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三、常見弧焊電源的特點(diǎn)和用途
1、交流弧焊電源
交流弧焊電源包括工頻交流弧焊電源(弧焊變壓器)、矩形波交流弧焊電源。下面分述其特及用途。
(1) 工頻交流弧焊電源
即是弧焊變壓器,它把電網(wǎng)的交流電變成適合于電弧焊的低電壓交流電,它由變壓器、電抗器等組成?;『缸儔浩骶哂薪Y(jié)構(gòu)簡單、易造易修、成本低、磁偏吹小、空載損耗小、噪聲小等***。但其輸出電流波形為正弦波,因此,電弧穩(wěn)定性較差,功率因數(shù)低,一般用于焊條電弧焊、埋弧焊和鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊等方法。
(2) 矩形波交流弧焊電源
它是利用半導(dǎo)體控制技術(shù)來獲得矩形交流電流的。由于輸出電流過零點(diǎn)時間短,電弧穩(wěn)定性好,正負(fù)半波通電時間和電流比值可以自由調(diào)節(jié),此特點(diǎn)適合于鋁及鋁合金鎢極氬弧焊。
2、直流弧焊電源
(1) 直流弧焊發(fā)電機(jī)
一般由特種直流發(fā)電機(jī)、調(diào)節(jié)裝置和指示裝置等組成。按驅(qū)動動力的不同,直流弧焊發(fā)電機(jī)可分為兩種:以電動機(jī)驅(qū)動的并與發(fā)電機(jī)組成一體的稱為直流弧焊電動發(fā)電機(jī);以柴(汽)油驅(qū)動并與發(fā)電機(jī)組成一體的,稱為直流弧焊柴(汽)油發(fā)電機(jī)。它與弧焊整流器相比,制造復(fù)雜,噪聲及空載損耗大,效率低,價格高;但其抗過載能力強(qiáng),輸出脈動小,受電網(wǎng)電壓波動的影響小,一般用于堿性焊條電弧焊。
(2) 弧焊整流器
是由變壓器、整流器及為獲得所需外特性的調(diào)節(jié)裝置、指示裝置等組成。它把電網(wǎng)交流電經(jīng)降壓整流后獲得直流電。與直流弧焊發(fā)電機(jī)相比,它具有制造方便、價格低、空載損小、噪聲小等***。而且大多數(shù)弧焊整流器可以遠(yuǎn)距離調(diào)節(jié)焊接工藝參數(shù),能自動補(bǔ)償電網(wǎng)電壓波動對輸出電壓和電流的影響。它可作為各種弧焊方法的電源。 (3)逆變式弧焊電源
它把單相(或三相)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,降壓后輸出交流或直流電。整個過程由電子電路控制,使電源獲得符合要求的外特性和動特性。它具有高效節(jié)能、重量輕、體積小、功率因數(shù)高等***,可應(yīng)用于各種弧焊方法 是一種很有前途的普及型弧焊電源。
順便指出,逆變式弧焊電源既可以輸出交流電,又可以輸出直流電。但目前常用后種形式。因此又可把它稱為逆變式弧焊整流器。
4、脈沖弧焊電源
焊接電流以低頻調(diào)制脈沖方式饋送,一般由普通的弧焊電源與脈沖發(fā)生電路組成。它具有效率高、輸入線能量較小、線能量調(diào)節(jié)范圍寬等***。它主要用于氣體保護(hù)電弧焊和等離子弧焊。
四、弧焊電源的現(xiàn)狀及發(fā)展方向
焊接技術(shù)的發(fā)展是與近代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展緊密相聯(lián)的?;『鸽娫从质腔『讣夹g(shù)發(fā)展水平的主要標(biāo)志,它的發(fā)展與弧焊技術(shù)的發(fā)展也是互相促進(jìn)、密切相關(guān)的。
1、早期的弧焊電源
1802年俄國學(xué)者發(fā)現(xiàn)了電弧放電現(xiàn)象。并指出利用電弧熱熔化金屬的可能性。但是電弧真正應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),則是在1892年出現(xiàn)了金屬極電弧焊接方法以后。當(dāng)時電力工業(yè)發(fā)展較快,弧焊電源本身也有了很大的改進(jìn),到20世紀(jì)20年代除直流弧焊發(fā)電機(jī)外,已開始應(yīng)用結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的弧焊變壓器。
2、焊接方法的發(fā)展
隨著工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展,不但需要焊接的產(chǎn)品數(shù)增加了,而且許多產(chǎn)品對焊接質(zhì)量要求也提高了,加之焊接冶金科學(xué)的發(fā)展,20世紀(jì)30年代在薄*皮焊條的基礎(chǔ)上研制成功了焊接性能**的厚*皮焊條,更顯示了焊接方法的優(yōu)越性。這個時期由于機(jī)器制造、電機(jī)制造工業(yè)及電力拖動、自動控制等新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,也為實(shí)現(xiàn)焊接過程機(jī)械化、自動化提供了物質(zhì)條件和技術(shù)條件,于是在30年代后期,研制成功了自動埋弧焊。20世紀(jì)40年代初,由于航空、核能等技術(shù)的發(fā)展,迫切需要輕金屬或合金,如鋁、鎂、鈦、鋯及其合金等。這些材料的化學(xué)性能活潑,產(chǎn)品對焊接質(zhì)量的要求又很高,氬弧焊就是為了滿足上述要求而發(fā)展起來的新的焊接方法。50年代又相繼出現(xiàn)了CO2焊等各種氣體保護(hù)電弧焊,以及隨后出現(xiàn)的焊接高熔點(diǎn)金屬材料的等離子弧焊。
3、弧焊電源的發(fā)展
各種焊接方法的問世,促進(jìn)了弧焊電源的飛速發(fā)展,20世紀(jì)40年代開始出現(xiàn)了用硒片制成的弧焊整流器。到了60年代由于大容量的硅整流器件、晶閘管的問世,為發(fā)展新的弧焊整流器開辟了道路。70年代以來又相繼成功研制了脈沖弧焊電源、逆變式弧焊電源、矩形波交流弧焊電源。
4、弧焊電源的發(fā)展方向
弧焊電源的飛速發(fā)展,不*表現(xiàn)在弧焊電源種類的大量增加,還表現(xiàn)在廣泛應(yīng)用電子技術(shù)、控制技術(shù)、電子計算機(jī)技術(shù)等方面的理論知識和相當(dāng)新成就,來不斷提高弧焊電源的質(zhì)量,改善其電氣性能。例如,采用單旋鈕調(diào)節(jié),即用一個旋鈕就可以對電弧電壓、焊接電流和短路電流上升速度等同時進(jìn)行調(diào)節(jié)并獲得相當(dāng)佳配合;通過電子控制電路獲得多種形狀的外特性,以適應(yīng)各種弧焊工藝的需要;提供多種電壓、電流波形,以滿足某些弧焊工藝的特殊需要;采用電壓和溫度補(bǔ)償控制;設(shè)置電流遞增和電流衰減環(huán)節(jié),以防止引弧沖擊和提高填滿弧坑的質(zhì)量;采用計算機(jī)控制,具有記憶、預(yù)置焊接參數(shù)和在焊接過程中自動變換焊接參數(shù)等功能,使弧焊電源智能化。