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焊条电弧焊熔滴过渡与电源特性要求

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：首先使焊条与工件短路，电压迅速下降至短路电压Ud，电流迅速增至最大值Isd，然后又逐渐下降到稳定短路电流Iwd。由负载到短路的短路电流Ifd影响熔滴过渡，Ifd太大，熔滴飞溅严重，焊缝成形变坏，甚至焊件烧穿、电弧不稳。Umin太小，熔滴过渡后电弧复燃困难。其他类型的弧焊电源不存在此问题，无需考核。

1.焊条电弧焊熔滴过渡特点

焊条电弧焊采用短路引弧和过渡时，电流和电压的变化曲线如图1-1-20所示。首先使焊条与工件短路，电压迅速下降至短路电压U_d，电流迅速增至最大值I_sd，然后又逐渐下降到稳定短路电流I_wd。待焊条离开工件之后，电压迅速上升，出现燃弧过程。当熔滴把焊条与熔池短路时，电弧瞬时熄灭，电压下降，电流又增至短路电流峰值I_sd，此时熔滴在重力和电磁压缩力作用下，短路过渡进入熔池。熔滴脱落后又进入重新引燃阶段。如此周而复始，U_f和I_f周期性变化。可概括成“空载—短路—负载”引弧过程和“负载—短路—负载”熔滴过渡过程。

图1-1-20 焊条电弧焊电流和电压变化曲线图

I_sd—由空载至短路瞬时电流峰值

I_fd—由负载至短路瞬时电流峰值

I_s′_d—经0.05s后瞬时短路电流

I_wd—稳定短路电流 U_d—短路电压 U_f—电弧电压

2.焊条电弧焊工艺对电源动特性的要求

如上所述，当弧焊回路突然短路时，就会出现短路电流峰值，主要需考虑“由空载到短路”和“由负载到短路”两种情况及其考核指标要求，推荐参考值见表1-1-1。

表1-1-1 弧焊整流器动特性指标

（1）由空载到短路要求I_sd大小要适合。

1）瞬时短路电流峰值I_sd影响引弧：I_sd太小，不利于热发射和热电离，引弧困难；若太大，飞溅大甚至工件烧穿。指标要求I_sd/I_wd控制在一定值。

2）0.05s瞬时短路电流值I_s′_d大，峰值下降慢，冲击能量大，飞溅也大。它仅出现于短路电流过冲时间较长的硅弧焊整流器中，需适当注意控制I_s′_d/I_wd，但实际意义不大，一般不作为规定指标考核。

（2）由负载到短路的短路电流I_fd影响熔滴过渡，I_fd太大，熔滴飞溅严重，焊缝成形变坏，甚至焊件烧穿、电弧不稳。I_fd过小，功率不够，熔滴过渡困难。通常以I_fd/I_f之比来衡量。

此外，用直流弧焊发电机进行焊条电弧焊短路引弧时，焊条被拉开后因弧焊回路内电感影响，由短路到空载过程不能瞬间就恢复到U₀，而是先出现一个尖峰值（约0.05s），再下降到恢复电压最低值U_min，然后逐渐升高至U₀。U_min太小，熔滴过渡后电弧复燃困难。其他类型的弧焊电源不存在此问题，无需考核。