专利名称：一种钨极氩弧焊弧长控制传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钨极氩弧焊弧长控制传感器，具体地说是用于焊接质量控制和焊接过程自动化领域中的一种传感装置。
钨极氩弧焊中的弧长控制是保证焊接质量和提高自动化水平的重要因素，特别是在薄件或曲线焊缝的情况下更是如此。在弧长的具体控制方法中，因取弧压信号的方法简单方便而得到应用。现有的以弧压为传感信号的弧长控制装置，在直流钨极氩弧焊中已获得成功的应用，但在交流钨极氩弧焊中的应用问题还未得到解决，其根本原因就是弧长控制传感器未能从复杂的交流钨极氩弧焊弧压波形中提取出能够真正反映弧长的传感信号，而且抗干扰的能力也差。
本实用新型的目的是提出一种抗干扰能力强的通用型钨极氩弧焊弧长控制传感器，为实现钨极氩弧焊(尤其是交流钨极氩弧焊)弧长稳定而精确的控制提供满足要求的传感信号。
本实用新型是钨极氩弧焊弧长控制系统中的一个检测环节，其输入信号为电弧电压Ur，输出信号为能够真正反映弧长的反馈信号Uf。
以下结合附图详细阐述本实用新型的原理和结构本实用新型主要由电感、电容滤波电路，二极管、稳压管整流限幅电路和光耦隔离电路组成。其中，电感、电容滤波电路由电感L1、L2和电容C1组成；二极管、稳压管整流限幅电路由二级管D1、电阻R1、稳压管ZD1和电容C2组成；光耦隔离电路由光耦PC1、电阻R2、R3、R4和电容C3组成。其中，电感L1的左端与工件W相连，L1的右端与电容C1的上端相连后，再连到二级管D1的正端。D1的负端与电阻R1的左端相连，R1的右端先与电容C2的上端相连后，再连到稳压管ZD1的负端，最后与电阻R2的左端相连。R2的右端与光耦PC1内的发光二级管正端相连，该发光二级管的负端先连到ZD1的正端，再连到C2的下端后，再连到C1的下端，最后与电感L2的右端相连，而L2的左端则与钨极E相连接。在电路的输出端，光耦PC1内的三极管，其集电极接+15V，基极通过电阻R3接地，发射极通过电阻R4接地，同时也通过电容C3接地。
本实用新型的工作原理是，交流(或直流)电弧电压Ur先经电感、电容滤波电路滤掉高频干扰杂波后，再加到二极管、稳压管整流限幅电路上，得到单向脉动的直流电压；最后经光耦隔离电路的变换，得到满足要求的反馈信号Uf。在该传感器中，由于采用了电感电容滤波，光耦隔离、稳压管限幅及输入输出线良好屏蔽等措施，因而具有较强的抗干扰能力。根据传感器的工作原理，可以得到传感器的传递函数为Uf=MkUP]]>(M为交流正半波时间占整个周期的比例(直流时M取1)，k为信号变换系数)。由此可知，反馈信号Uf仅由正半波电压Up所决定，而不会受到负半波电压Un、正负半波重燃电压Urp和Urn等不确定信号的影响。又由于在一定的焊接条件下，正半波电压Up仅由弧长L所决定，因而反馈信号Uf仅由弧长L所决定，也就是说Uf是L的真实反映。因此，通过Uf进行闭环控制，就可达到弧长稳定的目的。在附图中，Ug为弧长L的给定信号；Ur和Uf分别为传感器的输入和输出信号，亦即电弧电压和反馈信号；W和E分别代表工件和钨极。(a)为输入信号Ur的波形，(b)为输出信号Uf的波形。其中，Un和Up分别为负半波电压和正半波电压；Urn和Urp分别为负半波重燃电压和正半波重燃电压；Uz和k分别为稳压管的稳压值和传感器的变换系数。
本实用新型结构简单，成本低廉，抗干扰能力强，传感信号真实可靠。同时具有通用性，既可用于交流钨极氩弧焊的弧长控制，也可用于直流钨极氩弧焊的弧长控制，还可用于其它需要对电压进行隔离交换的控制装置中。
图1为钨极氩弧焊弧长控制系统方框图图2为本实用新型电路原理图图3为本实用新型输入和输出信号波形实施例本实用新型由下面元件组成名称符号参数或型号数量电阻R1 1.5K/2W 1电阻R2 510Ω/0.25W 1电阻R3 2M/0.25W1电阻R4 2K/0.25W1电容C1 1600P/1000V 1电容C2 16000P/1000V1电容C3 0.1μ/63V 1电感L1，L2 8200μH 2
二极管D1 1N40041稳压管ZD12CW21J1光耦 PC1TIL117权利要求1.一种钨极氩弧焊弧长控制传感器，其特征在于主要由电感、电容滤波电路，二极管、稳压管整流限幅电路和光耦隔离电路组成，其中电感[L1]的左端与工件[W]相连，[L1]的右端与电容[C1]的上端相连后，再连到二极管[D1]的正端，[D1]的负端与电阻[R1]的左端相连，[R1]的右端先与电容[C2]的上端相连后，再连到稳压管[ZD1]的负端，最后与电阻[R2]的左端相连，[R2]的右端与光耦[PC1]内的发光二级管正端相连，该发光二极管的负端先连到[ZD1]的正端，再连到[C2]的下端后，再连到[C1]的下端，最后与电感[L2]的右端相连，而[L2]的左端则与钨极[E]相连接，在电路的输出端，光耦[PC1]内的三极管，其集电极接[+15V]，基极通过电阻[R3]接地，发射极通过电阻[R4]接地，同时也通过电容[C3]接地。
专利摘要本实用新型涉及一种钨极氩弧焊弧长控制传感器,主要由电感、电容滤波电路,二极管、稳压管整流限幅电路和光耦隔离电路组成,具有结构简单,成本低廉,抗干扰能力强和传感信号真实可靠的特点,既适用于交流钨极氩弧焊的弧长控制,也适用于直流钨极氩弧焊的弧长控制。
文档编号B23K9/167GK2330447SQ98215639
公开日1999年7月28日 申请日期1998年6月10日 优先权日1998年6月10日
发明者刘会杰, 冯吉才 申请人:哈尔滨工业大学