專利名稱：電容放電螺柱焊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種嫘柱焊接機(jī)，尤其涉及一種主要用于碳鋼、不銹鋼、鋁 或銅等材質(zhì)的電容放電蠊柱焊機(jī)。
背景技術(shù)：
電容放電線柱焊機(jī)也稱電容貯能螺柱焊機(jī)，是螺柱焊機(jī)的一個(gè)分支。其特點(diǎn) 是焊接只需要l一3ms，焊接時(shí)間短，熱影響小，焊縫質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高等，主 要用于直徑小于或等于12mm的碳鋼、不銹鋼以及鋁銅等材質(zhì)的嫘柱焊接，廣泛 用于造船、工業(yè)爐、汽車、電控設(shè)備、通訊設(shè)備、家用電器、櫥具等行業(yè)。電容放電蠊柱焊機(jī)是由充電電源、電容器組、控制器、焊槍、焊接電纜、接 地鉗等組成。其中，充電電源的功能主要是對(duì)電容器進(jìn)行充電，它的性能好壞決 定了電容放電蠊柱焊機(jī)的優(yōu)劣。傳統(tǒng)的電容放電螺柱焊機(jī)的主電路如圖1所示， 其工作原理如下交流220v電壓經(jīng)變壓器T降壓后，輸入整流橋V,，進(jìn)行全波 整流，在充電晶閘管V2開(kāi)通時(shí)，向電容器C充電，當(dāng)充電電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)， 關(guān)斷V2，開(kāi)通放電晶鬧管V3，電容器C中貯存的能量釋放，通過(guò)焊接電纜、焊 槍、接地鉗，將螵柱焊接在工件上，其中SA是工作或停止用的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。電容器C是一個(gè)并聯(lián)的電容器組，其電容量很大，為0.126—0.165F，視焊接 能力而定。電容量越大，充電電壓越高，貯存的能量也就越多，就能焊接更粗的 螺柱。在電容器充電開(kāi)始時(shí)，電容器的內(nèi)阻幾乎為零，所以在充電開(kāi)始的瞬間， 充電電流可達(dá)上百安培，甚至更高，這和充電電壓有關(guān)，而后隨著電容器兩端的 電壓增加而急劇減小。過(guò)大的充電電流將使電容器發(fā)熱而損壞，甚至?xí)l(fā)生爆炸， 引發(fā)安全事故。為了減小充電電流，必須在充電回路中串入限流電阻，如圖l中 &，將電流限制在10A左右，限流電阻不僅消耗大量的能量，約占充電電源輸出 功率的50%，功率損耗較大，嚴(yán)重浪費(fèi)了能量，也會(huì)影響充電速度，且以熱能的 形式散發(fā)出來(lái)，使焊機(jī)內(nèi)的電子元器件溫度升高，加快了電子元器件的老化速度， 降低了焊機(jī)的可靠性，同時(shí)也使焊機(jī)的體積變大而顯得笨重。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有螺柱焊機(jī)存在的上述問(wèn)題，提供一種電容放電嫘柱焊機(jī)。本實(shí)用新型采用具有恒流特性的開(kāi)關(guān)電源代替普通焊機(jī)中的電容充 電電源，不僅取消了限流電阻，縮短了充電時(shí)間，提高了效率，并且減小了焊機(jī) 的體積和重量。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種電容放電蠊柱焊機(jī)，包括焊接回路，其特征在于還包括輸入端與交流 電源連接，輸出端與焊接回路連接的開(kāi)關(guān)電源電路；所述開(kāi)關(guān)電源電路包括與交 流電源連接的整流器V"與整流器V,連接的逆變電路、與逆變電路連接的整流 器V2、與整流器V2和焊接回路連接的濾波器Lc。所述逆變電路包括與整流器V,連接的開(kāi)關(guān)功率管VT!和VT2、經(jīng)脈沖變壓器 T,與開(kāi)關(guān)功率管VT,和VT2連接用于控制開(kāi)關(guān)功率管通斷的控制芯片、分別與開(kāi) 關(guān)功率管VT1和VT2連接的換相電容器d和C2、與換相電容器d和C2連接的中頻變壓器T2。所述焊接回路包括與濾波器Lc輸出端連接的電容器組C、放電晶閘管V3、 與電容器組C和放電晶閘管V3連接的焊槍和工件。 所述開(kāi)關(guān)功率管VT!和VT2為絕緣柵雙極晶體管。本實(shí)用新型的工作原理為交流電220V經(jīng)整流器Vi全波整流后，作為逆變 器的直流電源，逆變器將直流電變換成25kHz交流方波，經(jīng)變壓器T2變壓后， 再通過(guò)整流器V2整流、濾波器Lc濾波后，輸出直流電壓，對(duì)電容器組C進(jìn)行恒 流充電，充電結(jié)束后，開(kāi)通放電晶閘管V3，將螺柱焊接在工件上。由控制芯片發(fā) 出的信號(hào)放大后，從AB端輸入，經(jīng)脈沖變壓器T1輸入，控制開(kāi)關(guān)功率管VT,、 VT2的通斷。當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到的電流或電壓信號(hào)超過(guò)設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)發(fā)出指令 給控制芯片，關(guān)斷開(kāi)關(guān)功率管VT,、 VT2，開(kāi)關(guān)電源停止向電容器充電。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于一、 采用具有恒流特性的開(kāi)關(guān)電源代替普通焊機(jī)中的電容充電電源，取消了 限流電阻，每臺(tái)焊機(jī)節(jié)能500W以上，不僅節(jié)約了能源，還大大降低了焊機(jī)的內(nèi) 部溫度，提高了焊機(jī)的可靠性。二、 由于采用了開(kāi)關(guān)電源，減小了焊機(jī)的體積和重量，在實(shí)際操作中，增加 了焊機(jī)的靈活性。三、 采用沖亙流控制，充電速度加快，充電時(shí)間縮短了 20%—30%，提高了焊 接效率。四、 采用桓流控制，不會(huì)因電流過(guò)大發(fā)熱而燒毀電容器組，操作安全。五、 采用單片機(jī)控制，簡(jiǎn)化了線路，提高了焊機(jī)的使用性能。


圖1為本實(shí)用新型電路原理示意圖圖2為本實(shí)用新型開(kāi)關(guān)電源的電氣原理圖 圖3為^t通焊機(jī)采用限流電阻的電路原理圖 圖中標(biāo)記為1、焊槍，2、工件。
具體實(shí)施方式
一種電容放電蠊柱焊機(jī)，包括焊接回路，還包括輸入端與交流電源連接，輸 出端與焊接回路連接的開(kāi)關(guān)電源電路；所述開(kāi)關(guān)電源電路包括與交流電源連接的 整流器V卜與整流器V!連接的逆變電路、與逆變電路連接的整流器V2、與整流 器V2和焊接圑路連接的濾波器Lc。其中，所述逆變電路包括與整流器V,連接的開(kāi)關(guān)功率管VT,和VT2、經(jīng)脈沖 變壓器T!與開(kāi)關(guān)功率管VTt和VT2連接用于控制開(kāi)關(guān)功率管通斷的控制芯片、 分別與開(kāi)關(guān)功率管VT!和VT2連接的換相電容器Q和C2、與換相電容器d和 C2連接的中頻變壓器T2。所述焊接回路包括與濾波器Lc輸出端連接的電容器組 C和放電晶閘管V3、與電容器組C和放電晶閘管V3連接的焊槍1和工件2。所 述換相電容器Q和C2與中頻變壓器T2間連接有將經(jīng)電流互感器CT檢測(cè)到的電 流信號(hào)輸入單片機(jī)，與設(shè)定的充電電流值進(jìn)行比較。在焊接回路間，將檢測(cè)到的 電壓信號(hào)輸入單片機(jī)，與設(shè)定的電壓值進(jìn)行比較。開(kāi)關(guān)功率管V^和VT2選用絕 緣柵雙極晶體管。本實(shí)用新型中，開(kāi)關(guān)電源是在固定頻率、固定脈沖寬度的情況下工作的。將 CD端經(jīng)電流互感器CT檢測(cè)到的電流信號(hào)輸入單片機(jī)，與設(shè)定的充電電流值8— 12A進(jìn)行比較，當(dāng)超過(guò)設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)發(fā)出指令，關(guān)斷開(kāi)關(guān)功率管VT,和VT2, 開(kāi)關(guān)電源電il則停止向電容器充電，待電流下降到設(shè)定的電流值時(shí)，控制芯片開(kāi) 通功率管VT,和VTh開(kāi)關(guān)電源又繼續(xù)向電容器組C充電，反復(fù)循環(huán)，開(kāi)關(guān)電源 連續(xù)地用直流電壓脈沖不斷地向電容器組C充電。隨著電容器組C兩端充電電壓 的升高，充電電流急劇下降，當(dāng)充電電流小于或等于設(shè)定的充電電流時(shí)，開(kāi)關(guān)電 源就以穩(wěn)定的直流電壓持續(xù)地向電容器組C充電，直至達(dá)到設(shè)定的充電電壓值才 結(jié)束充電過(guò)程。開(kāi)關(guān)電源同樣具有過(guò)壓保護(hù)的功能。將EF端即電容器兩端檢測(cè) 到的充電電壓信號(hào)與設(shè)定的電壓值進(jìn)行比較，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定值時(shí)，開(kāi)關(guān)電源繼續(xù)工 作，當(dāng)高于或等于設(shè)定值時(shí)，則關(guān)斷開(kāi)關(guān)電源，停止向電容器充電，保證焊機(jī)安 全運(yùn)行。本實(shí)用新型的工作原理為交流電220V經(jīng)整流器V,全波整流后，作為逆變 器的直流電源，逆變器將直流電變換成25kHz交流方波，經(jīng)變壓器T2變壓后， 再通過(guò)整流器V2整流、濾波器Lc濾波后，輸出直流電壓，對(duì)電容器組C進(jìn)行恒 流充電，充電結(jié)束后，開(kāi)通放電晶閘管V3，將螺柱焊接在工件2上。由控制芯片 發(fā)出的信號(hào)放大后，從AB端輸入，經(jīng)脈沖變壓器T!輸入，控制開(kāi)關(guān)功率管VT卜VT2的通斷，當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到的電流或電壓信號(hào)超過(guò)設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)發(fā)出指令 給控制芯片，關(guān)斷開(kāi)關(guān)功率管VT卜VT2。采用具有恒流特性的開(kāi)關(guān)電源代替普通焊機(jī)中的電容充電電源，取消了限流 電阻，每臺(tái)焊機(jī)節(jié)能500W以上，不僅節(jié)約了能源，還大大降低了焊機(jī)的內(nèi)部溫度，提高了焊機(jī)的可靠性；由于采用了開(kāi)關(guān)電源，減小了焊機(jī)的體積和重量，在 實(shí)際操作中，增加了焊機(jī)的靈活性；釆用恒流控制，充電速度加快，充電時(shí)間縮 短了 20%—30%，提高了焊接效率；采用恒流控制，不會(huì)因電流過(guò)大發(fā)熱而損壞 電容器組，操作安全；采用單片機(jī)控制，簡(jiǎn)化了線路，提高了焊機(jī)的使用性能。顯然，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)所掌握的技術(shù)知識(shí)和慣用手段，根據(jù)以上 所述內(nèi)容，還可以作出不脫離本實(shí)用新型基本技術(shù)方案的多種形式，這些形式上 的變換均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種電容放電螺柱焊機(jī)，包括焊接回路，其特征在于還包括輸入端與交流電源連接，輸出端與焊接回路連接的開(kāi)關(guān)電源電路；所述開(kāi)關(guān)電源電路包括與交流電源連接的整流器V1、與整流器V1連接的逆變電路、與逆變電路連接的整流器V2、與整流器V2和焊接回路連接的濾波器LC。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容放電螺柱焊機(jī)，其特征在于所述逆變電路包括與整流器V,連接的開(kāi)關(guān)功率管VT,和VT2、經(jīng)脈沖變壓器T！與開(kāi)關(guān)功率管VT, 和VT2連接用于控制開(kāi)關(guān)功率管通斷的控制芯片、分別與開(kāi)關(guān)功率管VT!和VT2 連接的換相電容器Q和C2、與換相電容器d和C2連接的中頻變壓器T2。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電容放電螺柱焊機(jī)，其特征在于所述焊接回 路包括與濾波器Lc輸出端連接的電容器組C、放電晶閘管V3、與電容器組C和 放電晶閘管V3連接的焊槍(1)和工件(2)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容放電嫘柱焊機(jī)，其特征在于所述開(kāi)關(guān)功率管 VTi和VT2為絕緣柵雙極晶體管。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電容放電螺柱焊機(jī)。本實(shí)用新型包括焊接回路，還包括輸入端與交流電源連接，輸出端與焊接回路連接的開(kāi)關(guān)電源電路；開(kāi)關(guān)電源電路包括與交流電源連接的整流器V₁、與整流器V₁連接的逆變電路、與逆變電路連接的整流器V₂、與整流器V₂和焊接回路連接的濾波器L_C。本實(shí)用新型采用具有恒流特性的開(kāi)關(guān)電源代替普通焊機(jī)中的電容充電電源，不僅取消了限流電阻，縮短了充電時(shí)間，提高了效率，并且減小了焊機(jī)的體積和重量。
文檔編號(hào)B23K9/10GK201109004SQ20072007936
公開(kāi)日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者孫松嶺, 張瑞昌, 黃賢聰 申請(qǐng)人:黃賢聰