專利名稱：重量減輕、成本降低的恒流和恒壓特性的電弧焊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種僅具有一恒流特性輸出裝置和一恒壓特性輸出裝置的電弧焊裝置。
現(xiàn)有技術(shù)中的電弧焊裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示。
在圖2中，顯示了一焊接變壓器1、一通過(guò)一電流控制裝置來(lái)控制焊接變壓器1次級(jí)輸出的電流控制電路2、一用于手工焊的焊鉗5、一用于手工焊的焊條6、一恒流特性輸出端8、一恒壓特性輸出端9、一焊接母材輸出端10、一用于CO2電弧焊的焊槍11、一焊接母材12、一恒流特性線圈13和一恒壓特性線圈14，其中該恒流特性線圈13和該恒壓特性線圈14如圖2所示分別繞在分離的鐵芯13a和14a上。
現(xiàn)有技術(shù)中的電弧焊裝置運(yùn)行時(shí)，通過(guò)電流控制電路2來(lái)控制焊接變壓器1的輸出電壓，并通過(guò)線圈13將電流控制電路2的輸出提供給恒流特性輸出端8，且通過(guò)恒壓特性輸出端9提供給線圈14。
該現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)將手工焊焊鉗5連接于恒流特性輸出端8使手工焊成為可能，并通過(guò)將CO2電弧焊裝置的焊槍11連接于恒壓特性輸出端9使CO2電弧焊也成為可能。該現(xiàn)有技術(shù)這樣構(gòu)成，以使得在執(zhí)行CO2電弧焊時(shí)線圈14工作，在執(zhí)行手工焊時(shí)線圈13工作。
圖3A表示的是一電源的恒流特性，該電源是用在不考慮電弧長(zhǎng)度隨焊接方法，如手工焊和TIG(鎢極惰性氣體電弧)焊的變化而保持焊接電流恒定的情況下，來(lái)確保母材金屬熔透的恒定深度，它不能自動(dòng)調(diào)整電弧長(zhǎng)度。假定現(xiàn)在電弧長(zhǎng)度在例如手工焊時(shí)是如圖中所示的L1，工作點(diǎn)位于顯示了焊接電流和焊接電壓的關(guān)系的圖3A的S1。在這種情況下，當(dāng)由于手的移動(dòng)或諸如此類的因素使電弧長(zhǎng)度伸長(zhǎng)到L2時(shí)，電弧電壓升高，隨之工作點(diǎn)從S1移動(dòng)到S2。然而，就圖3A的恒流特性的電源來(lái)說(shuō)，隨著工作點(diǎn)到S2的變換，焊接電流幾乎沒有變化，因此在確保母材金屬的恒定熔透深度的時(shí)候，焊接可以繼續(xù)進(jìn)行。如果應(yīng)用的是有圖3B所示的恒壓特性的電源，隨著工作點(diǎn)到S2的變換，焊接電流急劇地下降，以至于不僅難以確保恒定的熔透深度，而且焊接的繼續(xù)進(jìn)行也變得困難。
另一方面，根據(jù)焊絲是自動(dòng)送進(jìn)的CO2電弧焊和MIG(金屬極惰性氣體電弧)焊，采用如圖3B所示的恒壓特性的電源，以便通過(guò)保持住焊接電壓，即不考慮焊接電流的變化使電弧長(zhǎng)度大約恒定，可以進(jìn)行連續(xù)滿意的焊接。如果現(xiàn)在焊絲送進(jìn)速度減慢以致電弧長(zhǎng)度從L1伸長(zhǎng)到L2，那么電弧電壓升高使工作點(diǎn)從S1變換到S2。然而，因?yàn)楹附与娏麟S著圖中所示的變換而急劇地下降，焊絲的熔化量減少?gòu)亩詣?dòng)補(bǔ)償送絲速度的減小，以使電弧長(zhǎng)度恢復(fù)到原來(lái)的長(zhǎng)度L1，使得能繼續(xù)進(jìn)行令人滿意的焊接。如果采用如圖3A所示的恒流特性的電源，那么即使當(dāng)工作點(diǎn)變換到S2時(shí)焊接電流也幾乎不變化。因此，焊絲的熔化量不減少，隨之而來(lái)的是送絲速度的減小不能被補(bǔ)償而電弧熄滅，導(dǎo)致不能焊接。
通常，在CO2電弧焊中，重要的是在短路過(guò)渡區(qū)域的電弧的穩(wěn)定性，因此，適于CO2電弧焊的線圈的電感量必須做的比手工焊的電感量更小。此外，為了確保電弧的穩(wěn)定，在手工焊中線圈的電感量必須做的盡可能的大。
因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，恒流特性線圈13的鐵芯13a的截面積做得比恒壓特性線圈14的鐵芯14a的截面積更大，且恒流特性線圈13的線圈匝數(shù)也做的比恒壓特性線圈14的線圈匝數(shù)更多。如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)中，有不同電感值的兩種類型的線圈已被提供給不同的焊接方法，它們分別通過(guò)輸出端8和10，輸出端9和端10相連接。
然而，因?yàn)樵诂F(xiàn)有技術(shù)中的電弧焊裝置中適于手工焊的恒流特性線圈13的電感量與適于CO2電弧焊的恒壓特性線圈的電感量不同，用于手工焊的恒流特性線圈13和用于CO2電弧焊的恒壓特性線圈14分別繞在分離的鐵芯13a和14a上。而且，恒流特性線圈13被連接到恒流特性輸出端8上，同時(shí)恒壓特性線圈14被連接到恒壓特性輸出端9上。上述布置導(dǎo)致鐵芯的使用數(shù)量和線圈的使用數(shù)量增加，從而引起電弧焊裝置的制造成本增加、重量增加等問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是解決前述的傳統(tǒng)問(wèn)題。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，繞在同一環(huán)形鐵芯上的兩個(gè)線圈用作第一線圈和第二線圈，從而第一線圈連接于恒流特性輸出裝置，第二線圈連接于用于焊接的母材金屬。
采用這種布置，當(dāng)進(jìn)行CO2電弧焊時(shí)沒有電流流經(jīng)第一線圈，焊接電流僅流經(jīng)連接于焊接母材的第二線圈。當(dāng)進(jìn)行手工焊時(shí)，焊接電流流經(jīng)連接于焊接母材的第二線圈和連接于恒流特性輸出裝置的第一線圈，其中由這兩線圈形成的磁通以一種重疊的方式產(chǎn)生作用。
根據(jù)本發(fā)明，可產(chǎn)生下述優(yōu)良效果，那就是第一線圈和第二線圈的鐵芯材料的鐵的使用量和用來(lái)作線圈材料的鋁和銅的使用量減少，從而電弧焊裝置的直接材料成本可顯著地降低。而且，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，這也使得在制造電弧焊裝置時(shí)必需工藝步驟數(shù)目減少，從而使裝配更容易，且也使得鐵的使用量減少和第一、第二線圈的鋁或銅的用量減少。因此，電弧焊裝置的整個(gè)重量可以減輕，使在進(jìn)行有體力勞動(dòng)的焊接工作時(shí)該具有體力勞動(dòng)的工作更便利，相應(yīng)地減輕焊工的負(fù)擔(dān)。


圖1所示的是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電弧焊裝置的簡(jiǎn)圖。
圖2所示的是現(xiàn)有技術(shù)中電弧焊裝置的簡(jiǎn)圖。
圖3A是表示恒流特性的曲線圖。
圖3B是表示恒壓特性的曲線圖。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電弧焊裝置將在下面參照?qǐng)D1詳細(xì)描述。
在圖1中，部件1、2、5、6、8、11和12同現(xiàn)有技術(shù)中的相同，因此，不再對(duì)它們描述。標(biāo)記號(hào)8和9表示分別作為一恒流特性輸出裝置和一恒壓特性輸出裝置的恒流特性輸出端和恒壓特性輸出端。標(biāo)記號(hào)3和4表示繞在同一環(huán)形鐵芯7上的第一線圈和第二線圈，其中第一線圈3的一端和第二線圈4的一端分別被連接到電流控制電路2的正極輸出側(cè)和負(fù)極輸出側(cè)，它們的其它端分別被連接到恒流特性輸出端8和焊接母材所用輸出端10上。
那就是，第一線圈3被連接在電流控制電路2的正極側(cè)和恒流特性輸出端8之間，第二線圈4被連接在電流控制電路2的負(fù)極側(cè)和焊接母材所用輸出端10之間。
本實(shí)施例有下述兩個(gè)主要特征。第一個(gè)特征是電流控制電路2的正極側(cè)通過(guò)第一線圈3連接于恒流特性輸出端8，并直接連接于恒壓特性輸出端9，且焊接母材所用輸出端10通過(guò)第二線圈4連接于負(fù)極側(cè)。
通過(guò)這樣連接第一線圈3和第二線圈4，在CO2電弧焊時(shí)，僅連接于焊接母材所用的輸出端10的第二線圈4起作用，在手工焊時(shí)，第一線圈3和第二線圈4都工作。采用這種布置，用比現(xiàn)有技術(shù)中更小的鐵芯和線圈用量可得到大的電感量，并且在CO2電弧焊時(shí)也能得到小電感量的線圈。
第二個(gè)特征是由第一線圈3和第二線圈4形成的磁通在環(huán)形鐵芯7上以同一方向且以一種重疊的方式排列。因此，當(dāng)進(jìn)行手工焊時(shí)，同一焊接電流流經(jīng)連接于恒流特性輸出端8的第一線圈3和連接于焊接母材12的第二線圈4，且由該電流形成的磁通在同一方向上。采用這種連接，在手工焊時(shí)第一和第二線圈3和4互相串聯(lián)，整體上增加了線圈的匝數(shù)，所以與用于CO2電弧焊的單個(gè)的第二線圈4提供的電感量相比，第一和第二線圈3和4的整個(gè)電感量成為一個(gè)很大的值。
第二線圈4的匝數(shù)設(shè)置為適于CO2電弧焊的值。將第一線圈3的匝數(shù)加上第二線圈4的匝數(shù)所得到的匝數(shù)設(shè)置為適于進(jìn)行手工焊的值。當(dāng)進(jìn)行手工焊時(shí)，第一線圈3和第二線圈4互相電串聯(lián)，當(dāng)由第一和第二線圈形成的磁通以同一方向和一種重疊的方式排列后，隨之就得到一個(gè)具有大的電感容量的線圈。當(dāng)進(jìn)行CO2電弧焊時(shí)，焊接電流僅流經(jīng)第二線圈4，因此，就得到一個(gè)適于CO2電弧焊的小的電感容量。
第一線圈3和第二線圈4繞在同一環(huán)形鐵芯7上，因此，通過(guò)少量的材料可形成適于各種焊接方法的電感量。
盡管本實(shí)施例采用恒流特性輸出端和恒壓特性輸出端分別作為恒流特性輸出裝置和恒壓特性輸出裝置，但它也可通過(guò)一個(gè)在輸出之間不用端子的開關(guān)來(lái)達(dá)到。本實(shí)施例采用了手工焊的焊鉗和手工焊焊條作為連接于恒流特性輸出裝置的工具，并采用CO2電弧焊裝置的焊槍作為連接于恒壓特性輸出裝置的工具。然而，采用TIG焊(鎢極惰性氣體電弧焊)的焊槍和非熔化電極作為連接于恒流特性輸出裝置的工具，采用MIG焊(金屬極惰性氣體電弧焊)和MAG焊(金屬極氬氣電弧焊)的焊槍作為連接于恒壓特性輸出裝置的工具，也是可以接受的。
權(quán)利要求
1．一種電弧焊裝置，僅有一用于手工焊的恒流特性輸出裝置和一用于CO2焊的恒壓特性輸出裝置，并僅包括一焊接變壓器和一用來(lái)控制焊接變壓器次級(jí)輸出電流的電流控制電路，該電流控制電路與第一線圈的一端和第二線圈的一端相連接，第一線圈的另一端連接于該恒流特性輸出裝置，第二線圈的另一端連接于焊接母材所用輸出裝置，該恒壓特性輸出裝置連接于該電流控制電路和第一線圈的一接點(diǎn)，第一線圈和第二線圈繞在一環(huán)形鐵芯上，從而由線圈形成的磁通在同一方向上。
2．一種電弧焊裝置，有一恒流特性輸出裝置，一恒壓特性輸出裝置和一焊接母材所用輸出裝置，其中線圈繞在同一環(huán)形鐵芯上，從而通過(guò)分別連接于恒流特性輸出裝置和焊接母材所用輸出裝置的第一線圈和第二線圈形成的磁通在同一方向上來(lái)實(shí)現(xiàn)恒流特性和恒壓特性間的轉(zhuǎn)換。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電弧焊裝置，其特征在于，恒流特性輸出裝置適于手工操作的藥皮焊條電弧焊。
4．根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電弧焊裝置，其特征在于，恒流特性輸出裝置適于TIG焊。
5．根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電弧焊裝置，其特征在于，其中的恒壓特性輸出裝置適于CO2焊、MIG焊或MAG焊。
全文摘要
低成本的電弧焊裝置有一恒流特性和一恒壓特性的輸出端子,適于這兩種特性的電抗器。電流控制電路通過(guò)電流控制裝置控制焊接變壓器次級(jí)輸出電流,第一和第二電抗器制成能使第一線圈和第二線圈形成的磁通相互重疊,線圈繞在環(huán)形鐵芯上。第一電抗器的另一端連接恒流特性輸出端,第二電抗器的另一端連接于焊接母材所用輸出端。恒壓特性輸出端和第一電抗器3的一端連接電流控制電路正極側(cè),第二電抗器的一端連接電流控制電路負(fù)極側(cè)。
文檔編號(hào)B23K9/073GK1210047SQ98103389
公開日1999年3月10日 申請(qǐng)日期1998年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月16日
發(fā)明者安原芳道, 鳴戶政富美, 大久保正行 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社