CN202607054U

CN202607054U - 绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机

Info

Publication number: CN202607054U
Application number: CN 201220078222
Authority: CN
Inventors: 郭少朋; 张通淼
Original assignee: SHANGHAI HUTONG ENTERPRISE GROUP CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI HUTONG ENTERPRISE GROUP CO Ltd
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2022-03-05

Abstract

一种绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机，包括由主面板、背面板、下面板、上面板、左面板、右面板构成的外壳及设置在外壳内的控制组件；背面板上分别设有输入接线端子、空气开关、加热器插座、进气孔、风机及接地螺栓；主面板上部还设有显示板；外壳内设有一中层板、隔板、左散热器、右散热器、分流器及送丝机。本实用新型焊机的动态响应速度高；主控制电路对整机进行闭环控制，使焊接电源具有良好的抗电网波动能力，焊接性能优异；体积小、重量轻，而且控制电路简单故障率低，有合理的静外特性和良好的动态性能，使得起弧容易，电弧稳定，焊接质量高，自调节能力强，焊接电流连续可调，工件变形小，焊缝成型美观等优点。

Description

绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机

技术领域

本实用新型涉及一种焊机，具体涉及一种绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机。

背景技术

目前的交直流氩弧机绝大多数为可控硅（SRC）的工频整流的电源。由于可控硅的开关频率为50-60HZ，所以主变压器非常笨重。由U=4.44NBSf公式（其中U表示变压器的输入电压，N为绕制匝数，S为变压器的铁芯截面积，f为输入电压的频率,B为铁芯的磁感应强度）可知：U、B和N不变的情况下，f增大，则S减小；工频为50Hz，而绝缘栅双极晶体管的开关频率为20000Hz，可见其它条件相同的情况下，绝缘栅双极晶体管的逆变电源的主变压器可以比工频整流的主变压器小400倍左右，可见这种工频整流电源耗材、耗电、体积大、重量重。再者由于工频整流的交直流氩弧机电流过零时很平缓，就需要加高压来维弧，不然就会断弧。

逆变技术用于切割电源已近二十来年，当初是可控硅（SCR）逆变。由于逆变频率不高使得体积大、重量重、成本高，现已停止生产。现有工业级的交直流氩弧电源几乎都采用绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor 简称IGBT）逆变，采用传统的硬开关，成熟的硬开关电源技术能够将电源开关工作过程中所产生的开关损耗降到最低，其简单的控制电路便于设计和操作。

鉴于上述问题，本实用新型公开了一种绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机。其具有如下文所述之技术特征，以解决现有的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机，它是一种用于CO₂气体保护焊的高性能通用半自动焊机，可实现手工焊，CO₂气体保护焊。

本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机的目的是通过以下技术方案实现的：一种绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机，包括由主面板、背面板、下面板、上面板、左面板、右面板构成的外壳及设置在所述的外壳内的控制组件；所述的背面板上分别设有输入接线端子、空气开关、加热器插座、进气孔、风机及接地螺栓；所述的主面板上部还设有显示板，主面板一侧设有气保焊焊枪接口，主面板下部设有焊接电缆接线正端子及焊接电缆接线负端子；所述的接地螺栓位于背面板的左下角；所述的外壳内设有一中层板、隔板、左散热器、右散热器、分流器及送丝机，所述的中层板与隔板垂直设置。

上述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机，其中，所述的显示板呈矩形，所述的显示板的顶端两侧设有工作指示灯和保护指示灯，所述的工作指示灯和保护指示灯下方分别设有电流显示器和电压显示器、所述的电流显示器和电压显示器之间设有一点动按钮，下方设有一电感调节旋钮、两个焊接电流调节旋钮、一焊接电压调节旋钮、控制方式选择开关及电焊/气保焊选择开关。

上述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机，其中，所述的输入接线端子设置在背面板的中部左侧，所述的空气开关设置在输入接线端子的上方所述的加热器插座位于所述的输入接线端子的下方，所述的进气孔设置在所述的加热器插座的一侧，所述的风机设置在所述的背面板的下部，所述的接地螺栓设置在所述的风机的下方一侧。

上述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机，其中，所述的控制组件包括逆变操作机构、设置在中层板上方的电磁阀、水平设置中层板上的控制变压器、设置在隔板上的主控制电路、驱动电路032、送丝托盘、显示器挡板及送丝机支板；显示器挡板设置在显示板的后方。

上述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机，其中，所述的逆变操作机构包括三相整流桥、无极电容、绝缘栅双极晶体管模块、绝缘栅双极晶体管吸收板、主变压器、二次整流板及输出电抗；所述的三相整流桥设置在所述的隔板后侧，所述的无极电容设置在所述的中层板上；所述的绝缘栅双极晶体管模块及绝缘栅双极晶体管吸收板分别设置于左散热器上方，所述的绝缘栅双极晶体管吸收板位于绝缘栅双极晶体管模块下方；所述的主变压器置于中层板下侧，悬置于左散热器及右散热器前，连接绝缘栅双极晶体管模块、输出电抗和二次整流板；所述的二次整流板设置在右散热器上；所述的输出电抗设置于下面板前端，左散热器及右散热器的正前方；分流器安装在输出电抗和焊接电缆接线正端子之间。

上述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机，其中，所述的主控制电路分别与所述的控制变压器及驱动电路032连接；所述的主控制电路设置在隔板左侧，包括主电路板、送丝电路板及送丝电源供应板；所述的控制变压器设置在中层板的前端，位于隔板的左侧；所述的驱动电路032设置在中层板上，位于无极电容的下侧。

本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机由于采用了上述方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1、本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机由于采用了IGBT逆变技术，工频三相380V电源输入整流后变为高频交流，经降压、整流、滤波后输出适合于焊接的直流电，通过这个过程，提高了焊机的动态响应速度。

2、本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机由于采用主控制电路对整机进行闭环控制，使焊接电源具有良好的抗电网波动能力，焊接性能忧异。

3、本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机不仅体积小、重量轻，而且控制电路简单故障率低，有合理的静外特性和良好的动态性能，使得起弧容易，电弧稳定，焊接质量高，自调节能力强，焊接电流连续可调，工件变形小，焊缝成型美观等优点。

以下，将通过具体的实施例做进一步的说明，然而实施例仅是本实用新型可选实施方式的举例，其所公开的特征仅用于说明及阐述本实用新型的技术方案，并不用于限定本实用新型的保护范围。

附图说明

为了更好的理解本实用新型，可参照本说明书援引的以供参考的附图，附图中：

图1是本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机的主视图。

图2是本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机的后视图。

图3是本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机的右视图。

图4是本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机的左视图。

图5是本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机的电路原理图。

图6是本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机实现逆变的电路原理图。

图7是本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机的各部件连接图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明：

请参见附图1及附图2所示，本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机包括由主面板011、背面板012、下面板、上面板、左面板、右面板构成的外壳01及设置在所述的外壳01内的控制组件；所述的背面板012上分别设有输入接线端子0121、空气开关0122、加热器插座0123、进气孔0124、风机0125及接地螺栓0126；所述的主面板011上部还设有显示板013，主面板011一侧设有气保焊焊枪接口014，主面板011下部设有焊接电缆接线正端子015及焊接电缆接线负端子016；气保焊焊枪接口014是内部和焊枪的接口，焊接电缆接线正端子015及焊接电缆接线负端子016接电缆线后分别与焊枪和接地线夹相衔接；接地螺栓0126位于背面板012的左下角，起到保护性接地的作用；所述的外壳01内设有一中层板02、隔板03、左散热器04、右散热器05、分流器06及送丝机07，送丝机07为气保焊工作过程供应焊丝，所述的中层板02与隔板03垂直设置，左散热器04和右散热器05为安装其上的电器元件散热。

所述的显示板013呈矩形，为用户的操作提供必要的调节旋钮和显示器件，显示板013的顶端两侧设有工作指示灯0131和保护指示灯0132，所述的工作指示灯0131和保护指示灯0132下方分别设有电流显示器0133和电压显示器0134、所述的电流显示器0133和电压显示器0134之间设有一点动按钮0135，下方设有一电感调节旋钮0136、两个焊接电流调节旋钮0137、一焊接电压调节旋钮0138、控制方式选择开关0139及电焊/气保焊选择开关0130。

所述的输入接线端子0121设置在背面板012的中部左侧，连接三相380V电源为整机的工作提供足够的电源供应，所述的空气开关0122设置在输入接线端子0121的上方，当发生严重过载或短路时跳闸，起过流保护作用，所述的加热器插座0123位于所述的输入接线端子0121的下方，气保焊过程中起到预热二氧化碳气体的作用，所述的进气孔0124设置在所述的加热器插座0123的一侧，所述的风机0125设置在所述的背面板012的下部，对发热器件起到强迫制冷的作用，所述的接地螺栓0126设置在所述的风机0125的下方一侧。

请参见附图3及附图4所示，所述的控制组件包括逆变操作机构08、设置在中层板02上方的电磁阀09、水平设置中层板02上的控制变压器021、设置在隔板03上的主控制电路031、驱动电路032、送丝托盘033、显示器挡板034及送丝机支板035；控制变压器021为控制电路提供所需要的电源，送丝托盘033辅助送丝机07顺利的进行送丝，显示器挡板034设置在显示板013的后方，防止显示板013线的脱落以及显示板013的损坏；送丝机支板035为送丝盘提供必要的支撑力，电磁阀09控制气保焊过程中气体的进出。

所述的逆变操作机构08包括三相整流桥081、无极电容082、绝缘栅双极晶体管模块083、绝缘栅双极晶体管吸收板084、主变压器085、二次整流板086及输出电抗087；所述的三相整流桥081设置在所述的隔板03后侧，将输入的三相交流电源整流成直流电源，所述的无极电容082设置在所述的中层板02上，将输入的电源进行滤波；所述的绝缘栅双极晶体管模块083及绝缘栅双极晶体管吸收板084分别设置于左散热器04上方，所述的绝缘栅双极晶体管吸收板084位于绝缘栅双极晶体管模块083下方，绝缘栅双极晶体管模块083用于把上述整流输出的直流电压转换成中频矩形脉冲电压；所述的主变压器085置于中层板02下侧，悬置于左散热器04及右散热器05前，将高压的交流电进行降压处理，连接绝缘栅双极晶体管模块083、输出电抗087和二次整流板086；所述的二次整流板086设置在右散热器05上，将交流电二次整流为适合焊接的直流电；所述的输出电抗087设置于下面板前端，左散热器04及右散热器05的正前方，将输出的电流进行滤波；分流器06安装在输出电抗087和焊接电缆接线正端子015之间，起到电流反馈和电流显示的作用。

所述的主控制电路031分别与所述的控制变压器021及驱动电路032连接；所述的主控制电路031设置在隔板03左侧，为其他元器件的工作提供控制信号，包括主电路板0311、送丝电路板0312及送丝电源供应板0313；所述的控制变压器021设置在中层板02的前端，位于隔板03的左侧；所述的驱动电路032设置在中层板03上，位于无极电容082的下侧。所述的输入接线端子0121外接380V三相交流电源，输入接线端子0121的三个输出端分别与空气开关0122的三个输入端对应连接，空气开关0122的三个输出端分别与三相整流桥081的三个输入端对应连接，风机0125两端分别接三相整流桥081的输入两端，三相整流桥081的三相输出端将直流分别输送到无极电容082两端，无极电容082两端分别接绝缘栅双极晶体管模块083的输入正负两极，驱动电路032连接绝缘栅双极晶体管模块083，主变压器085的初、次级两端分别连接绝缘栅双极晶体管模块083和二次整流板086，控制变压器021将经绝缘栅双极晶体管模块083逆变后的交流电流降压后输送到二次整流板086中，二次整流板086对输入电流进行整流，将整流后的直流输出。主变压器085另一端接输出电抗087，输出电抗087的另一侧连接分流器06，分流器06与焊接电缆接线正端子015相连接，且分流器06的电流反馈线将反馈信号传送至主控制电路031，控制变压器021的两端分别接三相整流桥081的输入两端。控制变压器021的输出端与主控制电路031相连接，主控制电路031分别连接着显示板013、驱动电路032和送丝机07。

请参见附图5及附图7所示，通过空气开关022将外接电源输入，空气开关022连接三相整流桥081的输入端，所述的三相整流桥081的输入端连接着风机0125，风机0125为整机提供制冷效果，同时所述的三相整流桥081的输入端与控制变压器021（T3）相连接，所述的控制变压器021（T3）的另一端与主控制电路031的P2口相接，为主控制电路031提供电源，所述的三相整流桥081输出两端分别接无极电容082（C3）的两端，电流经无极电容082（C3）后与绝缘栅双极晶体管模块083的正负输入两极相连接，所述的绝缘栅双极晶体管模块083输出两端分别接主变压器085（T1）的初级，在所述的主变压器085（T1）的初级上设置过流线圈，过流线圈与主控制电路031的P4口相连，为主机提供过流保护，所述的绝缘栅双极晶体管模块083的四组Y、R、Y、R接线端分别与驱动盒相连接，所述的驱动盒的另一端连接主控制板031的P3口，所述的主变压器085（T1）的次级分别接由晶体管D3和D2组成的二次整流板086，经二次整流板086后与焊接电缆接线正端子015相连接，所述主变压器085的第三端接输出电抗087（L1），所述的输出电抗087（L1）另一端与分流器06相连，所述的分流器06两端分别与主控制电路031的P11口相连，为主控制电路031提供电流反馈信号，同时分流器06还与主机的焊接电缆负接线端子016相连，所述的绝缘栅双极晶体管模块吸收板084分别与绝缘栅双极晶体管模块083输出两端相连接，所述的电磁阀09与送丝电源供应板0313的P6口相连，送丝机07（D）与送丝电源供应板0313的P4口连接。显示板013上的电流显示器0133、电压显示器0134、工作指示灯0131、保护指示灯0132与主控制电路031的P7口连接，控制方式选择开关0139与送丝电路板0312（P1）相连，所述的点动旋钮0135与送丝电路板0312（P3）相连接，所述的焊接电流调节旋钮0137与送丝电路板0312（P2）连接，所述的电焊电流调节旋钮0137、电焊/气保焊选择开关0310、电感调节旋钮0163与主控制电路031的P8口相连接。

请参见附图6所示，逆变操作机构08的电路还包括：一第一二极管D1的阴极与第一绝缘栅双极晶体管T1的集电极连接，第一二极管D1的阳极与第一绝缘栅双极晶体管T1的发射极连接；一第二二极管D2的阴极与第二绝缘栅双极晶体管T2的集电极连接，第二二极管D2的阳极与第二绝缘栅双极晶体管T2的发射极连接；一第三二极管D3的阴极与第三绝缘栅双极晶体管T3的集电极连接，第三二极管D3的阳极与第三绝缘栅双极晶体管T3的发射极连接；一第四二极管D4的阴极与第四绝缘栅双极晶体管T4的集电极连接，第四二极管D4的阳极与第四绝缘栅双极晶体管T4的发射极连接；以及一第一电阻R1与一第一电容C1串联后并联在第一二极管D1的发射极与集电极两端，一第二电阻R2与一第二电容C2串联后并联在第二二极管D2的发射极与集电极两端，一第三电阻R3与一第三电容C3串联后并联在第三二极管D3的发射极与集电极两端，一第四电阻R4与一第四电容C4串联后并联在第四二极管D4的发射极与集电极两端；还包括一第五电阻R5与一第五电容C5串联后并联在接到主变压器085初级线圈的两端。

逆变原理：当单管（IGBT）T1和单管（IGBT）T3同时开通时电流的流向：+→T1→A1→B1→B2→A2→T3→-，开通时间到后就关断。单管（IGBT）T1、T2、T3、T4此时处于共同关断时间。共同关断时间到后单管（IGBT）T4和单管（IGBT）T2同时开通，其电流的流向：+→T4→A2→B2→B1→A1→T2→-，开通时间到后就关断。单管（IGBT）T1、T2、T3、T4此时又处于共同关断时间。一个周期就完成了。可以看出T1与T3开通时电流是从主变压器085的初级线的B1流向B2，T4与T2开通时电流是从主变压器085的初级线的B2流向B1，在主变压器085的初级线圈就产生了高频交流，就这样实行逆变。D1、D2、D3、D4四只快速二极管起续流的作用；R1与C1、R2与C2、R3与C3、R4与C4、R5与C5组成阻容（RC）吸收电路，吸收尖峰电压。

综上所述，本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机由于采用了IGBT逆变技术，工频三相380V电源输入整流后变为高频交流，经降压、整流、滤波后输出适合于焊接的直流电，通过这个过程，提高了焊机的动态响应速度；本实用新型由于采用主控制电路对整机进行闭环控制，使焊接电源具有良好的抗电网波动能力，焊接性能忧异；本实用新型不仅体积小、重量轻，而且控制电路简单故障率低，有合理的静外特性和良好的动态性能，使得起弧容易，电弧稳定，焊接质量高，自调节能力强，焊接电流连续可调，工件变形小，焊缝成型美观等优点。

上述内容为本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机的具体实施例的列举，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

Claims

1.一种绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机，其特征在于：包括由主面板（011）、背面板（012）、下面板、上面板、左面板、右面板构成的外壳（01）及设置在所述的外壳（01）内的控制组件；所述的背面板（012）上分别设有输入接线端子（0121）、空气开关（0122）、加热器插座（0123）、进气孔（0124）、风机（0125）及接地螺栓（0126）；所述的主面板（011）上部还设有显示板（013），主面板（011）一侧设有气保焊焊枪接口（014），主面板（011）下部设有焊接电缆接线正端子（015）及焊接电缆接线负端子（016）；所述的接地螺栓（0126）位于背面板（012）的左下角；所述的外壳（01）内设有一中层板（02）、隔板（03）、左散热器（04）、右散热器（05）、分流器（06）及送丝机（07），所述的中层板（02）与隔板（03）垂直设置。

2.根据权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机，其特征在于：所述的显示板（013）呈矩形，所述的显示板（013）的顶端两侧设有工作指示灯（0131）和保护指示灯（0132），所述的工作指示灯（0131）和保护指示灯（0132）下方分别设有电流显示器（0133）和电压显示器（0134）、所述的电流显示器（0133）和电压显示器（0134）之间设有一点动按钮（0135），下方设有一电感调节旋钮（0136）、两个焊接电流调节旋钮（0137）、一焊接电压调节旋钮（0138）、控制方式选择开关（0139）及电焊/气保焊选择开关（0130）。

3.根据权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机，其特征在于：所述的输入接线端子（0121）设置在背面板（012）的中部左侧，所述的空气开关（0122）设置在输入接线端子（0121）的上方所述的加热器插座（0123）位于所述的输入接线端子（0121）的下方，所述的进气孔（0124）设置在所述的加热器插座（0123）的一侧，所述的风机（0125）设置在所述的背面板（012）的下部，所述的接地螺栓（0126）设置在所述的风机（0125）的下方一侧。

4.根据权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机，其特征在于：所述的控制组件包括逆变操作机构（08）、设置在中层板（02）上方的电磁阀（09）、水平设置中层板（02）上的控制变压器（021）、设置在隔板（03）上的主控制电路（031）、驱动电路（032）、送丝托盘（033）、显示器挡板（034）及送丝机支板（035）；显示器挡板（034）设置在显示板（013）的后方。

5.根据权利要求4所述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机，其特征在于：所述的逆变操作机构（08）包括三相整流桥（081）、无极电容（082）、绝缘栅双极晶体管模块（083）、绝缘栅双极晶体管吸收板（084）、主变压器（085）、二次整流板（086）及输出电抗（087）；所述的三相整流桥（081）设置在所述的隔板（03）后侧，所述的无极电容（082）设置在所述的中层板（02）上；所述的绝缘栅双极晶体管模块（083）及绝缘栅双极晶体管吸收板（084）分别设置于左散热器（04）上方，所述的绝缘栅双极晶体管吸收板（084）位于绝缘栅双极晶体管模块（083）下方；所述的主变压器（085）置于中层板（02）下侧，悬置于左散热器（04）及右散热器（05）前，连接绝缘栅双极晶体管模块（083）、输出电抗（087）和二次整流板（086）；所述的二次整流板（086）设置在右散热器（05）上；所述的输出电抗（087）设置于下面板前端，左散热器（04）及右散热器（05）的正前方；分流器（06）安装在输出电抗（087）和焊接电缆接线正端子（015）之间。

6.根据权利要求4或5所述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊一体机，其特征在于：所述的主控制电路（031）分别与所述的控制变压器（021）及驱动电路（032）连接；所述的主控制电路（031）设置在隔板（03）左侧，包括主电路板（0311）、送丝电路板（0312）及送丝电源供应板（0313）；所述的控制变压器（021）设置在中层板（02）的前端，位于隔板（03）的左侧；所述的驱动电路（032）设置在中层板（03）上，位于无极电容（082）的下侧。