【正文】 的要求 （ 一 ） 選擇原則 “ 電源一電弧 ” 系統(tǒng)的穩(wěn)定性 。 此時應有如下關系： 40 第一節(jié)－對電源外特性的要求 電弧伏安特性曲線在工作點上的斜率大于電源外特性曲線在工作點上的斜率 三 .―電源－電弧 ” 系統(tǒng)的穩(wěn)定性 2． 系統(tǒng)受到瞬時的外界干擾 ， 破壞了舊的靜態(tài)平衡 ， 使焊接規(guī)范的變化 。 四 .額定工作點的計算 U=20+ (I ≤ 600A) U=44 (I 600A) U=14+ (I ≤ 600A) U=44 (I 600A) U=10+ (I ≤ 600A) U=34 (I 600A) U=20+ (I ≤ 600A) U=44 (I 600A) 38 0102030405060700 200 400 600 800電流（A ）電壓（V） 第一節(jié)－ 對電源外特性的要求 39 第一節(jié)－對電源外特性的要求 三 .―電源－電弧 ” 系統(tǒng)的穩(wěn)定性 在電弧焊接過程中 ， 電源起供電作用 ， 電弧作為供電對象而用電 ， 從而構成 “ 電源一電弧 ” 系 統(tǒng) 。對于直流電源 ， Uy和 Iy為平均值 ， 對于交流電源則為有效值 。 電弧的基礎知識 電流線 電極 工件 回抽 接觸 34 二、非接觸引弧 高壓脈沖引弧電壓波形 高頻高壓引弧電壓波形 電弧的基礎知識 它是指在電極與工件之間存在一定的間隙，施加一定的能量，將間隙中的空氣電離，形成導電通道，從而引燃電弧的一種方法。 B段 ， 電流密度中等 ， 隨著電流增加電弧電壓幾乎保持不變 ，這段是水平特性 ， C段 ， 電流密度大 ， 隨著電流增加電弧電壓也隨之明顯上升 ， 屬于上升特性 。 32 電弧的基礎知識 (二 )電弧靜特性 當弧長一定電弧穩(wěn)定燃燒時 ， 兩電極間總 電壓與電流之間的關系曲線稱為電弧靜特性曲線 。 (二 ) 先修課 《 焊接方法 》 《 電工學 》 (三 ） 教材 《 弧焊電源及其數字化控制 》 黃石生 《 新型弧焊電源及其智能控制 》 黃石生 《 晶閘管弧焊電源 》 殷樹言 30 第一章 對弧焊電源的基本要求 第一節(jié) 對弧焊電源外特性的要求 第二節(jié) 對弧焊電源調節(jié)特性的要求 第三節(jié) 對弧焊電源動特性的要求 第一章 對弧焊電源的基本要求 31 電弧的基本知識 （ 一 )焊接電弧的電特性 兩電極之間產生電弧時 ， 在電弧長度方向上電場強度分布是不均勻的 。每年我國仍需從境外進口較多先進焊接設備，進口總值和國內焊機的生產總值大致相當。 22 緒論－ 弧焊電源的由來及趨向 （ 三 ） 發(fā)展趨勢： 電路結構上向逆變化發(fā)展 控制上向智能化發(fā)展 ， 模糊 、 神經 、 專家等智能控制 實現：由 “ 硬開關 ” 到 “ 軟開關 ” 的轉變； 由 “ 靜特性控制 ” 到 “ 動特性控制 ” 的轉變； 由 “ 污染 ” 到 “ 綠色 ” 的轉變； 由 “ 模擬 ” 到 “ 數字 ” 的轉變； 由 “ 經驗 ” 到 “ 智能 ” 的轉變； 由 “ 調試 ” 到 “ 仿真 ” 的轉變 23 緒論－ 弧焊電源的由來及趨向 （ 四 ） 數字化弧焊電源的特點 焊接技術與數字信號處理 （ DSP)技術相融合 24 緒論－ 國內外生產現狀 （ 一 ） 國外焊接電源的生產 實現逆變化 智能化 多功能化 日本 歐美 松下 OTC Fronius Kemmpi 林肯 25 緒論－國內外生產現狀 （ 二 ） 國內情況 1953年第一個電焊機廠建立 —上海電焊機廠 1955年成都電焊機研究所成立 據 2022年統(tǒng)計 ， 定點廠 38家 ， 總共 1500個 ， 年產焊機20萬左右 目前能生產 45個系列 ， 150余個品種 ， 500多個規(guī)格 存在不足 : 電焊機企業(yè)數量多、規(guī)模小，集團化差，開發(fā)能力弱。 弧焊電源由電力設備變?yōu)殡娏﹄娮釉O備 ， 向半導體化 、 電子化發(fā)展 多種形式的弧焊整流器相繼出現和完善 ， 取代直流弧焊發(fā)電機；逆變電源的出現引發(fā)焊接電源的革命；方波交流電源取代弧焊變壓器 。把現代電源技術中的先進方法及時引入焊接電源是焊接技術工作者的一個重要任務。效率高達 85－ 95%，比傳統(tǒng)焊機節(jié)能 40%；功率因數高達 ；微秒級的響應速度， 故 動特性非常好，焊接質量較傳統(tǒng)焊機有很大的提高。 應用： 它可作各種弧焊的電源 緒論－ 弧焊電源的分類 15 緒論－ 弧焊電源的分類 (未來主流產品 ) 原理： DC60VAC380V 整流 逆變電路 高頻變壓器 整流控制電路ZX7160 375 155 240 8kg ZX7400 300 530 560 36kg 芬蘭肯比逆變焊機 16 優(yōu)點： 體積小，是傳統(tǒng)焊機 1/3。 一般由初 、 次級繞組相隔的主變壓器 、 半導體整流元件組以及為獲得所需外特性的調節(jié)裝置等組成 。 一般由初 、 次級繞組相隔的主變壓器 、 半導體整流元件組以及為獲得所需外特性的調節(jié)裝置等組成 。 直流弧焊發(fā)電機 : 電動機驅動 直流弧焊柴 (汽 )油發(fā)電機 :柴 (汽 )油機驅動 優(yōu)點： 過載能力強 ， 輸出脈動小 ， 電網電壓波動的影響小 。 3) 由于采用電子技術控制 ， 可以方便地改變電弧形態(tài) 、 電弧作用力及對母材的熱輸入能量 ， 從而有效地控制熔深及正反面成形 。 10 緒論－ 弧焊電源的分類 （ 高檔次交流電源 ） 原理： 11 優(yōu)點： 1)電弧穩(wěn)定 ， 電流過零時再引燃電弧容易 ， 不必加特殊的穩(wěn)弧器 ， 消除了傳統(tǒng)的高頻干擾 ， 有利于由計算機參與的自動化焊接系統(tǒng)正常工作 。 緒論－ 弧焊電源的概念、特點 （一）弧焊電源的概念 弧焊電源 6 焊接的基本原理 焊接的物理化學過程 采用施加外部能量的方法，促使分離材料的原子接近、形成原子鍵結合，同時去除一切阻礙原子鍵結合的一切表面膜和吸附層，以形成一個優(yōu)質的焊接接頭。1 弧焊電源及其數字化設計 （ 現代焊接生產技術國家重點實驗室 ） 李冬青 聯(lián)系方法： 86412942 2 主 要 內 容 緒論 (4學時 ) 概念 ， 分類 ， 發(fā)展簡史 ， 現狀及發(fā)展趨勢 ， 要求 第一章 對弧焊電源的基本要求 (4學時 ) 外特性 ， 調節(jié)特性 ， 動特性 第二章 晶閘管式弧焊整流器 (8學時 ) 組成 ， 主電路工作原理 ， 控制系統(tǒng) 第三章 逆變式弧焊電源 (8學時 ) 逆變機制及其特點 ， 主電路工作原理 ， 控制系統(tǒng) 3 主 要 內 容 第四章 弧焊電源的數字化控制 （ 4學時 ） 概述 ， 關鍵技術 ， 單片機控制 ， 智能化 第五章 弧焊電源選擇和使用 （ 4學時 ） 選擇 、 安裝 、 使用 、 安全 大作業(yè) 撰寫一篇不少于 3000字的論文 ， 具體要求如下： 1. 論文內容為弧焊電源的發(fā)展方向 ， 題目自擬 2. 參考文獻不少于 10篇 3. 要有一定的圖或表 （ 不少于 3個 ） 4 緒 論 （一）弧焊電源的概念、 （二）弧焊電源的特點 （二）弧焊電源的特點分類 （三）弧焊電源的由來及其發(fā)展趨勢 （四）國內外生產現狀 （五）本課程的性質、任務、要求 5 背景知識： 。 一個數字： 西方工業(yè)國家，鋼產量的 50~60%需要焊接 中國 2022年，鋼產量 ， 4000萬噸需要焊接 ,占 70%90% 熔化焊接、固相焊接和釬焊 電源、控制箱、焊接小車、送絲機、焊槍、氣路水路 弧焊電源是為焊接電弧提供電能的 —種裝置。 幾種形成焊接接頭的機理 熔化 物理化學反應 再結晶 相變 鍵合 加壓 塑性變形 擠出雜質 緊密接觸 鍵合 接觸 加熱 長時間擴散 鍵合 吸附（表面張力） 去膜 毛細填縫 鍵合 7 1. 功率大：大電流 , 低電壓 2. 多外特性：平、陡、緩 3. 動特性要求：動態(tài)負載 4. 調節(jié)特性要求：規(guī)范可調 緒論－ 弧焊電源的概念、特點 （二）弧焊電源的特點 8 緒論－ 弧焊電源的分類 根據輸出波形分為 :直流 、 交流 、 脈沖弧焊電源 弧焊電源 交流電源 機械控制式 電磁控制式 增強漏磁式 磁放大器 逆變方波 晶閘管電抗器式 電子控制式 串聯(lián)電抗器式 動圈式 動鐵式 直流電源 弧焊整流器 晶閘管式 逆變器式 晶體管式 電子控制式 串聯(lián)電感式 磁放大器式 電磁控制式 機械控制式 串聯(lián)電抗器式 動圈式 動鐵式 旋轉式 電動機驅動 發(fā)動機驅動 脈沖電源 單相整流式 晶閘管式 逆變器式 晶體管式 磁放大器式 9 緒論－ 弧焊電源的分類 一 、 交流弧焊電源 （ 低檔次交流電源 ） 原理： 將電網的交流電變成適宜于弧焊的交流電 ,由主 、 次級相隔的主變壓器及所需的調節(jié)和指示裝量等組成 優(yōu)點： 結構簡單 、 易造易修 、 成本低 ． 磁偏吹很小 、 空載損失小 、 噪音小 缺點： 電弧穩(wěn)定性差 (相對于直流電源 )、 功率因數較低 應用： 它一般應用于質量要求不高的場合 ， 手工電弧焊 (使用酸性焊條 )， 埋弧焊 （ 大容量的弧焊變壓器 )和鎢極氬弧焊等 。 2) 通過調節(jié)正負半波時間比 、 幅值比 ， 在保證必要的陰極霧化作用條件下 ， 最大限度地減少鎢極為正半波的時間 ， 使整個焊接過程向直流鎢極接負方法靠近 ， 延緩了鎢極的燒損 ， 這對于自動化焊接提高生產率