鋼筋電渣壓力焊機的製作方法

2023-06-01 15:30:31

專利名稱：鋼筋電渣壓力焊機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及交流電焊機的領域，具體地涉及一種鋼筋電渣壓力焊機。
豎向鋼筋電渣壓力焊接工藝是一項節約鋼材、提高工效、焊接質量可靠、方便現場施工的先進工藝。現有的鋼筋電渣壓力焊機如


圖1所示，它由交流焊機部分1，主控制器部2，手柄控制器部分3及鋼筋卡具4組成。主控制器部分2由380V交流電源21，交流接觸器22，低壓直流電源23，控制電路24及時間預置、計時及顯示電路25組成。手柄控制器部分3通過壓杆(未示出)與鋼筋卡具4形成機械連接，該手柄控制部分3具有電壓表31及焊接開關32。380V交流電源21向交流接觸器22及低壓直流電源23供電，低壓直流電源23向控制電路24及時間預置、計時及顯示電路25供電。當焊接開關32按開時，將信號輸送給時間預置、計時及顯示電路25及控制電路24，使計時及顯示電路開始計數及顯示，同時控制電路向交流接觸器22輸出控制信號使該交流接觸器吸合，交流焊機通電，電壓表31指示出焊機次級電壓，操作工人根據電壓表指示調節壓杆，使上下鋼筋引弧並使電壓表指出控制在一預定電壓(例如40V)附近，當計時時間到達預置時間時，一蜂鳴器報警，操作工人將焊接開關32關閉，交流接觸器22斷開，停止交流焊機供電並完成焊接。
這種現有的鋼筋電渣壓力焊機在使用中存在以下的問題(1)由於採用交流接觸器，在工地惡劣環境下容易產生接觸失靈，常吸不放開等故障，且因有觸點，會產生火花及幹擾；(2)採用電壓表指示焊接電壓，因表頭脆弱存在著表頭易損壞的缺點，直接影響了整機的壽命；(3)控制電路中採用連續計數的計時方式，沒有扣除無效焊接工作時間，使焊接效果不一致；(4)不能用於普通的電弧焊。
為了克服上述現有技術中的缺點，因此本實用新型的目的在於提供一種改進的鋼筋電渣壓力焊機，它能做到在惡劣工作環境下也能保證焊機正常工作，不會產生接觸失靈及因表頭損壞影響焊機工作及壽命的問題，並且可扣除無效焊接工作時間保證了焊接質量，此外還能轉換以用於普通的電弧焊接。
根據本實用新型的構思，上述目的是這樣實現的，即設計了一種新型的鋼筋電渣壓力焊機，它由交流焊機部分、主控制器部分、手柄控制器部分及鋼筋卡具組成。主控制器部分包括交流電源、交流開關部件、控制電路及低壓直流電源，手柄控制器部分包括電壓指示裝置及焊接開關，其特徵在於其中主控制器部分的交流開關部件是無觸點固體開關電路，它連接在交流電源及交流焊機之間並受控制電路的控制，直流低壓電源由交流電源供電並輸出到手柄控制器部分，所述主控制器部分還包括一個分壓電路，它將交流焊機次邊電壓分壓並輸出到所述手柄控制器部分的電壓指示裝置，該電壓指示裝置由一個模/數轉換器及一個多位LED發光條的串聯電路組成，所述手柄控制器部分還包括一個時間預置、計數、顯示電路及一個無效工作時間扣除電路，後者從模/數轉換器接收最高位及最低位輸出信號，並當出現最高位信號或最低位信號時，將一個禁止信號輸出到時間預置、計數及顯示電路中的晶體振蕩器部分，使其停振，焊接開關接收直流低壓電源的輸出電壓，並進行開/關操作，其輸出信號一方面用於啟動時間預置、計數及顯示電路的計數，並向電壓指示裝置及無效工作時間扣除電路供電，另一方面作為控制電路的輸入信號。
根據本實用新型的一個優選實施例，在所述直流低壓電源及焊接開關之間連接有一個電渣/電弧焊轉換開關，當該轉換開關位於電渣焊位置時直流低壓電源與焊接開關相連接，當該轉換開關位於電弧焊位置時，直流低壓電源直接與控制電路相連接。
根據本實用新型的一個有利構型，所述模/數轉換器具有10個輸出端，它們分別對應於6V至60V的十個電壓值，電壓增量恆定為6V；所述多位LED發光條是一個十位顯示的超高亮度LED發光顯示器。
由於採用了上述結構，本實用新型的鋼筋電渣壓力焊機通過固體開關電路無觸點地進行開關，因此不會因觸頭失靈使電次級焊機不能工作，同時該焊機使用超高亮度的LED發光顯示器，以6V為一階梯顯示焊機電壓，不但堅固耐用、抗振、防摔，而且直觀、穩定、準確、亮度高，因而即使在惡劣工作環境下也能確保焊機的正常工作。由於固體開關器體與LED發光顯示器的壽命長，因此大大增加了整機壽命。由於設置了無效工作時間扣除電路，可以通過停止計數器計數扣除不正常焊接如微粘或夾渣的無效時間，當經過手柄調整達到正常焊接時，又自動恢復計數，這就保證了正確的焊接時間，從而保證了焊接質量。此外，由於還設置了電渣/電弧焊轉換開關，當該轉換開關置於電弧焊位置時，直流低壓電源直接經過該轉換開關啟動控制電路並使固體開關電路開通，使該焊機可進行普通電弧焊接，由此實現了一機多用。
為了對本實用新型的以上及其它技術特徵和優點更好的了解，以下將結合附圖對本實用新型的優選實施例作詳細的說明附圖為
圖1是現有技術的鋼筋電渣壓力焊機的電路框圖；圖2是根據本實用新型一個優選實施例的鋼筋電渣壓力焊機的電路框圖；圖3是圖2中控制器部分的一個優選實施方式的詳細電路圖；圖4是圖2中控制器部分另一優選實施形式的詳細電路圖。
參見圖2，它是根據實用新型一個優選實施例的鋼筋電渣焊機的電路框圖。由該圖可見，該鋼筋電渣壓力焊機由交流焊機部分1，控制部分即主控制器部分20及手柄控制器部分30，和鋼筋卡具4組成。主控制部分20包括380V交流電源201，固態開關電路203，5V直流低壓電源202，控制電路204及分壓電路205。手柄控制器部分30包括模/數轉換器301，多位LED發光條302，無效工作時間扣除電路303，時間預置、計數及顯示電路及焊接開關305。本實用新型的該電路與
圖1所示的現有技術電路的區別在於主控制器部分的交流開關部件是無觸點的固體開關電路203，它連接在380V交流電源201及交流焊機1之間並受控制，5V直流低壓電源202由380V交流電源供電並輸出到手柄控制部分30，所述主控制器部分20還包括一個分壓電路205，它將交流焊機1次邊電壓分壓並輸出到所述手柄控制器部分30的電指示裝置，該電壓指示裝置不是一個電壓表，而是一個模/數轉換器301及一個多位LED發光條組成的串聯電路，所述手柄控制器部分還包括一個時間預置、計數及顯示電路304及一個無效工作時間扣除電路303，電路303從模/數轉換器301接收最高位信號或最低位信號，並當出現這種信號時將一個禁止信號輸出到時間預置、計數及顯示電路304中的晶體振蕩器部分，使其停振，焊接開關305接收5V直流低電源並進行開/關操作，其輸出信號一方面用於啟動時間預置、計數顯示電路304的計數並向電壓指示裝置301、302及無效工作時間扣除電路303供電，另一方面作為控制電路203的輸入信號。
本實用新型的鋼筋電渣壓力焊機的操作如下，首先將鋼筋置入鋼筋卡具4並在兩鋼筋間裝入焊藥鬥及引弧鐵絲，將焊機電極與卡具電極接好，合上380V電源，按下手柄控制器中的焊接開關305並提起手柄開始焊接，這時焊接開關一方面將5V直流電壓信號輸出到控制電路204使固體開關電路203導通以使交流焊機1接通380V電源，另一方面將該低壓信號輸入到時間預置、計數及顯示電路304，啟動其計數，並且該低壓信號還使多位LED發光條302及無效工作時間扣除電路303開始得電，操作者觀察多位LED發光條控制手柄LED發光條顯示在最佳位上(該位為常亮點，見下文)，如果出現異常狀態，如手柄控制不當引起的夾渣或微粘時，焊機電壓則接近最高或最低值(＜15V或＞50V)，此時無效工作時間預置、計數及顯示電路暫停計數，待調節手柄電壓恢復正常時，無效工作時間扣除電路303停止輸出並使計數器繼續計數，當計數值到達預置(如30秒)時，蜂鳴器發聲，聽到報警後施壓手柄，便完成焊接。
現在參見圖3，這是手柄控制器部分的一個優選實施方式其中主要涉及電壓指示裝置及無效時間扣除電路。由該圖可見電壓指示裝置主要由一個模/數轉換器301及一個多位LED發光條302的串聯電路組成。該模/數轉換器301具有10個輸出端(D1～D10)，輸出低電位時為有效，它們分別對應於6V～60V的十個電壓值，電壓增量恆定為6V。該多位LED發光條302是一個十位顯示的超高亮度LED發光顯示器，它具有10個輸入端(LED1～10)，分別與模/數置換器301的輸出端(D1～D10)相連接，用以顯示6V～60V中的不同電壓值。但輸出端LED7總是接低電位，該發光條保持常亮，它對應於42V，是焊接的最佳工作點。來自交流焊機次級並經分壓電路分壓後的焊接電壓Vw從一個二極體D3輸入到模/數轉換器301的模擬量輸入端(5)，此外，一個恆定的電壓6V通過二極體D4輸入到該輸入端(5)，用以保證焊機電壓因粘連狀態而低於6V時，仍使第一位發光條點亮，以便指示焊機處於粘連狀態。
無效工作時間扣除電路主要由帶有四個二極體D5～D8輸入部分的上、下限比較器4A及一個晶體三極體N1組成，比較器4A的輸出端(1)經一個電阻R9與電晶體N1的基極相連接，電晶體N1的發射極接地，其集電極與晶體振蕩器6的晶體C1的下端相連接。四個二極體D5～D8的陽級均連接到比較器4A的反相輸入端(2)上，它們的陰極分別與模/數轉換器301的兩個最低位輸出端(D1、D2)及兩個最高位輸出端(D9、D10)相連接比較器4A的正相輸入端與一恆定參考電位相連接。正常焊接時這些輸出端為高電位，此時比較器4A的正相輸入端(3)的輸入電位低於反相輸入端(2)的輸入電位，因此輸出端(1)為低電位，電晶體N1截止，不影響晶體振蕩器6的振蕩及計數器(未示出)的計數。當出現異常焊接狀態，如粘接時，模/數置換器301的低位輸出端(D1)或(D2)為低電位，或夾渣時，其高位輸出端(D9)或(D10)為低電位，只要其中一個輸出為低電位時，比較4A反相輸出端(2)為低電位，比較器4A的輸出端(1)為高電位，它使電晶體N1導通，並使晶體C1的下端接地，由此使晶體振蕩器6停振並使計數器停止計數。
晶體振蕩器6及運算放大器4B組成時間預置、計數及顯示電路中的計數脈衝形成部分。晶體振蕩器6的兩個輸出端(3.5)以兩秒間隔交替地輸出兩組脈衝，它們分別經由兩個二極體D1D2與運算放大器4B的正向輸入端相連接，由此使運算放大器4B的輸出端(7)輸出每秒一個脈衝的信號，該脈衝信號輸入到計數器。時間預置、計數及顯示電路中的其餘部分是公知的不在贅述。
根據本實用新型的一個優選實施例，可在直流低壓電源201及焊接開關305之間連接一個電渣/電弧焊轉換開關300(圖2中虛線所示)。以下將參照圖4來描述該轉換開關300、控制電路204及固態開關電路203的一個優選實施方式。由該圖可見當電渣/電弧焊轉換開關300位於電渣焊位置W1時，5V直流電源202與焊接開關305相連接，該焊接開關305合上時，5V直流電壓Vss一方面通過二極體D輸入到控制電路204，另一方面向手柄控制器的其它部分供電。當轉換開關300位於電弧焊的位置W2時，5V直流電壓直接與控制電路204相連接。控制電路204由可控元件TWH8778及一繼電器J構成，輸入直流電壓經電阻R傳到可控元件的控制端(5)，使輸出端(2、3)為正電位，由此使繼電器J1得電，使觸頭K吸合。固態開關電路203由反向並聯的兩個晶閘管TH1及TH2構成，當觸頭K閉合時，晶閘管TH1及TH2的控制級經電阻Rg相連接，分別使晶閘管TH1及TH2在正、負半波中導通，並使交流焊機1的原邊接通380V交流電源。作為固態開關還可使用其他的器件，如大功率晶體三極體。
權利要求1.鋼筋電渣壓力焊機，它由交流焊機部分，主控制器部分，手柄控制器部分及鋼筋卡具組成，主控制器部分包括交流電源，交流開關部件，控制電路及低壓直流電源，手柄控制器部分包括電壓指示裝置及焊接開關，其特徵在於其中主控制器部分(20)的交流開關部件是無觸點的固體開關電路(203)，它連接在交流電源(201)及交流焊機(1)之間並受控制電路(204)的控制，直流低壓電源(202)由交流電源(201)供電並輸出到手柄控制器部分(30)，所述主控制器(20)還包括一個分壓電路(205)，它將交流焊機(1)的次邊電壓分壓並輸出到所述手柄控制器部分(30)的電壓指示裝置，該電壓指示裝置由一個模/數轉換器(301)及一個多位LED發光條(302)的串聯電路組成，所述手柄控制器部分還包括一個時間預置、計數及顯示電路(304)及一個無效工作時間扣除電路(303)，該電路(303)與模/數轉換器(301)相連接，接收其最高及最低位輸出信號，該電路(303)的輸出端與時間預置、計時及顯示電路(304)中的晶體振蕩器部分相連接，焊接開關(305)接收直流低壓電源(202)的輸出電壓，其輸出端一方面與時間預置、計數及顯示電路(304)及電壓指示裝置(301，302)和無效工作時間扣除電路(303)相連接，另一方面與控制電路(204)的輸入端相連接。
2.根據權利要求1所述的鋼筋電渣壓力焊機，其特徵在於在所述直流低壓電源(202)及焊接開關(305)之間連接有一個電渣/電弧焊轉換開關(300)，當該置換開關(300)位於電渣焊位置(W1)時，直流低壓電源(202)與焊接開關(305)相連接，當該轉換開關位於電弧焊位置(W2)時，直流低壓電源(202)直接與控制電路(204)相連接。
3.根據權利要求1所述的鋼筋電渣壓力焊機，其特徵在於所述模/數轉換器(301)具有10個輸出端〔(D1)～(D2)〕，輸出低電位為有效，它們分別對應於6v～60V的十個電壓值，電壓增量恆定為6V，所述多位LED發光條(302)是一個十位顯示的超高亮度LED發光顯示器，它具有10個輸入端〔(LED1)～(LED10)〕，分別與模/數轉換器(301)的輸出端〔(D1)～(D10)〕相連接，用以顯示6V～60V中的不同電壓值，但是其中一個輸出端(LED7)總是接低電位。
4.根據權利要得3所述的鋼筋電渣壓力焊機，其特徵在於所述模/數轉換器(301)的輸入端經過一個二極體(D3)接收來自焊機次級的電壓，並經過另一二極體(D4)接收一個恆定電壓6V。
5.根據權利要求1所述的鋼筋電渣壓力焊機，其特徵在於所述無效工作時間扣除電路(303)由一個上、下限比較器(4A)及一個晶體三極體(N1)組成，比較器(4A)的輸出端經一個電阻(R9)與電晶體(N1)的基極相連接，電晶體(N1)的發射極接地，其集電極與一個晶體振蕩器(6)的晶體(C1)的下端相連接，比較器(4A)的反相輸入端四個二極體(D5～D8)的陽極相連接，這些二極體的陰極分別與模/數轉換器(301)的兩個最低位輸出端〔(D1)、(D2)〕及兩個最高位輸出端〔(D9)、(D10)〕相連接。比較器(4A)的正相最高位輸入端與一恆定參考電位相連接。
6.根據權利要求1所述的鋼筋電渣壓力焊機，其特徵在於所述時間預置、計數及顯示電路(304)的計數脈衝形成部分由晶體振蕩器(6)及運算放大器(4B)組成，晶體振蕩器(6)的兩個輸出端以2秒間隔交替地輸出兩組脈衝，它們分別經由兩個二極體(D1、D2)與運算放大器(4B)的正相輸入端相連接。
7.根據權利要求1所述的鋼筋電渣壓力焊機，其特徵在於所述控制電路(204)由一個可控元件(TWH8778)及一個繼電器(J)構成，輸入直流電壓經電阻(R)傳到該可控元件的控制端，可控元件的輸出端與繼電器(J)相連接，所述固態開關電路(203)由反向並聯的兩個晶閘管(TH1及TH2)構成，當繼電器觸頭(K)閉合時，兩個晶閘管(TH1及TH2)的控制極經電阻(Rg)相連接。
8.根據權利要求1所述的鋼筋電渣壓力焊機，其特徵在於所述固態開關還可使用大功率晶體三極體。
專利摘要本實用新型的鋼筋電渣壓力焊機由交流焊機部分、主控制器部分、手柄控制部分及鋼筋卡具組成，其中主控制器部分的交流開關採用固體開關電路，手柄控制部分的電壓指示裝置是超高度亮度LED發光條，該手柄控制部分還設置了無效工作時間扣除電路，扣除異常焊接時間。因此該焊機不但無火花、無幹擾、使用壽命長，而且還保證了準確的焊接時間，使焊接質量得到保證。
文檔編號B23K25/00GK2252077SQ96201699
公開日1997年4月16日 申請日期1996年2月2日 優先權日1996年2月2日
發明者高五峰 申請人:高五峰