焊接電工項目ppt課件

1、焊接電工李榮雪 李金波義務(wù)一 認識脈沖弧焊電源工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源 義務(wù)二 認識逆變式弧焊電源12工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源Conclusion工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源義務(wù)一 認識脈沖弧焊電源一、脈沖弧焊電源的特點和運用1脈沖弧焊電源的特點1可以提供周期性脈沖焊接電流，而且該焊接電流有兩個根本數(shù)值，即根本電流維弧電流和脈沖電流。2可調(diào)參數(shù)多，如脈沖頻率、脈沖幅值、寬度、電流上升速度或下降速度以及脈沖電流波形等都可以作為可調(diào)參數(shù)，以滿足不同的焊接工藝要求。3能準確地控制焊接線能量，可使熔池的體積和熱影響區(qū)域小，使焊縫在高溫停留的時間縮短。4可以較好地控制熔滴

2、過渡，可用于低于放射過渡臨界電流的平均電流來實現(xiàn)放射過渡，對全位置焊接具有獨特的優(yōu)越性。2脈沖弧焊電源的運用脈沖弧焊電源通常由普通弧焊電源與脈沖發(fā)生電路組成。目前脈沖弧焊電源主要用于氣體維護焊和等離子弧焊。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源二、脈沖電弧脈沖電弧是指以脈沖方式供應(yīng)電流的電弧。脈沖電弧分為直流脈沖電弧和交流脈沖電弧兩大類。脈沖弧焊電源在任務(wù)過程中，其脈沖電弧電流可周期性地從根本電流維弧電流增至脈沖電流。可以說，根本電流維弧電流用于在脈沖休止期間維持電弧的穩(wěn)定熄滅，脈沖電流用于加熱和熔化焊件和焊絲，并使熔滴從焊絲零落到焊件上。脈沖電弧電流的波形有多種方式，如矩形波脈沖、梯形波脈沖、

3、正弦波脈沖及三角形波脈沖等。脈沖電弧電流的根本參數(shù)主要有脈沖電流脈沖電流幅值Im、根本電流維弧電流Ij、脈沖寬度脈沖時間t1、脈沖休止時間脈沖間隙寬度t2和脈沖周期TT=t1+ t2。在脈沖電弧電流中，脈沖寬度t1、所占脈沖周期T的比例稱為脈沖寬度比K，即K= t1/T。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源三、脈沖電流的獲得方法1利用硅二極管的整流作用獲得脈沖電流采用此方法制造的脈沖弧焊電源是采用硅二極管提供脈沖電流的，此類脈沖弧焊電源可獲得100Hz和500Hz兩種頻率的脈沖電流。2利用電子開關(guān)獲得脈沖電流采用此方法制造的脈沖弧焊電源是在普通直流弧焊電源的

4、直流側(cè)或交流側(cè)接入大功率晶閘管，分別組成晶閘管直流斷續(xù)器或交流斷續(xù)器，利用它們的周期性通、斷獲得脈沖電流。3利用阻抗變換獲得脈沖電流采用此方法制造的脈沖弧焊電源有兩種。第一種是變換弧焊電源交流側(cè)的阻抗值，使三相阻抗數(shù)值不相等而獲得脈沖電流；第二種是變換弧焊電源直流側(cè)的電阻值，采用大功率晶體管組來獲得脈沖電流。4利用給定信號變換和電流截止反響獲得脈沖電流采用此方法制造的脈沖弧焊電源也有兩種，即給定信號變換式脈沖弧焊電源和電流截止反響式脈沖弧焊電源。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源四、脈沖弧焊電源的分類1按獲得脈沖電源的主要器件分類脈沖弧焊電源按獲得脈沖電流的主要器件進展分類，可分為單相整流式

5、脈沖弧焊電源、磁飽和電抗器式脈沖弧焊電源、晶閘管式脈沖弧焊電源和晶體管式脈沖弧焊電源等。2按獲得脈沖電源的方法分類脈沖弧焊電源按獲得脈沖電流的方法進展分類，可分為交流斷續(xù)器式脈沖弧焊電源、直流斷續(xù)器式脈沖弧焊電源、阻抗變換式脈沖弧焊電源等。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源五、常用脈沖弧焊電源的根本任務(wù)原理及其特點1單相整流式脈沖弧焊電源單相整流式脈沖弧焊電源是采用單相整流電路獲得脈沖電流。常見的單相整流式脈沖弧焊電源主要有并聯(lián)式單相整流脈沖弧焊電源、差接式單相整流脈沖弧焊電源和阻抗不平衡式單相整流脈沖弧焊電源等。1并聯(lián)式單相整流脈沖弧焊電源并聯(lián)式單相整流脈沖弧焊電源是由一臺普通直流弧焊電源

6、提供根本電流ij，將另一臺帶有中心抽頭的單相整流器與并聯(lián)，提供脈沖電流im。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源2差接式單相整流脈沖弧焊電源差接式單相整流脈沖弧焊電源的任務(wù)原理與并聯(lián)式單相整流脈沖弧焊電源根本一樣，只是不用帶有中心抽頭的變壓器，而改用兩臺二次電壓和容量不同的變壓器組成單相半波整流電路，再反向并聯(lián)而成，在正、負半周期交替任務(wù)。二次電源較高者提供脈沖電流，二次電壓較低者提供根本電流。調(diào)理u1和u2即可改動根本電流和脈沖電流的幅值以及脈沖電流的頻率。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源3阻抗不平衡式單相整流脈沖弧焊電源阻抗不平衡式單相整流脈沖弧焊電源采用正、負半周期阻抗不相等的方式獲

7、得脈沖電流。在正半周期時，經(jīng)過Z1為電弧提供根本電流ij；在負半周期時，經(jīng)過Z2為電弧提供脈沖電流im。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源并聯(lián)式單相整流脈沖弧焊電源構(gòu)造簡單，其根本電流和脈沖電流可以分別調(diào)理，運用方便可靠、本錢低，但它的可調(diào)參數(shù)較少，且相互影響，因此它只適宜于普通要求的脈沖弧焊工藝。差接式單相整流脈沖弧焊電源具有平特性，用于等速送絲熔化極脈沖弧焊時具有電弧穩(wěn)定、運用和調(diào)理方便的特點，但制造較復雜，公用性較強。阻抗不平衡式單相整流脈沖弧焊電源具有運用簡單、可靠的特點，但脈沖頻率和寬度不可調(diào)理，因此其運用范圍遭到一定限制。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源2磁飽和電抗器式脈沖弧

8、焊電源磁飽和電抗器式脈沖弧焊電源與磁飽和電抗器弧焊整流器非常類似，它是利用特殊構(gòu)造的磁飽和電抗器來獲得脈沖電流。1阻抗不平衡型磁飽和電抗器式脈沖弧焊電源阻抗不平衡型磁飽和電抗器式脈沖弧焊電源可使三相磁飽和電抗器中的某一項的交流感抗增大或減小，引起輸出電流有一相不同于其他兩相，從而獲得周期性脈沖輸出電流。另外，它也可以經(jīng)過三相電壓不平衡來獲得脈沖電流。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源2脈沖勵磁型磁飽和電抗器式脈沖弧焊電源脈沖勵磁型磁飽和電抗器式脈沖弧焊電源的主電路與普通磁飽和電抗器式弧焊整流器一樣，但它的勵磁電流不是穩(wěn)定的直流電流。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源 磁飽和電抗器式脈沖弧焊

9、電源是利用特殊構(gòu)造的磁飽和電抗器來獲得脈沖電流，它具有以下特點：脈沖電流與根本電流取自同一臺變壓器，屬于一體式，構(gòu)造簡單，體積小。經(jīng)過改動磁飽和電抗器的飽和程度，可以在焊前或在焊接過程中無級調(diào)理輸出功率，容易調(diào)理工藝參數(shù)，運用比較方便。磁飽和電抗器式脈沖弧焊電源控制功率小，可以方便地利用它進展改裝，做到一機多用，具有電流大小和波形調(diào)理方便等優(yōu)點。由于磁飽和電抗器時間常數(shù)大、反響速度慢，使輸出脈沖電流的頻率遭到一定限制，因此，磁飽和電抗器式脈沖弧焊電源常用作非熔化極氣體維護焊的焊接電源。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源3晶閘管式脈沖弧焊電源晶閘管式脈沖弧焊電源按其獲得脈沖電流的方式不同，可分

10、為晶閘管給定值式脈沖弧焊電源和晶閘管斷續(xù)器式脈沖弧焊電源兩類。1晶閘管給定值式脈沖弧焊電源晶閘管給定值式脈沖弧焊電源的主回路與普通晶閘管式弧焊整流器一樣，但控制電路比較環(huán)節(jié)的給定值電壓信號不是恒定的直流電壓，而是脈沖電壓，使輸出電流也相應(yīng)地成為脈沖電流，即焊脈沖電流是由脈沖式給定電壓控制的。當脈沖式給定電壓為高幅值時，主電路將輸出相應(yīng)幅值的脈沖電流，這類脈沖式弧焊電源的脈沖頻率調(diào)理范圍較小，其運用范圍遭到一定限制；當脈沖式給定電壓為低幅值時，主電路將輸出與其相應(yīng)的根本電流，這類脈沖式弧焊電源的運用范圍較廣。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源晶閘管斷續(xù)器式脈沖弧焊電源可分為交流斷續(xù)器式脈沖弧焊

11、電源和直流斷續(xù)器式脈沖弧焊電源兩種。其中直流斷續(xù)器式脈沖弧焊電源按供電方式又可分為單電源式脈沖弧焊電源和雙電源式脈沖弧焊電源。晶閘管斷續(xù)器式脈沖弧焊電源可分為交流斷續(xù)器式脈沖弧焊電源和直流斷續(xù)器式脈沖弧焊電源兩種。其中直流斷續(xù)器式脈沖弧焊電源按供電方式又可分為單電源式脈沖弧焊電源和雙電源式脈沖弧焊電源。Conclusion工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源4晶體管式脈沖弧焊電源晶體管式脈沖弧焊電源是在變壓、整流后的直流輸出端串入大功率晶體管組，依托大功率晶體管組、電子控制電路與不同的閉環(huán)控制相配合，獲得不同的外特性和輸出電流波形。大功率晶體管組在主電路中發(fā)揚兩個作用：第一是發(fā)揚線性放大調(diào)理器

12、即可控電阻的作用，第二是發(fā)揚電子開關(guān)的作用。根據(jù)大功率晶體管組任務(wù)方式的不同，可將晶體管式脈沖弧焊電源分為模擬式晶體管脈沖弧焊電源和開關(guān)式晶體管脈沖弧焊電源兩類。從圖中可以看出，控制電路從主電路的輸出檢流器M中取出反響信號后，與給定信號i和u分別在放大器A1和A2比較放大后獲得控制信號，經(jīng)過比例加法器A3綜合放大后，輸入大功率晶體管組VT的基極，從而獲得所需求的電源外特性。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源1模擬式晶體管脈沖弧焊電源模擬式晶體管脈沖弧焊電源的主電路由三相變壓器TC、整流器UR、濾波電容器組CL濾波后，獲得所需的焊接空載電壓約幾十伏。目前，模擬式晶體管脈沖弧焊電源通常運用于高質(zhì)

13、量焊接場所，如MAG、MIG、TIG等離子弧焊和埋弧焊等，也可用于機器人焊接場所。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源2開關(guān)式晶體管脈沖弧焊電源開關(guān)式晶體管脈沖弧焊電源的晶體管組VT任務(wù)在開關(guān)形狀，當晶體管組處于“開飽和導通時，輸出電流很大，晶體管組的壓降接近于零；當晶體管組處于“關(guān)截止時，晶體管組的壓降高而輸出電流接近于零。目前，開關(guān)式晶體管脈沖弧焊電源通常運用于鎢極氬弧焊和等離子弧焊場所。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源義務(wù)二 認識逆變式弧焊電源逆變是指將直流電DC轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟夾C的過程，實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變的安裝稱為逆變器。逆變式弧焊電源又稱為弧焊逆變器、逆變焊機等是一種將三相工頻交流網(wǎng)絡(luò)電

14、壓，先經(jīng)輸入整流器整流和濾波變成直流電，再經(jīng)過大功率開關(guān)電子元件的交替開關(guān)作用，逆變成幾千赫至幾十千赫的中頻交流電電壓，同時經(jīng)變壓器降至適宜于焊接的幾十伏電壓，再經(jīng)整流和電抗濾波后，輸出相當平穩(wěn)的直流焊接電流。一、逆變式弧焊電源的特點1高效節(jié)能。2體積小、質(zhì)量輕。3具有良好的動特性和弧焊工藝性能。4可用計算機或單旋鈕控制調(diào)理焊接工藝參數(shù)。5設(shè)備費用較低，但對制造技術(shù)要求較高。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源二、逆變式弧焊電源的主要組成及其作用1主電路主電路由供電系統(tǒng)、電子功率系統(tǒng)和焊接電弧等組成。1供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)將工頻交流電經(jīng)整流器變換為穩(wěn)定的直流電供應(yīng)電子功率系統(tǒng)逆變器。同時，供電系統(tǒng)

15、還經(jīng)過變壓、整流、濾涉及穩(wěn)壓系統(tǒng)為電子控制系統(tǒng)提供所需的各種直流電壓。2電子功率系統(tǒng)電子功率系統(tǒng)起著變換電參數(shù)的作用，并以低電壓、大電流方式使焊接電弧獲得所需的電氣性能和工藝參數(shù)。電子控制系統(tǒng)包括驅(qū)動電路和控制電路兩部分。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源3給定反響系統(tǒng)給定反響系統(tǒng)由檢測電路P、給定電路G、比較放大電路A等組成。檢測電路的主要作用是提取電弧電壓和電流的反響信號；給定電路的主要作用是提供應(yīng)定信號，并由它決議焊接電弧的電流大??；比較放大電路的主要作用是將反響信號與給定信號比較后進展放大，與電子控制系一致同實現(xiàn)對逆變式弧焊電源的閉環(huán)控制，并使逆變式弧焊電源獲得所需外特性和動特性。三

16、、逆變式弧焊電源的根本任務(wù)原理逆變式弧焊電源是：工頻交流電AC直流電DC高壓中頻交流電AC降壓AC二次整流直流電DC輸出。假設(shè)有必要，換可以將直流電變成矩形波電流。因此，在逆變式弧焊電源中可采用三種逆變體制：工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源第一種逆變體制是：ACDCAC。第二種逆變體制是：ACDCACDC。第一種逆變體制是：ACDCACDCAC矩形波。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源四、逆變式弧焊電源的外特性及焊接參數(shù)調(diào)理1逆變式弧焊電源的外特性逆變式弧焊電源可以根據(jù)不同的弧焊工藝要求獲得不同的外特性。2逆變式弧焊電源焊接參數(shù)的調(diào)理方法逆變式弧焊電源焊接參數(shù)的調(diào)理方法主要有定脈寬調(diào)頻率

17、、定頻率調(diào)脈寬和混合調(diào)理等。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源1定脈寬調(diào)頻率定脈寬調(diào)頻率的特點是脈沖電壓寬度不變，經(jīng)過改動逆變器的開關(guān)頻率來調(diào)理焊接參數(shù)的大小。開關(guān)頻率越高，輸出電壓越高。通常晶閘管式逆變弧焊電源就是采用此方法進展焊接參數(shù)調(diào)理的。2定頻率調(diào)脈寬定頻率調(diào)脈寬的特點是脈沖電流頻率不變，經(jīng)過改動逆變器的開關(guān)脈沖的脈寬比來調(diào)理焊接參數(shù)。脈寬比越大，那么任務(wù)電流也越大。晶體管式、場效應(yīng)管式逆變弧焊電源就是采用此方法進展焊接參數(shù)調(diào)理的。3混合調(diào)理混合調(diào)理的特點是經(jīng)過調(diào)頻率和調(diào)脈寬相結(jié)合的方式進展焊接參數(shù)的調(diào)理。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源五、逆變式弧焊電源的分類及運用1逆變式弧焊

18、電源的分類1按采用的不同功率開關(guān)器件進展分類，可分為晶閘管式逆變弧焊電源、晶體管式逆變弧焊電源、場效應(yīng)管式逆變弧焊電源和IGBT式逆變弧焊電源。2按輸出電流種類進展分類，可分為直流逆變弧焊電源、脈沖式逆變弧焊電源和矩形波交流逆變弧焊電源等。3按電源外特性進展分類，可分為恒流特性逆變弧焊電源、恒壓特性逆變弧焊電源、緩降特性逆變弧焊電源和多特性逆變弧焊電源等。2逆變式弧焊電源的運用逆變式弧焊電源主要用于焊條電弧焊、熔化極氣體維護焊、等離子弧焊與切割、埋弧焊以及弧焊機器人焊接等。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源六、常用逆變式弧焊電源的根本任務(wù)原理 1晶閘管式逆變弧焊電源晶閘管式逆變弧焊電源采用晶

19、閘管作為逆變器的大功率開關(guān)器件，其主電路由輸入整流管UR1、逆變電路和輸出整流器UR2等組成。主電路的中心部分是逆變電路，它由晶閘管VTI和VT2、中頻變壓器T，電容C2C5、電感L1和L2等組成，并構(gòu)成“串聯(lián)對稱半橋式逆變器。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源晶閘管式逆變弧焊電源經(jīng)過逆變可將輸入整流器UR1整流后的直流電轉(zhuǎn)換為12kHz或更高的中頻交流電，然后經(jīng)中頻變壓器T降壓和輸出整流器UR2整流，最后可獲得穩(wěn)定的直流電輸出。晶閘管式逆變弧焊電源的特點是：任務(wù)可靠性較高；逆變?nèi)蝿?wù)頻率較低；驅(qū)動功率低，控制電路比較簡單；電源制造本錢低；單管容量大，不用途理多管并聯(lián)復雜技術(shù)問題。工程六 脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源2晶體管式逆變弧焊電源晶體管式逆變弧焊電源采用大功率晶體管GTR組取代大功率晶閘管作為逆變器的大功率開關(guān)器件，它與晶閘管式逆變弧焊電源的主要區(qū)別在逆變主電路上，其他部分根本一樣。晶體管式逆變弧焊電源的外特性是經(jīng)過電流、電壓的負反響與電子控制電路的配合以改動脈沖寬度來控制的。