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焊接电弧及其电特性
1什么是焊接电弧?它的作用?
电弧是电弧焊接的热源,而弧焊电源则是电弧能量供应者。弧焊电源电特性的好坏,直接影响到电弧燃烧的稳定性,而电弧是否稳定燃烧又直接影响焊接过程的稳定性和焊缝的质量和焊接生产效率。
2焊接电弧是气体放电的一种形式,焊接电弧的物理本质是气体放电!
3焊接电弧的引燃方式:接触引弧(最常用,分短路,分离,燃弧三个阶段)、非接触引弧。
4焊接电弧的结构和伏安特性
静特性(U型曲线,分下降,平,上升三个特性段)
Sz : 阴极斑点 rz : 电阻
ab段,电流较小,Sz随电流的增加而扩大,且Sz扩大较电流增加快;另由于电离度的增大,使rz增大,导致Uz随电流的增加而下降;
bc段,电流中等大小, Sz随电流的成比例的增大;而此时电弧已达到稳定燃烧状态(动平衡),故rz不再增大,导 致Uz在电流的变化过程中基本无变化;
cd段,电流很大, Sz达到最大不能再随电流增大而增大;rz仍基本不变,导致Uz随电流的增大而上升。
5焊接电弧的静特性曲线为什么会是U形呢?(U形特性曲线的形成机理)
这主要是由阴极区、弧柱区和阳极区的导电机构决定的。如前所述,焊接电弧电压等于阴极压降Ui、弧柱压降UZ和阳极压降UY之和,因此,如果能知道阴极区、弧柱区和阳极区它们各自的电压降与焊接电流的关系,然后进行合成,就能得到焊接电弧的静特性曲线。
6,焊接电弧的动特性
对于一定弧长的电弧,当电弧电流发生连续快速变化时,电弧电压与电流瞬时值之间的 关系,称为焊接电弧的动特性。它反映了电弧的导电性对电流变化的响应能力。
动特性产生原因:电流和电压高速变动,使电弧达不到稳定状态、
7焊接电弧的静、动特性的关系
1由于热惯性的原因,动特性的电弧电压比静特性电弧电压高,
2电流变化速度不同得到不同的动特性曲线,变化越小,静动特性曲线越接近。
8 交流电弧特点
1. 电弧周期性地熄灭和引燃
2 电弧电压和电流波形发生畸变
3 热惯性作用明显
9 交流电弧连续燃烧的条件
首先,保证电弧电流在每半波内得以维持,即ωt=(k+1)л时,if=0;
其次,保证每半波内电弧能够顺利引燃,即ωt=kл时,Uy≧ Uyh 。
10 交流电弧功率和功率因数的目的:
1、充分利用电弧功率,以获得较高的效率。
2、在弧长略有变化时功率保持稳定,使焊接过程能顺利进行。
11 .按电极材料可分为:熔化极电弧和不熔化极电弧。
12交流钨极氩弧焊的特点:稳定性较差
原因:氩气电离电压高,氩弧的引燃电压比一般电弧高得多。
第二章 对弧焊电源的基本要求
1 电源的外特性及常用形状
定义:在电源参数一定的条件下,改变负载时,电源输出的电压稳定值与输出的电流稳定值之间的关系,称为电源的外特性。对于直流电源, 电压稳定值和电流稳定值为平均值,对于交流电源则为有效值。
一般直流电源的外特性可根据内阻的大小分为:1、下降特性; 2、平特性。
2“电源一电弧”系统的稳定性的含义
1、系统在无外界因素干扰时,能在给定电弧电压和电流下,维持长时间的连续电弧放电,保持静态平衡(静态要求)。
2、当系统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。当干扰消失之后,系统能够自动地恢复稳定平衡,使得焊接规范重新恢复(动态要求)。
3电源外特性曲线与电弧静特性曲线有交点,其确定了系统的静态稳定状态、
4对弧焊电源外特性曲线的要求
1、满足“电源—电弧”系统的稳定条件;
2、保证焊接工艺参数的稳定;
3、保证弧焊电源的引弧性能、熔滴过渡过程以及使用安全性
5焊接电源外特性曲线的形状是否可以变化?变化的原则是什么?
答;可以变化,根据静特性曲线变化。
6对弧焊电源空载电压的要求(1)保证引弧容易;(2)保证电弧的稳定燃烧;
(3)保证电弧功率稳定;(4)要有良好的经济性;(5)保证人身安全;
7什么是弧焊电源的调节特性?
弧焊电源能满足不同工作电压,电流需求的可调性称为电源调节性
8什么是负载持续率FS?
9弧焊电源的动特性及对焊接电弧有何影响:
弧焊电源的动特性是指电弧负载状态发生突然变化时,弧焊电源输出电压与电流的响应过程,可以用弧焊电源的输出电流和电压对时间的关系来表示,它说明弧焊电源对负载瞬变的适应能力。
只有当动特性合适时,才能获得良好的引弧、燃弧和熔滴过渡状态,从而得到满意的焊缝质量。
3.4章重点
磁芯的常用材料有那些?
空载原理图
3负载原理图
4弧焊变压器的简化外特
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