CN212311116U - 一种具有自动温度补偿的焊接电流控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有自动温度补偿的焊接电流控制电路，包括电位器W1，给定电流镜像恒流源电路；一个温度传感器；电位器W2；所述电位器W2配合三极管T3、三极管T4构成补偿电流镜像恒流源电路；一个电阻R2，一个控制输出端，所述控制输出端连接在电阻R2与第一镜像恒流源电路的连接点上，用以取得焊接电流控制模量；该电路能够根据焊件温度并对焊接电流进行实时补偿，实现对焊接电流的自动化调节，有效降低焊接操作难度，提高焊接质量及稳定性。

Description

一种具有自动温度补偿的焊接电流控制电路

技术领域

本实用新型涉及焊接电路领域，特别的，是一种能够根据焊件温度进行调控的电路。

背景技术

电弧焊，是指以电弧作为热源，利用气体放电的物理现象，将电能转换为焊接所需的热能和机械能，从而达到连接金属的目的；主要方法有焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等，其中焊条电弧焊是工业生产中应用最广泛的焊接方法，它的原理是利用电弧放电所产生的热量将焊条与工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的焊接过程。

在电弧焊焊接过程中，一条焊缝的起焊处在没有进行预热的情况下，在焊接过程中温度比较低，需要较大的焊接电流；在随后的焊接过程中，前一段的焊接热作用给后一段进行加热，相当于给后一段进行了预热，这里需要的焊接电流要小一些；当焊接到末尾时，焊接热不能向后传递/散失，这就出现了热量堆积/过度预热，此时所需的焊接电流要更小；另外，同一焊件上不同的焊缝也存在先焊的焊缝对后焊焊缝有预热作用，这样先焊的焊缝电流要大一些，后焊的要小一些。

但目前的电弧焊、尤其是自动电弧焊工程中，是以定值的焊接电流焊接工件上一条或几条焊缝；此时焊件温度前后不均，影响焊接质量；而在实际焊接过程中，很难随时调节电流且调节的大小合适；因此成为本案要讨论的技术问题。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供一种具有自动温度补偿的焊接电流控制电路，该电路能够根据焊件温度对焊接电流进行实时补偿，实现对焊接电流的自动化调节，有效降低焊接操作难度，提高焊接质量及稳定性。

一种具有自动温度补偿的焊接电流控制电路，包括：

电位器W1，电位器W1的两固定端与直流电源的正负极相连，活动端用以调节初始的给定电流；

给定电流镜像恒流源电路，用以稳定初始的给定电流；给定电流镜像恒流源电路包括电阻R1、三极管T1、三极管T2；三极管T1的基极与三极管T2的基极连接，三极管T1的基极与其集电极相连；三极管T1、三极管T2的发射极与电源正极相连，三极管T1的集电极经电阻R1与电位器W1的活动端相连；三极管T2的集电极经电阻R2后与电源负极相连；

在电阻R2与三极管T2集电极的连接点上接出控制输出端，用以取得焊接电流控制模量；

该具有自动温度补偿的焊接电流控制电路还包括一补偿电流镜像恒流源电路、温度传感器T；该补偿电流镜像恒流源电路由三极管T3、三极管T4及用于调节标准温度下补偿电流大小的电位器W2组成；三极管T3与三极管T4通过基极连接，三极管T3的基极与三极管T4的集电极相连；三极管T3、三极管T4的发射极与电源负极相连，三极管T3的集电极与控制输出端相连；三极管T4的集电极经电位器W2与温度传感器T的信号端连接；温度传感器T的正接电端与直流电源的正极相连、负接电端与直流电源的负极相连。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1.“稳定”是指通过镜像恒流源电路能够使电路中初始的给定电流与温度改变后补偿电流在分别调节时，各处自由独立调节，不因一处的调节引起另一处的电流变化，各自保持平稳、恒定。

2.“给定电流”与焊缝未预热时所需的焊接电流大小相匹配。

作为优选，三极管T1、三极管T2选用PNP三极管，三极管T3、三极管T4选用NPN三极管。

作为优选，温度传感器T选用非接触式温度传感器。

作为优选，温度传感器T的工作电压12V,输出信号为0～10V模拟量。

本实用新型的原理及优点如下：取用模拟焊件进行调试，通过电位器W1调节在标准温度下的焊接电流的大小，通过电位器W2调节在不同温度下的补偿电流的大小，经多次调解电位器W1和电位器W2，使其搭配得当，使得输出的焊接电流适合当前批次的焊件，此时调节完成；在后续正式焊接时，温度传感器T随焊枪同步运动，温度传感器T实时测量焊枪等温线上焊件温度并将对应的电信号接入电路中；补偿电流镜像恒流源电路将温度传感器T产生的电压信号转换成电流信号后接入电路中，以此实现对焊接电流的温度补偿。

镜像恒流源电路采用恒流控制模式，能够稳定电路中的电流，消除各分量间的影响；当温度传感器T的电信号被接入时，镜像恒流源电路能够使焊接电流随工件焊接处焊前温度而变化，有效提高焊接电流的实时性。

该焊接电路只需在调试时进行一次调节，在后续焊接时即可实现根据焊件温度不同，自动调节焊接电路中的电流；无需人工调节焊接电流，有效降低了焊工操作技术难度，确保焊接的稳定性，同时提高了焊接质量；该焊接电路能够辅助实现自动化焊接，焊接过程中无需手动操作，有效降低焊工劳动强度，提高焊接效率。

其中，电位器W1，电位器W2，电阻R1，电阻R2，三极管T1，三极管T2，三极管T3，三极管T4，温度传感器T是行业内惯用表述，在本案中当做固定名词使用，以便简洁明了的解释和理解本技术方案；实际还可以采用其他代码。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的电路原理图。

图2为本实用新型一个实施例中焊缝各位置焊前温度分布与适宜焊接电流关系图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：参阅图1、图2，一种具有自动温度补偿的焊接电流控制电路，包括：

电位器W1，包括两个固定端、一个活动端；电位器W1的两固定端与直流电源的正负极相连；活动端用以调节初始的给定电流；

给定电流镜像恒流源电路，用以稳定初始的给定电流；给定电流镜像恒流源电路包括电阻R1、三极管T1、三极管T2；三极管T1的基极与三极管T2的基极连接，三极管T1的基极与其集电极相连；三极管T1、三极管T2的发射极与电源正极相连，三极管T1的集电极经电阻R1与电位器W1的活动端相连；三极管T2的集电极经电阻R2后与电源负极相连；

在电阻R2与三极管T2集电极的连接点上接出控制输出端，用以取得焊接电流控制模量；

该具有自动温度补偿的焊接电流控制电路还包括补偿电流镜像恒流源电路、温度传感器T，在本实施例中，该温度传感器T选用工作电压为0-10V的非接触式温度传感器T；该补偿电流镜像恒流源电路由三极管T3、三极管T4及用于调节标准温度下补偿电流大小的电位器W2组成；三极管T3与三极管T4通过基极连接，三极管T3的基极与三极管T4的集电极相连；三极管T3、三极管T4的发射极与电源负极相连，三极管T3的集电极与控制输出端相连；三极管T4的集电极经电位器W2与温度传感器T的信号端连接；温度传感器T的接电端与直流电源的正负极相连；上述三极管T1、三极管T2选用PNP三极管，三极管T3、三极管T4选用NPN三极管。

具体原理及调节方法如下：通过电位器W1调节初始的给定电流，通过给定电流镜像恒流源稳定该初始电流，在调试时通过电位器W2调节在标准温度下的补偿电流的大小，使得输出的焊接电流适合当前批次的焊件，此时调节完成；在后续正式焊接同一批焊件时，通过非接触式温度传感器T获得与焊件温度对应的电信号，通过补偿电流镜像恒流源电路将该电信号转换成需要补偿的电流信号；由于该补偿的电流信号与初始电流反向，补偿的电流信号会削减初始电流，从而促使焊接电流减小，以适合焊件当前焊接位置的温度；具体焊缝各位置焊前温度分布与适宜焊接电流的关系如图2所示，其中T表示焊接位置焊前温度，I表示适宜焊接电流，L表示焊接进程。

该焊接电路采用恒流控制模式，能够稳定电路中的电流，消除各分量间的影响；该焊接电路只需在调试时进行一次调节，在后续焊接时即可实现根据焊件温度不同，自动调节焊接电路中的电流；无需人工调节焊接电流，有效降低了焊工操作技术难度，确保焊接的稳定性，同时提高了焊接质量；该焊接电路能够辅助实现自动化焊接，焊接过程中无需手动操作，有效降低焊工劳动强度，提高焊接效率。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种具有自动温度补偿的焊接电流控制电路，包括：

电位器W1，电位器W1的两固定端与直流电源的正负极相连，活动端用以调节初始的给定电流；

给定电流镜像恒流源电路，用以稳定初始的给定电流；给定电流镜像恒流源电路包括电阻R1、三极管T1、三极管T2；三极管T1的基极与三极管T2的基极连接，三极管T1的基极与其集电极相连；三极管T1、三极管T2的发射极与电源正极相连，三极管T1的集电极经电阻R1与电位器W1的活动端相连；三极管T2的集电极经电阻R2后与电源负极相连；

其特征在于：在电阻R2与三极管T2集电极的连接点上接出控制输出端，用以取得焊接电流控制模量；

该具有自动温度补偿的焊接电流控制电路还包括补偿电流镜像恒流源电路、温度传感器T；该补偿电流镜像恒流源电路由三极管T3、三极管T4及用于调节标准温度下补偿电流大小的电位器W2组成；三极管T3的基极与三极管T4的基极连接，三极管T3的基极与三极管T4的集电极相连；三极管T3、三极管T4的发射极与电源负极相连，三极管T3的集电极与控制输出端相连；三极管T4的集电极经电位器W2与温度传感器T的信号端连接；温度传感器T的正负极对应接直流电源正负极。

2.根据权利要求1所述的具有自动温度补偿的焊接电流控制电路，其特征在于：三极管T1、三极管T2选用PNP三极管，三极管T3、三极管T4选用NPN三极管。

3.根据权利要求1或2所述的具有自动温度补偿的焊接电流控制电路，其特征在于：温度传感器T选用非接触式温度传感器。

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