CN108555420B - 用于氩弧焊机的引弧电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于氩弧焊机的引弧电路，其特征在于，包括：一单片机、电流给定电路、驱动电路、回路电路以及霍尔信号检测单元；该单片机判断焊接电流是否大于一预设值，并根据判断结果输出高低电平信号；该电流给定电路根据该高低电平信号输出一驱动输入信号；该驱动电路根据该驱动输入信号输出一驱动输出信号至该回路电路；该回路电路根据该驱动输出信号输出引弧电流；该霍尔信号检测单元检测该回路电路并输出至该单片机。
Description
技术领域
本发明涉及交直流氩弧焊技术领域，特别涉及一种交直流氩弧焊的引弧电路。
背景技术
氩弧焊技术是在普通电弧焊的原理的基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术，由于在高温熔融焊接中不断送上氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊材的氧化，因此可以焊接铜、铝、合金钢等有色金属。氩弧焊技术具有焊接过程稳定、收弧控制容易的优点，但是引弧难却是其一直存在的技术问题。
引弧难主要是由交流电源的物理特性决定的。交流焊接过程电弧会有过零点，在电源极性转变时，所以就造成引弧难，容易断弧。以金属铝为例，金属铝在工业生产和日常生活中应用十分广泛，但铝及其合金的焊接工艺性却很差，同时由于氩弧焊技术中所存在的引弧难问题，导致金属铝焊接工艺难以提高。
氩弧焊的引弧方式一般分为接触式引弧和非接触式引弧两大类。传统的手工划弧的接触式引弧方式容易造成钨极的烧损、工件表面擦伤以及焊缝夹钨等现象，一般不宜采用。目前氩弧焊中广泛应用的是非接触式引弧方式，非接触式引弧包括高压脉冲引弧和高频高压引弧。高压脉冲引弧可击穿的空气间隙较小，引弧效果差。高频高压引弧在引弧瞬间加大电流，提高引弧成功率，但是这样会在实际使用中造成很多不便，例如进行薄板焊接时，瞬间的大电流会击穿板材，损毁焊接工件。
因此现有技术中急需一种新的引弧技术，提高引弧成功率并避免出现瞬间大电流的现象。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种引弧电路，能够提高引弧成功率并避免出现瞬间大电流的现象。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于氩弧焊机的引弧电路，其特征在于，包括：一单片机、电流给定电路、驱动电路、回路电路以及霍尔信号检测单元；该单片机判断焊接电流是否大于一预设值，并根据判断结果输出高低电平信号；该电流给定电路根据该高低电平信号输出一驱动输入信号；该驱动电路根据该驱动输入信号输出一驱动输出信号至该回路电路；该回路电路根据该驱动输出信号输出引弧电流；该霍尔信号检测单元检测该回路电路并输出至该单片机。
更进一步地，该预设值为50安培。
更进一步地，该焊接电流小于该预设值时，该驱动电路输出直流脉冲信号；该焊接电流大于该预设值时，该驱动电路输出交流脉冲信号。
更进一步地，该电流给定电路包括三角波发生电路和比较器U3A，该比较器U3A的正极与单片机的输出端连接，当该单片机输出低电平信号时，该比较器U3A输出方波信号，当该单片机输出高电平信号时，该比较器U3A输出直流电信号。
更进一步地，该三角波发生电路包括稳压器ZD1和ZD2。
更进一步地，该电流给定电路还包括电阻R1、R2、R3、R4、R5，电容C1 和比较器U1A、U2A；该比较器U1A的负极接地，正极连接该电阻R1、R2；该电阻R1一端连接该比较器U1A的正极，另一端连接该电阻R3；该电阻R3 的另一端连接比较器U1的输出端；该电阻R4的一端连接该稳压管ZD2，另一端连接比较器U2A的负极；该比较器U2A的正极连接电阻R5，负极连接该比较器U3的负极；该电容C1一端连接该比较器U2A的负极另一端连接该比较器 U2A的输出端。
更进一步地，该驱动输入信号是直流电信号时，该驱动输出信号是脉冲信号；该驱动输入信号是方波信号时，该驱动输出信号是两路互补方波。
更进一步地，该驱动电路还包括电容C2、C3，反相器U1B、U2B、U3B，该二极管D1和电阻R7串联后与该二极管D2和电阻R6并联，该电容C2的一端连接反相器U2B，另一端接地；该反相器U1B的一端连接电流给定电路的输出端，另一端连接该二极管D3、D4；该二极管D3与电阻R9串联后与二极管 D4和电阻R8并联；该电容C3一端连接反向器U3B，另一端接地；该反向器U2B的输出端与反向器U2B的输出至P1。
更进一步地，该回路电路包括一次逆变电路和二次逆变电路。
更进一步地，该霍尔信号检测单元检测到该回路电路输出引弧电路时，输出一反馈信号至该单片机实现引弧方式的切换。
与现有技术相比较，本发明所提供的智能引弧电路能检测焊接电流值，判断该电流值是否超出一预置电流值，并根据电流值大小实现引弧方式的切换，判断引弧成功后才转为正常的交流输出，解决了交流电流过小引弧困难的技术问题，在引弧的过程中也不会出现瞬间大电流损毁焊接工件。
附图说明
附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：
图1是本发明所采用的智能引弧方法的原理图；
图2是本发明所提供的引弧电路的结构示意图；
图3是本发明所提供的引弧电路的电路示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想在于提供智能引弧电路，该智能引弧电路检测焊接电流值，判断该电流值是否超出一预置电流值，并根据电流值大小实现引弧方式的切换，解决了交流电流过小引弧困难的技术问题，在引弧的过程中也不会出现瞬间大电流损毁焊接工件。
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图1～3对本发明提出的智能引弧装置作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如在本说明书中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本说明书中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。
图1是本发明所采用的智能引弧方法的原理图。如图1所示，横轴是时间，纵轴是预置电流大小。本发明所采用的智能引弧电路主要是根据预置的焊接电流来选择引弧的方式。当焊接电流小于50A时,采用脉冲直流引弧方式,当焊机电流大于50A时直接交流引弧。这样可以避免交流小电流引弧难得问题。当焊接电流小于50A时，在交流引弧的瞬间采用直流脉冲输出，直流脉冲的基值电流为最小电流5A，峰值电流为交流的预置电流。当引弧成功后，再转为正常的交流输出。
图2是引弧电路的结构示意图。该引弧电路包括单片机10、电流给定电路 20、驱动电路30、回路电路40以及霍尔信号反馈50。预设电流输入单片机10，单片机10用来判断焊接电流是否大于50A，并输出相应的电压信号。电流给定电路20接受单片机10输出的电压信号，并将该电压信号转成一驱动输入信号。驱动输入信号输出至驱动电路30。当焊接电流小于50A时，驱动电路30输出直流脉冲信号，当焊接电流大于50A时，输出交流脉冲信号。回路电路40根据输出的脉冲信号，输出引弧电流。该引弧电路还包括霍尔信号反馈电路50，该霍尔信号反馈电路50通过采样输出回路电路40判断引弧是否成功，然后输出一反馈信号实现引弧方式的切换。
图3是本发明所提供的引弧电路的电路示意图。氩弧焊机的面板上的电流设定电位器两端的电压随着电流的增大而增大。预设电流输入单片机中，单片机对输入电流是否大于50A进行判断，根据判断的结果输出相对应的高低电平信号。高低电平信号与电流给定电路20的比较器的正极连接。
电流给定电路20包括电阻R1、R2、R3、R4、R5，电容C1，稳压管ZD1、 ZD2组成的三角波发生电路和比较器U1A、U2A、U3A组成。其中，比较器U1A 的负极接地，正极连接电阻R1、R2。电阻R1一端连接比较器U1A的正极，另一端连接电阻R3。电阻R3的另一端连接比较器U1的输出端。电阻R4的一端连接稳压管ZD2，另一端连接比较器U2A的负极。比较器U2A的正极连接电阻R5，负极连接比较器U3的负极。电容C1一端连接比较器U2A的负极另一端连接比较器U2A的输出端。单片机10输出的高低电平信号与与电流给定电路20的比较器U3A的正极连接。如果单片机判断输入电流值大于50A，单片机输出低电平，电流给定电路20将三角波发生器产生的三角波转换为方波。如果单片机判断输入电流值小于50A，单片机输出高电平，电流给定电路20将三角波转换为直流驱动信号。
驱动电路30用于根据电流给定电路20输出的方波或直流信号驱动直流驱动电路或交流驱动电路输出交流电或直流电。驱动电路30由二极管D1、D2、 D3、D4，电阻R6、R7、R8、R9，电容C2、C3，反相器U1B、U2B、U3B组成。其中，二极管D1和电阻R7串联后与二极管D2和电阻R6并联，电容C2 的一端连接反相器U2B，另一端接地。反相器U1B的一端连接电流给定电路20 的输出端，另一端连接二极管D3、D4。
二极管D3与电阻R9串联后与二极管D4和电阻R8并联。电容C3一端连接反向器U3B，另一端接地。反向器U2B的输出端与反向器U2B的输出驱动输出信号。直流驱动时，直流电接入到回路电路40的一次逆变电路(图中未示出)，再进行整流，输出直流电，进行直流引弧。交流驱动时，输出为出为两路互补的方波，之后接入到回路电路40的二次逆变电路(图中未示出)中，输出交流电进行交流引弧。
霍尔电流传感器40检测回路中的电流信号，将检测的电流信号转换为电压信号输入到单片机10中。该检测到的电流信号大于50A时，单片机判断引弧成功，输出低电平。电流给定电路20接收到单片机10输出的低电平信号后输出方波，直接进入交流状态。
与现有技术相比较，本发明所提供的智能引弧电路能检测焊接电流值，判断该电流值是否超出一预置电流值，并根据电流值大小实现引弧方式的切换，判断引弧成功后才转为正常的交流输出，解决了交流电流过小引弧困难的技术问题，在引弧的过程中也不会出现瞬间大电流损毁焊接工件。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于氩弧焊机的引弧电路，其特征在于，包括：一单片机、电流给定电路、驱动电路、回路电路以及霍尔信号检测单元；所述单片机判断焊接电流是否大于一预设值，并根据判断结果输出高低电平信号；所述电流给定电路根据所述高低电平信号输出一驱动输入信号；所述驱动电路根据所述驱动输入信号输出一驱动输出信号至所述回路电路；所述回路电路根据所述驱动输出信号输出引弧电流；所述霍尔信号检测单元检测所述回路电路并输出至所述单片机；其中，所述焊接电流小于所述预设值时，所述驱动电路输出直流脉冲信号；所述焊接电流大于所述预设值时，所述驱动电路输出交流脉冲信号。
2.如权利要求1所述的用于氩弧焊机的引弧电路，其特征在于，所述预设值为50安培。
3.如权利要求1所述的用于氩弧焊机的引弧电路，其特征在于，所述电流给定电路包括三角波发生电路和比较器U3A，所述比较器U3A的正极与单片机的输出端连接，当所述单片机输出低电平信号时，所述比较器U3A输出方波信号，当所述单片机输出高电平信号时，所述比较器U3A输出直流电信号。
4.如权利要求3所述的用于氩弧焊机的引弧电路，其特征在于，所述三角波发生电路包括稳压器ZD1和ZD2。
5.如权利要求4所述的用于氩弧焊机的引弧电路，其特征在于，所述电流给定电路还包括电阻R1、R2、R3、R4、R5，电容C1和比较器U1A、U2A；所述比较器U1A的负极接地，正极连接所述电阻R1、R2；所述电阻R1一端连接所述比较器U1A的正极，另一端连接所述电阻R3；所述电阻R3的另一端连接比较器U1的输出端；所述电阻R4的一端连接稳压器ZD2，另一端连接比较器U2A的负极；所述比较器U2A的正极连接电阻R5，负极连接所述比较器U3的负极；所述电容C1一端连接所述比较器U2A的负极另一端连接所述比较器U2A的输出端。
6.如权利要求1所述的用于氩弧焊机的引弧电路，其特征在于，所述驱动输入信号是直流电信号时，所述驱动输出信号是脉冲信号；所述驱动输入信号是方波信号时，所述驱动输出信号是两路互补方波。
7.如权利要求1所述的用于氩弧焊机的引弧电路，其特征在于，所述驱动电路还包括电容C2、C3，反相器U1B、U2B、U3B，二极管D1和电阻R7串联后与二极管D2和电阻R6并联，所述电容C2的一端连接反相器U2B，另一端接地；所述反相器U1B的一端连接电流给定电路的输出端，另一端连接二极管D3、D4；二极管D3与电阻R9串联后与二极管D4和电阻R8并联；所述电容C3一端连接反向器U3B，另一端接地；所述反向器U2B的输出端与反向器U2B的输出至P1。
8.如权利要求1所述的用于氩弧焊机的引弧电路，其特征在于，所述回路电路包括一次逆变电路和二次逆变电路。
9.如权利要求1所述的用于氩弧焊机的引弧电路，其特征在于，所述霍尔信号检测单元检测到所述回路电路输出引弧电路时，输出一反馈信号至所述单片机实现引弧方式的切换。
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