一種帶手工電弧焊功能的氣體保護逆變焊機的結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種小型MOSFET管逆變式的帶有手工電弧焊功能的氣體保護焊機產(chǎn)品，具體是一種采用MOSFET管逆變電路及其控制電路構(gòu)成的帶有手工電弧焊功能的氣體保護焊機。
技術(shù)背景
[0002]當(dāng)前，逆變式氣體保護焊機產(chǎn)品市場的競爭十分激烈，不僅體現(xiàn)在技術(shù)的先進性和優(yōu)勢上，還在很大程度上取決于焊機的功能、外觀和結(jié)構(gòu)設(shè)計、生產(chǎn)制造工藝的先進性、生產(chǎn)效率的高低、生產(chǎn)成本的多少，產(chǎn)品的一致性和可靠性等方面。
[0003]目前，國內(nèi)外市場上小型MOSFET管或IGBT管逆變式氣體保護焊機的額定電流通常在140~200A35~100%負(fù)載持續(xù)率的水平。在考慮低成本的情況下，小電流等級如180A、160A、150A等的氣保焊焊機廣品容易開發(fā)或?qū)崿F(xiàn)；大電流等級超過200A的廣品則有成本控制方面的技術(shù)難度。國內(nèi)此類焊機，很多是采用MOSFET管或單管IGBT逆變控制技術(shù)來制作的。MOSFET管逆變焊機，需要采用較多的MOSFET管并聯(lián)來擴大器件的電流。這就使焊機的電路板尺寸大、電路板和整機結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。但是，器件和零部件容易采購，并且價格低，使焊機也有一定的性價比優(yōu)勢。近一些年來，采用單管IGBT的逆變氣保焊焊機逐漸成為此類產(chǎn)品開發(fā)的重點。由于單管IGBT的電流等級大，不需要像MOSFET管那樣，采用多管并聯(lián)的方式來擴大其器件的電流，因此，產(chǎn)品的電路板尺寸小、電路板和整機結(jié)構(gòu)相對簡單。但器件和零部件的價格相對較高。而IGBT逆變電子開關(guān)器件數(shù)量的減少可使焊機的電路板尺寸變小，電路板和整機結(jié)構(gòu)變得簡單，產(chǎn)品的制作成本和工藝水平也得以提高。體現(xiàn)了單管IGBT逆變控制技術(shù)的優(yōu)勢和發(fā)展前景。這兩類焊機各自有各自的優(yōu)點。盡管小型MOSFET管或單管IGBT逆變控制技術(shù)的氣保焊焊機也有不少產(chǎn)品，然而，能夠?qū)崿F(xiàn)多功能如帶手工電弧焊、氬弧焊的產(chǎn)品還是很少的?？刂萍夹g(shù)水平仍然是一大障礙。即使是200A及以下電流的產(chǎn)品，不同的產(chǎn)品制造企業(yè)，由于設(shè)計水平的差異，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和可靠性等性能也是存在較大差異的。由于本實用新型焊機具有兩種焊接方法的功能，因此，使用的范圍更廣，與單一功能的焊機相比，產(chǎn)品更加具有市場競爭的技術(shù)優(yōu)勢。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種帶手工電弧焊功能的氣體保護逆變焊機的結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部采用上、中、下三控制板和整機布局結(jié)構(gòu)，相應(yīng)地，焊機分為三個功能模塊，外加控制主板和機箱、附件等部分，組織產(chǎn)品生產(chǎn)方便，特別是對生產(chǎn)其它MOSFET管逆變焊機的企業(yè)來說，更加如此。
[0005]為實現(xiàn)上述目的采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種帶手工電弧焊功能的氣體保護逆變焊機的結(jié)構(gòu)，其特征在于:它包括前、后面板及機箱內(nèi)部的送絲部分和上、中、下層三個電路部分，其上電路部分的功能主要為MOSFET管逆變變換、PWM脈沖寬度調(diào)節(jié)、焊接方法選擇和控制、輸出參數(shù)的控制、焊機兩種方法的電源外特性控制、送絲速度的調(diào)節(jié)和控制部分；其中層電路部分的功能主要為逆變變壓器降壓和電流變換、快速恢復(fù)二極管輸出整流和電流濾波、電流信號分流器檢測；其下層電路部分為電源供電、輸入整流和電解電容濾波，三層電路部分與前后面板上的元器件之間通過導(dǎo)線進行電路連接；送絲部分包括焊絲盤和送絲機構(gòu)，焊絲盤和送絲機構(gòu)安裝在機箱內(nèi)部上層隔板上，有一氣保焊焊槍與送絲機構(gòu)相連，焊槍固定在焊機的前面板上，通過該隔板把焊機的內(nèi)部機械部分與下部的電路部分分開。
[0007]下層電路部分包括:繼電器、整流器及其散熱器、電解電容、下層電路板；主要為電源供電、輸入整流和電解電容濾波，下層電路板通過支架螺絲固定在焊機的外殼底板上；與底板之間采用下電路板的絕緣防護板進行隔離，防止短路現(xiàn)象發(fā)生。
[0008]中層電路部分主要包括逆變主變壓器、快速恢復(fù)二極管、電流濾波電抗器、電流信號檢測分流器；逆變變壓器實現(xiàn)電壓降壓和大電流輸出的變換；快速恢復(fù)二極管則是把逆變變壓器輸出的中頻近10KHz交流電變換為直流電。
[0009]上層電路部分主要為MOSFET管逆變變換、PWM脈沖寬度調(diào)節(jié)、焊接方法選擇和控制、輸出參數(shù)的控制、焊機兩種方法的電源外特性控制、送絲速度的調(diào)節(jié)和控制部分；上層電路部分通過與前面板的選擇開關(guān)、各調(diào)節(jié)電位器可分別實現(xiàn)手工電弧焊或氣體保護焊輸出的控制。
[0010]所述的前面板上安裝有輸出電流和電壓參數(shù)數(shù)顯表、工作電源及熱保護狀態(tài)指示燈、手工電弧焊/氣保焊轉(zhuǎn)換開關(guān)、輸出電流/電壓/送絲速度調(diào)節(jié)電位器、固定式焊槍組件；后面板上安裝有供電電源線、風(fēng)機防護罩、冷卻風(fēng)機、電源開關(guān)和氣體流量計加熱器供電電源插座部分。
[0011]本實用新型焊機，其氣保焊時的額定電流/電壓可達180A/23V。依據(jù)電流等級的不同，其形成的系列焊機的額定負(fù)載持續(xù)率可在50?80%之間。額定電流越小的，則額定負(fù)載持續(xù)率越高。可設(shè)計為180A/23V50%、160A/22V60%、150A/21V80%等多種電流等級和規(guī)格型號的產(chǎn)品。手工焊時額定電流/電壓可達180A/27.2V50%負(fù)載持續(xù)率。具有兩種焊接方法的功能。焊機的尺寸為550X230X400mm。重量為13.5~14.5kg。不僅體積小，而且重量輕，攜帶十分方便。已成為出口家用型式空氣兩功能焊機的主流產(chǎn)品。當(dāng)然，通過焊機外形和內(nèi)部電路布局結(jié)構(gòu)設(shè)計的變化，利用本實用新型所述的焊機電路板及其相應(yīng)的零部件還可形成其它系列的產(chǎn)品，擴大產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。此外，焊機的控制電路板設(shè)計為四塊。電路板都采用了大量的表面貼片電子元器件和SMT表面貼裝工藝方法，以及高效的自動插件安裝器件機進行自動加工。焊機的電路和電路板及整機的結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，安裝方便，故生產(chǎn)效率高、制作成本低。焊機的結(jié)構(gòu)設(shè)計獨特，使得焊機的競爭力在小型便攜式逆變氣體保護焊機中是較高的。
[0012]本實用新型焊機為帶有手工電弧焊功能的氣體保護焊機，具有兩種焊接方法的使用范圍，應(yīng)用前景相對單功能焊機來說要寬廣。不僅如此，一臺焊機的價格相當(dāng)于可擁有“兩臺”單功能產(chǎn)品，顯示了本實用新型產(chǎn)品的性價比和技術(shù)優(yōu)勢。此外，模塊化的設(shè)計，便于形成系列化的產(chǎn)品。組織產(chǎn)品的生產(chǎn)十分方便。同時，先進的加工手段也為降低產(chǎn)品的成本創(chuàng)造了條件。這些都是本實用新型焊機具有的特色。
[0013]此外，一般的逆變式焊機，在電路或者零部件的布置方式，以及采用SMT貼片和插件器件的多少和電路板的生產(chǎn)自動化程度等方面都與本實用新型有所不同。一般的焊機生產(chǎn)企業(yè)，由于實力弱、產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量很少，沒有能力采用大量的SMT貼片器件或自動插件器件來生產(chǎn)電路板，也難以實現(xiàn)自動化或規(guī)?；纳a(chǎn)，依靠手工裝配和焊接的方式來加工，因此，生產(chǎn)的效率低下，工藝水平也相對落后。對于本實用新型焊機的各電路板部分，除了少量尺寸大的元器件需要手工裝配和焊接外，其它的很多SMT貼片式或插件式電子元器件都采用高效率的貼片機和插件機自動完成器件的安裝和焊接的。因此，這些電路板的生產(chǎn)效率很高，出錯率低，制作質(zhì)量都比較高，最終可使焊機產(chǎn)品生產(chǎn)時的一次合格率很高。
[0014]本實用新型焊機采用模塊化的設(shè)計理念。主要模塊有=MOSFET管及驅(qū)動電路模塊10和13等組成；逆變變換和快恢整流及電流濾波模塊21、22、23和24組成；輸入整流和濾波模塊28 ;主控制板模塊25 ;送絲機部分模塊6和7等組成；附件模塊含機箱等其它部分。對不同電流等級和負(fù)載持續(xù)率要求的焊機，可通過配置不同的模塊規(guī)格參數(shù)，形成不同輸出額定電流和負(fù)載持續(xù)率的產(chǎn)品，使產(chǎn)品系列化。例如，采用小的或不同電流等級的MOSFET器件及其散熱器尺寸，可形成另一個適合小電流如150A輸出的模塊組件；改變快速恢復(fù)二極管的型號和參數(shù)，可形成另外的逆變變換和快恢整流及電流濾波模塊等。當(dāng)然，這些模塊和零部件