焊接电源课程讲义第2章焊接电弧及其电特性.ppt

焊接电弧的实质：气体放电焊接电弧的实质：气体放电2.1 2.1 焊接电弧及其引燃焊接电弧及其引燃 气体电离电子发射1l电极的电子发射 （1）热发射 （2）电场发射 （3）光发射 （4）粒子碰撞发射气体的不断电离与电极不断的电子发射是形成电弧的前提条件 接触引弧 非接触引弧23不接触、高电压拉开1e-4cm(数量级)以上4l 2.2 2.2 焊接电弧的结构和伏安特性焊接电弧的结构和伏安特性KCAfUUUUccccccfcfclJSlIRIU其中，UC 弧柱压降，单位为V；If 电弧电流，单位为A；RC 弧柱电阻，单位为；lc 弧柱长度，单位为mm；SC 弧柱截面积，单位为mm2；C 弧柱的电导率，单位为Smm/mm2；JC 弧柱的电流密度，单位为A/mm2；5 2.2.2 2.2.2 焊接电弧的静特性焊接电弧的静特性 一定长度的电弧在稳定状态下，电弧电压Uf与电弧电流If之间的关系，称为焊接电弧的静态伏安特性，简称伏安特性或静特性。可用下式表示：)(ffIfU图2-5 金属电阻的伏安特性曲线6 对于不同的焊接方法，在其正常使用范围内，并不包括电弧“U”形 静特性曲线的所有部分。手工电弧焊、埋弧焊等焊接电弧基本工作在电弧静特性的水平段。TIG焊、微束等离子弧焊、等离子弧焊的焊接电弧也基本工作在电弧静特性的水平段 熔化极气体保护焊（氩弧焊和CO2焊等）和水下焊接等焊接电弧基本上工作在电弧静 特性的上升段。78)(ffifu单向电流电弧呢？9 2.3 焊接电弧负载的特点焊接电弧是非线性负载焊接电弧负载变化大，有的频繁地短路与开路焊接电弧负载特性不仅与电弧的电流特性有关，而且与焊接方法、电 弧的状态、电弧周围的介质以及电极材料等有关直流电弧、交流电弧和脉冲电弧；自由电弧和压缩电弧；熔化极电弧和非熔化极电弧；2.3.12.3.1交流电弧交流电弧图2-11 电阻性电路交流电弧电压电流波形图2-12 电感性电路交流电弧电压电流波形10 通过研究表明，采用工频正弦波交流电弧焊接，为使电弧电流连续，应满足下列条件：（2-5）式中 U0 弧焊电源的空载电压，单位为V；Uf 交流电弧电压（交流电压的有效值），单位为V；Ur 再引弧电压，单位为V。对于手工焊条的交流电弧焊，m=1.3 1.5。提高交流电弧稳定性的措施：提高交流电弧稳定性的措施：（1）提高弧焊电源频率 （2）提高电源的空载电压 （3）改善电弧电流的波形 （矩形波）（4）叠加高压电421220mUUf11由 12弧长和弧压波动很少，稳定焊接电流是关键，常采用恒流外特性的电源。13l焊接电弧是一种低电压大电流的气体放电现象l焊接电弧是一个变化剧烈的阻性负载，甚至会频繁地短路与开路l不同的焊接方法，焊接电弧特性不同l弧焊电源的作用就是保证在不同的焊接方法中，焊接电弧的稳定燃烧14