《弧焊电源》第一单元__焊接电弧及对弧焊电源的要求培训资料.pptVIP

焊接电弧的分类及特点 综合知识模块四 从不同的角度，焊接电弧可作如下分类： （1）按电流种类：分为交流电弧、直流电弧和脉冲电弧（包括高频脉冲电弧）。 （2）按电弧状态：分为自由电弧和压缩电弧。 （3）按电弧周围介质：可分为焊条电弧焊电弧、焊剂层下“燃烧”的电弧、气体保护电弧焊电弧以及介于明弧和埋弧之间的电弧。 （4）按电极材料：可分为熔化极电弧和非熔化极电弧。 自由电弧 1．非熔化极电弧 焊接过程中电极本身不熔化，没有金属熔滴过渡，通常采用惰性气体（如氩气、氦气等）保护。由于氦气十分昂贵，大多数情况下我国都采用氩气保护， 电极多采用钨极或掺有少量稀土金属的钨极，如稀土钍或铈，这种电弧通常称为钨极氩弧。 能力知识点 1 钨极氩弧又分为直流电弧与交流电弧两种。直流钨极氩弧一旦点燃之后，电弧非常稳定，电流最小可达5A，故经常用于薄板的焊接；交流钨极氩弧，电流每秒钟有100次过零点，故每秒钟要有100次重新引燃。除此之外，氩气的电离电压很高，所以氩弧的引燃电压比一般电弧要高得多，导致交流钨极氩弧的电弧稳定性较差。 2．熔化极电弧 熔化极电弧，就是在焊接电弧燃烧过程中作为电弧的一个极不断熔化，并按一定规律过渡到焊接工件上去的。根据电弧是否可见，熔化极电弧又可分为明弧和埋弧两大类。 明弧的电极分两种：一种是在金属丝表面敷有药皮，如焊条电弧焊所用的焊条。另一种是采用光电极，即光焊丝。光焊丝通常采用保护气体。随着现代化科学技术的发展，出现了在焊丝中掺入合金元素的冶金技术，其中合金元素起保护作用，而不必采用保护气体，这种电弧称为自保护电弧。采用药芯焊丝的焊接电弧就属这种情况。 采用光焊丝的电弧多数用直流弧焊电源，特别是采用活性气体保护焊的电弧必须采用直流电弧，而惰性气体保护焊的电弧，则可采用脉冲弧焊电源、矩形波交流弧焊电源或普通的交流弧焊电源。 埋弧即所指埋弧焊，也是采用光焊丝，但在焊接过程中要不断地往电弧周围送给颗粒状焊剂，电弧在焊剂中燃烧，即电弧被埋在焊剂下进行燃烧，而燃烧的电弧不可见。因为焊剂中含有稳弧元素，故电弧能够稳定燃烧。这类电弧既可以是直流电弧，也可以是交流电弧。 在熔化极电弧焊中，电极不断地熔化并以一定形式过渡到焊缝中去，这就要求电极连续不断地向电弧区送进，以维持弧长的基本恒定。 对于普通的熔化极电弧，电极在熔化过程中形成的熔滴有大有小，短路过渡电弧是经常应用的电弧现象之一。这种电弧在燃烧过程中，不仅弧长发生激烈的变化，更主要的是在熔滴短路之后必有一个重新引燃电弧的问题存在。因此，对于有熔滴短路的电弧，使电弧变得不稳定，而需对弧焊电源提出很高的要求，如弧焊电源必须具备良好的动特性。 压缩电弧 把自由电弧的弧柱强迫压缩，就可获得一种比一般电弧温度更高、能量更集中的热源，即压缩电弧。压缩电弧典型实例就是等离子弧，它是利用热压缩、磁压缩和机械压缩效应，使弧柱截面缩小，能量集中，从而提高了电弧能量密度，形成高温等离子弧。 能力知识点 2 等离子弧分为以下三种型式： （1）转移型等离子弧 电极接负极，工件接正极，等离子弧产生于电极与工件之间，如图1-8a）所示。 （2）非转移型等离子弧 电极接负极，喷嘴接正极，等离子弧产生在电极与喷嘴表面之间，如图1-8b）所示。 （3）混合型等离子弧 把上述两种等离子弧结合起来，工作时两种电弧同时存在，就称为混合型等离子弧，如图1-8c）所示。它常用于徽束等离子弧焊和等离子弧喷焊。 三种形式的等离子弧 a) b) c) 图1-8 三种形式等离子弧示意图 a)转移型 b)非转移型 c)混合型 三种型式的等离子弧电极均是不熔化电极，因此它们除了具有高能量密度压缩电弧的特点外，还具有非熔化极自由电弧的特点，即影响电弧稳定燃烧的主要因素是电弧电流和空载电压。要保持电弧的稳定燃烧，应尽可能使电弧电流不变，并且空载电压较高。等离子弧通常是采用直流和脉冲电流，但也有采用交流的。 脉冲电弧 电流为脉冲波形的电弧，称为脉冲电弧。它可用于钨极、熔化极电弧焊。 脉冲电弧分为直流脉冲电弧和交流脉冲电弧。脉冲电弧电流周期地从基本电流（维弧电流）幅值增至脉冲电流幅值。也可以认为：脉冲电弧是由维持电弧和脉冲电弧两种电弧组成的。维持电弧用于在脉冲休止期间来维持电弧的稳定燃烧；脉冲电弧用于加热熔化工件和焊丝，并能使熔滴从焊丝脱落并向工件过渡。 能力知识点 3 脉冲电弧的电流波形有许多种形式，如常见的矩形波脉冲、梯形波脉冲、正弦波脉冲和三角形波脉冲等。图1-9所示为直流矩形波脉冲电弧