CN105149748B - 一种交直流熔化极焊机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种交直流熔化极焊机，所述焊机包括熔化极焊接电源模块与焊枪，所述熔化极焊接电源模块与焊枪之间连接有交直流变换控制模块，且所述焊枪的输入端与所述熔化极焊接电源模块建立反馈连接，以将焊枪的输出电流参数以及输出电压参数反馈至所述熔化极焊接电源模块；所述交直流变换控制模块用于控制所述熔化极焊接电源模块的两输出端正负极性的变换，并控制所述熔化极焊接电源模块的两输出端的正极接通时间与负极接通时间的时间比，实现交直流熔化极焊机的交流或直流焊接，从而控制工件与焊丝的热量需求，以达到最佳的焊接效果，有效提高焊接质量和焊接速度。

Description

一种交直流熔化极焊机
技术领域
本发明涉及焊机领域，尤其涉及一种交直流熔化极焊机。
背景技术
传统的熔化极焊机只采用直流的焊接模式，焊丝接焊枪的正极，工件接焊枪中的负极，熔丝速度快，但是熔化焊丝与熔化母材的热量不能控制； 因此，在焊接薄板时由于需要一定的热量来熔化焊丝，此时很容易导致母材输入热量太大，板材容易变形及穿孔；而在厚板焊接时，由于母材需要较大的输入热量，导致熔丝时间需要跟母材熔化时间匹配，焊接速度下降。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种交直流熔化极焊机，以有效提高焊接质量和焊接效率。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种交直流熔化极焊机，所述焊机包括熔化极焊接电源模块与焊枪，所述熔化极焊接电源模块与焊枪之间连接有交直流变换控制模块，且所述焊枪的输入端与所述熔化极焊接电源模块建立反馈连接，以将焊枪的输出电流参数以及输出电压参数反馈至所述熔化极焊接电源模块；所述交直流变换控制模块用于控制所述熔化极焊接电源模块的两输出端正负极性的变换，并控制所述熔化极焊接电源模块的两输出端的正极接通时间与负极接通时间的时间比，实现交直流熔化极焊机的交流或直流焊接，从而控制工件与焊丝的热量需求，以达到最佳的焊接效果，有效提高焊接质量和焊接速度。
优选地，所述交直流变换控制模块具有输入正端、输入负端、第一输出端以及第二输出端，所述交直流变换控制模块包括第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块以及第四开关模块；所述输入正端、第一开关模块的输入端、第一开关模块的输出端、第二开关模块的输入端、第二开关模块的输出端以及所述输入负端依次连接，所述输入正端、第三开关模块的输入端、第三开关模块的输出端、第四开关模块的输入端、第四开关模块的输出端以及所述输入负端依次连接；所述第三开关模块与第四开关模块的相互连接的一端作为所述第一输出端，所述第三开关模块与第四开关模块的相互连接的一端作为所述第二输出端。
进一步地，所述第二输出端与所述第三开关模块与第四开关模块的相互连接的一端之间串联连接有LC串联电路。
优选地，所述熔化极焊接电源模块包括依次连接的电源输入模块、直流恒压模块、斩波控制模块、以及恒流反馈模块，还包括有控制系统模块、电流取样模块以及电压取样模块；所述电流取样模块的输入端至少具有两电流输入接口，其中一电流输入接口与直流恒压模块的输出端连接，另一电流输入接口与焊枪的输入端连接；所述电压取样模块的输入端至少具有两电压输入接口，其中一电压输入接口与直流恒压模块的输出端连接，另一电压输入接口与焊枪的输入端连接；所述电流取样模块的输出端、电压取样模块的输出端均与控制系统模块连接。
进一步地，所述熔化极焊接电源模块还包括与控制系统模块连接的人机界面操作及显示模块；较佳地，所述控制系统模块设置有用于与外部设备进行通信连接的同步通信接口。
本发明提供的交直流熔化极焊机，通过在原有直流熔化极焊机的基础上增加一交直流变换控制模块，以控制焊机的两输出端正负极性的变换，并控制焊机两输出端的正极接通时间与负极接通时间的时间比，实现交直流熔化极焊机的交流或直流焊接，从而控制工件与焊丝的热量需求，以达到最佳的焊接效果，进而有效提高焊接质量和焊接速度。
附图说明
附图1为本发明实施例中所述交直流熔化极焊机的原理框图；
附图2为本发明实施例中所述交直流熔化极焊机具体的电路原理示意框图；
附图3为本发明实施例中所述交直流变换控制模块的原理框图；
附图4为本发明实施例中所述交直流变换控制模块具体的电路原理示图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如附图1所示，一种交直流熔化极焊机，所述焊机包括熔化极焊接电源模块与焊枪，所述熔化极焊接电源模块与焊枪之间连接有交直流变换控制模块，且所述焊枪的输入端与所述熔化极焊接电源模块建立反馈连接，以将焊枪的输出电流参数以及输出电压参数反馈至所述熔化极焊接电源模块；所述交直流变换控制模块用于控制所述熔化极焊接电源模块的两输出端正负极性的变换，并控制所述熔化极焊接电源模块的两输出端的正极接通时间与负极接通时间的时间比，实现交直流熔化极焊机的交流或直流焊接，从而控制工件与焊丝的热量需求，以达到最佳的焊接效果，有效提高焊接质量和焊接速度。
如附图2所示，所述熔化极焊接电源模块优选包括依次连接的电源输入模块、直流恒压模块、斩波控制模块、以及恒流反馈模块，还包括有控制系统模块、电流取样模块以及电压取样模块；所述电流取样模块的输入端至少具有两电流输入接口，其中一电流输入接口与直流恒压模块的输出端连接，另一电流输入接口与焊枪的输入端连接；所述电压取样模块的输入端至少具有两电压输入接口，其中一电压输入接口与直流恒压模块的输出端连接，另一电压输入接口与焊枪的输入端连接；所述电流取样模块的输出端、电压取样模块的输出端均与控制系统模块连接。
另外，所述熔化极焊接电源模块还包括与控制系统模块连接的人机界面操作及显示模块；较佳地，所述控制系统模块设置有用于与外部设备进行通信连接的同步通信接口。
本发明实施例中，所述的电源输入模块、直流恒压模块、斩波控制模块、恒流反馈模块、电流取样模块、电压取样模块，控制系统模块、人机界面操作及显示模块等各功能模块均为现有技术，在此对其工作原理或其具体组成不再详述。但需说明的是，上述各功能模块中，其可以根据实际需要将多个功能模块集成在一个电路模块来实现其相应的功能，或者某些功能模块的功能不仅可以用现有的硬件电路或装置来实现其功能，还可以通过硬件与软件结合来实现；如电流取样模块、电压取样模块可以集成在控制系统模块中，或者电流取样模块、电压取样模块的功能可以在控制系统模块内通过硬件与软件结合的方式来实现；还可将某一个功能模块分为多个功能模块来实现，如将人机界面操作及显示模块分为人机界面操作模块、人机界面操作模块两个功能模块等。总之，本发明中的各功能模块不限制于任何特定的硬件和软件结合；同样，包括所述交直流变换控制模块也不限于硬件，或硬件与软件结合。
以下对所述的交直流变换控制模块作进一步的详细说明：如附图3所示，所述交直流变换控制模块具有输入正端、输入负端、第一输出端以及第二输出端，所述交直流变换控制模块包括第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块以及第四开关模块；所述输入正端、第一开关模块的输入端、第一开关模块的输出端、第二开关模块的输入端、第二开关模块的输出端以及所述输入负端依次连接，所述输入正端、第三开关模块的输入端、第三开关模块的输出端、第四开关模块的输入端、第四开关模块的输出端以及所述输入负端依次连接；所述第三开关模块与第四开关模块的相互连接的一端作为所述第一输出端，所述第三开关模块与第四开关模块的相互连接的一端作为所述第二输出端。另外，所述第二输出端与所述第三开关模块与第四开关模块的相互连接的一端之间串联连接有LC串联电路。
优选地，所述第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块以及第四开关模块为相同的开关电路，所述开关电路包括一开关功率器件，一电容以及一二极管，所述电容并联连接于所述开关功率器件的漏极与源极之间，或者所述电容并联连接于所述开关功率器件的集电极与发射极之间；所述二极管的正极与所述开关功率器件的漏极或集电极连接，所述二极管的负极与所述开关功率器件的源极或发射极连接；所述开关功率器件的漏极或集电极作为各开关模块的输入端，所述开关功率器件的源极或发射极作为各开关模块的输出端；所述开关功率器件的栅极或基极连接有一用于控制开关功率器件导通或截止的开关信号源。本发明实施例中，所述开关功率器件优选为MOS管或三极管。
附图4为所述交直流变换控制模块具体的电路原理示图，本实施例中的所述的开关功率器件以MOS管为具体实施例；如附图4所示，所述交直流变换控制模块包括MOS管Q1、Q2、 Q3、 Q4，二极管D1、D2、 D3、 D4，电容C1、C2、C3、C4、C5以及电感L1。其中，电感L1与电容C5串联连接组成所述LC串联电路。各MOS管、二极管以及电容等元件的连接关系如附图4所示，这里不再详述。另外，各MOS管的栅极连接一开关信号源（图4中并未画出），用于控制控制各MOS管的导通或截止。
当MOS管Q1、Q4导通，Q2、Q3截止时，则所述交直流变换控制模块两输出端的电压UAB恒为正（直流）；而当MOS管Q2、Q3导通，Q1、Q4截止时，则所述交直流变换控制模块两输出端的电压UAB恒为负（直流）；当以上两种状态轮流切换时，所述交直流变换控制模块两输出端的电压UAB也进行着正负电压的变换，从而实现交流电压特性。通过控制各MOS管的导通或截止的时间，即可实现控制所述熔化极焊接电源模块的两输出端的正极接通时间与负极接通时间的时间比，进而可根据具体的焊接材料的需求，控制工件与焊丝的热量需求，以达到最佳的焊接效果，有效提高焊接质量和焊接速度。
例如，当焊接薄板材料时，通过控制所述熔化极焊接电源模块的两输出端的正极接通时间与负极接通时间的时间比，即控制焊枪上的两极（即用于与焊丝连接的熔化极，以及焊枪上用于与焊接材料连接的焊件连接极）的正极接通时间与负极接通时间的时间比，在焊接时使焊丝上产生的热量较大，而焊接材料（即母材）上产生的热量较少，以防止焊接材料变形或穿孔，有效提高焊接质量；而在焊接厚板材料时，通过控制焊枪上的两极的正极接通时间与负极接通时间的时间比，在焊接时使焊接材料上产生的热量较大的同时也使焊丝上产生的热量较大，提高焊丝的熔解速度，从而有效提高焊接速度。
上述实施例中提到的内容为本发明较佳的实施方式，并非是对本发明的限定，在不脱离本发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种交直流熔化极焊机，所述焊机包括熔化极焊接电源模块与焊枪，其特征在于：所述熔化极焊接电源模块与焊枪之间连接有交直流变换控制模块，所述交直流变换控制模块用于控制所述熔化极焊接电源模块的两输出端正负极性的变换，并控制所述熔化极焊接电源模块的两输出端的正极接通时间与负极接通时间的时间比，且所述焊枪的输入端与所述熔化极焊接电源模块建立反馈连接，以将焊枪的输出电流参数以及输出电压参数反馈至所述熔化极焊接电源模块；
所述熔化极焊接电源模块包括依次连接的电源输入模块、直流恒压模块、斩波控制模块、以及恒流反馈模块，还包括有控制系统模块、电流取样模块以及电压取样模块；所述电流取样模块的输入端至少具有两电流输入接口，其中一电流输入接口与直流恒压模块的输出端连接，另一电流输入接口与焊枪的输入端连接；所述电压取样模块的输入端至少具有两电压输入接口，其中一电压输入接口与直流恒压模块的输出端连接，另一电压输入接口与焊枪的输入端连接；所述电流取样模块的输出端、电压取样模块的输出端均与控制系统模块连接；
所述交直流变换控制模块具有输入正端、输入负端、第一输出端以及第二输出端，所述交直流变换控制模块包括第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块以及第四开关模块；所述输入正端、第一开关模块的输入端、第一开关模块的输出端、第二开关模块的输入端、第二开关模块的输出端以及所述输入负端依次连接，所述输入正端、第三开关模块的输入端、第三开关模块的输出端、第四开关模块的输入端、第四开关模块的输出端以及所述输入负端依次连接；所述第三开关模块与第四开关模块的相互连接的一端作为所述第一输出端，所述第一开关模块与第二开关模块的相互连接的一端作为所述第二输出端。
2.根据权利要求1所述的交直流熔化极焊机，其特征在于：所述第二输出端与所述第三开关模块与第四开关模块的相互连接的一端之间串联连接有LC串联电路。
3.根据权利要求1所述的交直流熔化极焊机，其特征在于：所述第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块以及第四开关模块为相同的开关电路，所述开关电路包括一开关功率器件，一电容以及一二极管，所述电容并联连接于所述开关功率器件的漏极与源极之间，或者所述电容并联连接于所述开关功率器件的集电极与发射极之间；所述二极管的正极与所述开关功率器件的源极或发射极连接，所述二极管的负极与所述开关功率器件的漏极或集电极连接；所述开关功率器件的漏极或集电极作为各开关模块的输入端，所述开关功率器件的源极或发射极作为各开关模块的输出端，所述开关功率器件的栅极或基极连接有一用于控制开关功率器件导通或截止的开关信号源。
4.根据权利要求3所述的交直流熔化极焊机，其特征在于：所述开关功率器件为MOS管或三极管。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的交直流熔化极焊机，其特征在于：所述熔化极焊接电源模块还包括与控制系统模块连接的人机界面操作及显示模块。
6.根据权利要求5所述的交直流熔化极焊机，其特征在于：所述控制系统模块设置有用于与外部设备进行通信连接的同步通信接口。
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