電弧焊機(jī)制造技術(shù)

一種電弧焊機(jī)、包括變換器，以把直流電壓轉(zhuǎn)變成射頻電壓，該射頻電壓然后由整流器整流。整流器的輸出由直流電抗器平滑。射頻發(fā)生器在構(gòu)成一個焊接負(fù)載的工件與焊機(jī)的主電極之間提供射頻電流流通，這樣起動工件與主電極之間的燃弧。起動燃弧使直流電抗器的輸出電流供給焊接負(fù)載，以便建立穩(wěn)態(tài)燃弧。直流電抗器有一個相對小的電感，該電感在射頻發(fā)生器提供射頻電流時段內(nèi)，允許直流電抗器的輸出電流達(dá)到建立穩(wěn)態(tài)燃弧所要求的值。（*該技術(shù)在2016年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及焊接機(jī)，比如像TIG(鎢極惰性氣體)焊機(jī)那樣的非自耗電極電弧焊機(jī)，以及像二氧化碳?xì)怏w焊機(jī)那樣的自耗電極電弧焊機(jī)。通常，在一臺TIG焊機(jī)中，為了在工件與焊機(jī)的主電極之間起動燃弧，在工件與主電極之間瞬息間施加射頻電流流通。從另一方面來說，在自耗電極電弧焊機(jī)中，通過使主電極與工件接觸以起動電弧。許多新近電弧焊機(jī)使用一個變換器，它使焊機(jī)的尺寸和重量能夠減小。現(xiàn)有技術(shù)直流TIG焊機(jī)的一例示于附圖說明圖1。在輸入端1供給的交流電壓在整流器2中被整流，并且整流器2輸出的整流電壓由一個平滑電容器3平滑成直流電壓。該直流電壓施加到一個包括多個開關(guān)元件，比如IGBT(絕緣門雙極晶體管)和雙極晶體管的變換器4。開關(guān)元件由一個控制電路(沒有示出)例如按脈沖寬度調(diào)制控制來控制，以便把施加到變換器4的直流電壓轉(zhuǎn)變成例如大約有10KHz頻率的射頻脈沖電壓的交流電壓。變換器4輸出的射頻脈沖電壓施加到變壓器5的一次繞組5a，該變壓器5還包括二次繞組5b和三次繞組5c。在一次繞組5a兩端之間應(yīng)用射頻脈沖電壓則在二次繞組5b兩端之間感應(yīng)一個射頻脈沖電壓，該電壓然后分別由整流器6和比如像直流電抗器7那樣的平滑裝置來整流和平滑，以便把該射頻脈沖電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓。該直流電壓然后施加到一個即為相互之間隔開一個小間隙的工件9與焊機(jī)主電極10之間的焊接負(fù)載8。第一通路把整流器6的一個輸出端與工件9連接，以及第二通路把整流器6的另一個輸出端與主電極10連接。直流電抗器7連接在整流器6與工件9之間的第一通路中，以及射頻電流供給裝置，比如一個射頻發(fā)生器12，通過一個耦合線圈11耦合在整流器6與主電極10之間的第二通路中。當(dāng)射頻發(fā)生器12起動時，在相互間置有間隙的工件9與主電極10之間瞬息間施加射頻電流。在直流電抗器7和工件9的連接點(diǎn)與整流器6和耦合線圈11的連接點(diǎn)之間連接一個電容器13。該電容器13是一個旁路電容器，用于防止射頻電流提供給整流器6和直流電抗器7。通過在一次繞組5a兩端之間應(yīng)用射頻脈沖電壓而在三次繞組5c兩端之間感應(yīng)的射頻脈沖電壓被整流器14整流，并且整流器14輸出的整流電壓通過一個電流限制電阻器15施加到直流電抗器7兩端之間。換句話說，該整流射頻脈沖電壓疊加在與二次繞組5b連接的整流器6的整流輸出上。三次繞組5c，整流器14和電流限制電阻器15構(gòu)成一個穩(wěn)態(tài)燃弧建立電路16。該穩(wěn)態(tài)燃弧建立電路16是一個僅在直流TIG焊機(jī)中起動燃弧時，通過把整流器14輸出的電流耦合到工件9和主電極10，以在工件9與主電極10之間建立穩(wěn)態(tài)燃弧的電路，并且包括一個僅當(dāng)燃弧要起動時為閉合的開關(guān)SW。電阻器17與電容器18的串聯(lián)組合連接在第一與第二通路之間，第一與第二通路把整流器6分別連接在工件9及主電極10上。該串聯(lián)電路是一個電涌吸收電路，當(dāng)通過穩(wěn)態(tài)燃弧建立電路16供給電流時，用于防止電涌電流的產(chǎn)生。為了操作上述直流TIG焊機(jī)，首先操作射頻發(fā)生器12，它使例如圖2(a)所示的射頻電流在時段t內(nèi)流過工件9與主電極10之間。這樣起動工件9與主電極10之間的燃弧。起動燃弧使直流電流從直流電抗器7流過工件9與主電極10之間的間隙。這樣，發(fā)生了從起始燃弧狀態(tài)到穩(wěn)定燃弧狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。為了使穩(wěn)態(tài)燃弧穩(wěn)定，必須在工件9與主電極10之間提供由直流電抗器7充分平滑的直流電流。如果射頻電流不足以平滑，那么穩(wěn)態(tài)燃弧不能穩(wěn)定，這樣可能使燃弧中斷。如上所述，射頻脈沖電壓的頻率大約為10KHz，并且變換器4為脈沖寬度調(diào)制控制。這樣，從射頻脈沖電壓下降時的時間到電壓下一次上升時的時間之間的時間間隔(脈沖間隔)相對長。如果脈沖寬度調(diào)制控制為這樣，即它盡可能地抑制供給焊接負(fù)載8的電流，則射頻脈沖電壓的各脈沖的寬度變小，并且因此脈沖間隔變長。難以充分平滑這樣的短脈沖寬度射頻脈沖電壓。因此，為了使變換器4輸出的射頻脈沖電壓充分平滑，直流電抗器7有一個相對大的電感，例如從50μH到300μH。為了提供從起始燃弧狀態(tài)到穩(wěn)定燃弧狀態(tài)的平滑轉(zhuǎn)變，直流電抗器7輸出的直流電流必須在射頻電流施加在工件9與主電極10之間的時段t內(nèi)達(dá)到一個值Io(圖2(b))。該值Io是使穩(wěn)態(tài)燃弧得以建立或保持所要求的值。然而，由于直流電抗器的電感而引起直流電流在它的起始部分有一個低的上升率。特別是，因?yàn)橹绷麟娍蛊?的電感大，所以直流電流增加的延遲很顯著。因此，直流電流在施加了射頻電流的時段t內(nèi)可能沒達(dá)到穩(wěn)定的穩(wěn)態(tài)燃弧所要求的Io值。這樣阻礙了向穩(wěn)態(tài)燃弧的平滑轉(zhuǎn)變。穩(wěn)態(tài)燃弧建立電路16是用來消除這個問題的。當(dāng)射頻發(fā)生器12起動時，開關(guān)SW同時接通，并且從穩(wěn)態(tài)燃弧建立電路16對工件9和主電極10提供比穩(wěn)態(tài)燃弧所要求的Io大的電流。(這個電流不流過直流電抗器7。)這樣，在對焊接負(fù)載8供給射頻電流的時段t內(nèi)，對包括工件9和主電極10的焊接負(fù)載8供給了大于Io的電流，因此穩(wěn)態(tài)電弧得以建立。這樣，由直流電抗器7的大電感而引起的直流電流增加的延遲可以得到補(bǔ)償。在建立了燃弧穩(wěn)態(tài)之后，開關(guān)SW斷開，以便切斷從穩(wěn)態(tài)燃弧建立電路16提供的電流。因?yàn)樯鲜霈F(xiàn)有技術(shù)電弧焊接機(jī)包括穩(wěn)態(tài)燃弧建立電路16，所以它尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且成本高。因此，在為了減小焊接機(jī)的尺寸和重量而使用變換器4的電弧焊接機(jī)中，使用變換器4而提供的優(yōu)點(diǎn)全部被抵消。在1988年7月8日公布的Japanese Examined UM PublicationNo.SHO 63-25013，以及1991年7月4日公布的Japanese ExaminedUM Publication No.HEI 3-31499中，公開了與上述用于提供從起始燃弧到穩(wěn)態(tài)燃弧的平滑轉(zhuǎn)變的技術(shù)相似的技術(shù)。在前者公布中所表示的焊接機(jī)要求用于短路直流電抗器的裝置，以及在后者中表示的焊機(jī)要求穩(wěn)態(tài)燃弧建立電路，這兩者在焊機(jī)的焊接操作期間都不使用。本專利技術(shù)的一個目的是提供一種電弧焊機(jī)，其中從起初燃弧狀態(tài)到穩(wěn)定燃弧狀態(tài)的轉(zhuǎn)變可靠地實(shí)行，并且其中穩(wěn)態(tài)燃弧得以穩(wěn)定，而不需要任何在焊接操作期間不作使用的附加電路。按照本專利技術(shù)，一種電弧焊機(jī)包括一個把直流電壓轉(zhuǎn)變成交流電壓的變換器。該變換器的交流輸出由一個整流器整流。該整流器輸出的整流電壓由耦合到包括一個工件和一個焊機(jī)主電極的焊接負(fù)載的平滑裝置所平滑。使用射頻電流供給裝置以在工件與主電極之間提供射頻電流流通。應(yīng)用射頻電流供給裝置所提供的射頻電流則使燃弧在工件與主電極之間起動。起動燃弧使直流電流從平滑裝置供給焊接負(fù)載，這樣在工件與主電極之間建立穩(wěn)態(tài)燃弧。平滑裝置可能由一個具有相對小電感的直流電抗器提供，該小電感足以使平滑裝置輸出的直流電流在對焊接負(fù)載提供射頻電流的時段內(nèi)，達(dá)到建立燃弧穩(wěn)態(tài)所要求的值。變換器輸出的射頻電壓的頻率相對高，以便能由平滑裝置輸出的直流電流建立穩(wěn)態(tài)燃弧。按照本專利技術(shù)的另一個實(shí)施例，一種電弧焊機(jī)包括一個把直流電壓轉(zhuǎn)變成交流電壓的變換器。該變換器的交流輸出由一個整流器整流。該整流器輸出的整流電壓由平滑裝置平滑，并且耦合到一個包括工件和焊機(jī)主電極的焊接負(fù)載。使工件與主電極相互接觸，在使它們之間起動燃弧。起動燃弧使直流電流從平滑裝置供給焊接負(fù)載，這樣在工件與主電極之間建立穩(wěn)態(tài)燃弧。平滑裝置可能是一個具有相對小電感的直流電抗器，該小電感足以使平滑裝置輸出的直流本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１。一種電弧焊機(jī)，包括：一個變換器，以把直流電壓轉(zhuǎn)變成交流電壓；整流裝置，用于整流所述變換器輸出的交流電壓；平滑裝置，用于平滑所述整流裝置輸出的整流電壓；以及射頻電流供給裝置，安排在從所述平滑裝置的輸出端分別延伸到一個工件和一個主電極的一條通路中，以在所述工件與所述主電極之間提供射頻電流流通，所述工件和所述主電極構(gòu)成一個焊接負(fù)載，應(yīng)用從所述射頻電流供給裝置對所述焊接負(fù)載提供的所述射頻電流以起動所述工件與所述主電極之間的燃弧，起動燃弧使所述平滑裝置的輸出電流施加到所述焊接負(fù)載上，以在所述工件與所述主電極之間建立穩(wěn)態(tài)燃弧；其中，所述平滑裝置是一個具有這樣電感的直流電抗器，即在從所述射頻電流供給裝置提供所述射頻電流的時段內(nèi)，從那里的所述輸出電流能達(dá)到建立所述穩(wěn)態(tài)燃弧所要求的值；以及所述變換器產(chǎn)生一個具有這樣頻率的交流電壓，即所述穩(wěn)態(tài)燃弧能由所述平滑裝置提供的所述輸出電流來保持。２。按照權(quán)利要求１的電弧焊機(jī)，還包括一個低頻變換器，安排在所述平滑裝置的輸出端與所述焊接負(fù)載之間，以把所述平滑裝置的輸出電壓轉(zhuǎn)變成低頻電壓。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：狩野國男，森口睛雄，岡本茂，檀上謙三，木下敦史，藤吉敏一，
申請(專利權(quán))人：株式會社三社電機(jī)制作所，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]