一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及熔化极气保焊的焊接技术领域，尤其涉及一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置及方法。
【背景技术】
[0002]熔化极气保焊的引弧都是在焊丝与工件短路后，焊接电源工作进行引弧。这样的引弧方式成功率较低，经常出现焊丝爆断、大颗粒飞溅和引弧段焊缝缺陷等问题。随着全自动焊接的推广应用，频繁的引弧和点焊更是对焊机的引弧性能提出了更高的要求。传统的引弧方式产生的缺陷需要增加处理工序，严重影响生产效率和焊接质量。
[0003]目前国内外都在从事提高引弧性能方面的研究工作。常用的方法有引弧时降低送丝速度、提升引弧电压、加热引弧焊丝以及使用附加电源提高引弧过程中电流上升速率的方法等。
[0004]这些方法虽然对引弧性能有所改善，但由于增加了附加电源和焊丝加热装置等，导致实现装置复杂、成本高；并且由于机械开关频繁动作，导致可靠性降低。最重要的是引弧成功率无法达到100 %，而且无法有效解决引弧段焊缝缺陷的问题。
【发明内容】
[0005]为解决现有的技术存在的不足，本发明提出了一种提高熔化极气保焊引弧性能的装置及方法。该装置及方法能够准确地将引弧前的空载能量存入电容中，省去了附加电源，降低成本。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]—种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，包括:电容充电控制电路、电容放电控制电路以及装置关闭控制电路；
[0008]所述电容充电控制电路包括:第一控制开关与可控硅Ql连接，通过控制第一控制开关的开通使得可控硅Ql导通；第一控制开关、可控硅Ql和电容C2组成闭合回路，用于在可控硅Ql导通的时候，为电容C2充电；
[0009]所述电容放电控制电路包括:第一控制开关、电容C2和二极管Dl组成闭合回路，电容C2通过二极管Dl进行放电，为焊接电源提供瞬时电流；
[0010]所述装置关闭控制电路包括:第二控制开关与MOS管D3连接，通过第二控制开关控制MOS管D3导通，电容C2和二极管Dl分别与MOS管D3形成电流释放回路，使得整个装置完全关闭，不会再对焊接电源产生作用，防止对正常焊接产生影响。
[0011]所述第一控制开关优选为第一可控硅KF1，所述第一可控硅KFl优选为光敏可控硅。所述第二控制开关优选为光耦KF2。选择光敏器件是为了将控制系统和执行装置隔离，增加系统可靠性。
[0012]所述电容充电控制电路具体为:
[0013]第一可控硅KFl的阳极通过电阻R2与可控硅Ql的阳极连接，第一可控硅KFl的阴极与可控硅Ql的控制极连接，第一可控硅KFl的控制极经过电容Cl与其阴极连接，电阻R3并联在电容Cl两端；电容C2 —端与可控硅Ql的阴极连接，另一端与可控硅Ql的控制极连接。
[0014]所述电容放电控制电路具体为:
[0015]第一可控硅KFl的阳极通过电阻R2与二极管Dl的阴极连接，电容C2 —端与第一可控硅KFl的阴极连接，另一端与二极管Dl的阳极连接，电容C2两端并联电阻R4，二极管Dl的阴极串联电阻Rl后接入焊接电源正极。
[0016]所述装置关闭控制电路包括:
[0017]光耦KF2的光敏三极管发射极与MOS管D3的栅极连接，光敏三极管的集电极依次串联电阻R6和电阻R5后与MOS管D3的源极连接，光敏三极管发射极串联电阻R7后与MOS管D3的漏极连接，MOS管D3的漏极接入焊接电源负极；M0S管D3的源极串接电阻R5后与电容放电控制电路连接。
[0018]所述MOS管D3的源极串接电阻R5后与二极管Dl的阳极连接，电解电容C3的正极与二极管Dl的阳极连接，负极接入焊接电源负极；二极管D2的阴极与二极管Dl的阳极连接，阳极接入焊接电源负极。
[0019]电容C2的剩余电荷通过电阻R5和MOS管D3组成的回路释放，二极管Dl的漏电流也通过电阻R5和MOS管D3组成的回路释放，这样就有效避免了整套装置对焊接的影响。
[0020]一种提高熔化极气保焊引弧性能装置的方法，包括:
[0021]当焊枪开关按下后，可控硅Ql导通，MOS管D3关断；焊机通过可控硅Ql在设定时间以内对电解电容C3完成充电，电解电容C3充满后可控硅Ql自动关闭；
[0022]当焊丝与工件接触后，电解电容C3通过二极管Dl放电，极高的电流上升率引燃电弧；
[0023]电弧引燃后，MOS管D3打开，保证整个装置完全关闭。
[0024]本发明在没有慢送丝的条件下，通过增大引弧能量和引弧电流上升率di/dt来保证电弧的成功引燃、改善焊缝成形。附加的能量通过电容存储电源空载能量得到，电压值与电源空载电压相同，引弧电流上升率di/dt高于2000A/ms。极高的电流上升可以使引弧一次成功率达100%，引弧时正常送丝可以避免引弧段焊缝的缺陷，保证整条焊缝的一致性。引弧完成后立即关闭整套起弧装置，防止对正常焊接产生影响。
[0025]本发明相对于传统方法有以下的优点:
[0026]1、整个控制均使用电子元件控制，省去了机械装置，结构简单、可靠性极高、控制精确。
[0027]2、准确地将引弧前的空载能量存入电容中，省去了附加电源，降低成本。
[0028]3、引弧时不再使用慢送丝，提升了焊缝的质量和一致性，简化了送丝的控制。
[0029]4、在引弧完成后，利用MOS管关闭整套引弧装置，避免对焊接产生不良影响。
[0030]5、引弧储能的电容采用特制的电解电容，可快速实现深度充放电，寿命达1000万次以上，可靠性极高。
[0031]6、采用耐高压的光电耦合器，确保了系统的可靠性和抗干扰性。
【附图说明】
[0032]图1为本发明的装置原理图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步的说明。
[0034]—种提高熔化极气保焊引弧性能的装置，包括:电容充电控制电路、电容放电控制电路以及装置关闭控制电路。
[0035]本实施例中，优选光敏可控硅KFl和光耦KF2为【具体实施方式】对本发明装置进行说明，它们所起的作用为开关的作用，本领域技术人员在保证装置可靠工作的前提下，能够根据本领域现有知识将其换做其他的机械开关或者是开关类的电子元件。本发明之所以选择光敏器件是为了将控制系统和执行装置隔离，增加系统可靠性。
[0036]整个引弧装置如附图1所示，V+端接焊接电源正极，V-端接焊接电源负极；光敏可控硅KFl和光耦KF2的A、B两端分别接入焊机的控制系统中。
[0037]电容充电控制电路具体为:
[0038]光敏可控硅KFl的阳极通过电阻R2与可控硅Ql的阳极连接，光敏可控硅KFl的阴极与可控硅Ql的控制极连接，第一可控硅KFl的控制极经过电容Cl与其阴极连接，电阻R3并联在电容Cl两端；电容C2