專利名稱：一種脈沖鎢極氬弧焊機控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于焊接設備。
目前國內電焊機廠生產的鎢極氬弧焊機控制器普遍采用晶體管電路來實現(xiàn)，存在著參數(shù)離散性大，重現(xiàn)性不好，電路復雜，加上采用RC充放電路實現(xiàn)焊接電流的遞增和熄弧電流的衰減，使其線性度差，引弧沖擊大以及調試維修均不方便。近幾年，為解決上述部分問題，有人申請了專利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題，但采用了先通過運放處理，再通過運放構成的加法電路實現(xiàn)的方案，電路太復雜，過于繁瑣，使用的元器件量大，給生產調試、使用、維修帶來很多麻煩。
本發(fā)明的目的在于提供一種電路簡單、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，能進行連續(xù)焊、點焊、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)、電流信號給定電路(2)和引弧電路(3)三大部分組成。下面結合附圖描述本發(fā)明的工作原理和主要內容。
圖1是脈沖鎢極氬弧焊機控制器的方框中1-程序控制電路;2-電流信號給定電路;3-引弧電路;4-焊接控制開關;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-點焊時間控制電路;10-弧壓取樣電路;11-信號源;12-電流信號調節(jié)電路;13-高頻引弧裝置;14-維弧電路。
如圖1若焊機處于“連續(xù)焊”位置，當焊接工作就緒時，接通焊接控制開關(4)，此時觸發(fā)器(5)翻轉，將輸出一個低電平到送氣控制電路(6)，焊接程序將自動進行。送氣控制電路(6)，引弧控制電路(7)和維弧控制電路(8)均采用一只集成時基電路來實現(xiàn)，減少了使用的元件數(shù)。此時送氣控制電路(6)的輸出翻轉到低電平，維弧控制電路(8)輸出翻轉到高電平，使其高頻引弧裝置(13)中的電磁氣閥開始工作，維弧電路(14)中的變壓器經整流后輸出到弧壓取樣電路(10)，經過一定延時后，使引弧控制電路(7)的輸出翻轉到高電平，若此時焊機接通“高頻引弧”位置，那高頻引弧裝置(13)中的振蕩電路開始振蕩，此時因無短路過程，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過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的大電流沖擊，并使其造成的鎢極損耗比一般的焊機減少了很多。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)的輸出翻轉到低電平，這時高頻引弧電路(13)中的振蕩電路停止工作，使本實用新型轉向正常焊接程序。
當需要結束焊接進入“熄弧”程序時，斷開焊接控制開關(4)，觸發(fā)器(5)將再次翻轉，將輸出高電平，經過預置延時后，并使維弧控制電路(8)翻轉輸出低電平，切斷維弧小電流，再經過短的延時后，送氣控制電路(6)翻轉，高頻引弧電路(13)中的電磁氣閥停止工作，完成了“延時斷氣”程序。當焊機處于“點焊”位置時，點焊時間控制電路(9)由一只集成時基電路構成，當預置時間到后，將輸出一個低電平到觸發(fā)器(5)，令其輸出置零，觸發(fā)器(5)翻轉，使其輸出為高電平，然后按上述熄弧程序自動進行。
電流信號給定電路(2)中的信號源(11)應包括由一只運算放大器構成的比較器、一只運算放大器構成的積分器，和一只運算放大器構成的脈沖信號發(fā)生器，從而實現(xiàn)對焊接電流的遞增和及熄弧電流的衰減，以及脈沖信號的形成。當沒引燃電弧時，積分器輸出為極小電壓，當引燃電弧后，積分器進行線性積分，并輸出一個線性遞增電壓。當脈沖信號發(fā)生器對積分器的信號進行調制時將輸出一個脈沖信號，使焊機完成“脈沖焊接”功能。反之則輸出一個直流信號，焊機完成了“直流焊接”功能。電流信號調節(jié)電路由電位器組成，調節(jié)電位器便可調節(jié)M點輸出信號的大小，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短路過程的接法，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，在焊接控制開關(4)及弧壓取樣電路(10)等關鍵部位采用了繼電器隔離和電阻吸收等多種防護措施。
本發(fā)明所述的脈沖鎢極氬弧焊機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，構成脈沖鎢極氬弧焊機。
本發(fā)明提供了一種電路結構簡單的脈沖鎢極氬弧焊機控制器，其程序控制電路采用集成時基電路，僅用一只運算放大器構成積分器同時完成焊接電流的線性遞增和熄弧電流的線性衰減，滿足了高焊接質量的工藝要求。使調試、維修、使用方便。加上采用了小電流引弧方式、無短路過程的振蕩電路的接法及用了多種抗干擾防護措施，使本發(fā)明達到了優(yōu)異的性能，引弧和熄弧所造成的鎢極的損耗比一般焊機減少了很多，引弧可靠且具有脈沖、直流氬弧焊等控制，能進行連續(xù)焊、點焊、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控制器。
下面給出本發(fā)明的幾個實施例，并結合實施例進一步說明其工作過程。
圖2程序控制電路的一種線路3電流信號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，當焊接準備工作就緒，若焊機處于“連續(xù)焊”位置時，JK觸發(fā)器D1的6腳為低電平，9腳為高電平，當接通焊接控制開關S1后，D1翻轉，使9腳翻轉為低電平，焊接程序自動開始工作。FX555集成時基電路N1的3腳輸出低電平，繼電器K1吸合，電磁氣閥QF工作，開始輸送氬氣;同時，F(xiàn)X555集成時基電路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點為高電平，非門D2的輸出為低電平，經過3秒鐘的延時后，F(xiàn)X555集成時基電路N2的3腳輸出由低電平翻轉為高電平，當采用“高頻引弧”方式時，預先接通開關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，同時也完成了提前輸送氬氣的程序。當引燃電弧，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，L端為低電平，非門D2翻轉為高電平，使FX555集成時基電路N2的3腳翻轉為低電平，繼電器K2斷開，高頻振蕩器停止工作。如圖3，此時若開關S1為松開狀態(tài)，則G點為低電平;G點通過一只電阻接至集成運算放大器N6的同相輸入端，構成的比較器的輸出馬上由正電平翻轉到負電平，集成運算放大器N7構成的積分器進行線性積分，焊接電流線性遞增程序開始，N7的輸出由-0.6伏線性遞增到穩(wěn)壓管V3的穩(wěn)壓值，遞增時間為約3秒。通過信號調節(jié)電位器RP5和RP6來控制M點輸出信號的大小，M點的輸出即為弧焊整流器輸出電流的控制信號。當需要進入“熄弧”程序時，關斷開關S1JK觸發(fā)器D1翻轉，6腳翻轉為低電平，9腳翻轉為高電平，G端為高電平，比較器N6的輸出翻轉為正電平，熄弧電流線性衰減程序開始，積分器N7的輸出按預先由電位器RP4調節(jié)好的時間線性衰減，衰減時間在1～15秒內連續(xù)可調，直至為-0.6V。使引弧和熄弧時造成的鎢極損耗比一般電焊機減少了2/3以上。焊接結束時，P點為高電平，F(xiàn)X555集成時基電路N3的3腳為低電平，繼電器K3斷開，維弧電源切斷;同時，經過10秒鐘的延時后，N1的3腳翻轉到高電平，繼電器K1斷開，氣閥關斷，完成了“延時斷氣”程序。
當開關S4接通時，集成運算放大器N5接成典型的方波信號發(fā)生器電路，該脈沖信號對積分器N7的輸出進行調制，從而使輸出端M的信號也為一個脈沖信號，使焊機完成“脈沖焊接”功能。當開關S4斷開時，脈沖發(fā)生器N5恒輸出一個高電平，沒有對積分器N7的輸出進行調制，輸出端M的信號為一直流信號，使焊機完成“直流焊接”功能。
當使用點焊功能時，S2接通，點焊時間由集成時基電路N4構成的延時電路來控制，點焊時間調節(jié)電位器RP1可在1～7秒內連續(xù)可調。
當采用接觸引弧方式時，開關S3斷開，高頻振蕩器不工作，可采用“接觸”方式引燃電弧。
當開關S5接通時，可以用來檢查氣體流量。
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次級與火花放電器H并聯(lián)在高壓變壓器次級的方式比較，振蕩期間無短路過程，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，負端接J端，I、K端分別為脈沖鎢極氬弧焊機的輸出端，其中I端為焊機的地線，K端接焊炬。
權利要求
1.一種脈沖鎢極氬虎焊機控制器，由程序控制電路(1)、電流信號給定電路(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)由焊接控制開關(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)點焊時間控制電路(9)和弧壓取樣電路(10)組成；b)電流信號給定電路(2)由信號源(11)和電流調節(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)權利要求1所述的脈沖鎢極氬弧焊機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)和點焊時間控制電路(9)均采用集成時基電路實現(xiàn)。
3.根據(jù)權利要求1所述的脈沖鎢極氬弧焊機控制器其特征在于所述的電流信號給定電路(2)僅用一只運算放大器構成積分器同時完成對焊接電流的線性遞增和熄弧電流線性衰減并對輸出進行調節(jié)來產生脈沖電流給定信號。
4.根據(jù)權利要求1所述的脈沖鎢極氬弧焊機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的大電流沖擊。使鎢極損耗比一般焊機減少了2/3以上。b) 高頻引弧裝置(13)中用了平特性變壓器及無短路過程振蕩電路接法，使引弧瞬間能量供應充足，引弧可靠。
5.根據(jù)權利要求1所述的脈沖鎢極氬弧焊機控制器其特征在于在弧壓取樣電路(10)和焊接控制開關(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措施。
全文摘要
本發(fā)明屬焊接設備。它由程序控制電路(包括焊接控制開關、觸發(fā)器、送氣控制電路、引弧控制電路、維弧控制電路、點焊時間控制電路、弧壓取樣電路)，電流信號給定電路(包括信號源、電流信號調節(jié)電路)，及引弧電路(包括高頻引弧裝置、維弧電路)三大部分構成。其程序控制電路采用了集成時基電路；僅用一只運算放大器構成積分器同時實現(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)了電容來組成高頻振蕩器。本發(fā)明能滿足高質量焊接要求。
文檔編號B23K9/06GK1084793SQ92111910
公開日1994年4月6日 申請日期1992年9月28日 優(yōu)先權日1992年9月28日
發(fā)明者許子成, 于慶勝, 紀貴深, 黃念慈, 張廷富 申請人:機械電子工業(yè)部成都電焊機研究所