高能焊接設備的製作方法

2023-05-29 03:34:11 2

專利名稱：高能焊接設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種焊接設備，尤其涉及一種儲能式高能焊接設備，可用於汽車發動機、柴油機發動機、摩託車發動機的氣門推桿及氣門調整螺釘等產品的焊接。
背景技術：
目前已知的電阻焊機存在如下缺陷1、對焊接件的表面清潔度要求較高，表面的清潔狀態將直接影響到焊接件的牢度。2、一般對不同的工件材料及同時淬硬的材料無法實施正常的焊接。3、一般電阻焊機在焊接時會造成焊接熱影響區較大，造成工件表面的硬度降低。

發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種焊接速度快，抗拉強度高，能保持焊接工件表面的硬度不變，焊接熔池穩定，熱影響區小的高能焊接設備。
一種高能焊接設備包括單片機控制系統、主電路，其中主電路包括電源電路、充電迴路、放電迴路，所述充電迴路包括大容量電容器組及電容電壓採樣電阻，所述電容器組由電容並聯組成，所述電容電壓採樣電阻與單片機控制系統相連接，所述的放電迴路包括一組電容器、大功率單向可控矽、接觸電阻，所述可控矽與單片機控制系統相連接，所述接觸電阻在焊接時與所需焊接的工件相接觸。
本實用新型的高能焊接設備不同於一般的電阻焊機，它具有焊接效率高、能耗低及焊後端頭零件的工作表面仍保持焊前的光潔度和硬度，焊接接頭牢固美觀、無外露毛刺，不需再進行表面加工處理。因此在工業生產的各方面具有極大的推廣潛力。


圖1是本實用新型高能焊接設備的單片機控制系統的示意原理圖。
圖2是本實用新型高能焊接設備的主電路的工作原理圖。
具體實施方式
本實用新型的高能焊接設備包括單片機控制系統1、主電路2，其中主電路2包括電源電路21、充電迴路22、放電迴路23組成。
如圖1所示所述單片機(WINBOND公司78E58)控制系統1，其對整個焊接過程進行控制，其輸出夾緊氣缸信號、下壓氣缸信號、電容器充電控制信號、可控矽觸發信號、報警信號。其還可接收輸入的電容器電壓採樣信號、系統故障檢測信號。該單片機控制系統通過對電容器電壓進行採樣，並與設定的焊接電壓進行比較，然後將比較的結果反饋給充電控制迴路，從而控制充電。
如圖2所示所述的電源電路21由為後備大功率可變直流電源E，其可提供150V的直流電壓，該電源E與一大功率MOS管211相連接，該大功率MOS管211與單片機控制系統的電容器充電控制信號輸出腳相連接。所述充電迴路22包括大容量電容器組222及電容電壓採樣電阻223，所述電容器組222由幾百個上千微法的電容並聯組成，這一併聯的電容組可貯存較大的能量，對於較大的焊接工件，採用多組獨立的充電迴路(每組間相互隔離)，放電迴路採用共極(正極和負極)可同時或分時進行放電，所述大功率電源經MOS管控制對電容器組進行充電，同時單片機控制系統通過採樣電阻對電容器上的充電電壓進行採樣，並與設定的焊接電壓進行比較，然後將比較的結果反饋給充電控制迴路，並由MOS管控制充電，以此過程來保持電容兩端的電壓恆定在設定值上。所述的放電迴路23包括一大功率單向可控矽231、接觸電阻232，所述可控矽231與單片機控制系統的可控矽觸發信號輸出腳相連接，所述接觸電阻232在焊接時與所需焊接的工件相接觸。
當裝上所需焊接的工件並按下焊接鈕，系統首先切斷充電迴路，然後觸發可控矽放電焊接。整個放電過程是以雪崩的方式完成的，放電時間極短，一般為10-50μS，所述大功率電容器組上的能量瞬間全部集中釋放在焊接面上，產生巨大的能量，以使焊接面融化，並經上下電極的壓力使工件在幾毫秒內完成焊接過程，此時電容器上的電壓釋放為零並等待下一次充電過程。
以推桿焊接為例，將桿身前置於側電極中心，按下夾緊按鈕，夾緊汽缸將桿身夾緊並處於良好的電器接觸狀態，所述側電極夾緊力為5000N-20000N，然後將鋼球置於桿身頂部，啟動下壓汽缸使上電極與鋼球處於良好的電器接觸狀態，所述上電極夾緊力為5000N-20000N。此時兩個焊接零件是作為整個焊接迴路的一部分，在整個迴路中，電阻最大部分集中在接觸面上，當可控矽放電焊接瞬間，在接觸電阻上產生巨大的功率損耗，導致接觸面產生巨大的熱量使接觸面融化，經下壓汽缸的巨大壓力將金屬融合面迅速壓實，與此同時電容器上所有的能量也已全部轉移到接觸面上，以完成整個焊接過程。然後釋放下壓及夾緊電極，取下被焊工件，焊機繼續儲能以備下次焊接。
權利要求1.一種高能焊接設備包括單片機控制系統(1)、主電路(2)，其中主電路(2)包括電源電路(21)、充電迴路(22)、放電迴路(23)，其特徵在於，所述充電迴路(22)包括大容量電容器組(222)及電容電壓採樣電阻(223)，所述電容器組(222)由電容並聯組成，所述電容電壓採樣電阻(223)與單片機控制系統相連接，所述的放電迴路(23)包括一大功率單向可控矽(231)、接觸電阻(232)，所述可控矽(231)與單片機控制系統相連接，所述接觸電阻(232)是指所焊接的二個工件之間的接觸電阻。
2.根據權利要求1所述的高能焊接設備，其特徵在於，所述的充電迴路可以為一組以上、相互並聯，且每組獨立、相互隔離。
3.根據權利要求1所述的高能焊接設備，其特徵在於，所述的放電迴路採用共極性，且控制放電迴路的電容、可控矽、接觸電阻三者必須與接串聯。
4.根據權利要求1所述的高能焊接設備，其特徵在於，所述的控制系統採用單片機，其為型號為WINBOND公司78E58。
5.根據權利要求1所述的高能焊接設備，其特徵在於，所述的電源電路(21)包括一大功率可變直流電源E，該電源E與一大功率MOS管(211)相連接，該大功率MOS管(211)與單片機控制系統輸出腳相連接。
6.根據權利要求1所述的高能焊接設備，其特徵在於，包括用於分別與所需焊接工件相連接的側電極及上電極。
專利摘要一種高能焊接設備包括單片機控制系統(1)、主電路(2)，其中主電路(2)包括電源電路(21)、充電迴路(22)、放電迴路(23)，所述充電迴路(22)包括大容量電容器組(222)及電容電壓採樣電阻(223)，所述的放電迴路(23)包括一大功率單向可控矽(231)、接觸電阻(232)，所述可控矽(231)與單片機控制系統相連接，所述接觸電阻(232)是指所焊接的二個工件之間的接觸電阻。本實用新型的高能焊接設備不同於一般的電阻焊機，它具有焊接效率高、能耗低及焊後端頭零件的工作表面仍保持焊前的光潔度和硬度，焊接接頭牢固美觀、無外露毛刺，不需再進行表面加工處理。因此在工業生產的各方面具有極大的推廣潛力。
文檔編號B23K11/26GK2640684SQ0321007
公開日2004年9月15日 申請日期2003年8月26日 優先權日2003年8月26日
發明者沈鴻亮, 林矢行, 王祖慧 申請人:沈鴻亮, 林矢行, 王祖慧