1、第四章第四章 埋弧焊埋弧焊.1 埋弧焊的特点和应用埋弧焊的特点和应用 一、埋弧焊的焊接过程及基本特点一、埋弧焊的焊接过程及基本特点 定义：埋弧焊是利用焊丝与工件之间在焊剂层下燃烧的电弧产生热量，定义：埋弧焊是利用焊丝与工件之间在焊剂层下燃烧的电弧产生热量，熔化焊丝、焊剂和母材金属而形成焊缝的熔化极电弧焊方法。熔化焊丝、焊剂和母材金属而形成焊缝的熔化极电弧焊方法。焊丝焊丝 焊剂漏斗焊剂漏斗 导电嘴导电嘴 VwVw 焊剂焊剂 工件工件 送丝滚轮送丝滚轮 熔渣熔渣 焊接小车焊接小车 渣壳渣壳 电弧电弧 熔池熔池 埋弧焊的焊接过程如上图所示。焊接时电源的两极分别接在导电嘴埋弧焊的焊接过程如上图所示。焊
2、接时电源的两极分别接在导电嘴和工件上，焊丝通过导电嘴与工件接触，在焊丝周围撤上焊剂，然和工件上，焊丝通过导电嘴与工件接触，在焊丝周围撤上焊剂，然后接通电源，则电流经过导电嘴、焊丝与工件构成焊接回路。焊接后接通电源，则电流经过导电嘴、焊丝与工件构成焊接回路。焊接时，焊机的起动、引弧、送丝、机头（或焊件）移动等过程全由焊时，焊机的起动、引弧、送丝、机头（或焊件）移动等过程全由焊机进行机械化控制，焊工只需按动相应的按钮即可完成工作。机进行机械化控制，焊工只需按动相应的按钮即可完成工作。基本特点基本特点:1 1）电弧在气泡（熔化焊剂形成）中燃烧：电弧在气泡（熔化焊剂形成）中燃烧：隔绝熔池与空气、防止弧
3、光。隔绝熔池与空气、防止弧光。2 2）焊接过程自动进行焊接过程自动进行：焊丝送进、电弧引燃、小车行走。：焊丝送进、电弧引燃、小车行走。二二优缺点优缺点 1 1 埋弧焊的主要优点埋弧焊的主要优点 1 1）焊接生产率高）焊接生产率高 。原因：干伸长短，可用大电流焊接（原因：干伸长短，可用大电流焊接（H H大：厚度大：厚度20mm20mm钢板，不开坡口一钢板，不开坡口一次焊透）；热效率高。次焊透）；热效率高。结果：焊速大。厚度结果：焊速大。厚度8 810mm10mm工件，手弧焊：工件，手弧焊：Vw6Vw68M/h 8M/h 埋弧焊：埋弧焊：Vw=30Vw=3050M/h 50M/h 焊条电弧焊与埋弧
4、焊的焊接电流和电流密度比较焊条电弧焊与埋弧焊的焊接电流和电流密度比较 2 2）焊缝质量好）焊缝质量好 保护好（保护好（O O、N N含量低）；减少了焊缝中产生气孔、裂纹等缺陷的含量低）；减少了焊缝中产生气孔、裂纹等缺陷的可能性；焊接过程稳定（成分、机械性能）可能性；焊接过程稳定（成分、机械性能）3 3）焊接成本较低：）焊接成本较低：工件可不开坡口或开小坡口，减少了焊缝中焊丝的填充量；工件可不开坡口或开小坡口，减少了焊缝中焊丝的填充量；飞溅极少，又没有焊条头的损失；飞溅极少，又没有焊条头的损失；热效率高，故在单位长度焊缝上所消耗的电能也大大减少热效率高，故在单位长度焊缝上所消耗的电能也大大减少
5、4 4）劳动条件好：）劳动条件好：机械化和自动化机械化和自动化 没有弧光的有害影响，放出的烟尘和有害气体也较少没有弧光的有害影响，放出的烟尘和有害气体也较少 2 2埋弧焊的主要缺点埋弧焊的主要缺点 1 1）焊接位置受限焊接位置受限 2 2）焊剂氧化性强，不适合焊接活泼金属如铝、钛及其合金等。焊剂氧化性强，不适合焊接活泼金属如铝、钛及其合金等。3 3）机动灵活性差机动灵活性差 ，适于长、直焊缝。，适于长、直焊缝。4 4）难以焊接薄板。电流小于难以焊接薄板。电流小于100A100A时电弧稳定性不好时电弧稳定性不好 5 5）设备容量大，费用高。设备容量大，费用高。6 6）焊缝金属的冲击韧性普遍不好：
6、热输入大，焊缝金属晶粒粗大。）焊缝金属的冲击韧性普遍不好：热输入大，焊缝金属晶粒粗大。?应用范围应用范围 1 1）焊缝类型和工件厚度）焊缝类型和工件厚度 ：可以保持在水平位置、或倾斜度不大的：可以保持在水平位置、或倾斜度不大的对接、角接和搭接接头对接、角接和搭接接头 ；5mm 5mm 650mm 650mm。2 2）焊接材料种类）焊接材料种类 能焊：能焊：碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及某些有色碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及某些有色金属（如镍基合金、铜合金等）金属（如镍基合金、铜合金等）不能焊接：不能焊接：铸铁铸铁（why?)why?)、铝、镁、铝、镁（why?)wh
7、y?)、铅、锌、铅、锌 等等（why?why?课后课后作业）作业）4.2 4.2 埋弧自动焊的冶金特点埋弧自动焊的冶金特点 一一焊剂、焊丝及其配合焊剂、焊丝及其配合 （一）（一）焊剂焊剂 1 1 焊剂的作用：焊剂的作用：保护、稳定电弧、渗合金、对焊缝整形等。保护、稳定电弧、渗合金、对焊缝整形等。2 2 焊剂分类：焊剂分类：1 1）熔炼焊剂：）熔炼焊剂：焊缝外表美观，缺点不能大量渗合金，脱氧不焊缝外表美观，缺点不能大量渗合金，脱氧不完全。完全。2 2）烧结焊剂：）烧结焊剂：容易添加合金、焊缝性能特别是冲击韧性优良、容易添加合金、焊缝性能特别是冲击韧性优良、具有良好的经济性。具有良好的经济性。注意
8、：焊剂使用时的烘干温度。注意：焊剂使用时的烘干温度。3 34 4焊剂的种类及特点焊剂的种类及特点:P209:P209 焊剂酸、碱度的计算略。焊剂酸、碱度的计算略。（二）（二）焊丝及选用焊丝及选用 1 1 焊丝的选用原则：焊丝的选用原则：低碳钢和低合金高强钢焊接选与母材强低碳钢和低合金高强钢焊接选与母材强 度相匹配的焊丝；耐热钢和不锈钢的焊接应选用与钢材成分度相匹配的焊丝；耐热钢和不锈钢的焊接应选用与钢材成分 相近的焊丝。相近的焊丝。（why?)why?)2 21 12 23 34 4焊丝直径与焊接电流范围焊丝直径与焊接电流范围 见见P208 P208 低碳钢采用高低碳钢采用高SiSi、MnMn
9、焊剂配焊剂配H08AH08A焊丝，或低焊丝，或低SiSi、MnMn焊剂焊剂配配H08MnAH08MnA焊丝。焊丝。低合金高强钢的焊接可选用中低合金高强钢的焊接可选用中SiSi、MnMn焊剂配低合金高强焊剂配低合金高强钢焊丝。钢焊丝。耐热钢、低锰钢、耐蚀钢的焊接可选用中硅或低硅焊剂耐热钢、低锰钢、耐蚀钢的焊接可选用中硅或低硅焊剂配相应的合金钢焊丝。配相应的合金钢焊丝。铁素体、奥氏体钢选用碱度较高的焊剂。铁素体、奥氏体钢选用碱度较高的焊剂。（三）（三）焊丝与焊剂的选配原则焊丝与焊剂的选配原则 二二 冶金特点冶金特点 （一）（一）一般特点一般特点 1 12 23 3焊接区域保护好，空气不易侵入；焊接
10、区域保护好，空气不易侵入；熔池停留时间长，反应充分；熔池停留时间长，反应充分；焊缝化学成分稳定。焊缝化学成分稳定。（二）主要冶金反应（低碳钢）（二）主要冶金反应（低碳钢）液态金属中某一元素被焊剂中某一元素取代的反应。液态金属中某一元素被焊剂中某一元素取代的反应。1Si、Mn的还原反应的还原反应）Si、Mn的作用：的作用：Mn的作用：降低焊缝热裂纹的危险性，改善机械性能。的作用：降低焊缝热裂纹的危险性，改善机械性能。Si的作用：使熔池镇静，并保证取得致密的焊缝。的作用：使熔池镇静，并保证取得致密的焊缝。）冶金反应方程式）冶金反应方程式 2Fe+(SiO2)2(FeO)+Si Fe+(MnO)(F
11、eO)+Mn 还原出来的还原出来的Si、Mn过渡到熔池中去。过渡到熔池中去。）SiSi、MnMn的还原反应发生在温度较高的区域：首先是弧柱，的还原反应发生在温度较高的区域：首先是弧柱，其次是焊丝端部，再次为熔池前部。其次是焊丝端部，再次为熔池前部。影响影响Si、Mn过渡的因素过渡的因素）焊剂的成分焊剂的成分 MnOMnO、SiOSiO2 2含量增加，含量增加，Si Si、MnMn过渡增加过渡增加 焊剂的氧化性增强（焊剂的氧化性增强（FeFe2 2O O3 3、MnMn2 2O O3 3增加增加)，Si Si过渡减少过渡减少 MnOMnO相同时，相同时，SiO SiO2 2含量增加，含量增加，M
12、n Mn过渡减少过渡减少 2 2）焊丝、母材中焊丝、母材中Si、Mn的原始浓度的原始浓度 原始浓度越低，过渡增加；增加任意一种原始浓度，另原始浓度越低，过渡增加；增加任意一种原始浓度，另一种过渡增加一种过渡增加 3 3）焊剂中的碱度增加，）焊剂中的碱度增加，Mn Mn过渡增加，而过渡增加，而SiSi过渡减少过渡减少 4 4）焊接规范参数：）焊接规范参数：小电流：小电流：Si Si、MnMn过渡增加过渡增加 大电压：大电压：Si Si、MnMn过渡增加过渡增加 3 3C C的烧损的烧损 1 1）来源：焊丝、母材；）来源：焊丝、母材；2 2）反应反应 3 3）发生在熔滴过渡过程中；发生在熔滴过渡过
13、程中；4 4）危害：）危害：COCO气孔。气孔。5 5）解决措施：提高解决措施：提高SiSi含量；降低含量；降低C C含量。含量。4 4S S、P P的限制的限制 危害：危害：S S：形成低熔共晶，导致热裂纹。：形成低熔共晶，导致热裂纹。P P：冷脆。：冷脆。措施：降低焊剂、母材、焊丝的措施：降低焊剂、母材、焊丝的S S、P P 5 5脱脱H H 1 1）来源：焊丝、母材中的水分、铁锈、油污；）来源：焊丝、母材中的水分、铁锈、油污；2 2）危害：）危害：H H溶解度高温大、低温小，来不及析出，产生溶解度高温大、低温小，来不及析出，产生H H气孔气孔和和H H脆。脆。3 3）措施）措施 a.a.
14、杜绝来源杜绝来源 b.b.将熔池中的将熔池中的H H结合成不溶于熔池的化合物：结合成不溶于熔池的化合物：HFHF、OHOH；焊剂；焊剂中有中有CaFCaF2 2和和SiOSiO2 2,能提供能提供F F；形成；形成HFHF；存在；存在O,O,形成形成OH OH 4.3 4.3 埋弧焊设备埋弧焊设备 一一分类分类 电极形状：焊丝电极、卷带电极、板状电极。电极形状：焊丝电极、卷带电极、板状电极。电极数分类：单电极、多电极。电极数分类：单电极、多电极。行走装置：牵引式小车行走方式、门架式、悬臂式。行走装置：牵引式小车行走方式、门架式、悬臂式。二二结构特点结构特点 基本构成：机械部分、电源部分及控制系
15、统部分。基本构成：机械部分、电源部分及控制系统部分。1 1机械部分：机械部分：送丝机头、小车、机头调整机构、导电咀及送丝机头、小车、机头调整机构、导电咀及焊剂回收器等。焊剂回收器等。2 2电源：电源：交流或直流（根据焊剂、强度要求）。低交流或直流（根据焊剂、强度要求）。低MnMn、低、低SiSi、中、中F F及以上的焊剂，基本采用直流及以上的焊剂，基本采用直流（什么接性？）（什么接性？）外特性：一般采用陡降外特性。外特性：一般采用陡降外特性。3 3 控制系统：控制系统：焊机外特性控制、送丝控制、自动焊接小车的焊机外特性控制、送丝控制、自动焊接小车的控制以及焊接过程控制。控制以及焊接过程控制。三
16、三MZ-1000MZ-1000焊机电气原理焊机电气原理 1 12 2组成组成：主电路、小车拖动电路、送丝电路、顺序控制电：主电路、小车拖动电路、送丝电路、顺序控制电路、焊接电流调节电路、弧压反馈电路、辅助电路。路、焊接电流调节电路、弧压反馈电路、辅助电路。空载调节空载调节 1 1）焊丝调节；）焊丝调节；2 2）小车调节）小车调节 3 3）电流大小调节；电流大小调节；4 4）反馈深度调节反馈深度调节 3 34 4整个焊接过程简介整个焊接过程简介 常用埋弧自动焊机简介常用埋弧自动焊机简介 焊丝初始位置调节：焊丝初始位置调节：AN1送丝；送丝；AN2回抽回抽 380V380V 焊接电焊接电 流调节流
17、调节 AN6AN6 焊机启、停：焊机启、停：AN9启动，启动，AN10停止停止 AN4AN4 AN3AN3 AN7AN7 J1 AN8AN8 J2 J2-1J2-1 J1-1J1-1 AN5AN5 J3-2J3-2 CJ1CJ1 380V CJ2CJ2 CJ3CJ3 J3 AN9AN9 焊丝焊丝 DKDK 导电嘴导电嘴 工件工件 送丝滚轮送丝滚轮 R R1 1 V Vf f K K4 4 AN1AN1 CJ4CJ4 CJ AN10AN10 Q Q3 3 Q Q3 3 Q Q2 2 J3-1J3-1 W2W2 D D CJ5CJ5 CJ7CJ7 F F CJ6CJ6 Q Q1 1 AN2AN2
18、UgUg PWMPWM直流调速、换向控制直流调速、换向控制 直直 流流 电电 源源 脉宽脉宽 调制调制 电压电压 输出电压输出电压 T1 T3 M 弧压反馈弧压反馈 控制控制 电路电路 T2 T4 4.4 4.4 埋弧焊工艺及规范参数选择埋弧焊工艺及规范参数选择 一一1 1焊前准备焊前准备 坡口加工：坡口加工：14mm 14mm 不开坡口不开坡口 =14=1422mm,V22mm,V型，型，=50=50 6060 =22=2250mm,X50mm,X型，重要结构型，重要结构U U型。型。埋弧焊焊缝坡口的基本形式已经标准化，各种坡口适用的厚度、基本尺埋弧焊焊缝坡口的基本形式已经标准化，各种坡口适
19、用的厚度、基本尺寸和标注方法见寸和标注方法见GB986GB986一一19881988的规定的规定 焊件的清理焊件的清理 坡口及附近区域表面上的锈蚀、油污、氧化物、水分等清理干净。坡口及附近区域表面上的锈蚀、油污、氧化物、水分等清理干净。大量生产时可用喷丸处理方法；批量不大时也可用手工清理，即用钢丝刷、风动大量生产时可用喷丸处理方法；批量不大时也可用手工清理，即用钢丝刷、风动和电动砂轮或钢丝轮等进行清除；必要时还可用氧一乙炔火焰烘烤焊接和电动砂轮或钢丝轮等进行清除；必要时还可用氧一乙炔火焰烘烤焊接部位，以烧掉工件表面的污垢和油漆，并烘干水分。部位，以烧掉工件表面的污垢和油漆，并烘干水分。装配时必
20、须保证接缝间隙均匀，高低平整不错边，特别是在单面焊双面成形装配时必须保证接缝间隙均匀，高低平整不错边，特别是在单面焊双面成形的埋弧焊中更应严格控制。定位焊的位置一般应在第一道焊缝的背面，的埋弧焊中更应严格控制。定位焊的位置一般应在第一道焊缝的背面，长度一般应大于长度一般应大于30mm30mm。对直缝的工件装配，须在接缝两端加装引弧板和引出板。对直缝的工件装配，须在接缝两端加装引弧板和引出板。二二1a.b.c.工艺及规范参数选择工艺及规范参数选择 双面对接焊缝双面对接焊缝 优点：对装配要求、规范波动要求低。优点：对装配要求、规范波动要求低。主要问题：第一面施焊时保证一定熔深，又要防止熔主要问题：
21、第一面施焊时保证一定熔深，又要防止熔化金属的流溢和烧穿。化金属的流溢和烧穿。常采用的施焊方法：常采用的施焊方法：悬空焊（间隙小于悬空焊（间隙小于mm，正面，正面焊接焊接H到一半，反面到到一半，反面到60%70%）、焊剂垫及临时）、焊剂垫及临时性工艺垫（正面第一次焊接性工艺垫（正面第一次焊接H大于大于60%70%）。单面焊双面成形单面焊双面成形 优点：效率高。优点：效率高。a.b.常采用的施焊方法：焊剂垫法、铜垫法及热固焊剂衬常采用的施焊方法：焊剂垫法、铜垫法及热固焊剂衬垫法。垫法。二二角接焊缝：通常采用船形位置施焊。角接焊缝：通常采用船形位置施焊。4.5 熔化极电弧焊自动调节系统熔化极电弧焊自
22、动调节系统 4.5.1 4.5.1 自动调节基本原理自动调节基本原理 一一焊接过程的稳定性焊接过程的稳定性（稳定什么？怎么稳定？）（稳定什么？怎么稳定？）概念：概念：是指焊丝熔化、熔滴过渡、母材熔化、冷却结晶等过程稳定，是指焊丝熔化、熔滴过渡、母材熔化、冷却结晶等过程稳定，取决于：取决于：I、U、VW等参数的稳定性。等参数的稳定性。（复习各参数影响？）（复习各参数影响？）一般焊接方法要求一般焊接方法要求I变化范围：变化范围：252550A50A；U变化范围：变化范围：2V.2V.对于气体保护焊要求更严格。对于气体保护焊要求更严格。影响影响I、U的外界因素的外界因素(弧焊电源中稳定燃烧点的确定？
23、相交并条件）弧焊电源中稳定燃烧点的确定？相交并条件）1）电弧静特性曲线变化：送丝不均匀、焊炬高度变化、焊剂成分不稳。）电弧静特性曲线变化：送丝不均匀、焊炬高度变化、焊剂成分不稳。2）电源外特性：网压波动、电源内部元件标称值变化。）电源外特性：网压波动、电源内部元件标称值变化。弧长变化引起的焊接过程不稳最突出，弧长变化引起的焊接过程不稳最突出，原因：弧长短（小于几十原因：弧长短（小于几十mm）；电场强度大（）；电场强度大（1040V/cm)40V/cm)，弧长，弧长变化很小就可使电压变化很大。变化很小就可使电压变化很大。3 3恒值控制的调节系统恒值控制的调节系统 1 1）人工调节系统（手弧焊为例
24、）人工调节系统（手弧焊为例）脑脑 手手 眼眼 2 2）自动调节系统）自动调节系统 比较环节比较环节 参考输入参考输入 偏差偏差 4 4焊接电弧焊接电弧 控制量控制量 控制器控制器 检测环节检测环节 被控对象被控对象 输出输出 自动控制系统的三个主要环节自动控制系统的三个主要环节 比较环节、控制器（执行环节）、检测环节比较环节、控制器（执行环节）、检测环节 二二1 12 23 3 对自动控制系统的基本要求对自动控制系统的基本要求 稳定性：稳定性：动态特性：动态特性：稳态性能（稳态误差）：稳态性能（稳态误差）：电源+设备 给定值 自动控自动控 制系统制系统 被控被控 对象对象 输出 Y 输出响应
25、Mp Y 5%输出响应 输入 tr ts（a）时间t 输入 时间t(b)4.5.2 4.5.2 熔化极电弧焊的自身调节系统熔化极电弧焊的自身调节系统 熔化极电弧焊调节系统：等速送丝式焊机采用电弧自身调节系统；变速熔化极电弧焊调节系统：等速送丝式焊机采用电弧自身调节系统；变速送丝式焊机采用电弧电压反馈自动调节系统。送丝式焊机采用电弧电压反馈自动调节系统。一一1 12 2熔化极电弧自身调节系统的静特性熔化极电弧自身调节系统的静特性 稳定焊接的条件：稳定焊接的条件：Vf?Vm熔化速度与焊接电流、焊接电压之间的关系熔化速度与焊接电流、焊接电压之间的关系 Vm?kiI?kuU 3 3静特性曲线静特性曲线
26、 由此可得静特性曲线方程为：由此可得静特性曲线方程为：I?1(V?k U)fuki 它表示在给定的送丝速度下，焊接稳定时，焊接电流与焊接电压之间的它表示在给定的送丝速度下，焊接稳定时，焊接电流与焊接电压之间的关系。关系。由此得到的就是等熔化特性曲线：熔化速度恒定情况下，焊接电流与焊由此得到的就是等熔化特性曲线：熔化速度恒定情况下，焊接电流与焊接电压之间的关系。接电压之间的关系。C曲线（静特性曲线）：曲线（静特性曲线）：1）曲线上的点，送丝速度等）曲线上的点，送丝速度等 U A 熔化特性曲线熔化特性曲线 B C I 于熔化速度，焊接过程稳定，于熔化速度，焊接过程稳定，离开曲线上的点时，送丝速度离
27、开曲线上的点时，送丝速度 不等于熔化速度，焊接过程不稳定。不等于熔化速度，焊接过程不稳定。）电弧稳定工作点应该是：）电弧稳定工作点应该是：电源外特性曲线、电弧静特性曲线和电源外特性曲线、电弧静特性曲线和 自身调节系统静特性曲线自身调节系统静特性曲线三者的交点。三者的交点。讲解：与焊接电源中的并无矛盾：此处三者相交，无附加条件！讲解：与焊接电源中的并无矛盾：此处三者相交，无附加条件！曲线特点曲线特点）长弧长弧时，时，C曲线几乎垂直于电流轴，曲线几乎垂直于电流轴，kU小，可忽略。小，可忽略。用处？用处？）VVC曲线平行向右或左移动。曲线平行向右或左移动。用处？用处？?Vm?kiIff增加或减小时，
28、增加或减小时，）只增加焊丝直径时，只增加焊丝直径时，C曲线平行向右移动。曲线平行向右移动。）只增加焊丝干伸长时，只增加焊丝干伸长时，C曲线平行向左移动。曲线平行向左移动。二二 电弧自身调节系统原理电弧自身调节系统原理 调节过程调节过程 弧长变短，电源提供的电流远大于等熔化特性曲线（自身调节系统静弧长变短，电源提供的电流远大于等熔化特性曲线（自身调节系统静 特性曲线）与电弧静特性曲线交点的电流（保证送丝速度等于熔化速特性曲线）与电弧静特性曲线交点的电流（保证送丝速度等于熔化速 度的电流）度的电流）（课后要求：自己画图说明，弧长在（课后要求：自己画图说明，弧长在2-8mm区间时的调节区间时的调节过
29、程，外特性为下降和陡降；自调节特性过程，外特性为下降和陡降；自调节特性C点一下的调节过程）点一下的调节过程）电源外特性曲线电源外特性曲线 自身调节系统静特性曲线自身调节系统静特性曲线 U 电弧静特性曲线电弧静特性曲线 O L O2 O1 L1 I I2 I0 I1 电弧弧长变化（加长或缩短）时，能够自动恢复电弧弧长变化（加长或缩短）时，能够自动恢复。系统的调节作用是基于系统的调节作用是基于等速送丝等速送丝时弧长变化导致时弧长变化导致焊接电流变化焊接电流变化，进，进而导致焊丝而导致焊丝熔化速度变化熔化速度变化使弧长得以恢复的使弧长得以恢复的 。电弧自身调节的灵敏度电弧自身调节的灵敏度 ）焊丝直径
30、和电流密度）焊丝直径和电流密度 ）电源外特性形状：）电源外特性形状：）弧柱的电场强度。）弧柱的电场强度。注意：注意：该种系统适合于该种系统适合于小直径小直径，并且采用，并且采用平或缓降特性电源平或缓降特性电源匹配匹配等速送丝等速送丝(特殊情况：弧长特殊情况：弧长mmmm段可采用恒流、也可采用平特性！）段可采用恒流、也可采用平特性！）三三误差误差 生变化，平特性误差比下降特性误差小。（主要是电压误差生变化，平特性误差比下降特性误差小。（主要是电压误差P154-P154-1 1 弧长波动时：弧长波动时：焊炬高度不变时无误差；焊炬高度变化时，引起干伸长发焊炬高度不变时无误差；焊炬高度变化时，引起干伸
31、长发155)155)2 2 网压波动：网压波动：采用平特性电源的焊接电压误差比下降特性小。采用平特性电源的焊接电压误差比下降特性小。四四 电弧自身调节系统规范参数的调节方法电弧自身调节系统规范参数的调节方法 焊接电流：送丝速度焊接电流：送丝速度 焊接电压：电源外特性焊接电压：电源外特性 调节范围如何确定？调节范围如何确定？（1）焊接电源决定了电流的范围，送丝速度的调节范围依据电源来确定；）焊接电源决定了电流的范围，送丝速度的调节范围依据电源来确定；（2）电源确定了电压范围。）电源确定了电压范围。因此该种系统，整体是由电源来确定。因此该种系统，整体是由电源来确定。4.5.3 4.5.3 电弧电压
32、反馈自动调节系统电弧电压反馈自动调节系统 问题的提出：问题的提出：焊丝越小，电弧自身调节系统调节灵敏度越高；但当焊丝焊丝越小，电弧自身调节系统调节灵敏度越高；但当焊丝直径较大，采用陡降特性电源时，只靠电弧自身调节系统就不能满直径较大，采用陡降特性电源时，只靠电弧自身调节系统就不能满足要求了。足要求了。一一 电弧电压反馈自动调节系统的静特性曲线电弧电压反馈自动调节系统的静特性曲线 Q Q1 1 UgUg D D 焊丝焊丝 电源电源 导电嘴导电嘴 工件工件 送丝滚轮送丝滚轮 F F Q Q2 2 V Vf f U UC C 1 12 2电弧电压电弧电压UcUc与送丝速度与送丝速度V Vf f、送丝
33、电动机电压送丝电动机电压U USDSD之间的关系。之间的关系。焊丝熔化速度与焊接电流之间的关系焊丝熔化速度与焊接电流之间的关系 Vf?k(UC?Ug)（1 1）Vm?kiI?kuU （2 2）3 3 自动调节系统的静特性曲线自动调节系统的静特性曲线 Vf?Vm （3 3）由（由（1 1）、（）、（2 2）、）、(3)(3)可得：可得：kik UC?Ug?Ik?kuk?ku 上式表明了弧压反馈调节系统中焊接电流与焊接电压之间的关系，称为上式表明了弧压反馈调节系统中焊接电流与焊接电压之间的关系，称为弧压反馈调节系统静特性曲线方程。弧压反馈调节系统静特性曲线方程。由弧压反馈调节系统静特性曲线方程得出
34、的表示焊接电流与焊接电压之由弧压反馈调节系统静特性曲线方程得出的表示焊接电流与焊接电压之间的关系的曲线称为弧压反馈调节系统静特性曲线间的关系的曲线称为弧压反馈调节系统静特性曲线 UC ki斜率：斜率：k?kukUgk?ku弧压反馈调节系统静特性曲弧压反馈调节系统静特性曲线线 I 曲线的物理意义及其特点曲线的物理意义及其特点）物理意义：曲线上的点送进速度等于熔化速度，系统稳定，否）物理意义：曲线上的点送进速度等于熔化速度，系统稳定，否则不稳定。则不稳定。）特点：）特点：a)b)c)当足够大时，曲线斜率近似为，因此弧压越稳定，问题？当足够大时，曲线斜率近似为，因此弧压越稳定，问题？当当Ug增加或减
35、小时，曲线平行上移或下移，有何用处？增加或减小时，曲线平行上移或下移，有何用处？焊丝直径减小或干伸长增加时，焊丝直径减小或干伸长增加时，ki增加，从而曲线斜率增加，增加，从而曲线斜率增加，弧压不稳，用处？（细丝时增大弧压不稳，用处？（细丝时增大k，粗丝时减小，粗丝时减小k。）。）二二弧压反馈自动调节系统的工作原理弧压反馈自动调节系统的工作原理 利用电弧电压来控制送丝速度，使送丝速度随弧压的增加而增利用电弧电压来控制送丝速度，使送丝速度随弧压的增加而增加，从而自动补偿弧长的波动，保证弧长不变。加，从而自动补偿弧长的波动，保证弧长不变。三三自动调节过程自动调节过程 电源外特性曲线电源外特性曲线 U
36、 O2 电弧静特性曲线电弧静特性曲线 弧压反馈调节系统静特性曲线弧压反馈调节系统静特性曲线 O O1 L L1 I I0 I1I2 稳定工作点为稳定工作点为O O点，弧长变端为点，弧长变端为L1L1O O1 1点，由于电弧点，由于电弧 时，实际工作点在时，实际工作点在电压反馈自动调节系统静特性曲线于电弧静特性曲线交点为电压反馈自动调节系统静特性曲线于电弧静特性曲线交点为O O2 2.对于缓降外特性而言：存在电弧自身调节作用，实际提供为对于缓降外特性而言：存在电弧自身调节作用，实际提供为I I1 1 IIo o；另；另外，由式（外，由式（1 1）可知：送丝速度会减小，甚至会回抽，两方面共同作用，
37、）可知：送丝速度会减小，甚至会回抽，两方面共同作用，电弧恢复原长。电弧恢复原长。四四 灵敏度灵敏度 1 12 2K K增加时，灵敏度提高。增加时，灵敏度提高。K K是否越大越好？是否越大越好？弧柱的电场强度增加时，灵敏度提高。弧柱的电场强度增加时，灵敏度提高。五五a.a.b.b.电弧电压反馈调节系统的精度电弧电压反馈调节系统的精度 焊炬相对工件高度不变焊炬相对工件高度不变 1 1）弧长波动时的调节精度弧长波动时的调节精度 电源外特性曲线电源外特性曲线 U 弧压反馈调节系统静特性曲线弧压反馈调节系统静特性曲线 时能全部恢复。时能全部恢复。存在静态误差。存在静态误差。原因？原因？焊炬相对工件高度变
38、化时，焊炬相对工件高度变化时，O1 O2 I2 I1 O 2 2）电网电压波动时的调节精度电网电压波动时的调节精度 a.a.陡降外特性电流误差：陡降外特性电流误差：I I1 1-I-I0 0 b.b.平外特性电流误差：平外特性电流误差：I I2 2-I-I0 0 I0 I 采用陡降外特性可以减小误差。采用陡降外特性可以减小误差。六六 电弧电压反馈调节系统的参数调节范围电弧电压反馈调节系统的参数调节范围 1 12 2焊接电流：电源外特性曲线。焊接电流：电源外特性曲线。焊接电弧电压：送丝速度给定电压。焊接电弧电压：送丝速度给定电压。相应范围如何确定？相应范围如何确定？两种调节方法比较两种调节方法比
39、较 比比 较较 内内 容容 1控制电路及机构控制电路及机构 2采用的送丝方式采用的送丝方式 3采用的电源外特性采用的电源外特性 4电弧电压调节方法电弧电压调节方法 5焊接电流调节方法焊接电流调节方法 6控制弧长恒定的效果控制弧长恒定的效果 7网路电压波动的影响网路电压波动的影响 8适用的焊丝直径适用的焊丝直径(mm)电弧自身调节电弧自身调节 简单简单 等速送丝等速送丝 平特性或缓降特性平特性或缓降特性 改变电源外特性改变电源外特性 改变送丝速度改变送丝速度 好好 产生静态电弧电压误差产生静态电弧电压误差 0830 电弧电压反馈自动调节电弧电压反馈自动调节 复杂复杂 变速送丝变速送丝 陡降或垂降特性陡降或垂降特性 改变送丝系统的给定电改变送丝系统的给定电压压 改变电源外特性改变电源外特性 好好 产生静态焊接电流误差产生静态焊接电流误差 3060 4.6 埋弧自动焊焊接实际（自学）埋弧自动焊焊接实际（自学）P210 一一接头的坡口形式接头的坡口形式 二二焊接条件的选择焊接条件的选择 三三焊接缺陷及对策焊接缺陷及对策 四四单面焊双面成形单面焊双面成形 4.7 高效埋弧自动焊（自学）高效埋弧自动焊（自学）一一二二三三四四多电极埋弧焊多电极埋弧焊 带状电极堆焊带状电极堆焊 板电极埋弧焊板电极埋弧焊 填充金属焊接填充金属焊接
