CN103962688A - 气体保护焊机的一元化调节电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种气体保护焊机的一元化调节电路，通过一片四单元运算放大器控制来实现CO2及MAG气体保护焊机焊接电压和焊接电流的一元化调节。采用一片运算放大器集成电路，选用LM324四运算放大器，通过比例控制及相关联的电路结构，使得CO2及MAG气体保护焊机的焊接电压和焊接电流的调节为单一的调节方式，用一个电位器调节就可实现原CO2及MAG气体保护焊机焊接电压和焊接电流调节及匹配，满足CO2及MAG焊接工艺。该电路简单可靠，焊接参数调节方便容易，适应各类CO2及MAG气体保护焊机。

Description

气体保护焊机的一元化调节电路
技术领域
本发明涉及气体保护焊机中的电路，尤其是一种气体保护焊机中的焊接电流和焊接电压一元化调节电路。
背景技术
高效、节能、环保的CO2及MAG气体保护焊焊接工艺正广泛应用于各种金属材料的焊接中。通常CO2及MAG气体保护焊机的焊接电流和焊接电压调节是通过二个电位器调节输入焊机电路中，分别调节焊接电流和焊接电压，而且焊接电流和焊接电压二个参数必须匹配，才能实现高质量稳定的焊接过程，形成了优质焊缝，如果二个参数不匹配，焊接无法进行。但通常焊接电流和焊接电压调节达到两个参数的匹配，调节起来比较复杂，不易实现，要求焊接操作工必须掌握焊接工艺技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于各类CO2及MAG气体保护焊机的焊接电流和焊接电压一元化调节电路，用一个共用的焊接电流电位器调节给出焊接电流指令的同时，给出与之匹配的焊接电压指令，使得焊机输出的焊接电流和焊接电压相匹配，满足CO2及MAG气体保护焊接工艺要求，获得稳定的焊接过程，得到高质量的焊缝。本发明采用的技术方案是：
一种气体保护焊机的一元化调节电路，包括一个焊接电流调节电路和一个焊接电压调节电路，该两个电路共用一个调节器件，通过改变所述共用调节器件，能够同时调节焊接电流调节电路输出的焊接电流指令和焊接电压调节电路输出的焊接电压指令。
进一步地，焊接电流调节电路包括：焊接电流调节电路和焊接电压调节电路共用的电位器VR2、运算放大器IC1D和运算放大器IC1C；电位器VR2的两个固定端分别接设定正电压和地，调节端通过电阻R6接IC1D的反相输入端；IC1D的同相输入端接地，反相输入端通过电阻R7接IC1D的输出端；IC1D的输出端通过一个电阻R10接IC1C的反相输入端和电阻R12的一端；电阻R12的另一端接电位器VR4的一个固定端，电位器VR4的调节端接另一个固定端和IC1C的输出端以及电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地；IC1C的同相输入端接地，输出端通过电阻R13输出焊接电流指令。
进一步地，焊接电压调节电路包括一个电阻R8、运算放大器IC1B；电阻R8的一端接运算放大器IC1D的输出端，另一端接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接电阻R9的一端、电阻R4的一端、IC1B的反相输入端；电阻R9的另一端接负电源；电阻R4的另一端接电位器VR3的一个固定端，电位器VR3的调节端接另一个固定端和IC1B的输出端；IC1B的同相输入端接地，输出端通过电阻R5输出焊接电压指令。
更优地，焊接电压调节电路之前还接有一个焊接电压微调电路，焊接电压微调电路包括电位器VR1和运算放大器IC1A；电位器VR1的两个固定端分别接设定正电压和地，调节端通过电阻R1接IC1A的反相输入端；IC1A的同相输入端接地，反相输入端通过电阻R2接IC1A的输出端；IC1A的输出端连接焊接电压调节电路中电阻R3的一端。
更优地，焊接电流调节电路中还包括一个电阻R11和一个开关K1；电阻R11和开关K1先串联后再并联在电阻R10的两端。
本发明的优点在于：该电路只需要调整焊接电流一个参数，焊接电压无需人为调节，自动实现与焊接电流的匹配，对焊工要求不高，使用一元化调节功能，操作简便，容易掌握。电路采用一片四运放集成电路（如LM324）及附属电阻即可实现相关功能，该电路简单可靠。
附图说明
图1为本发明的结构组成示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示：
一种气体保护焊机的一元化调节电路，包括一个焊接电流调节电路和一个焊接电压调节电路，该两个电路共用一个调节器件，即图1中的电位器VR2，通过改变电位器VR2，能够同时调节焊接电流调节电路输出的焊接电流指令和焊接电压调节电路输出的焊接电压指令。
焊接电流调节电路包括：焊接电流调节电路和焊接电压调节电路共用的电位器VR2、运算放大器IC1D和运算放大器IC1C；电位器VR2的两个固定端分别接设定正电压和地，调节端通过电阻R6接IC1D的反相输入端；IC1D的同相输入端接地，反相输入端通过电阻R7接IC1D的输出端；IC1D的输出端通过一个电阻R10接IC1C的反相输入端和电阻R12的一端；电阻R12的另一端接电位器VR4的一个固定端，电位器VR4的调节端接另一个固定端和IC1C的输出端以及电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地；IC1C的同相输入端接地，输出端通过电阻R13输出焊接电流指令。
焊接电压调节电路包括一个电阻R8、运算放大器IC1B；电阻R8的一端接运算放大器IC1D的输出端，另一端接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接电阻R9的一端、电阻R4的一端、IC1B的反相输入端；电阻R9的另一端接负电源；电阻R4的另一端接电位器VR3的一个固定端，电位器VR3的调节端接另一个固定端和IC1B的输出端；IC1B的同相输入端接地，输出端通过电阻R5输出焊接电压指令。
该电路的工作原理如下所述。
电位器VR2用于调节改变焊接电流和与之匹配的焊接电压的给定输入电压信号，一元化调节原理就是指单独调节该电位器VR2在调节焊接电流的同时，亦调节改变了焊接电压，即“单旋钮”功能。
焊接电流调节电位器VR2的调节范围为0~+10V,经过由IC1D和R6和R7组成的反相比例放大器输出0~-10V电压，该输出电压信号通过由IC1C和电阻R10、R12及电位器VR4组成的反向比例放大器输出0~+10V电压。其中调节VR4可以改变该输出电压，也就是调整最大焊接电流的值。IC1C输出的电压经过R13、R14将焊接电流指令（该指令是一个电压信号，焊机送丝速度指令电压量）送至焊接电流控制电路（该电路即送丝速度控制电路）），改变焊机焊接电流大小，实现焊机的焊接电流的调节控制。此外在焊接电流调节电路中，增加了电阻R11和开关K1，电阻R11和开关K1先串联后再并联在电阻R10的两端。当K1未闭合时，是焊机焊接时的粗焊丝位置，当K1闭合时，是焊机焊接细焊丝位置，此时电阻R11和电阻R10并联，运算放大器IC1C输入电阻减小，运算放大器IC1C的输出增大，因而VR2在同一位置，焊接电流（即送丝速度）增大，焊丝直径粗细的改变，就要改变焊接电流，才能实现一元化调节的目的。
上述由IC1D和R6、R7组成反相比例放大器输出0~-10V电压一路经过R10和R11送至IC1C时，同时另一路经过R8和R3送至IC1B的输入端，经过由IC1B和R3及R4、VR3组成的反相比例放大器，输出一个电压信号。IC1B的输出由电阻R4和电位器VR3串联与R3和R8串联的比值决定，输出的电压信号经过电阻R5形成了受控于焊接电流的焊接电压指令信号，送至焊机焊接电压控制电路，使焊机输出焊接电压与焊接电流匹配。其中IC1B的输入端接R9至-15V电源是适当调整IC1B输出的正电压量，VR3是焊机最大焊接电压调节整定电位器。
焊接电压调节电路之前还接有一个焊接电压微调电路，焊接电压微调电路包括电位器VR1和运算放大器IC1A；电位器VR1的两个固定端分别接设定正电压和地，调节端通过电阻R1接IC1A的反相输入端；IC1A的同相输入端接地，反相输入端通过电阻R2接IC1A的输出端；IC1A的输出端连接焊接电压调节电路中电阻R3的一端。
焊接电压微调电位器VR1电压信号送至由运放IC1A组成的比例运算电路，即VR1中心调节端与电阻R1连接至IC1A的反向输入端，通过电阻R2和IC1A组成比例运算电路，运算放大器IC1A输出的电压信号经过电阻R3送至焊接电压调节电路中，对焊接电压指令起到一定微调作用，适当增减焊机的焊接电压。通过焊接电压微调能够使其更好的与焊接电流匹配。
上述运算放大器IC1A、IC1B、IC1C、IC1D在物理实现上只需要采用一片四运放集成电路即可，比如LM324。
本发明仅采用一片四运放集成电路（如LM324）及附属电阻即可实现CO2及MAG气体保护焊机的一元化调节，使得焊机容易操作，使用简便，而且电路简单可靠。
此外，需要说明图1中所标电阻数值为额定焊接电流500A规格焊机，适用焊丝直径Φ1.2和Φ1.6mm，其它规格焊机只要适当改变电阻量值即可。
本文所涉及的术语解释：
MAG(Metal Active Gas Arc Welding)焊是熔化极活性气体保护电弧焊的英文简称。

Claims (6)

1.一种气体保护焊机的一元化调节电路，其特征在于，包括一个焊接电流调节电路和一个焊接电压调节电路，该两个电路共用一个调节器件，通过改变所述共用调节器件，能够同时调节焊接电流调节电路输出的焊接电流指令和焊接电压调节电路输出的焊接电压指令。
2.如权利要求1所述的气体保护焊机的一元化调节电路，其特征在于：焊接电流调节电路包括：焊接电流调节电路和焊接电压调节电路共用的电位器VR2、运算放大器IC1D和运算放大器IC1C；
电位器VR2的两个固定端分别接设定正电压和地，调节端通过电阻R6接IC1D的反相输入端；IC1D的同相输入端接地，反相输入端通过电阻R7接IC1D的输出端；
IC1D的输出端通过一个电阻R10接IC1C的反相输入端和电阻R12的一端；电阻R12的另一端接电位器VR4的一个固定端，电位器VR4的调节端接另一个固定端和IC1C的输出端以及电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地；IC1C的同相输入端接地，输出端通过电阻R13输出焊接电流指令。
3.如权利要求2所述的气体保护焊机的一元化调节电路，其特征在于：焊接电压调节电路包括一个电阻R8、运算放大器IC1B；
电阻R8的一端接运算放大器IC1D的输出端，另一端接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接电阻R9的一端、电阻R4的一端、IC1B的反相输入端；电阻R9的另一端接负电源；电阻R4的另一端接电位器VR3的一个固定端，电位器VR3的调节端接另一个固定端和IC1B的输出端；IC1B的同相输入端接地，输出端通过电阻R5输出焊接电压指令。
4.如权利要求3所述的气体保护焊机的一元化调节电路，其特征在于：焊接电压调节电路之前还接有一个焊接电压微调电路，焊接电压微调电路包括电位器VR1和运算放大器IC1A；
电位器VR1的两个固定端分别接设定正电压和地，调节端通过电阻R1接IC1A的反相输入端；IC1A的同相输入端接地，反相输入端通过电阻R2接IC1A的输出端；IC1A的输出端连接焊接电压调节电路中电阻R3的一端。
5.如权利要求2~4中任一项所述的气体保护焊机的一元化调节电路，其特征在于：焊接电流调节电路中还包括一个电阻R11和一个开关K1；电阻R11和开关K1先串联后再并联在电阻R10的两端。
6.如权利要求4所述的气体保护焊机的一元化调节电路，其特征在于：
运算放大器IC1A、IC1B、IC1C、IC1D采用四运放集成电路LM324。
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