一种带手工电弧焊功能的气体保护逆变焊机的结构的制作方法

文档序号:8722003阅读:542来源:国知局
一种带手工电弧焊功能的气体保护逆变焊机的结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种小型MOSFET管逆变式的带有手工电弧焊功能的气体保护焊机产品,具体是一种采用MOSFET管逆变电路及其控制电路构成的带有手工电弧焊功能的气体保护焊机。
技术背景
[0002]当前,逆变式气体保护焊机产品市场的竞争十分激烈,不仅体现在技术的先进性和优势上,还在很大程度上取决于焊机的功能、外观和结构设计、生产制造工艺的先进性、生产效率的高低、生产成本的多少,产品的一致性和可靠性等方面。
[0003]目前,国内外市场上小型MOSFET管或IGBT管逆变式气体保护焊机的额定电流通常在140~200A35~100%负载持续率的水平。在考虑低成本的情况下,小电流等级如180A、160A、150A等的气保焊焊机广品容易开发或实现;大电流等级超过200A的广品则有成本控制方面的技术难度。国内此类焊机,很多是采用MOSFET管或单管IGBT逆变控制技术来制作的。MOSFET管逆变焊机,需要采用较多的MOSFET管并联来扩大器件的电流。这就使焊机的电路板尺寸大、电路板和整机结构相对复杂。但是,器件和零部件容易采购,并且价格低,使焊机也有一定的性价比优势。近一些年来,采用单管IGBT的逆变气保焊焊机逐渐成为此类产品开发的重点。由于单管IGBT的电流等级大,不需要像MOSFET管那样,采用多管并联的方式来扩大其器件的电流,因此,产品的电路板尺寸小、电路板和整机结构相对简单。但器件和零部件的价格相对较高。而IGBT逆变电子开关器件数量的减少可使焊机的电路板尺寸变小,电路板和整机结构变得简单,产品的制作成本和工艺水平也得以提高。体现了单管IGBT逆变控制技术的优势和发展前景。这两类焊机各自有各自的优点。尽管小型MOSFET管或单管IGBT逆变控制技术的气保焊焊机也有不少产品,然而,能够实现多功能如带手工电弧焊、氩弧焊的产品还是很少的。控制技术水平仍然是一大障碍。即使是200A及以下电流的产品,不同的产品制造企业,由于设计水平的差异,产品的结构和可靠性等性能也是存在较大差异的。由于本实用新型焊机具有两种焊接方法的功能,因此,使用的范围更广,与单一功能的焊机相比,产品更加具有市场竞争的技术优势。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种带手工电弧焊功能的气体保护逆变焊机的结构,其内部采用上、中、下三控制板和整机布局结构,相应地,焊机分为三个功能模块,外加控制主板和机箱、附件等部分,组织产品生产方便,特别是对生产其它MOSFET管逆变焊机的企业来说,更加如此。
[0005]为实现上述目的采用以下技术方案:
[0006]一种带手工电弧焊功能的气体保护逆变焊机的结构,其特征在于:它包括前、后面板及机箱内部的送丝部分和上、中、下层三个电路部分,其上电路部分的功能主要为MOSFET管逆变变换、PWM脉冲宽度调节、焊接方法选择和控制、输出参数的控制、焊机两种方法的电源外特性控制、送丝速度的调节和控制部分;其中层电路部分的功能主要为逆变变压器降压和电流变换、快速恢复二极管输出整流和电流滤波、电流信号分流器检测;其下层电路部分为电源供电、输入整流和电解电容滤波,三层电路部分与前后面板上的元器件之间通过导线进行电路连接;送丝部分包括焊丝盘和送丝机构,焊丝盘和送丝机构安装在机箱内部上层隔板上,有一气保焊焊枪与送丝机构相连,焊枪固定在焊机的前面板上,通过该隔板把焊机的内部机械部分与下部的电路部分分开。
[0007]下层电路部分包括:继电器、整流器及其散热器、电解电容、下层电路板;主要为电源供电、输入整流和电解电容滤波,下层电路板通过支架螺丝固定在焊机的外壳底板上;与底板之间采用下电路板的绝缘防护板进行隔离,防止短路现象发生。
[0008]中层电路部分主要包括逆变主变压器、快速恢复二极管、电流滤波电抗器、电流信号检测分流器;逆变变压器实现电压降压和大电流输出的变换;快速恢复二极管则是把逆变变压器输出的中频近10KHz交流电变换为直流电。
[0009]上层电路部分主要为MOSFET管逆变变换、PWM脉冲宽度调节、焊接方法选择和控制、输出参数的控制、焊机两种方法的电源外特性控制、送丝速度的调节和控制部分;上层电路部分通过与前面板的选择开关、各调节电位器可分别实现手工电弧焊或气体保护焊输出的控制。
[0010]所述的前面板上安装有输出电流和电压参数数显表、工作电源及热保护状态指示灯、手工电弧焊/气保焊转换开关、输出电流/电压/送丝速度调节电位器、固定式焊枪组件;后面板上安装有供电电源线、风机防护罩、冷却风机、电源开关和气体流量计加热器供电电源插座部分。
[0011]本实用新型焊机,其气保焊时的额定电流/电压可达180A/23V。依据电流等级的不同,其形成的系列焊机的额定负载持续率可在50?80%之间。额定电流越小的,则额定负载持续率越高。可设计为180A/23V50%、160A/22V60%、150A/21V80%等多种电流等级和规格型号的产品。手工焊时额定电流/电压可达180A/27.2V50%负载持续率。具有两种焊接方法的功能。焊机的尺寸为550X230X400mm。重量为13.5~14.5kg。不仅体积小,而且重量轻,携带十分方便。已成为出口家用型式空气两功能焊机的主流产品。当然,通过焊机外形和内部电路布局结构设计的变化,利用本实用新型所述的焊机电路板及其相应的零部件还可形成其它系列的产品,扩大产品的应用范围。此外,焊机的控制电路板设计为四块。电路板都采用了大量的表面贴片电子元器件和SMT表面贴装工艺方法,以及高效的自动插件安装器件机进行自动加工。焊机的电路和电路板及整机的结构设计合理,安装方便,故生产效率高、制作成本低。焊机的结构设计独特,使得焊机的竞争力在小型便携式逆变气体保护焊机中是较高的。
[0012]本实用新型焊机为带有手工电弧焊功能的气体保护焊机,具有两种焊接方法的使用范围,应用前景相对单功能焊机来说要宽广。不仅如此,一台焊机的价格相当于可拥有“两台”单功能产品,显示了本实用新型产品的性价比和技术优势。此外,模块化的设计,便于形成系列化的产品。组织产品的生产十分方便。同时,先进的加工手段也为降低产品的成本创造了条件。这些都是本实用新型焊机具有的特色。
[0013]此外,一般的逆变式焊机,在电路或者零部件的布置方式,以及采用SMT贴片和插件器件的多少和电路板的生产自动化程度等方面都与本实用新型有所不同。一般的焊机生产企业,由于实力弱、产品的生产数量很少,没有能力采用大量的SMT贴片器件或自动插件器件来生产电路板,也难以实现自动化或规模化的生产,依靠手工装配和焊接的方式来加工,因此,生产的效率低下,工艺水平也相对落后。对于本实用新型焊机的各电路板部分,除了少量尺寸大的元器件需要手工装配和焊接外,其它的很多SMT贴片式或插件式电子元器件都采用高效率的贴片机和插件机自动完成器件的安装和焊接的。因此,这些电路板的生产效率很高,出错率低,制作质量都比较高,最终可使焊机产品生产时的一次合格率很高。
[0014]本实用新型焊机采用模块化的设计理念。主要模块有=MOSFET管及驱动电路模块10和13等组成;逆变变换和快恢整流及电流滤波模块21、22、23和24组成;输入整流和滤波模块28 ;主控制板模块25 ;送丝机部分模块6和7等组成;附件模块含机箱等其它部分。对不同电流等级和负载持续率要求的焊机,可通过配置不同的模块规格参数,形成不同输出额定电流和负载持续率的产品,使产品系列化。例如,采用小的或不同电流等级的MOSFET器件及其散热器尺寸,可形成另一个适合小电流如150A输出的模块组件;改变快速恢复二极管的型号和参数,可形成另外的逆变变换和快恢整流及电流滤波模块等。当然,这些模块和零部件
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