[其他]焊接交流电弧断弧参数的测定方法和装置

说明书

本发明属于焊接交流电弧稳定性测定技术领域，专门用来测定断弧参数。

本发明是建立在“断弧”的新概念基础之上。在焊接交流电弧自然过零点附近，如果有一段时间内交流电弧电流随时间的变化率为零，即 (di)/(dt) ＝0，则此时发生了断弧， (di)/(dt) ＝0所持续的一段时间称为断弧时间。若在焊接交流电弧自然过零点附近， (di)/(dt) 不等0，焊接交流电弧电流值也不按正弦规律变化。 (di)/(dt) 低于某一个常数，此时虽未发生实际断弧，但也是焊接交流电弧（注：上述及以后的“交流电弧电流”均为“焊条焊接交流电弧电流，，的简称）不稳定的一种现象，因此称之为“准断弧”。在记录时间内，断弧时间和次数，准断弧的时间和次数统称为断弧参数。在一定焊接时间和焊接规范下，断弧时间越长，断弧次数越多，则焊接电弧稳定性越差。

焊条用交流电源施噬时，其断弧现象有三个特征：1.明视电弧突然熄灭或亮度明显减弱;2.电弧电压波形中出现很高的引弧电压;3.电弧电流在过零点附近的一段时间内几乎保持为零。依据这在特征，采用了不同的测定方法。其中甘肃工业大学焊接教研室在《碱性焊条交流电弧稳定性的研究》中提出用SC-10光线示波器测定焊接交流电弧“断弧率”的方法，用SC-10光线示波器拍摄记录交流施焊时的电压波形，假定在波形图上有V峰≥2V弧的引燃峰值电压出现，就认为“断弧”一次，这样在所拍摄的波形图上算出断弧次数占全部波形图周波数的百分比，称之为“断弧率”。断弧率越大，交流电弧稳定性越差。

苏联学者K.Pokhclnya等在《1979年伦敦国际焊接论文集》第1卷第93页上发表题为《交流电弧稳定性的研究》的论文，这篇论文中提出了一种焊接交流电弧稳定性测定方法。即将在焊接过程中弧前期（从电弧自然过零点瞬时至电弧引燃时刻）电弧空间电导率平均增长速度B作为电弧稳定性的特征值，B与峰值电压的引弧电流I成正比，与引弧峰值电压和弧前期持续时间之积成反比。其测定方法为：通过与焊接回路相连的转换器将正比与焊接电流和电压的电信号输入给不稳定过程分析仪，转换为数字形式，通过初次数据处理将电弧燃烧参数分离出来，最后用电子计算机和双笔记录仪给出统计结果或在屏幕上显示出来，同时用打印机打印出数据。

用光线示波器测定焊接交流“断弧率”的方法只能测定在一定时间内的交流电弧断弧次数，很难测定重要的断弧时间，而且要得到统计结果必须拍摄和分析大量胶片，效率很低。上述所指的V峰≥2V弧的情况用精密的阴极射线示波器来测定是较少发现的，采用光线示波器拍摄，由于该装置精度极低，本身引入了测量误差，所以测量结果与实际情况是有出入的。

苏联学者K.Pokhclnya等人提出的测定方法比较科学，但也存在一些问题。第一：根据高精度数字记忆示波器分析的结果，交流电弧断弧现象一般只发生在电弧电流过零点附近，其持续时间很少超过10ms，即半个周波，多为几百微秒。而用该方法测的弧前期时间（按其定义，弧前期持续时间应小于半个周波，小于或等于断弧时间）基本上都大于10ms，在这样长的时间里，交流电弧基本上没有燃烧，实际上测的大部分为熄弧时间。第二，该方法没有区分断弧与非断弧这两个截然不同的现象，而是只从电弧空间导电率增长速度来确定交流电弧的稳定性。第三，该装置采用高速计算机数据采集与处理系统，设备昂贵。

本发明的目的就是为了解决上述问题，精确而快速地测定断弧参数，确定焊接交流电弧稳定性。