CN2621872Y - 对焊机磁控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种对焊机磁控装置，包括变压器、导轨(12)、软铜带(6)以及一组静夹具(4)和动夹具(9)，其特征在于：还包括次级整流电路(7)、斩波器(1)、铁芯(2)及激磁线圈(3)。激磁线圈(3)所产生的交变磁场，使金属焊接区承受一交变的电磁力，从而引起焊合面处的热态塑性金属左右往复摩擦运动，有效破坏氧化膜，细化晶粒，提高焊接质量。次级整流电路(7)为单相或三相全波或桥式整流。由于采用次级整流电路，可明显提高焊机的功率因数，三相次级整流还可有效改善电网的不平衡状态、降低对焊机在使用过程中对网路的冲击。单相或三相次级桥式整流电路还可以直接利用现有技术对焊机的变压器，使设备改造成本降低。

Description

对焊机磁控装置

技术领域：

本实用新型涉及一种对焊机磁控装置。

背景技术：

目前，公知的生产中广泛使用的对焊机，尤其是电阻对焊机，主要存在以下两个问题：

1)所用的电源几乎全部为工频交流电源或单相半波整流电源。这种电源在焊接直径超过25mm的大钢件时，由于趋肤效应的影响，极易造成焊件的中心部位未焊透现象，焊件的直径愈大，未焊透的情况愈严重。而且，交流电源还使闪光对焊的闪光频率降低，闪光过程的稳定性变差、液态过梁变粗，火口尺寸增大，严重影响接头质量。

2)焊接时无法有效地把焊口断面上的氧化物夹层破碎并挤出去，易形成对接头的冲击韧性产生严重影响的灰斑缺陷。这种缺陷至今没有可靠的、适合大批量生产中应用的无损检测方法。

发明内容：

本实用新型目的是提供一种对焊机磁控装置，采用次级整流电源，可以较好地解决趋肤效应对焊接过程的影响，提高焊接质量。

本实用新型的技术方案是：一种对焊机磁控装置，包括变压器、导轨12、软铜带6以及一组静夹具4和动夹具9，动夹具9安置在导轨12上并可沿导轨12移动，变压器输出端的两条软铜带6分别连接静夹具4和动夹具9，其特征在于：还包括次级整流电路7、斩波器1、铁芯2及激磁线圈3，激磁线圈3外缘有线圈保护层13，激磁线圈3套在铁芯2上，铁芯2靠近焊合面10两端置有高温陶瓷涂层8，斩波器1的输出端D和另一输出端E分别与激磁线圈3电连接，铁芯2位于动夹具9和静夹具4之间，使焊合面10正好处于铁芯2两磁极的正中央。

次级整流电路7由变压器B5、B6、B7、整流二极管VD₁₃～VD₁₈以及变压器初级的可控硅VT₁₃～VT₁₈组成，也可由变压器B8、整流二极管VD₁₁、VD₁₂以及变压器初级的可控硅VT₁₁和VT₁₂组成。

次级整流电路7还可由变压器B2、B3、B4、整流二极管VD₅～VD₁₀以及变压器初级的可控硅VT₅～VT₁₀组成，也可由变压器B1、整流二极管VD₁₉～VD₂₂以及变压器初级的可控硅VT₁₉和VT₂₀组成。

次级整流电路7及斩波器1电路中的可控硅VT₁～VT₂₀的触发信号由单片机控制系统集中控制。

本实用新型相比现有技术的优点在于：由于采用次级整流电路，可以较好地解决趋肤效应对焊接质量的影响，并可明显提高焊机的功率因数；三相次级整流还可有效改善电网的不平衡状态、降低对焊机在使用过程中对网路的冲击；激磁线圈所产生的交变磁场，使金属焊接区承受一交变的电磁力，从而引起焊合面处的热态塑性金属左右往复摩擦运动，有效破坏氧化膜，细化晶粒，提高焊接质量；其实施例中的单相或三相次级桥式整流电路还可以直接利用现有技术对焊机的变压器，使设备改造成本降低。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图

图2是图1的A-A剖视图

图3是单相次级全波整流电源电路图

图4是三相次级全波整流电源电路图

图5是单相次级桥式整流电源电路图

图6是三相次级桥式整流电源电路图

图7是斩波器电路图

图8是斩波器输出的电压波形图

图9是现有技术对焊机的结构示意图

图中1-斩波器，2-铁芯，3-激磁线圈，4-静夹具，5-焊接件一，6-软铜带，7-次级整流电路，8-高温陶瓷涂层，9-动夹具，10-焊合面，11-焊接件二，12-导轨，13-线圈保护层。

具体实施方式：

在图1所示的实施例中，焊接件一5固定在静夹具4上，焊接件二11固定在动夹具9上，动夹具9安置在导轨12上并可沿导轨12移动，次级整流电路7由软铜带6分别与静夹具4和动夹具9相连接，为焊接件一5和焊接件二11提供焊接电流，由控制系统发出指令，完成焊接。磁控装置由斩波器1、铁芯2及激磁线圈3组成，激磁线圈3外侧有线圈保护层13，激磁线圈3套在铁芯2上，铁芯2靠近焊合面10两端置有高温陶瓷涂层8，斩波器1的输出端D和另一输出端E分别与激磁线圈3电连接，激磁线圈3上的交流矩形电压由斩波器1提供。铁芯2位于动夹具9和静夹具4之间，使焊合面10正好处于铁芯2两磁极正中央。

磁控装置所产生的交变磁场，使金属焊接区承受一交变的电磁力F₁(F₂)，从而引起焊合面10处的热态塑性金属左右往复摩擦运动，有效破坏氧化膜，细化晶粒，提高焊接质量。

对焊机的焊接过程如下：通过次级整流电源给焊接件一5、焊接件二11通电，当焊接区加热到一定程度时，斩波器1工作，给磁控装置通以交流矩形电压，使其产生交变磁场。如图2所示，焊接电流方向流出纸面，当磁场方向为上N下S时，焊接区金属的受力方向为F₁，此时切向力F₁使中心线右侧的金属向焊合面10以外运动，而中心线左侧的金属则向焊合面10内运动。但是，由于对焊过程始终有压力存在(闪光对焊过程主要是顶锻阶段)，故左侧表面的热塑金属较难挤入焊合面10。此外，被挤出焊合面10的金属其形态已发生了变化，且流过该部位的电流已很小，故承受的电磁力不大。因此，切向力只能使对口近表面的热塑金属发生变形，这一变形可以封闭焊口，有效防止焊合面10的氧化；当磁场方向为上S下N时，焊接区金属的受力方向为F₂。这样在交变磁场的作用下，焊接区的金属将产生摩擦式的往复运动，从而有效清除及破坏焊合面10的氧化膜，并使焊接区的晶粒细化。

参照图7、8。加在激磁线圈3两端的方波电压是由斩波器1输出的。当VT₁、VT₄同时导通时，输出电压U_DE之D点为正，E点为负；当VT₂、VT₃同时导通时，输出电压U_DE之D点为负，E点为正。改变VT₁、VT₄及VT₂、VT₃的触发脉冲间隔，可改变矩形波的脉冲频率与交变磁场的频率。

电源可用单相或三相次级整流电源。

参照图3。单相次级全波整流电源所用变压器B8带有中间抽头，其输出端由整流二极管VD₁₁、VD₁₂组成的全波整流电路整流后提供给对焊机焊接电流。变压器B5的输入端为单相380V。

参照图4。三相次级全波整流电源，是由三只与单相次级全波整流电源变压器B8结构相同的单相变压器B5、B6、B7联接而成，在三组变压器的输出端，由整流二极管VD₁₃、VD₁₄、VD₁₅、VD₁₆、VD₁₇和VD₁₈组成的全波整流电路整流后提供给对焊机焊接电流。

参照图5。单相次级桥式整流电源是在变压器B1的输出端，由整流二极管VD₁₉、VD₂₀、VD₂₁和VD₂₂组成的桥式整流电路整流后提供给对焊机焊接电流。变压器B1的输入端为单相380V。

参照图6。三相次级桥式整流电源，是由三只与单相次级桥式整流电源变压器B1结构相同的单相变压器B2、B3、B4联接而成，从三只变压器输出的交流电压，经整流二极管VD₅、VD₆、VD₇、VD₈、VD₉和VD₁₀组成的桥式整流电路整流后提供给对焊机焊接电流。

在图3～图6所示的实施例中，图4所示的三相次级全波整流电源效果最好，它可以较好地解决趋肤效应对焊接质量的影响，并可明显提高焊机的功率因数，还可以有效改善电网的不平衡状态、降低对焊机在使用过程中对网路的冲击以及整流元件的功率损耗；图3所示的单相次级全波整流电源效果次之，它可以解决趋肤效应对焊接质量的影响，也可以提高焊机的功率因数，只用一台变压器，成本较低；图6所示的三相次级桥式整流电源可以改善电网的不平衡状态、降低对焊机在使用过程中对网路的冲击；图5、图6所示的次级桥式整流电源，虽然没有图3、图4所示的次级全波整流电源效果好，但是，它可以直接利用现有技术对焊机的变压器进行组合改造，降低设备成本，而且变压器的级数调节、加压方式均不作改动。但是，靠近铁芯2及激磁线圈3的构件应改为不锈钢材料，以免影响磁力线的分布。

次级整流电路及斩波器电路中的可控硅VT₁～VT₂₀的触发信号由单片机控制系统集中控制。其中，变压器初级可控硅VT₅～VT₂₀在电路中起无触点开关作用，以控制对焊机的通电过程。当单片机控制系统接到焊接启动信号后，接收网路同步信号的中断请求，在网路电压的每个电压零点发出触发对应可控硅VT₅～VT₂₀的脉冲信号。当通过次级整流电源给焊接件一5、焊接件二11通电，焊接区加热到一定程度时(取决于焊件的尺寸及材料)，根据设定的磁控电压频率，发出触发斩波器电路可控硅VT₁～VT₄的脉冲信号，斩波器1工作，给磁控装置通以交流矩形电压，使其产生交变磁场。

本实用新型可配用UN1-25、UN1-75、UN1-100、UN1-150等中、大功率的对焊机。

Claims (4)

1、一种对焊机磁控装置，包括变压器、导轨(12)、软铜带(6)以及一组静夹具(4)和动夹具(9)，动夹具(9)安置在导轨(12)上并可沿导轨(12)移动，变压器输出端的两条软铜带(6)分别连接静夹具(4)和动夹具(9)，其特征在于：还包括次级整流电路(7)、斩波器(1)、铁芯(2)及激磁线圈(3)，激磁线圈(3)外侧有线圈保护层(13)，激磁线圈(3)套在铁芯(2)上，铁芯(2)靠近焊合面(10)两端置有高温陶瓷涂层(8)，斩波器(1)的输出端D和另一输出端E分别与激磁线圈(3)电连接，铁芯(2)位于动夹具(9)和静夹具(4)之间，使焊合面(10)正好处于铁芯(2)两磁极的正中央。

2、根据权利要求1所述的对焊机磁控装置，其特征在于：次级整流电路(7)由变压器B5、B6、B7、整流二极管VD₁₃～VD₁₈以及变压器初级的可控硅VT₁₃～VT₁₈组成，也可由变压器B8、整流二极管VD₁₁、VD₁₂以及变压器初级的可控硅VT₁₁和VT₁₂组成。

3、根据权利要求1所述的对焊机磁控装置，其特征在于：次级整流电路(7)及斩波器(1)电路中的可控硅VT₁～VT₂₀的触发信号由单片机控制系统集中控制。

4、根据权利要求1或2所述的对焊机磁控装置，其特征在于：次级整流电路(7)还可由变压器B2、B3、B4、整流二极管VD₅～VD₁₀以及变压器初级的可控硅VT₅～VT₁₀组成，也可由变压器B1、整流二极管VD₁₉～VD₂₂以及变压器初级的可控硅VT₁₉和VT₂₀组成。

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