CN110434428A - 一种焊接热裂纹控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种焊接热裂纹控制装置，包括：焊枪、预热线圈和加热设备，其中，焊枪和预热线圈均设置在被焊工件焊缝的正上方位置，预热线圈位于所述焊枪的一侧，加热设备用于根据预设感应加热频率、预设加热温度和预设加热时间控制所述预热线圈对被焊工件进行加热。本发明实施例提供的一种焊接热裂纹控制装置，在焊接过程中，预热线圈首先对被焊工件的焊缝进行预热，不会恶化工作条件，使用较小的电流进行焊接，降低了焊接热裂纹倾向；且使得被焊工件整体或局部的温度梯度减小，有益于防治粗大、结晶方向明显的柱状晶的产生；同时，避免了为防治焊接热裂纹而提高焊接线能量，不会使近缝区组织过热，保证了近缝区组织的力学性能。

Description

一种焊接热裂纹控制装置

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种焊接热裂纹控制装置。

背景技术

焊接热裂纹是焊接过程中的常见问题，焊接热裂纹主要是指焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区时所产生的裂纹，其中以结晶裂纹最为常见。结晶裂纹只存在与焊缝上，一般呈纵向分布与焊缝中心线，或呈弧形分布于中心线两侧，这些裂纹都是沿一次结晶的结晶分布，尤其是柱状晶，结晶裂纹主要有结晶偏析引发。

为了防止焊接热裂纹，一般可以从冶金因素方面和力学因素方面着手，从冶金因素方面，主要通过调整焊缝合金系统或向金属中添加变质剂，这种方法周期较长，成本高。从力学因素方面进行控制，主要是通过改善焊接时的应力状态来达到控制焊接热裂纹的目的。

适当增加焊接线能量和提高预热温度都能降低焊缝金属的热裂纹倾向，但是增加焊接线能量会使近缝区的金属过热，提高预热温度又会恶化劳动条件。

因此，亟需一种焊接热裂纹控制装置。

发明内容

针对上述问题，本发明实施例提供一种焊接热裂纹控制装置。

本发明实施例提供一种焊接热裂纹控制装置，包括：焊枪、预热线圈和加热设备，其中，所述焊枪和所述预热线圈均设置在被焊工件焊缝的正上方位置，所述预热线圈位于所述焊枪的一侧，所述加热设备用于根据预设感应加热频率、预设加热温度和预设加热时间控制所述预热线圈对所述被焊工件进行加热。

优选地，还包括：电磁冲击线圈和脉冲放电模块，其中，所述电磁冲击线圈的位于所述被焊工件焊缝的正上方、且位于所述焊枪的另一侧，所述脉冲放电模块的输出端与所述电磁冲击线圈的输入端连接，所述脉冲放电模块用于产生脉冲电流，所述脉冲电流进入所述电磁冲击线圈产生电磁场，以对所述被焊工件焊缝产生电磁冲击力。

优选地，所述脉冲放电模块包括主电路和控制单元，所述主电路用于将交流信号转变为直流信号，并通过电容进行充电和放电，所述控制单元用于控制所述主电路的充电和放电，以输出所述脉冲电流，所述控制单元包括时基电路、滞回电压比较器电路、第一逻辑电路、第一开关电路、IGBT触发电路、第二逻辑电路、第二开关电路和可控硅触发电路；

所述主电路的电压信号输出端连接所述滞回电压比较器电路的输入端，所述滞回电压比较器电路的输出端同时连接所述第一逻辑电路的第一输入端、所述第二逻辑电路的第一输入端；

所述第一逻辑电路的输出端连接所述第一开关电路的输入端，所述第一开关电路的第一输出端连接所述IGBT触发电路的第一输入端，所述第一开关电路的第二输出端连接所述IGBT触发电路的第二输入端，所述IGBT触发电路的第一输出端连接所述主电路的第一输入端，所述IGBT触发电路的第二输出端连接所述主电路的第二输入端，所述IGBT触发电路的第三输出端连接所述主电路的第三输入端；

所述时基电路的输出端同时连接所述第一逻辑电路的第二输入端和所述第二逻辑电路的第二输入端，所述第二逻辑电路的输出端连接所述第二开关电路的输入端，所述第二开关电路的第一输出端连接所述可控硅触发电路的第一输入端，所述第二开关电路的第二输出端连接所述可控硅触发电路的第二输入端，所述可控硅触发电路的第一输出端连接所述主电路的第四输入端，所述可控硅触发电路的第二输出端连接所述主电路的第五输入端。

优选地，所述主电路包括：扼流圈、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、IGBT、可控硅、第一二极管，其中：

所述扼流圈的一端与第一电源连接，所述扼流圈的另一端同时与所述第一电阻的一端、所述第二电容的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述IGBT的源极连接，所述IGBT的漏极同时与所述第三电容的一端、所述第二电阻的一端、所述可控硅的阳极连接，所述第二电阻的另一端与所述第四电阻的一端连接，所述第三电阻的一端与所述可控硅的阳极连接，所述第三电阻的另一端与所述第一电容的一端连接，所述可控硅的阴极同时与所述第一二极管的阴极端、所述第一电容的另一端连接，所述第二电容的另一端、所述第三电容的另一端、所述第四电阻的另一端和所述第一二极管的阳极端均接第一参考地线；

所述电磁冲击线圈的一端与所述第一二极管的阴极连接，所述电磁冲击线圈的另一端与所述第一二极管的阳极连接；

所述第二电阻的另一端为所述主电路的电压信号输出端；

所述IGBT的源极为所述主电路的第一输入端；

所述IGBT的栅极为所述主电路的第二输入端；

所述IGBT的漏极为所述主电路的第三输入端；

所述可控硅的阴极为所述主电路的第四输入端；

所述第一电容的另一端为所述主电路的第五输入端。

优选地，所述滞回电压比较器电路包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一运算放大器、第一可变电阻器、第一稳压管，其中：

所述第五电阻的一端为所述滞回电压比较器电路的输入端；

所述第五电阻的另一端连接所述第一运算放大器的反向输入端连接，所述第一运算放大器的同相输入端与所述第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端连接所述第一可变电阻器的可变端，所述第一可变电阻器的第一固定端与第一电源连接，所述第一可变电阻的第二固定端接第一参考地线，所述第一运算放大器的电源端连接第二电源，所述第一运算放大器的接地端接第二参考地线，所述第一运算放大器的输出端连接所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端同时连接所述第一稳压管的阴极和所述第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端连接所述第一运算放大器的同相输入端，所述第一稳压管的阳极接所述第二参考地线；

所述第六电阻的另一端为所述滞回电压比较器电路的输出端。

优选地，所述时基电路包括第一定时器芯片、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二可变电阻器、第三可变电阻器、第四电容、第二二极管、第三二极管和第二稳压管组成；

所述第一定时器芯片的复位端、所述第一定时器芯片的电源端均连接第三电源，所述第一定时器芯片的门限端、所述第一定时器芯片的触发端与所述第四电容的一端连接，所述第四电容的另一端连接第二参考地线，所述第一定时器芯片的接地端与所述第二参考地线连接；

所述第四电容的一端连接所述第三可变电阻器的第一固定端，所述第三可变电阻器的第二固定端、所述第三可变电阻器的可变端均与所述第二可变电阻器的可变端连接，所述第二可变电阻器的第一固定端连接所述第二二极管的阳极，所述第二可变电阻器的第二固定端连接所述第三二极管的阴极，所述第二二极管的阴极连接所述第十一电阻的一端，所述第十一电阻的另一端、所述第三二极管的阳极、所述第九电阻的一端均连接所述第一定时器芯片的放电端连接，所述第九电阻的另一端连接所述第三电源，所述第一定时器芯片的输出端连接所述第十电阻的一端，所述第十电阻的另一端连接所述第二稳压管的阴极，所述第二稳压管的阳极接所述第二参考地线；

所述第十电阻的另一端为所述时基电路的输出端。

优选地，所述第一逻辑电路包括第一与非门和第一非门，其中：所述第一逻辑电路的第一输入端为所述第一与非门的第一输入端，所述第一逻辑电路的第二输入端为所述第一与非门的第二输入端，所述第一与非门的输出端与所述第一非门的输入端连接，所述第一非门的输出端为所述第一逻辑电路的输出端；

所述第一开关电路包括第一光耦开关、第十二电阻和第一发光二极管，所述第一开关电路的输入端为所述第一光耦开关的第二输入端，所述第一光耦开关的第一输入端与所述第一发光二极管的阴极之间串联所述第十二电阻，所述第一发光二极管的阳极与第四电源连接，所述第一光耦开关的第一输出端为所述第一开关电路的第一输出端，所述第一光耦开关的第二输出端为所述第一开关电路的第二输出端。

优选地，所述IGBT触发电路包括第二定时器芯片、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第四可变电阻器、第五电容、第六电容、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第一NPN三极管、第二NPN三极管、PNP三极管、第三稳压管、第四稳压管、第五稳压管、第四可变电阻器和第二运算放大器组成，其中：

所述第二定时器芯片的复位端连接所述第五二极管的阳极，所述第五二极管的阴极连接第五电源，所述第五二极管的阴极为所述IGBT触发电路的第一输入端；

所述第二定时器芯片的触发端、所述第二定时器芯片的门限端均和所述第十八电阻的一端连接，所述第十八电阻的另一端与第三参考地线之间串联所述第二十五电阻，所述第十八电阻的另一端为所述IGBT触发电路的第二输入端；

所述第二定时器芯片的控制电压端与所述第三参考地线之间串联所述第五电容；

所述第二定时器芯片的接地端与所述第三参考地线连接；

所述第二定时器芯片的电源端与所述第五电源连接；

所述第二定时器芯片的输出端、所述第二定时器芯片的放电端均与所述第十三电阻的一端连接，所述第十三电阻的另一端与所述第五电源连接，所述第二定时器芯片的输出端与所述第十九电阻的一端连接，所述第十九电阻的另一端为所述IGBT触发电路的第二输出端连接；

所述第二十电阻的一端与所述第五电源连接，所述第二十电阻的另一端与所述第四可变电阻器的第一固定端连接，所述第四可变电阻器的第二固定端与所述第三参考地线连接；

所述第二十四电阻的一端与所述第四可变电阻器的可变端连接，所述第二十四电阻的另一端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二十二电阻的一端与所述第四可变电阻器的第一固定端连接，所述第二十二电阻的另一端与所述第二运算放大器的同相输入端连接，所述第二十二电阻的另一端与所述第四二极管的阳极连接，所述第四二极管的阴极为所述IGBT触发电路的第一输出端；

所述第二运算放大器的电源端与所述第五电源连接，所述第二运算放大器的接地端与所述第三参考地线连接，所述第二运算放大器的输出端同时与所述第二十三电阻的一端、所述第二十六电阻的一端连接，所述第二十三电阻的另一端与所述第五电源连接，所述第二十六电阻的另一端与所述第四稳压二极管的阴极连接，所述第四稳压管的阳极同时连接所述所述第一NPN三极管的基极、所述第二NPN三极管的基极，所述第二NPN三极管的发射极连接所述第三参考地线，所述第二NPN三极管的集电极连接所述第十六电阻的一端，所述第十六电阻的另一端与所述第五电源连接；

所述第一NPN三极管的发射极连接所述第三参考地线，所述第一NPN三极管的集电极同时连接所述第十七电阻的一端、所述第六二极管的阴极，所述第十七电阻的另一端与所述第五电源连接，所述第六二极管的阳极与所述PNP三极管的基极连接，所述PNP三极管的集电极同时连接所述第五稳压管的阴极、所述第十五电阻的一端、所述第十四电阻的一端，所述第五稳压管的阳极与所述第三参考地线连接，所述第十五电阻的另一端与所述第五电源连接，所述第十四电阻的另一端与所述第十九电阻的另一端连接；

所述PNP三极管的集电极为所述IGBT触发电路的第三输出端。

优选地，所述第二逻辑电路包括第二与非门、第二非门和第三非门，其中，所述第二逻辑电路的第一输入端为所述第二非门的输入端，所述第二逻辑电路的第二输入端为所述第三非门的输入端，所述第二非门的输出端与所述第二与非门的第一输入端连接，所述第三非门的输出端与所述第二与非门的第二输入端连接，所述第二与非门的输出端为所述第二逻辑电路的输出端；

所述第二开关电路包括第二光耦开关、第二十七电阻和第二发光二极管，其中，所述第二开关电路的输入端为所述第二光耦开关的第一输入端，所述第二光耦开关的第二输入端与所述第二发光二极管的阴极之间串联所述第二十七电阻，所述第二发光二极管的阳极连接第四电源，所述第二光耦开关的第一输出端为所述第二开关电路的第一输出端，所述第二光耦开关的第二输出端为所述第二开关电路的第二输出端。

优选地，所述可控硅触发电路包括第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第七电容、第三NPN三极管，其中：

所述第二十九电阻的一端为所述可控硅触发电路的第一输入端，所述第二十九电阻的另一端与第六电源连接，所述第二十九电阻的另一端与所述第二十八电阻的一端连接，所述第二十八电阻的另一端为所述可控硅触发电路的第一输出端；

所述第三NPN三极管的基极为所述可控硅触发电路的第二输入端，所述第三NPN三极管的基极同时与所述第三十电阻的一端、所述第七电容的一端连接，所述第三十电阻的另一端与第四参考地线连接，所述第七电容的另一端与所述第四参考地线连接，所述第三NPN三极管的发射极与所述第四参考地线连接，所述第三NPN三极管的集电极为所述可控硅触发电路的第二输出端。

本发明实施例提供的一种焊接热裂纹控制装置，在焊接过程中，预热线圈首先对被焊工件的焊缝进行预热，不但不会恶化工作条件，还可以使用较小的电流进行焊接，降低了焊接热裂纹倾向；且使得被焊工件整体或局部的温度梯度减小，有益于防治粗大、结晶方向明显的柱状晶的产生；同时，避免了为防治焊接热裂纹而提高焊接线能量，不会使近缝区组织过热，保证了近缝区组织的力学性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种焊接热裂纹控制装置的结构示意图；

图2为本发明又一实施例提供的一种焊接热裂纹控制装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中脉冲放电模块的电路结构框图；

图4为本发明实施例中脉冲放电模块的具体结构电路图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本发明实施例更加清楚，下面先对附图中相关部件的标记进行说明：

1，焊枪； 2，预热线圈；

3，加热设备； 4，待焊接材料

5，焊缝； 6，电磁冲击线圈；

7，脉冲放电模块， 8，脆性温度区间；

9，熔池； 4-1，主电路；

4-2，IGBT触发电路； 4-3，时基电路；

4-4，可控硅触发电路； 4-5，滞回电压比较器电路；

4-6，第一逻辑电路； 4-7，第二逻辑电路；

4-8，第一开关电路； 4-9，第二开关电路；

C1，第一电容； C2，第二电容；

C3，第三电容； C4，第四电容；

C5，第五电容； C6，第六电容；

C7，第七电容； R1，第一电阻；

R2，第二电阻； R3，第三电阻；

R4，第四电阻； R5，第五电阻；

R6，第六电阻； R7，第七电阻；

R8，第八电阻； R9，第九电阻；

R10，第十电阻； R11，第十一电阻；

R12，第十二电阻； R13，第十三电阻；

R14，第十四电阻； R15，第十五电阻；

R16，第十六电阻； R17，第十七电阻；

R18，第十八电阻； R19，第十九电阻；

R20，第二十电阻； R21，第二十一电阻；

R22，第二十二电阻； R23，第二十三电阻；

R24，第二十四电阻； R25，第二十五电阻；

R26，第二十六电阻； R27，第二十七电阻；

R28，第二十八电阻； R29，第二十九电阻；

R30，第三十电阻； K1，第一可变电阻器；

K2，第二可变电阻器； K3，第三可变电阻器；

K4，第四可变电阻器； D1，第一二极管；

D2，第二二极管； D3，第三二极管；

D4，第四二极管； D5，第五二极管；

D6，第六二极管； E1，第一稳压管；

E2，第二稳压管； E3，第三稳压管；

E4，第四稳压管； E5，第五稳压管；

DS1，第一发光二极管； DS2，第二发光二极管；

AMP1，第一运算放大器； AMP2，第二运算放大器；

T1，第一定时器芯片； T2，第二定时器芯片；

A1，第一与非门； A2，第二与非门；

B1，第一非门； B2，第二非门；

B3，第三非门； G1，第一光耦开关；

G2，第二光耦开关； N1，第一NPN三极管；

N2，第二NPN三极管； N3，第三NPN三极管；

Q1，IGBT； Q2，可控硅；

Q3，PNP三极管。

图1为本发明实施例中一种焊接热裂纹控制装置的结构示意图，如图1所示，该装置包括：焊枪1、预热线圈2和加热设备3，其中，所述焊枪和所述预热线圈均设置在被焊工件4焊缝5的正上方位置，所述预热线圈位于所述焊枪的一侧，所述加热设备用于根据预设感应加热频率、预设加热温度和预设加热时间控制所述预热线圈对所述被焊工件进行加热。

具体地，预热线圈是由紫铜管制成，由于紫铜电阻较低，对电能的损耗较小，紫铜管内通过循环水进行冷却，外部用绝缘材料如漆包线进行缠绕。

预热线圈的直径一般选择在30mm-50mm范围内。

预热线圈和焊枪都设置在被焊工件焊缝的正上方，预热线圈位于焊枪的一侧，与焊枪的距离越近越好，这样就可以使用较小的电流进行焊接，而且也可以能够精确控制预热线圈的感应加热功率，同时，可相应降低感应加热功率，节能环保，但由于焊接时电弧温度较高，预热线圈距离电弧过近，会使预热线圈烧化，一般情况下，要保证预热线圈的边缘距离焊枪电弧的边缘10mm以上。

为保证焊接质量，预热线圈的中心至焊枪电弧的中心距离至少要在25mm以上，但也不易超过60mm，可根据焊接材料、焊接温度、焊接速度等参数选择该范围内的任意值。

预热线圈与被焊工件不会直接接触，不会污染焊缝，也不会影响焊缝表面的质量。

预热线圈配有一套加热设备，加热设备可以控制预热线圈按照的预设感应加热频率、预设加热温度和预设加热时间对被焊工件进行焊接，预热线圈不是一直加热，预热线圈工作时处于加热，停止加热到再次加热的周期变化，预设加热频率就指这个周期的频率，预设加热时间指这个加热周期持续的时间，预设加热温度指线圈工作时工件稳定状态下的温度。

预设感应加热频率、预设加热温度和预设加热时间可以通过如下步骤获得：

步骤一：利用测温装置，在与被焊工件相同材质的试板上，测量预热线圈加热功率和试板温度之间的对应关系。

步骤二：通过数值模拟仿真计算、温度测试试验或者查阅相关技术资料手册等方法，获得被焊工件的脆性温度区间，并且获得在不同焊接速度和不同预热温度作用下，被焊工件脆性温度区间范围的焊接冷却速率，并选取适当的焊接速度和预热温度，使得其对应的焊接冷却速率低于被焊工件的临界热裂纹冷却速率，此时的预热温度即为预热线圈的预设加热温度。

步骤三：根据预热线圈的功率和试板温度之间的对应关系，确定预热线圈的预设感应加热频率和预设加热时间。

举例地：

若被焊材料为40CrNiMo中碳低合金钢，试件尺寸为200mm×300mm×10mm，焊接电流为200A，电压为18V，保护气流量为10L/min，焊接速度为100mm/min，加热温度为400℃；所使用的预热线圈为120mm×50mm的空心紫铜管，则感应加热所采用的电流为600A，电源功率132kW，频率15kHz。

若被焊材料为2219铝合金，试件尺寸为300mm×150mm×8mm,焊接电流为260A，电压为18V，焊接速度为200mm/min，电磁加热温度为190℃，则感应加热电源功率40kW，频率22kHz。

本发明实施例提供的一种焊接热裂纹控制装置，在焊接过程中，预热线圈首先对被焊工件的焊缝进行预热，不但不会恶化工作条件，还可以使用较小的电流进行焊接，降低了焊接热裂纹倾向；且使得被焊工件整体或局部的温度梯度减小，有益于防治粗大、结晶方向明显的柱状晶的产生；同时，避免了为防治焊接热裂纹而提高焊接线能量，不会使近缝区组织过热，保证了近缝区组织的力学性能。

在上述实施例的基础上，优选地，还包括：电磁冲击线圈6和脉冲放电模块7，其中，所述电磁冲击线圈6的位于所述焊枪1的另一侧、且位于所述被焊工件焊缝的正上方，所述脉冲放电模块的输出端与所述电磁冲击线圈的输入端连接，所述脉冲放电模块用于产生脉冲电流，所述脉冲电流进入所述电磁冲击线圈产生电磁场，以对所述被焊工件焊缝产生电磁冲击力。

图2为本发明又一实施例提供的一种焊接热裂纹控制装置的结构示意图，如图2所示，该装置还包括电磁冲击线圈和脉冲放电模块，电磁冲击线圈位于焊枪的另一侧，并且位于被焊材料焊缝的正上方。脉冲放电模块的2个输出端与电磁冲击线圈的2个输入端连接。电磁冲击线圈2的下表面距离焊缝8的上表面之间的距离为2mm-5mm。

电磁冲击线圈也是由紫铜管制成，紫铜管内通循环水进行冷却，外部用绝缘材料如漆包线等进行缠绕。

电磁冲击线圈的直径一般选择在30mm-50mm范围内。

电磁冲击线圈与被焊工件不直接接触，不会污染焊缝，也就不会影响焊缝的表面质量。

在实际工作过程中，脉冲放电模块产生脉冲电流，脉冲电流进入电磁冲击线圈中，置于电磁冲击线圈下方的被焊工件感应出与电磁冲击线圈电流方向相反的感应电流，从而产生感应磁场，感应磁场与电磁冲击线圈的磁场作用，使得电磁冲击线圈对被焊工件产生一个瞬间向下的脉冲电磁力，被焊工件的脆性温度区间8两侧金属由于受到脉冲电磁力的作用产生延展，因此脆性温度区间8内的被焊工件受到压缩应变，进一步防止了焊接热裂纹的产生。

并且，电磁冲击线圈通入脉冲电流，熔池9后方的处于高温的被焊工件受到向下的脉冲电磁力，焊缝发生塑性延展，使得焊接残余应力及残余变形得到降低。

在上述实施例的基础上，优选地，所述脉冲放电模块包括主电路和控制单元，所述主电路用于将交流信号转变为直流信号，并通过电容进行充电和放电，所述控制单元用于控制所述主电路的充电和放电，以输出所述脉冲电流，所述控制单元包括时基电路、滞回电压比较器电路、第一逻辑电路、第一开关电路、IGBT触发电路、第二逻辑电路、第二开关电路和可控硅触发电路；

所述主电路的电压信号输出端连接所述滞回电压比较器电路的输入端，所述滞回电压比较器电路的输出端同时连接所述第一逻辑电路的第一输入端、所述第二逻辑电路的第一输入端，所述第一逻辑电路的输出端连接所述第一开关电路的输入端，所述第一开关电路的第一输出端连接所述IGBT触发电路的第一输入端，所述第一开关电路的第二输出端连接所述IGBT触发电路的第二输入端，所述IGBT触发电路的第一输出端连接所述主电路的第一输入端，所述IGBT触发电路的第二输出端连接所述主电路的第二输入端，所述IGBT触发电路的第三输出端连接所述主电路的第三输入端；

所述时基电路的输出端同时连接所述第一逻辑电路的第二输入端和所述第二逻辑电路的第二输入端，所述第二逻辑电路的输出端连接所述第二开关电路的输入端，所述第二开关电路的第一输出端连接所述可控硅触发电路的第一输入端，所述第二开关电路的第二输出端连接所述可控硅触发电路的第二输入端，所述可控硅触发电路的第一输出端连接所述主电路第四输入端，所述可控硅触发电路的第二输出端连接所述主电路第五输入端。

图3为本发明实施例中脉冲放电模块的电路结构框图，如图3所示，该脉冲放电模块由主电路和控制单元组成，控制单元包括滞回电压比较器电路、第一逻辑电路、第一开关电路、IGBT触发电路、时基电路、第二逻辑电路、第二开关电路和可控硅触发电路。

具体地，主电路将380V正弦交流信号转换成高压直流电信号，并通过充电回路向电容充电；电容通过放电回路向预热线圈放电，获得用于冲击被焊工件的脉冲电流信号。

滞回电压比较器电路接受电容的电压反馈信号，并根据该电压反馈信号是否达到预设充电电压，输出高低不同电平，从而将电容电压的模拟信号转化成数字信号。

第一逻辑电路起到对第一开关电路和IGBT触发电路的控制和保护作用，将滞回电压比较器电路输出的数字信号作为输入信号，输出IGBT触发信号。

第一开关电路对IGBT触发信号进行光电隔离，输入触发信号(数字信号)，输出IGBT触发信号(模拟信号)，用于触发TGBT触发电路。

IGBT触发电路实现主电路与控制单元的隔离，驱动和触发主电路中对电容进行充电的操作，并控制对电容的充电。

时基电路用于产生9Hz-90Hz的占空比可调的矩形波信号，作为电磁冲击频率基准信号。

第二逻辑电路对第二开关电路和可控硅触发电路进行控制、逻辑保护，将滞回电压比较器电路输出的数字信号作为输入信号，输出可控硅触发信号，TTL电平，控制第二开关电路的通断。

第二开关电路对可控硅触发信号进行光电隔离，输入触发信号(数字信号)，输出可控硅触发信号(模拟信号)，用于触发可控硅触发电路。

可控硅触发电路实现主电路与控制单元的隔离，驱动和触发主电路中电容的放电，使得主电路输出脉冲电流。

图4为本发明实施例中脉冲放电模块的具体结构电路图，如图4所示，该脉冲放电模块由主电路4-1、IGBT触发电路4-2、时基电路4-3、可控硅触发电路4-4、滞回电压比较器电路4-5、第一逻辑电路4-6、第二逻辑电路4-7、第一开关电路4-8和第二开关电路4-9组成。

在上述实施例的基础上，优选地，所述主电路包括：扼流圈L、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、IGBTQ1、可控硅Q2、第一二极管D1，其中：

所述扼流圈的一端与第一电源VCC1连接，所述扼流圈的另一端同时与所述第一电阻的一端、所述第二电容的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述IGBT的源极连接，所述IGBT的漏极同时与所述第三电容的一端、所述第二电阻的一端、所述可控硅的阳极连接，所述第二电阻的另一端与所述第四电阻的一端连接，所述第三电阻的一端与所述可控硅的阳极连接，所述第三电阻的另一端与所述第一电容的一端连接，所述可控硅的阴极同时与所述第一二极管的阴极端、所述第一电容的另一端连接，所述第二电容的另一端、所述第三电容的另一端、所述第四电阻的另一端和所述第一二极管的阳极端均接第一参考地线GND-A；

所述电磁冲击线圈的一端与所述第一二极管的阴极连接，所述电磁冲击线圈的另一端与所述第一二极管的阳极连接；

所述第二电阻的另一端为所述主电路的电压信号输出端；

所述IGBT的源极为所述主电路的第一输入端；

所述IGBT的栅极为所述主电路的第二输入端；

所述IGBT的漏极为所述主电路的第三输入端；

所述可控硅的阴极为所述主电路的第四输入端；

所述第一电容的另一端为所述主电路的第五输入端。

具体地，主电路中第一二极管的两端为脉冲电流输出端，第一电源为380V正弦交流信号，扼流圈将正弦交流信号转换为高压直流电信号，并通过充电回路向电容进行充电，预热线圈的两端与脉冲电流输出端连接，电容通过放电回路放电，使得输出脉冲电流端输出脉冲电流，预热线圈与输出脉冲电流端连接，因此预热线圈中获得了用于冲击工件的脉冲电流信号。

在上述实施例的基础上，优选地，所述滞回电压比较器电路包括：第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一运算放大器AMP1、第一可变电阻器K1和第一稳压管E1，其中：

所述第五电阻的一端为所述滞回电压比较器电路的输入端；

所述第五电阻的另一端连接所述第一运算放大器的反向输入端连接，所述第一运算放大器的同相输入端与所述第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端连接所述第一可变电阻器的可变端，所述第一可变电阻器的第一固定端与第一电源连接，所述第一可变电阻的第二固定端接第一参考地线，所述第一运算放大器的电源端连接第二电源VCC2，所述第一运算放大器的接地端接第二参考地线GND-B，所述第一运算放大器的输出端连接所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端同时连接所述第一稳压管的阴极和所述第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端连接所述第一运算放大器的同相输入端，所述第一稳压管的阳极接所述第二参考地线；

所述第六电阻的另一端为所述滞回电压比较器电路的输出端。

第五电阻的一端为滞回电压比较器电路的输入端，与主电路的电压信号输出端连接，即第五电阻的一端与第二电阻的另一端连接。第六电阻的另一端为该滞回电压比较器电路的输出端。

滞回电压比较器电路接受电容的电压反馈信号，并根据该电压反馈信号是否达到预设充电电压，输出高低不同电平。

在上述实施例的基础上，优选地，所述时基电路包括第一定时器芯片T1、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第二可变电阻器K2、第三可变电阻器K3、第二稳压管E2、第四电容C4、第二二极管D2和第三二极管D3组成；

所述第一定时器芯片的复位端、所述第一定时器芯片的电源端均连接第三电源VCC3，所述第一定时器芯片的门限端、所述第一定时器芯片的触发端与所述第四电容的一端连接，所述第四电容的另一端连接第二参考地线，所述第一定时器芯片的接地端与所述第二参考地线连接；

所述第四电容的一端连接所述第三可变电阻器的第一固定端，所述第三可变电阻器的第二固定端、所述第三可变电阻器的可变端均与所述第二可变电阻器的可变端连接，所述第二可变电阻器的第一固定端连接所述第二二极管的阳极，所述第二可变电阻器的第二固定端连接所述第三二极管的阴极，所述第二二极管的阴极连接所述第十一电阻的一端，所述第十一电阻的另一端、所述第三二极管的阳极、所述第九电阻的一端均连接所述第一定时器芯片的放电端连接，所述第九电阻的另一端连接所述第三电源，所述第一定时器芯片的输出端连接所述第十电阻的一端，所述第十电阻的另一端连接所述第二稳压管的阴极，所述第二稳压管的阳极接所述第二参考地线；

所述第十电阻的另一端为所述时基电路的输出端。

具体地，第一定时器芯片为555芯片，第六电阻的另一端为滞回电压比较器电路的输出端。

时基电路用于产生9Hz-90Hz的占空比可调的矩形波信号，作为电磁冲击频率基准信号。

在上述实施例的基础上，优选地，所述第一逻辑电路包括第一与非门A1和第一非门B1，其中：所述第一逻辑电路的第一输入端为所述第一与非门的第一输入端，所述第一逻辑电路的第二输入端为所述第一与非门的第二输入端，所述第一与非门的输出端与所述第一非门的输入端连接，所述第一非门的输出端为所述第一逻辑电路的输出端；

所述第一开关电路包括第一光耦开关G1、第十二电阻R12和第一发光二极管DS1，所述第一开关电路的输入端为所述第一光耦开关的第二输入端，所述第一光耦开关的第一输入端与所述第一发光二极管的阴极之间串联所述第十二电阻，所述第一发光二极管的阳极与第四电源VCC4连接，所述第一光耦开关的第一输出端为所述第一开关电路的第一输出端，所述第一光耦开关的第二输出端为所述第一开关电路的第二输出端。

根据滞回电压比较器电路、第一逻辑电路、第一开关电路之间的连接关系，并参考图4，可以得出：第六电阻的另一端与第一与非门的第一输入端连接，第十电阻的另一端与第一与非门的第二输入端连接，第一非门的输出端与第一光耦开关的第二输入端连接。

第一逻辑电路起到对第一开关电路和IGBT触发电路的控制和保护作用，将滞回电压比较器电路输出的数字信号作为输入信号，输出IGBT触发信号。

第一开关电路对IGBT触发信号进行光电隔离，输入触发信号(数字信号)，输出IGBT触发信号(模拟信号)，用于触发TGBT触发电路。

在上述实施例的基础上，优选地，所述IGBT触发电路包括第二定时器芯片T2、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第五电容C5、第六电容C6、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第四可变电阻器K4、第三稳压管E3、第四稳压管E4、第五稳压管E5、第一NPN三极管N1、第二NPN三极管N2、PNP三极管Q3、第四可变电阻器K4和第二运算放大器AMP2组成，其中：

所述第二定时器芯片的复位端连接所述第五二极管的阳极，所述第五二极管的阴极连接第五电源VCC5，所述第五二极管的阴极为所述IGBT触发电路的第一输入端；

所述第二定时器芯片的触发端、所述第二定时器芯片的门限端均和所述第十八电阻的一端连接，所述第十八电阻的另一端与第三参考地线GND-C之间串联所述第二十五电阻，所述第十八电阻的另一端为所述IGBT触发电路的第二输入端；

所述第二定时器芯片的控制电压端与所述第三参考地线之间串联所述第五电容；

所述第二定时器芯片的接地端与所述第三参考地线连接；

所述第二定时器芯片的电源端与所述第五电源连接；

所述第二定时器芯片的输出端、所述第二定时器芯片的放电端均与所述第十三电阻的一端连接，所述第十三电阻的另一端与所述第五电源连接，所述第二定时器芯片的输出端与所述第十九电阻的一端连接，所述第十九电阻的另一端为所述IGBT触发电路的第二输出端连接；

所述第二十电阻的一端与所述第五电源连接，所述第二十电阻的另一端与所述第四可变电阻器的第一固定端连接，所述第四可变电阻器的第二固定端与所述第三参考地线连接；

所述第二十四电阻的一端与所述第四可变电阻器的可变端连接，所述第二十四电阻的另一端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二十二电阻的一端与所述第四可变电阻器的第一固定端连接，所述第二十二电阻的另一端与所述第二运算放大器的同相输入端连接，所述第二十二电阻的另一端与所述第四二极管的阳极连接，所述第四二极管的阴极为所述IGBT触发电路的第一输出端；

所述第二运算放大器的电源端与所述第五电源连接，所述第二运算放大器的接地端与所述第三参考地线连接，所述第二运算放大器的输出端同时与所述第二十三电阻的一端、所述第二十六电阻的一端连接，所述第二十三电阻的另一端与所述第五电源连接，所述第二十六电阻的另一端与所述第四稳压二极管的阴极连接，所述第四稳压管的阳极同时连接所述所述第一NPN三极管的基极、所述第二NPN三极管的基极，所述第二NPN三极管的发射极连接所述第三参考地线，所述第二NPN三极管的集电极连接所述第十六电阻的一端，所述第十六电阻的另一端与所述第五电源连接；

所述第一NPN三极管的发射极连接所述第三参考地线，所述第一NPN三极管的集电极同时连接所述第十七电阻的一端、所述第六二极管的阴极，所述第十七电阻的另一端与所述第五电源连接，所述第六二极管的阳极与所述PNP三极管的基极连接，所述PNP三极管的集电极同时连接所述第五稳压管的阴极、所述第十五电阻的一端、所述第十四电阻的一端，所述第五稳压管的阳极与所述第三参考地线连接，所述第十五电阻的另一端与所述第五电源连接，所述第十四电阻的另一端与所述第十九电阻的另一端连接；

所述PNP三极管的集电极为所述IGBT触发电路的第三输出端。

具体地，第一光耦开关的第一输出端与第五二极管的阴极连接，第一光耦开关的第二输出端与第十八电阻的另一端连接。

本发明实施例中，第二定时器芯片为555芯片。

第四二极管的阴极与IGBT的源极连接，第十九电阻的另一端与IGBT的栅极连接，PNP三极管的集电极与IGBT的漏极连接。

IGBT触发电路实现主电路与控制单元的隔离，驱动和触发主电路中对电容进行充电的操作，并控制对电容的充电。

在上述实施例的基础上，优选地，所述第二逻辑电路包括第二与非门A2、第二非门B2和第三非门B3，其中，所述第二逻辑电路的第一输入端为所述第二非门的输入端，所述第二逻辑电路的第二输入端为所述第三非门的输入端，所述第二非门的输出端与所述第二与非门的第一输入端连接，所述第三非门的输出端与所述第二与非门的第二输入端连接，所述第二与非门的输出端为所述第二逻辑电路的输出端；

所述第二开关电路包括第二光耦开关G2、第二十七电阻R27和第二发光二极管DS2，其中，所述第二开关电路的输入端为所述第二光耦开关的第一输入端，所述第二光耦开关的第二输入端与所述第二发光二极管的阴极之间串联所述第二十七电阻，所述第二发光二极管的阳极连接第四电源VCC4，所述第二光耦开关的第一输出端为所述第二开关电路的第一输出端，所述第二光耦开关的第二输出端为所述第二开关电路的第二输出端。

具体地，第六电阻的另一端与第二非门的输入端连接，第十电阻的另一端与第三非门的输入端连接，第二与非门的输出端与第二光耦开关的第一输入端连接。

第二逻辑电路对第二开关电路和可控硅触发电路进行控制、逻辑保护，将滞回电压比较器电路输出的数字信号作为输入信号，输出可控硅触发信号，TTL电平，控制第二开关电路的通断。

第二开关电路对可控硅触发信号进行光电隔离，输入触发信号(数字信号)，输出可控硅触发信号(模拟信号)，用于触发可控硅触发电路。

在上述实施例的基础上，优选地，所述可控硅触发电路包括第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第七电容C7、第三NPN三极管N3，其中：

所述第二十九电阻的一端为所述可控硅触发电路的第一输入端，所述第二十九电阻的另一端与第六电源VCC6连接，所述第二十九电阻的另一端与所述第二十八电阻的一端连接，所述第二十八电阻的另一端为所述可控硅触发电路的第一输出端；

所述第三NPN三极管的基极为所述可控硅触发电路的第二输入端，所述第三NPN三极管的基极同时与所述第三十电阻的一端、所述第七电容的一端连接，所述第三十电阻的另一端与第四参考地线GND-D连接，所述第七电容的另一端与所述第四参考地线连接，所述第三NPN三极管的发射极与所述第四参考地线连接，所述第三NPN三极管的集电极为所述可控硅触发电路的第二输出端。

具体地，第二十九电阻的一端与第二光耦开关的第一输出端连接，第三NPN三极管的基极与第二光耦开关的第二输出端连接，第二十八电阻的另一端与可控硅的阴极连接，第三NPN三极管的集电极与第一电容的另一端连接。

可控硅触发电路实现主电路与控制单元的隔离，驱动和触发主电路中电容的放电，使得主电路输出脉冲电流。

综上，焊接过程中，预热线圈首先对被焊工件的焊缝进行预热，电磁冲击线圈对正在冷却的焊缝施加电磁冲击力，使焊缝金属得到塑性延展。这种焊接方式，一方面可使被焊工件整体或局部的温度梯度减小，有益于防止粗大、结晶方向明显的柱状晶的产生；另一方面焊缝金属得到塑性延展后，补偿了压缩塑性变形。从冶金和力学两个方面有效控制焊接热裂纹的产生。

本发明实施例提供的一种焊接热裂纹控制装置，可以在焊接过程中实现预热，不但不会恶化工作条件，还可以使用较小的电流进行焊接，降低了焊接热裂纹倾向。同时，避免了为防治焊接热裂纹而提高焊接线能量，不会使近缝区组织过热，而降低近缝区组织力学性能。

另外，本发明实施例通过电磁冲击线圈在焊接过程中对正在冷却的焊缝施加冲击力，使焊缝金属得到塑性延展，降低了焊接应力水平，避免产生焊接热裂纹，降低了焊后变形。

本装置结构简单，易于实现，预热线圈、电磁冲击线圈均与被焊工件表面非接触，不会污染焊缝，不影响焊缝的表面质量，还可大幅度提高生产效率，降低成本。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种焊接热裂纹控制装置，其特征在于，包括：焊枪、预热线圈和加热设备，其中，所述焊枪和所述预热线圈均设置在被焊工件焊缝的正上方位置，所述预热线圈位于所述焊枪的一侧，所述加热设备用于根据预设感应加热频率、预设加热温度和预设加热时间控制所述预热线圈对所述被焊工件进行加热。

2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，还包括：电磁冲击线圈和脉冲放电模块，其中，所述电磁冲击线圈的位于所述被焊工件焊缝的正上方、且位于所述焊枪的另一侧，所述脉冲放电模块的输出端与所述电磁冲击线圈的输入端连接，所述脉冲放电模块用于产生脉冲电流，所述脉冲电流进入所述电磁冲击线圈产生电磁场，以对所述被焊工件焊缝产生电磁冲击力。

3.根据权利要求2所述装置，其特征在于，所述脉冲放电模块包括主电路和控制单元，所述主电路用于将交流信号转变为直流信号，并通过电容进行充电和放电，所述控制单元用于控制所述主电路的充电和放电，以输出所述脉冲电流，所述控制单元包括时基电路、滞回电压比较器电路、第一逻辑电路、第一开关电路、IGBT触发电路、第二逻辑电路、第二开关电路和可控硅触发电路；

所述主电路的电压信号输出端连接所述滞回电压比较器电路的输入端，所述滞回电压比较器电路的输出端同时连接所述第一逻辑电路的第一输入端、所述第二逻辑电路的第一输入端；

所述第一逻辑电路的输出端连接所述第一开关电路的输入端，所述第一开关电路的第一输出端连接所述IGBT触发电路的第一输入端，所述第一开关电路的第二输出端连接所述IGBT触发电路的第二输入端，所述IGBT触发电路的第一输出端连接所述主电路的第一输入端，所述IGBT触发电路的第二输出端连接所述主电路的第二输入端，所述IGBT触发电路的第三输出端连接所述主电路的第三输入端；

所述时基电路的输出端同时连接所述第一逻辑电路的第二输入端和所述第二逻辑电路的第二输入端，所述第二逻辑电路的输出端连接所述第二开关电路的输入端，所述第二开关电路的第一输出端连接所述可控硅触发电路的第一输入端，所述第二开关电路的第二输出端连接所述可控硅触发电路的第二输入端，所述可控硅触发电路的第一输出端连接所述主电路的第四输入端，所述可控硅触发电路的第二输出端连接所述主电路的第五输入端。

4.根据权利要求3所述装置，其特征在于，所述主电路包括：扼流圈、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、IGBT、可控硅、第一二极管，其中：

所述扼流圈的一端与第一电源连接，所述扼流圈的另一端同时与所述第一电阻的一端、所述第二电容的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述IGBT的源极连接，所述IGBT的漏极同时与所述第三电容的一端、所述第二电阻的一端、所述可控硅的阳极连接，所述第二电阻的另一端与所述第四电阻的一端连接，所述第三电阻的一端与所述可控硅的阳极连接，所述第三电阻的另一端与所述第一电容的一端连接，所述可控硅的阴极同时与所述第一二极管的阴极端、所述第一电容的另一端连接，所述第二电容的另一端、所述第三电容的另一端、所述第四电阻的另一端和所述第一二极管的阳极端均接第一参考地线；

所述电磁冲击线圈的一端与所述第一二极管的阴极连接，所述电磁冲击线圈的另一端与所述第一二极管的阳极连接；

所述第二电阻的另一端为所述主电路的电压信号输出端；

所述IGBT的源极为所述主电路的第一输入端；

所述IGBT的栅极为所述主电路的第二输入端；

所述IGBT的漏极为所述主电路的第三输入端；

所述可控硅的阴极为所述主电路的第四输入端；

所述第一电容的另一端为所述主电路的第五输入端。

5.根据权利要求3所述装置，其特征在于，所述滞回电压比较器电路包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一运算放大器、第一可变电阻器、第一稳压管，其中：

所述第五电阻的一端为所述滞回电压比较器电路的输入端；

所述第五电阻的另一端连接所述第一运算放大器的反向输入端连接，所述第一运算放大器的同相输入端与所述第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端连接所述第一可变电阻器的可变端，所述第一可变电阻器的第一固定端与第一电源连接，所述第一可变电阻的第二固定端接第一参考地线，所述第一运算放大器的电源端连接第二电源，所述第一运算放大器的接地端接第二参考地线，所述第一运算放大器的输出端连接所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端同时连接所述第一稳压管的阴极和所述第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端连接所述第一运算放大器的同相输入端，所述第一稳压管的阳极接所述第二参考地线；

所述第六电阻的另一端为所述滞回电压比较器电路的输出端。

6.根据权利要求3所述装置，其特征在于，所述时基电路包括第一定时器芯片、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二可变电阻器、第三可变电阻器、第四电容、第二二极管、第三二极管和第二稳压管组成；

所述第一定时器芯片的复位端、所述第一定时器芯片的电源端均连接第三电源，所述第一定时器芯片的门限端、所述第一定时器芯片的触发端与所述第四电容的一端连接，所述第四电容的另一端连接第二参考地线，所述第一定时器芯片的接地端与所述第二参考地线连接；

所述第四电容的一端连接所述第三可变电阻器的第一固定端，所述第三可变电阻器的第二固定端、所述第三可变电阻器的可变端均与所述第二可变电阻器的可变端连接，所述第二可变电阻器的第一固定端连接所述第二二极管的阳极，所述第二可变电阻器的第二固定端连接所述第三二极管的阴极，所述第二二极管的阴极连接所述第十一电阻的一端，所述第十一电阻的另一端、所述第三二极管的阳极、所述第九电阻的一端均连接所述第一定时器芯片的放电端连接，所述第九电阻的另一端连接所述第三电源，所述第一定时器芯片的输出端连接所述第十电阻的一端，所述第十电阻的另一端连接所述第二稳压管的阴极，所述第二稳压管的阳极接所述第二参考地线；

所述第十电阻的另一端为所述时基电路的输出端。

7.根据权利要求3所述装置，其特征在于，所述第一逻辑电路包括第一与非门和第一非门，其中：所述第一逻辑电路的第一输入端为所述第一与非门的第一输入端，所述第一逻辑电路的第二输入端为所述第一与非门的第二输入端，所述第一与非门的输出端与所述第一非门的输入端连接，所述第一非门的输出端为所述第一逻辑电路的输出端；

所述第一开关电路包括第一光耦开关、第十二电阻和第一发光二极管，所述第一开关电路的输入端为所述第一光耦开关的第二输入端，所述第一光耦开关的第一输入端与所述第一发光二极管的阴极之间串联所述第十二电阻，所述第一发光二极管的阳极与第四电源连接，所述第一光耦开关的第一输出端为所述第一开关电路的第一输出端，所述第一光耦开关的第二输出端为所述第一开关电路的第二输出端。

8.根据权利要求3所述装置，其特征在于，所述IGBT触发电路包括第二定时器芯片、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第四可变电阻器、第五电容、第六电容、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第一NPN三极管、第二NPN三极管、PNP三极管、第三稳压管、第四稳压管、第五稳压管、第四可变电阻器和第二运算放大器组成，其中：

所述第二定时器芯片的复位端连接所述第五二极管的阳极，所述第五二极管的阴极连接第五电源，所述第五二极管的阴极为所述IGBT触发电路的第一输入端；

所述第二定时器芯片的触发端、所述第二定时器芯片的门限端均和所述第十八电阻的一端连接，所述第十八电阻的另一端与第三参考地线之间串联所述第二十五电阻，所述第十八电阻的另一端为所述IGBT触发电路的第二输入端；

所述第二定时器芯片的控制电压端与所述第三参考地线之间串联所述第五电容；

所述第二定时器芯片的接地端与所述第三参考地线连接；

所述第二定时器芯片的电源端与所述第五电源连接；

所述第二定时器芯片的输出端、所述第二定时器芯片的放电端均与所述第十三电阻的一端连接，所述第十三电阻的另一端与所述第五电源连接，所述第二定时器芯片的输出端与所述第十九电阻的一端连接，所述第十九电阻的另一端为所述IGBT触发电路的第二输出端连接；

所述第二十电阻的一端与所述第五电源连接，所述第二十电阻的另一端与所述第四可变电阻器的第一固定端连接，所述第四可变电阻器的第二固定端与所述第三参考地线连接；

所述第二十四电阻的一端与所述第四可变电阻器的可变端连接，所述第二十四电阻的另一端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二十二电阻的一端与所述第四可变电阻器的第一固定端连接，所述第二十二电阻的另一端与所述第二运算放大器的同相输入端连接，所述第二十二电阻的另一端与所述第四二极管的阳极连接，所述第四二极管的阴极为所述IGBT触发电路的第一输出端；

所述第二运算放大器的电源端与所述第五电源连接，所述第二运算放大器的接地端与所述第三参考地线连接，所述第二运算放大器的输出端同时与所述第二十三电阻的一端、所述第二十六电阻的一端连接，所述第二十三电阻的另一端与所述第五电源连接，所述第二十六电阻的另一端与所述第四稳压二极管的阴极连接，所述第四稳压管的阳极同时连接所述所述第一NPN三极管的基极、所述第二NPN三极管的基极，所述第二NPN三极管的发射极连接所述第三参考地线，所述第二NPN三极管的集电极连接所述第十六电阻的一端，所述第十六电阻的另一端与所述第五电源连接；

所述第一NPN三极管的发射极连接所述第三参考地线，所述第一NPN三极管的集电极同时连接所述第十七电阻的一端、所述第六二极管的阴极，所述第十七电阻的另一端与所述第五电源连接，所述第六二极管的阳极与所述PNP三极管的基极连接，所述PNP三极管的集电极同时连接所述第五稳压管的阴极、所述第十五电阻的一端、所述第十四电阻的一端，所述第五稳压管的阳极与所述第三参考地线连接，所述第十五电阻的另一端与所述第五电源连接，所述第十四电阻的另一端与所述第十九电阻的另一端连接；

所述PNP三极管的集电极为所述IGBT触发电路的第三输出端。

9.根据权利要求3所述装置，其特征在于，所述第二逻辑电路包括第二与非门、第二非门和第三非门，其中，所述第二逻辑电路的第一输入端为所述第二非门的输入端，所述第二逻辑电路的第二输入端为所述第三非门的输入端，所述第二非门的输出端与所述第二与非门的第一输入端连接，所述第三非门的输出端与所述第二与非门的第二输入端连接，所述第二与非门的输出端为所述第二逻辑电路的输出端；

所述第二开关电路包括第二光耦开关、第二十七电阻和第二发光二极管，其中，所述第二开关电路的输入端为所述第二光耦开关的第一输入端，所述第二光耦开关的第二输入端与所述第二发光二极管的阴极之间串联所述第二十七电阻，所述第二发光二极管的阳极连接第四电源，所述第二光耦开关的第一输出端为所述第二开关电路的第一输出端，所述第二光耦开关的第二输出端为所述第二开关电路的第二输出端。

10.根据权利要求3所述装置，其特征在于，所述可控硅触发电路包括第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第七电容、第三NPN三极管，其中：

所述第二十九电阻的一端为所述可控硅触发电路的第一输入端，所述第二十九电阻的另一端与第六电源连接，所述第二十九电阻的另一端与所述第二十八电阻的一端连接，所述第二十八电阻的另一端为所述可控硅触发电路的第一输出端；

所述第三NPN三极管的基极为所述可控硅触发电路的第二输入端，所述第三NPN三极管的基极同时与所述第三十电阻的一端、所述第七电容的一端连接，所述第三十电阻的另一端与第四参考地线连接，所述第七电容的另一端与所述第四参考地线连接，所述第三NPN三极管的发射极与所述第四参考地线连接，所述第三NPN三极管的集电极为所述可控硅触发电路的第二输出端。