專利名稱：可控硅控制低壓電容放電焊接方法及其電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電阻焊中的一種焊接方法及其控制電路，尤其涉及一種利用可控硅控制低壓大電容直接放電的焊接方法及其控制電路。
目前的電容貯能焊接方法是利用高壓貯能電容通過焊接變壓器的初級(jí)側(cè)放電，再利用焊接變壓器次級(jí)低壓向工件供電而實(shí)現(xiàn)焊接的。這種高壓電容貯能焊接需使用焊接變壓器，以解決控制開關(guān)的小電流容量問題。其開關(guān)電流為數(shù)十至數(shù)百安培。此控制開關(guān)可采用機(jī)械開關(guān)及引燃管、閘流管、可控硅等電子器件。其高壓電容充電電壓一般為100伏至800伏，而工件工作電壓為2伏至20伏，工作電流峰值一般為數(shù)千安至上萬安。由于焊接裝置中的焊接變壓器的存在，使得焊接裝置體積大、重量重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高且損耗大。
本發(fā)明的目的在于，甩掉笨重的焊接變壓器，使焊接裝置體積、重量、造價(jià)大大降低，且為了減小供電電源容量，消除焊接變壓器損耗，以大大提高焊接效率，提供一種利用可控硅控制低壓電容直接放電的焊接方法及其電路。
本發(fā)明的焊接方法是采用低壓電容直接放電焊接，去除焊接變壓器，利用可控硅的極限瞬時(shí)參數(shù)、浪涌電流的擴(kuò)展系數(shù)值設(shè)計(jì)出小型實(shí)用的萬安培可控硅控制開關(guān)。低壓電容的充電電壓值一般在100伏以下，通常采用10伏至50伏，視焊接裝置電阻而定；電容量值一般為零點(diǎn)幾法至幾法、視焊接工件尺寸大小定。
本發(fā)明的焊接電路由充電電路、低壓貯能電容、可控硅開關(guān)及可控硅控制電路、電源電路組成。由充電電路對(duì)低壓貯能電容進(jìn)行充電，由可控硅開關(guān)控制低壓電容對(duì)工件的放電，可控硅開關(guān)的“通”、“斷”由控制電路控制觸發(fā)，電源電路向控制電路提供電源。
本發(fā)明為了減少容性負(fù)載對(duì)整流器的大電流沖擊，以減少交流供電網(wǎng)路的沖擊，本發(fā)明的充電電路采用恒流電路或扼流圈限流電路。
本發(fā)明采用了可控硅浪涌電流的擴(kuò)展值的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)電路，可控硅開關(guān)為單個(gè)可控硅或極少數(shù)可控硅并聯(lián)組成，解決了超大電流開關(guān)常規(guī)設(shè)計(jì)帶來的多器件并聯(lián)龐大、同步觸發(fā)，均衡電流等難題。
本發(fā)明為簡化控制電路、將低壓大電容作電源電路的供電電源。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)焊接電原理圖。
圖2為本發(fā)明焊接電原理圖。
圖3為本發(fā)明專用電路框圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
本發(fā)明采用低壓電容直接對(duì)工件放電，除去了變壓器，但控制工件放電的開關(guān)必須承受焊接電流、由于工件上的焊接電流峰值高達(dá)上萬安培，目前這樣的實(shí)用開關(guān)是難以實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)閷?shí)踐證明機(jī)械開關(guān)均不能承受而燒結(jié)或燒毀。而上萬安培的小型實(shí)用電子開關(guān)也難以制作，因?yàn)楝F(xiàn)行電子器件單個(gè)電流量一般不超過1000安培，為達(dá)到上萬安培容量需要至少十只以上器件并聯(lián)工件，且要處理均流問題，開關(guān)時(shí)間一致性問題等，電路復(fù)雜而昂貴，體積重量亦大。因此至今還沒有實(shí)用的低壓電容用開關(guān)控制直接放電焊接的方法和電路。
本發(fā)明人深入研究了低壓電容直接放電焊接的特性，指數(shù)衰減脈沖波的特點(diǎn)，打破了常規(guī)的可控硅器件的通用參數(shù)設(shè)計(jì)方法，而采用了可控硅的極限瞬時(shí)參數(shù)設(shè)計(jì)方法，而采用了可控硅的極限瞬時(shí)參數(shù)、浪涌電流的擴(kuò)展系數(shù)值，設(shè)計(jì)出小型實(shí)用的萬安培可控硅開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)了實(shí)用的低壓電容直放電焊接新方法及其專用電路。
本發(fā)明利用可控硅開關(guān)控制電容直接放電焊接時(shí)，經(jīng)驗(yàn)證其波形為標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)衰成波形，因而該焊接系統(tǒng)的放電電路可視為簡單RC放電電路，即該系統(tǒng)的電感值趨于零?？煽毓璺逯惦娏骺捎?計(jì)算，其中ITSM為浪涌電流值，n為10毫秒中含時(shí)間常數(shù)乙數(shù)。當(dāng)使用1000安培可控硅，其浪涌電流為18000安培，當(dāng)n＝5時(shí)，其可承受峰值大電流可達(dá)4萬安培，從而證實(shí)了可控硅開關(guān)可承受上萬安培大電流，實(shí)現(xiàn)低壓電容直接放電焊接，而不被擊穿、燒毀。
本發(fā)明所述的低壓電容充電電壓值在100伏以下，通常為10伏至50伏，視焊接裝置電阻而定，其電容量值一般為0.3法至2法，視焊接工件尺寸而定。可控硅最好選用開通時(shí)間短的平板型或環(huán)形控制級(jí)可控硅，以提高其電流上升率。
本發(fā)明方法的專用電路由充電電路1、低壓電容C、可控硅開關(guān)GB、可控硅控制電路2及電源電路3組成，由充電電路1對(duì)低壓電路C進(jìn)行充電，由可控硅開關(guān)GB控制低壓電容C對(duì)工件的放電，可控硅開關(guān)的“通”，“斷”由控制電路2控制觸發(fā)，電源電路3向控制電路2提供電源。充電電路1為恒流源充電電路，低壓電容C容量值為2法充電，電壓值為25伏，可控硅開關(guān)GB為單個(gè)可控硅構(gòu)成，電容C作為電源電路3的供電電源。
本發(fā)明的焊接方法，與目前電阻焊中使用的常規(guī)電容貯能焊接方法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)甩掉了焊接變壓器，減少了變壓器損耗，減輕了重量，而且不需采用防剩余磁化開關(guān)，采用低壓電容，損耗小、壽命長、價(jià)格低，由于焊接電流波形為陡峭指數(shù)衰減波，對(duì)焊接硬規(guī)范焊接金屬尤佳。而與目前電阻焊中使用的常規(guī)變壓器焊接方法相比，亦具有如下優(yōu)點(diǎn)因?qū)⒋笕萘康暮附幼儔浩鞲臑樾∪萘空鞒潆娮儔浩?，這樣的整流變壓器銅損鐵損均小、恒流充電電路的功率因數(shù)可達(dá)0.9，而焊接變壓器的功率因數(shù)僅0.4 0.5，充電變壓器暫載率高，電力容量小，而焊接變壓器暫載率低僅0.1 0.2，且電力容量大，電網(wǎng)負(fù)載損耗大、電力利用率低。
本發(fā)明方法一般應(yīng)用于小工件焊接，鑒于其結(jié)構(gòu)簡單、小型、節(jié)能省電、電力容量小的特點(diǎn)，特別適用于小工件多點(diǎn)焊機(jī)中，例如在鋼塑墻板的五十點(diǎn)焊機(jī)中應(yīng)用，當(dāng)充電時(shí)間為3秒時(shí)，其電源容量值為12 15千伏安，其耗能僅10千焦，較常規(guī)變壓器焊接所需電源容量300千伏安及耗能30千焦小得多。
權(quán)利要求
1.一種可控硅控制低壓大電容直接放電焊接方法，其特征在于由可控硅開關(guān)控制低壓大電容直接向工件放電而焊接，該焊接方法中的可控硅開關(guān)的控制電流峰值為15萬安培。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接方法，其特征在于可控硅開關(guān)由單個(gè)可控硅或極少數(shù)個(gè)可控硅并聯(lián)而成。
3.一種可控硅控制低壓大電容直接放電焊接方法專用電路，其特征在于由充電電路(1)、低壓貯能電容(C)、可控硅開關(guān)(GB)、可控硅控制電路(2)及電源電路(3)組成，由充電電路(1)對(duì)低壓貯能電容(C)進(jìn)行充電，由可控硅開關(guān)(GB)控制低壓電容(C)對(duì)工件的放電，可控硅開關(guān)的“通”、“斷”由控制電路(2)控制觸發(fā)，電源電路(3)向控制電路(2)提供電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的焊接電路，其特征在于低壓貯能電容(C)的充電電壓為100伏以下，最佳值為10伏至50伏，容量值為零點(diǎn)幾法至幾法。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的焊接電路，其特征在于充電電路(1)的可為恒流充電電路或扼流圈限流電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的焊接電路，其特征在于低壓貯能電容(C)為電源電路(3)的供電電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的焊接電路，其特征在于可控硅開關(guān)(GB)為單個(gè)可控硅，且為開通時(shí)間短的平板型或環(huán)形控制極可控硅。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可控硅控制低壓大電容直接放電的焊接方法及其電路，該方法去除了焊接變壓器，利用可控硅的極限瞬時(shí)參數(shù)，浪涌電流的擴(kuò)展系數(shù)值設(shè)計(jì)出小型實(shí)用的萬安培可控硅控制開關(guān)其低壓大電容充電電壓值為100伏以下，容量值為零點(diǎn)幾法至幾法。該方法及其電路設(shè)計(jì)的出現(xiàn)，甩掉了笨重的變壓器，使焊接裝置體積、重量、造價(jià)大大降低，且消除了焊接變壓器的損耗，廣泛用于小工件焊接的場合，尤其適用于小工件的多點(diǎn)焊接。
文檔編號(hào)B23K11/24GK1140641SQ96102100
公開日1997年1月22日 申請(qǐng)日期1996年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月18日
發(fā)明者劉道藩 申請(qǐng)人:地礦部江西地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局地質(zhì)建設(shè)工程大隊(duì)