专利名称：直流钨极氩弧焊机程序控制及高频引弧电路的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种直流钨极氩弧焊机的程序控制及高频引弧电路，它不但适用于直接钨极氩弧焊机，同样也实用了空气等离子切割机。
目前，氩弧焊机程序控制电路及高频引弧电路，仍采用工频直接升压式高频振荡这种高频引弧器，体积大，制作困难，采用可控硅中频振荡升压方式，频率最高也只能达到3KHz。本实用新型采用了场效应管作高频引弧振荡器，振荡频率为20KHz，具有体积小，重量轻，效率高，高频输出稳定，引弧可靠等特点。
本实用新型的程序制控电路，其焊接的时序图如图2，其电路原理图如图3。程序控制及高频引弧是氩弧焊机实现焊接过程自动化的重要组成部分。所具有程序控制的时序功能为A、提前送氩气，即当按下焊抢上控制开头时，氩气会立即从焊枪喷嘴中流出，延迟一段时间后再启动焊接电源，这段时间称为引弧时间，一般要求在1-3秒内连续可调。B、用高频高压击穿焊枪电极和被焊工件之间的空气间隙，实现非接触引弧。即一旦焊接电源被开启，会立刻产生高频高压。C、若高频引弧成功，焊接电源进行正常的焊接，此时，就会立即切除高频高压。D、在完成焊接后，延时一段时间关闭氩气，以保护钨极和熔池。这段时间称气体滞后时间，一般要求在3-14秒内连续可调。E、在停止焊接后，只要氩气没有被关闭，即气体滞后时间没有结束，若需要再按下焊枪上的控制开头，就会立即启动焊接电源，不需要有引弧时间。该程序控制电路，功能齐全，完全满足氩弧焊机对程序控制的要求。
本实用新型的高频引弧电路如图4，B2为高频变压器，采用14寸黑白电视机行输出变压器与功率开头管V1组成单端反激式逆变电路，由555组成多谐振荡器，产生高频驱动脉中，取振荡频率为20KHz，单端反激式逆变器将低频逆变成20KHz的高频，将低电压(约90V)逆变成近3000V高频高电压，向电容器C8充电，击穿火花塞，向焊接电源的输出端输出高频振荡引弧电压，进行氩弧焊接。
本实用新型直流钨极氩弧焊机程序控制电路及高频引弧电路，功能齐全，具有体积小，重量轻，成本低，引弧快速可靠，控制准确，高频干扰小，使用方便等特点，它不但适用于直流钨极氩弧焊机，而且适用于空气等离子切割机。
以下结合附图和实施例对实用新型进一步说明
图1为本实用新型的原理方框图图2为本实用新型的氩弧焊接时序控制图图3为本实用新型的氩弧焊接程序控制图图4为本实用新型氩弧焊接高频引弧电路图如
图1所示，为本实用新型的原理方框图，由焊接电源，程序控制电路图，高频引弧电路图组成。
如图2所示，为本实用新型氩弧焊接时序控制图，由氩气的时序，高频引弧的时序和焊接电流的时序等组成。
如图3所示，为本实用新型氩弧焊接程序控制电路图，它是实现氩弧焊接的时序控制功能而设计的程序控制电路图。程序控制电路图中K为焊枪控制开关，当按下焊抢控制开头K时，电源电压+Vc，通过D16立即加到继电器J3的控制端，其输出端得电，触点J3-1闭合，电磁阀得电，打开气阀，氩气立即从焊枪喷嘴中喷出。同时，电源电压+Vc，通过电阻R10，二极管D18，电位器W3和电阻R12向电容C22充电，使电容器C22电位升高，当运算放大器脚10的电位高于运算放大器脚9的予置电位时，使运算放大器脚8的电位翻转，从负电压转变为正电位，三极管V5，V6导通，使继电器J1的控制端得电，触点J1-1，J1-2，J1-3闭合，此时，电源电压+Vc通过D22加到继电器J5的控制端，触点J5-1闭合，开启焊接电源，可见，调节W3，可以调节引弧时间的长短，称这段时间为引弧时间，一般要求在1-3秒内连续可调。由于焊接电源的启动，取样电阻R16，R17的中点随空载电压的建立而升高，当运算放大器IC4-2的同相端脚5的电位高于异相端脚6的电位时，输出端脚7的电位就立即翻转，从负电位转变为正电位，使三极管V3，V4导通，电源电压+Vc通过三极管V4加到继电器J2的控制端，使触点J2-1闭合。电源电压+Vc通过二极管D17，J2-1，加到继电器J4的控制端，使触点J4-1闭合，接通高频引弧电路输入端，立即产生高频高压，高频高压通过高频引弧耦合变压器B3副边，以串联的方式耦合到焊接同路中，当焊枪电极与工件之间的间隙被击穿时，高频引弧成功，一旦高频引弧成功，焊接电源输出电压立即下降，取样电组R16，R17中点B的电压随即下降，当运算放大器IC4-1的同相端脚5的电位下降到低于反相端脚6的电位时，其输出端脚7的电位从正电位立即翻转到负电位，从而使三极管V3，V4截止，继电器J2的控制端失电，触点J2-1打开，继电器J4失电，使触点J4-1打开，高频引弧电路停止工作，焊接电源进行正常的焊接工作，在完成焊接后，当松开焊接控制开关时，此时D16截止，继电器J3继续导通，电磁阀仍然得电，氩气继续从焊枪喷嘴中流出，以保护熔池，而电容器C22将通过J1-2，R11，W2，R10，R9放电，其放电时间常数约为t1＝(R11＋R10＋R9＋W2)·C22，随着C22放电的进行，其两端的电压逐渐下降，同时，电源电压+Vc通过R13，D19向C22充电，其充电时间常数为t2＝R13·C22，但是，R13＞＞(R11＋R10＋R9＋W2)，所以充电效应可以忽略不计，当运算放大器IC4-3脚10的电位低脚9的电位时，其输出端脚8的电位立即翻转，从正电位跳变为负电位，三极管V5，V6截止，继电器J1失电，触点J1-1，J1-2，J1-3断开，这时，C22两端电压通过D15，R8迅速放电衰减到零，继电器J3失电，触点J3-1断开，电磁阀DF失电，关闭氩气，可见，调节W2，可以改变氩气的滞后时间，称这段时间为氩气滞后时间，一般要求在3-14秒内连续可调。
综上所述，该程序控制电路实现的功能，完全满足氩弧焊机对高频引弧的程序控制的要求。
如图4所示，为本实用新型高频引弧电路，它由高频脉冲发生器，单端反激式逆变器，高频振荡电路及高频引弧藕合输出器组成。用555组成多谐振荡器，产生高频驱动脉冲，取振荡频率为20KHz，加入导引二极管D7，D8，其充、放电时间常数可单独调节。90V的正弦波交流电经整流管D1-D4整流经电容C1，C2与R1组成的泸波电路变成直流，加入到由高压变压器B2与功率开关管V1组成的单端反激式逆变器B2。高压变压器，采用14寸黑白电视机行输出变压器。高压电容C8，火花塞和高频振荡输出器B3的初级组成高频振荡电路。单端反激式逆变器B2的次级输出近3000V的高频高压，向电容C8充电，使C两端的电压Uc8升高，V1不断触发，C8不断存贮能量，当UC8达到击穿火花塞电压Up后，火花塞被击穿短路，高频回路C8，L2发生谐振，即产生高频振荡，振荡频率为fo=12π1L2·C8·R24L22]]>图附书明振荡电压的时间衰减常数T=2L2R]]>当电容C8两端电压衰减到较小值时，火花放电器恢复阻断能力，C8重新又被充电，火花放电器又被击穿，又开始一个新的振荡周期。
高频振荡输出器B3原边上的高频振荡电压UL2通过付边以串联方式藕合到焊接同路中，该电压被加到焊枪电极与工件间隙组成的同路中，当焊枪电极与工件之间的间隙被高频高压击穿时，高频引弧成功。
这种小型的高频引弧器有两个显著的特点①以高频变压器替代了低频或中频变压器，由于频率的提高，降低了成本，减小了体积，②以电容多周期存贮能量的工作方式取代了传统的初级每触发一次，次级高频振荡一个同合的工作方式，这种工作方式给参数调整带来了方便，使引弧快速可靠，控制准确，产生的高频干扰小等特点，它不但适用于直流氩弧焊机，同样适合于空气等离子切割机。
权利要求1.本实用新型为直流钨极氩弧焊机程序控制及高频引弧电路。其特征是它由程序控制电路和高频引弧电路所组成。
2.根据权利要求1，所述的新型氩弧焊机程序控制电路，它是由开关K，继电器J1，J2，J3，J4，J5，二级管D14，D15，D16，D17，D18，D19，D20，D21，D22，D23，三级管V3，V4，V5，V6，可调电位器W2，W3，W4，W5，电阻R8，R9，R10，R11，R12，R13，R14，R16，R17，R18，R19，R20，R21，R22，R23，R24，R25，R26，R27，R28，R29，R30，R31电容C21，C22，运算放大器IC4-1，IC4-2，IC4-3，IC4-4以及电磁阀DF组成。上述器件按图3，一一相连，组成氩弧焊机程序控制电路图。
3.根据权利要求1，所述的新型氩弧焊机高频引弧电路，它是由高频变压器B2，高频引弧藕合变压器B3，器件IC1，继电器J4的触点J4-1，二极管D1，D2，D3，D4，D5，D6，D7，D8，D23，三极管V2，V1，场效应管V1，电容C1，C2，C4，C3，C5，C23，C8，电位器W1，电组R2，R3，R4，R5，R6，R7，继电器J4的触头J4-1，火花塞FD等组成。上述电子元器件按图4，一一相连，组成高频引弧电路图。
专利摘要本实用新型是一种直流钨极氩弧焊机程序控制及高频引弧电路,它由程序控制电路和高频引弧电路组成。其特征在于所设计的程序控制电路,在予送气,高频引弧,焊接,切断高频,焊接结束,滞后断气,断弧等所具备的一系列功能,完全满足氩弧焊机对程序控制电路的要求。高频引弧电路用高频变压器替代原有的低频或中频变压器,实现了电容多周期存贮能量的工作方式代替传统的初级每触发一次,次级高频振荡一次的工作方式。使参数调整方便,效率高,工作稳定,高频干扰小,引弧容易,可靠,使用方便。
文档编号B23K9/16GK2474261SQ0121349
公开日2002年1月30日 申请日期2001年2月27日 优先权日2001年2月27日
发明者蒋仲湘 申请人:蒋仲湘