專利名稱：直流鎢極氬弧焊機(jī)程序控制及高頻引弧電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種直流鎢極氬弧焊機(jī)的程序控制及高頻引弧電路，它不但適用于直接鎢極氬弧焊機(jī)，同樣也實(shí)用了空氣等離子切割機(jī)。
目前，氬弧焊機(jī)程序控制電路及高頻引弧電路，仍采用工頻直接升壓式高頻振蕩這種高頻引弧器，體積大，制作困難，采用可控硅中頻振蕩升壓方式，頻率最高也只能達(dá)到3KHz。本實(shí)用新型采用了場(chǎng)效應(yīng)管作高頻引弧振蕩器，振蕩頻率為20KHz，具有體積小，重量輕，效率高，高頻輸出穩(wěn)定，引弧可靠等特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的程序制控電路，其焊接的時(shí)序圖如圖2，其電路原理圖如圖3。程序控制及高頻引弧是氬弧焊機(jī)實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程自動(dòng)化的重要組成部分。所具有程序控制的時(shí)序功能為A、提前送氬氣，即當(dāng)按下焊搶上控制開(kāi)頭時(shí)，氬氣會(huì)立即從焊槍噴嘴中流出，延遲一段時(shí)間后再啟動(dòng)焊接電源，這段時(shí)間稱為引弧時(shí)間，一般要求在1-3秒內(nèi)連續(xù)可調(diào)。B、用高頻高壓擊穿焊槍電極和被焊工件之間的空氣間隙，實(shí)現(xiàn)非接觸引弧。即一旦焊接電源被開(kāi)啟，會(huì)立刻產(chǎn)生高頻高壓。C、若高頻引弧成功，焊接電源進(jìn)行正常的焊接，此時(shí)，就會(huì)立即切除高頻高壓。D、在完成焊接后，延時(shí)一段時(shí)間關(guān)閉氬氣，以保護(hù)鎢極和熔池。這段時(shí)間稱氣體滯后時(shí)間，一般要求在3-14秒內(nèi)連續(xù)可調(diào)。E、在停止焊接后，只要?dú)鍤鉀](méi)有被關(guān)閉，即氣體滯后時(shí)間沒(méi)有結(jié)束，若需要再按下焊槍上的控制開(kāi)頭，就會(huì)立即啟動(dòng)焊接電源，不需要有引弧時(shí)間。該程序控制電路，功能齊全，完全滿足氬弧焊機(jī)對(duì)程序控制的要求。
本實(shí)用新型的高頻引弧電路如圖4，B2為高頻變壓器，采用14寸黑白電視機(jī)行輸出變壓器與功率開(kāi)頭管V1組成單端反激式逆變電路，由555組成多諧振蕩器，產(chǎn)生高頻驅(qū)動(dòng)脈中，取振蕩頻率為20KHz，單端反激式逆變器將低頻逆變成20KHz的高頻，將低電壓(約90V)逆變成近3000V高頻高電壓，向電容器C8充電，擊穿火花塞，向焊接電源的輸出端輸出高頻振蕩引弧電壓，進(jìn)行氬弧焊接。
本實(shí)用新型直流鎢極氬弧焊機(jī)程序控制電路及高頻引弧電路，功能齊全，具有體積小，重量輕，成本低，引弧快速可靠，控制準(zhǔn)確，高頻干擾小，使用方便等特點(diǎn)，它不但適用于直流鎢極氬弧焊機(jī)，而且適用于空氣等離子切割機(jī)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明


圖1為本實(shí)用新型的原理方框圖圖2為本實(shí)用新型的氬弧焊接時(shí)序控制圖圖3為本實(shí)用新型的氬弧焊接程序控制圖圖4為本實(shí)用新型氬弧焊接高頻引弧電路圖如
圖1所示，為本實(shí)用新型的原理方框圖，由焊接電源，程序控制電路圖，高頻引弧電路圖組成。
如圖2所示，為本實(shí)用新型氬弧焊接時(shí)序控制圖，由氬氣的時(shí)序，高頻引弧的時(shí)序和焊接電流的時(shí)序等組成。
如圖3所示，為本實(shí)用新型氬弧焊接程序控制電路圖，它是實(shí)現(xiàn)氬弧焊接的時(shí)序控制功能而設(shè)計(jì)的程序控制電路圖。程序控制電路圖中K為焊槍控制開(kāi)關(guān)，當(dāng)按下焊搶控制開(kāi)頭K時(shí)，電源電壓+Vc，通過(guò)D16立即加到繼電器J3的控制端，其輸出端得電，觸點(diǎn)J3-1閉合，電磁閥得電，打開(kāi)氣閥，氬氣立即從焊槍噴嘴中噴出。同時(shí)，電源電壓+Vc，通過(guò)電阻R10，二極管D18，電位器W3和電阻R12向電容C22充電，使電容器C22電位升高，當(dāng)運(yùn)算放大器腳10的電位高于運(yùn)算放大器腳9的予置電位時(shí)，使運(yùn)算放大器腳8的電位翻轉(zhuǎn)，從負(fù)電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檎娢唬龢O管V5，V6導(dǎo)通，使繼電器J1的控制端得電，觸點(diǎn)J1-1，J1-2，J1-3閉合，此時(shí)，電源電壓+Vc通過(guò)D22加到繼電器J5的控制端，觸點(diǎn)J5-1閉合，開(kāi)啟焊接電源，可見(jiàn)，調(diào)節(jié)W3，可以調(diào)節(jié)引弧時(shí)間的長(zhǎng)短，稱這段時(shí)間為引弧時(shí)間，一般要求在1-3秒內(nèi)連續(xù)可調(diào)。由于焊接電源的啟動(dòng)，取樣電阻R16，R17的中點(diǎn)隨空載電壓的建立而升高，當(dāng)運(yùn)算放大器IC4-2的同相端腳5的電位高于異相端腳6的電位時(shí)，輸出端腳7的電位就立即翻轉(zhuǎn)，從負(fù)電位轉(zhuǎn)變?yōu)檎娢?，使三極管V3，V4導(dǎo)通，電源電壓+Vc通過(guò)三極管V4加到繼電器J2的控制端，使觸點(diǎn)J2-1閉合。電源電壓+Vc通過(guò)二極管D17，J2-1，加到繼電器J4的控制端，使觸點(diǎn)J4-1閉合，接通高頻引弧電路輸入端，立即產(chǎn)生高頻高壓，高頻高壓通過(guò)高頻引弧耦合變壓器B3副邊，以串聯(lián)的方式耦合到焊接同路中，當(dāng)焊槍電極與工件之間的間隙被擊穿時(shí)，高頻引弧成功，一旦高頻引弧成功，焊接電源輸出電壓立即下降，取樣電組R16，R17中點(diǎn)B的電壓隨即下降，當(dāng)運(yùn)算放大器IC4-1的同相端腳5的電位下降到低于反相端腳6的電位時(shí)，其輸出端腳7的電位從正電位立即翻轉(zhuǎn)到負(fù)電位，從而使三極管V3，V4截止，繼電器J2的控制端失電，觸點(diǎn)J2-1打開(kāi)，繼電器J4失電，使觸點(diǎn)J4-1打開(kāi)，高頻引弧電路停止工作，焊接電源進(jìn)行正常的焊接工作，在完成焊接后，當(dāng)松開(kāi)焊接控制開(kāi)關(guān)時(shí)，此時(shí)D16截止，繼電器J3繼續(xù)導(dǎo)通，電磁閥仍然得電，氬氣繼續(xù)從焊槍噴嘴中流出，以保護(hù)熔池，而電容器C22將通過(guò)J1-2，R11，W2，R10，R9放電，其放電時(shí)間常數(shù)約為t1＝(R11＋R10＋R9＋W2)·C22，隨著C22放電的進(jìn)行，其兩端的電壓逐漸下降，同時(shí)，電源電壓+Vc通過(guò)R13，D19向C22充電，其充電時(shí)間常數(shù)為t2＝R13·C22，但是，R13＞＞(R11＋R10＋R9＋W2)，所以充電效應(yīng)可以忽略不計(jì)，當(dāng)運(yùn)算放大器IC4-3腳10的電位低腳9的電位時(shí)，其輸出端腳8的電位立即翻轉(zhuǎn)，從正電位跳變?yōu)樨?fù)電位，三極管V5，V6截止，繼電器J1失電，觸點(diǎn)J1-1，J1-2，J1-3斷開(kāi)，這時(shí)，C22兩端電壓通過(guò)D15，R8迅速放電衰減到零，繼電器J3失電，觸點(diǎn)J3-1斷開(kāi)，電磁閥DF失電，關(guān)閉氬氣，可見(jiàn)，調(diào)節(jié)W2，可以改變氬氣的滯后時(shí)間，稱這段時(shí)間為氬氣滯后時(shí)間，一般要求在3-14秒內(nèi)連續(xù)可調(diào)。
綜上所述，該程序控制電路實(shí)現(xiàn)的功能，完全滿足氬弧焊機(jī)對(duì)高頻引弧的程序控制的要求。
如圖4所示，為本實(shí)用新型高頻引弧電路，它由高頻脈沖發(fā)生器，單端反激式逆變器，高頻振蕩電路及高頻引弧藕合輸出器組成。用555組成多諧振蕩器，產(chǎn)生高頻驅(qū)動(dòng)脈沖，取振蕩頻率為20KHz，加入導(dǎo)引二極管D7，D8，其充、放電時(shí)間常數(shù)可單獨(dú)調(diào)節(jié)。90V的正弦波交流電經(jīng)整流管D1-D4整流經(jīng)電容C1，C2與R1組成的瀘波電路變成直流，加入到由高壓變壓器B2與功率開(kāi)關(guān)管V1組成的單端反激式逆變器B2。高壓變壓器，采用14寸黑白電視機(jī)行輸出變壓器。高壓電容C8，火花塞和高頻振蕩輸出器B3的初級(jí)組成高頻振蕩電路。單端反激式逆變器B2的次級(jí)輸出近3000V的高頻高壓，向電容C8充電，使C兩端的電壓Uc8升高，V1不斷觸發(fā)，C8不斷存貯能量，當(dāng)UC8達(dá)到擊穿火花塞電壓Up后，火花塞被擊穿短路，高頻回路C8，L2發(fā)生諧振，即產(chǎn)生高頻振蕩，振蕩頻率為fo=12π1L2·C8·R24L22]]>圖附書明振蕩電壓的時(shí)間衰減常數(shù)T=2L2R]]>當(dāng)電容C8兩端電壓衰減到較小值時(shí)，火花放電器恢復(fù)阻斷能力，C8重新又被充電，火花放電器又被擊穿，又開(kāi)始一個(gè)新的振蕩周期。
高頻振蕩輸出器B3原邊上的高頻振蕩電壓UL2通過(guò)付邊以串聯(lián)方式藕合到焊接同路中，該電壓被加到焊槍電極與工件間隙組成的同路中，當(dāng)焊槍電極與工件之間的間隙被高頻高壓擊穿時(shí)，高頻引弧成功。
這種小型的高頻引弧器有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)①以高頻變壓器替代了低頻或中頻變壓器，由于頻率的提高，降低了成本，減小了體積，②以電容多周期存貯能量的工作方式取代了傳統(tǒng)的初級(jí)每觸發(fā)一次，次級(jí)高頻振蕩一個(gè)同合的工作方式，這種工作方式給參數(shù)調(diào)整帶來(lái)了方便，使引弧快速可靠，控制準(zhǔn)確，產(chǎn)生的高頻干擾小等特點(diǎn)，它不但適用于直流氬弧焊機(jī)，同樣適合于空氣等離子切割機(jī)。
權(quán)利要求1.本實(shí)用新型為直流鎢極氬弧焊機(jī)程序控制及高頻引弧電路。其特征是它由程序控制電路和高頻引弧電路所組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的新型氬弧焊機(jī)程序控制電路，它是由開(kāi)關(guān)K，繼電器J1，J2，J3，J4，J5，二級(jí)管D14，D15，D16，D17，D18，D19，D20，D21，D22，D23，三級(jí)管V3，V4，V5，V6，可調(diào)電位器W2，W3，W4，W5，電阻R8，R9，R10，R11，R12，R13，R14，R16，R17，R18，R19，R20，R21，R22，R23，R24，R25，R26，R27，R28，R29，R30，R31電容C21，C22，運(yùn)算放大器IC4-1，IC4-2，IC4-3，IC4-4以及電磁閥DF組成。上述器件按圖3，一一相連，組成氬弧焊機(jī)程序控制電路圖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的新型氬弧焊機(jī)高頻引弧電路，它是由高頻變壓器B2，高頻引弧藕合變壓器B3，器件IC1，繼電器J4的觸點(diǎn)J4-1，二極管D1，D2，D3，D4，D5，D6，D7，D8，D23，三極管V2，V1，場(chǎng)效應(yīng)管V1，電容C1，C2，C4，C3，C5，C23，C8，電位器W1，電組R2，R3，R4，R5，R6，R7，繼電器J4的觸頭J4-1，火花塞FD等組成。上述電子元器件按圖4，一一相連，組成高頻引弧電路圖。
專利摘要本實(shí)用新型是一種直流鎢極氬弧焊機(jī)程序控制及高頻引弧電路,它由程序控制電路和高頻引弧電路組成。其特征在于所設(shè)計(jì)的程序控制電路,在予送氣,高頻引弧,焊接,切斷高頻,焊接結(jié)束,滯后斷氣,斷弧等所具備的一系列功能,完全滿足氬弧焊機(jī)對(duì)程序控制電路的要求。高頻引弧電路用高頻變壓器替代原有的低頻或中頻變壓器,實(shí)現(xiàn)了電容多周期存貯能量的工作方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的初級(jí)每觸發(fā)一次,次級(jí)高頻振蕩一次的工作方式。使參數(shù)調(diào)整方便,效率高,工作穩(wěn)定,高頻干擾小,引弧容易,可靠,使用方便。
文檔編號(hào)B23K9/16GK2474261SQ0121349
公開(kāi)日2002年1月30日 申請(qǐng)日期2001年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月27日
發(fā)明者蔣仲湘 申請(qǐng)人:蔣仲湘