[实用新型]一种电容充放电脉冲数字控制型电火花沉积堆焊电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及电火花沉积堆焊技术，属于再生制造领域中的精密修复和表面强化技术，特别是一种电容充放电脉冲数字控制型电火花沉积堆焊电源。

背景技术

电火花沉积堆焊技术的工作原理是：当电极与工件接触时，电路处于短路状态下，电源输出放电脉冲，在电极和工件接触点的小区域范围内产生极大的电流密度而使接触点处的电极和工件材料瞬间熔化及气化，引发火花放电，电极熔化的材料部分过渡到工件表面，若电极继续接近工件，伴随机械力挤压工件，使电极熔融材料牢固的粘结在工件材料表面，使合金层致密性得到提高。由于电火花沉积堆焊的放电过程在瞬间完成，工件不会产生热扩散和热变形，具有热输入量小、工件基体不发热等优点，所以广泛应用在模具、电机主轴等设备的缺陷和小面积破损的精密修复中，还可应用到零件的表面强化和改性处理中。对于磨损零件等修复后再利用属于再生制造，节约了大量设备维护成本。

电火花沉积堆焊的缺点是工作效率低，加工一个零件往往需要很长时间，影响其加工效率的主要因素是电源输出的脉冲电压、频率等参数和其它工艺参数等。传统的电火花沉积堆焊电源只对电容的放电进行控制，没有对其充电过程进行控制，使充电电路与放电电路没有完全隔离，在使用过程中当电极与工件短路时，充电电路直接通过电极与工件的接触点放电，可控硅无法关断，电容就无法再次充电进行火花放电，从而使放电频率降低，直接影响了电火花沉积堆焊的工作效率；而且只能通过改变变压器次级输出端子的连接来对电容的充电电压进行有级调整，无法对放电能量进行精确的控制，无法满足各类工艺条件的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种对电容的充电过程和放电过程都能进行数字控制的电火花沉积堆焊电源，用以解决现有电源调整充电电压较困难，无法对放电能量进行精确控制的问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种电容充放电脉冲数字控制型电火花沉积堆焊电源，包括微处理器和用于调节输入交流电压的交流调压电路，交流调压电路的输出端连接整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端连接固定放电电容组，固定放电电容组的正电源端连接有一个用于放电控制的可控硅的阳极，所述可控硅还设有用于连接运动电极的阴极和用于连接所述微处理器对应输出端口的门极，门极与微处理器的对应输出端口之间设有放电脉冲驱动电路，其特征在于，在所述整流滤波电路的输出端上还设有用于充电控制的MOSFET，该MOSFET与所述固定放电电容组串联后并联在所述整流滤波电路的输出端上，该MOSFET的栅极通过充电电压控制驱动电路连接所述微处理器的对应输出端口；所述固定放电电容组两端还并联有电阻串联型电压检测电路，电压检测电路的采样端通过隔离调理电路连接所述微控制器的模拟量输入端。

外部输入交流电源经过调压电路、整流滤波电路转换为直流电，经过MOSFET管控制对放电电容进行充电，充电电压值可通过电压检测电路传送到微处理器，再由其输出控制脉冲来驱动MOSFET管的通断，从而控制充电电压的大小；放电电容通过可控硅的控制，经过运动电极与工件的接触进行放电，从而产生电火花，将电极上的材料熔焊到工件上，实现电火花的沉积堆焊功能。

由微控制器输出的MOSFET管和可控硅的驱动脉冲信号分别控制MOSFET管和可控硅交替导通和关断，使电容的充电过程和放电过程完全独立，且不会同时导通，确保了即使电极与工件短路的情况下仍能可靠进行电容的充放电和产生火花放电，从而保证了电火花放电的频率和效率；而且电容的电压也可无级调节，确保了放电的能量也可无级调节，从而能适应各种工艺条件的要求。电容充电过程和放电过程交替进行，即使电极和工件短路时，仍能保证电容进行充放电和产生电火花，从而提高了电源的沉积堆焊效率。

进一步的，所述固定放电电容组两端还并联有至少一组可调放电电容组支路，该可调放电电容组支路由控制开关和可调放电电容组串联构成。

所述充电电压控制驱动电路包括MOSFET驱动电路与高速光耦隔离电路。

所述放电脉冲驱动电路包括可控硅驱动电路与高速光耦隔离电路。

所述固定放电电容组、可调放电电容组均由至少三个放电电容并联而成。

所述控制开关为固态继电器触头。

所述微控制器还输入连接开关量输入电路、输出连接液晶显示电路、输出连接开关量输出电路、通讯连接RS232接口电路、电源电路和复位电路。

附图说明

图1是本实用新型实施例的系统示意图；

图2是本实用新型实施例的主电路图；

图4是本实用新型实施例的工作波形图。

具体实施方式