CN202028854U - Tig焊及等离子切割机的引弧装置 - Google Patents

Tig焊及等离子切割机的引弧装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种TIG焊及等离子切割机的引弧装置，包括逆变焊接或切割电源的高频变压器，高频变压器芯柱上缠绕有初级绕组和次级主绕组，在高频变压器芯柱上缠绕辅助绕组作为高频变压器次级第二绕组，辅助绕组一端通过二极管接高压放电间隙的一端，另一端通过继电器常开触点接高压放电间隙的另一端，高压放电间隙两端之间接耦合升压电感的一次侧以及高压电容与电阻的并联电路；高频变压器次级主绕组连接整流桥的输入端，整流桥的一个输出端串联耦合升压电感的二次侧再输出。本实用新型的优点是：结构原理简单，降低产品成本，减少高压电磁干扰，引弧性能好，可靠性高；适用于所有场效应管、IGBT逆变式氩弧焊机和逆变式空气等离子切割机。

Description

TIG焊及等离子切割机的引弧装置
技术领域
本实用新型涉及一种引弧装置，尤其是一种TIG焊及等离子切割机的引弧装置。
背景技术
逆变式钨极氩弧焊机（TIG）广泛应用于碳钢、不锈钢、铝、镁等金属的焊接。采用钨极通以氩气保护气体，形成非熔化极电弧焊。通常为了防止被焊材料表面留划痕，以及烧毁钨电极，不采用手工焊电焊条直接短路引弧方法，而利用高频高压电能对其实现非接触式引弧，这样不但保护被焊金属表面，同时钨电极不被烧损，引弧成功率高。
逆变式空气等离子切割机是采用压缩空气形成极细而高温等离子弧，熔化金属，再用气流把熔化金属吹走的切割方法。广泛应用于各类金属切割中。同钨极氩弧焊原理相同，利用本实用新型的装置，在被切割工件和切割电极间产生高频高压，实现空气等离子切割机的非接触式引弧。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种适用于各类逆变式氩弧焊机（TIG）及空气等离子切割机的高频高压引弧装置，用于实现氩弧焊机和空气等离子切割机高频高压工件和电极间非接触引弧。
按照本实用新型提供的技术方案，所述TIG焊及等离子切割机的引弧装置包括：逆变焊接或切割电源的高频变压器，高频变压器芯柱上缠绕有初级绕组和次级主绕组，在所述高频变压器芯柱上缠绕辅助绕组作为高频变压器次级第二绕组，所述辅助绕组一端通过二极管接高压放电间隙的一端，辅助绕组另一端通过继电器常开触点接高压放电间隙的另一端，所述高压放电间隙两端之间接耦合升压电感的一次侧以及高压电容与电阻的并联电路；高频变压器次级主绕组连接整流桥的输入端，整流桥的一个输出端串联耦合升压电感的二次侧再输出。
本实用新型的优点是：结构原理简单，降低产品成本，减少高压电磁干扰，引弧性能好，可靠性高。
附图说明
图1是利用本实用新型引弧的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，虚线框内部分为本实用新型所述引弧装置，虚线框外部分与常规逆变焊机、逆变切割机基本相同。通常逆变式钨极氩弧焊（TIG）及逆变式空气等离子切割机高频引弧采用工频50HZ的升压变压器，将工频电压升至2KV以上高压，利用升压后高压对高压电容充放电，击穿放电间隙，实现焊接或切割工件与焊枪导电嘴或割炬割嘴的高压非接触式引弧。本实用新型在于取消原有工频升压变压器，利用逆变焊接（切割）电源的一次逆变高频变压器，在高频变压器芯柱上缠绕几匝辅助绕组，实现高频（20KHZ以上）变压器的升压2KV，再配置高频振荡耦合电路，进而实现了TIG焊和空气等离子切割机的非接触式高压引弧。
本实用新型包括：逆变焊接或切割电源的高频变压器T1，在所述高频变压器T1芯柱上缠绕辅助绕组作为高频变压器次级第二绕组，所述辅助绕组一端通过二极管D1接高压放电间隙N的一端，辅助绕组另一端通过继电器J1常开触点接高压放电间隙N的另一端，所述高压放电间隙N两端之间接耦合升压电感L1的一次侧以及高压电容C3与电阻R3的并联电路。高频变压器T1原来的次级主绕组连接整流桥QD2的输入端，整流桥QD2的一个输出端串联耦合升压电感L1的二次侧再输出。
如图所示，三相输入50HZ 380V交流电压Ui，经过整流桥QD1整流，电容C1、C2滤波后变为540V直流电压，然后经过场效应管或IGBT管Q1~Q4与高频变压器T1组成一次逆变回路，将540V直流电逆变变换成20KHZ左右的交流电。根据氩弧焊机对电弧要求，高频变压器T1次级主绕组3-4将输出10~40V左右交流电，再经过整流桥QD2整流变成低压直流电Uo，输出电流满足氩弧焊要求电流在10~500A左右，提供给氩弧焊机能量。如果是空气等离子切割机，高频变压器T1次级主绕组3-4将输出100~250V左右交流电，再经整流桥QD2整流变成直流电源电压80~150V，电流30~200A左右，供给等离子切割机切割能量。
钨极氩弧焊（TIG）和空气等离子切割都需要高频引弧，引弧电路见附图虚线框内部分。一次逆变高频变压器T1，二次除了主绕组3-4外，本实用新型增加了辅助绕组5-6，在于将一次逆变直流电压540V逆变变换成高频20KHZ左右的2KV以上的高频引弧电压，引弧时通过焊机或切割机控制回路将继电器J1常开触点闭合，这时产生2KV以上高压经过高压整流二极管D1对电容C3进行充电，充电电压升高后将放电间隙N击穿，电容C3放电，然后再进行充电，反复经过充放电电容C3和耦合电感L1形成高频振荡回路，经过电感L1耦合升压，将高压加到主回路电源输出正负极之间形成高频高压，通常主回路电源输出正极接被焊或被切割工件，主回路电源输出负极接焊枪钨电极或割炬电极，实现钨极氩弧焊（TIG）或空气等离子切割机的工件和电极间非接触引弧，完成钨极氩弧焊（TIG）或空气等离子切割。
本实用新型采用了一种全新的控制方法，逆变式氩弧焊（TIG）机的高频引弧利用主回路一次逆变高频变压器T1的辅助绕组5-6实现升压2KV以上高压，击穿放电间隙N，经过高压二极管D1、电容C3、电感L1高频振荡，通过L1耦合至主回路，实现非接触式TIG焊高频高压引弧。省去了传统的工频升压变压器及复杂的引弧振荡电路，使其氩弧焊和空气等离子切割机高压引弧电路简单可靠，引弧容易，是一种经济实用的高压引弧装置；逆变式空气等离子切割机的高频引弧利用主回路一次逆变高频变压器T1的辅助绕组5-6实现升压2KV以上，击穿放电间隙N，经过高压二极管D1、电容C3、电感L1形成高频振荡回路，通过L1耦合至主回路，实现逆变式空气等离子切割机的非接触式高频高压引弧。
本实用新型关键在于巧妙的运用逆变焊机及逆变切割机逆变电源主回路一次逆变变压器，由于逆变变压器是高频（约20KHZ）的变压器，频率高，体积小，重量轻，很容易增加辅助绕组，再加之由于该逆变变压器一次输入电压又取自三相380V网压整流后的逆变回路，高频变压器一次输入电压达540V，因此增加辅助绕组升至2KV高压更加容易，然后再配置高频振荡电路，从而实现TIG焊或等离子切割机高频高压非接触引弧。
本TIG焊/等离子切割机引弧装置和方法适用于所有场效应管、IGBT逆变式氩弧焊机（TIG）和逆变式空气等离子切割机。

Claims (1)

1.TIG焊及等离子切割机的引弧装置，包括逆变焊接或切割电源的高频变压器（T1），高频变压器（T1）芯柱上缠绕有初级绕组和次级主绕组，其特征是：在所述高频变压器（T1）芯柱上缠绕辅助绕组作为高频变压器（T1）次级第二绕组，所述辅助绕组一端通过二极管（D1）接高压放电间隙（N）的一端，辅助绕组另一端通过继电器（J1）常开触点接高压放电间隙（N）的另一端，所述高压放电间隙（N）两端之间接耦合升压电感（L1）的一次侧以及高压电容（C3）与电阻（R3）的并联电路；高频变压器（T1）次级主绕组连接整流桥（QD2）的输入端，整流桥（QD2）的一个输出端串联耦合升压电感（L1）的二次侧再输出。
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