现代弧焊电源及其控制课后题答案

第一单元 焊接电弧对弧焊电源的要求

一、 填空题

1．电弧是一种 的现象。 2． 的过程叫气体电离。

3．气体粒子受热的作用而产生的电离称为 ，温度越高，电离作用越 。

4．电离的方程式有 、 和 等。 5．中性粒子在光辐射的作用下产生的电离称为 。 6．阴极的金属表面连续地向外发射出电子的现象，称为 。 7．电弧的产生和维持的必要条件是 。

8．根据吸收能量的不同，阴极电子发射可分为 、 和 等三种形式。 二、判断题

1．电弧在含有K、Na等元素的气氛中不容易引弧，在含有Ar、He等元素的气氛中容易引弧。 （ ） 2．气体电离的必要条件是有点场或热能的作用。 （ ） 3．若两电极间的电压越高，电场的作用越大，则电离作用越弱 （ ） 4．高频高压引弧法由于采用较高的电压，所以比较危险。（ ） 5．接触短路引弧法可以用较低的空载电压产

第一章 焊接电弧及其电特性 （填空）

焊接电弧的特性：电压最低，电流最大，温度最高，发光最强 三种电离：撞击电离，热电离，光电离

四种电子发射：热发射，光电发射，重粒子撞击发射，强电场作用下的自发射 1.弧焊电源可分为哪几类？按什么分类？ 答：（1）弧焊电源及其控制技术的分类：交流弧焊电源、直流弧焊电源、脉冲弧焊电源、逆变式弧焊电源

（2）弧焊电源的控制技术分类：机械式控制、电磁式控制、数字式控制、电子式控制。 2弧焊电源的压降如何分布？

答：电弧沿其长度方向分为三个区：阳极区、阴极区、弧柱区，这三个区的电压降分别称为阳极压降Uy、阴极压降Ui、弧柱压降Uz。它们组成了总的电弧电压Uf，且Uf=Uy+Ui+Uz。阳极压降基本不变，而阴极压降在一定条件下基本上也是固定的数值，弧柱压降则在一定气体介质下与弧柱长度成正比。则，弧长不同，电弧电压也不同。 3.弧焊电源的静特性、动特性是指什么？

答：电弧静特性：电极材料、气体介质、弧长一定的电弧在稳定状态下，电弧电压Uf与电弧电流If之间的关系。Uf=f(If)

电弧动特性：在一定的弧长下，当电弧电流很快变化的时候，电弧电压与电流瞬时值之间的关系为：Uf=f(if)

4.焊条电弧焊、埋弧焊、CO2气

孔令杰版本

第一章

1．在电弧燃烧过程中会伴随着哪些物理过程？在电路中电弧是什么样的负载属性？

答：（1）物理过程：气体原子的激发、电离和电子发射、负离子的产生、正离子和电子的复合

（2）负载属性：电弧是一段导体，是一种气体的放电现象，其负载属性分为分为静特性与动特性，对于不同的焊接方法，其电弧的属性不同，一般静特性呈U形。

2．电离、阴极电子发射有哪些方式？何谓电离能、电子逸出功，两者对电弧的稳定性有何影响？

答：（1）方式：撞击电离、热电离、光电离

电子发射方式：热发射、光电发射、重离子撞击发射、强电场作用下的自发射 （2）电力能：由原子形成正离子所需的能量称为电离能

电子逸出功：电子发射所需的能量称为逸出功

影响：电离能或电子逸出功越小，电弧的导电性能就越好，电弧越稳定。

3．焊接电弧的引燃有哪两种方式，分别在什么情况下应用？

答：方式：接触引弧、非接触引弧

应用：接触引弧：焊条电弧焊、熔化及气体保护焊和埋弧焊

非接触引弧：钨极氩弧焊和等离子弧焊

4．焊接电弧在物理结构上可分为哪几个区，各区域有何特点？

答：（1）三个区：阳极区、阴极区、弧柱区

（2）特点：在阴极区和阳极区，电位分布曲线的斜率很大，而在弧柱区则较平缓，

焊接电弧及其电特性

1什么是焊接电弧？它的作用？

电弧是电弧焊接的热源，而弧焊电源则是电弧能量供应者。弧焊电源电特性的好坏，直接影响到电弧燃烧的稳定性，而电弧是否稳定燃烧又直接影响焊接过程的稳定性和焊缝的质量和焊接生产效率。

2焊接电弧是气体放电的一种形式，焊接电弧的物理本质是气体放电！

3焊接电弧的引燃方式：接触引弧（最常用，分短路，分离，燃弧三个阶段）、非接触引弧。

4焊接电弧的结构和伏安特性

1）静特性（U型曲线，分下降，平，上升三个特性段）

Sz : 阴极斑点 rz : 电阻

ab段，电流较小，Sz随电流的增加而扩大，且Sz

扩大较电流增加快；另由于电离度的增大，使rz增大，

导致Uz随电流的增加而下降；

bc段，电流中等大小， Sz随电流的成比例的增

大；而此时电弧已达到稳定燃烧状态（动平衡），故rz

不再增大，导 致Uz在电流的变化过程中基本无变化；

cd段，电流很大， Sz达到最大不能再随电流增大而增大；rz仍基本不变，导致Uz随电流的增大而上升。

5焊接电弧的静特性曲线为什么会是U形呢？(U形特性曲线的形成机理)

这主要是由阴极区、弧柱区和阳极区的导电机构决定的。如前所述，焊接电弧电压等于阴极压降Ui、弧柱压降UZ和阳极压降UY之和，因此，如果

第二章埋弧焊

埋弧焊是目前广泛使用的一种电弧焊方法。它利用电弧作为热源，焊接时电弧掩埋在焊 剂层下燃烧，电弧光不外露，埋弧焊由此得名。本章首先介绍埋弧焊的过程、特点及应用范 围；然后介绍埋弧焊的冶金特点和焊接工艺；最后再简要介绍埋弧焊的其它方法。

第一节概 述

一、埋弧焊过程

所说的埋弧焊，在无说明情况下均指通常说的埋弧自动焊，它的电弧引燃、焊丝送进和 使电弧沿焊接方向移动等过程都是由机械装置自动完成的。埋弧焊的焊接过程如图2-1所示。 焊接时电源的两极分别接在导电嘴和焊件上，焊丝通过导电嘴与焊件接触，在焊丝周围撒上 焊剂，然后起动电源，由电流经过导电嘴、焊丝与焊件构成焊接回路。

I II

_____ —_Q 0

■=?

=

暴： 图2-1埋弧焊焊接过程 a)焊接过程b)纵向剖面c)横向剖面

1—焊剂2—焊丝3—电弧4—金属熔池5—熔渣6—焊缝 7—工件8—渣壳9 一焊剂漏斗10—送丝滚轮11 一导电嘴

当焊丝和焊件之间引燃电弧后，电弧的热量使周围的焊剂熔化形成熔渣，部分焊剂分解、 蒸发成气体，气体排开熔渣形成一个气泡，电弧就在这个气泡中燃烧。连续送人电弧的焊丝 在电弧高温作用下加热熔化，与熔化的母材混合形成金属熔池。金属熔池上覆盖着一层液

毕 业 论 文

题 目: 45钢双丝埋弧焊

工艺研究 学院(直属系): 材料科学与工程学院 年级、专业: 2009级材料成型及控制工程

学 生 姓 名: 魏 东 杰 学 号: 312011080302349 指 导 教 师: 廖 东 波

完 成 时 间: 20 15 年 5 月 25 日 西华大学毕业论文 目 录

摘 要?????????????????????????????Ⅰ 第1章 绪论 ???????????????????????????1 1.1 引言 ????????????????????????????1

1.2研究内容与意义????????????????????1

第2章 45钢焊接性分析????????????3 第

3

章 试验方法与过程?????????4

3.1双丝埋弧焊焊接工艺过程??????????4 3.2金相制备???????????????6

机械手弧焊说明

机器人焊接系统·焊接说明书

焊接说明书

----用于机器人焊接系统

机器人操作说明书。

适用型号： MOTOWELD-S350 MOTOWELD-S500

MOTOWELD-P350 MOTOWELD-P500

安川其它： MOTOWELD- 其它：

首钢莫托曼机器人有限公司

机械手弧焊说明

前 言

为了帮助机器人焊接系统操作人员更好地掌握机器人焊接的技术，该说明书将与机器人焊接操作相关的内容进行归纳，从机器人焊接设备、焊接准备、焊接作业文件的编制、机器人焊接相关设备的使用、设备使用中应注意的问题等方面进行了阐述。

建议所有使用焊接机器人的操作人员在操作设备前阅读此说明书。 为配合操作者掌握本说明书中的内容，请阅读以下相关资料： 《MOTOMAN安装手册》 《MOTOMAN XRC使用说明书》 《MOTOMAN XRC 操作要领书 入门篇》 《MOTOMANXRC 操作要领书 应用篇》 相应焊机的《使用说明书》

该说明书归首钢莫托曼机器人有限公司技术中心李永刚负责解释 电话：010-67880548 传真：010-67882878

机械手弧焊说明

第一章 机器人焊接系统的构成

图1-1 机器人弧焊系统基本配置

(1) (2) (3) (4)

思考题与习题（第一章p21）

1． 为什么定义粒子注量时，要用一个小球体?

答：粒子注量da dN /＝Φ表示的是非单向平行辐射场的情况。之所以采用小球体，是为了保证从各个方向入射的粒子有相同的截面积，从而保证达到“Φ是进入单位截面积小球的粒子数”的目的。

2． 质量减弱系数、质量能量转移系数和质量能量吸收系数三者之间有什么联系和区别? 答：区别：

质量减弱系数ρμ/：不带电粒子在物质中穿过单位质量厚度后，因相互作用，粒子数减少的份额。 质量能量转移系数ρ

μ/tr ：不带电粒子在物质中穿过单位质量厚度后，因相互作用，其能量转移给带电

粒子的份额。 质量能量吸收系数ρμ/en ：不带电粒子在物质中穿过单位质量厚度后，其能量被物质吸收的份额。

联系： 由p tr μμμ+＝知，质量能量转移系数ρ

μ/tr 是质量减弱系数ρμ/的一部分；

由()()g tr en -1//ρμρμ＝知，某物质对不带电粒子的质量能量吸收系数ρμ/en ，是质量能量转移系数ρ

μ/tr 和

()g -1的乘积。

3． 吸收剂量、比释动能和照射量三者之间有什么联系和区别? 答：区别： D 、K 和X 的区别

联系：()g -1K D ＝

X ?=m m f

1 请解释下列名字术语：自动控制系统、受控对象、扰动、给定值、参考输入、反馈。解：自动控制系统：能够实现自动控制任务的系统，由控制装置与被控对象组成；

受控对象：要求实现自动控制的机器、设备或生产过程

扰动：扰动是一种对系统的输出产生不利影响的信号。如果扰动产生在系统内部称为内扰；扰动产生在系统外部，则称为外扰。外扰是系统的输入量。

给定值：受控对象的物理量在控制系统中应保持的期望值

参考输入即为给定值。

反馈：将系统的输出量馈送到参考输入端，并与参考输入进行比较的过程。

2 请说明自动控制系统的基本组成部分。

解：作为一个完整的控制系统，应该由如下几个部分组成：

①被控对象：所谓被控对象就是整个控制系统的控制对象；

②执行部件：根据所接收到的相关信号，使得被控对象产生相应的动作；常用的执行元

件有阀、电动机、液压马达等。

③给定元件：给定元件的职能就是给出与期望的被控量相对应的系统输入量（即参考量）；

④比较元件：把测量元件检测到的被控量的实际值与给定元件给出的参考值进行比较，

求出它们之间的偏差。常用的比较元件有差动放大器、机械差动装置和电

桥等。

⑤测量反馈元件：该元部件的职能就是测量被控制的物理量，如果这个物理量是非电量，

一般需要将其转换成为电量。常用的测量元部件

1 请解释下列名字术语：自动控制系统、受控对象、扰动、给定值、参考输入、反馈。解：自动控制系统：能够实现自动控制任务的系统，由控制装置与被控对象组成；

受控对象：要求实现自动控制的机器、设备或生产过程

扰动：扰动是一种对系统的输出产生不利影响的信号。如果扰动产生在系统内部称为内扰；扰动产生在系统外部，则称为外扰。外扰是系统的输入量。

给定值：受控对象的物理量在控制系统中应保持的期望值

参考输入即为给定值。

反馈：将系统的输出量馈送到参考输入端，并与参考输入进行比较的过程。

2 请说明自动控制系统的基本组成部分。

解：作为一个完整的控制系统，应该由如下几个部分组成：

①被控对象：所谓被控对象就是整个控制系统的控制对象；

②执行部件：根据所接收到的相关信号，使得被控对象产生相应的动作；常用的执行元

件有阀、电动机、液压马达等。

③给定元件：给定元件的职能就是给出与期望的被控量相对应的系统输入量（即参考量）；

④比较元件：把测量元件检测到的被控量的实际值与给定元件给出的参考值进行比较，

求出它们之间的偏差。常用的比较元件有差动放大器、机械差动装置和电

桥等。

⑤测量反馈元件：该元部件的职能就是测量被控制的物理量，如果这个物理量是非电量，

一般需要将其转换成为电量。常用的测量元部件