脉冲TIG焊具有电弧稳定、焊接质量好、电弧能量分布精确可控、适合于全位置焊接的特点,广泛应用于焊接各种材料。脉冲TIG电弧担负着将电能转变成焊接所需要的热能的任务,其性质与状态直接关系着焊接质量,对电弧电特性的研究是改进焊接方法、焊接工艺的基础。现代TIG焊机普遍采用逆变技术,使得焊机得以轻量化,但同时也造成焊机结构日益复杂。CAD技术应用于焊机设计能够缩短设计周期,节省大量人力物力。电弧是焊机的工作对象,其负载特性直接关系着焊机电气特性的设计。精确的电弧模型是焊机仿真得以实现的必要条件。本文将电弧按阴极、弧柱、阳极三部分考虑:根据焊接电弧阴极电子发射机理,采用一阶阻容电路模拟阴极能量过程,从而得到描述阴极动特性(阴极电压随动态焊接电流的变化)的阴极模型;基于经典Mayr方程与Cassie方程,推导了弧柱动特性模型;根据阳极机理,取阳极电压近似为常数。从而提出了一种适用TIG焊的电弧模型,在Matlab中建立了电弧模型仿真程序。给出了电弧模型参数的确定方法,并根据文中实验条件下TIG焊实际情况,确定了参数取值。将逆变TIG电源看作采用PWM脉冲宽度调制、以PI环节为控制方式的理想电流源,在Matlab中建造了电源模型,使之与电弧模型结合在一起,构成焊接回路的仿真系统。在Matlab中模拟了峰值电流200A、基值电流40A,脉冲频率为1Hz、20Hz、50Hz、100Hz、200Hz、400Hz时的焊接电流、焊接电压,将仿真与实测电流、电压在时域和频域进行了对比。结果表明,在文中焊接参数下,仿真与实际基本符合,本文提出的电弧模型能够较准确的描述TIG电弧的电特性。进而为TIG焊机的仿真设计提供可靠的电弧模型,同时也进一步加深了对脉冲TIG焊电弧机理的认识。