專利名稱：一種用于交流等離子弧焊接設(shè)備的電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于交流等離子弧焊接設(shè)備的電源。
目前國內(nèi)外用于鋁合金焊接的交流等離子弧焊接設(shè)備，大多數(shù)是采用交直流雙電源，即主弧用一個交流電源，維弧用一個輔助直流電源。近年來又出現(xiàn)逆變方波電源。它們的共同缺點是設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價昂貴，使用可靠性較差。
本實用新型的目的是提出一種結(jié)構(gòu)簡單，只使用一個普通工頻交流電源，不需要另加輔助直流電源的用于交流等離子弧焊接設(shè)備的電源。
本實用新型主要包括主變壓器、帶抽頭維弧電抗器，高頻振蕩引弧器及消除主回路直流分量的電阻R1和二極管D1回路等。下面根據(jù)附圖詳細闡述本實用新型的具體結(jié)構(gòu)如


圖1所示，380伏交流電通過A、B兩點接入，串入保險RD1、RD2，通過交流接觸器JC1觸頭接到主變壓器B1的初級，主變壓器B1的副邊分為三個抽頭，分別為150伏，110伏，80伏，以滿足不同的焊接規(guī)范，從主變壓器B1副邊的抽頭引出與工件相接，同時通過變檔與維弧電抗器L的一端相連，而維弧電抗器L的另一端接焊槍的噴嘴。從C,D兩點接入220伏交流電，經(jīng)過繼電器控制觸頭ZJ2和按鈕N接到高頻振蕩引弧器升壓變壓器B2的初級。而升壓變壓器B2的次級與火花隙放電器W(由一對保持一定空氣間隙的鎢極構(gòu)成)相連，且通過振蕩電容C3和高頻耦合變壓器B3與主電路部分串連。其中高頻耦合變壓器B3的次級的一端與焊槍的鎢極相連，另一端經(jīng)過電阻R1，二極管D1的RD吸收回路接到主變壓器的另一端。圖中C1、C2是主回路的吸收電容，C1接在焊槍噴嘴與工件之間。C2的一端與工件相接，另一端接在RD吸收回路與高頻引弧器之間。C4、C5是高頻振蕩引弧器的保護電容，分別接在220伏交流電壓的一端與機殼之間。本實用新型工作原理是當交流接觸器JC1閉合，動鐵芯式主變壓器通電。當繼電器ZJ2閉合，高頻振蕩引弧器工作時，首先引燃噴嘴與鎢極之間的非轉(zhuǎn)移弧，然后通過非轉(zhuǎn)移弧的作用引燃主弧。當主弧一經(jīng)引燃，ZJ2斷開，高頻振蕩引弧器自動切斷。當焊接工作完畢，JC1斷開，主變壓器斷電，使得等離子弧熄滅。本實用新型的要點是等離子弧的穩(wěn)定性。如圖2所示，圖中i為主弧電流，iw為維弧電流。假定在某時刻t0主弧電壓由負半波突然轉(zhuǎn)為正半波，則維弧電抗器L被充磁，形成iw的上升段lm；t1時刻，主弧電壓又由正半波以躍變方式轉(zhuǎn)為負半波，維弧電抗器L轉(zhuǎn)為釋能，同時在維弧電抗器L中形成一較高的反電勢，提高了噴嘴電位，非轉(zhuǎn)移弧仍在噴咀與鎢極之間以鎢極為陰極燃燒，形成iw的mn波段；t2時刻主弧復(fù)燃，噴嘴電位迅速下降，直到Uf換向，iw與Uf反相，非轉(zhuǎn)移弧不能繼續(xù)存在于噴嘴與工件之間，維弧電抗器L只能經(jīng)過噴嘴和工件之間繼續(xù)釋放剩余磁能，從而形成iw的nk段波形。綜上所述，本實用新型維弧的穩(wěn)弧機制是“熱”與“場”的聯(lián)合作用。當主弧由鎢極發(fā)射電子轉(zhuǎn)為鋁工件發(fā)射電子時，維弧電抗器上反電動勢提高了噴嘴電位，使非轉(zhuǎn)移弧電壓Uf較電弧電流過零端后一段時間(ΔT)換向，維弧在主弧熄滅后仍在噴嘴與鎢極之間燃燒；在主弧由鋁工件發(fā)射電子轉(zhuǎn)為鎢極發(fā)射電子零點的t3時刻，維弧立即復(fù)燃于噴嘴與鎢極之間，而主弧因需要足夠的再引燃電壓在t3+ΔT時刻才能復(fù)燃。因此，在兩個零點維弧都不同程度地起到了穩(wěn)定空間離子濃度的作用，降低了主弧的再引燃電壓。同時，在鎢極發(fā)射電子轉(zhuǎn)為鋁工件發(fā)射電子的零點，維弧電抗器上的反電動勢在噴嘴和鋁工件之間形成一強電場，該電場也有利于鋁工件發(fā)射電子，從而對穩(wěn)定主弧起到積極作用。
本實用新型的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，實用性強。
圖1為本實用新型電路圖圖2為本實用新型工作原理波形圖實施例本實用新型主變壓器為帶抽頭的動鐵芯式，380伏交流電通過A、B兩點接入，串入保險RD1、RD2，通過交流接觸器JC1觸頭接到主變壓器B1的初級，主變壓器B1的副邊分為三個抽頭，分別為150伏，110伏，80伏，以滿足不同的焊接規(guī)范，從主變壓器B1副邊的抽頭引出與工件相接，同時通過變檔與維弧電抗器L的一端相連，而維弧電抗器L的另一端接焊槍的噴嘴。從C,D兩點接入220伏交流電，經(jīng)過繼電器控制觸頭ZJ2和按鈕N接到高頻振蕩引弧器升壓變壓器B2的初級。而升壓變壓器B2的次級與火花隙放電器W(由一對保持一定空氣間隙的鎢極構(gòu)成)相連，且通過振蕩電容C3和高頻耦合變壓器B3與主電路部分串連。高頻耦合變壓器B3的次級的一端與焊槍的鎢極相連，另一端經(jīng)過電阻R1，二極管D1的RD吸收回路接到主變壓器的另一端。C1、C2是主回路的吸收電容，C1接在焊槍噴嘴與工件之間。C2的一端與工件相接，另一端接在RD吸收回路與高頻引弧器之間。C4、C5是高頻振蕩引弧器的保護電容，分別接在220伏交流電壓的一端與機殼之間。本實用新型電阻R1為0.1Ω，電容C1為0.1μf，電容C2為0.1μf，電容C3為0.0025μf，電容C4為0.1μf，電容C5為0.1μf，維弧電抗器為0.5～16mh。B2、B3分別是高頻振蕩器的升壓變壓器和高頻耦合變壓器，D1為大功率二極管。
權(quán)利要求一種用于交流等離子弧焊接設(shè)備的電源，其特征在于380伏交流電通過[A]、[B]兩點接入，串入保險[RD1]、[RD2]，通過交流接觸器[JC1]觸頭接到主變壓器[B1]的初級，主變壓器[B1]的次級分為三個抽頭，分別為150伏，110伏，80伏，以滿足不同的焊接規(guī)范，從主變壓器[B1]次級的抽頭引出與工件相接，同時通過變檔與維弧電抗器[L]的一端相連，而維弧電抗器[L]的另一端接焊槍的噴嘴，從[C],[D]兩點接入220伏交流電，經(jīng)過繼電器控制觸頭[ZJ2]和按鈕[N]接到高頻振蕩引弧器升壓變壓器[B2]的初級，而升壓變壓器[B2]的次級與火花隙放電器[W]相連，且通過振蕩電容[C3]和高頻耦合變壓器[B3]與主電路部分串連，高頻耦合變壓器[B3]的副邊的一端與焊槍的鎢極相連，另一端經(jīng)過電阻[R1]，二極管[D1]的[RD]吸收回路接到主變壓器的另一端。
專利摘要本實用新型涉及一種用于交流等離子弧焊接設(shè)備的電源,主要包括主變壓器,帶抽頭維弧電抗器,高頻振蕩引弧器及消除主回路直流分量的RD吸收回路等,本實用新型采用一個交流電源,利用阻抗匹配原理,組成一個聯(lián)合交流等離子弧,使得電弧具有較好的穩(wěn)定性。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,穩(wěn)定性好,實用性強,是交流等離子弧焊接設(shè)備中理想的電源。
文檔編號B23K10/00GK2348962SQ9824426
公開日1999年11月17日 申請日期1998年9月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月24日
發(fā)明者牛濟泰, 張修智, 顧根富, 孟繁城, 呂世雄, 崔大中, 張德庫 申請人:哈爾濱工業(yè)大學