專利名稱：非熔化極焊接電弧引弧裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種非熔化極焊接電弧引弧裝置，適合于各種非熔化極焊接，尤其適合于等離子噴涂、等離子噴焊和等離子焊接。
非熔化極焊接電弧的引弧方法通常有兩種一種是通過電極與工件的接觸引弧，另一種是通過高頻振蕩器產(chǎn)生的高頻高壓電擊穿弧隙引弧。前者適合于TIG焊接，后者適合于非熔化極的各種焊接。接觸式引弧的缺點(diǎn)是接觸時(shí)，鎢極會(huì)受到破壞，焊接金屬也會(huì)受到鎢的污染，這對(duì)在腐蝕性介質(zhì)中工作的工件來說是不能允許的；高頻引弧的缺點(diǎn)是引弧時(shí)，振蕩器會(huì)產(chǎn)生很大的干擾，致使數(shù)控焊接系統(tǒng)或電子計(jì)算機(jī)控制的焊接系統(tǒng)誤動(dòng)作。為了克服上述兩種引弧的缺點(diǎn)，《國(guó)外焊接》1987年第5期公開了一種適合于TIG焊接的引弧裝置，它是通過輔助電極端頭與主電極的非工作表面瞬時(shí)接觸并立即斷開的方式來實(shí)現(xiàn)引弧的。但是，這種引弧裝置不適合于等離子弧發(fā)生器——等離子噴涂槍、噴焊槍和等離子焊槍等等。這是因?yàn)門IG焊槍的鎢極是伸出在保護(hù)氣罩外的，而等離子弧發(fā)生器的鎢極內(nèi)縮在噴嘴里面。另外該裝置還存在一個(gè)缺陷，當(dāng)引弧任務(wù)完成后，輔助電極與主電極一直是接觸的，這必將破壞主電極周圍的氣流的均勻性，影響保護(hù)效果或離子氣流對(duì)等離子弧的冷卻壓縮效果。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種適合于非熔化極各種焊接的非高頻引弧裝置，它通過輔助電極頭與主電極的側(cè)面瞬時(shí)接觸、回抽來引燃電弧，克服上述已有技術(shù)中的種種不足。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的該引弧裝置主要包括一個(gè)機(jī)械部分和一個(gè)控制電路部分，讓我們結(jié)合附圖對(duì)這兩部分作詳細(xì)描述。


圖1是本實(shí)用新型機(jī)械結(jié)構(gòu)剖面圖；圖2是本實(shí)用新型引弧控制電路圖。
本實(shí)用新型非熔化極焊接電弧引弧裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)是絕緣套(6)通過螺紋連接在過渡連接件(3)內(nèi)，絕緣套內(nèi)設(shè)計(jì)有氣室，氣室內(nèi)安裝著活塞(5)，輔助電極(1)通過銀焊同軸地固定在活塞上，而彈簧(4)則套在輔助電極上，活塞的另一端通過螺紋與電纜接線座(7)相連。此外還有絕緣襯套(2)、電纜(8)和氣管(9)。它的引弧控制電路是焊機(jī)I的負(fù)極接至噴槍的主電極(11)，而正極一方面引到噴槍的噴嘴(12)上，另一方面應(yīng)通過電阻(R3)和交流接觸器(Q1)的觸點(diǎn)(Q1－1)引到輔助電極(1)，R3和Q1－1串接，Q1受計(jì)算機(jī)控制的交流繼電器(CJ1)的常開觸點(diǎn)(CJ1－1)的控制，同時(shí)在J1－1的兩端還并接手動(dòng)開關(guān)K2，CJ1－1和Q1串接后接到交流電源e2的兩端。分壓電阻(R1)和(R2)串接后，跨接在主電極與輔助電極間，即(R1)串接后余下的那一端接主電極，而R2余下的那一端接輔助電極。從R1和R2的串接點(diǎn)處取樣出輔助電極對(duì)主電極的電壓信號(hào)后引到穩(wěn)壓管(DW)上，DW的另一端接至復(fù)合管(BG1－2)的基極，BG1－2的射極一方面連接到主電極上，另一方面還應(yīng)接到控制電源(E)的負(fù)極，BG1－2的集電極接繼電器(J1)，J1的另一端接控制電源(E)的正極，在J1的兩端并接二極管(D)，D的負(fù)極應(yīng)接到J1與E相連接的那一端，以給J1在斷電的瞬間提供能量釋放回路。
送氣電磁氣閥(DF1)與J1的常開觸點(diǎn)(J1－1)、由計(jì)算機(jī)等控制的中間繼電器J2的常開觸點(diǎn)(J2－1)相串聯(lián)后接交流電源(e1)的兩端，手動(dòng)開關(guān)(K1)并接于(J2－1)的兩端，而放氣電磁氣閥(DF2)則與J1的常閉觸點(diǎn)(J1－2)串聯(lián)后并接于J1－1串DF1的兩端。
本實(shí)用新型引弧裝置的動(dòng)作過程是這樣的(1)引弧前的準(zhǔn)備1.打開焊機(jī)(I)；2.打開離子氣(Ar)；3.合上開關(guān)K1或由計(jì)算機(jī)控制使中間繼電器J2的常開觸點(diǎn)J2－1閉合，為引弧作好準(zhǔn)備。
(2)引弧首先合上開關(guān)K2或由計(jì)算機(jī)控制使交流接觸器(CJ1)的常開觸點(diǎn)(CJ1－1)閉合，這樣使交流接觸器(Q1)的常開觸點(diǎn)閉合，于是主電極與輔助電極間有焊機(jī)(I)的空載電壓。
此電壓經(jīng)電阻(R1)和(R2)分壓后，使復(fù)合三極管(BG1－2)飽和導(dǎo)通，因此，中間繼電器(J1)吸合，其常開觸點(diǎn)(J1－1)閉合，而常閉觸點(diǎn)(J1－2)斷開。因此充氣電磁氣閥(DF1)通電導(dǎo)通，放氣電磁氣閥(DF2)斷電關(guān)斷。于是，氣室便開始充氣，當(dāng)氣壓上升到足以克服彈簧力時(shí)，氣體便開始推動(dòng)活塞(5)，也即輔助電極(1)向主電極(11)靠近。一旦輔助電極接觸到主電極，則輔助電極與主電極間因短路而使兩端的電壓等于零。因此，BG1－2截止，使中間繼電器(J1)失電，這樣其常開觸點(diǎn)(J1－1)斷開，而使DF1斷電，停止向氣室充氣，與此同時(shí)，J1的常閉觸點(diǎn)J1－2合上，使DF2通電，打開了氣室的放氣回路。因此，氣室的氣壓下降，在彈簧的作用下，活塞帶動(dòng)輔助電極(1)回抽，在這瞬間，輔助電極與主電極間便產(chǎn)生電弧(14)——輔助電弧。當(dāng)引弧失敗時(shí)，加在輔助電極和主電極間的焊機(jī)I的空載電壓再次使BG1－2飽和導(dǎo)通，再次進(jìn)行引弧過程，直至引燃輔助電弧。
在旋進(jìn)的離子氣Ar的作用下，輔助電弧在主電極上的電弧斑點(diǎn)會(huì)沿氣流方向偏轉(zhuǎn)并下移，這樣電弧便進(jìn)入主電極與噴咀之間的空間，使主電極與噴咀間形成“短路”。由于此時(shí)主電極與噴咀間的電壓V噴咀＝V輔＋I(xiàn)輔·R3(V輔主電極與輔助電極間電壓；I輔流過R3中的電流)。所以，V噴咀＞V輔，于是很快在主電極與噴咀間形成電弧(15)，同時(shí)電弧(15)又自動(dòng)下降(這可通過控制噴咀的壓縮角和電極的錐角來保證)至并穩(wěn)定在電弧(16)的位置。這樣穩(wěn)定的非轉(zhuǎn)移電弧就形成了。一旦非轉(zhuǎn)移弧形成，因此時(shí)的V噴咀與V輔大小相近，因此，輔助電弧因I輔很小而自動(dòng)熄滅。
此外，由于R1與R2的分壓和穩(wěn)壓管(DW)的門檻作用，在輔助電弧或非轉(zhuǎn)移電弧建立后，BG1－2一直處于截止?fàn)顟B(tài)。這樣，輔助電極將處于初始狀態(tài)，不會(huì)被壞離子氣流的流動(dòng)。
在等離子噴焊或等離子焊接時(shí)，可將焊機(jī)(Ⅱ)打開，這樣，在主電極與工件間的電弧(17)——轉(zhuǎn)移弧會(huì)因非轉(zhuǎn)移弧而自動(dòng)引燃。
本實(shí)用新型與已有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本引弧裝置是通過輔助電極與主電極的側(cè)面瞬時(shí)接觸、回抽來引燃電弧的。因此引弧時(shí)不產(chǎn)生高頻電磁干擾，帶有這種引弧裝置的新型噴槍可直接用于噴涂、噴焊自動(dòng)化設(shè)備或機(jī)器人上。
2、輔助電弧回路設(shè)計(jì)巧妙，限流電阻(R3)的設(shè)計(jì)使得a)輔助電極與主電極瞬時(shí)短路時(shí)電流小，因而電極的燒損減少；b)即使輔助電弧和非轉(zhuǎn)移電弧共用一臺(tái)電源，輔助電弧也能迅速可靠地引燃非轉(zhuǎn)移電弧。
c)輔助電弧在非轉(zhuǎn)移電弧建立后，自行熄滅。
3、輔助電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎。如上所述，輔助電極的運(yùn)動(dòng)是通過壓縮氣體和彈簧實(shí)現(xiàn)的。因而，不僅實(shí)現(xiàn)了引弧過程的自動(dòng)化，而且輔助電極與主電極的接觸過程是緩慢柔和的，而回抽過程則是迅速的。這樣不僅能進(jìn)一步減輕電極在接觸時(shí)的燒損，而且也防止了因猛烈接觸時(shí)產(chǎn)生的沖擊力對(duì)主電極對(duì)噴嘴同心度的破壞。
4、輔助電極在不工作時(shí)，一直是與主電極相脫離的，因此不會(huì)破壞焊槍氣室內(nèi)的離子氣流動(dòng)狀態(tài)。
權(quán)利要求一種非熔化極焊接電弧引弧裝置，適合于非熔化極的各種焊接，尤其適合于等離子噴涂、等離子噴焊和等離子焊接，它包括機(jī)械部分和引弧控制電路部分，其特征在于(1)它的機(jī)械部分絕緣套(6)通過螺紋連接在過渡連接件(3)內(nèi)，絕緣套內(nèi)設(shè)計(jì)有氣室，氣室內(nèi)安裝著活塞(5)，輔助電極(1)通過銀焊同軸地固定在活塞上，而彈簧(4)則套在輔助電極上，活塞的另一端通過螺紋與電纜接線座(7)相連，此外還有絕緣襯套(2)、電纜(8)和氣管(9)；(2)它的引弧控制電路部分焊機(jī)I的負(fù)極接至噴槍的主電極(11)，而正極一方面引到噴槍的噴嘴(12)上，另一方面應(yīng)通過電阻(R3)和交流接觸器(Q1)的觸點(diǎn)(Q1-1)引到輔助電極(1)，R3和Q1-1串接，Q1受計(jì)算機(jī)控制的交流繼電器(CJ1)的常開觸點(diǎn)(CJ1-1)的控制，同時(shí)在CJ1-1的兩端還并接手動(dòng)開關(guān)K2，CJ1-1和Q1串接后接到交流電流e2的兩端，分壓電阻(R1)和(R2)串接后，跨接在主電極與輔助電極間，即(R1)串接后余下的那一端接主電極，而R2余下的那一端接輔助電極，從R1和R2的串接點(diǎn)處取樣出輔助電極對(duì)主電極的電壓信號(hào)后引到穩(wěn)壓管(DW)上，DW的另一端接至復(fù)合管(BG1-2)的基極，BG1-2的射極一方面連接到主電極上，另一方面還應(yīng)接到控制電源(E)的負(fù)極，BG1-2的集電極接繼電器(J1)，J1的另一端接控制電源(E)的正極，在J1的兩端并接二極管(D)，D的負(fù)極應(yīng)接到J1與E相連接的那一端，以給J1在斷電的瞬間提供能量釋放回路，送氣電磁氣閥(DF1)與J1的常開觸點(diǎn)(J1-1)、由計(jì)算機(jī)等控制的中間繼電器(J2)的常開觸點(diǎn)(J2-1)相串聯(lián)后接交流電源(e1)的兩端，手動(dòng)開關(guān)(K1)并接于(J2-1)的兩端，而放氣電磁氣閥(DF2)則與J1的常閉觸點(diǎn)(J1-2)串聯(lián)后并接于J1-1串DF1的兩端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種非熔化極焊接電弧引弧裝置，適合于各種非熔化極焊接，尤其適合于等離子噴涂、等離子噴焊和等離子焊接。它包括一個(gè)機(jī)械部分和引弧控制電路部分，通過輔助電極頭與主電極的側(cè)面瞬時(shí)接觸、回抽來引燃電弧，本實(shí)用新型與已有技術(shù)相比具有輔助電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎、引弧時(shí)不產(chǎn)生高頻電磁干擾等諸多優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23K10/00GK2097055SQ91218460
公開日1992年2月26日 申請(qǐng)日期1991年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月15日
發(fā)明者毛文杰, 陳剛, 王加友 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江船舶學(xué)院