专利名称:多用途电弧焊机的制作方法
本实用新型属于对一般多用途电弧焊机的改进。
多用途电弧焊机是一种能完成普通交直流弧焊、交直流氩弧焊的一机多能焊机。目前，国内少数厂家生产的多用途弧焊机，主体结构都是采用传统结构，如在作普通直流电弧焊与直流氩弧焊时，采用变压器——饱和电抗器——硅整流器传统电路，为了平波，还串入了一个大容量的电抗；在作交流氩弧焊时，也是采用传统的电容隔直式结构。这种结构造成设备体积庞大，价格昂贵，而且隔直式电容器易过热或老化损坏；可控硅高频定相脉冲发生器系统工作可靠性差，调整检修比较困难。由于上述原因，使其难以推广应用。因此，近几年来，有关单位对其进行研究，试图改进，但至今未见有何进展。
在国外，比较先进的是日本产的一种HC－35型四用弧焊机。其主体结构由具有陡降外特性的电源，桥式硅整流器及滤波电抗器组成，直流通过电源→桥式整流→滤波电抗电路部分产生；而交流侧是通过将电抗接到整流桥的直流侧，将交流侧串入电源的输出回路而得到；在处于氩弧焊接工作状态时，接入一般气隙阻尼式高频火花发生器，用以击穿工作气隙引弧或维弧。这种电路虽然具有总体结构简单，调节方便，电弧稳定等一系列优点，但是，它仍存在着如下问题1、日本HC－35型焊机(以下简称为HC型机)的交流隔直电抗器接在整流桥直流侧，在电抗器中流过一个交流电弧电流的整流平均值，此电流使电抗趋于饱和，电流越大，饱和作用越强，其隔直效果越差，从而使阴极雾化效果越差，电弧的冲击力也越大。特别是在作交流氩弧焊时阴极雾化效果很不理想，电弧的冲击力比较大，其原因也是由于接在整流桥直流侧的滤波电抗器产生直流磁化而影响了它的平波效果。
2、HC型机采用较大容量的滤波电抗，其体积很大，几乎与主变压器相当，这是因为它不论是输出大电流或小电流都用同一电抗器进行平波稳弧的结果。电抗容量大，一方面使设备体积增大，造价增高，另一方面使线路电感很大，进行氩弧焊时，起弧很困难，为了改善起弧状况，就不得不采用专门的引弧线路。
3、HC型机的电源采用可控硅或动铁式铁芯进行调节。前者虽无噪声，能实现程序控制与遥控，但其电路十分复杂，控制电路的集成块很多，任何微小元件的损坏，特别是主可控硅容易损坏，这些都会引起设备故障，给维护检修带来困难；而后者对制作工艺要求很严，否则不仅影响电流调节范围，且将带来运行噪声。
针对上述问题，本实用新型在吸收了HC型机的优点，——用电抗作直流滤波与交流隔直的关键部件的基础上，作了大胆的改进，其特点如下1、为了强化交流氩弧焊的阴极雾化效果，将主变压器的次级线圈分为二个绕组，(附图1中的W2，W3)每个绕组串接了一个硅整流元件，流过半个周波的电流，在需要平波的那一个半周的电源电路里，接入平波电抗器L，再与另一个绕组并联，使其输出的电流半个周波通过电抗，半个周波不通过电抗，组成交流弧焊或交流氩弧焊主电路。在交流氩弧焊时，流过的电流自动清零，消除了直流磁化效应对电抗的影响，电抗压降与流过的电流成正比，电流越大，电抗压降就越大，平波效果就越好，阴极雾化能力也就越强。从根本上解决了电弧冲击力的问题。再将前述二个带硅整流器的绕组，接成带中点抽头的单相全波整流电路，并在输出串入前述平波电抗器L进行滤波，则组成直流弧焊或直流氩弧焊的主电路。
2、采用较小容量的电抗，其容量为主变压器容量的1／10～1／15。用于在交流或直流大电流条件下平波，直流小电流稳弧采用附加稳弧电路，大大减轻了设备重量，也减少了直流氩弧焊接时大电减给引弧带来的麻烦，(即象日产HC那样必须采用专门的引弧电路)不仅简化了电路，而且提高了设备运行的可靠性。
3、采用四柱式可调漏抗变压器，利用改变变压器的控制电压来调节漏抗，调节输出电流，既无复杂的反馈放大系统，又没有易损坏的可控硅元件，使设备结构大为简化，提高了运行的可靠性，给维护检修带来了方便。
4、除了上述三个方面的改进外，本实用新型还采用了不同于HC型机的电流信号发生器。为了在直流氩弧焊引弧后切除高频信号，本实用新型的工作信号(即焊机有电流输出)由焊接变压器两组次级线圈之间的电位差取得。焊机不工作，两组次级线圈之间没有或只有很小的电位差，信号继电器不动作；焊机有电流输出时，两组次级线圈间出现电位差，信号继电器吸合，给出焊机工作信号。
本实用新型的电气原理如附图1所示，现略作说明如下主变压器A通过开关B接到380伏工频电网，它是四柱式可调漏抗变压器，共有8个绕组；W1为一次绕组，W2，W3为二次高漏抗绕组，用于提供焊接电源；W4，W5为一般低漏抗付绕组，用于提供稳弧附加电压；W6为控制电源绕组；WF为反馈绕组，用作粗调输出电流；WK为控制激磁绕组，用于改变输出漏抗或电流。C为工作状态转换开关，它有“交流”或“直流”二种可供选择的工作状态。当它处于“直流”开关位置时，主变压器付绕组W2、W3与二极管Z1、Z2接成带中点抽头的全波整流电路经电抗器L滤波，构成电流焊接电源；当它处于“交流”工作位置时，绕组W2与二极管Z1串联，再与电抗器L串联，然后与绕组W3和二极管Z2的串联组合并联，构成不对称交流电源电路。本实用新型交流氩弧焊部分正是利用此电源电路正负半周的不平衡来消除钨阴极整流效应引起的负载回路正负半周阻抗的不平衡，使焊接过程中整流电流回路阻抗基本处于平衡状态，达到消除电路中有害直流分量的目的。在作普通交直流焊时，如上述选择所需要的交流或直流工作状态后就可投入使用；如果需要作交流或直流氩弧焊时，则通过控制部分的选择开关，接入公知的高频引弧维弧电路及供气保护延时电路即可。附图1中D是气隙阻尼式高频火花发生器与一般直流氩弧焊机用的高频火花发生器结构原理相同，用于氩弧焊的引弧和维弧；E为电流信号发生器与稳弧电路。电流信号由付绕组W2，W4之间的漏抗电位差获得当焊机外电路接通时，W2，W4之间有电位差，继电器J4吸合，给出焊机工作信号；同时，付绕组W4，W5通过整流二极管Z3，Z4及降压电阻R组成直流小电流稳弧电路，确保小电流直流氩弧焊的稳定性。
本实用新型与现有国产多用焊机及国外同类产品比较，具有如下优点1、因为用可调漏抗变压器代替一般焊机中动铁芯变压器或饱和电抗器，减轻了设备重量，简化了制造工艺，改善了调节性能，降低了运行噪声。
2、将滤波电抗器通过工作状态选择开关分别接入“交流”或“直流”输出电路的不同部分，起到二种不同的平波作用，并使电抗在处于“交流”工作状态时直接与电网进行能量交换，消除了直流分量对电抗值的影响，扩大了输出电流工作范围，改善了交流阴极雾化效果。
3、完全屏弃了国产交流氩弧焊机或多用焊机庞大的隔直电容器及与之配套的可控硅定相脉冲发生器系统，不但使焊机体积大大减少，大大降低了生产成本，提高了设备运行的可靠性，而且大大改善了小电流(50A以下)状态下设备的引弧性能，为薄铝板或铝合金的焊接提供了良好条件。
综上所述，本实用新型在结构上，成本上及交流氩弧焊焊接性能上都远远优于HC－35型日本焊机和现有国产多用焊机，最适应一般厂矿进行焊接生产和焊接维修。
权利要求
1.一种能完成普通交直流弧焊，交直流氩弧焊的多用途电弧焊机，它由外壳、焊具、主变压器、电抗器、控制部分、气隙阻尼式高频火花发生器、稳弧及电流信号发生器、硅整流元件、工作状态转换开关等组成。本实用新型的特征是将主变压器的次级线圈分为二个绕组W2，W3，每个绕组串联一个硅整流元件，在需要平波的那一个半周的电源电路里，接入平波电抗器L，再与另一个绕组并联，组成交流弧焊或交流氩弧焊主电路；再将前述二个带硅整流器的绕组，接成带中点抽头的单相全波整流电路，并在输出端串联接入平波电抗器L，组成直流弧焊或直流氩弧焊主电路。
2.如权利要求
1所述的多用途电弧焊机，其特征是所采用的主变压器是利用改变其控制电压来调节漏抗和输出电流的四柱式可调漏抗变压器。
3.如权利要求
1所述的多用途电弧焊机，其特征在于所采用的电抗器是较小容量的平波电抗器，其容量仅为主变压器容量的1／10～1／15。
4.如权利要求
1所述的多功能电弧焊机，其特征在于采用稳弧及电流信号发生器，它由继电器J、降压电阻R及整流二极管Z3、Z4组成。通过负载电流在绕组W2及W4之间的漏抗电位差来获得电流信号，并组成直流小电流稳弧电路。
专利摘要
本实用新型是一种能完成普通交直流弧焊、交直流氩弧焊的多功能焊机，它是在现有技术的基础上加以改进，研制成功的。主体结构采用了四柱式可调漏抗变压器，平波电抗器以及电流信号发生器等，尤其是将主变压器的次级线圈分为两个绕组，从而获得良好的平波效果，改善了调节性能，大大简化了电路设计和设备制造工艺，提高了整机运行的可靠性。可广泛适用于铝、不锈钢、钛及其他金属合金材料的焊接，一机多用，是一般厂矿进行焊接生产和维修的理想设备。
文档编号B23K9/00GK86208666SQ86208666
公开日1987年12月12日 申请日期1986年11月7日
发明者罗林初 申请人:广州有色金属研究院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan