熔化极气体保护电弧焊通常采用直流焊接电源，这种电源可为变压器-整流器式、原动机-发电机式和逆变式电源。GMAW所需求的电流通常在50～500A之问，特种应用要求1500A。电源的负载持续率通常为60％～100％范围，对于便携式焊机可为30％。空载电压在55～85V范围。

1.焊接电源的外特性

GMAW的焊接电源按其特性类型可分为三种：平特性（恒压）、陡降型（恒流）和缓降型。

当采用惰性气体或活性气体作为保护气体，焊丝直径小于φ1.6mm时，常常选用平特性电源。这是因为平特性电源配合等速送丝系统具有许多优点。这里平特性电源可以是“L”形外特性，还可以是水平外特性。前者可以改变“L”形特性的给定信号调节电弧电压，而后者可以通过改变电源空载电压调节电弧电压。可见焊接参数调节方便，同时使用这种电源，当弧长变化时能引起较大的电流变化，从而产生较强的弧长自调节作用，在引弧时能产生较大的短路电流上升速度和较大的短路电流，有利于引弧。实际使用的平特性电源其外特性并不都是平直特性，往往都带有一定的下斜特点，但下降斜率一般不大于4V/100A，否则将减弱弧长自调节作用。

当焊丝直径较粗（大于φ2mm），生产中一般采用下降外特性电源，配用变速送丝系统。由于焊丝直径较粗，电弧的自身调节作用较弱，弧长变化后恢复速度较慢，仅仅依靠控制电弧的自身调节作用难以保证稳定的焊接过程。因此也像一般埋弧焊那样需要外加弧压反馈电路，将电弧电压（弧长）的变化及时反馈到送丝控制电路，如弧长增大时，将使较大的电弧电压信号反馈到送丝控制电路，使送丝速度增大，从而使弧长能及时恢复，反之亦然。对于铝及铝合金的焊丝（直径小于φ1.6mm），其熔滴过渡特点与钢不同，它通常采用亚射流过渡形式（它为射滴过渡与短路过渡的混合形式）。当弧长改变时，电弧具有较强的固有自身调节能力，所以这时不再选用平特性电源，而采用陡降特性电源。不仅能获得稳定的焊接过程，而且还能改善焊缝成形。

2.焊接电源的动特性

焊接电源的动特性概念随着科学技术的进步，其含义也发生变化。电源动特性是指当负载状态发生瞬时变化时，焊接电流和输出电压与时问的关系，用以表征对负载瞬变的反应能力。在GMAW工艺中，短路过渡时负载周期性地发生很大变化，如果电源不能适应负载变化的需要，则将破坏焊接过程的稳定性，引起强烈飞溅和不良焊缝成形。

最初，电源动特性指标主要有三项：

1）短路电流上升速率，di_s/dt（A/s）。

2）短路峰值电流，I_maｘ（A）。

3）从短路到燃弧的电源电压恢复速度，dU_a/dt（V/s）。

这些指标如图7-11所示。

图7-11 弧焊电源动特性示意图

ΔU/t_r—电压恢复速度 ΔI/t_s—短路电流上升速度 I_maｘ—短路峰值电流

电压恢复速度dU_a/dt较小时，电弧不易再引燃，这个问题在原动机-发电机式焊机上容易出现。而整流式焊机和逆变式焊机的dU_a/dt很大，电弧再引燃不成问题。(www.daowen.com)

目前大量使用的整流式CO₂焊机都采用串联在输出电路中的直流电感作为抑制电流变化的元件。在粗焊丝、大电流情况下，要求短路电流上升速度di_s/dt小一些，则直流电感应大一些；反之细焊丝、小电流情况下，要求di_s/dt大一些，则直流电感应小一些。在其他条件不变时，小电感将产生较大的di_s/dt，则得到较大的短路峰值电流I_maｘ和产生较大的飞溅。反之，较大电感将产生较小的I_maｘ和较小的飞溅。但是过大的电感，将引起焊丝与工件固体短路和产生更大的飞溅。所以应该正确地选择直流电感，应按表7-3选择合适的直流电感值。

表7-3 合适的直流电感

可见，晶闸管整流焊机的动特性可用直流电感进行调解。此外，还可采用状态控制，也就是分别控制短路阶段和燃弧阶段。适当地降低短路阶段的电源电压和提高燃弧阶段的电源电压，就可以起到类似于直流电感的作用。短路时降低di_s/dt和I_maｘ，而燃弧时提高燃弧电流。这样一来，不但可以降低飞溅，而且还可以改善焊缝成形。

逆变式焊机，由于其工作频率高达20kHｚ，这就决定了其响应速度很高，能充分满足短路过渡的需要。这时也采取状态控制法。控制短路阶段的主要出发点是降低焊接飞溅。首先在短路初期应抑制电流上升速度，维持较低的电流（几十安），使熔滴能柔顺地沿熔池铺展开，而防止瞬时短路和避免大颗粒飞溅。然后迅速提高短路电流，其目的是加快短路过渡过程。当达到某一设定之后，立刻改变电流上升率，以较小的di_s/dt增大电流，以便降低I_maｘ和减小飞溅。控制燃弧阶段的主要出发点是提高燃弧能量，以便改善焊缝成形。

上述典型电流波形示于图7-12。上述电流波形是通过电子电抗器实现的，而不再是依靠铁磁电抗器。所以逆变式焊机的铁磁电感常常很小，仅为几十微亨，比一般整流电焊机小一个数量级。通过微机控制短路过渡的逆变式焊机，可以针对不同焊丝、不同电流和不同需要（如焊接速度和焊接位置等）较容易地通过柔性系统调节出合适的焊接参数，并得到理想的工艺效果。

图7-12 逆变式GmAW焊机的电流、电压波形

从上述可以看到，短路过渡焊时不仅应选择合适的电源外特性（也就是电源静特性），还必须十分重视电源动特性。显然，自由过渡工艺对电源动特性要求不高，但是对于CO₂保护的潜弧焊，虽然以喷射过渡为主，但常常伴以瞬时短路，所以还应选择合适的电源动特性。

3.电源输出参数的调节

GMAW电源的主要技术参数有：输入电压（相数、频率、电压）、额定焊接电流、额定负载持续率、空载电压、负载电压范围、焊接电流范围、电源外特性曲线类型（平特性、陡降外特性和缓降外特性）等。根据焊接工艺的需要确定对焊接电源技术参数的要求，然后选用能满足要求的焊接电源。

在焊接过程中可以根据工艺需要对电源的输出参数、电弧电压及焊接电流及时进行调节。

（1）电弧电压 电弧电压是指焊丝端头和工件之问电压降。不是电源电压表指示的电压（电源输出端的电压）。电弧电压的调节，对于“L”形外特性是通过改变电压给定信号来实现的，而对于平特性电源主要是通过调节空载电压来实现。对于陡降特性电源，通过调节控制系统的电压给定信号来实现。

（2）焊接电流 平特性电源的电流大小主要通过调节送丝速度来实现。对于陡降特性电源则主要通过调节电源外特性来实现。