电弧焊自动控制基础

《电弧焊自动控制基础》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第4章电弧焊自动控制基础本章主要讲述其中的两个基本问题，即电弧焊的程序自动控制和电弧焊的自动调节系统问题。4.1电弧焊的程序自动控制4.1.1电弧焊程序自动控制的对象和基本要求1.控制对象主要有：(1)焊接电源(2)拖动电动机(焊接速度）(3)送丝电动机(4)电磁气阀(5)高频发生器或高压脉冲发生器(6)焊接装备用的拖动电动机2.基本要求(1)送气(2)引弧(3)熄弧(4)焊接过程参数的程序控制图4－１自动电弧焊的程序循环图ａ)钨极氩弧自动焊ｂ)熔化极气体保护焊ｃ)埋弧焊ｄ)汽车轮圈合成专用CO２气体保护焊ｅ)等离子弧自动焊ｆ)脉冲钨极氩弧焊U—电弧电压I—焊

2、接电流Vｆ—送丝速度Vｗ—焊接速度Q１—保护气流Q２、Q３—离子气流UＨ—高频引弧电压4.1.2电弧焊程序自动控制的转换方式和方法1.程序自动控制的转换方式转换方式有三种：(1)行程转换(2)时间转换(3)条件转换2.程序自动控制的转换方法(1)继电器程序控制(2)无触点程序控制(3)数字程序控制图4-２继电器控制电路组合ａ)“或”组合ｂ)“与”组合4.1.3电弧焊程序控制的基本环节及其实现方法1.延时控制环节(1)并联电容式图4-３为一直流继电器KT1并联电容C后构成的延时继电器。图4－３并联电容延时电路(2)晶体管式1)单结晶体管式其电路如图4－４ａ所示。

3、2)晶闸管式其电路如图4－４ｂ所示。3)晶体管式其电路如图4－４ｃ所示。4)IC器件式其电路如图4－４d所示。图4－４晶体管延时继电器ａ)单结晶体管式ｂ)晶闸管式ｃ)晶体管式(延时吸合型)ｄ)555构成的基本延时电路2.引弧控制环节(1)爆裂引弧法1)直接短路爆裂引弧法2)慢送丝爆裂引弧法3)提高短路电流增长速度dis/dt法图4－5慢送丝爆裂引弧电路(2)回抽引弧法1)发动机一电动机拖动法图4-6发电机—电动机系统2)电弧电压继电器控制法图4－7电弧电压继电器控制回抽引弧(3)高频(或高压脉冲)引弧图4－８高频引弧控制电路ａ）电压继电器控制ｂ)电流继电器控制

4、3熄弧控制环节（1）焊丝返烧熄弧法1）按钮控制法2)延时继电器控制法图4-9延时继电器控制法3)电压继电器控制法(2)电流衰减熄弧法1)无级衰减法常用于钨极氩弧焊和等离子弧焊。2)分级衰减法常用于熔化极电弧焊。4.2电弧焊的自动调节系统焊接时为保证焊接质量选择合适的焊接参数。其中最重要的参数是焊接电流、电弧电压和焊接速度。在焊接过程中保持电弧焊参数恒定4.2.1自动调节的必要性及原理1.自动调节的必要性(1)使电弧静特性发生变化的外界干扰图4-11电弧静特性变化引起的焊接参数变化(2)使电源外特性发生变化的外界干扰图4-12电源外特性变化引起的焊接参数变化2.

5、自动调节的基本原理在上述各种干扰中，弧长发生变化的干扰影响最为突出。图4-13（a)焊条电弧焊的人工调节系统闭环控制系统：根据焊条电弧焊的人工调节系统而设计的图4-13(b)闭环自动调节系统开环控制系统：调节对象的输出和输入之间没有外部反馈联系的系统。4.2.2电弧自身调节系统电弧自身调节系统也称为等速送丝调节系统。这是细焊丝熔化极电弧焊常用的一种控制弧长的自动调节系统。它属于开环控制系统1.电弧自身调节作用的实质熔化极电弧焊的稳定条件方程：Vｍ＝Ｖｆ图4-11电弧静特性变化引起的焊接参数变化焊丝的熔化速度Vｍ与焊接电流Ia和电弧电压Ｕa的关系，用公式可以表示

6、为：Vｍ=ｋｉＩa－ＫｕＵa(4-１)式中，ｋｉ是焊丝熔化速度随焊接电流变化的系数ｋｕ是焊丝熔化速度随电弧电压变化的系数当送丝速度Vｆ是恒定值时，当弧长变化时，将出现以下两种情况：①弧长缩短时，焊接电流Ia增大，电弧电压Ua减小，引起焊丝熔化速度Vｍ加快，使Vｍ＞Ｖｆ，弧长增大，自动恢复到原来的长度。②弧长增长时，焊接电流Ia减小，电弧电压Ua增大，引起焊丝熔化速度Vｍ减慢，使Vｍ＜Ｖｆ，弧长缩短，自动恢复到原来的长度。2.电弧自身调节系统的静特性(1)电弧自身调节系统静特性概念在给定焊丝送进速度的条件下，焊接电弧稳定时,焊接电流与电弧电压之间的关系。Vｍ=ｋ

7、ｉＩa－ＫｕＵaVｍ＝VｆIa＝Vｆ/ｋi+KｕUa/Ｋｉ(4-３)(４-３)即为电弧自身调节系统静特性方程图4-１4电弧的自身调节系统静特性曲线(2)电弧自身调节系统静特性曲线的测定图4－15电弧自身调节系统静特性曲线的测定(3)影响因素1)送丝速度Vｆ2)焊丝伸出长度3)焊丝直径和电阻率4)电弧的长度3.电弧自身调节系统的调节过程图4－16电弧自身调节系统的调节过程Vｍo＝ｋｉＩｏ－ＫｕVｍ１＝ｋｉＩ１－ＫｕＵ１I1＞I0，U1＜U0Vｍ１＞Vｍ0＝Vｆ4.电弧自身调节系统的调节精度及影响因素(1)电弧自身调节系统的调节精度也被称作调节系统的“静态误差”1

8、）调节的前后焊丝的伸出长度不变时，系统