【技术实现步骤摘要】
一种低热输入多功能逆变焊机
[0001]本技术涉及一种低热输入多功能逆变焊机，属于逆变焊机
技术介绍
[0002]目前，逆变式氩弧焊和手工电弧焊机产品市场的竞争十分激烈，不仅体现在技术的先进性和优势上，还在很大程度上取决于焊机的功能和电路及结构设计等方面。
[0003]国内外市场上，逆变式的直流氩弧焊和手工电弧焊机，或者，逆变式的直流和脉冲氩弧焊和手工电弧（MMA）焊机，是比较常见的产品，这些多功能焊机产品的的额定电流通常在120~500A（负载持续率60~15%等）的水平。脉冲TIG（Pulse TIG）焊，尽管对工件或焊接接头的热输入量，相对于直流氩弧焊来说，已经是比较低的，但在某些应用方面仍然有一定的限制。例如，对工件或焊接接头的热输入量；对工件的焊后变形、防止工件烧穿或厚度更加薄的工件焊接；一些热敏感性薄板材料的焊接，有比脉冲TIG焊更加严格的要求。因此，市场上的一些用户也急需有一种性价比较高的、能够满足上述使用和焊接要求的产品来解决此类问题。在此背景下，具有良好低热输入量控制的多功能焊机随之出现。当然，对于此类新产品，不同的产品，其控制电路原理图、电路板结构和整机结构，以及操作控制界面的设计等是完全不同的。表现在产品的性能、可靠性、制作工艺和成本等方面，也会有较大的差异性。因此，如何在低成本的前提下，开发出操作界面和控制性能好、可靠性高的、具有低热输入控制功能的多功能焊机是有一定技术难度的。这也是本技术需要解决的技术难题。
[0004]本技术焊机，具有氩弧焊、低热输入焊和手工电弧焊...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低热输入多功能逆变焊机，其特征在于：焊机包括外壳部分和内部的电路板和零部件部分，外壳部分包括机箱外壳、提手或手柄及其机壳的底板；焊机内部的电路板设计为九块，包括逆变功率板、输出整流板、面罩控制板、面板控制板、控制板、电源板电源板、高频板、输出吸收板和转换控制板；焊机的内部零部件部分包括四只IGBT、整流桥、保护器、IGBT散热片一、输出散热片、塑料绝缘隔板、电解电容、继电器、电流环、IGBT散热片二、IGBT散热片三、逆变功率板的防护封胶盒、镀锌隔板、输出连接电缆线、霍尔传感器、主变压器、输出滤波电抗；四只IGBT的管脚均套上IGBT引脚护套，之后焊接在逆变功率板上，其中，有两只IGBT的散热面涂抹导热硅脂后，安装在IGBT散热片一上，IGBT散热片一通过紧固螺丝固定在逆变功率板上；有一只IGBT的散热面涂抹导热硅脂后，安装在IGBT散热片二上，IGBT散热片二通过紧固螺丝固定在逆变功率板上；还有一只IGBT的散热面涂抹导热硅脂后，安装在IGBT散热片三上，IGBT散热片三通过紧固螺丝固定在逆变功率板上；整流桥的散热面涂抹导热硅脂后，安装在IGBT散热片一上；电解电容、继电器、电流环焊装在逆变功率板上；逆变功率板放置在逆变功率板的防护封胶盒中，逆变功率板的防护封胶盒通过其固定螺丝安装，固定在焊机机壳的底板上；塑料绝缘隔板通过螺丝固定在IGBT散热片一和输出散热片上；输出整流板可把主变压器的次级交流输出，整流变换为直流输出电流和电压；输出滤波电抗的一端连接到黑色负极性输出快速接头的铜芯上，另一端连接到逆变主变压器的次级绕组中心抽头端上；逆变功率板以及输出整流板、输出散热片、塑料绝缘隔板组成的组件安装在焊机机壳的底板上的、靠近输出滤波电抗的一侧；控制板、电源板电源板、高频板和镀锌隔板安装在焊机内部的另一侧；主变压器的初级连接至逆变主电路的IGBT交流电流变换控制输出端，主变压器的次级则连接至快恢复二极管器件组成的输出整流板；霍尔传感器套在输出连接电缆线上；输出连接电缆线的一端连接至红色正极性输出快速接头的铜芯上，另一端则连接至至快恢复二极管器件组成的输出整流板的输出端；焊机的前面板上安装的零部件主要有外壳前塑料面板、正极性输出快速接头铜芯及其座子组件、负极性输出快速接头铜芯及其座子组件、连接TIG氩弧焊枪的氩气出气嘴、TIG焊枪开关连接的航空插座、面板控制板、编码器及其旋钮、前面板的小铁板、控制面板贴纸等部分；前面板的小铁板通过螺丝固定在前塑料面板上，面板控制板则固定在前面板的小铁板上；焊机的前面板印刷贴纸可贴在前面板的小铁板上；连接TIG氩弧焊枪的氩气出气嘴固定安装在前塑料面板上，该出气嘴通过一根内部气管连接至后面板上安装的电磁阀的出气端口；正、负两组输出快速接头组件用于连接电焊钳电缆、工件夹电缆或氩弧焊枪；面板控制板上，设有十四个LED指示灯、四个触摸式按键、一个编码器和一个数码管显示器；焊机的后面板上安装有：电源空气开关及其支架、连接氩气进气嘴的电磁阀、供电电源线及其拉不脱或固线器、冷却风扇及其风扇防护网罩、面罩连接的航空插座; 供电电源线通过拉不脱或固线器固定在后面板上；带有氩气进气嘴的电磁阀也固定在后面板上；电源空气开关通过支架固定在后面板上；冷却风扇位于焊机的后部；逆变功率板部分主要由三相输入整流、上电缓冲电路、滤波、四IGBT开关和主变压器组成的逆变电路、电流互感器直流母线电流检测、IGBT的高压侧和低压侧驱动电路组成，主要是完成输入整流、上电缓冲、滤波、IGBT驱动和逆变、直流母线电流检测功能；输出整流板部分主要由快恢复二极管组成的输出整流电路及其阻容保护电路组成，主要是完成逆变后的交流到直流的变换，使焊机输出直流；
输出吸收板部分主要由电阻、电容和二极管组成吸收电路，并联在焊机的输出两端，主要是完成高频干扰信号的吸收，保护器件、电路的可靠工作；高频板部分主要由高频变压器、场效应管、高压电容、火花放大器、3845PWM芯片组成的控制电路和+15V电源电路组成，主要是利用电路产生的高频高压，实现氩弧焊和低热输入焊的非接触式引弧；电源板电源板部分主要由开关电源变压器T1、场效应管T2、场效应管T3、场效应管T4、可控硅或晶闸管Q1、IC集成PWM芯片、输出稳压器U8、以及电阻、电容、二极管、光耦、NPN型三极管Q2、PNP型三极管Q3组成，主要是产生+24V、+15V、
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15V、+5V工作电压，供给焊机的各控制电路工作使用；控制板部分主要由电源电路、缺相保护控制控制电路、冷却风扇控制电路、电磁气阀QF控制电路、焊枪开关SW
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PB检测和抗干扰控制电路、水冷却系统控制电路、高频控制电路、过热保护电路和短路保护电路、输出电压检测电路、直流母线电流检测和保护控制电路、霍尔电流传感器输出电流检测电路、输出特性PWM控制电路、变频控制电路组成，实现工作电压转换、缺相保护控制、冷却风扇控制、电磁气阀QF控制、焊枪开关SW
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PB检测和抗干扰控制、水冷却系统控制、高频控制、过热保护电路和短路保护、输出电压检测、直流母线电流检测和保护控制、霍尔电流传感器输出电流检测、输出特性PWM控制、变频控制功能；转换控制板部分主要由集成稳压器U1、电容C1和电容C2、电解电容EC1组成，其作用是把来自插头的输入电源通过集成稳压器U1组成的稳压电路转换为+15V的直流电源电压，再通过插头J1及其连接的控制线供给面罩驱动控制板部分的电路工作；面罩驱动控制板部分主要由PWM芯片5U1、电阻、电容、二极管、NPN型三极管、共模滤波电感5L1组成，主要是满足低热输入焊时的面罩使用供电要求；面板控制板部分主要是完成焊接方法的选择，不同焊接方法下的焊接参数选择、调节，以及指示灯指示。2.如权利要求1所述的一种低热输入多功能逆变焊机，其特征在于：逆变功率板包括IGBT驱动电路部分，IGBT驱动电路部分的QDB驱动变压器有一个初级绕组N1，四个次级绕组分别是N2、N3、N4和N5；驱动变压器QDB驱动变压器把驱动电路分为高压侧驱动电路和低压侧驱动电路；高压侧驱动电路有四个支路，每个支路的电路，其组成形式是一样的，以其中一个支路的电路为例进行说明：每个IGBT的驱动高压侧电路由驱动变压器的一个次级、一个电容、一个PNP型三极管、二个二极管、三个电阻、三个稳压管组成，驱动变压器一次级的一端连接二极管D2和二极管D3的阳极、电阻R12的一端，二极管D3的阴极和电阻R12的另一端连接在一起，且连接至PNP型三极管Q6的基极；PNP型三极管Q6的发射极与二极管D2的阴极连接，且还连接电容C5、稳压管Z6的阴极，电容C5的另一端与稳压管Z6的阳极、电阻R13的一端相连接，电阻R13的另一端连接IGBT的G1端、稳压管Z7的阳极，稳压管Z7的阴极连接稳压管Z8的阴极、电阻R14的一端，电阻R14的另一端与稳压管Z8的阳极、PNP型三极管Q6的集电极、驱动变压器该次级的另一端，以及该IGBT的S端相连接；驱动电路的低压侧驱动电路由驱动变压器的初级、四个电容、二个PNP型三极管、二个NPN三极管、六个电阻、四个稳压管组成，电容C1与电阻R6并联，电容C2与电阻R8并联，电容C3与电阻R9并联，电容C4与电阻R11并联，电容C1与电阻R6并联电路的一端连接电容C2与电阻R8并联电路的一端，以及PWM控制芯片输出的一路信号控制端，电容C1与电阻R6并联电路的另一端连接稳压管Z2的阳极，稳
压管Z2的阴极连接PNP型三极管Q2的基极；电容C2与稳压管R8并联电路的另一端连接稳压管Z3的阴极，稳压管Z3的阳极连接NPN型三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极连接电阻R7和驱动变压器初级的一端，R7的另一端连接PNP型三极管Q2的集电极，PNP型三极管Q2的发射极与另一个PNP型三极管Q4的发射极相连接，电容C3与电阻R9并联电路的一端连接电容C4与电阻R11并联电路的一端，以及PWM控制芯片输出的另一路信号控制端，电容C3与电阻R9并联电路的另一端连接稳压管Z4的阳极，稳压管Z4的阴极连接PNP型三极管Q4的基极；稳压管C4与电阻R11并联电路的另一端连接稳压管Z5的阴极，稳压管Z5的阳极连接NPN型三极管Q5的基极，三级管Q5的发射极接地，三极管Q5的集电极连接电阻R10和驱动变压器初级的另一端，电阻R10的另一端连接PNP型三极管Q4的集电极。3.如权利要求1所述的一种低热输入多功能逆变焊机，其特征在于：所述的高频板控制电路部分包括高频升压变压器2T1、二极管GD1、火花放电器FD，电容2C1~2C7、2C9~2C11，电阻2R1~2R7、集成稳压器2Q2、场效应管2Q1、PWM芯片2IC2、+28V电源组成；+28V电源作为集成稳压器2Q2的输入电压，而集成稳压器2Q2的输出端输出+15V电压，作为PWM芯片2IC2的工作电源电压；集成稳压器2Q2的输入端对地之间并联有电容2C7和电容2C6，集成稳压器2Q2的输出端对地之间并联有电容2C5；+15V电压连接至PWM芯片2IC2的7脚，PWM芯片2IC2的4脚对地之间并联有电容2C2，PWM芯片2IC2的8脚对地之间并联有电容2C4，PWM芯片2IC2的8脚对4脚之间并联有电阻2R6，PWM芯片2IC2的2脚对8脚之间并联有电阻2R7和电容2C3的并联电路，PWM芯片2IC2的5脚接地，PWM芯片2IC2的3脚对地之间并联有电容2C1，PWM芯片2IC2的3脚还连接电阻2R5的一端，电阻2R5的另一端连接电阻2R2~2R3的一端、场效应管2Q1的S端，而电阻2R2~2R3的另一端接地，PWM芯片2IC2的6脚连接电阻2R1的一端，电阻2R1的另一端连接场效应管2Q1的G端、电阻2R4的一端，电阻2R4的另一端接地，场效应管2Q1的D端连接高频升压变压器2T1初级的一端，而高频升压变压器2T1初级的另一端接至+28V；高频升压变压器2T1次级的一端连接二极管GD1的阳极，二极管GD1的阴极连接火花放电器FD的一端、插头CN2
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4，高频升压变压器2T1次级的另一端连接火花放电器FD的另一端、三个电容2C9~2C11并联电路的一端，这三个电容2C9~2C11并联电路的另一端连接插头CN2
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1，插头CN2
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1和CN2
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4通过连接线连接至缠绕在焊机输出电抗器上的绕组的两端。4.如权利要求1所述的一种低热输入多功能逆变焊机，其特征在于：所述的电源板电源板部分包括开关电源变压器T1、场效应管T2~T4、可控硅或晶闸管Q1、IC集成PWM芯片、
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15V输出稳压器U8，以及电阻、电容、二极管、光耦、NPN型三极管Q2、PNP型三极管Q3；开关电源变压器T1的N4和N5为初级绕组，N1～N3和N6为次级绕组；N1绕组的2脚接地，1脚接至两个并联快速二极管D20～D21的阳极，其阴极端对地之间并联有滤波电容C23和滤波电容C43，以及电阻R45，N1绕组的输出电压经两个并联快速二极管D20～D21后获得+15V电压；N2绕组的2脚接地，N2的输出电压经过快速二极管D22的整流，电容C51的滤波，再经过
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15V输出的U8稳压器和输出端对地之间并联的滤波电容C35～C36、电阻R28组成的稳压电路，获得
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15V电压；N3绕组的输出电压经快速二极管D3的整流，再经过并联在二极管D3对其地输出端的电阻R65、滤波电容C27和滤波电容C28后获得+24V电压；开关电源电路的高压侧电路由电源变压器T1的初级绕组N4和N5、N6次级绕组、T4场效应开关管、IC集成PWM芯片、Q1晶闸管、光耦U9、NPN型三极管Q2、PNP型三极管Q3、稳压管Z18～Z19，二极管D4、D5和D23，电阻R7～R8、R11～R...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙敏，魏继昆，蔡献，陈法庆，朱宣辉，朱宣东，
申请(专利权)人：浙江肯得机电股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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