弧焊电源的基础知识及工艺要求解析

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：供给焊接电弧能源，并具有适宜于电弧焊电气特性的设备，称为弧焊电源。（一）弧焊电源的工艺要求1）引弧容易。埋弧焊为改变空载电压方式，电流电压应同时调节。（七）弧焊电源的负载持续率和额定电流弧焊电源的一个特点是断续工作，负载持续率表示弧焊电源工作状态的参数。

供给焊接电弧能源，并具有适宜于电弧焊电气特性的设备，称为弧焊电源。电弧是所有电弧焊方法的热源，电弧能否稳定燃烧除取决于焊接材料、焊接参数之外，还决定于弧焊电源的特性。

（一）弧焊电源的工艺要求

1）引弧容易。

2）电弧稳定。

3）焊接参数稳定。

4）足够宽的焊接参数调节范围。

（二）弧焊电源的外特性

弧焊电源的外特性分三段：短路、工作段、空载段。有三种形式：下降特性（陡降或称恒压、缓降）、平特性（或称恒流）和上升特性。为保证电源-电弧系统的稳定性和焊接时焊接参数的稳定，应根据电弧静特性工作段的形状等条件来选择弧焊电源的外特性。

焊条电弧焊，电弧静特性工作段在水平段上，采用下降外特性电源便满足系统稳定性要求熔化极弧焊包括埋弧焊、混合气体保护焊，不仅要根据其电弧静特性工作段的形状，而且还要考虑送丝的方式来选择弧焊电源的外特性工作部分的形状。

熔化极弧焊等速送丝CO₂／MAG／MIG或细丝（直径小于等于3mm）直流埋弧焊电弧静特性工作段是上升的，配合电源的外特性为下降、平、微升都能满足电源-电弧系统的稳定条件。熔化极弧焊变速送丝，通常埋弧焊粗丝（直径大于3mm）和一部分MIG，电弧静特性工作段是平的，配合电源的外特性为下降。

非熔化极弧焊：钨极氩弧焊、等离子弧焊、非熔化极脉冲弧焊电弧静特性工作段是平、微升的，配合电源的外特性为下降。

熔化极脉冲弧焊一般采用等速送丝利用电弧-电源系统的自身调节来稳定焊接参数，维弧阶段和脉冲阶段分别作用于两条电弧外特性上，根据不同的焊接工艺的要求，维弧阶段和脉冲阶段的工作点可以分别作用于恒电压和恒电流特性段，或者任意组合，即可控外特性。

（三）弧焊电源的动特性

弧焊电源动特性指焊接电弧负载状态发生突然变化时，输出电流和输出电压瞬变的快速反应能力。体现在空载、短路与负载三过程；判断动特性的好一般指引弧和重新引弧容易，焊接过程电弧稳定、飞溅少。

（四）弧焊电源的调节特性

弧焊电源应能满足不同的工作电流和电压的需求，并具有可调性，可通过弧焊电源的外特性调节来体现。电弧电压和电流是由电弧静特性和外特性相交的一个稳定工作点决定的，对于一定的弧长，只有一个稳定工作点。因此，为了获得一定范围内所需的电流和电压，弧焊电源外特性必须均匀可调，以便与电弧静特性曲线在许多点相交，并得到一系列的稳定工作点。对电源外特性的调节，有改变等效阻抗和改变空载电压两种方式。焊条电弧焊为改变等效阻抗方式，电弧电压一般保持不变，只调节焊接电流。埋弧焊为改变空载电压方式，电流电压应同时调节。

（五）弧焊电源的空载电压(https://www.chuimin.cn)

弧焊电源对空载电压的要求：引弧容易，电弧稳定燃烧，又保证电弧功率稳定，有良好的经济性，并保证必要的人身安全。故一般空载电压是焊接电弧电压1.5～4倍，且不超过100V。在特殊用途中超过100V时，必须备有防触电装置。焊条电弧焊过程中，在频繁地引弧和熔滴短路时，维持电弧稳定燃烧的工作电压是20～30V，焊条正常引弧电压是55V以上。焊接电源的空载电压见表3-2。

表3-2 焊接电源的空载电压

（六）适当的短路电流

陡降外特性应具有适当的短路电流，对一般下降特性的弧焊电源规定短路电流为焊接电流值的1.2～1.3倍，最大不得超过1.5倍。

对有些焊条电弧焊，为了使电弧容易引燃和加大熔滴过渡时的推力，希望稳态短路电流大些，在电弧电压降到一定值（10～15V左右）之后转入外拖段选用恒流（或陡降）带外拖的外特性弧焊电源。

（七）弧焊电源的负载持续率和额定电流

弧焊电源的一个特点是断续工作，负载持续率表示弧焊电源工作状态的参数。焊接时间长休息时间短，负载持续率高，弧焊电源升温大，反之，弧焊电源升温小。弧焊电源的额定电流是额定负载持续率条件下允许的最大输出电流，降低焊接电流可以提高负载持续率；反之，降低负载持续率可以提高实际允许的焊接电流。实际负载持续率公式：

弧焊电源工作持续的时间与周期时间的比值为负载持续率，工作周期包括负载持续时间与休息时间。在GB／T 8118中规定周期为10min或连续。负载持续率额定级按国家标准规定有20％35％、60％、80％、100％五种。焊条电弧焊电源：普通型60％，轻便型：35％、20％。自动或半自动焊电源：100％、80％、60％。用户根据生产实际情况在订货合同上注明。

实际许用电流与实际负载持续率和额定负载持续率和额定焊接电流间关系：

例如，已知一弧焊电源的额定负载持续率为60％，输出的额定焊接电流为500A，可按上式算出实际负载持续率的允许电流，不同负载持续率下的允许焊接电流见表3-3。

表3-3 不同负载持续率下的允许焊接电流

弧焊电源的基础知识及工艺要求解析

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