a．陡降特性整流电源，国产型号是ZX型(二极管整流加饱和电抗器)和zx5型(晶闸管整流)。这类焊机除了用于粗丝气体保护焊外，还能用于埋弧焊、手工电弧焊、钨极氯弧焊和等离子弧焊等。
b．平特性整流电源．国产型号是ZP型(磁放大器式)、zp3(动圈式整流电源)、ZP5(晶闸管式)、ZP6(抽头式)等。这类焊机主要用于细丝气体保护焊。
c．多特性整流电源，国产型号是ZD型(磁放大器式)和ZDS(晶闸管式)等。这类焊机具有平的和陡降的2种外特性，可根据需要任意选用 可用于各种熔化焊方法。
按调节外特性的方法也可分为4种。
a．变压器一次侧和二次侧变换抽头式。它是通过调节变压器一次侧和二次侧线圈的匝数来改变输出电压。
b．磁放大器式，它是通过改变磁放大器的磁饱和工作状态来控制输出电压和电流。
c．晶闸管式。它是通过改变晶闸管的导通角来控制输出
d．晶体管式。它是利用串联在焊接主电路上的晶体管组作为可变电阻或开关来调节外特性和输出。
下面介绍几种典型的CO2焊整流式电源的结构和特点。
6．7．1．1 抽头式硅整流电澡
抽头式硅整流电源主要由主变压器、整流器和直流输出电抗器等3部分组成，如图6—8所示。
主变压器为普通的三相降压变压器，它的接法为Y／△。这种接法不但节省铜线，而且便于绕制。变压器的一次绕组有若干抽头或一次、二次绕组均有抽头，用于分档调节输出电压。
直流输出电抗器是在整流器输出端的1个含有铁心的线圈。铁心可以是留有一定气隙的闭合的口字形铁心，还可以是棒状铁心。该电抗器用来调节直流输出回路的电感，电感的大小与线圈匝数的平方成正比，所以经常用改变线圈匝数的方法来调节电感的大小。铁心留有气隙或采用棒状铁心，主要是为了防止大电流下铁心饱和，而使电感值急剧降低。
该电抗器的作用是调节电源的动特性，主要表现在它能限制短路电流增长速度，同时也能限制短路峰值电流，以适应短路过渡CO2焊的要求，此外还具有滤波作用。
抽头式整流焊机没有单独调节外特性的机构。外特性曲线基本上是平特性(如图6-9所示)。焊机的空载电压为：
因为主变压器是正常漏磁式，其内阻抗很小，所以负载时二次侧电压与空载时基本相等，此外，电抗器线圈的内阻也很小，所以负载时输出的直流电压为：
因此抽头式电源外特性曲线基本上是水平的。由式(6-1)和(6-2)可见，只要改变主变压器的二次侧线电压，就能够调节外特性。所以，抽头式焊机通过改变一次线圈的匝数或同时改变一次和二次线圈的匝数来调节外特性曲线，就可以得到所要求的电压。
根据工艺要求，短路过渡C02焊时电弧电压发生1V左右的变化，将对焊接过程有明显影响。细丝C02焊时，变压器抽头的级差一般为0.5～1V。
抽头式硅整流电源是C02焊机的主要型式之一，其优点是结构简单、节省材料、容易制造、维修便利、价格低廉、使用可靠和电源的动特性较好。其缺点是对网路电压波动没有补偿能力，因而焊接规范不稳定。此外，电弧电压是通过改变抽头位置来调节的，所以只能停机调节，不能遥控。空载电压较低，近似等于电弧电压，所以在小电流时引弧性能稍差且难以实现火口填充等工艺。
6．7．1．2 自饱和电抗器式硅整流电源
自饱和电抗器式硅整流电源虽已停产，但在许多场合仍大量使用。它主要由主变压器、自饱和电抗器(全部内反馈磁放大器)、三相整流器及直流输出电抗器4部分组成，如图6—10所示。
主变压器、三相整流器与直流输出电抗器3部分类似于抽头式硅整流电源，不同的是主变压器没有抽头，而外特性调节机构由一个独立器件完成，该器件称为磁放大器。
根据电工学可知：铁心的磁导率μ与铁心的饱和程度有关，铁心愈饱和，磁导率μ愈小，则交流线圈在铁心材料和匝数比不变的情况下，其感抗XL也越小，所以在同一电压值下，I就越大，反之亦然。利用上述原理，就可以用一个微小的直流控制电流来控制较大的交流电压或电流的变化。
由于磁放大器的控制信号加在直流线圈的两端，所以直流线圈又称为控制线圈；交流线圈中通过的是被控制的负载电流，所以交流线圈又称为工作线圈。这里必须指出的是磁放大器和其他放大器一样，并不能实现能量的放大，负载所需能量完全由工作线圈供给，它只是利用微小的直流信号来控制较大的负载功率而已。
a．在下降特性的弧焊整流器中，用于调节焊接电流；在平特性弧焊整流器中用来调节焊接电压。
b．调节弧焊整流器的外特性。
c．通过改变磁放大器的结构参数来改变弧焊整流器的动特性。
具体分析如下。
电抗器的电感L为：
为了便于分析问题，先以单相磁放大器为例进行说明，如图6-12所示。它由4部分组成，即交流线圈Nj、直流线圈Nk、铁心和2个二极管。铁心为日字形，交流线圈分绕在2个边柱上，又称为工作绕组。直流线圈绕在中心柱上，又称为直流控制绕组，与直流控制电路相联。前者产生的磁通密度称为交流磁通密度Bj，后者产生直流控制磁通密度Bk。
在磁放大器中，由于二极管的作用，使得交流绕组产生的磁通方向与直流控制磁通相同，因而工作绕组本身的电流可以增强，甚至自身也能使磁放大器铁心饱和，所以又称为自饱和电抗器。实际应用的自饱和电抗器式焊机均为三相磁放大器，其接线图如图6—13所示。其原理类似于单相磁放大器。
根据设计要求，当Bk=0时，只靠交流磁密的作用，加在交流线圈上的电压按正弦律变化，所以交变的磁通以及磁感应亦随正弦律变化，但磁感应B滞后电压π／2～π角，故磁放大器在每个半波中的0～π／2区处于不饱和状态，而π／2～π区间处于饱和状态。也就是磁放大器在前半波时电感为∞，不导通，而在后半波时电感为0，相当于磁放大器短路导通。这时输出电压为空载电压的1／2，即
U=Uo-UL／2，
式中Uo为电源的空载电压；UL为磁放大器的平均电压降。
当改变控制磁通时，将改变磁放大器的饱和程度，也就是改变磁放大器每个半波的导通角，如BK＞0时，导通角增加，U＞Uo／2；反之，当 Bk＜0时，导通角减小，U＜Uo／2。
自饱和电抗器式硅整流电源适合于熔化极气体保护焊。L形电源外特性有利于引弧和弧长自调节作用。输出电压可以远距离无级调节和具有较好的网络电压补偿能力。
该电源的主要缺点是耗用材料较多、成本高。常用于容量较大的电源，如ZPG1-500、ZPG2—500、ZPG4—2×800和ZPG7—1000型等。
6．7．1．3 晶闸管式弧焊整流器
晶闸管式弧焊整流器是利用晶闸管作为整流和控制元件。常用的整流方式为三相桥式整流电路和双反星形整流电路，目前应用较多的是带相间变压器的双反星形晶闸管整流器，如图6—15所示。主要由4部分组成：主变压器、晶闸管整流器、直流输出电抗器和触发电路。此处主变压器和直流输出电抗器与前述类似，不同点为主变压器的二次侧为双反星形联结，并通过相间变压器把两者联结起来。整流电路除了6个晶闸管外，有的还并联接入了6个二极管，以提高焊机空载电压，保证小电流下波形连续。此外还用来控制晶闸管导通角的触发电路。
晶闸管弧焊整流器的基本原理简述如下。为了说明晶闸管电源的工作原理，首先将带相间变压器双反星形整流电路的主要电压波形示于图6—16。2组三相半波整流输出电压示于图6—16a、图6—16b 以图6—16a为例，a相0-1点为30°，即自然换相点，这时a相与c相的电压相等，l～5点(30°～150°)之间a相电压Ua最高，所以晶闸管VT1具备导通条件。5～6点(150°～180°)时，Ua低于Ub，5点也为自然换相点，5点以后VT1关断，而VT3具备了导通条件。其他晶闸管也有类似的规律。可见晶闸管VT1、VT3、VT5的导通时刻可能为1～5点(即从30°～150°)。通常规定1点时的控制角α=0°，而5点时α=120°。由于相间变压器的作用，电路中始终是1、2两组(VT1、VT3、VT5为1组，VT2、VT4、VT6为2组)中各有1个晶闸管同时导通。如图6-16d所示，当α=0°时，在a相从30°～90°区间内，VT1与VT6同时导通，从90°～150°区间内，VT1与VT6同时导通，其他各管有类似的关系。当控制角α为不同值时，仍然是2组管同时导通。这样，2组电路同时供电，则每组电路只需提供直流输出电流的一半。从而降低了每只管子的负荷。
下面讨论控制角α与直流输出电压Ud的关系。当α=0°时，晶闸管全导通，则
Ud=1.17U2，
式中U2为变压器二次侧相电压。
从图6—16e可见，Ud小于六相半波整流电路的输出电压 即电压波形的包络线)。当α≠0°时，晶闸管部分导通，则
Ud=1.17U2cosα。
可见，α=0°时cosα=1，输出电压最高。而α=90°时，输出电压最低，cos90°=0，Ud=0(感性负载时)。当α从0°～90°调节时，便可以得到不同的直流输出电压。当Oα角为一定值时，各晶闸管的控制角相等，则直流输出电压也为一定值，它与控制角有关，而与焊接电流无关，所以电源外特性为一组平特性。
从图6-15还可看到，与晶闸管并联的是一组二极管(VD1～VD6)，并在其输出回路中还串入1个限流电阻R。这个电路也是带相间变压器的双反星形整流电路，其电压波形如图6—16c所示，它可提供不超过15A的电流，以维持电弧连续燃烧。当空载或负载电流小于额定电流的2％～5％时，相间变压器将失去作用，接近六相半波整流情况，这时输出电压将达到
Ud=1.35U2，
该电压也就是电源空载电压。这样一来，就可以得到L形晶闸管电源的外特性，如图6-17所示。在空载和小电流时由二极管组成的六相半波整流电路供电，获得高空载电压和下降特性。当电流增加到某值后，相间变压器开始起作用，电路将自然转换到带相间变压器双反星形可控整流电路，并变为平特性。这种电源外特性有利于引弧和弧长自动调节作用。
电路中晶闸管的导通是依靠触发电路来控制的。目前常用的触发方式有单结晶体管电路、晶体管电路和集成电路等。触发电路应与主电路同步，并有相同的移相角和足够的触发功率。
