tài)不同有硬開關(guān)型弧焊逆變器、軟開關(guān)型弧焊逆變器之分弧焊逆變器的主要組成部分：供電系統(tǒng)、電子功率系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)、給定與反饋電路、焊接電弧等。弧焊逆變器主電路組成：供電系統(tǒng)、電子功率系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)、反饋與給定系統(tǒng)弧焊逆變器的分類：（1）按不同的大功率開關(guān)器件分：晶閘管式、晶體管式、場效應(yīng)管式、IGBT式、其他（2）按電流種類不同分：直流式、脈沖式、矩形波交流式（3）按輸出外特性形狀的不同分：恒流特性、恒壓特性、緩降特性、多特性對胡含電源控制系統(tǒng)的要求：適當(dāng)高的空載電壓、在不同弧焊方法工作過程中參數(shù)穩(wěn)定合適的外特性曲線形狀；良好的調(diào)節(jié)特性、良好的動特性弧焊電源數(shù)字化控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)：工藝時(shí)序控制技術(shù)、引弧和收弧控制技術(shù)、一元化調(diào)節(jié)技術(shù)、弧焊電源的波形控制技術(shù)、弧焊電源的數(shù)字化控制技術(shù)。62.弧焊電源的選擇原則：焊接材料與