專利名稱：一種超小型高負載持續(xù)率igbt逆變弧焊機的結構的制作方法
技術領域：
一種超小型高負載持續(xù)率IGBT逆變弧焊機的結構技術領域[0001]本實用新型涉及IGBT單管逆變焊機技術領域，是一種尺寸非常小、結構緊湊、重 量非常輕、負載持續(xù)率很高的超小型高負載持續(xù)率IGBT逆變弧焊機的結構。
背景技術：
[0002]當前，電焊機產品市場的競爭十分激烈，沒有技術和綜合成本優(yōu)勢的產品，最終是 難以在市場上有生存空間或發(fā)展前景的；產品的技術和綜合成本優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在逆變技術 的先進性和參數(shù)性能指標方面，還在很大程度上取決于焊機結構設計的新穎性、生產制造 工藝的先進性、生產效率的高低、生產和商品運輸成本的多少，產品的一致性和可靠性等方 面。[0003]目前，國內外市場或客戶希望產品能夠滿足可靠性高、大輸出電流、可焊焊條直徑 大、高負載持續(xù)率(或長時間)焊接、產品采購價格低、批量運輸成本少等要求；要實現(xiàn)上述 要求，就需要焊機生產企業(yè)通過技術創(chuàng)新解決問題；產品的可靠性，用戶或市場反映就會 好；大電流輸出，就可滿足大直徑(如4 5mm)焊條焊接要求；高(如50%以上)負載持續(xù)率 就可滿足長時間焊接的要求。這些都將提高焊接效率；逆變焊機屬于電子類產品，如果能夠 采用先進的電路板加工方法和產品制造工藝，則可大幅度提高產品生產效率，降低生產產 品。這就能夠增強產品的市場競爭力，企業(yè)也可獲得更好的經濟效益；產品的尺寸小，意味 著出口時一個集裝箱能夠容納更多的產品，這將降低客戶運輸?shù)某杀尽0004]對于160A電流等級及以下的逆變焊機，目前市場上有的產品采用了單塊電路板、 立式布局的設計結構形式；有的產品則兩塊電路板、上下層布局的結構形式；還有的產品 采用采用了三塊電路板、上中下布局的結構；不管是哪種形式，在相同的額定電流/電壓和 負載持續(xù)率下，其產品的尺寸都比本實用新型焊機的尺寸顯著大了很多，這將明顯降低一 個集裝箱容納產品的數(shù)量，增加客戶運輸?shù)某杀?。[0005]此外，目前市場上的很多逆變電焊機產品，其電路板主要是采用大量的分離插入 式電子元器件，依靠人工插件和手工焊接的方式來完成焊機電路板的制作；眾多的逆變電 焊機生產企業(yè)，由于實力弱、產品的生產數(shù)量少，沒有能力采用分離器件自動插件或SMT自 動貼片先進技術和工藝來進行電路板的自動生產；因此，電路板和焊機的生產效率低下，制 造工藝水平落后，生產成本高；另外，產品的質量和可靠性也難以保證，即使電焊機制造企 業(yè)能夠委托外部的專業(yè)電路板制造企業(yè)依據進行的方法加工PCB，但是，企業(yè)的產品制造成 本都將明顯增加，產品也難以有市場競爭力。[0006]采用單管IGBT逆變主電路和控制電路構成的逆變焊機種類是比較多的，它們的 電路和結構形式也是多種多樣的，不同的電路及其結構設計思路，所采用的具體電路形式 和整個電路布置的方式也是不同的，不僅如此，焊機的性能指標包括輸出的電流/電壓范 圍及其對應的負載持續(xù)率、絕緣等級、溫升等也可能會表現(xiàn)出一些差距。即使是在相同的 產品性能指標下，由于具體電路及其結構設計方面的不同，或者所采用的電子元器件的封 裝形式不同，因而元器件的裝配、焊接和檢測工藝水平、自動化程度等也會有明顯的不同。這就會使逆變焊機產品電路板的尺寸、生產時器件安裝的方便性、生產效率、產品的生產成 本、最終產品運輸成本等也會有顯著的不同。發(fā)明內容[0007]本實用新型的目的在于提供一種超小型高負載持續(xù)率IGBT逆變弧焊機的結構， 是一種超小尺寸、較大電流輸出、較高負載持續(xù)率的IGBT單管逆變式家用型焊機。[0008]本實用新型是通過以下技術方案來實現(xiàn)的[0009]一種超小型高負載持續(xù)率IGBT逆變弧焊機的結構，包括逆變變壓器、冷卻風扇、 焊機底板、外殼及其內部的逆變主電路和控制電路，其特征在于逆變變壓器位于焊機的前 部，靠近焊機底板前部面板的出風口，逆變變壓器繞組導線與電路板上的連接端子連接在 一起，構成電路的連通；冷卻風扇安裝在焊機底板的后部面板上，逆變主電路中的IGBT管 及其IGBT管散熱器位于焊機的后部靠近冷卻風扇。[0010]與現(xiàn)有的小型逆變手工電弧焊機相比，其尺寸是非常小的，重量也非常輕，重量 為2. 5kg和2. 7kg，屬于超小型的逆變焊機；本實用新型具有結構簡單、體積非常小、重量 非常輕、成本低、生產效率高、制造技術先進等優(yōu)點；在電路板上，可通過改變IGBT管的 電流等級，以及調整輸出快速恢復二極管的電流等級，并結合修改電路板上少量電阻的參 數(shù)值，即可改變焊機的輸出電流或功率的大小，容易形成符合國家和國際標準的系列化產 品；例如，制成120A、130A、140A、150A、160A等電流等級的逆變手工電弧焊機產品，即焊 機的額定電流/電壓可分別制作為120A/22. 8VU30A/23. 2VU40A/23. 6VU50A/24. 0V、 160A/24. 4V，額定負載持續(xù)率可分別設計為60%、80%、100%等系列規(guī)格的產品；150A/24. OV 和160A/24. 4V等級的產品采用255X 107X 155mm尺寸的機箱，其它小電流等級的產品則采 用250 X 97 X 150mm尺寸的機箱；由于焊機的尺寸非常小，重量又非常輕，且負載持續(xù)率在 小型逆變焊機中屬于較高的，故本系列焊機符合超小型、高負載持續(xù)率IGBT逆變焊機的范 疇，也是有別于市場上現(xiàn)有其它產品的重要特征。


[0011]圖1是本實用新型焊機的結構示意圖。[0012]圖1中各部件名稱如下1背帶、2外殼螺絲、3外殼、4 IGBT管散熱器、5 IGBT 管、6熱保護器、7電流檢測互感器、8整流橋及散熱器、9繼電器、10濾波電解電容、11 整流和濾波及逆變開關部分電路板、12開關電源和整流輸出電路板、13連接端子、14逆 變主變壓器、15緊固螺絲、16正極銅連接片、17防松螺母、18負極銅連接片、19螺母、20 緊固螺絲、21快速整流二極管及散熱器、22小電路板、23開關電源變壓器、24電路板固 定塑料支架、25絕緣紙、26緊固螺絲、27焊機電源開關、28冷卻風扇、29電流調節(jié)旋鈕、 30焊接電纜耦合器、31焊機底板、32電源線固線器、33電源輸入電纜。
具體實施方式
[0013]如圖1所示，焊機由外殼3、焊機底板31、IGBT管5及其IGBT管散熱器4、熱保護 器6、電流檢測互感器7、單相整流橋的散熱器8、繼電器9、濾波電解電容10、整流和濾波及 逆變開關部分的電路板11、開關電源和整流輸出電路板12、開關電源變壓器23、逆變變壓器14、快恢復二極管及其散熱器21、小電路板22、電源開關27、冷卻風扇28、輸出電流調節(jié) 旋鈕29、焊接電纜耦合器30、輸入電源電纜33、電源線固線器32等主要部分組成。[0014]所述的冷卻風扇28安裝在焊機底板31的后部面板上，冷卻風扇依據焊機外殼 尺寸的不同，分別采用WX8038、WX9038型號的直流24VDC高速、大風量風扇；兩種風扇的 安裝尺寸、大小是不一樣的，大機箱(尺寸255X 107 X 155mm)的焊機，采用WX9038 ;小機箱 (250X97X 150mm)的焊機，采用WX8038風機；盡管風扇的尺寸小，但由于其葉片轉速高、單 位時間內的冷卻風量大，因而大大改善了 IGBT管5及其IGBT管散熱器4、快恢復二極管及 其散熱器21、逆變變壓器14等器件或部件的冷卻效果；這就使焊機即使在輸出160A大電 流的情況下，焊機的負載持續(xù)率仍然可達60%以上，并且，連續(xù)焊接的時間大大延長。[0015]在逆變主電路中的IGBT管5及其IGBT管散熱器4位于焊機的后部，靠近風扇28， 遠離發(fā)熱量比較大的逆變變壓器14，IGBT管5開關器件是非常關鍵的器件，其能否正常的 工作，直接影響焊機的工作可靠性，靠近風扇28，遠離發(fā)熱量比較大的逆變變壓器14的設 計可使IGBT管5及其IGBT管散熱器4有良好的冷卻效果，IGBT管5及其IGBT管散熱器4 的溫度低，則為逆變電路的可靠性、高負載持續(xù)率的獲得提供了良好的保障。[0016]所述的小電路板22也位于焊機的后部，遠離電流比較大的、電磁干擾強的逆變變 壓器14，小電路板上布置有多種集成電路及其外圍電路；核心器件是UC3846的PWM脈沖寬 度調節(jié)芯片，也是焊機的核心控制電路，其能否正常的工作，直接影響焊機的工作可靠性， 由于遠離電流比較大的、電磁干擾強的逆變變壓器，故可改善電路的工作可靠性。[0017]所述的逆變變壓器14則位于焊機的前部，靠近焊機底板31前部面板的出風口，逆 變變壓器14繞組導線與電路板12上的連接端子13等連接在一起，構成電路的連通。[0018]本實用新型焊機的電路板設計分為三塊，分別為整流和濾波及逆變開關部分的電 路板11、開關電源和整流輸出電路板12和小電路板22 ;兩塊大的電路板11、12尺寸一樣， 相向平行布置，另外一塊為小電路板，連接在上述其中一塊大電路板12上，三塊電路板之 間采用排式插針進行電氣間的連接，由于所述焊機的內部電路和結構設計獨特，使得焊機 的尺寸非常小，重量又非常輕，且負載持續(xù)率在小型逆變焊機中屬于很高的，故所述焊機符 合超小型、高負載持續(xù)率逆變焊機的范疇。這也是有別于市場上其它現(xiàn)有產品的重要特征； 此外，焊機還具有加工工藝方法先進、生產效率高、制作和商品出口運輸成本低等優(yōu)勢，在 結構設計方面，所述焊機突破了以往逆變焊機設計的傳統(tǒng)思路，具有明顯的設計創(chuàng)新性，良 好的電路及其結構設計是本實用新型的技術優(yōu)勢所在，也是滿足超小尺寸、大電流輸出、高 負載持續(xù)率焊接和低成本生產及運輸、高可靠性、制造技術先進性的重要保障。
權利要求1. 一種超小型高負載持續(xù)率IGBT逆變弧焊機的結構，包括逆變變壓器(14)、冷卻風扇 (28)、焊機底板(31)、外殼(3)及其內部的逆變主電路和控制電路，其特征在于逆變變壓器(14)位于焊機的前部，靠近焊機底板(31)前部面板的出風口，逆變變壓器(14)繞組導線與電路板(12)上的連接端子(13)連接在一起，構成電路的連通；冷卻風扇(28)安裝在焊機底板(31)的后部面板上，逆變主電路中的IGBT管(5)及其IGBT管散熱器(4)位于焊機的后部靠近冷卻風扇(28)。
專利摘要本實用新型涉及一種超小型高負載持續(xù)率IGBT逆變弧焊機的結構，包括逆變變壓器14、冷卻風扇28、焊機底板31、外殼3及其內部的逆變主電路和控制電路，所述的逆變變壓器14位于焊機的前部，靠近焊機底板31前部面板的出風口，逆變變壓器14繞組導線與電路板12上的連接端子13連接在一起，構成電路的連通；冷卻風扇28安裝在焊機底板31的后部面板上，逆變主電路中的IGBT管5及其IGBT管散熱器4位于焊機的后部靠近冷卻風扇28；本實用新型尺寸非常小，重量又非常輕，且負載持續(xù)率在小型逆變焊機中屬于很高的，故所述焊機符合超小型、高負載持續(xù)率逆變焊機的范疇；這也是有別于市場上其它現(xiàn)有產品的重要特征，在結構設計方面，焊機突破了以往逆變焊機設計的傳統(tǒng)思路，具有明顯的設計創(chuàng)新性。
文檔編號B23K9/00GK202877690SQ20122061182
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月19日 優(yōu)先權日2012年11月19日
發(fā)明者朱宣東, 孫敏, 魏繼昆, 陳法慶, 朱宣輝 申請人:浙江肯得機電股份有限公司