專利名稱：對焊機磁控裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種對焊機磁控裝置。
背景技術：
目前，公知的生產中廣泛使用的對焊機，尤其是電阻對焊機，主要存在以下兩個問題1)所用的電源幾乎全部為工頻交流電源或單相半波整流電源。這種電源在焊接直徑超過25mm的大鋼件時，由于趨膚效應的影響，極易造成焊件的中心部位未焊透現象，焊件的直徑愈大，未焊透的情況愈嚴重。而且，交流電源還使閃光對焊的閃光頻率降低，閃光過程的穩(wěn)定性變差、液態(tài)過梁變粗，火口尺寸增大，嚴重影響接頭質量。
2)焊接時無法有效地把焊口斷面上的氧化物夾層破碎并擠出去，易形成對接頭的沖擊韌性產生嚴重影響的灰斑缺陷。這種缺陷至今沒有可靠的、適合大批量生產中應用的無損檢測方法。

發(fā)明內容
本實用新型目的是提供一種對焊機磁控裝置，采用次級整流電源，可以較好地解決趨膚效應對焊接過程的影響，提高焊接質量。
本實用新型的技術方案是一種對焊機磁控裝置，包括變壓器、導軌12、軟銅帶6以及一組靜夾具4和動夾具9，動夾具9安置在導軌12上并可沿導軌12移動，變壓器輸出端的兩條軟銅帶6分別連接靜夾具4和動夾具9，其特征在于還包括次級整流電路7、斬波器1、鐵芯2及激磁線圈3，激磁線圈3外緣有線圈保護層13，激磁線圈3套在鐵芯2上，鐵芯2靠近焊合面10兩端置有高溫陶瓷涂層8，斬波器1的輸出端D和另一輸出端E分別與激磁線圈3電連接，鐵芯2位于動夾具9和靜夾具4之間，使焊合面10正好處于鐵芯2兩磁極的正中央。
次級整流電路7由變壓器B5、B6、B7、整流二極管VD13～VD18以及變壓器初級的可控硅VT13～VT18組成，也可由變壓器B8、整流二極管VD11、VD12以及變壓器初級的可控硅VT11和VT12組成。
次級整流電路7還可由變壓器B2、B3、B4、整流二極管VD5～VD10以及變壓器初級的可控硅VT5～VT10組成，也可由變壓器B1、整流二極管VD19～VD22以及變壓器初級的可控硅VT19和VT20組成。
次級整流電路7及斬波器1電路中的可控硅VT1～VT20的觸發(fā)信號由單片機控制系統集中控制。
本實用新型相比現有技術的優(yōu)點在于由于采用次級整流電路，可以較好地解決趨膚效應對焊接質量的影響，并可明顯提高焊機的功率因數；三相次級整流還可有效改善電網的不平衡狀態(tài)、降低對焊機在使用過程中對網路的沖擊；激磁線圈所產生的交變磁場，使金屬焊接區(qū)承受一交變的電磁力，從而引起焊合面處的熱態(tài)塑性金屬左右往復摩擦運動，有效破壞氧化膜，細化晶粒，提高焊接質量；其實施例中的單相或三相次級橋式整流電路還可以直接利用現有技術對焊機的變壓器，使設備改造成本降低。


以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的結構示意圖圖2是圖1的A-A剖視圖圖3是單相次級全波整流電源電路圖圖4是三相次級全波整流電源電路圖圖5是單相次級橋式整流電源電路圖圖6是三相次級橋式整流電源電路圖圖7是斬波器電路圖圖8是斬波器輸出的電壓波形圖圖9是現有技術對焊機的結構示意圖圖中1-斬波器，2-鐵芯，3-激磁線圈，4-靜夾具，5-焊接件一，6-軟銅帶，7-次級整流電路，8-高溫陶瓷涂層，9-動夾具，10-焊合面，11-焊接件二，12-導軌，13-線圈保護層。
具體實施方式
在圖1所示的實施例中，焊接件一5固定在靜夾具4上，焊接件二11固定在動夾具9上，動夾具9安置在導軌12上并可沿導軌12移動，次級整流電路7由軟銅帶6分別與靜夾具4和動夾具9相連接，為焊接件一5和焊接件二11提供焊接電流，由控制系統發(fā)出指令，完成焊接。磁控裝置由斬波器1、鐵芯2及激磁線圈3組成，激磁線圈3外側有線圈保護層13，激磁線圈3套在鐵芯2上，鐵芯2靠近焊合面10兩端置有高溫陶瓷涂層8，斬波器1的輸出端D和另一輸出端E分別與激磁線圈3電連接，激磁線圈3上的交流矩形電壓由斬波器1提供。鐵芯2位于動夾具9和靜夾具4之間，使焊合面10正好處于鐵芯2兩磁極正中央。
磁控裝置所產生的交變磁場，使金屬焊接區(qū)承受一交變的電磁力F1(F2)，從而引起焊合面10處的熱態(tài)塑性金屬左右往復摩擦運動，有效破壞氧化膜，細化晶粒，提高焊接質量。
對焊機的焊接過程如下通過次級整流電源給焊接件一5、焊接件二11通電，當焊接區(qū)加熱到一定程度時，斬波器1工作，給磁控裝置通以交流矩形電壓，使其產生交變磁場。如圖2所示，焊接電流方向流出紙面，當磁場方向為上N下S時，焊接區(qū)金屬的受力方向為F1，此時切向力F1使中心線右側的金屬向焊合面10以外運動，而中心線左側的金屬則向焊合面10內運動。但是，由于對焊過程始終有壓力存在(閃光對焊過程主要是頂鍛階段)，故左側表面的熱塑金屬較難擠入焊合面10。此外，被擠出焊合面10的金屬其形態(tài)已發(fā)生了變化，且流過該部位的電流已很小，故承受的電磁力不大。因此，切向力只能使對口近表面的熱塑金屬發(fā)生變形，這一變形可以封閉焊口，有效防止焊合面10的氧化；當磁場方向為上S下N時，焊接區(qū)金屬的受力方向為F2。這樣在交變磁場的作用下，焊接區(qū)的金屬將產生摩擦式的往復運動，從而有效清除及破壞焊合面10的氧化膜，并使焊接區(qū)的晶粒細化。
參照圖7、8。加在激磁線圈3兩端的方波電壓是由斬波器1輸出的。當VT1、VT4同時導通時，輸出電壓UDE之D點為正，E點為負；當VT2、VT3同時導通時，輸出電壓UDE之D點為負，E點為正。改變VT1、VT4及VT2、VT3的觸發(fā)脈沖間隔，可改變矩形波的脈沖頻率與交變磁場的頻率。
電源可用單相或三相次級整流電源。
參照圖3。單相次級全波整流電源所用變壓器B8帶有中間抽頭，其輸出端由整流二極管VD11、VD12組成的全波整流電路整流后提供給對焊機焊接電流。變壓器B5的輸入端為單相380V。
參照圖4。三相次級全波整流電源，是由三只與單相次級全波整流電源變壓器B8結構相同的單相變壓器B5、B6、B7聯接而成，在三組變壓器的輸出端，由整流二極管VD13、VD14、VD15、VD16、VD17和VD18組成的全波整流電路整流后提供給對焊機焊接電流。
參照圖5。單相次級橋式整流電源是在變壓器B1的輸出端，由整流二極管VD19、VD20、VD21和VD22組成的橋式整流電路整流后提供給對焊機焊接電流。變壓器B1的輸入端為單相380V。
參照圖6。三相次級橋式整流電源，是由三只與單相次級橋式整流電源變壓器B1結構相同的單相變壓器B2、B3、B4聯接而成，從三只變壓器輸出的交流電壓，經整流二極管VD5、VD6、VD7、VD8、VD9和VD10組成的橋式整流電路整流后提供給對焊機焊接電流。
在圖3～圖6所示的實施例中，圖4所示的三相次級全波整流電源效果最好，它可以較好地解決趨膚效應對焊接質量的影響，并可明顯提高焊機的功率因數，還可以有效改善電網的不平衡狀態(tài)、降低對焊機在使用過程中對網路的沖擊以及整流元件的功率損耗；圖3所示的單相次級全波整流電源效果次之，它可以解決趨膚效應對焊接質量的影響，也可以提高焊機的功率因數，只用一臺變壓器，成本較低；圖6所示的三相次級橋式整流電源可以改善電網的不平衡狀態(tài)、降低對焊機在使用過程中對網路的沖擊；圖5、圖6所示的次級橋式整流電源，雖然沒有圖3、圖4所示的次級全波整流電源效果好，但是，它可以直接利用現有技術對焊機的變壓器進行組合改造，降低設備成本，而且變壓器的級數調節(jié)、加壓方式均不作改動。但是，靠近鐵芯2及激磁線圈3的構件應改為不銹鋼材料，以免影響磁力線的分布。
次級整流電路及斬波器電路中的可控硅VT1～VT20的觸發(fā)信號由單片機控制系統集中控制。其中，變壓器初級可控硅VT5～VT20在電路中起無觸點開關作用，以控制對焊機的通電過程。當單片機控制系統接到焊接啟動信號后，接收網路同步信號的中斷請求，在網路電壓的每個電壓零點發(fā)出觸發(fā)對應可控硅VT5～VT20的脈沖信號。當通過次級整流電源給焊接件一5、焊接件二11通電，焊接區(qū)加熱到一定程度時(取決于焊件的尺寸及材料)，根據設定的磁控電壓頻率，發(fā)出觸發(fā)斬波器電路可控硅VT1～VT4的脈沖信號，斬波器1工作，給磁控裝置通以交流矩形電壓，使其產生交變磁場。
本實用新型可配用UN1-25、UN1-75、UN1-100、UN1-150等中、大功率的對焊機。
權利要求1.一種對焊機磁控裝置，包括變壓器、導軌(12)、軟銅帶(6)以及一組靜夾具(4)和動夾具(9)，動夾具(9)安置在導軌(12)上并可沿導軌(12)移動，變壓器輸出端的兩條軟銅帶(6)分別連接靜夾具(4)和動夾具(9)，其特征在于還包括次級整流電路(7)、斬波器(1)、鐵芯(2)及激磁線圈(3)，激磁線圈(3)外側有線圈保護層(13)，激磁線圈(3)套在鐵芯(2)上，鐵芯(2)靠近焊合面(10)兩端置有高溫陶瓷涂層(8)，斬波器(1)的輸出端D和另一輸出端E分別與激磁線圈(3)電連接，鐵芯(2)位于動夾具(9)和靜夾具(4)之間，使焊合面(10)正好處于鐵芯(2)兩磁極的正中央。
2.根據權利要求1所述的對焊機磁控裝置，其特征在于次級整流電路(7)由變壓器B5、B6、B7、整流二極管VD13～VD18以及變壓器初級的可控硅VT13～VT18組成，也可由變壓器B8、整流二極管VD11、VD12以及變壓器初級的可控硅VT11和VT12組成。
3.根據權利要求1所述的對焊機磁控裝置，其特征在于次級整流電路(7)及斬波器(1)電路中的可控硅VT1～VT20的觸發(fā)信號由單片機控制系統集中控制。
4.根據權利要求1或2所述的對焊機磁控裝置，其特征在于次級整流電路(7)還可由變壓器B2、B3、B4、整流二極管VD5～VD10以及變壓器初級的可控硅VT5～VT10組成，也可由變壓器B1、整流二極管VD19～VD22以及變壓器初級的可控硅VT19和VT20組成。
專利摘要本實用新型公開了一種對焊機磁控裝置，包括變壓器、導軌(12)、軟銅帶(6)以及一組靜夾具(4)和動夾具(9)，其特征在于還包括次級整流電路(7)、斬波器(1)、鐵芯(2)及激磁線圈(3)。激磁線圈(3)所產生的交變磁場，使金屬焊接區(qū)承受一交變的電磁力，從而引起焊合面處的熱態(tài)塑性金屬左右往復摩擦運動，有效破壞氧化膜，細化晶粒，提高焊接質量。次級整流電路(7)為單相或三相全波或橋式整流。由于采用次級整流電路，可明顯提高焊機的功率因數，三相次級整流還可有效改善電網的不平衡狀態(tài)、降低對焊機在使用過程中對網路的沖擊。單相或三相次級橋式整流電路還可以直接利用現有技術對焊機的變壓器，使設備改造成本降低。
文檔編號B23K11/24GK2621872SQ0321897
公開日2004年6月30日 申請日期2003年5月27日 優(yōu)先權日2003年5月27日
發(fā)明者馬鐵軍, 楊思乾 申請人:西北工業(yè)大學