【正文】 ，平硬外特性電源都可以滿足電弧——電源系統(tǒng)穩(wěn)定工作。目前細絲CO2焊一般采用平特性電源。因為平特性電源配合等速送絲焊機使用，具有弧長變化時，電弧自調(diào)作用強；短路電流大，引弧容易；以及電流、電壓可以分別調(diào)節(jié)，規(guī)范參數(shù)調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點。對電源動特性要求 短路過渡時，電弧處于燃弧——短路——再引燃的周期變化中，電源的電參數(shù)也需要進行燃弧——短路——空載的快速交替變化，故要求電源有良好的動特性。電源動特性的主要參數(shù)有電流增長速度di/dt，短路電流峰值Im及空載電壓恢復速度du/dt。整流器型的平特性電源具有較大的di/dt及Im值，而du/dt也足夠大，能滿足焊接要求，但采用不同的工藝條件時對di/dt往往有不同的要求，常采用改變回路電感的辦法來調(diào)節(jié)di/dt。（2）規(guī)范參數(shù)的合理選擇與匹配焊接規(guī)范主要包括焊接電流、電壓、電流的種類與極性、焊接速度、焊絲伸出長度，氣流量等。1） 電弧電壓電弧電壓標志著弧長的大小，又決定著焊縫的寬度。CO2焊中，電弧電壓的調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)焊接電源的輸出電壓來實現(xiàn)的，弧壓增加則弧長增加。若弧壓過低，則電弧覆蓋面窄且電弧集中，此時熔深窄而深，所得焊道表面過凸；若弧壓過高時，則焊縫變寬，余高扁平且熔深變淺。2） 焊接電流焊接電流不但是加熱和熔化焊材的主要因素，而且還決定著焊接的熔深。它與電弧電壓匹配得當時，可獲得穩(wěn)定的焊接過程，且飛濺小，焊縫成形好。若焊接電流過小，則電弧不穩(wěn)，且不能熔化焊絲，而此時送絲斷續(xù)，且使固體焊絲和母材發(fā)生抵觸，從而堵絲；若焊接電流過大，則會使熔深加大，但卻引起嚴重的飛濺。3） 焊接速度焊接速度與焊接電壓一樣，都是決定熔深、焊道形狀和熔敷金屬量的重要因素。焊速過慢會發(fā)生熔敷金屬大量堆積、流動現(xiàn)象，對于薄件易燒穿，焊速過快，將產(chǎn)生未熔合、未焊透現(xiàn)象，焊縫成形高低不平，間斷不連續(xù)，同時產(chǎn)生咬邊和大顆粒飛濺。焊速的選擇受送絲速度的影響，究竟多大，要通過試焊后觀察焊道的成形情況來確定。4） 焊絲伸出長度由于短路過渡焊時所用焊絲直徑都比較小，因此焊絲伸出長度產(chǎn)生的電阻熱便不可忽略。若伸出長度過短，則噴嘴至工件距離太近，飛濺金屬易堵塞噴嘴，甚至發(fā)生焊道與噴嘴粘連；若伸出長度過大，則焊絲易過熱而成段熔斷，飛濺嚴重，且使熔深變淺，發(fā)生未熔合現(xiàn)象，同時使氣體保護效果變差。根據(jù)經(jīng)驗，不同直徑的焊絲，其伸出長度由下式?jīng)Q定：Ls＝10Ds （式3－1）其中：Ls——伸出長度；Ds——焊絲直徑5） 氣體流量短路焊接氣體流量一般在此5～15L/min，在大電流、高速焊、焊絲伸出較長及室外作業(yè)等情況下，氣體流量應適當增大，以使氣體有足夠的挺度，提高其抗干擾能力。但是氣體流量過大會使保護氣紊亂度增大，反而使外界氣體卷入，保護效果變差，氣孔增多。6） 電源極性CO2焊一般采用直流反極性。因為反極性時飛濺小，電弧穩(wěn)定，成形好，且焊縫金屬含氫量低，熔深大。（四）短路過渡焊縫成形的特點短路過渡時由于電弧是在燃弧－熄弧周期性變化之中，電弧的熱與力也發(fā)生周期性變化。燃弧階段電弧熱劇烈加熱母材，形成熔池，電弧在復燃瞬間，短路峰值電流大，與電流平方成正比的電磁力也很大，對熔池產(chǎn)生沖擊力，使熔池下凹。熄弧階段電弧熱消失，只靠電阻熱加熱母材，對母材的加熱作用減弱，熔池溫度降低，產(chǎn)生冷卻和凝固、輪廓縮小。因而使母材在短路過渡焊時處于加熱——冷卻的交替過程中。因為CO2焊焊絲熔化速度大，熔化金屬多，CO2電弧的弧根收縮對熔池的加熱面積小，使得熔池的體積小，溫度降低，周期性短路，液體金屬流動性差，表面張力大，對固體未熔化金屬的潤濕性差。因此短路過渡焊縫成形特點一是熔池小，焊縫熔深淺，適合于焊接薄板及全位置焊；二是焊縫余高大。當規(guī)范匹配不當時，還會出現(xiàn)山峰狀突起，使母材與焊縫連接處過渡不圓滑，影響了焊縫質(zhì)量?？刂坪蜏p小余高的主要是規(guī)范調(diào)節(jié)和控制，即提高燃弧時間比η。提高η的方法有：提高電弧電壓或改變電感值，η有一合適值。此外，為減小余高，還可以采用縮短焊絲伸長以減小焊絲熔化量以及焊槍前傾等方法。四、實驗步驟（一）了解焊機的使用方法。（二）焊接 1．根據(jù)推薦的參數(shù)，進行焊接。表3－1 典型規(guī)范參數(shù)板厚（mm）焊絲直徑（mm）電流（A）電壓（U）焊速（m/min）干伸長（mm）氣流量（L/min） 6 140 22 1515 2．焊接時觀察電弧及熔滴過渡現(xiàn)象，包括電弧燃燒現(xiàn)象及穩(wěn)定程度、焊絲端部形狀、電弧長度、飛濺形式、顆粒的大小。 3．焊接結(jié)束后，觀察焊縫成形情況。（三）工藝試驗 在上述規(guī)范的基礎上，單因素調(diào)變一個參數(shù)如電壓、電流等，固定其他參數(shù)，觀察其對電弧穩(wěn)定性的影響，觀察其對焊縫成形的影響。（四）焊縫成形的測定 將所焊焊縫進行編號，用卡尺量出每條焊縫的B、a，每條焊縫。（五） 打掃實驗室，整理實驗設備和材料，為下一次實驗提供一個良好的實驗狀態(tài)，最后關(guān)閉門窗及水電。五、實驗結(jié)果及思考1．分析各主要參數(shù)對短路電弧穩(wěn)定性的影響。2．分析各主要參數(shù)對焊縫成形的影響。表3－2 實驗數(shù)據(jù)記錄序號I(A)Uf（V）飛濺穩(wěn)定性氣流量L/minVm/minB a實驗四 鎢極氬弧焊焊接方法一、實驗目的1．熟悉鎢極氬弧焊機的穩(wěn)弧電路，了解其工作原理；2．練習鎢極氬弧焊的手工操作。二、實驗儀器、設備和材料1．交直流鎢極氬弧焊焊機2．氬氣瓶，減壓器，流量計3．不銹鋼板、不銹鋼焊絲、鋼絲刷、酒精、面紗等。三、實驗原理鎢極氬弧焊是在惰性氣體的保護下，利用鎢極與焊件間產(chǎn)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲（也可以不加填充焊絲），形成焊縫的焊接方法。焊接時保護氣體從焊槍的噴嘴中連續(xù)噴出，在電弧周圍形成保護層隔絕空氣，保護電極和焊接熔池以及臨近熱影響區(qū)，以形成優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。鎢極氬弧焊分為手工和電動兩種。焊接時，用難熔金屬鎢或鎢合金制成的電極基本上不熔化，故容易維持電弧長度的恒定。填充焊絲在電弧前方添加，當焊接薄焊件時，一般不需開坡口和填充焊絲；還可采用脈沖電流以防止燒穿焊件。焊接厚大焊件時，也可以將焊絲預熱后，再添加到熔池中去，以提高熔敷速度。四、實驗步驟 （一）準備工作 1．熟悉電路，將電路的主要元器件與實物對照。 2．通氣，調(diào)節(jié)氬氣流量。 3．接通焊機。 4．將鋼絲刷、酒精清理干凈。 （二）練習操作 將衰減置于“一次”檔上，然后將焊槍稍傾斜，使陶瓷噴嘴靠在不銹鋼板上，使鎢極與不銹鋼板保持1～2mm的間隙。按動手把上的啟動按鈕，高頻引燃電??；電弧引燃后，松開電鈕，電弧繼續(xù)燃燒，再次按動按鈕，則電弧熄滅。焊接電壓為220V，焊接電流為30A。 （三）觀察鎢極氬弧焊特點：觀察不銹鋼板上的陰極霧化作用。(四) 打掃實驗室，整理實驗設備和材料，為下一次實驗提供一個良好的實驗狀態(tài)，最后關(guān)閉門窗及水電。五、實驗結(jié)果及思考1．將實驗中觀察到的現(xiàn)象記錄下來。2．何謂陰極清理？為何會產(chǎn)生陰極清理現(xiàn)象？你觀察到了嗎？實驗五 焊條電弧焊實訓項目一、實驗目的1. 掌握劃擦引弧法、直擊引弧法的動作要領(lǐng)。2. 掌握引弧時處理焊條粘住鋼板的方法。二、實驗儀器、設備和材料焊機 BX3—300型、BX3—500型焊條 E4303型，、。焊件 采用低碳鋼板，長寬為150 mm150 mm，厚度4～6 mm。三、實驗原理1. 引弧操作中的知識要點主要包括：焊接電弧、電弧產(chǎn)生的條件、氣體電離、陰極電子發(fā)射、電弧構(gòu)造。2. 焊接電?。河珊附与娫垂┙o的具有一定電壓的兩電極間或電極與焊件間的氣體介質(zhì)中，產(chǎn)生強烈而持久的放電現(xiàn)象。3. 電弧產(chǎn)生的條件：氣體電離和陰極電子發(fā)射。4. 氣體電離：中性氣體的分子或原子釋放電子形成正離子的過程。5. 陰極電子發(fā)射：陰極金屬表面連續(xù)向外發(fā)射電子的現(xiàn)象。6. 焊接電弧的構(gòu)造與特點：陰極區(qū)（在連接電源負極方向）、陽極區(qū)（在連接電源正極方向）、弧柱區(qū)（在陰極區(qū)和陽極區(qū)之間）四、實驗步驟 平焊操作姿勢：平焊時，一般采用蹲式操作。蹲姿要自然，兩腳夾角為70176?！?5176。，兩腳距離約為240～260 mm。持焊鉗的胳膊半伸開，要懸空無依托操作。引弧方法A、劃擦引弧法 先將焊條末端對準焊件，然后像劃火柴似的使焊條在焊件表面劃擦一下，提起2～3 mm的高度引燃電弧。引燃電弧后，應保持電弧長度不超過所用焊條的直徑。B、直擊引弧法 先將焊條垂直對準焊件，然后使焊條碰擊焊件，出現(xiàn)弧光后迅速將焊件提起2～3 mm，產(chǎn)生電弧后使電弧穩(wěn)定燃燒。技能訓練A、引弧堆焊 首先在焊件的引弧位置用粉筆畫直徑13 mm的一個圓，然后用直擊引弧法在圓圈內(nèi)撞擊引弧。引弧后，保持適當電弧長度，在圓圈內(nèi)作劃圈動作2～3次后滅弧。待熔化的金屬凝固冷卻后，再在其上面引弧堆焊，這樣反復操作直到堆起高度約為50 mm為止。B、定點引弧 先在焊件上按圖紙要求劃線，然后在直線的交點處用劃擦引弧法引弧。引弧后，焊成直徑13 mm的焊點后滅弧。這樣不斷重復操作完成若干個焊點的引弧訓練。4. 整理實驗設備和材料，打掃實驗室衛(wèi)生，為下一次實驗提供一個良好的實驗狀態(tài)，最后關(guān)閉門窗及水電。五、實驗結(jié)果及思考1．在引弧過程中，如果焊條與焊件粘在一起，通過晃動不能取下焊條時，應該如何處理？2. 如果焊條端部有藥皮套筒，如何進行有效的引??？3. 弧時，交流焊機引弧和直流焊機有什么區(qū)別？《弧焊電源》實驗指導書實驗一 弧焊電源外特性和調(diào)節(jié)性能的測定一、實驗目的熟悉典型弧焊電源的調(diào)節(jié)電流方法。掌握弧焊電源外特性的測試方法，分析弧焊電源的調(diào)節(jié)特性。二、實驗儀器、設備及材料交流弧焊電源，直流弧焊電源；變阻器；電流互感器；交、直流電壓表（100伏）；直流電流表（500安）三、實驗原理：在電源內(nèi)部參數(shù)一定時，電源輸出的電壓與電流之間的關(guān)系，稱為弧焊電源的外特性。在電弧焊接過程中，電源起供電作用，電弧是供電對象，兩者構(gòu)成一個整體，而電弧的穩(wěn)定燃燒需要對電源具有一定的要求，這主要是兩個方面，即：（1）系統(tǒng)在無外界因素干擾下，能在給定電弧電壓和電流下，維持長時間的連續(xù)電弧放電，保持靜態(tài)平衡。（2）當系統(tǒng)一旦受到瞬時的外界干擾，破壞了原來的靜態(tài)平衡，造成了焊接規(guī)范的變化。但干擾消失之后，系統(tǒng)能夠自動地達到新的平衡，使得焊接規(guī)范重新恢復。為滿足上述兩個條件：要求電弧靜特性曲線在工作的上的斜率必須大于電源外特性曲線在工作點上的斜率。由上面的條件知，“電源電弧”系統(tǒng)的穩(wěn)定性對電源外特性有很重要的影響，此外，焊接規(guī)范的穩(wěn)定性也對電源外特性提出了很高的要求，由于各種焊接方法工作在電弧靜特性曲線的不同區(qū)段，要滿足kw0時則需要電源要有合適的外特性。總之，在電弧靜特性曲線的不同區(qū)段需要選擇適當形狀的電源外特性與之相配合，才能滿足系統(tǒng)的穩(wěn)定性又能保證焊接規(guī)范穩(wěn)定，此外，電源外特性還關(guān)系到電焊機的引弧性能、焊接熔滴過渡過程和安全使用性等。AV變阻器交流弧焊電源開關(guān)圖1 交流弧焊電源外特性測試原理圖AV變阻器直流弧焊電源開關(guān)+圖2 直流弧焊電源外特性測試原理圖三、試驗步驟觀察電流調(diào)節(jié)機構(gòu)與電流大、小檔粗調(diào)的方法；首先按照被測對象，按照圖圖2原理圖接線，一定要連接牢固；空載狀態(tài)時，啟動弧焊電源，待穩(wěn)定后，由電壓表讀取電壓，此數(shù)值為空載電壓，此時的電流表應等于零；變動負載電阻，使電焊機輸出端至短路變化，不應少于8點，每變化一次，讀取電壓及電流值，并作好記錄；把開關(guān)轉(zhuǎn)換至短路位置，讀出短路電流穩(wěn)定值，此時必須注意設備安全運行能力，當設備處于過載試驗時，應控制試驗周期不超過10S；縱坐標為電壓，橫坐標為電流，選取適當比例，把測得各點圓滑連接，其連線即為被測弧焊電源在該調(diào)節(jié)狀態(tài)下的外特性曲線；改變弧焊電源調(diào)節(jié)狀態(tài)，重復（16），即可得不同調(diào)節(jié)狀態(tài)各個外特性；根據(jù)規(guī)定負載特性和所測的外特性，確定某一弧焊電源的電流調(diào)節(jié)范圍。整理實驗設備及材料，打掃衛(wèi)生，關(guān)閉電源，關(guān)燈，鎖門。五、實驗結(jié)果及思考繪制弧焊變壓器的外特性曲線；繪制弧焊變壓器的調(diào)節(jié)特性。實驗二 弧焊電源的結(jié)構(gòu)認識與觀察一、實驗目的認識典型弧焊電源的構(gòu)造和調(diào)節(jié)電流方法。認識ZXE1系列弧焊變壓器的結(jié)構(gòu)特點以及各部分結(jié)構(gòu)。熟悉ZXE1400型弧焊變壓器的電氣線路及工作原理。二、實驗儀器、設備和材料 ZXE1系列交流弧焊機、直流弧焊機以及交直流兩用弧焊機。三、實驗原理 ZXE1400型焊機的工作原理及結(jié)構(gòu)特點。 電氣原理圖如下：FS交流直流工作原理 空載電壓：。 負載：。 短路： XZL是變壓器的總漏抗，它由變壓器漏抗和變壓器附加漏抗兩部分組成，其中的負載方程也是焊機的外特性方程，由公式可知，變壓器本身所具有的總漏抗即可獲得下降的外特性。并