專利名稱：一種交流弧焊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種交流弧焊機(jī)，特別是一種可以代替直流弧焊機(jī)應(yīng)用結(jié)507堿性焊條的交流弧焊機(jī)。
目前生產(chǎn)的手工弧焊機(jī)大體可分為兩大類，一類是交流弧焊機(jī)，另一類是直流弧焊機(jī)。前者的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、成本低、維護(hù)檢修方便，其缺點(diǎn)是不能代替直流弧焊機(jī)采用堿性焊條進(jìn)行施焊，這是因?yàn)閴A性焊條藥皮中含有較多的CaF2，當(dāng)焊接時(shí)提高了電弧氣氛中的氟含量，而氟易于形成負(fù)離子，于是在電弧電流過(guò)零點(diǎn)的瞬間，電弧溫度下降，氟的負(fù)離子極易與正離子結(jié)合而減少電弧空間的電離度，就是說(shuō)負(fù)離子的形成對(duì)電弧空間的電離度起有害作用，當(dāng)使用支流電源為50周工頻供電時(shí)，電弧電流每秒過(guò)零100次，這樣用交流弧焊機(jī)采用堿性焊條施焊顯然電弧極不穩(wěn)定，焊接過(guò)程中突然熄弧現(xiàn)象頻繁，焊條易于與工件粘在一起且飛濺較大，不能進(jìn)行正常的施焊；后者又分為兩種，一種是硅整流弧焊機(jī)，一種是旋轉(zhuǎn)直流弧焊機(jī)，硅整流弧焊機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噪音小，但當(dāng)引弧時(shí)沖擊電流大，硅整流元件易損壞，并且飛濺較大、穩(wěn)定性差，旋轉(zhuǎn)直流弧焊機(jī)具有電弧穩(wěn)定，焊縫成形好的特點(diǎn)，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、材料消費(fèi)大、重量大、噪音大。
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、性能可靠、電弧穩(wěn)定、可代替直流弧焊機(jī)應(yīng)用堿性焊條(例結(jié)507)施焊的弧焊機(jī)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括一個(gè)具有陡降電源特性的弧焊變壓器，其技術(shù)要點(diǎn)是在該弧焊變壓器的基礎(chǔ)上增加一個(gè)雙向電壓方波脈沖穩(wěn)弧裝置，該裝置包括兩套由衰減器、射極跟隨器組成的同步電路和由單穩(wěn)電路、主可控硅觸發(fā)信號(hào)發(fā)生電路，關(guān)斷主可控硅觸發(fā)信號(hào)發(fā)生電路，主可控硅執(zhí)行電路組成的可控硅斷續(xù)器，兩套電路的結(jié)構(gòu)原理完全相同，分別在交流電弧電流的正負(fù)半波工作，就是說(shuō)對(duì)電弧電流過(guò)零處加正、負(fù)方波電壓脈沖，焊條與工件既連接在弧焊機(jī)焊接變壓器的二次側(cè)也連接在穩(wěn)弧裝置中的同步電路的輸入端，由于電弧電流與電弧電壓同相位，當(dāng)電弧電流過(guò)零時(shí)，電弧電壓也過(guò)零點(diǎn)而且又是較高的引燃電壓，這個(gè)電壓信號(hào)經(jīng)衰減器衰減后加到射極跟隨器，并由射極跟隨器輸出負(fù)信號(hào)給單穩(wěn)電路，使單穩(wěn)電路翻轉(zhuǎn)，輸出方波電壓脈沖信號(hào)給主可控硅觸發(fā)信號(hào)發(fā)生電路，并由該電路向主可控硅執(zhí)行電路的觸發(fā)導(dǎo)通端提供觸發(fā)信號(hào)，使主可控硅導(dǎo)通，于是由主可控硅執(zhí)行電路輸出一個(gè)與電弧電流過(guò)零點(diǎn)同步的方波電壓脈沖加到電弧上，單穩(wěn)電路翻轉(zhuǎn)后立刻進(jìn)入暫穩(wěn)狀態(tài)(此時(shí)恰是主可控硅導(dǎo)通輸出方波電壓脈沖時(shí)刻)當(dāng)單穩(wěn)電路暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束重新處于穩(wěn)定狀態(tài)的瞬間，單穩(wěn)電路無(wú)正方波電壓信號(hào)輸出，此時(shí)關(guān)斷主可控硅觸發(fā)信號(hào)發(fā)生電路開(kāi)始工作，并由該電路輸出脈沖電壓信號(hào)給主可控硅執(zhí)行電路的截止觸發(fā)端提供觸發(fā)信號(hào)，使主可控硅由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，顯然主可控硅由導(dǎo)通變?yōu)榻刂惯@是加到電弧上的脈沖電壓的寬度。
本實(shí)用新型由于在普通交流弧焊機(jī)上增加了一個(gè)雙向方波電壓脈沖，
使電弧電流過(guò)零點(diǎn)時(shí)，及時(shí)地加入了一個(gè)脈沖能量來(lái)滿足電弧放電能量之需要及補(bǔ)償電弧空間向周圍散發(fā)能量的損失，并能使電弧電流在過(guò)零點(diǎn)之后產(chǎn)生一個(gè)顯著的過(guò)渡電流以使電弧繼續(xù)穩(wěn)定的燃燒，從根本上解決了使用堿性焊條(如結(jié)507)時(shí)，電弧過(guò)零點(diǎn)易造成熄弧現(xiàn)象及電弧不穩(wěn)定的問(wèn)題。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明完全能滿足堿性焊條交流手工電弧焊的工藝要求。如果做普通交流弧焊機(jī)使用，只要切斷該穩(wěn)弧裝置即可。
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2～圖9本實(shí)用新型電原理圖。
圖1～圖9為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，參考
圖1它包括焊接變壓器8、控制變壓器4(380V／380V400V)、6(380V／36V12V6.3V)、正、負(fù)脈沖通斷開(kāi)關(guān)7、正負(fù)脈沖指示燈5、正負(fù)脈沖電壓指示表1、穩(wěn)弧裝置的兩套線路板2、3及安裝上述部件的箱體9，其中兩套線路板2、3的電路原理圖由圖2～圖9給出，圖2～圖4和圖5～圖7為兩套完全相同的線路，只不過(guò)是一套線路在電源負(fù)半周工作，一套線路在電源正半周工作，即一套線路在電流過(guò)零點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生負(fù)方波電壓脈沖，一套線路在電流過(guò)零點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生正方波電壓脈沖，圖8～圖9為控制電源原理圖。下面僅就產(chǎn)生負(fù)方波電壓脈沖的線路作以介紹。
參考圖2，它由同步電路Ⅰ、單穩(wěn)電路Ⅱ、主可控硅觸發(fā)信號(hào)發(fā)生電路Ⅲ組成。同步電路Ⅰ的輸入端31＋、32－連接在焊條與工件上(工件與焊條連接到焊接變壓器8的二次側(cè))，由電阻R25、電容
C27、穩(wěn)壓管DW3組成衰減器，以防止高壓脈沖的沖擊，焊接電弧的引燃電壓信號(hào)經(jīng)此衰減器輸出給由三極管BG8～BG10、電阻R26、R27組成的射極跟隨器，并由該跟隨器BG10的發(fā)射極輸出負(fù)方波信號(hào)給單穩(wěn)電路Ⅱ的輸入端，經(jīng)二極管D16鉗位，由于電容C10兩端電壓不能突變，故負(fù)信號(hào)耦合到三極管BG4的基極b點(diǎn)，使正在飽和導(dǎo)通的三極管BG4的發(fā)射結(jié)反偏，因此三極管BG4由飽和導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài)，其集電極④點(diǎn)為高電位輸出，該輸出信號(hào)給主可控硅觸發(fā)信號(hào)發(fā)生電路Ⅲ的輸入端使穩(wěn)壓管DW7擊穿，三極管BG7導(dǎo)通并從串接在該發(fā)射極上的電阻R22上輸出一個(gè)矩形波正電壓經(jīng)二極管D13鉗位，觸發(fā)可控硅4SCR導(dǎo)通，使已充好電的電容C11經(jīng)可控硅4SCR及脈沖變壓器1MB放電，于是在脈沖變壓器1MB的次級(jí)3028兩端產(chǎn)生脈沖信號(hào)，輸出給主可控硅執(zhí)行電路的觸發(fā)導(dǎo)通端，使主可控硅導(dǎo)通，單穩(wěn)電路Ⅱ中三極管BG4一經(jīng)截止，單穩(wěn)電路立即翻轉(zhuǎn)，并由穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)狀態(tài)，于是三極管BG3由截止轉(zhuǎn)為飽和導(dǎo)通，與此同時(shí)電容C10開(kāi)始放電，其放電的路徑是電容C10的正極a點(diǎn)→三極管BG3→電阻R17→電源→電阻R16、Rw4→電容C10的負(fù)極b點(diǎn)，隨著電容C10放電，三極管BG4基極電位逐漸上升，當(dāng)基極電位高于發(fā)射極電位時(shí)，BG4又恢復(fù)飽和導(dǎo)通，正反饋結(jié)果使三極管BG3再截止，從而使單穩(wěn)電路Ⅱ恢復(fù)常穩(wěn)態(tài)，三極管BG4飽和導(dǎo)通后在其集電極④點(diǎn)上輸出低電位信號(hào)給關(guān)斷主可控硅觸發(fā)信號(hào)發(fā)生電路。
參考圖3關(guān)斷主可控硅觸發(fā)信號(hào)發(fā)生電路包括由穩(wěn)壓管Dw10、三極管BG16、單結(jié)晶體管uJT1、電阻R35、R36、Rw5、電容C25組成的弛張振蕩器和脈沖變壓器3MB。當(dāng)單穩(wěn)電路Ⅱ中三極管BG4截止時(shí)，由其集電極④點(diǎn)輸出的高電位使穩(wěn)壓管Dw10擊穿導(dǎo)通，三極管BG16也導(dǎo)通，并將與其并聯(lián)的電容C25短路，使其充不上電，于是單結(jié)晶體管uJT1不能工作，因此脈沖變壓器3MB也就無(wú)輸出脈沖，此種情況一直持續(xù)到單穩(wěn)電路又恢復(fù)到常穩(wěn)態(tài)，即三三極管BG4又飽和導(dǎo)通，其集電極④點(diǎn)為低電位，三極管BG16截止，當(dāng)電容C25充電到Up后，單結(jié)晶體管馬上工作，于是由脈沖變壓器3MB次級(jí)29、28兩端輸出脈沖信號(hào)給主可控硅執(zhí)行電路，使主可控硅1SCR由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?。主可控?SCR由觸發(fā)導(dǎo)通到截止這段時(shí)間便是加在電弧上的電壓寬度。
參考圖4主可控硅執(zhí)行電路，由一個(gè)整流電源Ⅳ、二極管D9、D29、D27、D40、電感線圈L1／L2、電容C23、C21、主可控硅1SCR、電阻R30、R40、R57、穩(wěn)壓管Dw12組成。圖中K1、D1、V1分別表示負(fù)方波脈沖通斷開(kāi)關(guān)、工作指示燈及負(fù)方波電壓脈沖顯示表。由主可控硅觸發(fā)信號(hào)發(fā)生電路(圖2中Ⅲ部分)中1MB次級(jí)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)加到觸發(fā)導(dǎo)通端(30、28兩端)觸發(fā)主可控硅1SCR導(dǎo)通，使脈沖電壓信號(hào)經(jīng)電感線圈L1、電阻R40、二極管D40加到電弧上，在電弧電流過(guò)零點(diǎn)時(shí)給電弧提供一個(gè)負(fù)方波電壓脈沖，同時(shí)在電感線圈初級(jí)L1上產(chǎn)生自感電勢(shì)eL1，
由于電感線圈初級(jí)L1與次級(jí)L2有互感作用，所以在L2上也必然產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)eL2，通過(guò)二極管D27給電容C21充電，由關(guān)斷主可控硅觸發(fā)信號(hào)發(fā)生電路(圖3)中脈沖變壓器3MB次級(jí)兩端發(fā)出的脈沖信號(hào)加到觸發(fā)截止端(29、28)，經(jīng)二極管D29觸發(fā)可控硅5SCR使其導(dǎo)通，這時(shí)參電后的電容C21開(kāi)始放電，給主可控硅1SCR加上反向電壓，使主可控硅1SCR由導(dǎo)通變?yōu)榻刂梗麟娫储舻妮斎腚妷簽?00V，而另一套線路中主可控硅執(zhí)行電路的整流電源Ⅳ的輸入電壓為380V(參考圖7)。這是由于焊條兩極的熱物理性質(zhì)及幾何尺寸不同，電弧引燃電壓焊條為陰極的半周比焊條為陽(yáng)極的半周低一些，因此加入的脈沖能量應(yīng)有所不同，即在工件為負(fù)的半周加到電弧上的負(fù)脈沖電壓應(yīng)高于工件為正的半周加到電弧上的正脈沖電壓。
圖5～圖7為另一套線路，即在電弧電流過(guò)零點(diǎn)時(shí)加在電弧上的正脈沖方波電壓電路，它與上述電路結(jié)構(gòu)原理完全相同，不在贅述。
圖8～圖9是為上述各電路提供的控制電源。
權(quán)利要求1.一種交流弧焊機(jī)，它包括一個(gè)具有徒降電源特性的弧焊機(jī)焊接變壓器，其特征在于還進(jìn)一步包括一個(gè)雙向電壓脈沖穩(wěn)弧裝置，該裝置包括兩套由衰減器、射極跟隨器組成的同步電路和由單穩(wěn)電路、主可控硅觸發(fā)信號(hào)發(fā)生電路，關(guān)斷主可控硅觸發(fā)信號(hào)發(fā)生電路、主可控硅執(zhí)行電路組成的可控硅斷續(xù)器及控制電源，兩套完全相同的線路分別安裝在兩塊印刷板上并與焊接變壓器一起安裝在一個(gè)箱體中，同步電路的輸入端連接在焊條與工件的兩端，由同步電路跟蹤電弧電流過(guò)零點(diǎn)信號(hào)并將此信號(hào)輸出給單穩(wěn)電路使其翻轉(zhuǎn)，單穩(wěn)電路的輸出端與主可控硅觸發(fā)信號(hào)電路和關(guān)斷主可控硅觸發(fā)信號(hào)發(fā)生電路的輸入端相連，翻轉(zhuǎn)后的單穩(wěn)電路隨即進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，其輸出端輸出高電平，使主可控硅觸發(fā)信號(hào)發(fā)生電路工作并產(chǎn)生脈沖信號(hào)輸出給主可控硅執(zhí)行電路的觸發(fā)導(dǎo)通端，使主可控硅導(dǎo)通，主可控硅執(zhí)行電路產(chǎn)生脈沖方波電壓信號(hào)加到電弧上，當(dāng)單穩(wěn)電路恢復(fù)到常穩(wěn)態(tài)瞬間。其輸出端為低電平，此時(shí)關(guān)斷主可控硅觸發(fā)信號(hào)發(fā)生電路工作并產(chǎn)生脈沖信號(hào)輸出給主可控硅執(zhí)行電路的觸發(fā)截止端，使主可控硅由導(dǎo)通變?yōu)榻刂埂?br> 2.按權(quán)利要求1所述的交流弧焊機(jī)，其特征在于所述的關(guān)斷主可控硅觸發(fā)信號(hào)發(fā)生電路包括由穩(wěn)壓管、三極管、電阻、電容、單結(jié)晶體管組成的馳張振蕩器和脈沖變壓器。
3.按權(quán)利要求1所述的交流弧焊機(jī)，其特征在于所述的主可控硅執(zhí)行電路由整流電源IV、可控硅5SCR、主可控硅1SCR、二極管D9、D29、D27、D40、電感線圈L1／L2、電容C23C21、電阻R30、R40、R57、穩(wěn)壓管DW12組成，二極管D9的陽(yáng)極為觸發(fā)導(dǎo)通端，其陰極經(jīng)穩(wěn)壓管DW12與主可控硅1SCR的觸發(fā)端相連，二極管D29的陽(yáng)極為觸發(fā)截止端，其陽(yáng)極與可控硅5SCR的觸發(fā)端相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種交流弧焊機(jī)，它可以代替直流弧焊機(jī)應(yīng)用堿性焊條施焊，其技術(shù)要點(diǎn)是在普通交流弧焊機(jī)上增加一個(gè)雙向方波電壓脈沖穩(wěn)弧裝置，該裝置可在電弧電流過(guò)零點(diǎn)時(shí)給電弧加一個(gè)方波電壓脈沖，從而有效地解決了交流電弧焊機(jī)電流過(guò)零點(diǎn)時(shí)的穩(wěn)弧問(wèn)題。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、造價(jià)大大低于直流弧焊機(jī)。
文檔編號(hào)B23K9/06GK2042392SQ8821714
公開(kāi)日1989年8月9日 申請(qǐng)日期1988年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月28日
發(fā)明者王清波, 鄭萬(wàn)林 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)