弧焊电源及数字化控制复习资料

1.焊接电弧的结构及压降分布：电弧沿其长度方向分为三个区域：阳极区、阴极区、弧柱区，沿着电弧长度方向的电位分布不均匀，阴极区和阳极区电位分布曲线斜率很大，而弧柱区电位分布曲线则较平缓。这三个区的电压降分别称为阴极压降Ui，阳极区Uy压降UZ。它们组成总的电弧电压Uf，即：Uf=Ui+Uy+UZ，由于阳极压降基本不变，而阴极压降在一定条件下也为固定值，弧柱压降则在一定气体介质下与弧柱长度成正比，因此弧长不同，电弧电压不同。2.“电源-电弧”系统的稳定性包括两方面含义：（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；（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，造成了焊接参数的变化，但当干扰消失之后，系统能够自动地恢复稳定平衡，使得焊接规范重新恢复。3.关于焊条电弧焊采用缓降特性的原因：在焊条电弧焊中，一般是工作于电弧静特性的水平段上，采用下降外特性的焊接电源，便可以满足系统稳定性的要求，在弧长变化时，弧焊电源外特性下降的陡度越大，系统的稳定系数越大，电流偏差越小，这样一方面可使焊接参数稳定，另一方面吧还可增加电弧弹性。使用垂直下降特性的弧焊电源时，焊接参数最稳定，电弧参数也最好，但其短路电流过小，这将造成引弧困难，电弧推力弱，溶深浅，而且造成熔滴过度困难，当弧焊电源外特性过于平缓时，短路电流又将过大，使飞溅增大，电弧不够稳定，电弧的弹性也较差，因此，焊条电弧焊时采用缓降外特性的弧焊电源，并要求其稳态短路电流与焊接电流之比不小于2。4.接触引弧的机理：由于电极与工件表面都不是绝对平整的，在短路接触时只是在少数突出点上接触，通过这些接触点的短路电流比平常的焊接电流要大很多，而且接触点的面积又小，因而电流密度大，这就可能产生大量的电阻热，使电极金属表面发热、熔化，甚至产生气化，引起热发射和热电离，随后在拉开电极的瞬间，电极间隙极小，只有10-6左右，使其电场强度达到很大的数值，这样既使室温下都有可能产生明显的自发射，在强电场的作用下，又使已产生的带电质点被加速，相互碰撞，引起撞击电离，随着温度的增加，光电离和热电离也进一步加强，使带电质点的数量猛增，从而能维持电弧的稳定燃烧。5.弧焊逆变器的变流过程：工频交流——直流——高中频交流——降压——交流并再次变成直流，必要时再把直流变成矩形波交流6.弧焊逆变器的三种逆变机制：（1）AC——DC——AC（2）AC——DC——AC——DC（3）AC——DC——AC——DC——AC（矩形波交流）应用较多的是第二种7.焊条电弧焊电源动特性对焊接过程的影响及对它的要求：答：（1）对瞬时短路电流峰值的影响：瞬时短路电流峰值是当焊接回路突然短路时输出电流的峰值。需考虑以下两种情况：1.由空载到短路：第一，瞬时短路电流峰值Isd:Isd影响开始焊接时的引弧过程：Isd太小，不利于这时的热发射和热电离，使引弧困难；若此值太大，则造成飞溅大甚至引起工件的烧穿，它的要求指标以Isd与稳定短路电流Iwd之比来衡量。第二，0.05s瞬时短路电流值I’sd；I’sd大则表示短路电流由峰值降下来的过程慢，短路电流冲击能量大，引起的飞溅严重，使工件烧穿的危险性大，它影响引弧性能，它的要求指标以其与稳定短路电流之比来衡量。2.由负载到短路的电流峰值Ifd：它影响熔滴过度的情况，Ifd太大，则使熔滴飞溅严重，是焊缝成形变坏，甚至引起焊件烧穿，电弧不稳；Ifd过小，造成功率不够，熔滴过度困难，以其与稳定工作电流之比来衡量。（2）对恢复电压最低值的影响：由稳定短路状态突然拉开时的这个电压最低值Umin就叫恢复电压最低值。如果Umin过小则不利于电子发射和电离，使熔滴过度后的电弧复燃困难，所以弧焊发电机的Umin应加以考核，求出要求，对弧焊整流器电源不必考核。8.弧焊逆变器的原理：在供电系统中，单相50HZ或60HZ的交流网路电压单相220V，经输入整流器整流和滤波器滤波之后，获得逆变主电路所需的平滑直流电压单相整流约为310v。该直流电压在电子功率系统中经逆变主电路的大功率开关电子器件组Q的交替开关作用，变成几千至二十万赫兹的中频高电压，再经高频电压器降至合适于焊接的几十伏低电压，并借助于电子控制系统的控制驱动电路和给定与反馈电路，以及焊接回路的阻抗来获得焊接工艺所需的外特性和动特性。如果需要采用直流电进行焊接，还需经输出整流器UR2整流和经电抗器L2，电容器C2的滤波，把高频交流变换为直流输出。1，电离的种类.撞击电离.热电离.光电离。2，电子发射方式.热电离.光电发射.重离子碰撞发射.强电场作用下的自发射。3，焊接电弧的引燃方式.接触引燃.非接触引燃。4，交流电弧的特点.电弧周期性地熄灭和引燃.电弧电压和电流波形发生畸变.热惯性作用较为明显。5，影响交流电弧稳定燃烧的因素.空载电压Uo.引燃电压Uyh.电路参数.电弧电流.电源频率.电极的热物理性能和尺寸。6，提高交流电弧稳定燃烧的措施.提高弧焊电源频率.提高电源的空载电压.改善电弧电流的波形.叠加高压电。7，焊接电弧的种类1）按电流种类分为a直流电弧b交流电弧c脉冲电弧。2）电弧状态a自由电弧b压缩电弧3）电极材料a熔化极电弧b不熔化极。8，等离子弧（压缩电弧）有三种形式a转移型等离子电弧b非转移型等离子弧c混合型等离子弧。9，弧焊工艺对弧焊电源的要求a保证引弧容易b保证电弧稳定c保证焊接参数稳定d具有较宽的焊接参数调节范围。10，弧焊电源的电气性能考虑a对弧焊电源空载电压的要求b弧焊电源外特性的要求c对弧焊电源调节性能的要求d弧焊电源东特性的要求。11，对弧焊电源空载电压的要求a保证引弧容易b保证电弧的稳定燃烧c保证电弧功率稳定d要有良好的经济性e保证人身安全。12，弧焊电源外特性形状的分类a下降特性b平特性c双阶梯型特性。13，弧焊变压器的特点a为了稳弧要有一定的空载电压和较大的电感b主要用于焊条电弧焊，埋弧焊和钨极氩弧焊应具有下降的外特性c为了调节电弧电流，电压外特性应可调节。14，弧焊变压器根据获得下降外特性的方法可分为a串联电抗器（分体式，同体式）b增强漏磁式（动铁心式，动线圈式，抽头式）。15，按调节Xk的办法不同电抗器可分为a调节空气隙式b调节线圈式c饱和电抗器。39.同体式：下部为变压器，上部为电抗器，将电抗器置于变压器之上共用中间磁轭40.硅弧焊整流器的组成：主变压器、电抗器、整流器、输出电抗器42.普通硅弧焊整流器分为：动铁芯式弧焊整流器、动线圈式弧焊整流器、抽头式弧焊整流器43.晶闸管弧焊整流器的主要组成：主电路由三相主变压器、晶闸管组V和直流输出电感L组成；二极管组VD和限流电阻R构成了维弧电路；控制电路由给定电路G、检测电路M比较电路呵触发电路组成44.晶闸管弧焊整流器的主要特点：控制性能好、动特性好、响应速度快、调节特性好；节能省材45．对晶闸管弧焊整流器的波形脉动问题可以采取以下措施：并联高压引狐电源、并联二极管呵限流电阻构成维弧电路、采用直流电抗器、选择合适的整流电路46．晶闸管式弧焊整流器主电路主要有三种：三相桥式半控、三相桥式全控、带平衡电抗器双反星型47.弧焊电源的控制方式按控制装置可分为：机械式控制，电磁式控制、电子式控制、数字式控制52.弧焊逆变器按逆变器主电路中核心电子功率开关所处的换流状态不同有硬开关型弧焊逆变器、软开关型弧焊逆变器之分53.弧焊逆变器的主要组成部分：供电系统、电子功率系统、电子控制系统、给定与反馈电路、焊接电弧等。54.弧焊逆变器主电路组成：供电系统、电子功率系统、电子控制系统、反馈与给定系统55.弧焊逆变器的分类：（1）按不同的大功率开关器件分：晶闸管式、晶体管式、场效应管式、IGBT式、其他（2）按电流种类不同分：直流式、脉冲式、矩形波交流式（3）按输出外特性形状的不同分：恒流特性、恒压特性、缓降特性、多特性58.对胡含电源控制系统的要求：适当高的空载电压、在不同弧焊方法工作过程中参数稳定合适的外特性曲线形状；良好的调节特性、良好的动特性59.弧焊电源数字化控制系统的关键技术：工艺时序控制技术、引弧和收弧控制技术、一元化调节技术、弧焊电源的波形控制技术、弧焊电源的数字化控制技术。62.弧焊电源的选择原则：焊接材料与工件材料、焊接电流的种类、焊接工艺方法、弧焊电源的功率、工作条件呵节能要求、工件的重要程度和经济价值。68.平特性弧焊电源的可调参数：工作电流If、工作电压Uf、最大工作电压Ufmax、最小工作电压Ufmin、工作电压调节范围69.下降特性弧焊电源的可调参数：工作电流If、工作电压Uf、最大焊接电流Ifmax、最小焊接电流Imin、电流调节范围。