CN2348962Y - 一种用于交流等离子弧焊接设备的电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于交流等离子弧焊接设备的电源,主要包括主变压器,带抽头维弧电抗器,高频振荡引弧器及消除主回路直流分量的RD吸收回路等,本实用新型采用一个交流电源,利用阻抗匹配原理,组成一个联合交流等离子弧,使得电弧具有较好的稳定性。本实用新型结构简单,成本低廉,稳定性好,实用性强,是交流等离子弧焊接设备中理想的电源。

Description

一种用于交流等离子弧焊接设备的电源

本实用新型涉及一种用于交流等离子弧焊接设备的电源。

目前国内外用于铝合金焊接的交流等离子弧焊接设备，大多数是采用交直流双电源，即主弧用一个交流电源，维弧用一个辅助直流电源。近年来又出现逆变方波电源。它们的共同缺点是设备结构复杂，造价昂贵，使用可靠性较差。

本实用新型的目的是提出一种结构简单，只使用一个普通工频交流电源，不需要另加辅助直流电源的用于交流等离子弧焊接设备的电源。

本实用新型主要包括主变压器、带抽头维弧电抗器，高频振荡引弧器及消除主回路直流分量的电阻R₁和二极管D₁回路等。下面根据附图详细阐述本实用新型的具体结构：如图1所示，380伏交流电通过A、B两点接入，串入保险RD1、RD2，通过交流接触器JC1触头接到主变压器B₁的初级，主变压器B₁的副边分为三个抽头，分别为150伏，110伏，80伏，以满足不同的焊接规范，从主变压器B₁副边的抽头引出与工件相接，同时通过变档与维弧电抗器L的一端相连，而维弧电抗器L的另一端接焊枪的喷嘴。从C,D两点接入220伏交流电，经过继电器控制触头ZJ2和按钮N接到高频振荡引弧器升压变压器B₂的初级。而升压变压器B₂的次级与火花隙放电器W(由一对保持一定空气间隙的钨极构成)相连，且通过振荡电容C₃和高频耦合变压器B₃与主电路部分串连。其中高频耦合变压器B₃的次级的一端与焊枪的钨极相连，另一端经过电阻R₁，二极管D₁的RD吸收回路接到主变压器的另一端。图中C₁、C₂是主回路的吸收电容，C₁接在焊枪喷嘴与工件之间。C₂的一端与工件相接，另一端接在RD吸收回路与高频引弧器之间。C₄、C₅是高频振荡引弧器的保护电容，分别接在220伏交流电压的一端与机壳之间。本实用新型工作原理是：当交流接触器JC1闭合，动铁芯式主变压器通电。当继电器ZJ2闭合，高频振荡引弧器工作时，首先引燃喷嘴与钨极之间的非转移弧，然后通过非转移弧的作用引燃主弧。当主弧一经引燃，ZJ2断开，高频振荡引弧器自动切断。当焊接工作完毕，JC1断开，主变压器断电，使得等离子弧熄灭。本实用新型的要点是等离子弧的稳定性。如图2所示，图中i为主弧电流，i_w为维弧电流。假定在某时刻t₀主弧电压由负半波突然转为正半波，则维弧电抗器L被充磁，形成i_w的上升段lm；t₁时刻，主弧电压又由正半波以跃变方式转为负半波，维弧电抗器L转为释能，同时在维弧电抗器L中形成一较高的反电势，提高了喷嘴电位，非转移弧仍在喷咀与钨极之间以钨极为阴极燃烧，形成i_w的mn波段；t₂时刻主弧复燃，喷嘴电位迅速下降，直到U_f换向，i_w与U_f反相，非转移弧不能继续存在于喷嘴与工件之间，维弧电抗器L只能经过喷嘴和工件之间继续释放剩余磁能，从而形成i_w的nk段波形。综上所述，本实用新型维弧的稳弧机制是“热”与“场”的联合作用。当主弧由钨极发射电子转为铝工件发射电子时，维弧电抗器上反电动势提高了喷嘴电位，使非转移弧电压U_f较电弧电流过零端后一段时间(ΔT)换向，维弧在主弧熄灭后仍在喷嘴与钨极之间燃烧；在主弧由铝工件发射电子转为钨极发射电子零点的t₃时刻，维弧立即复燃于喷嘴与钨极之间，而主弧因需要足够的再引燃电压在t₃+ΔT时刻才能复燃。因此，在两个零点维弧都不同程度地起到了稳定空间离子浓度的作用，降低了主弧的再引燃电压。同时，在钨极发射电子转为铝工件发射电子的零点，维弧电抗器上的反电动势在喷嘴和铝工件之间形成一强电场，该电场也有利于铝工件发射电子，从而对稳定主弧起到积极作用。

本实用新型的优点是结构简单，稳定性好，实用性强。

图1为本实用新型电路图

图2为本实用新型工作原理波形图

实施例：本实用新型主变压器为带抽头的动铁芯式，380伏交流电通过A、B两点接入，串入保险RD1、RD2，通过交流接触器JC1触头接到主变压器B₁的初级，主变压器B₁的副边分为三个抽头，分别为150伏，110伏，80伏，以满足不同的焊接规范，从主变压器B₁副边的抽头引出与工件相接，同时通过变档与维弧电抗器L的一端相连，而维弧电抗器L的另一端接焊枪的喷嘴。从C,D两点接入220伏交流电，经过继电器控制触头ZJ2和按钮N接到高频振荡引弧器升压变压器B₂的初级。而升压变压器B₂的次级与火花隙放电器W(由一对保持一定空气间隙的钨极构成)相连，且通过振荡电容C₃和高频耦合变压器B₃与主电路部分串连。高频耦合变压器B₃的次级的一端与焊枪的钨极相连，另一端经过电阻R₁，二极管D₁的RD吸收回路接到主变压器的另一端。C₁、C₂是主回路的吸收电容，C₁接在焊枪喷嘴与工件之间。C₂的一端与工件相接，另一端接在RD吸收回路与高频引弧器之间。C₄、C₅是高频振荡引弧器的保护电容，分别接在220伏交流电压的一端与机壳之间。本实用新型电阻R₁为0.1Ω，电容C₁为0.1μf，电容C₂为0.1μf，电容C₃为0.0025μf，电容C₄为0.1μf，电容C₅为0.1μf，维弧电抗器为0.5～16mh。B₂、B₃分别是高频振荡器的升压变压器和高频耦合变压器，D₁为大功率二极管。

Claims (1)

1. 一种用于交流等离子弧焊接设备的电源，其特征在于：380伏交流电通过[A]、[B]两点接入，串入保险[RD1]、[RD2]，通过交流接触器[JC1]触头接到主变压器[B₁]的初级，主变压器[B₁]的次级分为三个抽头，分别为150伏，110伏，80伏，以满足不同的焊接规范，从主变压器[B₁]次级的抽头引出与工件相接，同时通过变档与维弧电抗器[L]的一端相连，而维弧电抗器[L]的另一端接焊枪的喷嘴，从[C],[D]两点接入220伏交流电，经过继电器控制触头[ZJ2]和按钮[N]接到高频振荡引弧器升压变压器[B₂]的初级，而升压变压器[B₂]的次级与火花隙放电器[W]相连，且通过振荡电容[C₃]和高频耦合变压器[B₃]与主电路部分串连，高频耦合变压器[B₃]的副边的一端与焊枪的钨极相连，另一端经过电阻[R₁]，二极管[D₁]的[RD]吸收回路接到主变压器的另一端。

Images