CN104368895B - 一种直流气保焊机脉冲控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直流气保焊机脉冲控制器，属于气体保护焊的焊接设备技术。该控制器由脉冲发生电路、开关电路、电流电压给定器、脉冲频率调节电位器、脉宽比调节电位器、模式选择电路和控制器接口构成。脉冲发生电路是以SG3526为核心的控制电路，与频率和脉宽比调节电位器相接，其输出控制着开关电路；开关电路是以一个开关三极管和继电器为核心的控制模块，控制着基值和峰值参数之间的切换；电流电压给定器是由四个电位器组成；模式选择电路是由一个单刀双掷开关构成。本发明的优点在于结构简单、制作成本低、使用方便、易维护和性能稳定可靠。

Description

一种直流气保焊机脉冲控制器
技术领域
本发明涉及一种直流气保焊机脉冲控制器，属于气体保护焊焊接设备技术。
背景技术
气体保护焊以其众多优点，广泛应用于工业生产中看，但是普通直流气保焊机在焊接热量需要严格限制的焊缝时，焊接过程容易出现质量问题，比如打底焊缝焊接：打底焊缝焊接过程中需要严格控制电弧的热量，普通直流焊机焊接过程中，由于参数的可调节性较差，焊接热量不易控制，容易出现焊穿或未焊透等问题；而低频脉冲电流电压结合脉动送丝的焊接方法，参数具有一定的调节范围，能够合理的控制焊缝的热量，产生合格美观的焊缝，但目前普通直流气保焊机在市场的保有量很大，若更换脉冲焊接电源，普通直流焊机将面临闲置或者被淘汰，进而造成使用成本升高，因而有必要针对普通直流气保焊机做进一步的研究，在不改变普通直流气保焊机的主体电路的情况下，保有普通直流焊接功能，设计开发脉冲控制器，实现低成本脉冲电流电压焊接。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直流气保焊机脉冲控制器装置，该控制器在不改变原有恒压特性焊机主体电路的基础上，实现脉冲电流电压和脉动送丝相结合的焊接，能够合理地控制焊接热输入、保证焊缝成形、提高焊接效率，增强了普通直流气保焊机的功能。
本发明是通过下述技术方案加以实现的。
一种直流气保焊机脉冲控制器由脉冲发生电路、开关电路、电流电压给定器、脉冲频率调节电位器、脉宽比调节电位器、模式选择电路和控制器接口构成，其特征在于，脉冲频率调节电位器和脉宽比调节电位器分别与脉冲发生电路连接，脉冲发生电路与开关电路连接，开关电路与电流电压给定器相连接，模式选择电路、开关电路和电流电压给定器均和控制器接口连接，控制器的接口与直流气保焊机的给定电位器端子板相连接。
其中脉冲发生电路是以SG3526芯片为核心的控制电路，SG3526芯片的引脚9连接脉冲频率调节电位器、SG3526芯片的引脚1和18连接脉宽比调节电位器，通过两个电位器来控制脉冲发生电路的频率和脉宽比，SG3526芯片的输出引脚14和16与开关电路连接，控制着开关电路的通与断。
开关电路是以一个开关三极管和继电器为核心的电路模块，开关三极管用于处理脉冲发生电路的输出方波，来控制继电器线圈的通电与断电，即控制继电器的常开触点和常闭触点的切换，继电器的两组常开、常闭触点分别和电流、电压给定器相连接，其中电流给定器独立于电压给定器，继电器的常开触点与常闭触点的切换即为峰值参数和基值参数之间的切换，实现脉冲电流电压的功能，其中继电器的公共端与控制器接口连接。
电流电压给定器是由四个电位器组成，用于基值电流、峰值电流、基值电压和峰值电压参数的给定调节，其中基值电流电位器和峰值电流电位器串联，在参数调节上无交集，基值电压电位器和峰值电压电位器串联，在参数调节上无交集。
模式选择电路是一个单刀双掷开关，与电流电压给定器和控制器接口相连接，控制着焊接的模式选择：普通直流模式和脉冲模式，其中普通直流模式为焊机的原始状态。
直流气保焊机是具备恒压外特性的。
焊接电流、电压的峰值参数和基值参数切换同步，峰值期间和基值期间电流、电压值分别以规范参数匹配。
其中脉冲发生电路的频率和脉宽比是实际焊接过程的电流、电压的频率和脉宽比，其中脉冲频率调节电位器的频率调节使用范围为0.5HZ～10HZ，脉宽比调节电位器的脉宽比调节使用范围为0～95％。
本发明在不改变具有恒压特性气保焊机的基础上，通过直流气保焊机脉冲控制器控制着电弧和送丝机，实现了脉冲电流电压和脉动送丝的匹配焊接。本发明结构简单、制作成本低、使用方便和性能稳定可靠，增强了普通焊机功能。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图2为采用本发明实施CO2气体保护焊时的短路过渡电流电压波形。
图3为采用本发明实施80％Ar+20％CO2混合气体保护焊时射流过渡的电流电压波形。
符号的说明：1-脉宽比调节电位器；2-脉冲发生电路；3-脉冲频率调节电位器；4-开关电路；5-电流电压给定器；6-控制器接口；7-模式选择电路；8-电焊机给定电位器端子板。
实施案例
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
基于某一品牌的具有恒压特性弧焊电源及其配备的送丝机，使用本发明控制器进行试验，设置参数进行短路过渡焊接，参数设定：CO2气体流量为20L/min，焊接速度为350mm/min，脉宽比调节电位器1进行调节使得占空比为50％，脉冲频率调节电位器3进行调节使得频率为1.5HZ，电流电压给定器5进行调节使得脉冲电流为220A(峰值电流电位器)，基值电流为120A(基值电流电位器),脉冲电压为24V(峰值电压电位器)，基值电压为20V(基值电压电位器)，模式选择电路7进行选择使得控制器处于脉冲模式，在该参数下进行焊接，其中脉冲发生电路2在设定的参数下产生占空比为50％、频率为1.5HZ的矩形方波，该矩形方波输入开关电路4后，经过开关三极管处理后控制着继电器线圈的通电与断电，即控制着常开触点和常闭触点的切换，继电器的两组常开、常闭触点分别和电流、电压给定器相连接，其中电流给定器独立于电压给定器，继电器的常开触点与常闭触点的切换即为峰值参数和基值参数之间的切换，通过控制器接口6与电焊机给定电位器端子板相连接，实现脉冲电流电压功能和脉动送丝，其中继电器的公共端与控制器接口相连，基值电流和峰值电流的切换能够实现脉动送丝功能，基值电压和峰值电压的切换实现脉冲电流的功能。附图2为焊接过程中的电流电压的波形。
在该控制装置的基础上，设置焊接参数进行射流过渡焊接，参数设定：混合气体80％Ar+20％CO2的气体流量为25L/min，焊接速度550mm/min，脉冲电流为400A，基值电流为200A，脉冲电压为35V，基值电压为20V，脉冲脉宽比为30％，脉冲频率为3HZ，附图3为焊接过程中的电流电压的波形。
附图2和3为实际焊接过程中采集的电流电压波形图，电流电压波形存在一定的变形，通过实施案例可以看出该控制器能够实现设定参数情况下的稳定的脉冲焊接，增强普通脉冲焊接功能，该装置结构简单、成本低，能够广泛应用于工程。

Claims (6)

1.一种直流气保焊机脉冲控制器，该控制器由脉冲发生电路、开关电路、电流电压给定器、脉冲频率调节电位器、脉宽比调节电位器、模式选择电路和控制器接口构成，脉冲频率调节电位器和脉宽比调节电位器分别与脉冲发生电路连接，脉冲发生电路与开关电路连接，开关电路与电流电压给定器相连接，模式选择电路和开关电路与控制器接口连接，控制器接口与直流气保焊机的给定电位器端子板相连接，其特征在于，所述脉冲发生电路是以SG3526芯片为核心的控制电路，SG3526芯片的引脚9连接脉冲频率调节电位器、SG3526芯片的引脚1和18连接脉宽比调节电位器，通过两个电位器来控制脉冲发生电路的频率和脉宽比，SG3526芯片的输出引脚14和16与开关电路连接，控制着开关电路的通与断；所述开关电路是以一个开关三极管和继电器为核心的电路模块，开关三极管用于处理脉冲发生电路的输出方波，来控制继电器线圈的通电与断电，即控制继电器的常开触点和常闭触点的切换，继电器的常开、常闭触点和电流电压给定器相连接，继电器的常开触点与常闭触点的切换即为峰值参数和基值参数之间的切换，实现脉冲电流电压的功能，其中继电器的公共端与控制器接口连接。
2.如权利要求1所述的一种直流气保焊机脉冲控制器，其特征在于，所述电流电压给定器是由四个电位器组成，用于基值电流、峰值电流、基值电压和峰值电压参数的给定调节。
3.如权利要求1所述的一种直流气保焊机脉冲控制器，其特征在于，所述模式选择电路是一个单刀双掷开关，与电流电压给定器和控制器接口相连接，控制着焊接的模式选择：普通直流模式和脉冲模式，其中普通直流模式为焊机的原始状态。
4.如权利要求1所述的一种直流气保焊机脉冲控制器，其特征在于，所述直流气保焊机是具备恒压外特性的。
5.如权利要求2所述的一种直流气保焊机脉冲控制器，其特征在于，焊接电流、焊接电压的峰值参数和其基值参数切换同步，峰值期间和基值期间电流、电压值分别以常规规范参数匹配。
6.如权利要求1所述的一种直流气保焊机脉冲控制器，其特征在于，所述脉冲频率调节电位器的频率调节使用范围为0.5Hz～10Hz，所述脉宽比调节电位器的脉宽比调节使用范围为0～95％。
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