專利名稱：一種脈沖鎢極氬弧焊機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于焊接設(shè)備。
目前國(guó)內(nèi)電焊機(jī)廠生產(chǎn)的鎢極氬弧焊機(jī)控制器普遍采用晶體管電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，存在著參數(shù)離散性大，重現(xiàn)性不好，電路復(fù)雜，加上采用RC充放電路實(shí)現(xiàn)焊接電流的遞增和熄弧電流的衰減，使其線性度差，引弧沖擊大以及調(diào)試維修均不方便。近幾年，為解決上述部分問(wèn)題，有人申請(qǐng)了專利CN87205156U。該專利雖解決了焊接電流遞增和熄弧電流衰減的線性度問(wèn)題，但采用了先通過(guò)運(yùn)放處理，再通過(guò)運(yùn)放構(gòu)成的加法電路實(shí)現(xiàn)的方案，電路太復(fù)雜，過(guò)于繁瑣，使用的元器件量大，給生產(chǎn)調(diào)試、使用、維修帶來(lái)很多麻煩。
本發(fā)明的目的在于提供一種電路簡(jiǎn)單、性能優(yōu)異，能適配各種弧焊電源，具有脈沖氬弧焊，直流氬弧焊控制，能進(jìn)行連續(xù)焊、點(diǎn)焊、高頻引弧、接觸引弧等多功能、多用途的脈沖鎢極氬弧焊機(jī)控制器。
本發(fā)明的方框圖如

圖1，它由程序控制電路(1)、電流信號(hào)給定電路(2)和引弧電路(3)三大部分組成。下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的工作原理和主要內(nèi)容。
圖1是脈沖鎢極氬弧焊機(jī)控制器的方框中1-程序控制電路;2-電流信號(hào)給定電路;3-引弧電路;4-焊接控制開(kāi)關(guān);5-觸發(fā)器;6-送氣控制電路;7-引弧控制電路;8-維弧控制電路;9-點(diǎn)焊時(shí)間控制電路;10-弧壓取樣電路;11-信號(hào)源;12-電流信號(hào)調(diào)節(jié)電路;13-高頻引弧裝置;14-維弧電路。
如圖1若焊機(jī)處于“連續(xù)焊”位置，當(dāng)焊接工作就緒時(shí)，接通焊接控制開(kāi)關(guān)(4)，此時(shí)觸發(fā)器(5)翻轉(zhuǎn)，將輸出一個(gè)低電平到送氣控制電路(6)，焊接程序?qū)⒆詣?dòng)進(jìn)行。送氣控制電路(6)，引弧控制電路(7)和維弧控制電路(8)均采用一只集成時(shí)基電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，減少了使用的元件數(shù)。此時(shí)送氣控制電路(6)的輸出翻轉(zhuǎn)到低電平，維弧控制電路(8)輸出翻轉(zhuǎn)到高電平，使其高頻引弧裝置(13)中的電磁氣閥開(kāi)始工作，維弧電路(14)中的變壓器經(jīng)整流后輸出到弧壓取樣電路(10)，經(jīng)過(guò)一定延時(shí)后，使引弧控制電路(7)的輸出翻轉(zhuǎn)到高電平，若此時(shí)焊機(jī)接通“高頻引弧”位置，那高頻引弧裝置(13)中的振蕩電路開(kāi)始振蕩，此時(shí)因無(wú)短路過(guò)程，使引弧能量穩(wěn)定;引燃電弧后，維弧電路(14)輸出比額定焊接電流小得多的維弧電流。該維弧小電流因不經(jīng)過(guò)弧焊整流器的大電感，從而增加了引弧電流的上升速率，防止了引弧和熄弧時(shí)的大電流沖擊，并使其造成的鎢極損耗比一般的焊機(jī)減少了很多。高頻引弧裝置(13)兩輸出端的電壓降至電弧電壓，使其輸入端變?yōu)榈碗娖?，使維弧控制電路(8)的輸出翻轉(zhuǎn)到低電平，這時(shí)高頻引弧電路(13)中的振蕩電路停止工作，使本實(shí)用新型轉(zhuǎn)向正常焊接程序。
當(dāng)需要結(jié)束焊接進(jìn)入“熄弧”程序時(shí)，斷開(kāi)焊接控制開(kāi)關(guān)(4)，觸發(fā)器(5)將再次翻轉(zhuǎn)，將輸出高電平，經(jīng)過(guò)預(yù)置延時(shí)后，并使維弧控制電路(8)翻轉(zhuǎn)輸出低電平，切斷維弧小電流，再經(jīng)過(guò)短的延時(shí)后，送氣控制電路(6)翻轉(zhuǎn)，高頻引弧電路(13)中的電磁氣閥停止工作，完成了“延時(shí)斷氣”程序。當(dāng)焊機(jī)處于“點(diǎn)焊”位置時(shí)，點(diǎn)焊時(shí)間控制電路(9)由一只集成時(shí)基電路構(gòu)成，當(dāng)預(yù)置時(shí)間到后，將輸出一個(gè)低電平到觸發(fā)器(5)，令其輸出置零，觸發(fā)器(5)翻轉(zhuǎn)，使其輸出為高電平，然后按上述熄弧程序自動(dòng)進(jìn)行。
電流信號(hào)給定電路(2)中的信號(hào)源(11)應(yīng)包括由一只運(yùn)算放大器構(gòu)成的比較器、一只運(yùn)算放大器構(gòu)成的積分器，和一只運(yùn)算放大器構(gòu)成的脈沖信號(hào)發(fā)生器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接電流的遞增和及熄弧電流的衰減，以及脈沖信號(hào)的形成。當(dāng)沒(méi)引燃電弧時(shí)，積分器輸出為極小電壓，當(dāng)引燃電弧后，積分器進(jìn)行線性積分，并輸出一個(gè)線性遞增電壓。當(dāng)脈沖信號(hào)發(fā)生器對(duì)積分器的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制時(shí)將輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，使焊機(jī)完成“脈沖焊接”功能。反之則輸出一個(gè)直流信號(hào)，焊機(jī)完成了“直流焊接”功能。電流信號(hào)調(diào)節(jié)電路由電位器組成，調(diào)節(jié)電位器便可調(diào)節(jié)M點(diǎn)輸出信號(hào)的大小，從而控制焊接電流(脈沖或直流)的大小。高頻引弧電路(13)中的高壓變壓器采用平特性變壓器，它不僅比高漏抗變壓器加工簡(jiǎn)單且引弧瞬間能提供充足的能量;且所形成的振蕩電路采用無(wú)短路過(guò)程的接法，使引弧能量充足，損耗小。
為了減少高頻和外界干擾，提高本發(fā)明的抗干擾能力，在焊接控制開(kāi)關(guān)(4)及弧壓取樣電路(10)等關(guān)鍵部位采用了繼電器隔離和電阻吸收等多種防護(hù)措施。
本發(fā)明所述的脈沖鎢極氬弧焊機(jī)控制器可與各種系列的可控硅弧焊整流器、逆變弧焊整流器、多功能弧焊整流器及其它種類的弧焊電源配用，構(gòu)成脈沖鎢極氬弧焊機(jī)。
本發(fā)明提供了一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的脈沖鎢極氬弧焊機(jī)控制器，其程序控制電路采用集成時(shí)基電路，僅用一只運(yùn)算放大器構(gòu)成積分器同時(shí)完成焊接電流的線性遞增和熄弧電流的線性衰減，滿足了高焊接質(zhì)量的工藝要求。使調(diào)試、維修、使用方便。加上采用了小電流引弧方式、無(wú)短路過(guò)程的振蕩電路的接法及用了多種抗干擾防護(hù)措施，使本發(fā)明達(dá)到了優(yōu)異的性能，引弧和熄弧所造成的鎢極的損耗比一般焊機(jī)減少了很多，引弧可靠且具有脈沖、直流氬弧焊等控制，能進(jìn)行連續(xù)焊、點(diǎn)焊、高頻引弧、接觸引弧等多功能、多用途，是一種可適配各種弧焊電源的新型脈沖鎢極氬弧焊機(jī)控制器。
下面給出本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，并結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明其工作過(guò)程。
圖2程序控制電路的一種線路3電流信號(hào)給定電路的一種線路4高頻引弧電路的一種線路5本發(fā)明與ZX5系列弧焊整流器連接示意圖如圖2、圖4，當(dāng)焊接準(zhǔn)備工作就緒，若焊機(jī)處于“連續(xù)焊”位置時(shí)，JK觸發(fā)器D1的6腳為低電平，9腳為高電平，當(dāng)接通焊接控制開(kāi)關(guān)S1后，D1翻轉(zhuǎn)，使9腳翻轉(zhuǎn)為低電平，焊接程序自動(dòng)開(kāi)始工作。FX555集成時(shí)基電路N1的3腳輸出低電平，繼電器K1吸合，電磁氣閥QF工作，開(kāi)始輸送氬氣;同時(shí)，F(xiàn)X555集成時(shí)基電路N3的3腳輸出高電平，繼電器K3吸合，變壓器T1、三相整流橋VD1給輸出供電，I、J兩端有空載電壓，繼電器K5吸合，L點(diǎn)為高電平，非門D2的輸出為低電平，經(jīng)過(guò)3秒鐘的延時(shí)后，F(xiàn)X555集成時(shí)基電路N2的3腳輸出由低電平翻轉(zhuǎn)為高電平，當(dāng)采用“高頻引弧”方式時(shí)，預(yù)先接通開(kāi)關(guān)S3，繼電器K2吸合，高壓變壓器T3工作，由T3的付邊及其并聯(lián)電容、火花放電器H、高頻變壓器T4組成的高頻振蕩器工作，同時(shí)也完成了提前輸送氬氣的程序。當(dāng)引燃電弧，輸出4A的維弧小電流，輸出電壓降至電弧電壓，該電壓不足以擊穿穩(wěn)壓二極管V1，繼電器K5失電斷開(kāi)，L端為低電平，非門D2翻轉(zhuǎn)為高電平，使FX555集成時(shí)基電路N2的3腳翻轉(zhuǎn)為低電平，繼電器K2斷開(kāi)，高頻振蕩器停止工作。如圖3，此時(shí)若開(kāi)關(guān)S1為松開(kāi)狀態(tài)，則G點(diǎn)為低電平;G點(diǎn)通過(guò)一只電阻接至集成運(yùn)算放大器N6的同相輸入端，構(gòu)成的比較器的輸出馬上由正電平翻轉(zhuǎn)到負(fù)電平，集成運(yùn)算放大器N7構(gòu)成的積分器進(jìn)行線性積分，焊接電流線性遞增程序開(kāi)始，N7的輸出由-0.6伏線性遞增到穩(wěn)壓管V3的穩(wěn)壓值，遞增時(shí)間為約3秒。通過(guò)信號(hào)調(diào)節(jié)電位器RP5和RP6來(lái)控制M點(diǎn)輸出信號(hào)的大小，M點(diǎn)的輸出即為弧焊整流器輸出電流的控制信號(hào)。當(dāng)需要進(jìn)入“熄弧”程序時(shí)，關(guān)斷開(kāi)關(guān)S1JK觸發(fā)器D1翻轉(zhuǎn)，6腳翻轉(zhuǎn)為低電平，9腳翻轉(zhuǎn)為高電平，G端為高電平，比較器N6的輸出翻轉(zhuǎn)為正電平，熄弧電流線性衰減程序開(kāi)始，積分器N7的輸出按預(yù)先由電位器RP4調(diào)節(jié)好的時(shí)間線性衰減，衰減時(shí)間在1～15秒內(nèi)連續(xù)可調(diào)，直至為-0.6V。使引弧和熄弧時(shí)造成的鎢極損耗比一般電焊機(jī)減少了2/3以上。焊接結(jié)束時(shí)，P點(diǎn)為高電平，F(xiàn)X555集成時(shí)基電路N3的3腳為低電平，繼電器K3斷開(kāi)，維弧電源切斷;同時(shí)，經(jīng)過(guò)10秒鐘的延時(shí)后，N1的3腳翻轉(zhuǎn)到高電平，繼電器K1斷開(kāi)，氣閥關(guān)斷，完成了“延時(shí)斷氣”程序。
當(dāng)開(kāi)關(guān)S4接通時(shí)，集成運(yùn)算放大器N5接成典型的方波信號(hào)發(fā)生器電路，該脈沖信號(hào)對(duì)積分器N7的輸出進(jìn)行調(diào)制，從而使輸出端M的信號(hào)也為一個(gè)脈沖信號(hào)，使焊機(jī)完成“脈沖焊接”功能。當(dāng)開(kāi)關(guān)S4斷開(kāi)時(shí)，脈沖發(fā)生器N5恒輸出一個(gè)高電平，沒(méi)有對(duì)積分器N7的輸出進(jìn)行調(diào)制，輸出端M的信號(hào)為一直流信號(hào)，使焊機(jī)完成“直流焊接”功能。
當(dāng)使用點(diǎn)焊功能時(shí)，S2接通，點(diǎn)焊時(shí)間由集成時(shí)基電路N4構(gòu)成的延時(shí)電路來(lái)控制，點(diǎn)焊時(shí)間調(diào)節(jié)電位器RP1可在1～7秒內(nèi)連續(xù)可調(diào)。
當(dāng)采用接觸引弧方式時(shí)，開(kāi)關(guān)S3斷開(kāi)，高頻振蕩器不工作，可采用“接觸”方式引燃電弧。
當(dāng)開(kāi)關(guān)S5接通時(shí)，可以用來(lái)檢查氣體流量。
高壓變壓器T3采用平特性變壓器，引弧瞬間能提供充足的能量;振蕩電容并聯(lián)在高壓變壓器T3次級(jí)與火花放電器H并聯(lián)在高壓變壓器次級(jí)的方式比較，振蕩期間無(wú)短路過(guò)程，能量利用充分。
如圖5，與本控制器配套的弧焊整流器的正端接I端，負(fù)端接J端，I、K端分別為脈沖鎢極氬弧焊機(jī)的輸出端，其中I端為焊機(jī)的地線，K端接焊炬。
權(quán)利要求
1.一種脈沖鎢極氬虎焊機(jī)控制器，由程序控制電路(1)、電流信號(hào)給定電路(2)和引弧電路(3)三大部分組成，其特征在于a)程序控制電路(1)由焊接控制開(kāi)關(guān)(4)、觸發(fā)器(5)、送氣控制電路(6)、引弧控制電路(7)、維弧控制電路(8)點(diǎn)焊時(shí)間控制電路(9)和弧壓取樣電路(10)組成；b)電流信號(hào)給定電路(2)由信號(hào)源(11)和電流調(diào)節(jié)電路(12)組成；c)引弧電路(3)由高頻引弧裝置(13)和維弧電路(14)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖鎢極氬弧焊機(jī)控制器其特征在于所述的程序控制電路(1)中的送氣控制電路(6)、引弧控制電路(7)、維弧控制電路(8)和點(diǎn)焊時(shí)間控制電路(9)均采用集成時(shí)基電路實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖鎢極氬弧焊機(jī)控制器其特征在于所述的電流信號(hào)給定電路(2)僅用一只運(yùn)算放大器構(gòu)成積分器同時(shí)完成對(duì)焊接電流的線性遞增和熄弧電流線性衰減并對(duì)輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)產(chǎn)生脈沖電流給定信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖鎢極氬弧焊機(jī)控制器其特征在于所述的引弧電路(3)中a) 采用了輸出很小的比如4A的小電流維弧電路(14)，提高了引弧的可靠性，防止了引弧和熄弧時(shí)的大電流沖擊。使鎢極損耗比一般焊機(jī)減少了2/3以上。b) 高頻引弧裝置(13)中用了平特性變壓器及無(wú)短路過(guò)程振蕩電路接法，使引弧瞬間能量供應(yīng)充足，引弧可靠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖鎢極氬弧焊機(jī)控制器其特征在于在弧壓取樣電路(10)和焊接控制開(kāi)關(guān)(4)等處采用了繼電器隔離和電容、壓敏電阻吸收等多種抗干擾防護(hù)措施。
全文摘要
本發(fā)明屬焊接設(shè)備。它由程序控制電路(包括焊接控制開(kāi)關(guān)、觸發(fā)器、送氣控制電路、引弧控制電路、維弧控制電路、點(diǎn)焊時(shí)間控制電路、弧壓取樣電路)，電流信號(hào)給定電路(包括信號(hào)源、電流信號(hào)調(diào)節(jié)電路)，及引弧電路(包括高頻引弧裝置、維弧電路)三大部分構(gòu)成。其程序控制電路采用了集成時(shí)基電路；僅用一只運(yùn)算放大器構(gòu)成積分器同時(shí)實(shí)現(xiàn)了焊接電流的線性遞增和熄弧電流的線性衰減；加上采用小電流引弧及在平特性高壓變壓器并聯(lián)了電容來(lái)組成高頻振蕩器。本發(fā)明能滿足高質(zhì)量焊接要求。
文檔編號(hào)B23K9/06GK1084793SQ92111910
公開(kāi)日1994年4月6日 申請(qǐng)日期1992年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月28日
發(fā)明者許子成, 于慶勝, 紀(jì)貴深, 黃念慈, 張廷富 申請(qǐng)人:機(jī)械電子工業(yè)部成都電焊機(jī)研究所