CN105149731A - 一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置及方法 - Google Patents

一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105149731A
CN105149731A CN201510493165.1A CN201510493165A CN105149731A CN 105149731 A CN105149731 A CN 105149731A CN 201510493165 A CN201510493165 A CN 201510493165A CN 105149731 A CN105149731 A CN 105149731A
Authority
CN
China
Prior art keywords
controllable silicon
control circuit
diode
welding
capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510493165.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105149731B (zh
Inventor
张光先
张汉博
杨晓杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANDONG AOTAI ELECTRIC CO Ltd
Original Assignee
SHANDONG AOTAI ELECTRIC CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANDONG AOTAI ELECTRIC CO Ltd filed Critical SHANDONG AOTAI ELECTRIC CO Ltd
Priority to CN201510493165.1A priority Critical patent/CN105149731B/zh
Publication of CN105149731A publication Critical patent/CN105149731A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105149731B publication Critical patent/CN105149731B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/06—Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/173—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Abstract

本发明公开了一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置及方法，包括：电容充电控制电路包括：第一控制开关与可控硅Q1连接，通过控制第一控制开关的开通使得可控硅Q1导通；第一控制开关、可控硅Q1和电容C2组成闭合回路，用于在可控硅Q1导通的时候，为电容C2充电；电容放电控制电路包括：第一控制开关、电容C2和二极管D1组成闭合回路，电容C2通过二极管D1进行放电，为焊接电源提供瞬时电流；装置关闭控制电路包括：光耦KF2与MOS管D3连接，通过光耦KF2控制MOS管D3导通，使得整个装置完全关闭。本发明在没有慢送丝的条件下，增大引弧能量和引弧电流上升率di/dt，使得引弧一次成功率达100％。

Description

一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置及方法
技术领域
本发明涉及熔化极气保焊的焊接技术领域，尤其涉及一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置及方法。
背景技术
熔化极气保焊的引弧都是在焊丝与工件短路后，焊接电源工作进行引弧。这样的引弧方式成功率较低，经常出现焊丝爆断、大颗粒飞溅和引弧段焊缝缺陷等问题。随着全自动焊接的推广应用，频繁的引弧和点焊更是对焊机的引弧性能提出了更高的要求。传统的引弧方式产生的缺陷需要增加处理工序，严重影响生产效率和焊接质量。
目前国内外都在从事提高引弧性能方面的研究工作。常用的方法有引弧时降低送丝速度、提升引弧电压、加热引弧焊丝以及使用附加电源提高引弧过程中电流上升速率的方法等。
这些方法虽然对引弧性能有所改善，但由于增加了附加电源和焊丝加热装置等，导致实现装置复杂、成本高；并且由于机械开关频繁动作，导致可靠性降低。最重要的是引弧成功率无法达到100％，而且无法有效解决引弧段焊缝缺陷的问题。
发明内容
为解决现有的技术存在的不足，本发明提出了一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置及方法。该装置及方法能够准确地将引弧前的空载能量存入电容中，省去了附加电源，降低成本。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，包括：电容充电控制电路、电容放电控制电路以及装置关闭控制电路；
所述电容充电控制电路包括：第一控制开关与可控硅Q1连接，通过控制第一控制开关的开通使得可控硅Q1导通；第一控制开关、可控硅Q1和电容C2组成闭合回路，用于在可控硅Q1导通的时候，为电容C2充电；
所述电容放电控制电路包括：第一控制开关、电容C2和二极管D1组成闭合回路，电容C2通过二极管D1进行放电，为焊接电源提供瞬时电流；
所述装置关闭控制电路包括：第二控制开关与MOS管D3连接，通过第二控制开关控制MOS管D3导通，电容C2和二极管D1分别与MOS管D3形成电流释放回路，使得整个装置完全关闭，不会再对焊接电源产生作用，防止对正常焊接产生影响。
所述第一控制开关优选为第一可控硅KF1，所述第一可控硅KF1优选为光敏可控硅。所述第二控制开关优选为光耦KF2。选择光敏器件是为了将控制系统和执行装置隔离，增加系统可靠性。
所述电容充电控制电路具体为：
第一可控硅KF1的阳极通过电阻R2与可控硅Q1的阳极连接，第一可控硅KF1的阴极与可控硅Q1的控制极连接，第一可控硅KF1的控制极经过电容C1与其阴极连接，电阻R3并联在电容C1两端；电容C2一端与可控硅Q1的阴极连接，另一端与可控硅Q1的控制极连接。
所述电容放电控制电路具体为：
第一可控硅KF1的阳极通过电阻R2与二极管D1的阴极连接，电容C2一端与第一可控硅KF1的阴极连接，另一端与二极管D1的阳极连接，电容C2两端并联电阻R4，二极管D1的阴极串联电阻R1后接入焊接电源正极。
所述装置关闭控制电路包括：
光耦KF2的光敏三极管发射极与MOS管D3的栅极连接，光敏三极管的集电极依次串联电阻R6和电阻R5后与MOS管D3的源极连接，光敏三极管发射极串联电阻R7后与MOS管D3的漏极连接，MOS管D3的漏极接入焊接电源负极；MOS管D3的源极串接电阻R5后与电容放电控制电路连接。
所述MOS管D3的源极串接电阻R5后与二极管D1的阳极连接，电解电容C3的正极与二极管D1的阳极连接，负极接入焊接电源负极；二极管D2的阴极与二极管D1的阳极连接，阳极接入焊接电源负极。
电容C2的剩余电荷通过电阻R5和MOS管D3组成的回路释放，二极管D1的漏电流也通过电阻R5和MOS管D3组成的回路释放，这样就有效避免了整套装置对焊接的影响。
一种提高熔化极气保焊引弧性能装置的方法，包括：
当焊枪开关按下后，可控硅Q1导通，MOS管D3关断；焊机通过可控硅Q1在设定时间以内对电解电容C3完成充电，电解电容C3充满后可控硅Q1自动关闭；
当焊丝与工件接触后，电解电容C3通过二极管D1放电，极高的电流上升率引燃电弧；
电弧引燃后，MOS管D3打开，保证整个装置完全关闭。
本发明在没有慢送丝的条件下，通过增大引弧能量和引弧电流上升率di/dt来保证电弧的成功引燃、改善焊缝成形。附加的能量通过电容存储电源空载能量得到，电压值与电源空载电压相同，引弧电流上升率di/dt高于2000A/ms。极高的电流上升可以使引弧一次成功率达100％，引弧时正常送丝可以避免引弧段焊缝的缺陷，保证整条焊缝的一致性。引弧完成后立即关闭整套起弧装置，防止对正常焊接产生影响。
本发明相对于传统方法有以下的优点：
1、整个控制均使用电子元件控制，省去了机械装置，结构简单、可靠性极高、控制精确。
2、准确地将引弧前的空载能量存入电容中，省去了附加电源，降低成本。
3、引弧时不再使用慢送丝，提升了焊缝的质量和一致性，简化了送丝的控制。
4、在引弧完成后，利用MOS管关闭整套引弧装置，避免对焊接产生不良影响。
5、引弧储能的电容采用特制的电解电容，可快速实现深度充放电，寿命达1000万次以上，可靠性极高。
6、采用耐高压的光电耦合器，确保了系统的可靠性和抗干扰性。
附图说明
图1为本发明的装置原理图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步的说明。
一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，包括：电容充电控制电路、电容放电控制电路以及装置关闭控制电路。
本实施例中，优选光敏可控硅KF1和光耦KF2为具体实施方式对本发明装置进行说明，它们所起的作用为开关的作用，本领域技术人员在保证装置可靠工作的前提下，能够根据本领域现有知识将其换做其他的机械开关或者是开关类的电子元件。本发明之所以选择光敏器件是为了将控制系统和执行装置隔离，增加系统可靠性。
整个引弧装置如附图1所示，V+端接焊接电源正极，V-端接焊接电源负极；光敏可控硅KF1和光耦KF2的A、B两端分别接入焊机的控制系统中。
电容充电控制电路具体为：
光敏可控硅KF1的阳极通过电阻R2与可控硅Q1的阳极连接，光敏可控硅KF1的阴极与可控硅Q1的控制极连接，第一可控硅KF1的控制极经过电容C1与其阴极连接，电阻R3并联在电容C1两端；电容C2一端与可控硅Q1的阴极连接，另一端与可控硅Q1的控制极连接。
电容放电控制电路具体为：
光敏可控硅KF1的阳极通过电阻R2与二极管D1的阴极连接，电容C2一端与光敏可控硅KF1的阴极连接，另一端与二极管D1的阳极连接，电容C2两端并联电阻R4，二极管D1的阴极串联电阻R1后接入焊接电源正极。
装置关闭控制电路包括：
光耦KF2的光敏三极管发射极与MOS管D3的栅极连接，光敏三极管的集电极依次串联电阻R6和电阻R5后与MOS管D3的源极连接，光敏三极管发射极串联电阻R7后与MOS管D3的漏极连接，MOS管D3的漏极接入焊接电源负极；MOS管D3的源极串接电阻R5后与电容放电控制电路连接。
MOS管D3的源极串接电阻R5后与二极管D1的阳极连接，电解电容C3的正极与二极管D1的阳极连接，负极接入焊接电源负极；二极管D2的阴极与二极管D1的阳极连接，阳极接入焊接电源负极。
本发明装置适用于所有熔化极气保焊电源，包括全自动焊接和半自动焊接；特别适合全自动焊接；电容为3300uF，可控硅40A400V，电阻R1为2Ω。
当焊枪开关按下后，控制系统打开光敏可控硅KF1、关闭光耦KF2，可控硅Q1导通，MOS管D3关断，焊机通过可控硅Q1在5ms以内对电解电容C2完成充电，C3充满后Q1自动关闭。
当焊丝与工件接触后，C3通过二极管D1放电，极高的电流上升率di/dt引燃电弧。
电弧引燃后，MOS管D3打开，电容C2的剩余电荷通过电阻R5和MOS管D3组成的回路释放，二极管D1的漏电流也通过电阻R5和MOS管D3组成的回路释放，这样就有效避免了整套装置对焊接的影响，电流走向为：电容C3正极—>电阻R5—>MOS管D3，二极管漏电流走向二极管D1阴极->二极管D1阳极->电阻R5->MOS管D3。保证整个装置的完全关闭，防止其对正常焊接产生影响。
本发明在引弧前对电容器进行充电，引弧时对电容器进行深度放电，引弧成功后将电容关闭并放电，防止其对正常焊接产生影响。本发明方案可将熔化极气保焊的引弧成功率提升至100％。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，其特征是，包括：电容充电控制电路、电容放电控制电路以及装置关闭控制电路；
所述电容充电控制电路包括：第一控制开关与可控硅Q1连接，通过控制第一控制开关的开通使得可控硅Q1导通；第一控制开关、可控硅Q1和电容C2组成闭合回路，用于在可控硅Q1导通的时候，为电容C2充电；
所述电容放电控制电路包括：第一控制开关、电容C2和二极管D1组成闭合回路，电容C2通过二极管D1进行放电，为焊接电源提供瞬时电流；
所述装置关闭控制电路包括：第二控制开关与MOS管D3连接，通过第二控制开关控制MOS管D3导通，电容C2和二极管D1分别与MOS管D3形成电流释放回路，使得整个装置完全关闭。
2.如权利要求1所述的一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，其特征是，所述第一控制开关为第一可控硅KF1，所述第二控制开关为光耦KF2。
3.如权利要求2所述的一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，其特征是，所述电容充电控制电路具体为：
第一可控硅KF1的阳极通过电阻R2与可控硅Q1的阳极连接，第一可控硅KF1的阴极与可控硅Q1的控制极连接，第一可控硅KF1的控制极经过电容C1与其阴极连接，电阻R3并联在电容C1两端；电容C2一端与可控硅Q1的阴极连接，另一端与可控硅Q1的控制极连接。
4.如权利要求2所述的一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，其特征是，所述电容放电控制电路具体为：
第一可控硅KF1的阳极通过电阻R2与二极管D1的阴极连接，电容C2一端与第一可控硅KF1的阴极连接，另一端与二极管D1的阳极连接，电容C2两端并联电阻R4，二极管D1的阴极串联电阻R1后接入焊接电源正极。
5.如权利要求2所述的一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，其特征是，所述装置关闭控制电路包括：
光耦KF2的光敏三极管发射极与MOS管D3的栅极连接，光敏三极管的集电极依次串联电阻R6和电阻R5后与MOS管D3的源极连接，光敏三极管发射极串联电阻R7后与MOS管D3的漏极连接，MOS管D3的漏极接入焊接电源负极；MOS管D3的源极串接电阻R5后与电容放电控制电路连接。
6.如权利要求5所述的一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，其特征是，所述MOS管D3的源极串接电阻R5后与二极管D1的阳极连接，电解电容C3的正极与二极管D1的阳极连接，负极接入焊接电源负极；二极管D2的阴极与二极管D1的阳极连接，阳极接入焊接电源负极。
7.如权利要求2所述的一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，其特征是，所述第一可控硅KF1和光耦KF2的开通通过焊机的控制系统控制。
8.如权利要求2所述的一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，其特征是，所述第一可控硅KF1为光敏可控硅。
9.一种如权利要求1所述的提高熔化极气保焊引弧性能装置的方法，其特征是，包括：
当焊枪开关按下后，可控硅Q1导通，MOS管D3关断；焊机通过可控硅Q1在设定时间以内对电解电容C3完成充电，电解电容C3充满后可控硅Q1自动关闭；
当焊丝与工件接触后，电解电容C3通过二极管D1放电，极高的电流上升率引燃电弧；
电弧引燃后，MOS管D3打开，保证整个装置完全关闭。
10.如权利要求9所述的提高熔化极气保焊引弧性能装置的方法，其特征是，所述可控硅Q1为光敏可控硅，所述光敏可控硅和光耦KF2的开通通过焊机控制系统控制。
CN201510493165.1A 2015-08-12 2015-08-12 一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置及方法 Active CN105149731B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510493165.1A CN105149731B (zh) 2015-08-12 2015-08-12 一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510493165.1A CN105149731B (zh) 2015-08-12 2015-08-12 一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105149731A true CN105149731A (zh) 2015-12-16
CN105149731B CN105149731B (zh) 2017-05-17

Family

ID=54790931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510493165.1A Active CN105149731B (zh) 2015-08-12 2015-08-12 一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105149731B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106425046A (zh) * 2016-11-29 2017-02-22 山东奥太电气有限公司 熔化极气保焊双电机送丝系统的速度同步控制方法及装置
CN108127220A (zh) * 2017-12-20 2018-06-08 唐山松下产业机器有限公司 脉冲熔化极气体保护焊的引弧方法
CN110247366A (zh) * 2019-06-18 2019-09-17 德力西电气有限公司 防线圈烧毁的漏电保护电路

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1180004A (zh) * 1997-09-30 1998-04-29 中国人民解放军装甲兵工程学院 微脉冲旋转熔化极的气体保护焊模具修补机及其使用方法
CN1184014A (zh) * 1997-12-12 1998-06-10 西安交通大学 熔化极初期高压脉冲接触引弧控制法及其控制电路
US6075224A (en) * 1998-04-01 2000-06-13 Illinois Tool Works Inc Method of and apparatus for initiating a welding arc
CN1600486A (zh) * 2003-09-26 2005-03-30 清华大学 用于降低短路过渡气体保护焊飞溅的方法和系统
CN102133676A (zh) * 2011-01-25 2011-07-27 深圳华意隆电气股份有限公司 一种电压型pwm半桥硬开关逆变式焊割机
CN202180281U (zh) * 2011-06-23 2012-04-04 唐山松下产业机器有限公司 电焊机节电电路
CN103111732A (zh) * 2013-01-25 2013-05-22 昆山华恒焊接股份有限公司 熔化极气体保护焊中短路过渡过程的控制方法
CN205020992U (zh) * 2015-08-12 2016-02-10 山东奥太电气有限公司 一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1180004A (zh) * 1997-09-30 1998-04-29 中国人民解放军装甲兵工程学院 微脉冲旋转熔化极的气体保护焊模具修补机及其使用方法
CN1184014A (zh) * 1997-12-12 1998-06-10 西安交通大学 熔化极初期高压脉冲接触引弧控制法及其控制电路
US6075224A (en) * 1998-04-01 2000-06-13 Illinois Tool Works Inc Method of and apparatus for initiating a welding arc
CN1600486A (zh) * 2003-09-26 2005-03-30 清华大学 用于降低短路过渡气体保护焊飞溅的方法和系统
CN102133676A (zh) * 2011-01-25 2011-07-27 深圳华意隆电气股份有限公司 一种电压型pwm半桥硬开关逆变式焊割机
CN202180281U (zh) * 2011-06-23 2012-04-04 唐山松下产业机器有限公司 电焊机节电电路
CN103111732A (zh) * 2013-01-25 2013-05-22 昆山华恒焊接股份有限公司 熔化极气体保护焊中短路过渡过程的控制方法
CN205020992U (zh) * 2015-08-12 2016-02-10 山东奥太电气有限公司 一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106425046A (zh) * 2016-11-29 2017-02-22 山东奥太电气有限公司 熔化极气保焊双电机送丝系统的速度同步控制方法及装置
CN106425046B (zh) * 2016-11-29 2018-11-27 山东奥太电气有限公司 熔化极气保焊双电机送丝系统的速度同步控制方法及装置
CN108127220A (zh) * 2017-12-20 2018-06-08 唐山松下产业机器有限公司 脉冲熔化极气体保护焊的引弧方法
CN110247366A (zh) * 2019-06-18 2019-09-17 德力西电气有限公司 防线圈烧毁的漏电保护电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN105149731B (zh) 2017-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205020992U (zh) 一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置
CN102189328B (zh) 全自动锂离子电芯多层极耳超声波焊接机
CN100344402C (zh) 用于降低短路过渡气体保护焊飞溅的方法和系统
US20160144444A1 (en) Dabbing pulsed welding system and method
MX2015003481A (es) Sistema y metodo de soldadura por pulsos de toque leves.
US8937263B2 (en) Capacitive discharge welding power supply and capacitive discharge welder using the same
CN105149731A (zh) 一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置及方法
CN108767338B (zh) 一种修复电池壳体和顶盖焊接爆点的方法
CN103990892A (zh) 逆变焊接设备及其控制方法
CN107627009A (zh) 焊机稳弧装置
CN109202217B (zh) 便于起弧的气保焊机
CN103264214A (zh) 一种等离子弧切割的起弧电路
CN101036956B (zh) 熔化电极式电弧焊接机
CN204449569U (zh) 一种降低气保焊飞溅的电路
CN207272384U (zh) 一种双脉冲送丝电机的控制系统
CN108098117B (zh) Tig电弧辅助的mig焊非接触引弧方法及装置
CN210789604U (zh) 一种低耗能的电焊机
US20220324049A1 (en) Overvoltage protection for current braking switch
CN104551429A (zh) 一种固态电容器专用导针焊接装置及导针焊接的方法
CN108856979A (zh) 一种电池式自保护半自动送丝焊机
CN211490065U (zh) 一种电阻焊机中的放料装置
CN103986321B (zh) 弧焊电源安全启动装置及方法
CN104907672B (zh) 带辅助放电机构的自动化电焊机
CN209986391U (zh) 一种逆变式co2保护焊机焊丝去小球控制电路及焊机
CN204487028U (zh) 一种超声波金属沉积堆焊机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant