抽頭式高性能交流弧焊機的製作方法

2023-06-12 06:00:01

專利名稱：抽頭式高性能交流弧焊機的製作方法
技術領域：
一種抽頭式高性能交流弧焊機，屬於電焊技術領域，主要用於酸性和低氫型鹼性焊條施焊。
在已有技術中各種形式的電焊機種類繁多，如國內外傳統交流弧焊機有動鐵式、動圈式，串聯電抗器式和抽頭式等機型。這些焊機大都結構簡單、堅固耐用，使用方便，電流穩定，但它們的外特性曲線皆不理想，動鐵和動圈易鬆動而使電弧不穩定，電流調節不準確，更主要的是不能使用鹼性焊條進行強度為50kg級及其以上的焊接。因為交流焊機釋放的電弧是一種形式的氣體放電，交變電流必然會影響交流電弧焊的氣體放電。在電流過零點的瞬間，焊條和工件的電子發射將處於暫停狀態，在使用交流酸性焊條和交直流兩用鹼性(鉀型)焊條施焊時，由於此瞬間已有較高的空載電壓存在，且在較高溫度下即可重新引燃電弧，故在宏觀上電弧被認為是連續燃燒的。但若採用直流低氫鈉型鹼性焊條施焊時，由於藥皮塗料中有大量瑩石(CaF2)，其中氟(F)起強消電作用並呈高負電性，在焊接電流過零點電弧熄滅的瞬間使電弧空間冷卻，並使剩餘的帶電質點極少，因此在電流改變極性後重複起弧所要求的引弧電壓要高達100～200V，特別是當工件處於陰極時電弧穩定性更趨惡化。為解決這個技術難題，以日本為代表的技術方案是將普通交流弧焊機的空載電壓提高到90～100V左右，它雖能適應低氫鈉型焊條的焊接，但由於空載電壓超過了國內外規定的標準安全電壓80V(有效值)，對電焊工人的人身安全不利，為此必須附加防觸電裝置，這樣一來使焊機操作不便且造成焊機的功率因數降低、效率低、銅材消耗量大。以美國為代表的技術方案是改進焊條，即在鹼性焊條上塗兩層塗料，使其既保持了鹼性焊條的優良性能，又可獲得穩定的電弧。該方案操作方便，但這種焊條製造工藝複雜，造價太高，難以推廣。以原蘇聯為代表的方案是在普通交流弧焊機上附加高壓瞬時脈衝裝置，雖能部份地使用鹼性焊條施焊，但焊機造價高，可靠性差。此外還有提高電源頻率、改焊接電流的正弦波形為方波形等，但均需增加大量的電子元件，使成本增高，可靠性差，無使用價值。
本實用新型的目的在於提供一種其繞組和鐵心參數經過嚴格的計算均和增加電感相適應，設計合理，設備投資可節省50％左右，和已有自冷式直流弧焊機相比平均節省電力消耗27％左右，較普通抽頭式焊機可節省銅材50％左右，焊接電流過零點時的極性交替迅速，使電弧來不及熄滅，又被引燃，在焊接電流過零點時電源電壓儘可能達到最大值，在電源電壓過零點時焊接電流儘可能達到最大值，電弧空間溫度不降低，或少降低，以適應直流低氫鈉型鹼性焊條施焊的抽頭式高性能交流弧焊機。
根據電焊基本原理和交流弧焊機電弧變化的特點和規律，針對已有技術中存在的主要問題，本實用新型的基本構思是在公知的與本實用新型最相近的交流弧焊機的基礎上，根據嚴格的計算，改變原有繞組和鐵心的有關參數形狀、原材料和剪切方式，使焊機增加電感，當電流過零的瞬間有較高的空載電壓，同時改變鐵心上部夾緊形式，使之利於冷卻通風，並增設組合式開關，用於冷卻的風扇、並改原鐵皮機殼為塑料板機殼，從而實現設計目的。
本實用新型的特徵在於所述的抽頭式高性能交流弧焊機，由機架、夾板、橫梁、繞組Ⅰ、輸出接線柱、繞組Ⅱ和Ⅲ、鐵心、繞組Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ、上蓋、吊環、輸入接線柱、接地接線柱和輪子構成，突出特徵是該弧焊機的上述繞組Ⅱ和Ⅲ、鐵心和繞組Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ的有關參數、形狀、原材料和剪切方向均和增加電感相適應，除上述構件以外，還由利於冷卻使變壓器便於通風的鐵心卡子，組合式開關，用於冷卻的風扇和作機殼用的塑料板構成。由上述的繞組Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ及鐵心繞制的弧焊機機心變壓器由上述的夾板固定安裝在上述的機架的底部上述的橫梁上，鐵心的上端由上述的鐵心卡子夾緊，以便由風扇吹來的冷風能順利通過利於冷卻，上述的風扇安裝在上述的機架的上部，上述的輸出接線柱、組合式開關、輸入接線柱和接地接線柱的各接點與上述各繞組相關的抽頭之間均由導線連接，上述的機架四周均由上述的塑料板圍成機殼(即該機殼無底板以便散熱)。上述的繞組Ⅰ為次級繞組，繞組Ⅱ和Ⅲ與繞組Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ均為初級繞組，繞組Ⅰ與繞組Ⅱ、Ⅲ為同心式繞組，繞組Ⅰ在內層，繞組Ⅱ、Ⅲ在外層同繞在上述鐵心的甲柱上；繞組Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ為同心式繞組，同繞在上述鐵心的乙柱上，繞組Ⅰ20～80匝，繞組Ⅱ20～100匝，繞組Ⅲ0～20匝，繞組Ⅳ20～100匝，繞組Ⅴ20～300匝，繞組Ⅵ35～400匝，繞組Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ各有2～6個抽頭。上述的鐵心對於移動式系列為三柱式鐵心，由冷軋或熱軋，斜切或直切(有取向者斜切，無取向者直切)的矽鋼片構成，其中間柱間隙1～8mm，柱寬30～90mm，柱厚30～200mm，柱高100～200mm，兩柱間距30～250mm對於手提式為兩柱式鐵心，即無中間柱。上述的組合式開關由粗調和細調兩個開關組成，粗調4～12擋，細調3～8擋。
本實用新型的優點是由於繞組和鐵心的有關參數都是經過嚴格的計算而確定的，滿足了增加電感的需要，使焊接電流過零瞬間已有較高的空載電壓存在，且極性交替迅速，電弧來不及熄滅又被引燃，從根本上解決了交流弧焊機採用直流低氫鈉型鹼性焊條施焊所遇到的技術難題，因此在常規條件下使用本機不僅採用各種規格的交流酸性焊條全位置施焊，引弧容易，電弧穩定，電弧長而有彈性，飛濺極少、焊工手感好、焊縫成形美觀；而且採用各種規格的交直兩用低氫鉀型鹼性焊條和各種規格的直流低氫鈉型鹼性焊條全位置施焊均能達到直流焊機的水平且無直流焊機磁偏吹之缺點，此外使用本機還可在常規條件下使用各種規格的鑄鐵焊條和不鏽鋼焊條對鑄鐵施平焊、堆焊，對不鏽鋼全位置施焊，尤其對δ＝0，8～1。5mm的薄板焊接不僅燒不穿母材，而且兩面成形美觀。本焊機外特性曲線原則上呈理想狀態。又由於設計合理，故本機比公知自冷式直流焊機平均節電27％左右，比普通抽頭式節省鋼材50％左右，因而設備投資可節省50％左右，再者由於鐵心上部採用卡子夾緊，便於冷卻通風，由於機殼改用絕緣的塑料板圍成，損耗低，使用安全。
附


圖1為本實用新型最佳實施例之一總裝局剖示意圖，圖2為主要變更實施例之一總裝局剖示意圖。圖中1機架，2夾板，3橫梁，4繞組Ⅰ，5輸出接線柱，6繞組Ⅱ、Ⅲ，7鐵心，8繞組Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ，9鐵心卡子，10組合式開關，11風扇，12上蓋，13吊環，14塑料板，15輸入接線柱，16接地接線柱，17輪子，18支腳，19提手把。
在此實施例中機架1採用角鋼焊接成矩形框架，外型尺寸550×410×850(mm)；夾板2和橫梁3分別採用木板和方木各兩塊(根)，橫梁3由螺栓螺母固定在上述機架1的底部，鐵心7採用冷軋矽鋼片斜切成型，三柱式、柱寬70mm，柱厚104mm，柱高132mm，中間柱間隙4mm；繞組Ⅰ用截面積為37.4mm2的銅導線繞33匝；繞組Ⅱ和Ⅴ均截方積為8.1mm2的銅導線分別繞64匝和98匝，繞組Ⅲ和Ⅳ均用截面積為6.7mm2的銅導線分別繞12匝和39匝，繞組Ⅵ用截面積為3.1mm2的銅導線繞52匝，繞製成機芯變壓器並做浸漬處理後，其上端用塑料板做成的鐵心卡子9夾緊，其下端通過上述的夾板2固定安裝在上述的橫梁3上，組合式開關10選用380V，40A萬能轉換開關兩個，一個為粗調8擋，另一個細調5擋，風扇11選用型號為2PF－30型；機殼由聚氯乙烯塑料板鑲嵌在上述由角鋼製成的機架1的四個矩形側壁內，形成鋼塑結構。
作為本實施例的變更1、如附圖2所示鐵心7改為二柱式，同時開關10由兩個改為一個，輪子17改為支腳18並增加提手把19，即可變為可攜式，再根據繞組匝數和銅導線截面積的不同形成200型，160型、125型，100型，63型、50型、40型等等系列產品；2、在給定範圍內改變三柱式鐵心7的尺寸，材料(冷軋變熱軋)，剪切方式(直切變斜切)，各繞組匝數和銅導線截面積即可製成移動式630型、500型、400型、315型、200型、160型等系列產品；3、鐵心卡子9可改用其它絕緣材料製作，也可改用穿心螺杆固定，對於不採用風冷的還可改為木夾板夾緊；4、組合式開關10對大功率單相單種電壓輸入的可改為三個開關即粗細調開關和高低擋開關，也可用接線柱外接或用各式閘刀開關，對於小功率單相兩種電壓輸入的，可改為電壓、電流和高低擋三個開關，或用接線柱外接，或用各式閘刀開關；對於小功率單相單種電壓輸入的還可改為電流和高低擋兩個開關；5、小型的機殼可改為鋁殼；或較大體積的鐵皮殼；6、風扇11可用不同風葉直徑，不同轉速的風機代替。
權利要求1.一種抽頭式高性能交流弧焊機，由機架[1]、夾板[2]、橫梁[3]、繞組Ⅰ[4]、輸出接線柱[5]、繞組Ⅱ和Ⅲ[6]、鐵心[7]、繞組Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ[8]、上蓋[12]、吊環[13]、輸入接線柱[15]、接地接線柱[16]和輪子[17]構成，本實用新型的特徵在於所述的抽頭式高性能交流弧焊機其繞組Ⅱ和Ⅲ[6]、鐵心[7]和繞組Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ[8]均具有和增加電感相適應的參數、材料和形狀，除上述構件以外，該機還由利於冷卻的鐵心卡子[9]、組合式開關[10]、用於冷卻的風扇[11]和作機殼用的塑料板[14]構成，由上述的繞組Ⅰ[4]、繞組Ⅱ和Ⅲ[6]，繞組Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ[8]及鐵心[7]繞制的弧焊機機芯變壓器由上述的夾板[2]固定安裝在上述機架[1]的底部橫梁[3]上，鐵心的上端由上述的鐵心卡子[9]夾緊；上述的風扇[11]安裝在上述的機架1的上部，上述的輸出接線柱[5]、組合式開關[20]、輸入接線柱[15]、接地接線柱[16]的各接頭與上述各繞組相關的抽頭之間均由導線連接，上述的機架[1]四周均由上述的塑料板[14]圍成機殼。
2.根據權利要求1所述的抽頭式高性能交流弧焊機，其特徵在於上述的繞組Ⅰ〔4〕為次級繞組，繞組Ⅱ和Ⅲ〔6〕與繞組Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ〔8〕均為初級繞組，繞組Ⅰ與繞組Ⅱ、Ⅲ為同心式繞組，同繞在鐵心〔7〕的甲柱上，繞組Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ〔8〕為同心式繞組，同繞在鐵心〔7〕的乙柱上，繞組Ⅰ20～80匝，繞組Ⅱ20～100匝，繞組Ⅲ0～20匝，繞組Ⅳ20～100匝，繞組Ⅴ20～300匝，繞組Ⅵ35～400匝，繞組Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ各有2～6個抽頭。
3.根據權利要求1和2所述的抽頭式高性能交流弧焊機，其特徵在於上述的鐵心〔7〕，對於移動式系列為三柱式鐵心，由冷軋或熱軋有取向或無取向矽鋼片構成，其中間柱間隙1～8mm，柱寬30～90mm，柱厚30～200mm，柱高100～200mm，兩柱間距30～250mm，對於手提式為兩柱式鐵心。
4.根據權利要求1所述的抽頭式高性能交流弧焊機，其特徵在於上述的組合式開關〔10〕由粗調和細調兩個開關組成，粗調4～12擋，細調3～8擋。
專利摘要一種抽頭式高性能交流弧焊機，屬電焊機，用於酸性和低氫型鹼性焊條施焊。其特徵在於該弧焊機由機架、夾板、橫梁、六個繞組其中四個帶抽頭、高電感鐵心、鐵心卡子、組合式開關、風扇、輸入、輸出和接地接線柱、上蓋、吊環和輪子構成。具有繞組和鐵心均與增加電感相適、設計合理，設備投資可節省50％，節電27％，節省銅材50％，焊接電流過零時極性變化快，既可用各種型號的酸性焊條施焊，也可用各種型號的鹼性焊條施焊，用途廣等優點。
文檔編號B23K9/00GK2166908SQ9323127
公開日1994年6月1日 申請日期1993年6月25日 優先權日1993年6月25日
發明者牟青嶽 申請人:牟青嶽