一種埋弧焊電弧電壓的檢測(cè)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種埋弧焊電弧電壓的檢測(cè)電路，包括信號(hào)隔離檢測(cè)電路和全橋整流電路；所述全橋整流電路包括輸入a端、輸入b端、輸出正端和輸出負(fù)端，所述全橋整流電路輸入a端通過電阻R1和電阻R2分別與埋弧焊電源的正級(jí)和負(fù)級(jí)連接；所述全橋整流電路輸入b端與機(jī)頭上的導(dǎo)電嘴連接，所述全橋整流電路的輸出正端和輸出負(fù)端分別與信號(hào)隔離檢測(cè)電路的輸入正端及輸入負(fù)端連接。本實(shí)用新型的電壓檢測(cè)電路使得埋弧焊裝置無論在正極工藝情況還是在負(fù)極工藝情況下，均能使信號(hào)隔離檢測(cè)電路正常工作，以檢測(cè)出電弧電壓。
【專利說明】—種埋弧焊電弧電壓的檢測(cè)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電弧電壓的檢測(cè)裝置，特別涉及一種埋弧焊電弧電壓的檢測(cè)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]埋弧焊是電弧在焊劑層下燃燒以進(jìn)行焊接的熔化極電弧焊方法，埋弧焊時(shí)電弧是在一層顆粒狀的可熔化焊劑覆蓋下燃燒，電弧不外露。由于埋弧焊熔深大、生產(chǎn)率高，機(jī)械化操作的程度高，因而適于焊接中厚板結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)焊縫，在造船、鍋爐與壓力容器橋梁、起重機(jī)械、鐵路車輛、工程機(jī)械、重型機(jī)械和冶金機(jī)械、核電站結(jié)構(gòu)、海洋結(jié)構(gòu)等制造部門有著廣泛的應(yīng)用，是當(dāng)今焊接生產(chǎn)中最普遍使用的焊接方法之一。
[0003]埋弧焊時(shí)，為了保證獲得穩(wěn)定可靠的焊縫質(zhì)量，要求焊接過程中工藝參數(shù)穩(wěn)定，特別是焊接電流和電弧電壓能穩(wěn)定不變。在焊接過程中，由于焊件表面不平、坡口不規(guī)則、裝配質(zhì)量不好、定位焊點(diǎn)以及送絲速度不均勻等原因，都會(huì)使電弧長(zhǎng)度經(jīng)常發(fā)生變化，導(dǎo)致電弧靜特性曲線上下移動(dòng)，使焊接電流和電弧電壓發(fā)生變化。當(dāng)外界干擾使電弧長(zhǎng)度發(fā)生變化時(shí)，電弧電壓的隨之而改變，因此可以通過檢測(cè)電弧電壓的變化得知電弧長(zhǎng)度的變化,從而能夠?qū)崟r(shí)對(duì)電弧長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整。比如電弧長(zhǎng)度變長(zhǎng)，則可以檢測(cè)到電弧的電壓升高，這時(shí)可以控制系統(tǒng)加快送絲速度，以使電弧長(zhǎng)度變短；若電弧長(zhǎng)度變短，則可以檢測(cè)到電弧的電壓減小，這時(shí)可以通過控制系統(tǒng)減慢送絲速度，使得電弧長(zhǎng)度得到補(bǔ)償，恢復(fù)原來的電弧長(zhǎng)度。
[0004]埋弧焊電弧電壓的檢測(cè)電路中包含有信號(hào)隔離檢測(cè)電路；埋弧焊時(shí)，被焊工件與焊絲分別接在焊接電源的兩級(jí)上，其中焊絲通過導(dǎo)電嘴的滑動(dòng)接觸與電源連接。埋弧焊裝置在正極工藝情況下，固定在小車機(jī)頭上與焊絲滑動(dòng)接觸的導(dǎo)電嘴與焊接電源正極連接，被焊工件與焊接電源負(fù)極連接，這種情況下輸出的電弧電壓為正電壓，因此將電弧電壓輸入到電壓檢測(cè)電路時(shí)，電壓檢測(cè)電路中信號(hào)隔離檢測(cè)電路可以正常工作。但當(dāng)埋弧焊裝置在負(fù)極工藝情況下，固定在小車機(jī)頭上與焊絲滑動(dòng)接觸的導(dǎo)電嘴與焊接電源負(fù)極連接，而被焊工件與焊接電源正極連接時(shí)，此時(shí)電弧電壓為負(fù)電壓，當(dāng)負(fù)的電弧電壓輸入到電壓檢測(cè)電路的信號(hào)隔離檢測(cè)電路時(shí)，將導(dǎo)致電壓檢測(cè)電路中信號(hào)隔離檢測(cè)電路無法正常工作。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種埋弧焊電弧電壓的檢測(cè)電路，該電壓檢測(cè)電路無論埋弧焊裝置工作在正極工藝情況下，還是負(fù)極工藝情況下均能正常工作，檢測(cè)出電弧電壓。
[0006]本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種埋弧焊電弧電壓的檢測(cè)電路，包括信號(hào)隔離檢測(cè)電路和全橋整流電路；所述全橋整流電路包括輸入a端、輸入b端、輸出正端和輸出負(fù)端，所述全橋整流電路輸入a端通過電阻Rl和電阻R2分別與埋弧焊電源的正級(jí)和負(fù)級(jí)連接；所述全橋整流電路輸入b端與機(jī)頭上的導(dǎo)電嘴連接，所述全橋整流電路的輸出正端和輸出負(fù)端分別與信號(hào)隔離檢測(cè)電路的輸入正端及輸入負(fù)端連接。
[0007]優(yōu)選的，所述全橋整流電路包括第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4，所述第一二極管Dl陰極與第二二極管D2陰極連接，第三二極管D3陽極與第四二極管D4陽極連接，所述第一二極管Dl的陽極與第四二極管D4的陰極連接，所述第二二極管D2的陽極與第三二極管D3的陰極連接；
[0008]所述第一二極管Dl和第四二極管D4的連接點(diǎn)及第二二極管D2與第三二極管D3的連接點(diǎn)作為全橋整流電路的輸入b端和輸入a端；
[0009]所述第一二極管和第二二極管的連接點(diǎn)及第三二極管與第四二極管的連接點(diǎn)分別作為全橋整流電路的輸出正端和輸出負(fù)端。
[0010]優(yōu)選的，所述與全橋整流電路輸入a端連接的電阻Rl和電阻R2的阻值相等。
[0011]優(yōu)選的，所述信號(hào)隔離檢測(cè)電路包括依次連接的分壓電路模塊、隔離放大電路模塊、運(yùn)算放大電路模塊和DSP模塊。
[0012]更進(jìn)一步的，分壓模塊包括與全橋整流電路輸出端串聯(lián)的電阻R9、電阻R7和電阻R52，其中電阻R9與全橋整流電路輸出正端連接，電阻R52與全橋整流電路輸出負(fù)端連接，電阻R9和電阻R52之間連接電阻R7 ；
[0013]隔離放大電路模塊包括隔離放大器U9，分壓電路模塊中電阻R7和電阻R52所連接的公共端通過電阻R49與U9的電壓輸入正端VIN+連接，將電阻R52上的分壓通過電阻R49輸入到U9的電壓輸入正端VIN+ ;其中電阻R49與電阻R52所連接的一端通過電容CBl與全橋整流電路輸出負(fù)端連接；所述U9的電壓輸入正端VIN+通過電容C35與全橋整流電路輸出負(fù)端連接，U9的電壓輸入正端VIN+還與二極管BD16的陰極及二極管BD15的陽極連接，其中二極管BD16的陽極接全橋整流電路輸出負(fù)端，二極管BD15的陰極接直流電源，U9的電壓輸入負(fù)端VIN-以及接地端GNDl與全橋整流電路輸出負(fù)端連接；U9的電源端VDDl接直流電源，且通過電容C29與全橋整流電路輸出負(fù)端連接。
[0014]運(yùn)算放大模塊電路包括運(yùn)算放大器UlOA和運(yùn)算放大器U10B，U9的電壓輸出正端VOUT+通過電阻R48與UlOA的反相輸入端連接，U9的電壓輸出負(fù)端VOUT-通過電阻R51與UlOA的正相輸入端連接，其中電阻R48與UlOA的反相輸入端連接的一端通過并聯(lián)的電容C28和電阻R46與UlOA的輸出端連接，UlOA的正相輸入端通過并聯(lián)的電阻R54和電容C37接地；運(yùn)算放大器UlOA輸出端通過滑線變阻器RP3與UlOB的反相輸入端連接，UlOA輸出端與滑線變阻器RP3的一邊端連接，滑線變阻器RP3的另一邊端懸空；U10B的反相輸入端與滑線變阻器RP3的滑動(dòng)端連接，UlOB的反相輸入端還通過電阻R19與UlOB的輸出端連接，UlOB的正相輸入端通過電阻R20接地，UlOB的正相輸入端還通過電阻R24與滑線變阻器RP2的滑動(dòng)端連接，滑線變阻器RP2的兩邊端分別連接正負(fù)直流電源；U10B的輸出端通過電阻R31與DSP模塊的I/O端口連接。
[0015]更進(jìn)一步的，所述的DSP模塊為TMS320F28016芯片。
[0016]更進(jìn)一步的，所述隔離放大器U9為HCPL7840芯片。
[0017]更進(jìn)一步的，所述運(yùn)算放大器UlOA和運(yùn)算放大器UlOB為芯片TL072IP。
[0018]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0019]本實(shí)用新型的埋弧焊電弧電壓檢測(cè)電路加入了全橋整流電路，全橋整流電路將其輸入端之間的正負(fù)壓降均轉(zhuǎn)換成正電壓輸出，然后輸入到信號(hào)隔離檢測(cè)電路的輸入端。因此本實(shí)用新型的電壓檢測(cè)電路使得埋弧焊裝置無論在正極工藝情況還是在負(fù)極工藝情況下，均能使信號(hào)隔離檢測(cè)電路正常工作，從而能夠檢測(cè)出電弧電壓，以在檢測(cè)到電弧電壓發(fā)生相應(yīng)改變時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的措施，保證電弧長(zhǎng)度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型埋弧焊電弧電壓的檢測(cè)電路原理圖。
[0021]圖2是埋弧焊裝置在正極工藝情況下與全橋整流電路組成原理框圖。
[0022]圖3是埋弧焊裝置在負(fù)極工藝情況下與全橋整流電路組成原理框圖。
[0023]圖4是本實(shí)用新型埋弧焊電弧電壓的檢測(cè)電路中信號(hào)隔離檢測(cè)電路的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0025]實(shí)施例
[0026]如圖1所示，本實(shí)施例公開了一種埋弧焊電弧電壓的檢測(cè)電路，包括信號(hào)隔離檢測(cè)電路和全橋整流電路,全橋整流電路的輸入端輸入電弧電壓,全橋整流電路的輸出端與信號(hào)隔離檢測(cè)電路的輸入端連接。通過信號(hào)隔離檢測(cè)電路檢測(cè)電弧電壓的大小，以判斷電弧長(zhǎng)度是否發(fā)生變化。
[0027]全橋整流電路包括第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4，所述第一二極管Dl陰極與第二二極管D2陰極連接，第三二極管D3陽極與第四二極管D4陽極連接，所述第一二極管Dl的陽極與第四二極管D4的陰極連接，所述第二二極管D2的陽極與第三二極管D3的陰極連接，所述第一二極管和第四二極管的連接點(diǎn)作為全橋整流電路的輸入b端，第二二極管D2與第三二極管D3的連接點(diǎn)作為全橋整流電路的輸入a端，所述第一二極管Dl和第二二極管D2的連接點(diǎn)及第三二極管D3與第四二極管D4的連接點(diǎn)分別作為全橋整流電路的輸出正端和輸出負(fù)端；全橋整流電路的輸出正端和輸出負(fù)端分別與信號(hào)隔離檢測(cè)電路的輸入正端及輸入負(fù)端連接。如圖2和3所示，全橋整流電路輸入a端分別通過電阻Rl和電阻R2與埋弧焊電源的正級(jí)和負(fù)級(jí)連接，全橋整流電路輸入b端與機(jī)頭上的導(dǎo)電嘴I連接。其中電阻Rl和電阻R2的阻值相等，它們的阻值和功率大小為 75ΚΩ/5(Μ。
[0028]如圖4所示，本實(shí)施例的信號(hào)隔離檢測(cè)電路包括依次連接的分壓電路模塊、隔離放大電路模塊、運(yùn)算放大電路模塊和DSP模塊。所述信號(hào)隔離檢測(cè)電路先對(duì)整流后的電壓輸入到分壓電路模塊進(jìn)行分壓，然后輸入到隔離放大模塊進(jìn)行隔離采樣及運(yùn)算放大，以減少干擾，再輸入運(yùn)算放大電路模塊放大后輸入到DSP模塊，由DSP模塊對(duì)米樣的電壓值進(jìn)行計(jì)算，從而得到導(dǎo)電嘴與工件之間電弧電壓的大小。
[0029]其中分壓模塊包括與全橋整流電路輸出端串聯(lián)的電阻R9、電阻R7和電阻R52，其中電阻R9與全橋整流電路輸出正端連接，電阻R52與全橋整流電路輸出負(fù)端連接，電阻R9和電阻R52之間連接電阻R7，電阻R52上的分壓通過電阻R49輸入到隔離放大電路模塊。全橋整流電路的輸出負(fù)端與電阻R52連接構(gòu)成回路。
[0030]隔離放大電路模塊包括隔離放大器U9，其中U9為集成隔離放大器HCPL7840芯片，分壓電路模塊中電阻R7和電阻R52所連接的公共端通過電阻R49與U9的電壓輸入正端VIN+連接，將電阻R52上的分壓通過電阻R49輸入到U9的電壓輸入正端VIN+ ;其中電阻R49與電阻R52所連接的一端通過電容CBl與全橋整流電路輸出負(fù)端連接；所述U9的電壓輸入正端VIN+通過電容C35與全橋整流電路輸出負(fù)端連接，U9的電壓輸入正端VIN+還與二極管BD16的陰極及二極管BD15的陽極連接，其中二極管BD16的陽極接全橋整流電路輸出負(fù)端，二極管BD15的陰極接直流電源，二極管BD15的陰極接+5V的直流電源，二極管BD15和二極管BD16接在U9的電壓輸入正端VIN+上，可以防止因短路而輸入過大，起保護(hù)芯片作用。U9的電壓輸入負(fù)端VIN-以及接地端GNDl與全橋整流電路輸出負(fù)端連接；U9的電源端VDDl接直流電源，且通過電容C29與全橋整流電路輸出負(fù)端連接。
[0031]運(yùn)算放大模塊電路包括運(yùn)算放大器UlOA和運(yùn)算放大器U10B，其中運(yùn)算放大器UlOA和運(yùn)算放大器UlOB為芯片TL072IP。U9的電壓輸出正端VOUT+通過電阻R48與UlOA的反相輸入端連接，U9的電壓輸出負(fù)端VOUT-通過電阻R51與UlOA的正相輸入端連接，其中電阻R48與UlOA的反相輸入端連接的一端通過并聯(lián)的電容C28和電阻R46與UlOA的輸出端連接，UlOA的正相輸入端通過并聯(lián)的電阻R54和電容C37接地。運(yùn)算放大器UlOA輸出端通過滑線變阻器RP3與UlOB的反相輸入端連接，UlOA輸出端與滑線變阻器RP3的一邊端連接，滑線變阻器RP3的另一邊端懸空；U10B的反相輸入端與滑線變阻器RP3的滑動(dòng)端連接，其中滑線變阻器將采樣信號(hào)線性放大或減少來配合DSP計(jì)算，UlOB的反相輸入端通過電阻R19與UlOB的輸出端連接，UlOB的正相輸入端通過電阻R20接地，UlOB的正相輸入端還通過電阻R24與滑線變阻器RP2的滑動(dòng)端連接，滑線變阻器RP2的兩邊端分別連接+12V和-12V的直流電源。UlOB的輸出端通過電阻R31接DSP模塊的I/O端口，通過I/O端口將信號(hào)傳送給DSP模塊。其中上述所述的接地是指埋弧焊電弧電壓的檢測(cè)電路PCB板供電電源的地。
[0032]當(dāng)埋弧焊裝置在正極工藝情況下，機(jī)頭與焊接電源正極連接，被焊工件與焊接電源負(fù)極連接，此時(shí)全橋整流電路輸入b端和輸入a端之間的壓降為正電壓，即輸入b端的電壓大于輸入a端的電壓，第一二極管和第三二極管導(dǎo)通，因此全橋整流電路輸出正端與輸出負(fù)端之間的壓降為正的，信號(hào)隔離檢測(cè)電路輸入的是正電壓；信號(hào)隔離檢測(cè)電路能夠正
常工作。
[0033]當(dāng)埋弧焊裝置在負(fù)極工藝情況下，機(jī)頭與焊接電源負(fù)極連接，而被焊工件與焊接電源正極連接時(shí)，此時(shí)全橋整流電路輸入b端和輸入a端之間的壓降為負(fù)的，即輸入b端的電壓小于輸入a端的電壓，第四二極管和第二二極管導(dǎo)通，此時(shí)全橋整流電路輸出正端與輸出負(fù)端之間的壓降還是為正的，因此信號(hào)隔離檢測(cè)電路輸入正電壓；電弧電壓經(jīng)過全橋整流電路作用后輸出給信號(hào)隔離檢測(cè)電路的電壓均是正電壓，使得信號(hào)隔離檢測(cè)電路可以正常工作。因此本實(shí)施例在正極性、負(fù)極性工藝埋弧焊焊接情況下，均能正常檢測(cè)反饋電弧電壓。
[0034]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種埋弧焊電弧電壓的檢測(cè)電路，包括信號(hào)隔離檢測(cè)電路，其特征在于，還包括全橋整流電路；所述全橋整流電路包括輸入a端、輸入b端、輸出正端和輸出負(fù)端，所述全橋整流電路輸入a端通過電阻Rl和電阻R2分別與埋弧焊電源的正級(jí)和負(fù)級(jí)連接；所述全橋整流電路輸入b端與機(jī)頭上的導(dǎo)電嘴連接，所述全橋整流電路的輸出正端和輸出負(fù)端分別與信號(hào)隔離檢測(cè)電路的輸入正端及輸入負(fù)端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋弧焊電弧電壓的檢測(cè)電路，其特征在于，所述全橋整流電路包括第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4，所述第一二極管Dl陰極與第二二極管D2陰極連接，第三二極管D3陽極與第四二極管D4陽極連接，所述第一二極管Dl的陽極與第四二極管D4的陰極連接，所述第二二極管D2的陽極與第三二極管D3的陰極連接； 所述第一二極管Dl和第四二極管D4的連接點(diǎn)及第二二極管D2與第三二極管D3的連接點(diǎn)作為全橋整流電路的輸入b端和輸入a端； 所述第一二極管和第二二極管的連接點(diǎn)及第三二極管與第四二極管的連接點(diǎn)分別作為全橋整流電路的輸出正端和輸出負(fù)端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋弧焊電弧電壓的檢測(cè)電路，其特征在于，所述與全橋整流電路輸入a端連接的電阻Rl和電阻R2的阻值相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋弧焊電弧電壓的檢測(cè)電路，其特征在于，所述信號(hào)隔離檢測(cè)電路包括依次連接的分壓電路模塊、隔離放大電路模塊、運(yùn)算放大電路模塊和DSP模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的埋弧焊電弧電壓的檢測(cè)電路，其特征在于，分壓模塊包括與全橋整流電路輸出端串聯(lián)的電阻R9、電阻R7和電阻R52，其中電阻R9與全橋整流電路輸出正端連接，電阻R52與全橋整流電路輸出負(fù)端連接，電阻R9和電阻R52之間連接電阻R7 ； 隔離放大電路模塊包括隔離放大器U9，分壓電路模塊中電阻R7和電阻R52所連接的公共端通過電阻R49與U9的電 壓輸入正端VIN+連接，將電阻R52上的分壓通過電阻R49輸入到U9的電壓輸入正端VIN+ ;其中電阻R49與電阻R52所連接的一端通過電容CBl與全橋整流電路輸出負(fù)端連接；所述U9的電壓輸入正端VIN+通過電容C35與全橋整流電路輸出負(fù)端連接，U9的電壓輸入正端VIN+還與二極管BD16的陰極及二極管BD15的陽極連接，其中二極管BD16的陽極接全橋整流電路輸出負(fù)端，二極管BD15的陰極接直流電源，U9的電壓輸入負(fù)端VIN-以及接地端GNDl與全橋整流電路輸出負(fù)端連接；U9的電源端VDDl接直流電源，且通過電容C29與全橋整流電路輸出負(fù)端連接； 運(yùn)算放大模塊電路包括運(yùn)算放大器UlOA和運(yùn)算放大器U10B，U9的電壓輸出正端VOUT+通過電阻R48與UlOA的反相輸入端連接，U9的電壓輸出負(fù)端VOUT-通過電阻R51與UlOA的正相輸入端連接，其中電阻R48與UlOA的反相輸入端連接的一端通過并聯(lián)的電容C28和電阻R46與UlOA的輸出端連接，UlOA的正相輸入端通過并聯(lián)的電阻R54和電容C37接地；運(yùn)算放大器UlOA輸出端通過滑線變阻器RP3與UlOB的反相輸入端連接，UlOA輸出端與滑線變阻器RP3的一邊端連接，滑線變阻器RP3的另一邊端懸空；U10B的反相輸入端與滑線變阻器RP3的滑動(dòng)端連接，UlOB的反相輸入端還通過電阻R19與UlOB的輸出端連接，UlOB的正相輸入端通過電阻R20接地，UlOB的正相輸入端還通過電阻R24與滑線變阻器RP2的滑動(dòng)端連接，滑線變阻器RP2的兩邊端分別連接正負(fù)直流電源；U10B的輸出端通過電阻R31與DSP模塊的I/O端口連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的埋弧焊電弧電壓的檢測(cè)電路，其特征在于，所述的DSP模塊為 TMS320F28016 芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的埋弧焊電弧電壓的檢測(cè)電路，其特征在于，所述隔離放大器U9 為 HCPL7840 芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的埋弧焊電弧電壓的檢測(cè)電路，其特征在于，所述運(yùn)算放大器UlOA和運(yùn)算放大器UlOB為芯片TL072IP。
【文檔編號(hào)】B23K9/095GK203636174SQ201320735696
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
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