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一
第卷第期合肥工业大学学报自然科学版.
年月.
恒流逆变式气保焊电源的研究
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合肥工业大学材料科学与工程学院,安徽台肥
摘要:, 实现
管逆变式气保焊的基本原理。用作为功率元件设计逆变器的主电路、
,利用单片机能程好地实现所需的外特性,恒
关:调:堡墨生理錾兰业接性;一纪磁,天乞俘‘—罕丁葩;厚
中田分类号文献标识码: 文章薯号:——

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。气保焊通常采用平特性电源配合等速送丝,具有良好的孤长自身调节作用,能实现。气保
焊“电源一电孤”系统和焊接规范的稳定。然而平特性的气保焊电源焊接时飞溅大,焊缝成型不好,
限制了气保焊方法的进一步推广应用。
研究表明,采用逆变式电源实现气保焊能改善焊缝成型和减少焊接飞溅。文献采用双
阶梯恒流外特性电源实现气保焊,一方面可通过电孤电压,控制燃弧能量改善焊缝成型;另一方
面恒流特性有利于熔滴过渡,减少飞溅。
在此基础上,针对管功率元件具有和的优点,即输入阻抗高、速度快、热稳
收稿日期一
作者简升胡小建,,硕士,合肥工业大学讲师
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第期胡小建:恒流逆变式。气保焊电源的研究
定性好和驱动电路简单,利用管作为功率元件,采用一系列单片机实现恒流
逆变式。气保焊电源的硬件、软件设计。
基本原理
气保焊电弧静特性曲线为上升曲线,。气保焊电源外特性的设计要满足“电弧一电源”系统和
焊接规范的稳定。焊接电孤功率,由此可知电孤电压对燃孤能量的贡献不亚于焊接电流,因而
采用恒流电源通过局部控制电弧电压来控制焊接电弧能量。
如图所示,采用恒流外特性电源能实现。气保焊系统和焊接规范的稳定。图中为恒压特性
曲线, 、和为条恒流特性曲线,一【,,.和一为条上升特性曲线。电弧正常燃烧时在恒流
/一区域之内,此区域具有恒流特性,焊接稳定,电弧弹性最好。由于某种原因,当电弧电压,
或, 时,通过设置、采用恒流切换方式同样对电弧具有强烈的调节作用。
如果弧长变化很小时,此时, ,电弧以,电流稳定燃烧;弧长改变较大时,即,
电弧具有很强的自身调节作用,电弧工作点从,段跳到厶段,厶只是维持电弧燃烧电流,此时弧长因为
电流由降到而增加,当, 时,电弧的工作点又跳回正常燃烧电流,段;弧长改变为
时,电流工作点跳到段,电流加大并加快焊丝的熔比速度,使弧长又增加,, 时,电流的工作点
回到,上。在—,.和—上升段上,由于该上升段的斜率大于电弧静特性曲线的斜率,因而电弧
从,向、跳变,以及向,跳变时不会在—和一上停留,故恒流外特性配合等速送
丝能实现气保焊。
单片机控制原理
如图所示,曲线分为引弧、维弧、燃弧及短路个状态。引弧
状态由空载电压。开始陡降到,然后是平特性到;维弧状态
是电流为的恒流特性状态;燃弧是电流为,的恒流特性状态;
短路是电流为的恒流特性状态。
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