一種高效準離子弧焊機的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬焊接設備領域，尤其涉及一種高效準離子弧焊機。
【背景技術】
[0002] TIG氬弧焊機被廣泛應用于金屬加工中，所謂氬弧焊，即鎢極惰性氣體保護弧焊， 指用工業(yè)鎢或活性鎢作不熔化電極，惰性氣體(氬氣)作保護的焊接方法，簡稱TIG。
[0003] 一般TIG焊輸出電弧的能量密度在1000W/cm2左右，其輸出電弧溫度也在5000K-8000K左右，在焊接比較薄的工件時，焊接效果都比較好。
[0004] 但是，由于現(xiàn)有的TIG氬弧焊輸出的單位能量密度較小，電弧形狀成大喇叭口型、 溫度較低、穿透力較差且不穩(wěn)定，對工件加熱的面積大，在焊接厚度較大的工件時，熔池大， 焊縫成型大、成型差，焊接效果不好;有些還需要開坡口或兩面焊接等，焊接難度大、速度 慢，后期打磨時間長，加工效率低，進而增加加工成本，同時由于加工時間長，浪費保護氣 體，進一步增高了焊接成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種高效準離子弧焊機，該弧焊機電弧能量密度高，電弧 挺直集中，工件穿透力強，在焊機較厚工件時，不需要開坡口，熔池深，成型完美，且加工效 率高。
[0006] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術方案如下：
[0007] 一種高效準離子弧焊機，包括:設有IGBT橋臂的準離子弧焊機主回路、pmi控制電 路、以及IGBT驅(qū)動電路；
[0008] 所述P麗控制電路周期發(fā)送驅(qū)動脈沖信號，驅(qū)動所述IGBT驅(qū)動電路輸出一開啟電 壓，以開啟準離子弧焊機主回路中IGBT橋臂，進而使準離子弧焊機主回路的輸出電流逐漸 增大且增大速度變慢，最后形成一峰值電流；
[0009] 當所述PWM控制電路不發(fā)送驅(qū)動脈沖信號時，所述IGBT驅(qū)動電路輸出一關斷電壓， 以關斷準離子弧焊機主回路中IGBT橋臂，進而使準離子弧焊機主回路的輸出電流逐漸降低 且降低速度變慢，最后形成一基值電流。
[0010]作為一種具體的實施例，所述準離子弧焊機主回路包括有主變壓器、第一 IGBT橋 臂、第二IGBT橋臂、第三IGBT橋臂、第四IGBT橋臂；
[0011] 其中，主變壓器原邊的一邊串聯(lián)有隔直電容，另一邊串聯(lián)有電感，主變壓器副邊不 設有續(xù)流電感;所述第一 IGBT橋臂、電感、主變壓器原邊、隔直電容、第四IGBT橋臂依次連 接，形成第一回路;所述第二IGBT橋臂、隔直電容、主變壓器原邊、電感L1、第三IGBT橋臂依 次連接，形成第二回路；
[0012] 主變壓器副邊連接有用以釋放副邊的電壓電流的第一快恢復二極管、第二快恢復 二極管，且主變壓器副邊不設有續(xù)流電感;所述第一快恢復二極管的正極與主變壓器副邊 的一邊連接，負極與一輸出端連接;所述第二快恢復二極管的正極與主變壓器副邊的另一 邊連接，第二快恢復二極管的負極與第一快恢復二極管的負極連接。
[0013] 作為一種具體的實施例，所述IGBT驅(qū)動電路包括有第一IGBT驅(qū)動電路、第二IGBT 驅(qū)動電路，所述第一 IGBT驅(qū)動電路與所述第一回路連接，用于驅(qū)動第一回路中第一 IGBT橋 臂和第四IGBT橋臂開啟或關閉；所述第二IGBT驅(qū)動電路與所述第二回路連接，用于驅(qū)動第 二回路中的第二IGBT橋臂和第三IGBT橋臂。
[0014] 進一步地，所述第一 IGBT驅(qū)動電路包括有第一驅(qū)動變壓器、連接在第一驅(qū)動變壓 器原邊的第一場效應管、連接在第一驅(qū)動變壓器副邊的第一電解電容；當?shù)谝粓鲂荛_ 啟時，第一驅(qū)動變壓器工作，第一電解電容開始充電，所述第一IGBT驅(qū)動電路輸出一開啟電 壓；當場第一效應管關斷時，第一驅(qū)動變壓器停止工作，第一電解電容開始放電，所述第一 IGBT驅(qū)動電路輸出一關斷電壓。
[0015] 進一步地，所述第二IGBT驅(qū)動電路包括有第二驅(qū)動變壓器、連接在第二驅(qū)動變壓 器原邊的第二場效應管、連接在第二驅(qū)動變壓器副邊的第二電解電容；當場第二效應管開 啟時，第二驅(qū)動變壓器工作，第二電解電容充電，所述第二IGBT驅(qū)動電路輸出一開啟電壓； 當?shù)诙鲂荜P斷時，第二驅(qū)動變壓器停止工作，第二電解電容開始放電，所述第二IGBT 驅(qū)動電路輸出一關斷電壓。
[0016] 作為一種具體的實施例，所述PWM控制電路包括PWM控制芯片、積分運算單元;所述 積分運算單元包括運算放大器；
[0017] 其中，預置電路信號和反饋信號經(jīng)積分疊加形成輸入信號，經(jīng)積分運算單元的運 算放大器積分運算，輸出至PWM控制芯片，進一步所述PWM控制芯片輸出第一驅(qū)動脈沖信號 至第一 IGBT驅(qū)動電路，輸出第二驅(qū)動脈沖信號至第二IGBT驅(qū)動電路。
[0018] 作為一種具體的實施例，所述P麗控制芯片為SG3525。
[0019] 進一步地，所述運算放大器，其負輸入極經(jīng)第三電阻、第四電阻與預置電流信號輸 入端連接，通過第五電阻分別與主變壓器原邊的反饋信號的輸入端連接;正輸入極接地;輸 出極經(jīng)第六電阻、第七電阻、第八電阻與PWM控制芯片的反向輸入端連接，通過第六電阻、光 耦、第三電容、第九電阻，與PWM控制芯片的補償信號輸入端連接。
[0020] 進一步地，所述積分運算單元還包括第一電阻，為積分漂移泄露電阻，其一端與運 算放大器的負輸入極連接，另一端與運算放大器的輸出極連接;所述第一電容與第二電阻 串聯(lián)連接，并聯(lián)在運算放大器的負輸入極和輸出極之間。
[0021] 進一步地，所述積分運算單元還包括并聯(lián)在運算放大器的負輸入極和輸出極之間 的第二電容。
[0022] 本發(fā)明提供的技術方案具有如下有益效果：
[0023] 本發(fā)明的高效準離子弧焊機通過PWM控制電路周期發(fā)送/不發(fā)送驅(qū)動脈沖信號，驅(qū) 動IGBT驅(qū)動電路形成開啟/關斷電壓，控制準離子弧焊機主回路中IGBT橋臂開啟/關閉，最 終使準離子弧焊機主回路輸出的電流形成一具有峰值和基值的脈沖電流，輸出電流具有脈 沖特性，使得在同等輸出電流下，輸出的電弧比普通TIG焊機輸出的電弧能量密度大，電弧 弧壓和溫度高，電弧的電磁收縮性剛性和穿透能力加強，能夠在較小電流情況下焊接較厚 的工件，節(jié)能省電，具有一面焊接兩面成型的效果。
[0024] 電弧具有脈沖特性，對熔池具有攪拌作用，增強了焊接效果，焊縫成型完美，減少 后續(xù)打磨焊縫的工藝。
【附圖說明】
[0025]圖1是實施例所述的高效準離子弧焊機電路結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖2是實施例所述的PWM控制電路圖；
[0027]圖3是實施例所述的第一 IGBT驅(qū)動電路圖；
[0028]圖4是實施例所述的第二IGBT驅(qū)動電路圖；
[0029] 圖5是實施例所述的準離子弧焊機主回路圖；
[0030] 圖6是實施例所述的高效準離子弧焊機的驅(qū)動脈沖信號、主變壓器電流、主變壓器 原邊電壓、準離子弧焊機的輸出電流的波形圖。
【具體實施方式】
[0031] 為了充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果，以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具 體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術效果作進一步說明。
[0032]如圖1所示，為本實施例的一種高效準離子弧焊機，其包括設有IGBT橋臂的準離子 弧焊機主回路1、PWM控制電路2、以及IGBT驅(qū)動電路3。
[0033] 所述PWM控制電路2周期發(fā)送驅(qū)動脈沖信號，驅(qū)動所述IGBT驅(qū)動電路3輸出一開啟 電壓，以開啟準離子弧焊機主回路1中IGBT橋臂，進而使準離子弧焊機主回路1的輸出電流 逐漸增大且增大速度變慢，最后形成一峰值電流。
[0034]當所述PWM控制電路2不發(fā)送驅(qū)動脈沖信號時，所述IGBT驅(qū)動電路3輸出一關斷電 壓，以關斷準離子弧焊機主回路1中IGBT橋臂，進而使準離子弧焊機主回路1的輸出電流逐 漸降低且降低速度變慢，最后形成一基值電流。
[0035] 本發(fā)明的高效準離子弧焊機通過PWM控制電路周期發(fā)送/不發(fā)送驅(qū)動脈沖信號，驅(qū) 動IGBT驅(qū)動電路形成開啟/關斷電壓，控制準離子弧焊機主回路中IGBT橋臂開啟/關閉，最 終使準離子弧焊機主回路輸出的電流形成一具有峰值和基值的脈沖電流，輸出電流具有脈 沖特性，使得在同等輸出電流下，輸出的電弧比普通TIG焊機輸出的電弧能量密度大，電弧 弧壓和溫度高，電弧的電磁收縮性剛性和穿透能力加強，能夠在