焊接电源的起弧装置制造方法及图纸

本发明专利技术披露了一种用于电弧焊接特别是起弧的方法和装置，其中向电焊条和焊件提供焊接电流的焊接电源包括一个含有一个感应线圈的焊接电流电源。该感应线圈和电流电源与一对输出端连接，从而形成一个包括电流源、输出感应线、输出端、电焊条以及焊件在内的焊接电流路径。该路径还包括一个高频电压电源。一个起弧电路在施加高频电压之前为感应线圈中的电流提供可控的电流通道，该起弧电流路径有别于焊接电流路径。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊接以及焊接电源，更具体地说是一种焊接时的起弧方法和装置。电弧焊接是一种众所周知的工艺，在焊接过程中，焊条与焊件之间产生电弧，借助电弧的能量来完成焊接过程。电焊工艺包括许多类型，如SMAW(焊条保护型弧焊)和GTAW(气保护钨极电弧焊)，GTAW也称(TIG，钨极惰性气体)焊接。而且，所知焊接电源有多种供电方式，如DC供电方式、AC供电方式和AC/DC供电方式。电弧焊接工艺可以使用消耗型电极(SMAW)或非消耗型电极(GTAW)。一种熟悉的DC焊接电源接受AC线电压，且为焊接提供一个合适的DC电流。这种电源装置可包括接收AC电压的整流器和把经整流后的电压转变为DC电流的转换器，有的电源装置也包括变压器和整流器。一般说来，DC电源装置的输出电路包括一个感应线圈，无论电弧位于何种状态，它将有助于维持一个持续的电流。不管负载有何变化(例如电弧长度的改变)，感应线圈都能产生足够的感应以维持电焊电流。相似地，以转换器为基础的AC电源供给装置包括一个整流器、一个变压器、一个转换器和一个输出感应线圈(安装在变压器中)。众所周知，在焊接中维持一个电弧比产生一个电弧容易，这从部分原因上讲是因为起弧之前，电弧(包含有电离气体)与非电离气体相比有较小的电阻，与维持一个电弧相比，产生一个电弧需要较高的电压。众所周知的办法是提供一个高频覆盖以帮助起弧，这样的覆盖由施加的一个高频电压以及穿过电弧低电流信号组成。这个高频信号可以施加在一个与电弧电焊电源相连的高频耦合线圈上。这个高频耦合线圈可以是电焊电源式用于电焊电源的输出的外部线圈的一部分。这个高频覆盖可以只施加在起动时，维持运行时，或其它类似需要的地方。特别地，当这个高频施加后产生一个高频辉光放电，以帮助起弧。当通过输出感应线圈给焊机的输出施加一个较小的电压(比如小于100伏)时，辉光放电便转化为电弧。在直到高频施加在前面所说的起弧装置上的感应线圈中，才有电流流动，然而输出感应线圈中产生一个电流需要较长的时间，这常常(与感应的大小有关)比辉光放电高频的有效时间还要长，因此起动装置不是很可靠的，因为焊接电流还没有到达足够大的值以维持到高频和辉光放电就已经停止了。起弧装置经常作为附加装置进行销售，焊接起弧装置和电焊电源输出螺栓相联接，且焊接起弧装置依次提供输出螺栓和焊接电缆相连接。在对现在的电焊电源件改进方面，这样的附件是有益的，并且不需要购买起弧装置，除非确实需要。与之等效，起弧装置做在电源内部是理想的，这样最大限度地降低复杂性和麻烦。由此高频起动装置在高频电流或辉光放电结束之前提供合适的电流，这样对产生电弧是理想的。另外，这样一套系统的制造相对地简单且廉价，此外这套系统如果能够装入电源电部成为电源的一部分，或者作为外部件附在电焊输出螺栓上，将是理想的。本专利技术是一种电焊电源，这种电焊电源提供一个电焊电流给焊条和焊件，它还有一个起弧电路，这个电源还包括了有一个感应线圈的电焊电流源，这种感应线圈和电流源连接在一对诸如输出螺栓之类的输出端上；电焊电流回路的组成中包括一个电流源、一对输出感应线圈、输出端以及焊条和焊件。一个启动电压源(诸如一个高频耦合线圈)也包含在内。起弧电路为感应范围中的电流提供一个可控制的电流回路，这里这个可控制的电流回路不是电焊电流回路。按照另一种替代方案，起弧电路与一个直流源、一个感应线圈和一个开关相连，一个在焊接电流加入前控制开关闭合的控制器也被包含在内。这个开关可能是一个三极管或者其它种类的开关。按照另一种方案，起弧装置还包括一个限流元件，例如是一个电阻。依据另一个装置，起弧电路包括一个分担输出感应线圈的磁心的起弧感应线圈，按照一种方案，起弧感应线圈和输出感应线圈是由单股感应线圈的并连分接头组成的。在一种结构构成中，起弧电路向外与电源和输出螺栓相连，其中包括它自己的一对输出螺栓，这个起弧装置的螺栓可以和焊件以及焊条相连接。在另一种替换实施例中，起弧装置配置在电焊电源的内部而且和输出螺栓相连接。在其它的可选择装置中，电源可以是AC、DC或AC/DC的任意一种。本专利技术所涉及到的另一个方面是一种电弧电焊的方法，包括通过焊条与焊件的感应产生电流以致形成焊接电流回路的步骤。当需要产生电弧时，将启动电压加上电焊电流回路，并且在启动电流出现前提供一个包括电感的启动电流回路。本专利技术涉及到的第三个方面是与焊接电源配合使用的焊接起弧装置，该电源含有一个输出感应线圈和一个焊接电流电路，这个起弧装置包括一个在焊接电流回路中的高频电压源和一个起弧回路，起弧电路是连接在输出电感线圈，它提供一个不同于焊接电流电路的控制感应线圈中的电流的控制电路。本专利技术所涉及到的第四个方面是一种启动焊接电弧的方法，它包括当要求产生电弧时将一个高频电压提供给一个焊接电流回路，并且在加入高频电压之前提供一个包含电感的起弧电流电路的步骤。附图说明图1是一个直流焊接电源的示意图，该电源包含一个根据本专利技术的一个外置起弧装置。图2是一个直流焊接电源的示意图，该电源包含一个根据本专利技术的一个实施例而内设的(或整体化的)一个起弧装置。图3是关于交流焊接电源的示意图，该焊接电源含有一个根据本专利技术的一个实施例的一个内设起弧装置。在详细介绍本专利技术的至少一个实施例之前，应该了解的是，本专利技术并不限于在随后对电路的描述或说明中对元件的设计和安排方面的细节。本专利技术也能够使其它装置以不同的方式工作或运行。还应该了解的是，这里所用到的措词和术语只是以更好的描述为目的，而并不应被看作是仅有的用法。本专利技术主要是针对在焊接电源的使用中的起弧装置而作出的。它将在直流焊接电源的使用中详尽介绍，并且它的替代品将在交流焊接电源的使用中详尽介绍。但是，显而易见的，那些展示的替代品并不限定于所展示的结构。现在让我们来看电路图1，一个标号为100的焊机向焊条110供应焊接电流以焊接焊件111。焊接电源101是个典型的直流焊接电源，它包括一个直流电压源102和一个输出感应线圈103。输出感应线圈103也可叫做稳弧器或控制器，这里用到的输出感应线圈趋向于使焊接电流维持在一个预先设计的幅度上。直流焊接电源101从输出螺栓104a和104b向外输出。传统的未使用本专利技术的直流焊接电源将焊条101与输出螺栓104a，焊件111与输出螺栓104b分别直接相连。然而根据本专利技术，与输出螺栓104a和104b相连的是起弧装置105，它包括输出螺栓109a和109b，焊条110与109a相连，焊件111与109b相连。起弧装置105包括一个典型的高频耦合线圈106、一个三极管108和一个电阻107。早期的直流焊接电源包括一个起弧装置，该装置包括串联在一个诸如电感103的输出感应线圈与焊条之间的一个象线圈106的高频耦合线圈。这里披露的具有创造性的起弧装置所产生的电流，在高频耦合线圈106所产生的高频电压加入之前，将流过感应线圈103。特别是，在高频电压加入之前，三极管108将被控制电路导通。这种控制电路的特别设计并不重要，它即可以是一个独立的控制电路，也可以是高频控制电路的一部分，或者是焊接电源101控制板的一部分。三极管108可能是某个开关，例如一个SCR，或是IGB三极管，或是一个继电器。当开关108闭合，电流便从直流电压源102流过感应线圈10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于向电焊条和焊件提供焊接电流的焊接电源，包括：一个焊接电流源，其包括一个输出感应线圈；一对输出端，其与所述焊接电流电源连接，输出端还可以与电焊条和焊件连接，从而构成一个包括电流源、输出感应线圈、输出端、电焊条和焊件在内的焊接电 流通路；一个起弧电路，其与输出感应线圈相连，该起弧电路为感应线圈中流动的电流提供一个有别于焊接电流通路的可控电流通路。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：亚莫斯F乌里奇，米切尔D迈德森，斯蒂芬J盖德森，托德G巴茨勒，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制造公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]