[其他]恒功率微束等离子弧焊机

说明书

本发明是一种电弧焊机。这种焊机适用于微束等离子弧焊领域。因此，本发明属于焊接设备技术范围。

国内外现有的微束等离子电弧焊机的外特性都是垂降、陡降或斜降外特性。例如瑞士的等离子弧焊-40型焊机（Piasmafix-40）国产的WLH-10型微束等离子焊机即属于陡降外特性。以WLH-10型焊机为例，它的电路设计思想在于一个焊接电流反馈控制系统，这个反馈控制系统以焊接电流为输出，然后将输出与系统的给定值相比较，比较后的信号经放大、校正后用于控制焊接电流。

上述各种外特性的焊机，作为电源都不是恒功率源。

由于微束等离子弧对焊缝的导热率近似为常数，所以采用前述非恒功率源焊机用于微束等离子弧焊时，如果电弧长度发生波动，则电弧的功率将产生波动，于是施加于焊缝的功率也将产生波动，焊缝的成形质量将受到破坏。如果采用恒功率源焊机，这个问题将被克服，亦即当弧长发生波动时，焊缝成形质量将不变。

本发明的目的就在于研制一种用于微束等离子弧焊的恒功率源焊机，并且要求它还能实施脉冲恒功率焊接。

简单地说，本发明的原理在于：在现有同类焊机所具有的焊接电流反馈控制系统的基础上，再增加一个焊接电压反馈控制迥路。这个迥路中，有一个倒数运算电路和一个放大倍数可以人为调节的放大器。焊接电压被取样后，通过求倒数的运算、放大，再被用作前述焊接电流反馈控制系统的给定值。基于这一特殊串级调节系统的焊机就是恒功率源焊机。如果在上述焊接电压反馈控制迥路中设置一个电子开关电路，使得这一迥路周期性地通断，就可以使焊机实施脉冲恒功率焊接。如果将焊接电流取样信号和焊接电压取样信号同时输入乘法器，乘法器的输出即可反映出焊接功率的大小。据此可以制成一个电子功率表。

图1是本发明焊机的示意图。

图2是这种焊机的原理分析框图。

图3是图2中的放大器与信号综合点、校正网络、隔离器的一个实施例。

图4是图2中的电子开关和校正网络的一个实施例。

现在分别参照图1、图2、图3、图4对本发明加以详细阐述。

在图1中，变压器1和整流器1的作用是将380伏的三相交流电压转变为数值适当的直流电压。BG₁是大功率晶体管，BG₂与BG₃组成BG₁的推动级，因此，可以将BG₁、BG₂、BG₃看成是一个大功率复合晶体管。R₁是焊接电流取样电阻，焊接电流通过R₁后转变为电压信号。1是工件。2是等离子焊矩的压缩喷嘴。3是钨丝。焊接电弧在钨丝和工件之间形成。这样，变压器1和整流器1所输出的直流电压经由BG₁、R₁、工件和钨丝之间的焊接电弧组成了焊接电流迥路。当BG₃的基极电位发生变化时，焊接电流随之发生变化。

变压器2和整流器2的作用是将380伏的三相交流电压转变为另一数值适当的直流电压。R₂是降压电阻。在钨丝和压缩喷嘴之间存在有一个小电流的电弧。这个小电流电弧的作用在于维持焊接电弧的稳定工作。这样，变压器2和整流器2所输出的直流电压经由R₂、钨丝和压缩喷嘴之间的小电流电弧形成迥路。

稳压电源的作用在于为焊机中的各种控制电路供电。

程序控制电路的主要作用在于控制焊机在焊接前先行导通保护气体和焊后滞后切断保护气体。

控制电路主要由下列部份组成：焊接电流反馈控制电路，反相、倒数、放大电路，电子开关和校正网络电路，电子功率表电路，方波信号源电路。

W是焊接电压取样电位器。

焊接电流I_W和焊接电压U_W被取样后即被接到图1中的控制电路，控制电路按照能够产生恒功率源效果的控制规律对BG₃的基极输出控制信号。

使焊机产生恒功率效果的原理，在于采用了一个特殊的串级调节系统。这个系统的原理框图如图2所示。