一種提高熔化極氣保焊引弧性能的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熔化極氣保焊的焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高熔化極氣保焊引弧性能的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熔化極氣保焊的引弧都是在焊絲與工件短路后，焊接電源工作進(jìn)行引弧。這樣的引弧方式成功率較低，經(jīng)常出現(xiàn)焊絲爆斷、大顆粒飛濺和引弧段焊縫缺陷等問題。隨著全自動(dòng)焊接的推廣應(yīng)用，頻繁的引弧和點(diǎn)焊更是對(duì)焊機(jī)的引弧性能提出了更高的要求。傳統(tǒng)的引弧方式產(chǎn)生的缺陷需要增加處理工序，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量。
[0003]目前國內(nèi)外都在從事提高引弧性能方面的研究工作。常用的方法有引弧時(shí)降低送絲速度、提升引弧電壓、加熱引弧焊絲以及使用附加電源提高引弧過程中電流上升速率的方法等。
[0004]這些方法雖然對(duì)引弧性能有所改善，但由于增加了附加電源和焊絲加熱裝置等，導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)裝置復(fù)雜、成本高；并且由于機(jī)械開關(guān)頻繁動(dòng)作，導(dǎo)致可靠性降低。最重要的是引弧成功率無法達(dá)到100 %，而且無法有效解決引弧段焊縫缺陷的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有的技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出了一種提高熔化極氣保焊引弧性能的裝置及方法。該裝置及方法能夠準(zhǔn)確地將引弧前的空載能量存入電容中，省去了附加電源，降低成本。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種提高熔化極氣保焊引弧性能的裝置，包括:電容充電控制電路、電容放電控制電路以及裝置關(guān)閉控制電路；
[0008]所述電容充電控制電路包括:第一控制開關(guān)與可控硅Ql連接，通過控制第一控制開關(guān)的開通使得可控硅Ql導(dǎo)通；第一控制開關(guān)、可控硅Ql和電容C2組成閉合回路，用于在可控硅Ql導(dǎo)通的時(shí)候，為電容C2充電；
[0009]所述電容放電控制電路包括:第一控制開關(guān)、電容C2和二極管Dl組成閉合回路，電容C2通過二極管Dl進(jìn)行放電，為焊接電源提供瞬時(shí)電流；
[0010]所述裝置關(guān)閉控制電路包括:第二控制開關(guān)與MOS管D3連接，通過第二控制開關(guān)控制MOS管D3導(dǎo)通，電容C2和二極管Dl分別與MOS管D3形成電流釋放回路，使得整個(gè)裝置完全關(guān)閉，不會(huì)再對(duì)焊接電源產(chǎn)生作用，防止對(duì)正常焊接產(chǎn)生影響。
[0011]所述第一控制開關(guān)優(yōu)選為第一可控硅KF1，所述第一可控硅KFl優(yōu)選為光敏可控硅。所述第二控制開關(guān)優(yōu)選為光耦KF2。選擇光敏器件是為了將控制系統(tǒng)和執(zhí)行裝置隔離，增加系統(tǒng)可靠性。
[0012]所述電容充電控制電路具體為:
[0013]第一可控硅KFl的陽極通過電阻R2與可控硅Ql的陽極連接，第一可控硅KFl的陰極與可控硅Ql的控制極連接，第一可控硅KFl的控制極經(jīng)過電容Cl與其陰極連接，電阻R3并聯(lián)在電容Cl兩端；電容C2 —端與可控硅Ql的陰極連接，另一端與可控硅Ql的控制極連接。
[0014]所述電容放電控制電路具體為:
[0015]第一可控硅KFl的陽極通過電阻R2與二極管Dl的陰極連接，電容C2 —端與第一可控硅KFl的陰極連接，另一端與二極管Dl的陽極連接，電容C2兩端并聯(lián)電阻R4，二極管Dl的陰極串聯(lián)電阻Rl后接入焊接電源正極。
[0016]所述裝置關(guān)閉控制電路包括:
[0017]光耦KF2的光敏三極管發(fā)射極與MOS管D3的柵極連接，光敏三極管的集電極依次串聯(lián)電阻R6和電阻R5后與MOS管D3的源極連接，光敏三極管發(fā)射極串聯(lián)電阻R7后與MOS管D3的漏極連接，MOS管D3的漏極接入焊接電源負(fù)極；M0S管D3的源極串接電阻R5后與電容放電控制電路連接。
[0018]所述MOS管D3的源極串接電阻R5后與二極管Dl的陽極連接，電解電容C3的正極與二極管Dl的陽極連接，負(fù)極接入焊接電源負(fù)極；二極管D2的陰極與二極管Dl的陽極連接，陽極接入焊接電源負(fù)極。
[0019]電容C2的剩余電荷通過電阻R5和MOS管D3組成的回路釋放，二極管Dl的漏電流也通過電阻R5和MOS管D3組成的回路釋放，這樣就有效避免了整套裝置對(duì)焊接的影響。
[0020]一種提高熔化極氣保焊引弧性能裝置的方法，包括:
[0021]當(dāng)焊槍開關(guān)按下后，可控硅Ql導(dǎo)通，MOS管D3關(guān)斷；焊機(jī)通過可控硅Ql在設(shè)定時(shí)間以內(nèi)對(duì)電解電容C3完成充電，電解電容C3充滿后可控硅Ql自動(dòng)關(guān)閉；
[0022]當(dāng)焊絲與工件接觸后，電解電容C3通過二極管Dl放電，極高的電流上升率引燃電弧；
[0023]電弧引燃后，MOS管D3打開，保證整個(gè)裝置完全關(guān)閉。
[0024]本發(fā)明在沒有慢送絲的條件下，通過增大引弧能量和引弧電流上升率di/dt來保證電弧的成功引燃、改善焊縫成形。附加的能量通過電容存儲(chǔ)電源空載能量得到，電壓值與電源空載電壓相同，引弧電流上升率di/dt高于2000A/ms。極高的電流上升可以使引弧一次成功率達(dá)100%，引弧時(shí)正常送絲可以避免引弧段焊縫的缺陷，保證整條焊縫的一致性。引弧完成后立即關(guān)閉整套起弧裝置，防止對(duì)正常焊接產(chǎn)生影響。
[0025]本發(fā)明相對(duì)于傳統(tǒng)方法有以下的優(yōu)點(diǎn):
[0026]1、整個(gè)控制均使用電子元件控制，省去了機(jī)械裝置，結(jié)構(gòu)簡單、可靠性極高、控制精確。
[0027]2、準(zhǔn)確地將引弧前的空載能量存入電容中，省去了附加電源，降低成本。
[0028]3、引弧時(shí)不再使用慢送絲，提升了焊縫的質(zhì)量和一致性，簡化了送絲的控制。
[0029]4、在引弧完成后，利用MOS管關(guān)閉整套引弧裝置，避免對(duì)焊接產(chǎn)生不良影響。
[0030]5、引弧儲(chǔ)能的電容采用特制的電解電容，可快速實(shí)現(xiàn)深度充放電，壽命達(dá)1000萬次以上，可靠性極高。
[0031]6、采用耐高壓的光電耦合器，確保了系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性。
【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明的裝置原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0034]—種提高熔化極氣保焊引弧性能的裝置，包括:電容充電控制電路、電容放電控制電路以及裝置關(guān)閉控制電路。
[0035]本實(shí)施例中，優(yōu)選光敏可控硅KFl和光耦KF2為【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明裝置進(jìn)行說明，它們所起的作用為開關(guān)的作用，本領(lǐng)域技術(shù)人員在保證裝置可靠工作的前提下，能夠根據(jù)本領(lǐng)域現(xiàn)有知識(shí)將其換做其他的機(jī)械開關(guān)或者是開關(guān)類的電子元件。本發(fā)明之所以選擇光敏器件是為了將控制系統(tǒng)和執(zhí)行裝置隔離，增加系統(tǒng)可靠性。
[0036]整個(gè)引弧裝置如附圖1所示，V+端接焊接電源正極，V-端接焊接電源負(fù)極；光敏可控硅KFl和光耦KF2的A、B兩端分別接入焊機(jī)的控制系統(tǒng)中。
[0037]電容充電控制電路具體為:
[0038]光敏可控硅KFl的陽極通過電阻R2與可控硅Ql的陽極連接，光敏可控硅KFl的陰極與可控硅Ql的控制極連接，第一可控硅KFl的控制極經(jīng)過電容Cl與其陰極連接，電阻R3并聯(lián)在電容Cl兩端；電容C2