电焊机引弧装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种电焊机引弧装置，其包括钨极、高频变压器、耦合变压器、电源变压器、开关管及火花塞，所述引弧装置采用非接触型的高压脉冲起弧方式；所述高压脉冲起弧方式由高压脉冲起弧电路实现，所述高压脉冲起弧电路中的电压经电源变压器的一组次级电压经整流、开关管变换后输入高频变压器，本实用新型专利技术的有益效果是：可以很方便地控制高频强度，减少对焊机的干扰，同时又能使焊机很轻松地起弧，大大提高了焊机工作的可靠性，而且装置整体结构合理，体积小，抗干扰能力强，安装过程简单方便，成本低。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电焊机引弧装置，尤其涉及一种电焊机高频引弧装置。
技术介绍
传统高频高压引弧装置引弧电路会对焊机产生非常严重的干扰，分析如下在弧焊电 源中有两种起弧方式 一种是接触起弧， 一种是非接触起弧。前者的起弧电流比后者大得 多，起弧时对焊机的干扰较小；但是在某些场合，只能要求用非接触起弧。如坦克上的反 射透镜，火箭发动机等精密器件的焊接，由于工件很薄，通常厚度为0.1 0.5mm,若让钨极与工件接触，会引起薄工件的烧伤，钨极烧损以及焊缝夹钨等缺陷。所述非接触起弧又分为目前现有的高频高压起弧和高压脉冲起弧两种方式，传统的引 弧装置为高频高压引弧，利用工频变压器将电网电压升压来获得高压，起弧时干扰特别大，经常损坏逆变功率器件或控制板上的CMOS电路，使系统工作极不稳定。例如，逆变直流氩弧焊机是高频开关焊接电源，从开关电源原理可知在开关变压器的初、次级是一周期方波，例如，以快速可控硅为逆变功率器件，采用PFM调制，开关频 率可达4-5Hz，以MOS场效应管或IGBT为逆变功率器件，采用P丽调制，开关频可达 20-50kHz，根据周期信号的傅立叶级数理论，此方波包含了频率分量nW，这就决定了它含 有大量高频谐波，如果不对这些谐波加以抑制，它们就会以传导的方式进入电网或以辐射 的形式发射出去，形成干扰。另外，由于开关管的感性负载，相当于电感与开关管串联， 在开关管快速开关时，电感上产生很高的尖峰电压，这种尖峰电压不仅对开关管起破坏 作用，也可形成大量谐波，同样会形成传导干扰和辐射干扰。由于开关电源初、次级及 匝间存在大量分布电容，系统中器件与机壳之间，以及导线间也存在寄生电容，此电容在 开关状态突然充放电，也是一种干扰源。由此可见，高频开关电源本身就存在着干扰。 如图l所示，高频高压引弧电路直接釆用电网电压升压，并经耦合而达到引弧的目的，这种电路会对焊机造成很大的干扰。由于直接从网压升压、耦合来使焊机起弧， 一方面由 于能量比较强，焊机很容易起弧，另一方面，起弧时，又会将高压经变压器Bl、 B2耦合 回送给电网，使380V的电网电压瞬时可达到420V以上，这样会造成两种后果，其一是 加在逆变功率元件上的直流高压会急剧上升，可能超过功率元件的耐压而损坏功率元件， 使逆变失败，其二是控制电路的工作电压瞬时上升，破坏CMOS集成电路，导致系统工作 不稳定。另外，这种电路起弧时有很多高频成分，可能形成辐射干扰。当然，传导干扰和 辐射干扰相比较，传导干扰要强得多。因此，在抑制干扰时主要考虑传导干扰。下面都是 针对传导干扰进行讨论的。对上述干扰，可以在高频变压器次级加LC滤波器，但效果并 不显著。因此，在高频引弧电路的设计中，既要考虑使焊机容易起弧，又要尽量减少对焊 机的干扰，这样整个系统才能稳定地工作，即一种新型的克服上述缺陷的高频引弧装置的 专利技术势在必行。
技术实现思路
针对
技术介绍
中所涉及的问题，即在传统高频引弧电路的设计中经常会出现两种后 果，其一是加在逆变功率元件上的直流高压会急剧上升，可能超过功率元件的耐压而损坏 功率元件，使逆变失败，其二是控制电路的工作电压瞬时上升，破坏CMOS集成电路，导 致系统工作不稳定。为克服上述缺陷，本技术采用了一种新的技术方案， 一种电焊机引弧装置，其包 括钨极、高频变压器、耦合变压器、电源变压器、开关管及火花塞，所述引弧装置采用非 接触型的高压脉冲起弧方式；所述高压脉冲起弧方式由高压脉冲起弧电路实现，所述高压 脉冲起弧电路中的电压经电源变压器的一组次级电压经整流、开关管变换后输入高频变压 器；所述起弧电压的提高通过调整火花塞的气隙来实现;所述待焊接工件与钨极之间的距 离不大于5毫米，且同时保持将钨极磨尖；所述耦合变压器可为HT箔式耦合隔离变压器； 所述开关管采用陶瓷气体放电管;所述高压脉冲起弧电路可设置于PCB电路板上。本技术的有益效果是可以很方便地控制高频强度，减少对焊机的干扰，同时又 能使焊机很轻松地起弧，大大提高了焊机工作的可靠性,而且装置整体结构合理，抗干扰 能力强，安装过程简单方便，减低了成本。附图说明4通过以下对本技术的实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其技术的目 的、具体结构特征和优点。其中，附图为图1为
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中所述的高频高压引弧电路的原理示意图。 图2为技术高压脉冲引弧电路的原理示意图。图3为大功率晶体管BUY71(T1)的驱动电路示意图。具体实施方式下面参照附图具体介绍本技术的各种实施例，图中相同的结构或功能用相同的数 字标出。应该指出的是，附图的目的只是便于对本技术具体实施例的说明，不是一种 多余的叙述或是对本技术范围的限制，此外，附图没有必要按比例画出。本技术采用了一种新的电焊机引弧装置，其采用非接触起弧中的高压脉冲起弧方式，克服了或者说是减小了高频高压起弧方式所带来的干扰，具体结构及功能分析如下本技术电焊机引弧装置包括钨极、高频变压器、耦合变压器、电源变压器、开关 管及火花塞等许多必不可少的基本器件(未图示)，所述引弧装置采用非接触型的高压脉 冲起弧方式；所述高压脉冲起弧方式由高压脉冲起弧电路实现，如图2所示，其中所述耦 合变压器为HT箔式耦合隔离变压器，其替代了传统的线绕耦合隔离变压器，大大减小了 电焊机的体积，降低了成本，并在高压脉冲起弧电路的基础上进一步增加了抗干扰能力； 所述开关管可以采用陶瓷气体放电管，其利用陶瓷气体放电管本身的开关特性取代了传统 的逆变电路，可以进一步使本技术装置内部控制电路简化，增强整体的抗干扰能力和 稳定性，当然也可以直接使用传统的开关管，或者是逆变电路等；所述高压脉冲起弧电路 可设置于PCB电路板上，整个装置如此改进，安装过程进一步变的简单方便，整体结构更 加合理。下面将具体介绍本技术的最重要的专利技术点一脉冲起弧电路如图2所示，本 技术电焊机引弧装置的高频变压器Bl的初级电压并不直接来自网压，而是将电源变 压器的一组次级电压经整流、开关管变换再作为Bl的输入，这样就起了隔离作用，起弧 时，高压就不会直接耦合到电网，对功率元件和控制板上的CMOS集成电路的干扰就很小。 当然，由于高频变压器Bl的初级电压不直接来自网压，起弧能量要弱得多，这可以通过 调整火花塞的气隙来提高起弧电压，达到起弧目的。对比；图1是传统的高频高压引弧电路，图2是新型高压脉冲引弧电路。两者原理相似，都是利用高压击穿火花气隙，使之产生LC振荡，然后将高频振荡电压经耦合，升压 加到电极与工件之间，达到引弧的目的。但是当图2中的输入电压为交流40伏，来自控 制变压器的一组次级电压经整流，控制变压器的初级为交流380伏。输入电压经全桥整 流，滤波后，Cl上的电压约为56伏，为直流电压。Bl为升压变压器，C2为振荡电容，HF 为火花塞，B2为耦合变压器，T1(即BUY71)为大功率晶体管GTR。即，当某一频率的方波信号(本技术实施例的频率为50千赫)作为驱动信号加到 Tl的基极和射极时，Tl的开关作用将56伏的直流电压逆变为2 000多伏的交流方波电压。 这个电压向C2充电，当C2上电压超过火花塞的击穿电压时，火花塞就会放电，使C2和 B2的初级构成LC振荡回路，产生的高频振荡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电焊机引弧装置，其包括钨极、高频变压器、耦合变压器、电源变压器、开关管及火花塞，其特征在于：所述引弧装置采用非接触型的高压脉冲起弧方式起弧。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐欢，
申请(专利权)人：上海沪工电焊机制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]