中頻穩弧裝置制造方法及圖紙

一種中頻穩弧裝置，其特點是將中頻低壓電源，通過隔離變換，并聯到交流焊機的輸出端。施焊時，工頻交流電過零的時刻，電弧柱由于中頻電流的存在而繼續保持電離狀態，不會熄弧。中頻電流本身頻率高，過零迅速，弧柱中的離子來不及復合，也不會熄弧。它不需要檢測、控制，更不會因檢測控制失敗而熄弧。該裝置結構簡單、造價低、性能好，使用方便，工作可靠，與交流焊機配套具有明顯節能效果。能廣泛推廣應用，有顯著的經濟效益和社會效益。（*該技術在2011年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及交流電焊機的穩弧技術，將該穩弧裝置并聯于交流焊機的輸出端，在使用堿性焊條施焊時，不會熄弧。交流焊機與直流焊機相比，具有高效，節能、價廉和易于維護等優點。以交流焊機代替直流焊機是一項重要的節能發展趨勢。但由于交流電有過零的問題，電弧不夠穩定，因此，交流焊機不能使用堿性焊條對重要金屬結構進行焊接，使交流焊機應用受到限制。為了解決上述問題，歷來采用辦法之一是附加穩弧裝置，目前使用的穩弧器都是脈沖方式，如羅津如等“脈沖穩弧的交流弧焊機”，《電焊機》1987年第二期，常作樓譯自《CBAPOЧ-ΠP-BO》“交流穩弧器”，《電焊機》1989年第5期，和毛三可“論以交代直”-介紹一種新型維弧裝置”《電焊機》1990年第三期報告，其基本原理是檢測弧焊電流過零時刻，控制瞬時加以高壓脈沖進行重新引燃電弧。穩弧器一般由檢測、放大、調節、控制、觸發，高壓脈沖輸出等組成。由于檢測是30A-600A這樣寬范圍變化的大電流，加上交流焊機固有的特性引起的波形嚴重失真，以及施焊時，由于熔滴向熔池過渡引起的不斷反復的短路等因素的影響，給檢測和控制帶來一定的難度。要達到較為理想的性能，必須要求比較復雜的線路，從而導致成本增加。一臺小容量交流焊機成本約500元，大容量交流焊機也不過2000元，穩弧器成本增高了就失去其實用意義。另一方面比較簡單的穩弧器則性能不佳，往往會使檢測控制失敗而引起熄弧。總之，性能與價格問題是使穩弧器至今未能得到很好推廣應用的重要原因之一。本專利技術的目的是針對現有技術的不足而提供一種中頻穩弧裝置，其特點是將中頻(數十千周)低壓(數十伏)電源，通過隔離變換，并聯到交流焊機的輸出端。施焊時，工頻交流電過零的時刻，電弧柱由于中頻電流的存在而繼續保持電離狀態不會熄弧，中頻電流本身頻率高，過零迅速，弧柱中的離子來不及復合，也不會發生熄弧。它不需要檢測控制，更不會因控制失敗而引起熄弧。本專利技術提供的中頻穩弧裝置如附圖說明圖1，圖2，圖3，圖4所示圖1為中頻穩弧裝置(分體式)結構示意圖。圖2為中頻穩弧裝置(內裝式)結構示意圖。(1)底腳，(2)外殼，(3)輸入端子，(4)底板，(5)支柱，(6)電源變壓器，(7)印刷電路板及電子元器件，(8)隔離輸出變壓器，(9)輸出端子，(10)交流焊機，(11)穩弧裝置，(12)支柱。中頻穩弧裝置的輸入端子(3)和輸出端子(9)裝設在外殼(2)的左右兩側面板上，電源變壓器(6)，印刷電路板及電子元器件(7)和隔離輸出變壓器(8)裝設在底板(4)上，底板(4)與外殼底板用支柱(5)支撐連接構成一個由振蕩器，中頻輸出和隔離變換組成的電子電路整體，外殼的側面上開有通風孔或百葉窗散熱。中頻穩弧裝置也可裝設在交流焊機內，用支柱(12)連接在焊機內側面的空隙處，穩弧裝置的輸入端子與焊機的輸入端子并聯在一起，穩弧裝置的輸出端子與焊機輸出端子并聯在一起。也可省去穩弧裝置中的電源變壓器，此時，將焊機的附加繞組接到穩弧裝置的印刷電路板中整流橋的輸入端，便可給穩弧裝置供電。圖3為中頻穩弧裝置的電子電路圖。集成電路與非門YF1-3與電阻R1，R2，電容C1組成多諧振蕩器，產生連續方波，其輸出一路經二極管D1，電阻R3，電容C2及與非門YF4整形后接到大功率場效應管T1的門極;另一路經二極管D2，電阻R4，電容C3及與非門YF5整形，YF6反相后接到大功率場效應管T2的門極。T1和T2組成中頻推挽輸出接到隔離輸出變壓器B1的原邊，B1的付邊與C7串聯后接到穩弧裝置的輸出端子，R5，R6，C4，C5起保護作用，C7起頻率隔離和限流作用。電網電源從電源變壓器B2原邊輸入變壓，B2的付邊輸出經二極管D3-6組成的整流橋整流，電容C6，C8濾波后，輸出低壓直流電V+，給穩弧裝置供電。中頻穩弧裝置與交流焊機做成一體(內裝式)時，可將B2省去，由交流焊機的附加繞組供電。工作時，穩弧裝置的輸出端并聯到交流焊機的輸出端，幫助交流焊機穩定電弧。多諧振蕩器除了用集成電路與非門組成外，亦可用由三極管或多功能觸發器組成的電路代替，T1和T2除了用大功率場效應管外，亦可用大功率三極管或功率集成電路代替。圖4為中頻穩弧裝置電路的例示圖。IC1為時基集成電路NE555，IC2，IC3為功率開關集成電路TWH 8751，IC1與R1，R2，R3及C1，C2，C3組成多諧振蕩器，產生連續方波，輸出一路經D1，R4，C5及IC2進行整形和功率放大;另一路經D2，R5，C8及IC3進行整形和功率放大。IC2和IC3組成中頻推挽輸出，接到隔離輸出變壓器B1的原邊，其余電路同圖4。本專利技術具有如下優點1.中頻穩弧裝置采用常規的電子電路，由振蕩器，中頻輸出和隔離變換組成，具有結構簡單，造價低(每臺材料成本約50元，一臺交流焊機加上穩弧裝置的造價僅為直流焊機為60%)，性能好，使用方便(一般焊工均能對主要結構施焊)，工作可靠。2.節能，可實現“以交代直”，用直流焊機使用的堿性焊條亦可用交流焊機帶中頻穩弧裝置施焊，如使用低氫型結 427 焊條或高強結507焊條，對重金屬結構的16Mn鋼構件進行焊接獲得高強度的焊縫接頭。與旋轉直流焊機相比，每年每臺節電約4500度，與整流直流焊機相比，每年每臺節電約600度，估計若我們的旋轉直流和整流直流焊機每年分別有一萬臺被交流穩弧焊機所代替，則每年可節電達5千萬度以上。3.無磁偏吹，克服了直流焊機的缺點。4.允許用小電流強度進行焊接，為薄板焊接提供了理想手段，如用φ2.5焊條，在30安培電流的規范下焊接0.8mm的薄板。5.在低空載電壓(50V)條件下，能可靠起弧和穩定焊接，為設計制造新一代的低空載電壓，高功率因素的交流焊機創造了有利條件，從而進一步節能，省材，預計交流焊機(如BX1-250)的功率因數可從目前的0.5提高到0.7左右。實施例本專利技術的中頻穩弧裝置，結構簡單，制造方便，外殼、面板，底板和非標準件均可在一般焊機制造廠加工制作，集成電路板及電子元件等均可在市場購買，本專業技術人員均能按附圖組裝、調試和正常生產。權利要求1.一種中頻穩弧裝置，其特征在于該中頻穩弧裝置的輸入端子(3)和輸出端子(9)裝設在外殼(2)的左右兩側面板上，電源變壓器(6)，印刷電路板及電子元器件(7)和隔離輸出變壓器(8)裝設在底板(4)上，底板(4)與外殼底板用支柱(5)支撐連接構成一個由振蕩器，中頻輸出和隔離變換組成的電子電路整體，外殼的側面上開有通風孔或百葉窗散熱，中頻穩弧裝置也可裝在交流焊機內。2.按照權利要求1所述中頻穩弧裝置，其特征在于該中頻穩弧裝置也可裝在交流焊機內，用支柱(12)連接在焊機內側面的空隙處，穩弧裝置的輸入端子與焊機的輸入端子并聯在一起，穩弧裝置的輸出端子與焊機輸出端子并聯在一起，可省去穩弧裝置中的電源變壓器，將焊機的附加繞組接到穩弧裝置的印刷電路中整流橋的輸入端，便可給穩弧裝置供電。3.按照權利要求1或2所述中頻穩弧裝置，其特征在于該中頻穩弧裝置的電子電路由集成電路與非門YF1-3與電阻R1，R2，電容C1組成多諧振蕩器，產生連續方波，其輸出一路經二極管D1，電阻R3，電容C2及與非門YF4整形后接到大功率場效應管T1的門極，另一路經二極管D2，電阻R4，電容C3及與非門YF5整形，YF6本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種中頻穩弧裝置［１］，其特征在于該中頻穩弧裝置的輸入端子（３）和輸出端子（９）裝設在外殼（２）的左右兩側面板上，電源變壓器（６），印刷電路板及電子元器件（７）和隔離輸出變壓器（８）裝設在底板（４）上，底板（４）與外殼底板用支柱（５）支撐連接構成一個由振蕩器，中頻輸出和隔離變換組成的電子電路整體，外殼的側面上開有通風孔或百葉窗散熱，中頻穩弧裝置也可裝在交流焊機內。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃念慈，劉光麗，朱曉燕，
申請(專利權)人：成都科技大學，
類型：發明
國別省市：51[中國|四川]