一種用于交流氬弧焊機(jī)的波形控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種焊接技術(shù)設(shè)備，尤其涉及一種用于交流氬弧焊機(jī)的波形控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]交流電流的極性是在周期性地變換，相當(dāng)于在每個周期里半波為直流正接，半波為直流反接。正接的半波期間鎢極可以發(fā)射足夠的電子來融化工件而又不致于過熱，有利子電弧的穩(wěn)定。反接的半波期間工件表面生成的氧化膜很容易被清理掉而獲得表面光亮美觀、成形良好的焊縫。這樣，交流氬弧焊機(jī)同時(shí)兼顧了陰極清理作用和鎢極燒損少、電弧穩(wěn)定性好的效果，對于活潑性強(qiáng)的鋁、鎂、鋁青銅等金屬及其合金一般都選用交流氬弧焊。簡而言之，就是現(xiàn)有技術(shù)所使用的交流氬弧焊機(jī)，是靠調(diào)節(jié)交流波形的占空比來調(diào)節(jié)焊接強(qiáng)度和清理效果。
[0003]但是現(xiàn)有技術(shù)也存在一定的局限性，當(dāng)想要達(dá)到強(qiáng)的清理效果時(shí)，即占空比減小時(shí)，意味著焊接強(qiáng)度減小了，焊接速度減慢了。反之，當(dāng)想要快的焊接速度時(shí)，清理效果可能就不理想。
[0004]由此可見，現(xiàn)有技術(shù)中急需要一種新的交流波形控制電路，可以單獨(dú)調(diào)節(jié)交流波形的正負(fù)幅值。這樣不但可以得到強(qiáng)的清理效果，而且可以保證焊接速度和強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種用于交流氬弧焊機(jī)的波形控制電路，可以單獨(dú)調(diào)節(jié)交流波形的正負(fù)幅值。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開一種用于交流氬弧焊機(jī)的波形控制電路，用于分別調(diào)節(jié)該焊機(jī)的方波的正負(fù)幅值，其特征在于，該波形控制電路包括:一三角波發(fā)生電路，用于產(chǎn)生一三角波;一斬波電路，該斬波電路連接該三角波發(fā)生電路的輸出端，用于輸出一輸出占空比可調(diào)的方波;一延時(shí)電路，該延時(shí)電路連接該斬波電路的輸出端，用于產(chǎn)生兩路互補(bǔ)的方波驅(qū)動信號;一微分電路，該微分電路連接該斬波電路的輸出端，生成信號P1和P2;—上升沿和下降沿檢測電路，該上升沿和下降沿檢測電路根據(jù)該信號P1和P2判斷該方波驅(qū)動信號的上升沿和下降沿;一電流給定選擇電路，該電流給定選擇電路根據(jù)該方波驅(qū)動信號及該方波驅(qū)動信號的上升沿和下降沿輸出一正波輸出控制信號以及一負(fù)波輸出控制信號。
[0007]更進(jìn)一步地，該波形控制電路還包括一過流保護(hù)電路，該過流保護(hù)電路與該延時(shí)電路的輸出端連接，當(dāng)該交流氬弧焊機(jī)出現(xiàn)過流時(shí)，該方波驅(qū)動信號被鎖住。
[0008]更進(jìn)一步地，該三角波發(fā)生電路包括運(yùn)算放大器U3B、U3C，電容C23，電
阻R34、R32、R33以及穩(wěn)壓管ZD2、ZD3，該運(yùn)算放大器U3B的正輸入端接地，負(fù)輸入端連接該電阻R34、電容C 23，輸出端與穩(wěn)壓管ZD2以及該斬波電路連接，該穩(wěn)壓管ZD3的一端連接穩(wěn)壓管ZD2，另一端連接該運(yùn)算放大器U3C的正輸入端，該運(yùn)算放大器U3C的正輸入端經(jīng)過電阻R32、R33與其輸出端連接，該運(yùn)算放大器U3C的負(fù)輸入端接地。
[0009]更進(jìn)一步地，該斬波電路包括電阻R37、R38、R51，可變電阻R2，運(yùn)算放大器U3A，反相器U4A、U4B、二極管D7以及電容C3，該可變電阻R2用于輸入該交流氬弧焊機(jī)的清理效果，該可變電阻R2的調(diào)節(jié)端連接電阻R37，該電容C24的一端連接電阻R37及該運(yùn)算放大器U3A的正輸入端，該電容C24的另一端接地，該運(yùn)算放大器U3A的負(fù)輸入端連接該三角波發(fā)生電路，其輸出端連接電阻R38，該電阻R38的另一端連接二極管D7及反相器U4A，二極管D7的另一端接地，反相器U4A的輸出端連接該微分電路及延時(shí)電路。
[0010]更進(jìn)一步地，該微分電路包括電容C37、C29以及電阻R54、R45，該電容C37的輸出端與電阻R54連接，輸出信號P1;該電容C29的輸出端與電阻R45連接，輸出信號P2。
[0011 ] 更進(jìn)一步地，該延時(shí)電路包括反相器U4C、U4D、U4F，二極管D8、D9，電阻R32、R33、尺39、!?40，電容025、026，該反相器1]4?的輸出端連接二極管管08、電阻1?39，該二極管管08及電阻R39的輸出端連接電容C26及反相器U4D，該反相器U4D輸出一路方波驅(qū)動信號；該二極管D9和電阻R40的輸出端連接電容C25及反相器U4C，該反相器U4C輸出另一路信號互補(bǔ)的方波驅(qū)動信號。
[0012]更進(jìn)一步地，該上升沿和下降沿檢測電路包括電容040、038、030，電阻1?48、1?49、R5、R43，以及二極管D15、D16，該電容C40的輸入端連接延時(shí)電路的輸出端，電容C40的輸出端連接電阻R48、二極管D15，電阻R48以及二極管D15的輸出端連接該電流給定選擇電路，該電容C38的輸入端連接延時(shí)電路的輸出端，電容C38的輸出端連接電阻R49、二極管D16，電阻R49以及二極管D16的輸出端連接該電流給定選擇電路，電阻R48的輸出端連接電容C30，電阻R43的一端連接電源另一端連接該電流給定選擇電路，電阻R48、R49、R54、電容C30接地。
[0013]更進(jìn)一步地，該電流給定選擇電路包括單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U5A和雙向模擬開關(guān)U1A和U1C，該單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U5A連接該延時(shí)電路以及該上升沿和下降沿檢測電路的輸出端，該單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U5A的兩個輸出端分布連接雙向模擬開關(guān)U1A和雙向模擬開關(guān)U1C，該雙向模擬開關(guān)U1A輸出一正波，該雙向模擬開關(guān)U1C輸出一負(fù)波。
[0014]更進(jìn)一步地，該過流保護(hù)電路包括一反相器U4E。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明所提供的交流氬弧焊機(jī)的波形控制電路，可以單獨(dú)調(diào)節(jié)交流波形的正負(fù)幅值使交流負(fù)的輸出幅值加大，這樣清理效果增強(qiáng)，同時(shí)可以增加占空比，使交流正的輸出能量更多，提高焊接速度。因?yàn)榻涣髫?fù)的焊接時(shí)間減小還可以充分保護(hù)鎢針。
【附圖說明】
[0016]關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。
[0017]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的交流氬弧焊機(jī)的交流波形示意圖；
圖2是本發(fā)明涉及的交流氬弧焊機(jī)的交流波形示意圖；
圖3是本發(fā)明涉及的用于交流氬弧焊機(jī)的波形控制電路的模塊圖；
圖4-7是本發(fā)明涉及的用于交流氬弧焊機(jī)的波形控制電路的具體電路圖；
圖8和9是本發(fā)明涉及的用于交流氬弧焊機(jī)的波形控制電路的技術(shù)效果示意圖。
[0018]主要圖示說明 10-三角波發(fā)生電路20-斬波電路
30-過流保護(hù)電路40-延時(shí)電路
50-微分電路60-上升沿下降沿檢測電路
70-電流給定選擇電路。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。
[0020]現(xiàn)有技術(shù)的交流氬弧焊機(jī)的波形如圖1所示，圖1中IP是正波，IN是負(fù)波，正波和負(fù)波的幅值和頻率一致，正波和負(fù)波不能分別調(diào)節(jié)。
[0021]本發(fā)明的原理是利用一可調(diào)電阻來輸入設(shè)定的清理效果，根據(jù)該清理效果選擇方波的占空比，根據(jù)每次驅(qū)動波形上升沿和下降沿以及兩路互補(bǔ)的方波驅(qū)動信號來選擇不同的電流輸出，從而達(dá)到交流氬弧焊機(jī)正負(fù)輸出電流不同的目的。使交流負(fù)的輸出幅值加大，這樣清理效果增強(qiáng)，同時(shí)可以增加占空比，使交流正的輸出能量更多，提高焊接速度。本發(fā)明所提供的用于交流氬弧焊機(jī)的波形控制電路最終實(shí)現(xiàn)的輸入波形如圖2所示，圖2中IP表示輸出電流為正時(shí)的電流值，IN為表示輸出電流為負(fù)時(shí)的電流值。圖2中IN的時(shí)間短于IP，但是IN的幅值大于IP，這樣就可以交流氬弧焊機(jī)輸出的正電流的能量更多，提高焊接速度，使交流負(fù)的輸出幅值加大時(shí)間減小，這樣清理效果增強(qiáng)，同時(shí)可以增加占空比。
[0022]圖3是本發(fā)明涉及的用于交流氬弧焊機(jī)的波形控制電路的模塊圖。如圖3所示，該用于交流氬弧焊機(jī)的波形控制電路包括:三角波發(fā)生電路10，用于產(chǎn)生三角波;斬波電路20，該斬波電路20連接該三角波發(fā)生電路10的輸出端，用于輸出一輸出占空比可調(diào)的方波；延時(shí)電路40，該延時(shí)電路40連接該斬波電路20的輸出端，用于產(chǎn)生兩路互補(bǔ)的方波驅(qū)動信號;微分電路50，該微分電路50連接該斬波電路20的輸出端，生成信號P1和P2; —上升沿和下降沿檢測電路60，該上升沿和下降沿檢測電路60根據(jù)該信號P1和P2判斷該方波驅(qū)動信號的上升沿和下降沿;一電流給定選擇電路70，該電流給定選擇電路70根據(jù)該方波驅(qū)動信號及該方波驅(qū)動信號的上升沿和下降沿輸出一正波輸出控制信號以及一負(fù)波輸出控制信號。該波形控制電路還包括一過流保護(hù)電路30，該過流保護(hù)電路30與該延時(shí)電路40的輸出端連接，當(dāng)該交流氬弧焊機(jī)出現(xiàn)過流時(shí)，該方波驅(qū)動信號被鎖住。
[0023]以下將結(jié)合圖4到圖7說明本發(fā)明涉及的用于交流氬弧焊機(jī)的具體電路圖，其中圖4是三角波發(fā)生電路和斬波電路的具體電路圖；圖5是微分電路和延時(shí)電路的具體電路圖；圖6是上升沿和下降沿檢測電路和部分電流給定選擇電路的具體電路圖；圖7是部分電流給定選擇電路的具體電路圖。
[0024]首先三角波發(fā)生電路產(chǎn)生三角波，可調(diào)電阻是清理效果調(diào)節(jié)的電位器，通過運(yùn)算放大器斬波選擇方波的占空比。通過延時(shí)電路中的阻容二極管來調(diào)節(jié)兩路驅(qū)動電路的死區(qū)時(shí)間，以一組IGBT的驅(qū)動波形為例，開通時(shí)是通過R39和C26的RC充電時(shí)間來調(diào)節(jié)IGBT開通的延時(shí)時(shí)間，關(guān)斷是通過D8放電電時(shí)間來調(diào)節(jié)IGBT的關(guān)斷延時(shí)時(shí)間。故開通延時(shí)時(shí)間大于關(guān)斷延時(shí)時(shí)間，這樣可以有效防止IGBT直通。過流保護(hù)就是當(dāng)有過流報(bào)警信號，S卩SP點(diǎn)為5V時(shí)經(jīng)過反相器后U4E輸出為0V，即鎖定了 IGBT的驅(qū)動脈沖。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器根據(jù)微分電路的信號P1和P2判斷每次驅(qū)動波形上升沿和下降沿，然后分別通過Q和Q/兩路反向輸出來選擇不同的電流輸出，達(dá)到交流氬弧焊機(jī)正負(fù)輸出電流不同的目的。
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