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1、焊接物理,主讲教师：黄健康,3.1.1 电弧静(伏安)特性 焊接电弧静特性的定义是：在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流和电弧电压之间关系的曲线，也称伏-安特性。,3.1、电弧静(伏安)特性,含义：焊接电流随时间以一定形式变化时电弧电压的表现；反映电弧导电性能对电流时间变化的响应能力。,3.1.1 电弧静(伏安)特性炭极电弧，电弧电压与弧长及电流的经验关系：,3.1、电弧静(伏安)特性,3.1.1 电弧静(伏安)特性,3.1、电弧静(伏安)特性,3.1.1 电弧静(伏安)特性,3.1、电弧静(伏安)特性,3.1.1 电弧静(伏安)特性铁电极电弧特性：,3.1、电弧静
2、(伏安)特性,小电流,大电流,3.1.1 电弧静(伏安)特性铁电极电弧特性：,3.1、电弧静(伏安)特性,TIG焊电弧特性,3.1、电弧静(伏安)特性,TIG焊电弧特性,3.1、电弧静(伏安)特性,TIG焊电弧特性,3.1、电弧静(伏安)特性,TIG焊电弧特性,3.1、电弧静(伏安)特性,TIG焊电弧特性（保护气不同）,3.1、电弧静(伏安)特性,TIG焊电弧特性（保护气不同）,3.1、电弧静(伏安)特性,TIG焊电弧特性（电极尺寸）,3.1、电弧静(伏安)特性,TIG焊电弧特性（电极尺寸）,3.1、电弧静(伏安)特性,TIG焊电弧特性（气压不同）,3.1、电弧静(伏安)特性,TIG焊电弧特性
3、（气压不同）,3.1、电弧静(伏安)特性,TIG焊电弧特性（电弧形态类型）,3.1、电弧静(伏安)特性,A、暗点型电弧B、钟装无暗点电弧C、钟装无圆锥焰型电弧D、有圆锥焰的N.M.电弧E、N.M.电弧,MIG焊电弧特性,3.1、电弧静(伏安)特性,MIG焊电弧特性,3.1、电弧静(伏安)特性,MIG焊电弧特性,3.1、电弧静(伏安)特性,3.1、电弧静(伏安)特性,3.1、电弧静(伏安)特性,3.2、交流电弧动特性,焊接电弧的动特性，是指在一定弧长下，当电弧电流很快变化时，电弧电压和电流之间的关系：Uf=f(if)，由于热惯性对电离度的影响，焊接电弧的动特性曲线不同于静特性曲线特性,电流快速增
4、加时，由于电弧电离度较低，电弧电压高于静态值，V-A特性曲线高于静特性曲线。,电流快速减小时，由于电弧电离度较高，电弧电压低于静态值，V-A特性曲线地于静特性曲线。,3.2、交流电弧动特性,电流增加过程中，动态性曲线上的电弧电压比静特性曲线上的电弧电压值高；电流下降时，每一瞬间电弧电压低于静特性曲线。电流变化速度愈小，静、动特性曲线就愈接近。,3.2、交流电弧动特性,1、纯电阻电路,平衡方程,二、交流电弧连续燃烧的条件,分析：电源电压和电流同相位，电流过零后到下一周波电压等于再引燃电压之间，有一段间隔时间，造成熄弧，不能满足电弧稳定燃烧的要求。,3.2、交流电弧动特性,分析：要使交流电弧稳定燃
5、烧，应保证焊接回路中有足够大的电感，从而使得电流滞后于电压一个相位角，电流改变极性时另一半波的电压已经大于电弧再引燃电压，电弧立即反向恢复燃烧。,3.2、交流电弧动特性,上面原理图的电压平衡方程,交流电源供电原理图,求解(1)式,代入初始条件:t=0时,if=0,电弧稳定燃烧条件一:,电弧稳定燃烧条件二:,(2),(3),为了保证电弧连续燃烧，电源空载电压（为交流有效值）U0、电弧电压Uf及引燃电压Uyh之间必须保持一定的关系。,Uyh/Uf,Uo/Uf,不连续燃烧,连续燃烧,(2)式和(3)式联立:,1空载电压 愈高，电弧就愈稳定。,三、影响交流电弧稳定燃烧的因素和提高电弧稳定性的措施,（一
6、）影响交流电弧稳定燃烧的因素,2引燃电压 愈高，电弧愈不稳定，引燃愈困难。,3电路参数 增大L或减小R可使电弧趋向稳定地连续燃烧。,6电极的热物理性能和尺寸,4电弧电流 电弧电流愈大，电弧的稳定性愈高。,5电源频率 f提高有利于提高电弧的稳定性。,1提高弧焊电源频率 2提高电源的空载电压 3改善电弧电流的波形 4叠加高压电,（二）提高交流电弧稳定性的措施,四、交流电弧的功率和功率因数,（一）、交流电弧的功率Pf,结论：为保持电弧的稳定燃烧和电弧功率的稳定，K值最好取在0.40.637之间，即要求2.5(Uo/Uf)1.57,交流电弧的功率因数f是指交流电弧的有效功率Pf与电弧电压和电弧电流有效值乘积之比值。即：f Pf/(Uf.If)在焊接中，f 0.890.90，总是小于1的。,（二）交流电弧的功率因数,3.2、交流电弧动特性,3.2、交流电弧动特性,
