专利名称：一种电焊机引弧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工业上用于焊机的引弧装置，特别是一种能够实现大电流远距离引弧的电焊机引弧装置。
背景技术：
电焊机在焊接过程中，由于被焊金属表层存在着导电性能差的氧化层或者其他杂质，从而导致焊接过程中不能顺利引弧焊接。解决上述问题目前比较通用的做法是借助高压引弧装置击穿氧化层，从而达到引弧的目的。但由于现有的引弧装置在设计上的局限，使得当电焊机与焊接施工地点距离比较远的时候，也即是焊枪电极电线比较长的时候，不能顺利引弧。因为远距离的导线对于高频电流来说，存在不可忽视的电阻和等效电感的阻碍作用，因而导致高频引弧能量的急剧衰减，直接就降低了引弧的成功率，甚至是不能引弧。
而降低等效电感的办法要么是降低引弧脉冲电源频率；要么是增加引弧装置对引弧能量的供给余量。经过长时间的实验证明增加引弧装置能量的供给余量是个有效的办法。而常规设计的电路以及电路元件之所以不能够成功有效地驱动远距离的电极导线的根本原因在于常规设计采用的高频升压变压器的线圈线径不够，受集肤效应的影响大，当集肤深度大于线材的半径时，将会导致线材的有效截面大大减少，而直接影响高频升压变压器的电流供给能力，从而导致高频升压变压器没有足够的功率余量来驱动远距离的电极导线。
发明内容本实用新型的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种通过电路及高频升压变压器结构的改进而能够有效地实现大电流远距离引弧，且工作稳定、性能可靠、使用安全的电焊机引弧装置。本实用新型的技术方案是这样实现的本实用新型所述的电焊机引弧装置，其特点是包括控制开关电路模块、高频滤波电路模块、储能电路模块、高频升压变压器TI、整流滤波电路模块和换能限压电路模块，其中所述储能电路模块与高频升压变压器Tl的初级线圈串联后连接到高频滤波电路模块的输出端，所述高频滤波电路模块的输入端与高频交流电源电连接，所述整流滤波电路模块的输入端与高频升压变压器Tl的次级线圈电连接，所述换能限压电路模块连接在整流滤波电路|旲块的输出端，所述控制开关电路|旲块与闻频滤波电路|旲块及储能电路|旲块电连接。其中，上述高频滤波电路模块由大功率电阻RWl和滤波电容Cl组成，且所述大功率电阻RWl的一端连接在插座CNl的第一脚上、另一端连接在插座CNl的第二脚上，所述滤波电容Cl的一端连接在插座CNl的第一脚上、另一端连接在插座CNl的第四脚上。上述储能电路模块由高压电容C2、高压电容C3和放电电阻R2并联组成。上述整流滤波电路模块由高压二极管Dl、高压二极管D2、高压电容C4和高压电容C5组成，其中所述高压二极管Dl和高压二极管D2串联后与上述高频升压变压器Tl的次级线圈串联连接，所述高压电容C4和高压电容C5串联后并联到所述高压二极管Dl和高压二极管D2与高频升压变压器Tl的次级线圈串联后的两个输出端之间。上述换能限压电路模块由放电片FDPx2和高压互感器HVTl组成，所述放电片FDPx2与高压互感器HVTl的初级线圈串联后连接到上述整流滤波电路模块的两个输出端之间。且所述放电片FDPx2由两个耐高温和高电压的放电端子组成，且两个放电端子之间的放电距离可通过螺丝调节后固定。为了有效地提高高频升压变压器的电流供给能力，以便本实用新型更能有效地实现大电流长距离引弧的目的，上述高频升压变压器Tl采用变比为I :200的高频升压变压器。且上述高频升压变压器Tl的次级线圈的线材直径为O. 3mm。且上述高频升压变压器Tl的磁芯采用高性能的矩形粉末磁芯。本实用新型由于通过恰当地改进了引弧装置的电路及高频升压变压器的结构，大幅度提升了引弧装置的驱动能力，使引弧装置能够有效地实现远距离引弧，从而有效地解决了现有的引弧装置由于驱动长距离电极导线能力弱而导致无法实现引弧的问题，同时通过电路中的储能电路模块，增强了引弧装置的输出电流，使引弧装置的引弧电流大，从而进一步地确保了引弧装置能够顺利地实现远距离引弧，同时通过电路中的换能限压电路模块对输出电压进行限制，防止过高的引弧电压引起电路元件的损坏及危害使用者的安全，这样既有效地保护了电路不受损坏，又确保了引弧装置的工作稳定、性能可靠及使用安全。
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图I为本实用新型的电路结构示意图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型所述的电焊机引弧装置，包括控制开关电路模块、高频滤波电路模块、储能电路模块、高频升压变压器Tl、整流滤波电路模块和换能限压电路模块，其中所述储能电路模块与高频升压变压器Tl的初级线圈串联后连接到高频滤波电路模块的输出端，所述高频滤波电路模块的输入端与高频交流电源电连接，所述整流滤波电路模块的输入端与高频升压变压器Tl的次级线圈电连接，所述换能限压电路模块连接在整流滤波电路|旲块的输出端，所述控制开关电路|旲块与闻频滤波电路|旲块及储能电路|旲块电连接。其中，上述高频交流电源的电源频率为20KHZ，电压为50V 60V，而且该高频交流电源是直接从绕在电焊机20KHz的一次逆变变压器上的次级线圈得到。而上述高频滤波电路模块由大功率电阻RWl和滤波电容Cl组成，且所述大功率电阻RWl的一端连接在插座CNl的第一脚上、另一端连接在插座CNl的第二脚上，所述滤波电容Cl的一端连接在插座CNl的第一脚上、另一端连接在插座CNl的第四脚上，如图所示，插座CNl的第一脚还与控制开关电路模块中的插座CN2的第三脚电连接。而上述储能电路模块由高压电容C2、高压电容C3和放电电阻R2并联组成，如图所示，储能电路模块的一接线端连接在控制开关电路模块中的插座CN2的第一脚上、另一接线端与高频升压变压器Tl的初级线圈的一端连接。由于输入电源为20KHz的高频交流电源，此处串联储能电路模块的作用是当输入20KHz的高频交流电源的其中一个半波到来时(此半波经过升压后高频升压变压器Tl的次级输出的极性刚好使得半波整流电路不导通)，高频升压变压器Tl的初级端的电源输入经过初级线圈后存储到储能电路模块中的高压电容C2和高压电容C3上，其电压极性跟上述半波电压极性相同；当电源极性切换到另外一个半波的时候，储能电路模块中的高压电容C2和高压电容C3上的电压极性刚好跟高频交流电源形成串联，以约为高频交流电源电压最大值两倍的脉冲电压对高频升压变压器Tl进行能量供给，从而在高频升压变压器Tl的次级输出端产生一个脉冲尖峰，大幅度提升了高频交流电源的激励性能。此外，控制开关电路模块中的电源开关KRl的一端连接在插座CN2的第一脚上、另一端连接在插座CN2的第三脚上。而且该控制开关电路模块主要由外接的焊枪远程控制开关经过焊机内部的控制逻辑控制，当焊枪端按下焊接开关，经过焊机控制逻辑处理认为需要引弧装置启动的时候，则打开控制开关电路模块中的电源开关KR1，接通引弧装置的电路，开始引弧。而上述整流滤波电路模块由高压二极管D1、高压二极管D2、高压电容C4和高压电容C5组成，其中所述高压二极管Dl和高压二极管D2串联后与上述高频升压变压器Tl的次级线圈串联连接，所述高压电容C4和高压电容C5串联后并联到所述高压二极管Dl和高压二极管D2与高频升压变压器Tl的次级线圈串联后的两个输出端之间，由图上可知，高压二极管Dl和高压二极管D2串联后，其输入端与高频升压变压器Tl的次级线圈的其中一输出端串联连接，而高压电容C4和高压电容C5串联后的其中一端与高压二极管Dl和高压二极管D2串联后的输出端连接、另一端与高频升压变压器Tl的次级线圈的另一输出端连接，其中高压二极管Dl和高压二极管D2串联后能够提闻耐压能力，而闻压电容C4和闻压电容C5串联后既能提闻耐压能力，又能提高升压电路的供流能力。而上述换能限压电路模块由放电片FDPx2和高压互感器HVTl组成，所述放电片FDPx2与高压互感器HVTl的初级线圈串联后连接到上述整流滤波电路模块的两个输出端之间。并且，如图所示，高压互感器HVTl的次级线圈的一端连接功率电源、另一端连接至焊枪。上述放电片FDPx2由两个耐高温和高电压的放电端子组成，且两个放电端子之间的放电距离可通过螺丝调节后固定。当所述两个放电端子之间的放电距离调整到恰当的距离时，就直接调节了高压互感器HVTl初级线圈两端的脉冲放电电压到一个恰当的电压值，如果放电片FDPx2两端的电压超过设定值，那么两个放电端子之间的空气将在脉冲高压的作用下击穿形成放电通路，并通过该放电通路高压电容C4和高压电容C5上的电压向高压互感器HVTl进行供电，而所述脉冲高压通过高压互感器HVTl的作用后，直接将脉冲高压加到焊枪的两个电极之间，直到高压电容两端的电压值下降到不能维持放电通路为止；如果不加入放电片FDPx2有可能导致上述整流滤波电路模块中的高压电容C4和高压电容C5上的电压超过电容的耐压值而引起元件损坏，而且过高的引弧电压也容易引起危险，危害使用者的安全。为了有效地提高高频升压变压器的电流供给能力，以便本实用新型更能有效地实现大电流远距离引弧的目的，上述高频升压变压器Tl采用变比为I :200的高频升压变压器。且上述高频升压变压器Tl的次级线圈的线材直径为O. 3mm，小于电源频率为20KHz时候的集肤深度O. 8mm。且上述高频升压变压器Tl的磁芯采用高性能的矩形粉末磁芯。这种经过有针对性设计的高频升压变压器，使得本实用新型所述的引弧装置能提供200mA的高压脉冲引弧电流，最终使得引弧装置在电极导线超过60米时能顺利引弧。本实用新型通过对电路中元器件的改造和配合电路上的改进，大幅度地延长了电焊机引弧装置的引弧距离。其中，高频引弧电路的根本目的就是通过在焊枪电极上耦合入高频的高电压，当设置的频率和电压在合适范围，而两个电极距离在设计距离内的时候，在焊枪两个电极之间的高频高压作用下，将包含空气和金属氧化层在内的绝缘体击穿，为较低电压的电焊机逆变电源放电打通导电通路从而达到引弧的目的。本实用新型是通过实施例来描述的，但并不对本实用新型构成限制，参照本实用新型的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本实用新型权利要求限定的范围之内。
权利要求1.一种电焊机引弧装置，其特征在于包括控制开关电路模块、高频滤波电路模块、储能电路模块、高频升压变压器Tl、整流滤波电路模块和换能限压电路模块，其中所述储能电路模块与高频升压变压器Tl的初级线圈串联后连接到高频滤波电路模块的输出端，所述高频滤波电路模块的输入端与高频交流电源电连接，所述整流滤波电路模块的输入端与高频升压变压器Tl的次级线圈电连接，所述换能限压电路模块连接在整流滤波电路模块的输出端，所述控制开关电路|旲块与闻频滤波电路|旲块及储能电路|旲块电连接。
2.根据权利要求I所述电焊机引弧装置，其特征在于上述高频滤波电路模块由大功率电阻RWl和滤波电容Cl组成，且所述大功率电阻RWl的一端连接在插座CNl的第一脚上、另一端连接在插座CNl的第二脚上，所述滤波电容Cl的一端连接在插座CNl的第一脚上、另一端连接在插座CNl的第四脚上。
3.根据权利要求I所述电焊机引弧装置，其特征在于上述储能电路模块由高压电容C2、高压电容C3和放电电阻R2并联组成。
4.根据权利要求I所述电焊机引弧装置，其特征在于上述整流滤波电路模块由高压二极管D1、高压二极管D2、高压电容C4和高压电容C5组成，其中所述高压二极管Dl和高压二极管D2串联后与上述高频升压变压器Tl的次级线圈串联连接，所述高压电容C4和高压电容C5串联后并联到所述高压二极管Dl和高压二极管D2与高频升压变压器Tl的次级线圈串联后的两个输出端之间。
5.根据权利要求I所述电焊机引弧装置，其特征在于上述换能限压电路模块由放电片FDPx2和高压互感器HVTl组成，所述放电片FDPx2与高压互感器HVTl的初级线圈串联后连接到上述整流滤波电路模块的两个输出端之间。
6.根据权利要求5所述电焊机引弧装置，其特征在于上述放电片FDPx2由两个耐高温和高电压的放电端子组成，且两个放电端子之间的放电距离可通过螺丝调节后固定。
7.根据权利要求I所述电焊机引弧装置，其特征在于上述高频升压变压器Tl采用变比为I :200的高频升压变压器。
8.根据权利要求I所述电焊机引弧装置，其特征在于上述高频升压变压器Tl的次级线圈的线材直径为O. 3mm。
9.根据权利要求I所述电焊机引弧装置，其特征在于上述高频升压变压器Tl的磁芯采用高性能的矩形粉末磁芯。
10.根据权利要求I所述电焊机引弧装置，其特征在于上述高频交流电源的电源频率为20KHZ,电压为50V 60V。
专利摘要一种电焊机引弧装置，包括控制开关电路模块、高频滤波电路模块、储能电路模块、高频升压变压器T1、整流滤波电路模块和换能限压电路模块，其中所述储能电路模块与高频升压变压器T1的初级线圈串联后连接到高频滤波电路模块的输出端，所述高频滤波电路模块的输入端与高频交流电源电连接。本实用新型由于通过恰当地改进了引弧装置的电路及高频升压变压器的结构，大幅度提升了引弧装置的驱动能力，使引弧装置能够有效地实现远距离引弧，同时通过电路中的储能电路模块，增强了引弧装置的输出电流，使引弧装置的引弧电流大，从而进一步地确保了引弧装置能够顺利地实现远距离引弧，同时通过电路中的换能限压电路模块对输出电压进行限制，防止过高的引弧电压引起电路元件的损坏及危害使用者的安全，这样既有效地保护了电路不受损坏，又确保了引弧装置的工作稳定、性能可靠及使用安全。
文档编号B23K9/067GK202804443SQ20122013584
公开日2013年3月20日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者杜长福 申请人:广州亦高电气设备有限公司