交直流氬弧焊控制機的製作方法
2023-06-08 05:11:01 2
專利名稱：交直流氬弧焊控制機的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種交直流氬弧焊控制機，具體涉及到將一臺同容量的交流弧焊機的交流輸出變換成為直流氬弧焊所需求的直流輸出或交流氬弧焊所需要的交流輸出。
目前，將普通交流弧焊機的交流輸出變換成為氬弧焊所需求的直流輸出或交流輸出裝置中，都採用電容和二極體並接的方式接入輸出迴路中，以使兩半周的輸出電流保持平衡，由於電容的成本較高，實際選用的電容量有限，至使這種控制裝置的電流調節特性差。
本實用新型的目的在於提供一種電流調節性較好的將弧焊機的交流輸出變換為氬弧焊所需求的直流輸出或交流輸出的交直流氬弧焊控制機。
本實用新型是這樣實現的交直流氬弧焊控制機是由兩個可控矽KP1、KP2組成的可控矽控制電路、高頻穩弧器組成，控制機內有兩個與外接交流弧焊機的輸出相連接的接點A、B和交直流轉換開關K，其特徵在於控制機的負載輸出迴路上設置由二極體和鐵芯線圈串接構成的裂相式平波電抗器，利用電抗器的貯能作用，使輸出負載電流達到平衡。
圖1為控制機主迴路在直流輸出狀態的原理圖。
圖2為控制機主迴路在交流輸出狀態的原理圖。
圖3為增加可控矽控制電路的控制機主迴路在交流輸出狀態的原理圖。
圖4、圖5分別為另一實施例的控制機主迴路在直流輸出和交流輸出狀態的原理圖。
交直流氬弧焊控制機是由兩個可控矽KP1、KP2組成的可控矽控制電路、高頻電容C6、高頻電感L構成的高頻穩弧器所組成，控制機內有兩個與外接交流弧焊變壓器B輸出相連接的接點A、B和多觸點的交直流轉換開關K，可控矽KP1的陽極通過第一接點A接入另一可控矽KP2的陰極，二極體D6、鐵芯線圈L1構成第一裂相式平波電抗器，二極體D7、鐵芯線圈L2構成第二裂相式平波電抗器，鐵芯線圈L1、L2的一端與第二接點B相接，L1的另一端與D6的正極相連，L2的另一端與D7的負極相接，可控矽KP1的陰極迴路通過交直流轉換開關K第一組交直流觸點的直流開關觸點與第一裂相式平波電抗器中的二極體D6的負極連接，另一可控矽KP2的陽極迴路通過交直流轉換開關K第二組交直流觸點的直流開關觸點與第二裂相式平波電抗器中的二極體D7的負極連接，KP1的陰極和KP2的正極作為負載輸出端，從
圖1看出，交流弧焊變壓器B的輸出電壓是直接經過由KP1、KP2、D6、D7所組成的單相半控橋整流後，經鐵芯線圈L1、 L2直接接到輸出端的。控制機的輸出端還可加 伏的直流附加電源，如果控制機工作於普通弧狀態，它就是一臺帶有附加直流電源的矽整流焊機。因為它有裂相式平波電抗器平波，又有較高附加電壓提供空載電壓，再加上交流弧焊機本身所具有的陡降外特性，其輸出直流弧電流十分平穩，調節弧焊變壓器的輸出或調節可控矽開放角，都可以調節控制機的輸出。
如果用作直流氬弧焊，利用可控矽控制電路來控制可控矽的開放角調節輸出電流，可達到在寬廣的範圍下調節負載電流，為了防止接觸起弧對焊槍鎢極的汙染，採用高頻引弧，附加電源經平波電容C1、限流電阻7，再通過轉換開關K的第三組交直流觸點的直流開關觸點加到控制機輸出端，可大大提高引弧的成功率，並且在可控矽具有極小開放角時，輸出電弧仍有極高的穩定度。
如果控制機工作於交流普通焊或交流氬弧焊狀態，則首先將開關K置於「交流」位置，原理路如圖2所示。第一組交直流開關觸點的交流觸點與第二組交直流開關觸點的直流觸點相接，第二組交直流開關觸點的交流觸點與第一組交直流開關觸點的直流觸點相接。第一、二裂相式平波電抗器並接在控制機輸出迴路，二極體D6、D7取向是使流過繞組L2的電流產生的磁通方向與弧電流從工件流向焊槍時流經平波電抗器L1時產生的磁通方向相同，由於流過電感的電流不能突變，如果正負兩個半周流過的電流相同，它可以防止電流隨電源電壓呈正弦波狀態，而是呈類方波狀態，輸出的電流是類方波，這樣，在直流普通弧焊或直流氬弧焊時，就起著平波作用(與串入主迴路的電感相同)，在交流普通焊時，普方波取代正弦波，大大有利於電弧的穩定與焊接時飛濺的減少。如果正負兩個半周流過的電流不同，它將產生一個電抗電壓，將電流大的那半周電流減少，將電流小的那半周電流增加，促進兩個半周電流平衡，這在交流氬弧焊時，大大有利於「直流分量」的消除，增強陰極破碎效果。
直流氬弧焊與交流氬弧焊的可控矽控制電路相同，如圖3所示。控制機的兩個接點A、B之間接有二極體D1、電阻、二極體D2構成的串聯線性調節迴路，可控矽KP1(KP2)的陰極上接有二個並接的充電電容C1、C2(C3、C4)，兩個充電電容C1、C2(C3、C4)之間接有電阻R1(R2)，電阻R1(R2)的一端接二極體D1(D2)，另一端接觸發二極體D4(D3)，觸發二極體D4(D3)的另一端接可控矽KP1(KP2)的陰極。線性調節迴路中的電阻是由兩個可調電位器RT1、RT2和電阻R3、R4串聯而成，可調電位器RT2上並接有一個二極體D5，線性調節度大大提高，調節、控制電路簡單，穩定可靠，由於D5的作用，還可減少正半周波(電流從工件流向焊槍)電流，以加強負半周陰極破碎作用，可獲得較為理想的熔池表面的清洗效果。
為了升高主迴路電壓，擴大線性移相範圍，在串聯線性調節迴路中串聯了一個控制繞組Y，以縮短可控矽KP1、KP2的觸發時間，移相角度可達150°左右，B3、B4、C5、C6構成高頻引弧器，輸出脈衝功率高。
在交流氬弧焊運行條件下，由於電弧電路中鎢極與工件發射電子的能力不同，使得由工件流向鎢極的電流較從鎢極流向工件的電流為大，為了更有效地調節弧電流，其中一個裂相式平波電抗器的二極體兩端設置有在交流狀態下可將該二極體短路的第四組交直流開關觸點。圖5中，電流從工件流向鎢極時的負載迴路上的裂相式平波電抗器的二極體D6由交流開關觸點短路，當電流從工件流向鎢極時，電流只能流經L1，此時電抗較大，限制了這一電流，當電流從鎢極流向工件時，電流可同時經L1、L2，此時一方面使電抗變小，加大了這一電流，另一方面使L1被去磁，增大了電流從工件流向鎢極時L1所呈現的電抗，減小了從工件流向鎢極的電流，從而使正負半波電流更加超於平衡。
本實用新型由於採用裂相式平波電抗器，在交流變換為直流時，起著平波作用，在交流普通弧焊變為交流氬弧焊時，將輸出的正弦波變換為普方波，穩定了電弧，利用電抗器的貯能作用，使兩個半周的輸出電流達到平衡。
權利要求1.一種交直流氬弧焊控制機，是由可控矽控制電路、高頻穩弧器、交直流轉換開關K組成，控制機內有兩個與外接交流弧焊機的輸出相連接的兩個接點A、B，其特徵在於控制機的負載輸出迴路上設置由二極體和鐵芯線圈串接構成的裂相式平波電抗器。
2.如權利要求1所述的交直流氬弧焊控制機，其特徵在於可控矽控制電路中的可控矽KP1的陽極通過第一接點A接入另一可控矽KP2的陰極，二極體D6、鐵芯線圈L1構成第一裂相式平波電抗器，二極體D7、鐵芯線圖L2構成第二裂相式平波電抗器，鐵芯線圈L1、L2的一端與第二接點B相連，另一端與二極體D6、D7相連。
3.如權利要求2所述的交直流氬弧焊控制機，其特徵在於可控矽KP1的陰極迴路通過轉換開關K的第一組交直流觸點的直流開關觸點接入第一裂相式平波電抗器中的二極體D6的負極，另一可控矽KP2的陽極迴路通過轉換開關K第二組交直流觸點的直流開關觸點接入第二裂相式平波電抗器的二極體的正極。
4.如權利要求3所述的交直流氬弧焊控制機，其特徵在於接點A、B之間的輸入電壓直接經過由KP1、KP2、D6、D7所組成的單相半控橋整流後，經鐵芯線圈L1、L2直接接到負載輸出端。
5.如權利要求4所述的交直流氬弧焊控制機，其特徵在於控制機的負載輸出端加有直流附加電源。
6.如權利要求4所述的交直流氬弧焊控制機，其特徵在於第一組交直流開關觸點的交流觸點接入第二組交直流開關觸點的直流觸點，第二組交直流開關觸點的交流觸點接入第一組交直流開關觸點的直流觸點，交流狀態下，第一、二裂相式平波電抗器並接在控制機輸出迴路上。
7.如權利要求3或6所述的交直流氬弧焊控制機，其特徵在於兩極管D6、D7的取向是使流過L2的電流產生的磁通方向與弧電流從工件流向焊槍時流經L1產生的磁通方向相同。
8.如權利要求3或6所述的交直流氬弧焊控制機，其特徵在於可控矽控制電路中，接點A、B之間接有二極體D1、電阻、二極體D2構成的串聯線性調節迴路，兩可控矽KP1、KP2的陰極上都接有二個並接的充電電容，二個並接的充電電容之間接有電阻，電阻的一端接線性調迴路中的二極體，另一端接觸發二極體，觸發二極體的另一端接可控矽的陰極。
9.如權利要求8所述的交直流氬弧焊控制機，其特徵在於線性調節迴路中的電阻是由兩個可調電位器RT1、RT2和電阻R3、R4串聯而成，可調電位器RT2上並接有一個二極體D5，線性調節迴路中串接有一個可增大移相角度的控制繞組。
10.如權利要求1、2、3、4、5或6所述的交直流氬弧焊控制機，其特徵在於其中一個裂相式平波電抗器的二極體的兩端設置有在交流狀態下可將該二極體短路的第四組交直流開關觸點。
專利摘要一種交直流氬弧焊控制機，可與一臺同容量的交流弧焊機結合，將交流弧焊變換為直流氬弧焊或交流氬弧焊，利用由二極體、鐵芯線圈構成的裂相式平波電抗器，可防止負載電流隨電源電壓呈正弦波狀態，而是呈類方波，在直流焊時起平波作用，在交流普通焊時，有利於穩定電弧，利用了電抗器的反電勢，促進了兩個半周負載電流的平衡。
文檔編號B23K9/10GK2223165SQ9521482
公開日1996年3月27日 申請日期1995年6月14日 優先權日1995年6月14日
發明者羅林初 申請人:廣州有色金屬研究院