TIG焊根据焊件材料可选择直流或交流弧焊电源，表1-6-1为不同的焊件材料与弧焊电源类别和极性的选择关系。焊接其他金属一般优先选择直流正接法，其次为交流弧焊电源。直流TIG焊多采用直流正接法方式施焊，此时电流不发生极性变化，电弧一旦引燃就能够十分稳定地燃烧。焊接铝、镁及其合金时，图1-6-5是交流钨极氩弧焊的电流、电压波形及其直流分量示意图。......
2023-06-26
方波交流TIG焊电源优化改进
【摘要】：图8-17所示为晶闸管加直流电抗器式交流方波弧焊电源的原理图。图8-17 晶闸管加直流电抗器式交流方波弧焊电源电路通过改变晶闸管的接法，可以变换为整流模式，从而可以输出直流电，成为直流电弧焊电源。图8-18 逆变式交流方波电源电路图8-19 交流脉冲TIG电流波形图交流方波电源初期用于非熔化极的TIG焊和碱性焊条的电弧焊。
根据获得交流方波的原理，可以将交流方波弧焊电源分为两种类型：
1）晶闸管加直流电抗器式，极性变换时的电流上升速度一般可达120A/100μs，但电流下限较大。
2）逆变式交流方波弧焊电源，极性变换时的电流上升速度一般可达100A/20μs，焊接电弧稳定。
图8-17所示为晶闸管加直流电抗器式交流方波弧焊电源的原理图。该类电源的核心器件是单相变压器与晶闸管组。如图8-17所示，单相380V交流电经变压器变压得到低压正弦波交流电，当变压器二次端的a点电位为高电位时，电流通过焊枪、工件、晶闸管VH4、电感L、晶闸管VH1回到变压器二次端的b点；当变压器二次端的b点电位为高电位时，电流通过晶闸管VH3、电感L、晶闸管VH2、工件、焊枪回到变压器二次端的a点。由此可见，随着变压器输出交流电位的变化，在焊枪与工件之间形成交流电，但是在电感L上始终是从c点流向d点的直流电，由于直流电感的作用，焊接电流波形由正弦波变为梯形波。电感L越大，梯形波越接近方波。
可以通过给定信号大小的设定，控制晶闸管的导通角大小，从而控制输出电流的峰值，但是由于采用的变压器交流电为50Hz，其交流方波的频率一般就为50Hz。
图8-17 晶闸管加直流电抗器式交流方波弧焊电源电路
通过改变晶闸管的接法，可以变换为整流模式，从而可以输出直流电，成为直流电弧焊电源。典型的弧焊电源有美国林肯（Lincoln）电器公司生产的Precision TIG 375焊机、日本松下公司生产的YC-300WP晶闸管控制交直流TIG弧焊电源、国产的WSE-P系列方波交直流脉冲氩弧焊机等。
图8-18所示为逆变式交流方波弧焊电源原理图。如图8-18所示，直流电源可以是一般的整流电源，也可以是逆变电源。如果采用逆变电源作为图中的直流电源部分，则产生交流的逆变电路称为二次逆变电路。直流电源输出的直流电，通过功率开关器件VT1～VT4构成的电子开关电路，在焊枪与工件之间形成交流电，即当VT1、VT4同时导通时，VT2、VT3处于截止状态，电流从直流电源高电位，通过VT1、焊枪、工件、VT4回到直流电源的低电位端；当VT2、VT3同时导通时，VT1、VT4处于截止状态，电流从直流电源高电位，通过VT2、工件、焊枪、VT3回到直流电源的低电位端。VT1～VT4电子开关通断可以由方波脉冲电路进行控制，也可以应用数字控制技术进行控制，其输出电流波形一般为方波，也可以是正弦波。该弧焊电源不仅可以输出50Hz的交流电，也可以输出不同频率的交流电，可以是低频，也可以是较高频率的方波交流电，例如，可以输出0.1～10Hz、0.5～300Hz等。
在逆变方波交流TIG弧焊电源的基础上，也可以将其转换为双脉冲交流TIG弧焊电源，通常称为交流脉冲TIG弧焊电源，其脉冲波形如图8-19所示。由图8-19可见，交流脉冲TIG焊就是在交流高频TIG焊的基础上加上了低频调制。在铝合金焊接中，高频脉冲可以增加电弧力的冲击作用，消除焊缝气孔；低频脉冲可以调节工件的热输入量，获得美观的焊缝成形。
图8-18 逆变式交流方波电源电路
图8-19 交流脉冲TIG电流波形图
交流方波电源初期用于非熔化极的TIG焊和碱性焊条的电弧焊。近年来已将其用于铝合金材料的熔化极气体保护焊的研究，交流方波波形形状也越来越多。
随着科学技术的进步以及实际应用过程中不断提出更高的要求，交流方波电源的应用范围会不断扩大，技术水平会不断提高。
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2023-06-25
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