弧焊电源

书 名: 弧焊电源

作　者：王建勋

出版社： 机械工业出版社

出版时间： 2009年07月

ISBN: 9787111267683

开本： 16开

定价: 22元

《弧焊电源(第3版)》是根据近年来各职业院校在教学过程中发现的问题和弧焊电源的不断发展、更新，以及现阶段国家对职业教育教学改革的要求，对第1版、第2版修订编写而成。全书内容包括焊接电弧及对弧焊电源的要求、弧焊变压器、硅弧焊整流器、晶闸管式弧焊整流器、脉冲弧焊电源、弧焊逆变器等的基本原理、结构特点、应用和故障排除；弧焊电源的选择、安装和使用等实用知识。

《弧焊电源(第3版)》在编写过程中，注重教学内容的实用性，特别是结合焊接专业技术岗位特点及培养“双证制”人才的需要，尽量结合生产实际组织内容，以满足焊接工程技术人员及各级焊工对焊接电源知识的要求。

《弧焊电源(第3版)》可作为高等职业技术院校及技师学院焊接技术及自动化专业的教材．也可作为各类成人教育焊接专业的教材及各级焊工职业技能鉴定培训教材，同时可供有关工程技术人员参考。

第3版前言

第2版前言

第1版前言

绪论

第一单元 焊接电弧及对弧焊电源的要求

综合知识模块一 焊接电弧的物理本质和引燃

能力知识点1 焊接电弧的物理本质

能力知识点2 焊接电弧的引燃

【综合训练】

综合知识模块二 焊接电弧的结构、压降分布和伏安特性

能力知识点1 焊接电弧的结构及压降分布

能力知识点2 焊接电弧的伏安特性

【综合训练】

综合知识模块三 交流电弧

能力知识点1 交流电弧的特点

能力知识点2 交流电弧连续燃烧条件

能力知识点3 影响交流电弧燃烧的因素和提高电弧稳定性的措施

【综合训练】

综合知识模块四 焊接电弧的分类及特点

能力知识点1 自由电弧

能力知识点2 压缩电弧

能力知识点3 脉冲电弧

【综合训练】

综合知识模块五 对弧焊电源的要求

能力知识点1 对弧焊电源空载电压的要求

能力知识点2 对弧焊电源外特性的要求

能力知识点3 对弧焊电源调节特性的要求

能力知识点4 对弧焊电源动特性的要求

【综合训练】

单元小结

第二单元 弧焊变压器

综合知识模块一 弧焊变压器的原理及分类

能力知识点1 弧焊变压器的工作原理

能力知识点2 弧焊变压器的分类

综合知识模块二 正常漏磁式弧焊变压器

能力知识点1 分体式弧焊变压器

能力知识点2 同体式弧焊变压器

能力知识点3 多站式弧焊变压器

【综合训练】

综合知识模块三 增强漏磁式弧焊变压器

能力知识点1 动圈式弧焊变压器

能力知识点2 动铁式弧焊变压器

能力知识点3 抽头式弧焊变压器

【综合训练】

综合知识模块四 弧焊变压器的维护及故障排除

能力知识点1 弧焊变压器的维护

能力知识点2 弧焊变压器的常见故障及排除

【综合训练】

单元小结

第三单元 硅弧焊整流器

综合知识模块一 硅弧焊整流器的组成及分类

能力知识点1 硅弧焊整流器的组成

能力知识点2 硅弧焊整流器的分类

【综合训练】

综合知识模块二 无电抗器的硅弧焊整流器

能力知识点1 动圈式硅弧焊整流器

能力知识点2 动铁心式硅弧焊整流器

能力知识点3 抽头式硅弧焊整流器

【综合训练】

综合知识模块三 有电抗器的硅弧焊整流器

能力知识点1 磁饱和电抗器的结构及工作原理

能力知识点2 无反馈磁饱和电抗器式硅弧焊整流器

能力知识点3 全部内反馈磁饱和电抗器式硅弧焊整流器

能力知识点4 部分内反馈磁饱和电抗器式硅弧焊整流器

能力知识点5 磁饱和电抗器式硅弧焊整流器的动特性

【综合训练】

综合知识模块四 硅弧焊整流器的常见故障及排除

能力知识点1 硅弧焊整流器的使用与维护

能力知识点2 常见故障及排除

【综合训练】“

单元小结

第四单元 晶闸管式弧焊整流器

综合知识模块一 晶闸管式弧焊整流器概述

能力知识点1 晶闸管式弧焊整流器的组成

能力知识点2 晶闸管式弧焊整流器的主要特点

能力知识点3 晶闸管式弧焊整流器的应用范围

【综合训练】

综合知识模块二 晶闸管式弧焊整流器的主电路

能力知识点1 三相半波可控整流电路

能力知识点2 六相半波可控整流电路

能力知识点3 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路

【综合训练】

综合知识模块三 晶闸管式弧焊整流器的触发电路

能力知识点1 对触发电路的要求

能力知识点2 触发电路的套数

能力知识点3 单结晶体管触发电路

能力知识点4 同步电压为正弦波的晶体管触发电路

【综合训练】

综合知识模块四 晶闸管式弧焊整流器的外特性控制电路

【综合训练】

综合知识模块五 典型产品简介

能力知识点1 ZDK-500型弧焊整流器

能力知识点2 ZX5—400型弧焊整流器

能力知识点3 晶闸管电抗器式矩形波交流弧焊电源

【综合训练】

综合知识模块六晶闸管式弧焊整流器的故障排除

【综合训练】

单元小结

第五单元 脉冲弧焊电源

综合知识模块一 脉冲弧焊电源概述

能力知识点1 脉冲弧焊电源的特点及应用范围

能力知识点2 脉冲电流的获得方法

能力知识点3 脉冲弧焊电源的分类

【综合训练】

综合知识模块二 单相整流式脉冲弧焊电源

能力知识点1 基本形式及特点

能力知识点2 产品介绍

【综合训练】

综合知识模块三 磁饱和电抗器式脉冲弧焊电源

能力知识点1 基本原理及特点

能力知识点2 脉冲励磁型磁饱和电抗器式脉冲弧焊电源

能力知识点3 产品介绍

【综合训练】

综合知识模块四 晶闸管式脉冲弧焊电源

能力知识点1 晶闸管断续器式脉冲弧焊电源基本原理、种类及特点

能力知识点2 典型电路介绍

【综合训练】

综合知识模块五 晶体管式脉冲弧焊电源

能力知识点1 模拟式晶体管脉冲弧焊电源

能力知识点2 开关式晶体管脉冲弧焊电源

【综合训练】

单元小结

第六单元 弧焊逆变器

综合知识模块一 弧焊逆变器的基本知识

能力知识点1 弧焊逆变器的组成及作用

能力知识点2 弧焊逆变器的基本工作原理

能力知识点3 弧焊逆变器的外特性及焊接参数调节

能力知识点4 弧焊逆变器的特点、分类及应用

【综合训练】

综合知识模块二 晶闸管式弧焊逆变器

能力知识点l组成及工作原理

能力知识点2 逆变主电路的形式

能力知识点3 外特性控制原理和焊接参数调节

能力知识点4 特点及典型产品介绍

【综合训练】

综合知识模块三 晶体管式弧焊逆变器

能力知识点1 晶体管弧焊逆变器的结构原理

能力知识点2 逆变主电路及控制驱动电路的形式

能力知识点3 晶体管弧焊逆变器的特点及产品介绍

【综合训练】

综合知识模块四 场效应管式弧焊逆变器

能力知识点1 主要组成和基本工作原理

能力知识点2 逆变主电路

能力知识点3 特点及典型产品介绍

【综合训练】

综合知识模块五 IGBT式弧焊逆变器

能力知识点1 主要组成和基本工作原理

能力知识点2 分类、应用及典型产品介绍

【综合训练】

综合知识模块六软开关型弧焊逆变器简介

能力知识点1 软开关型逆变主电路基本形式及其工作原理

能力知识点2 软开关型弧焊逆变器的应用及产品

单元小结

第七单元 弧焊电源的选择与使用-

综合知识模块一 弧焊电源的选择

能力知识点1 根据焊接电流种类选择弧焊电源

能力知识点2 根据焊接工艺方法选择弧焊电源

能力知识点3 根据弧焊电源功率选择弧焊电源

能力知识点4 根据工作条件和节能要求选择弧焊电源

【综合训练】

综合知识模块二 弧焊电源附件的选择及安装

能力知识点1 弧焊电源附件的选择

能力知识点2 弧焊电源的安装

【综合训练】

综合知识模块三 弧焊电源的使用

能力知识点1 使用和维护常识

能力知识点2 弧焊电源的串、并联使用

能力知识点3 弧焊电源的改装

【综合训练】

综合知识模块四 节约用电和安全用电

能力知识点1 节约用电

能力知识点2 安全用电

【综合训练】

单元小结

附录

附录A 电焊机型号编制方法

附录B 常用弧焊电源的主要技术数据

当电极和焊件短路时，电压为零(不计回路上的压降)，此时焊机的输出电流称为短路电流，以Ix表示。

弧焊过程中，在引弧和熔滴过渡时，经常发生短路。如果短路电流过大，弧焊电源将出现过载并有烧坏的危险，同时还会使焊条过热，药皮脱落，并使飞溅增加，这一点在CO2气体保护焊时更为明显。但是如果短路电流过小，将使引孤和熔滴过渡发生困难。为此，短路电流值应满足以下要求

1.25<Ix/I<2

式中：Ix——短路电流(A);    I——工作电流(A)。

由于普通电动机的短路电流太大，若发生短路现象将会造成严重后杲，轻则熔丝燦断，重则电动机被烧坏，引起灾害。

弧焊电源由于限制了短路电流值，所以即使频繁出现短路现象，对焊机本身也无妨害，当然长財间的短路最终也将会对焊机产生不利影响。

在规定范围内，弧焊电源稳态输出电流与输出电压之间的关系，称为电源的外特性。

外特性可用曲线来表示，这种曲线称为焊接电源的外特性曲线。

外特性曲线与纵坐标的交点即为弧焊电源的空载电压；

外特性曲线与横坐标的交点即为孤焊电豭的短路电流。

焊接电源的外特性分为平特性和下降特性两大类。

(1) 平特性这种弧焊电源的外特性具有输出电压基本上不随输出电流变化的特征。

呈一条略微倾斜的直线，即当输出电流增加时，输出电压略有减少，又称恒压特性，适用于作为熔化极气体保护焊和电渣焊的电源。

(2) 下降特性这种弧焊电源的外特性具有输出电压随输出电流增加而降低的特征。

呈一条倾斜下降的曲线，即当输出电流增加时，输出电压迅速下降。

根据输出电压下降的快馒程度，又可分为缓降、陡降和垂降三种。

其中垂降外特性又称恒流特性，因为当弧长发生变化时，输出电流基本保持不变。下降特性适用于作为手孤焊、埋弧焊、钨极氩弧焊的电源。

弧焊时，电弧的引燃和燃烧是一个很复杂的过程。

开给引弧时，电极与焊件相碰发生短路，焊接电源要迅速提供合适的短路电流；

电极抬起时，焊接电源的输出电压要很快达到空载电压；

施焊过程中，如果采用烙化电极（焊条、焊丝)，会有熔滴从电极过渡到熔池的过程，此时弧长不断地发生变化而引起焊接电流和电弧电压的不断变化，并且使弧焊过程还会产生频繁的短路和再引孤过程。

如果弧焊电源输出的电流和电压不能很快地适应孤焊过程中的这些变化，电弧就不能稳定地燃烧甚至熄灭。孤焊电源适应焊接电弧这样的动态负载所输出电流、电压相对时间变化的特性，称为弧焊电源的动特性。

焊接电源工作时会发热，温升过高会使绝缘损坏而烧毁。

温升一方面与焊接电源提供的焊接电流大小有关，同时也与焊接电源使用的状态有关；

同样焊接电流下，长时间连续焊接时温升高，焊一会、停一会温升就低。

所以，为保证焊机使用时温升不超过允许值，连续焊接时焊接电流要选用得小一些，断续焊接时，焊接电流可适当选用得大一些，即焊接电流的选用应根据焊接电源的工作状态确定。

负载持续率指在选定的工作时间周期内焊机负载时间占选定工作时间周期的百分率。其计算式如下

负载持续率=(在选定的工作时间周期内焊机负载时间/工作时间周期)x100%

有关标准规定，工作时间周期为5、10、与连续焊接时，对于容量500A以下的孤焊电源，以5min为一个工作时间周期。

计算举例：

某手弧焊工在5min工作时间内有2min用于换焊条和清渔，那么负载时间为3min，则

负载持续率=(5-2)/5x100%=60%

(1) 电源种类手弧焊时，根据焊条药皮祌类和性质选用电源。

凡低氢钠型焊条(如E50I5)需选用直流电源，低氢钾型焊条(如E5016)可选用直流电源或交流电源。用交流电源时，弧焊变压器的空载电压不得低于70V，否则引弧困难，电弧燃烧不稳定。

对于酸性焊条(如E4303)，虽然可交、直流两用，但应尽童选用交流电源，因为其价格比较便宜。

埋弧焊时，即使采用酸性焊剂，如条件许可，应尽量选用直流电源，因为此时电弧稳定，焊缝成形良好。

钨极氩弧焊时，要根据焊件材料的材质来进行选用，如焊接低碳钢、低合金高强钢时，选用直流电源，焊接铝及铝合金时选用交流电源。

(2) 电源容量电弧焊时的主要焊接工艺参数是焊接电流，按照所需要的焊接电流大小，对照孤焊电源型号后的数字(焊机的額定电流)选用即可，不必再计算弧焊电源的容量后再选用。

(3) 电源特性根据焊接方法以及电弧的静特性，选用适应的电源外特性。如手弧焊、手工钨极氩弧焊、埋弧焊都应选用下降特性电源。CO2气体保护焊、电渣焊则应选用平特性电源。

各种直流弧焊电源（弧焊发电机、弧焊整流器、弧焊逆变器）的主要技术指标见下表。

弧焊电源分交流电源和直流电源两大类。交流电源即弧焊变压器，直流电源包括弧焊发电机和弧焊整流器两类。所以孤焊电源有三个品种，即弧焊变压器、弧焊发电机和弧焊整流器。各类弧焊电源的特点，见下表。