高效電火花熔覆的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高效電火花熔覆機(jī)，交流電經(jīng)降壓、整流和濾波后，通過(guò)限流電阻向儲(chǔ)能電容充電，此時(shí)IGBT處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)電容的充電量達(dá)到某一給定值時(shí)，比較放大器輸出脈沖信號(hào)，通過(guò)觸發(fā)器使IGBT導(dǎo)通，儲(chǔ)能電容通過(guò)IGBT、電極和工件構(gòu)成的放電回路快速放電。在電容放電期間，電極停止旋轉(zhuǎn)，以保證電容放電能集中在電極端部的某一點(diǎn)上進(jìn)行。當(dāng)電容放電剩余的電量達(dá)到另一給定值時(shí)，比較放大器輸出脈沖信號(hào)，通過(guò)觸發(fā)器使IGBT截止，并使電極開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，這時(shí)儲(chǔ)能電容又重新回到充電狀態(tài)，電火花熔覆機(jī)進(jìn)入下一個(gè)工作周期。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高效電火花熔覆機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高電火花熔覆效率的裝置，屬于金屬材料表面改性處理技術(shù)的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電火花熔覆技術(shù)是金屬材料表面改性處理技術(shù)的重要組成部分，應(yīng)用于工模具表面強(qiáng)化處理和金屬零件的表面修復(fù)。與其它熔覆技術(shù)相比，電火花熔覆具有熱影響區(qū)小，不影響基體材料的力學(xué)性能，被處理零件不變形等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]電火花熔覆是通過(guò)儲(chǔ)能電容快速放電，在電極和被處理金屬材料之間產(chǎn)生電火花放電,瞬時(shí)產(chǎn)生的高溫使電極端部與基材表面熔化,部分電極材料轉(zhuǎn)移到基材表面形成了
熔覆層。
[0004]早期的電火花熔覆機(jī)是利用機(jī)械振動(dòng)使電極在基材表面頻繁接觸:接觸時(shí)電容放電，斷開(kāi)時(shí)電容充電。后來(lái)人們利用新型電力半導(dǎo)體器件“絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)IA快速開(kāi)關(guān)功能實(shí)現(xiàn)電容的充放電=IGBT截止時(shí)電容充電；IGBT導(dǎo)通時(shí)電容放電。IGBT的開(kāi)關(guān)頻率是操作者通過(guò)面板上的開(kāi)關(guān)頻率調(diào)節(jié)旋鈕自行調(diào)節(jié)。在電火花熔覆過(guò)程中，IGBT是以固定的頻率進(jìn)行電容的充電和放電，這種充放電模式很難使電火花熔覆機(jī)有最大功率的輸出。譬如，當(dāng)IGBT開(kāi)關(guān)頻率高時(shí)，電容還未充足電IGBT就導(dǎo)通，此時(shí)的放電能量比較低；當(dāng)IGBT開(kāi)關(guān)頻率比較低時(shí)，早已充足電的電容仍要等到IGBT導(dǎo)通時(shí)才能開(kāi)始放電，這時(shí)電火花熔覆機(jī)的效率也達(dá)不到最大值。
[0005]另外，電火花熔覆機(jī)在工作時(shí)電極都是以恒定的速度旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速由操作者自行調(diào)節(jié)。在電容放電期間，由于電極一直在旋轉(zhuǎn)，電容釋放出來(lái)的電能不能集中在電極端部的某一固定部位放電，影響到電極的熔化速率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是要提供一種能提高電火花熔覆效率的裝置，通過(guò)該裝置使IGBT的截止和導(dǎo)通、電容的充電和放電以及電極的轉(zhuǎn)動(dòng)和停止三者保持同步，以保證儲(chǔ)能電容在每次充電至接近于最大值時(shí)開(kāi)始放電，當(dāng)電容放電到某一最小值時(shí)停止放電，也就是說(shuō)IGBT的開(kāi)關(guān)頻率由電容的充放電頻率所決定。另外，在電容放電期間電極停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使電容每次釋放出來(lái)的電能都是集中在電極端部的某一點(diǎn)上。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
[0008]交流電經(jīng)降壓、整流和濾波后，通過(guò)限流電阻向儲(chǔ)能電容充電，此時(shí)IGBT處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)儲(chǔ)能電容充電至某一給定值時(shí)，比較放大器輸出脈沖信號(hào)，通過(guò)觸發(fā)器使IGBT導(dǎo)通，并使電極停止旋轉(zhuǎn)，儲(chǔ)能電容通過(guò)IGBT、電極和工件構(gòu)成的放電回路快速放電。當(dāng)放電的儲(chǔ)能電容剩余的電量達(dá)到另一給定值時(shí)，比較放大器輸出脈沖信號(hào)，通過(guò)觸發(fā)器使IGBT截止，并使電極開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，這時(shí)電容又重新進(jìn)入充電狀態(tài)，電火花熔覆進(jìn)入下一個(gè)工作周期。[0009]本發(fā)明的有益效果是:
[0010]在電火花熔覆過(guò)程中，只有當(dāng)儲(chǔ)能電容充電到接近于充滿(mǎn)電的狀態(tài)下才開(kāi)始放電；當(dāng)電容放電到剩余電量對(duì)熔覆效果影響較小時(shí)就停止放電，這種充放電模式可以保證電火花熔覆機(jī)始終是在最高熔覆效率狀態(tài)下運(yùn)行。另外，電極根據(jù)電容的充放電而同步旋轉(zhuǎn)或停止，可以保證電容放電是集中在電極端部某一點(diǎn)上，以進(jìn)一步地提高電火花熔覆的效率。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]附圖1是本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例:如圖所示，220V交流電經(jīng)過(guò)降壓、整流和濾波后得到100V的平滑直流電，通過(guò)10歐姆的限流電阻向100微法儲(chǔ)能電容充電。當(dāng)儲(chǔ)能電容充電至95%電量時(shí)，比較放大器的邏輯電路控制觸發(fā)器輸出脈沖信號(hào)使IGBT導(dǎo)通，并使電極停止旋轉(zhuǎn)，這時(shí)儲(chǔ)能電容通過(guò)IGBT和電極向工件放電，在工件表面形成一個(gè)熔覆點(diǎn)。當(dāng)儲(chǔ)能電容剩余10%電量時(shí)，比較放大器的邏輯電路控制觸發(fā)器輸出脈沖信號(hào)使IGBT關(guān)閉，電極開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，電容重新開(kāi)始充電，電火花熔敷裝置進(jìn)入下一個(gè)工作周期。與傳統(tǒng)的電火花熔覆裝置相比，本發(fā)明可提高熔覆效率30%以上。
【權(quán)利要求】
1.一種電火花熔覆機(jī)，包括降壓整流濾波電路、限流電阻、儲(chǔ)能電容、IGBT開(kāi)關(guān)器件、比較放大電路、觸發(fā)電路、旋轉(zhuǎn)電極，電容是由IGBT控制充電和放電，其特征在于當(dāng)電容的充電量達(dá)到某一給定值時(shí)，IGBT導(dǎo)通，電容開(kāi)始放電；當(dāng)電容放電剩余電量達(dá)到另一給定值時(shí)，IGBT截止，電容重新充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于在IGBT導(dǎo)通時(shí)段，電極停止轉(zhuǎn)動(dòng)；在IGBT關(guān)閉時(shí)段，電極開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號(hào)】B23K9/04GK104002017SQ201410161222
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年4月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月13日
【發(fā)明者】趙程, 張寰, 王澤旺, 陳祥曦 申請(qǐng)人:青島科技大學(xué)