弧焊電源課件緒論正稿

1、School of Materials Science & Engineering, Tianjin UniversitySchool of Materials Science & Engineering, Tianjin University第一章 緒論 焊接的定義、分類以及常用焊接方法焊接的定義、分類以及常用焊接方法 弧焊電源及其分類弧焊電源及其分類 各種弧焊電源的特點(diǎn)和應(yīng)用各種弧焊電源的特點(diǎn)和應(yīng)用 弧焊電源的發(fā)展趨勢弧焊電源的發(fā)展趨勢 本課程的性質(zhì)、任務(wù)和要求本課程的性質(zhì)、任務(wù)和要求School of Materials Science & Engineering

2、, Tianjin UniversitySchool of Materials Science & Engineering, Tianjin University焊接的定義、分類及常用焊接方法 焊接的定義焊接的定義 通過加熱或加壓或兩者并用，并且用或不用填充通過加熱或加壓或兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達(dá)到結(jié)合（原子間結(jié)合）的一種工材料，使焊件達(dá)到結(jié)合（原子間結(jié)合）的一種工藝藝/方法叫焊接方法叫焊接 焊接的分類及常用焊接方法焊接的分類及常用焊接方法 （1）熔化焊）熔化焊 （如電弧焊、激光焊等）（如電弧焊、激光焊等） （2）壓力焊）壓力焊 （如電阻焊、摩擦焊等）（如電阻焊、摩擦焊

3、等） （3）釬焊）釬焊 （軟釬焊和硬釬焊）（軟釬焊和硬釬焊）Er0IyUy電源負(fù)載 緒 論 電源技術(shù)廣泛應(yīng)用，幾乎任何設(shè)備都要使用電源(power source)。任何電源都可以簡化成下圖工作過程中可調(diào)參數(shù)只有兩個(gè)：E 和 r0調(diào)節(jié)E和r0使Uy和Iy發(fā)生變化，適應(yīng)負(fù)載變化的要求。因此，從本質(zhì)上講，電源分為兩類：v調(diào)節(jié) r0的-如弧焊變壓器，多數(shù)機(jī)械調(diào)節(jié)式弧焊電源v調(diào)節(jié)E的-如弧焊逆變器，部分弧焊整流器，電子控制式弧焊電源Er0IyUyv弧焊電源是一種特殊的電源。v弧焊電源技術(shù)和許多電源技術(shù)是相通的。v它的負(fù)載是焊接電弧。v它的任務(wù)是保證電弧引燃和穩(wěn)定燃燒。v常用焊接方法介紹v熔焊 Fusio

4、n welding 電弧焊 Arc Welding 激光焊Laser welding 電子束焊Electron Beam Weldingv壓焊 Pressure Welding 電阻焊 Resistance welding 摩擦焊 Friction Welding 攪拌摩擦焊 FSW 擴(kuò)散焊 Diffusion Weldingv釬焊 Brazing/Soldering焊接設(shè)備 不同的焊接方法需要相應(yīng)的焊接設(shè)備電弧焊設(shè)備： 電源 焊槍 送絲機(jī) 氣路和水路激光焊設(shè)備： 激光器電子束焊設(shè)備 電子束發(fā)生器 真空室釬焊和擴(kuò)散焊 加熱爐v電弧焊是應(yīng)用最為廣泛的一種焊接方法v弧焊電源是電弧焊設(shè)備的核心部分

5、弧焊電源是指供給焊接電弧電能（提供電流和電壓），并具有適宜電弧焊工藝所需電氣特性的設(shè)備。 它是一種特殊的電源 它的負(fù)載是 焊接電弧 它的任務(wù)是保證電弧引燃和穩(wěn)定燃燒v1 弧焊電源的分類 1）弧焊電源及其控制技術(shù)的分類： （1）交流弧焊電源 （2）直流弧焊電源 （3）脈沖弧焊電源 （4）逆變弧焊電源 2）弧焊電壓的控制技術(shù)分類：v 機(jī)械調(diào)節(jié)式v 電磁調(diào)節(jié)式v 電子控制式v 數(shù)字式控制v2 常用弧焊電源的特點(diǎn)及應(yīng)用1.弧焊變壓器：弧焊變壓器：把網(wǎng)路電壓的交流電變成適宜于弧焊的低壓交流電，由主把網(wǎng)路電壓的交流電變成適宜于弧焊的低壓交流電，由主變壓器及所需的調(diào)節(jié)部分和指示裝置等組成變壓器及所需的調(diào)節(jié)部

6、分和指示裝置等組成 （SMAW、SAW、TIG） 結(jié)構(gòu)簡單、易造易修、成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但調(diào)節(jié)不靈活、不精細(xì)，電源比較笨重，耗材多。 2.矩形波交流弧焊電源：矩形波交流弧焊電源：采用半導(dǎo)體控制技術(shù)來獲得矩形波交流電流，采用半導(dǎo)體控制技術(shù)來獲得矩形波交流電流，其電弧穩(wěn)定性好，可調(diào)參數(shù)多，功率因數(shù)高（其電弧穩(wěn)定性好，可調(diào)參數(shù)多，功率因數(shù)高（TIG、 SMAW） 電弧穩(wěn)定性好，可調(diào)參數(shù)多，功率因素高，可代替直流呼哈電源焊接堿性焊條。3.直流弧焊發(fā)電機(jī)：直流弧焊發(fā)電機(jī)：一般由特種直流發(fā)電機(jī)和獲得所需外特性的調(diào)一般由特種直流發(fā)電機(jī)和獲得所需外特性的調(diào)節(jié)裝置等組成節(jié)裝置等組成屬于淘汰產(chǎn)品。用于沒有電源

7、的野外施工，使其還擁有一定的市場。 4.弧焊整流器：弧焊整流器：它是把交流電經(jīng)降壓整流后獲得直流電的，它由主變壓器、它是把交流電經(jīng)降壓整流后獲得直流電的，它由主變壓器、半導(dǎo)體整流元件以及獲得所需外特性的調(diào)節(jié)裝置等組成半導(dǎo)體整流元件以及獲得所需外特性的調(diào)節(jié)裝置等組成 制造方便、價(jià)格低、空載損耗小、噪聲小，可遠(yuǎn)距離調(diào)節(jié)School of Materials Science & Engineering, Tianjin UniversitySchool of Materials Science & Engineering, Tianjin University5.弧焊逆變器：弧焊逆變

8、器：把單相把單相( (或三相或三相) )交流電經(jīng)整流后，由逆變器轉(zhuǎn)變交流電經(jīng)整流后，由逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)閹装僦翈兹f赫茲的中頻交流電，經(jīng)降壓后輸出交流或直流電為幾百至幾萬赫茲的中頻交流電，經(jīng)降壓后輸出交流或直流電 高效節(jié)能、質(zhì)量輕、體積小、功率因素高、焊接 性能好6.脈沖弧焊電源：脈沖弧焊電源：焊接電流以低頻調(diào)制脈沖方式饋送，一般是由焊接電流以低頻調(diào)制脈沖方式饋送，一般是由普通的弧焊電源與脈沖發(fā)生電路組成普通的弧焊電源與脈沖發(fā)生電路組成效率高、適合高合金、薄板焊接。機(jī)械調(diào)節(jié)式單相整流式脈沖弧焊電源滑動(dòng)調(diào)節(jié)式弧焊整流器抽頭式弧焊整流器動(dòng)鐵式弧焊整流器動(dòng)繞組式弧焊整流器抽頭式弧焊變壓器動(dòng)鐵式弧焊變壓器動(dòng)繞

9、組式弧焊變壓器柴油汽油內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)式弧焊發(fā)電機(jī)電動(dòng)式弧焊發(fā)電機(jī)磁放大器式脈沖弧焊電源磁放大器式弧焊整流器串聯(lián)飽和電抗器式弧焊電源電子控制式電磁控制式整流式移相式磁放大器式脈沖弧焊電源串聯(lián)飽和電抗器式弧焊電源模擬式模擬式晶體管脈沖弧焊電源模擬式晶體管弧焊電源開關(guān)式逆變式晶閘管矩形波交流弧焊電源數(shù)字開關(guān)式晶閘管矩形波交流弧焊電源開關(guān)式電力電子器件脈沖弧焊電源開關(guān)式電力電子器件弧焊電源逆變式IGBT式弧焊逆變器場效應(yīng)管式弧焊逆變器晶體管式弧焊逆變器晶閘管式弧焊逆變器數(shù)字式單片機(jī)控制式數(shù)字化弧焊電源DSP控制式數(shù)字化弧焊電源粉色淘汰或即將淘汰或無應(yīng)用意義黑色維持狀態(tài)，仍有應(yīng)用價(jià)值淺綠有一定的發(fā)展前途綠色

10、很有發(fā)展前途3 弧焊電源的由來及發(fā)展趨向 18世紀(jì)初-出現(xiàn)電弧 20世紀(jì)20年代-出現(xiàn)交流弧焊變壓器 20世紀(jì)40年代-出現(xiàn)埋弧焊、氬弧焊、等離子 20世紀(jì)50年代-CO2焊機(jī) 20世紀(jì)70-80年代-大發(fā)展 （1）多種形式的弧焊整流器相繼出現(xiàn)、完善 （2）研制成功多種形式的脈沖弧焊電源 （3）研制出晶閘管式、晶體管和場效應(yīng)弧焊逆變器 （4）半導(dǎo)體控制的矩形波交流弧焊電源出現(xiàn) （5）成功開發(fā)與機(jī)器人配套使用的弧焊系統(tǒng) （6）控制技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展 單旋鈕調(diào)節(jié) 通過電子或數(shù)值化控制獲得多種形狀外特性 提供多種電壓、電流波形，滿足工藝需求 低壓小電流引弧 電流電壓值測試、顯示系統(tǒng)的改進(jìn) 微機(jī)控制弧焊電源的出現(xiàn) 20世紀(jì)末21世紀(jì)初-數(shù)字化新階段 4.4.本課程的性質(zhì)、任務(wù)、要求和分工本課程的性質(zhì)、任務(wù)、要求和分工 1.性質(zhì)：本課程是理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課 2.任務(wù)：掌握各種常用弧焊電源及其控制、數(shù)字化控制技術(shù)的基本理論、基本知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，并能根據(jù)不同弧焊工藝方法正確選擇、使用和維護(hù)弧焊電源。 3.要求v（1）了解電弧產(chǎn)生的機(jī)理，電弧靜特性的形成，電弧的動(dòng)特性；交流電弧的特點(diǎn)及其穩(wěn)定燃燒的