06.27 熔化極電弧焊的電弧弧長是怎麼控制的？

一，概述

我們常常對熔化極電弧焊好奇：焊絲這麼細，焊出來的焊疤怎麼這麼寬?送出來的焊絲怎麼不粘住焊件而又能基本保持弧長不變？隨著焊機不斷地更新換代，出現了集成化、數字化、智能化等，今天主要談一下熔化極電弧焊的電弧弧長是怎麼自動調節的？

二，電源自動調節

為了保持弧長穩定，就必須保持焊絲熔化速度等於送絲速度。否則由於弧長變短，將使焊絲插入熔池；而弧長變長，會使電弧返燒，直至斷弧，這都是不允許的。為此弧長變化時，無論通過改變焊絲的熔化速度，還是送絲速度都可以達到弧長自動調節的目的，這一調節特性對電源的要求是平特性（恆壓特性）或緩降外特性，主要適用於直徑小於?2.4mm的CO2焊、MIG焊、MAG焊及細絲埋弧焊。

三，電壓反饋的送絲速度控制法

對於?3.2mm以上的粗絲，電弧自身調節靈敏度較低，即弧長變化時，只靠改變熔化速度來調節已不可能了，這時可採用使送速度隨弧長的變化而變化的方法。首先撿測出與弧長成一定比例的電壓，將該電壓反饋到控制電路，與給定值相比較，經放大和驅動控制電動機的送絲速度，這一過程的響應速度較低，恰好適用於粗絲送絲速度也比較慢，所以在弧長變化時，通過送絲速度的變化能大致保持弧長穩定。這種方法都採用陡降特性（恆流特性）與變速度送絲方式的配合。主要適用於大電流MIG/MAG焊、粗絲埋弧焊、自保護焊接。

四，電弧固有自身調節

有的電弧的可見弧長的變化與電壓的變化不成比例，所以根據弧壓反饋來控制電流是很難的，其實這是一種亞射流過渡，在焊接電流一定的條件下，可見弧長變短，則焊絲熔化速度就顯著提高，由於某種原因，自身調節作用使弧長增大，最後恢復到給定的弧長。這種弧長的自身調節作用與前述二不一樣，它一般使用陡降特性（恆流特性）與等速送絲配合。主要適用於MIG焊（鋁、銅等）。

五，電壓反饋的電流控制法（PEM、PWM）

熔化極脈衝電弧焊弧長控制方法有：脈頻調製PEM(pulse frequency modulation)，在脈衝MIG/MAG焊時弧長的變化都不能直接影響電流的大小，因為這時脈衝電流與基值電流都是恆流源供電，它不受弧長影響，所以如果仍採用恆流特性電源將失去弧長調節作用，基於上述原因，這裡撿測大致與可見弧長的變化成比例的電弧電壓，令它與基準電壓比較後，控制脈衝頻率，這樣就實現了基於電壓反饋的焊接電流控制方法。也就是每個脈衝的寬度和幅值是不變的，而通過改變脈衝頻率來調節焊接平均電流；如弧長變短時，自動增加脈衝頻率，即提高平均電流，而加快焊絲熔化速度；反之，自動減少脈衝頻率。

另外控制弧長的方法還有：脈寬調製PWM(pulse width modulation),這種方式就是使電源輸出電壓在工作條件發生變化時保持恆壓（平特性），利用微處理器的數字信號對摸擬電路進行控制的一種方法。