可别小看“弧焊焊接电源”

图1—弧焊焊接电源构成
焊接有着悠久而丰富的历史,发展到现在商业弧焊已经有一百多年的历史了,目前已经商业化的焊机有几十种类型。多年来,焊机制造商们不断地根据焊接需求和工艺的变化研发和改进焊接电源,尽管焊接工艺的不断发展,焊接电源仍旧是控制焊接电流、电压和输出功率的重要手段。
弧焊焊接电源基础
电力公司提供的工业用电电压一般为120V、230V、380V或480V,但是这对于弧焊电源来讲电压过高。因此弧焊电源的首要作用就是将高输入电压或线路电压调节到合适的输出电压范围,即20~80v。变压器、固态逆变器或电动马达发电机都可以将工业用电的电压调节至适用于弧焊电源的端子或开路电压。

不过,弧焊电源也可以通过原动机(如内燃机)提供能量。内燃机的旋转能量可以用来使发电机或交流发电机旋转,从而为焊接电源提供电流输入。

焊接变压器、逆变器或发电机/交流发电机可以提供高安培的焊接电流,输出电流范围在30A~1500A范围之间,可以实现交流、直流或者交直流的电流输出。焊接特性也可以实现恒流、恒压或者恒流恒压,部分电源还可以电流或电压的脉冲输出。

不同的电源配置提供的电流类型也不同。例如普通的变压器类型只提供交流特性,变压整流器电源可以根据操作人员的要求提供交流或直流特性。电动发电机电源通常提供直流输出,而交流发电机只提供交流,只有当配备整流器才能输出直流特性。

焊接电源可以继续按照子类别进行分类。例如,钨极氩弧焊焊接电源的具体特性包括:变压器-整流器、恒流、交流/直流输出。任何一种焊接电源的完整参数包括:焊接电流额定值、占空比额定值、使用分类和输入功率要求。当然还包括其他一些特殊功能,如远程控制、高频稳定性、电流脉冲能力、工作和收弧电流的时间控制、波平衡能力和线路电压补偿。传统的磁控制包括:可移动分流、饱和电抗器、磁放大器、串联阻抗或多抽头绕组。固态电子控制可采用相控、硅控整流或逆变控制半导体。电子逻辑电路或微处理器电路可以控制这些元件。

图1所示为电源线供电的焊接电源基本组成。通常弧焊电源不包括熔接器开关,但是该部件对于人员、设备的安全和保护十分重要。

发动机驱动的焊接电源元件与图1不同。它将需要内燃机、发动机调速器和交流发电机,根据需要还可以配备整流器、发电机和输出的控制器件。

在20世纪70年代脉冲电流焊接工艺出现之前,焊接电源一般分为恒流电源和恒压电源。这些分类都是基于电源静态的电流-电压特性进行分类,而未注意到动态电流-电压特性或电弧特性。“恒定”一词只有在常规状态下才是正确的。对于恒压输出的电源,焊接电压实际上会随着电弧电流的增大而减小或略有下降;而恒流输出的电源,电流则会随着电弧长度和电弧电压的减小而逐渐增大。不过对于这两种情况下,目前都有专门的电源可以实现电压或电流的真正恒定输出。恒流电源常称为变压电源,恒压电源常称为恒势电源。这些快速响应类型的固态电源可以在宽泛的频率范围内提供脉冲功率输出。

本文摘自:美国焊接学会(AWS)Welding Journal
译者:郑州机械研究所  秦建
 

长按二维码,关注我们
关于AWS业务、服务等信息,您可在本公众号下,直接咨询在线客服人员