专利名称：一种脉冲钨极氩弧焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种脉冲钨极氩弧焊机，属于氩弧焊机的改进。
中国专利92220365(公告号2144553)公开了一种脉冲钨极氩弧焊机控制器，这种结构的脉冲钨极氩弧焊机控制器由于采用集成化程度比较低的集成时基电路和运算放大器等集成块，外围电路多、结构复杂，造成电流调节范围不宽、引弧慢、稳定性差、抗干扰性不强、可靠性低。
本实用新型的目的是提供一种元件集成化程度高、外围元件少、结构简单、合理、性能稳定、可靠的脉冲钨极氩弧焊机。
本实用新型包括主变压器T1、全波整流电路、自动控制模板、焊接程序控制及维弧电路、高频起弧电路、阻容吸收及高频耦合电路，其特征在于自动控制模板由脉冲调制及电流给定电路、电流反馈及放大电路、PID调节电路、移相触发及同步电路、隔离驱动电路、电源控制电路组成，其中脉冲调节及电流给定电路和电流反馈及放大电路的输出端与PID调节电路的输入端相连接，PID调节电路的输出端与移相触发及同步电路的输入端相连接，移相触发及同步电路的输出端与隔离驱动电路的输入端相连接，隔离驱动电路的输出端分别与全波整流电路和焊接程序控制及维弧电路相连接。
本实用新型由于采用将高精度、高集成化的半导体器件优化组合的结构，大大减少了电路的外围无件，使电路结构更加简单、合理，同时使电路的性能更加稳定、可靠，增大电路的电流调节范围，提高电路的抗干扰性，并能适应各种恒流特性的电源。
以下结合附图详细说明本实用新型的基本结构与工作原理
图1是本实用新型的电原理方框图；图2是本实用新型自动控制模板的电原理示意图；图3是本实用新型一实施例的结构框图；如
图1-图3所示，本实用新型包括主变压器T1、全波整流电路、自动控制模板WSM·PCB、焊接程序控制及维弧电路PLB、高频起弧电路H.F、阻容吸收及高频耦合电路R.C，其中自动控制模板WSM·PCB由脉冲调制及电流给定电路、电流反馈及放大电路、PID调节电路、移相触发及同步电路、隔离驱动电路、电源控制电路组成，其中脉冲调制及电流给定电路包括脉冲发生器U14、三极管T1、电位器RP1、RP2、RP3、RP4、电阻R1、R2、R3、R4、稳压二极管Z1、脉冲直流转换开关K1，其中脉冲发生器U14采用SG3524，三极管T R1采用Zn5551，电位器RP1和电阻R1串联后接脉冲发生器U14的脉冲频率调节脚6脚，电位器RP2接脉冲发生器U14的脉冲宽度调节脚16脚，电位器RP3和电阻R2串联后通过脉冲直流转换开关K1接脉冲发生器U14的输出脚11脚，电位器RP3的调节脚与PID调节电路的输入脚相接，三极管TR1的基极和稳压二极管Z1及电阻R3串联后也通过脉冲直流转换开关K1接脉冲发生器U14的输出脚11脚，电阻R4一端接控制电源，一端接三极管TR1的集电极，电位器RP4一端接三极管TR1的集电极，另一端接地，其调节脚与PID调节电路的输入端相接。电流反馈及放大电路包括运算放大器U11、电阻R5、R6、R7，其中运算放大器U11采用P放大的集成块OP07，电阻R5、R6为反馈取样电阻其一端分别接运算放大器U11的正、负输入端，电阻R5一端与反馈信号连接，电阻R7并接在运算放大器U11的负输入端与输出端之间，运算放大器U11的输出端与PID调节电路的输入端相接。PID调节电路包括运算放大器U10，电阻R8、R9、R 10、R11、R12、R13、R14，电容C1、C2、C3，其中运算放大器U10采用集成块OP07，电阻R8和电容C1串联后与电阻R9并联串接在电流反馈及放大电路的输出端与PID调节电路运算放大器U3的负输入端之间，电阻R10、R11分别串接在脉冲调制及给定电路的电位器RP3、RP4的输出端与PID调节电路的负输入端之间，电阻R12一端接PID调节电路运算放大器U10的正输入端，另一端接地，电阻R13和电容C2串联后与电容C3并联且串接在运算放大器U10的负输入端与输出端之间，电阻R14接运算放大器U10的输出端，其另一端接移相触发电路的输入端。移相触发及同步电路包括移相触发器U8、电阻R15、R16、R17、R18、R19、电容C4，其中移相触发器U8采用集成块TCA785，电阻R15一端接移相触发器U8的输入端11脚，另一端接控制电源，PID调节电路的电阻R14的输出端与移相触发器U8的输入端11脚相接，同步电压通过电阻R16、R17的串联接移相触发器U8的另一输入端5脚，电容C4一端接电阻R16、R17的交接点，其另一端接地，电阻R18、R19分别接移相触发器U8的输出端Q1脚、Q2脚作为移相触发电路的输出脚且分别与隔离驱动电路的两输入端相接。隔离驱动电路主要包括光电耦合器U1、U2，其中U1、U2采用集成块MOS3020，光电耦合器U1、U2的输入端分别与移相触发电路的两输出端相接，光电耦合器U1、U2的输出端分别与全波整流电路的两晶闸管SCR1、SCR2的一端相接。为进一步优化本实用新型的结构，使其结构更加简单、合理，提高其工作的稳定性、可靠性，全波整流电路由两晶闸管SCR1、SCR2和续流二极管组成，其中两晶闸管SCR1、SCR2的一极分别与主变压器T1的次级线圈的两端头和自动控制模板WSM·PCB的隔离驱动电路的两输出端相接，其另一极并接后与续流二极管D的一端相接，续流二极管D的另一端与主变压器T1的次级线圈的中心抽头相接，两晶闸管SCR1、SCR2与续流二极管D组成的全波整流电路并联接在焊机的主工作回路中。焊接程序控制及维弧电路包括焊接程序开关转换电路、送气控制电路、引弧控制电路、维弧控制电路、维弧电流取样电路，其中焊接程序开关转换电路的输出端分别与送气控制电路、引弧控制电路、维弧控制电路、维弧电流取样电路的输入端相接，送气控制电路的输出端与送气电磁阀相接，引弧控制电路的输出端与高频起弧电路相接。为减少高频起弧电路对其它电路的高频辐射，并使其起弧容易，减化电路结构、降低重量，高频起弧电路采用高频振荡升压的电子点火电路。
本实用新型的基本工作原理及过程如下启动电源开关K，主变压器T1接通，焊接程序控制及维弧电路随之接通工作，焊接程序开关转换电路启动送气控制电路打开送气电磁阀提前0.3秒供气给焊炬，同时焊接程序开关转换电路启动维弧控制电路和高频起焊控制电路，使维弧电路和高频起弧电路进入工作状态，同时自动控制模板WSM·PSB的电源控制电路导通，产生标准电源供给自动控制模板WSM·PSB的各控制电路，使其工作在受控状态下，此时脉冲调节电路开始工作产生调制脉冲信号给PID调节电路，并在PID调节电路输出端输出一个受控脉冲调制信号给移相触发电路的控制端11脚，即可形成电源输出电压及电流的脉冲调制，为使电源外特性呈陡降恒流值，焊接电流取样电路从焊机主回路中提供电流负反馈信号并经运算放大器U11的P放大给PID调节电路，且由于PID调节电路的运算放大器U10采用高精度的OP07，通过精心选取其外围微分、积分电路，保证电源脉冲峰流或其基流在3A以上连续稳定工作，又由于移相触发电路采用性能稳定，能可靠地识别交流电源同步过零点，抗干扰性强，外围电路十分简单的TCA785触发移相器，并将移相触发电路的输出信号输入至采用MOC3021的光电耦合器U1、U2，直接驱动300A的晶闸管，省去脉冲变压器，以而使自动控制模板的可靠性大大提高，晶闸管SCR1、SCR2在隔离耦合驱动电路的作用下，整个主电路开始工作，高频起弧电路通过升压电路击穿焊炬，完成点火工作，此时维弧电路导通，维弧取样电路的继电器K2导通，吸合其控制触点，使继电器K2在高频起弧电路上的常闭触点跳开，断开高频起弧电路，进入正常焊接工作；当上件焊接完毕时，关闭主电源开关K，主变压器下断开，移相触发电路和维弧电路相应断开，程序控序控制电路的时基定时电路延时5秒切断送气电磁阀，停止焊接工作，从而完成一个焊接的周期工作。
权利要求1.一种脉冲钨极氩弧焊机，包括主变压器T1、全波整流电路、自动控制模板、焊接程序控制及维弧电路、高频起弧电路、阻容吸收及高频耦合电路，其特征在于自动控制模板由脉冲调制及电流给定电路、电流反馈及放大电路、PID调节电路、移相触发及同步电路、隔离驱动电路、电源控制电路组成，其中脉冲调节及电流给定电路和电流反馈及放大电路的输出端与PID调节电路的输入端相连接，PID调节电路的输出端与移相触发及同步电路的输入端相连接，移相触发及同步电路的输出端与隔离驱动电路的输入端相连接，隔离驱动电路的输出端分别与全波整流电路和焊接程序控制及维弧电路相连接。
2.根据权利要求1所述脉冲钨极氩弧焊机，其特征在于上述全波整流电路由两晶闸管和续流二极管组成，其中两晶闸管的一极分别与主变压器T1的次级线圈的两端头和自动控制模板的隔离驱动电路的两输出端相接，其另一极并接后与续流二极管的一端相接，续流二极管的另一端与主变压器T1的次级线圈的中心抽头相接，两晶闸管与续流二极管组成的全波整流电路并联接在焊机焊炬的工作回路中。
3.根据权利要求1所述脉冲钨极氩弧焊机，其特征在于上述焊接程序控制及维弧电路包括焊接程序开关转换电路、送气控制电路、引弧控制电路、维弧控制电路、维弧电流取样电路，其中焊接程序开关转换电路的输出端分别与送气控制电路、引弧控制电路、维弧控制电路、维弧电流取样电路的输入端相接，送气控制电路的输出端与送气电磁阀相接，引弧控制电路的输出端与高频起弧电路相接。
4.根据权利要求1或2或3所述脉冲钨极氩弧焊机，其特征在于上述自动控制模板的脉冲调制及电流给定电路包括脉冲发生器U14、三极管T1、电位器RP1、RP2、RP3、RP4、电阻R1、R2、R3、R4、稳压二极管Z1、转换开关K1，其中脉冲发生器U14采用SG3524，三极管TR1采用Zn5551，电位器RP1和电阻R1串联后接脉冲发生器U14的脉冲频率调节脚6脚，电位器RP2接脉冲发生器U14的脉冲宽度调节脚16脚，电位器RP3和电阻R2串联后通过转换开关K1接脉冲发生器U14的输出脚11脚，电位器RP3的调节脚与PID调节电路的输入脚相接，三极管TR1的基极和稳压二极管Z1及电阻R3串联后也通过转换开关K1接脉冲发生器U14的输出脚11脚，电阻R4一端接控制电源，一端接三极管TR1的集电极，电位器RP4一端接三极管TR1的集电极，另一端接地，其调节脚与PID调节电路的输入端相接。
5.根据权利要求1或2或3所述脉冲钨极氩弧焊机，其特征在于上述电流反馈及放大电路包括运算放大器U11、电阻R5、R6、R7，其中运算放大器U11采用P放大的集成块op-07，电阻R5、R6为反馈取样电阻其一端分别接运算放大器U11的正、负输入端，另一端与反馈信号连接，电阻R7并接在运算放大器U11的负输入端与输出端之间，运算放大器U11的输出端与PID调节电路的输入端相接。
6.根据权利要求1或2或3所述脉冲钨极氩弧焊机，其特征在于上述PID调节电路包括运算放大器U10，电阻R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14，电容C1、C2、C3，其中运算放大器U10采用集成块op-07，电阻R8和电容C1串联后与电阻R9并联串接在电流反馈及放大电路的输出端与PID调节电路运算放大器U10的负输入端之间，电阻R10、R11分别串接在脉冲调制及给定电路的电位器RP3、RP4的输出端与PID调节电路的负输入端之间，电阻R12一端接PID调节电路运算放大器U10的正输入端，另一端接地，电阻R13和电容C2串联后与电容C3并联且串接在运算放大器U10的负输入端与输出端之间，电阻R14接运算放大器U10的输出端，其另一端接移相触发电路的输入端。
7.根据权利要求1或2或3所述脉冲钨极氩弧焊机，其特征在于上述移相触发及同步电路包括移相触发器U8、电阻R15、R16、R17、R18、R19、电容C4，其中移相触发器U8采用集成块TCA785，电阻R15一端接移相触发器U8的输入端11脚，另一端接控制电源，PID调节电路的电阻R14的输出端与移相触发器U8的输入端11脚相接，同步电压通过电阻R16、R17的串联接移相触发器U8的另一输入端5脚，电容C4一端接电阻R16、R17的交接点，其另一端接地，电阻R18、R19分别接移相触发器U8的输出端Q1脚、Q2脚作为移相触发电路的输出脚且分别与隔离驱动电路的两输入端相接。
8.根据权利要求1或2或3所述脉冲钨极氩弧焊机，其特征在于上述隔离驱动电路主要包括光电耦合器U1、U2，其中U1、U2采用集成块MOS3020，光电耦合器U1、U2的输入端分别与移相触发电路的两输出端相接，光电耦合器U1、U2的输出端分别与全波整流电路的两晶闸管的一端相接。
专利摘要一种脉冲钨极氩弧焊机。本实用新型包括主变压器T1、全波整流电路、自动控制模板、焊接程序控制及维弧电路、高频起弧电路、阻容吸收及高频耦合电路,其中自动控制模板由脉冲调制及电流给定电路、电流反馈及放大电路、PID调节电路、移相触发及同步电路、隔离驱动电路、电源控制电路组成。本实用新型由于采用半导体器件优化组合的结构,电路结构简单、合理,性能稳定、可靠,电流调节范围宽,抗干扰性强。
文档编号B23K9/09GK2333475SQ9821656
公开日1999年8月18日 申请日期1998年7月2日 优先权日1998年7月2日
发明者杜长福 申请人:广州市烽火实业有限公司