CN205020992U - 一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，包括：电容充电控制电路包括：第一控制开关与可控硅Q1连接，通过控制第一控制开关的开通使得可控硅Q1导通；第一控制开关、可控硅Q1和电容C2组成闭合回路，用于在可控硅Q1导通的时候，为电容C2充电；电容放电控制电路包括：第一控制开关、电容C2和二极管D1组成闭合回路，电容C2通过二极管D1进行放电，为焊接电源提供瞬时电流；装置关闭控制电路包括：光耦KF2与MOS管D3连接，通过光耦KF2控制MOS管D3导通，使得整个装置完全关闭。本实用新型在没有慢送丝的条件下，增大引弧能量和引弧电流上升率di/dt，使得引弧一次成功率达100％。

Description

一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置

技术领域

本实用新型涉及熔化极气保焊的焊接技术领域，尤其涉及一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置。

背景技术

熔化极气保焊的引弧都是在焊丝与工件短路后，焊接电源工作进行引弧。这样的引弧方式成功率较低，经常出现焊丝爆断、大颗粒飞溅和引弧段焊缝缺陷等问题。随着全自动焊接的推广应用，频繁的引弧和点焊更是对焊机的引弧性能提出了更高的要求。传统的引弧方式产生的缺陷需要增加处理工序，严重影响生产效率和焊接质量。

目前国内外都在从事提高引弧性能方面的研究工作。常用的方法有引弧时降低送丝速度、提升引弧电压、加热引弧焊丝以及使用附加电源提高引弧过程中电流上升速率的方法等。

这些方法虽然对引弧性能有所改善，但由于增加了附加电源和焊丝加热装置等，导致实现装置复杂、成本高；并且由于机械开关频繁动作，导致可靠性降低。最重要的是引弧成功率无法达到100％，而且无法有效解决引弧段焊缝缺陷的问题。

实用新型内容

为解决现有的技术存在的不足，本实用新型提出了一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置。该装置能够准确地将引弧前的空载能量存入电容中，省去了附加电源，降低成本。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，包括：电容充电控制电路、电容放电控制电路以及装置关闭控制电路；

所述电容充电控制电路包括：第一控制开关与可控硅Q1连接，通过控制第一控制开关的开通使得可控硅Q1导通；第一控制开关、可控硅Q1和电容C2组成闭合回路，用于在可控硅Q1导通的时候，为电容C2充电；

所述电容放电控制电路包括：第一控制开关、电容C2和二极管D1组成闭合回路，电容C2通过二极管D1进行放电，为焊接电源提供瞬时电流；

所述装置关闭控制电路包括：第二控制开关与MOS管D3连接，通过第二控制开关控制MOS管D3导通，电容C2和二极管D1分别与MOS管D3形成电流释放回路，使得整个装置完全关闭，不会再对焊接电源产生作用，防止对正常焊接产生影响。

所述第一控制开关优选为第一可控硅KF1，所述第一可控硅KF1优选为光敏可控硅。所述第二控制开关优选为光耦KF2。选择光敏器件是为了将控制系统和执行装置隔离，增加系统可靠性。

所述电容充电控制电路具体为：

第一可控硅KF1的阳极通过电阻R2与可控硅Q1的阳极连接，第一可控硅KF1的阴极与可控硅Q1的控制极连接，第一可控硅KF1的控制极经过电容C1与其阴极连接，电阻R3并联在电容C1两端；电容C2一端与可控硅Q1的阴极连接，另一端与可控硅Q1的控制极连接。

所述电容放电控制电路具体为：

第一可控硅KF1的阳极通过电阻R2与二极管D1的阴极连接，电容C2一端与第一可控硅KF1的阴极连接，另一端与二极管D1的阳极连接，电容C2两端并联电阻R4，二极管D1的阴极串联电阻R1后接入焊接电源正极。

所述装置关闭控制电路包括：

光耦KF2的光敏三极管发射极与MOS管D3的栅极连接，光敏三极管的集电极依次串联电阻R6和电阻R5后与MOS管D3的源极连接，光敏三极管发射极串联电阻R7后与MOS管D3的漏极连接，MOS管D3的漏极接入焊接电源负极；MOS管D3的源极串接电阻R5后与电容放电控制电路连接。

所述MOS管D3的源极串接电阻R5后与二极管D1的阳极连接，电解电容C3的正极与二极管D1的阳极连接，负极接入焊接电源负极；二极管D2的阴极与二极管D1的阳极连接，阳极接入焊接电源负极。

电容C2的剩余电荷通过电阻R5和MOS管D3组成的回路释放，二极管D1的漏电流也通过电阻R5和MOS管D3组成的回路释放，这样就有效避免了整套装置对焊接的影响。

当焊枪开关按下后，可控硅Q1导通，MOS管D3关断；焊机通过可控硅Q1在设定时间以内对电解电容C3完成充电，电解电容C3充满后可控硅Q1自动关闭；

当焊丝与工件接触后，电解电容C3通过二极管D1放电，极高的电流上升率引燃电弧；

电弧引燃后，MOS管D3打开，保证整个装置完全关闭。

本实用新型在没有慢送丝的条件下，通过增大引弧能量和引弧电流上升率di/dt来保证电弧的成功引燃、改善焊缝成形。附加的能量通过电容存储电源空载能量得到，电压值与电源空载电压相同，引弧电流上升率di/dt高于2000A/ms。极高的电流上升可以使引弧一次成功率达100％，引弧时正常送丝可以避免引弧段焊缝的缺陷，保证整条焊缝的一致性。引弧完成后立即关闭整套起弧装置，防止对正常焊接产生影响。

本实用新型相对于传统装置有以下的优点：

1、整个控制均使用电子元件控制，省去了机械装置，结构简单、可靠性极高、控制精确。

2、准确地将引弧前的空载能量存入电容中，省去了附加电源，降低成本。

3、引弧时不再使用慢送丝，提升了焊缝的质量和一致性，简化了送丝的控制。

4、在引弧完成后，利用MOS管关闭整套引弧装置，避免对焊接产生不良影响。

5、引弧储能的电容采用特制的电解电容，可快速实现深度充放电，寿命达1000万次以上，可靠性极高。

6、采用耐高压的光电耦合器，确保了系统的可靠性和抗干扰性。

附图说明

图1为本实用新型的装置原理图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，包括：电容充电控制电路、电容放电控制电路以及装置关闭控制电路。

本实施例中，优选光敏可控硅KF1和光耦KF2为具体实施方式对本实用新型装置进行说明，它们所起的作用为开关的作用，本领域技术人员在保证装置可靠工作的前提下，能够根据本领域现有知识将其换做其他的机械开关或者是开关类的电子元件。本实用新型之所以选择光敏器件是为了将控制系统和执行装置隔离，增加系统可靠性。

整个引弧装置如附图1所示，V+端接焊接电源正极，V-端接焊接电源负极；光敏可控硅KF1和光耦KF2的A、B两端分别接入焊机的控制系统中。

电容充电控制电路具体为：

光敏可控硅KF1的阳极通过电阻R2与可控硅Q1的阳极连接，光敏可控硅KF1的阴极与可控硅Q1的控制极连接，第一可控硅KF1的控制极经过电容C1与其阴极连接，电阻R3并联在电容C1两端；电容C2一端与可控硅Q1的阴极连接，另一端与可控硅Q1的控制极连接。

电容放电控制电路具体为：

光敏可控硅KF1的阳极通过电阻R2与二极管D1的阴极连接，电容C2一端与光敏可控硅KF1的阴极连接，另一端与二极管D1的阳极连接，电容C2两端并联电阻R4，二极管D1的阴极串联电阻R1后接入焊接电源正极。

装置关闭控制电路包括：

光耦KF2的光敏三极管发射极与MOS管D3的栅极连接，光敏三极管的集电极依次串联电阻R6和电阻R5后与MOS管D3的源极连接，光敏三极管发射极串联电阻R7后与MOS管D3的漏极连接，MOS管D3的漏极接入焊接电源负极；MOS管D3的源极串接电阻R5后与电容放电控制电路连接。

MOS管D3的源极串接电阻R5后与二极管D1的阳极连接，电解电容C3的正极与二极管D1的阳极连接，负极接入焊接电源负极；二极管D2的阴极与二极管D1的阳极连接，阳极接入焊接电源负极。

本实用新型装置适用于所有熔化极气保焊电源，包括全自动焊接和半自动焊接；特别适合全自动焊接；电容为3300uF，可控硅40A400V，电阻R1为2Ω。

当焊枪开关按下后，控制系统打开光敏可控硅KF1、关闭光耦KF2，可控硅Q1导通，MOS管D3关断，焊机通过可控硅Q1在5ms以内对电解电容C2完成充电，C3充满后Q1自动关闭。

当焊丝与工件接触后，C3通过二极管D1放电，极高的电流上升率di/dt引燃电弧。

电弧引燃后，MOS管D3打开，电容C2的剩余电荷通过电阻R5和MOS管D3组成的回路释放，二极管D1的漏电流也通过电阻R5和MOS管D3组成的回路释放，这样就有效避免了整套装置对焊接的影响，电流走向为：电容C3正极—>电阻R5—>MOS管D3，二极管漏电流走向二极管D1阴极->二极管D1阳极->电阻R5->MOS管D3。保证整个装置的完全关闭，防止其对正常焊接产生影响。

本实用新型在引弧前对电容器进行充电，引弧时对电容器进行深度放电，引弧成功后将电容关闭并放电，防止其对正常焊接产生影响。本实用新型方案可将熔化极气保焊的引弧成功率提升至100％。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，其特征是，包括：电容充电控制电路、电容放电控制电路以及装置关闭控制电路；

所述电容充电控制电路包括：第一控制开关与可控硅Q1连接，通过控制第一控制开关的开通使得可控硅Q1导通；第一控制开关、可控硅Q1和电容C2组成闭合回路，用于在可控硅Q1导通的时候，为电容C2充电；

所述电容放电控制电路包括：第一控制开关、电容C2和二极管D1组成闭合回路，电容C2通过二极管D1进行放电，为焊接电源提供瞬时电流；

所述装置关闭控制电路包括：第二控制开关与MOS管D3连接，通过第二控制开关控制MOS管D3导通，电容C2和二极管D1分别与MOS管D3形成电流释放回路，使得整个装置完全关闭。

2.如权利要求1所述的一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，其特征是，所述第一控制开关为第一可控硅KF1，所述第二控制开关为光耦KF2。

3.如权利要求2所述的一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，其特征是，所述电容充电控制电路具体为：

第一可控硅KF1的阳极通过电阻R2与可控硅Q1的阳极连接，第一可控硅KF1的阴极与可控硅Q1的控制极连接，第一可控硅KF1的控制极经过电容C1与其阴极连接，电阻R3并联在电容C1两端；电容C2一端与可控硅Q1的阴极连接，另一端与可控硅Q1的控制极连接。

4.如权利要求2所述的一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，其特征是，所述电容放电控制电路具体为：

第一可控硅KF1的阳极通过电阻R2与二极管D1的阴极连接，电容C2一端与第一可控硅KF1的阴极连接，另一端与二极管D1的阳极连接，电容C2两端并联电阻R4，二极管D1的阴极串联电阻R1后接入焊接电源正极。

5.如权利要求2所述的一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，其特征是，所述装置关闭控制电路包括：

光耦KF2的光敏三极管发射极与MOS管D3的栅极连接，光敏三极管的集电极依次串联电阻R6和电阻R5后与MOS管D3的源极连接，光敏三极管发射极串联电阻R7后与MOS管D3的漏极连接，MOS管D3的漏极接入焊接电源负极；MOS管D3的源极串接电阻R5后与电容放电控制电路连接。

6.如权利要求5所述的一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，其特征是，所述MOS管D3的源极串接电阻R5后与二极管D1的阳极连接，电解电容C3的正极与二极管D1的阳极连接，负极接入焊接电源负极；二极管D2的阴极与二极管D1的阳极连接，阳极接入焊接电源负极。

7.如权利要求2所述的一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，其特征是，所述第一可控硅KF1和光耦KF2的开通通过焊机的控制系统控制。

8.如权利要求2所述的一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，其特征是，所述第一可控硅KF1为光敏可控硅。