弧焊限流保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于焊接技术领域，涉及一种弧焊限流保护装置。该装置包括一个限流保护电路，它由焊接电流允许值设定电路、电流信号采样放大电路、判断焊接电弧是否正常引燃的电弧引燃判断电路、抗引弧干扰的缓起动电路、电流平均值计算电路、电流是否过流的过流甄别电路、防止瞬间过流的真过流检出电路和报警及保护电路几个部分组成。本实用新型专利技术能够对焊接过程中的焊接电流进行实时监测，并及时准确地判断焊接电流的状态，一旦发生真过流，能够立即终止焊接过程，它既可避免因引弧初期和焊接过程中出现的瞬时过流干扰可能导致的误动作，又可保证获得满意的反应速度。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于焊接
，涉及一种弧焊限流保护装置。
技术介绍
目前，在手工电弧焊、熔化极气体保护焊和埋弧焊等电弧焊工艺的实际应用中存在着一些问题，如有些焊工专业知识粗浅、操作不熟练，为了达到单纯追求焊接工作量的目的，而过分增大焊接线能量(增加焊接电流)。结果，不仅使焊接过程稳定性和焊缝成形变差，而且还造成了焊缝及焊接热影响区的组织粗大和合金元素的严重烧损，导致接头区气孔和裂纹倾向(特别是对于热敏感材料)增大、机械性能指标(韧性、强度)下降，从而影响了焊接接头的使用性能。而现有的焊机，其焊接电流都可以在其额定值范围内自由调节，不能根据实际焊接工艺要求来锁定允许的最大焊接电流值，难以适应一些对焊接质量要求较高的制造行业(如造船、航空航天、压力容器及车辆制造等)。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种弧焊限流保护装置，使其能够与现有焊机相配合，对焊接施工时的使用电流进行有效的限制，以满足较高焊接质量要求。本技术的弧焊限流保护装置包括一个限流保护电路，它由焊接电流允许值设定电路、电流信号采样放大电路、判断焊接电弧是否正常引燃的电弧引燃判断电路、抗引弧干扰的缓起动电路、电流平均值计算电路、电流是否过流的过流甄别电路、防止瞬间过流的真过流检出电路和报警及保护电路几个部分组成，其中，a.焊接电流允许值设定电路由三位BCD拨码盘、排阻RN1、RN2、电位器RW1、D/A转换器U8和运算放大器U9组成，U8为乘法、权电流型D/A转换器，三位拔码盘的BP1、BP2和BP3的公共端接电源正电压端VCC1，而BP1的“8”位脚、“4”位脚、“2”位脚和“1”位脚分别与U8的12脚、13脚、14脚和15脚连接，BP2的“8”位脚、“4”位脚、“2”位脚和“1”位脚分别与U8的8脚、9脚、10脚和11脚连接，BP3的“8”位脚、“4”位脚、“2”位脚和“1”位脚分别与U8的4脚、5脚、6脚和7脚连接，U8的4脚-15脚还分别经过排阻RN1和RN2接地，U8的2脚和3脚直接接地，U8的1脚与运算放大器的U9的2脚连接，U8的18脚与U9的6脚连接，U8的16脚与电源正电压端VCC1连接，U8的17脚经过电位器RW1与电源负电压端VCC2连接；b.电流信号采样放大电路中包括有运算放大器U1、U2和U3，运算放大器U1的2脚经过电阻R1接地，U1的2脚还经过电阻R3与U1的6脚连接，U1的3脚经过电阻R17接在电流采样信号Vin的一个输入端(正端)，U1的4脚与电源负电压端VCC2连接，U1的7脚与电源正电压端VCC1连接，运算放大器U2的2脚经过电阻R2接地，U2的2脚还经过电阻R4与U2的6脚连接，U2的3脚接在电流采样信号Vin的另一个输入端，U2的3脚与U1的3脚之间连接有一个电容C7，U2的3脚同时接地，U2的4脚与电源负电压端VCC2连接，U2的7脚与电源正电压端VCC1连接，运算放大器U3的2脚经过电阻R6与U2的6脚连接，U3的2脚还经过电阻R7与U3的6脚连接，U3的3脚经过电阻R5与U1的6脚连接，U3的3脚还经过电阻R8接地，U3的4脚与电源负电压端VCC2连接，U3的7脚与电源正电压端VCC1连接；c.电弧引燃判断电路中包括有比较器U4A，U4A的2脚经过电阻R32和R33接地，电源正电压端VCC1经过电阻R34接在R32和R33之间，U4A的3脚经过R31与U3的6脚连接，U4A的4脚与电源负电压端VCC2连接，U4A的8脚与电源正电压端VCC1连接；d.缓起动电路中包括有计时器U6，前述比较器U4A的1脚经过一个二极管VD1与U6的4脚连接，U6的4脚与U6的6脚之间连接有一个电容C13，U6的4脚还经过电阻R30接地，接地端还经过一个二极管VD2与U6的6脚连接，U6的2脚直接与U6的6脚连接，并经过一个电阻R29接地，U6的1脚直接接地，U6的5脚经过一个电容C11接地，U6的8脚与电源正电压端VCC1连接；e.电流平均值计算电路中包括有一个电子开关U5，U5的11脚与前述计时器U6的3脚连接，U5的13脚经过电阻R9与前述运算放大器U3的6脚连接，U5的14脚经过相互并联的电容C4和C5与接地端连接，U5的12脚经过电阻R10与接地端连接，U5的6脚、7脚和8脚直接接地；f.过流甄别电路中包括一个比较器U7，U7的2脚经过一个电阻R12与前述D/A转换器U8的18脚连接，U7的3脚经过一个电阻R11与前述电子开关U5的14脚连接，U7的7脚和8脚均与电源正电压端VCC1连接，U7的4脚直接接地，U7的1脚经过电阻R16接地，U7的1脚还与前述电子开关U5的10脚连接；g.真过流检出电路中包括有比较器U4B，前述电子开关U5的10脚经过二极管VD3和电阻R13与U4B的5脚连接，电子开关U5的2脚直接与U4B的5脚连接，U4B的5脚还经过一个电容C6接地，在接地端和前述电子开关U5的15脚之间还连接有一个电阻R38，U4B的6脚经过电阻R14接地，U4B的6脚还经过电阻R15与电源正电压端VCC1连接；h.报警及保护电路中包括有一个三极管Q1和继电器J1，前述比较器U4B的7脚经过一个二极管VD4和电阻R37与Q1的基极连接，Q1的集电极经过继电器J1和常闭按钮AN1与电源正电压端VCC1连接，有一个二极管VD6与J1并联，Q1的发射极接地，电源正电压端VCC1还经过继电器J1的常开触点J1-1和一个二极管VD5连接在上述二极管VD4和电阻R37之间的结点上，该结点还经过电阻R39接地，继电器J1还有若干个常闭触点分别串接在焊机控制回路中(如焊接电源开/关控制回路、收弧控制回路等)，使其在过流时可切断焊接过程。此外，在常开触点J1-1的前级与接地端之间还串接有报警灯LED1和电阻R35，可对过流作报警指示。本技术能够对焊接过程中的焊接电流进行实时监测，并及时准确地判断焊接电流的状态，一旦发生真过流，能够立即终止焊接过程，它既可避免因引弧初期和焊接过程中出现的瞬时过流干扰可能导致的误动作，又可保证获得满意的反应速度。附图说明图1是本技术的限流保护电路的电路图。具体实施方式如图所示，限流保护电路中的焊接电流允许值设定电路由三位BCD拨码盘、排阻RN1、RN2、电位器RW1、D/A转换器U8和运算放大器U9组成。U8为乘法、权电流型D/A转换器，通过调节电位器RW1的中间抽头可以方便地调节焊接电路数字设定值(即拨码盘显示值)与模拟输出量V3的比例关系； 其中的焊接电流采样放大及整流电路由高精度运算放大器U1、U2和U3，电阻R1～R7、R17，及电容C7组成。焊接电流采样信号Vin经由R17和C7构成的滤波器加到运算放大器U1、U2的同相端，经跟随放大后U1和U2的输出分别加到U3的同相和反相端，组成差动放大电路。U3的输出V1作为其后继的焊接电流平均值电路和相关控制电路的输入信号；其中的电弧引燃判断电路中，在比较器U4A的反相输入端，由电阻R33和R34分压得到一个基准电压Vref1。Vref1与V1比较后决定比较器U4A的输出V8。如V1＜Vref1，比较器U4A的输出V8为低电平，说明电弧未引燃，缓起动电路输出为低电平，焊接电流平均值计算电路不能工作，使限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弧焊限流保护装置，其特征是：它包括有一个限流保护电路，该电路由焊接电流允许值设定电路、电流信号采样放大电路、判断焊接电弧是否正常引燃的电弧引燃判断电路、抗引弧干扰的缓起动电路、电流平均值计算电路、电流是否过流的过流甄别电路、防止瞬间过流的真过流检出电路和报警及保护电路几个部分组成，其中，ａ．焊接电流允许值设定电路由三位ＢＣＤ拨码盘、排阻ＲＮ１、ＲＮ２、电位器ＲＷ１、Ｄ／Ａ转换器Ｕ８和运算放大器Ｕ９组成，Ｕ８为乘法、权电流型Ｄ／Ａ转换器，三位拔码盘的ＢＰ１、ＢＰ２和ＢＰ ３的公共端接电源正电压端ＶＣＣ１，而ＢＰ１的“８”位脚、“４”位脚、“２”位脚和“１”位脚分别与Ｕ８的１２脚、１３脚、１４脚和１５脚连接，ＢＰ２的“８”位脚、“４”位脚、“２”位脚和“１”位脚分别与Ｕ８的８脚、９脚、１０脚和１１脚连接，ＢＰ３的“８”位脚、“４”位脚、“２”位脚和“１”位脚分别与Ｕ８的４脚、５脚、６脚和７脚连接，Ｕ８的４脚－１５脚还分别经过排阻ＲＮ１和ＲＮ２接地，Ｕ８的２脚和３脚直接接地，Ｕ８的１脚与运算放大器的Ｕ９的２脚连接，Ｕ８的１８脚与Ｕ９的６脚连接，Ｕ８的１６脚与电源正电压端ＶＣＣ１连接，Ｕ８的１７脚经过电位器ＲＷ１与电源负电压端ＶＣＣ２连接；ｂ．电流信号采样放大电路中包括有运算放大器Ｕ１、Ｕ２和Ｕ３，运算放大器Ｕ１的２脚经过电阻Ｒ１接地，Ｕ１的２脚还经过电阻Ｒ３与Ｕ１的６脚连接，Ｕ １的３脚经过电阻Ｒ１７接在电流采样信号Ｖｉｎ的一个输入端，Ｕ１的４脚与电源负电压端ＶＣＣ２连接，Ｕ１的７脚与电源正电压端ＶＣＣ１连接，运算放大器Ｕ２的２脚经过电阻Ｒ２接地，Ｕ２的２脚还经过电阻Ｒ４与Ｕ２的６脚连接，Ｕ２的３脚接在电流采样信号Ｖｉｎ的另一个输入端，Ｕ２的３脚与Ｕ１的３脚之间连接有一个电容Ｃ７，Ｕ２的３脚同时接地，Ｕ２的４脚与电源负电压端ＶＣＣ２连接，Ｕ２的７脚与电源正电压端ＶＣＣ１连接，运算放大器Ｕ３的２脚经过电阻Ｒ６与Ｕ２的６脚连接，Ｕ３的２脚还经过电阻Ｒ７与Ｕ３的６脚连接，Ｕ３的３脚经过电阻Ｒ５与Ｕ１的６脚连接，Ｕ３的３脚还经过电阻Ｒ８接地，Ｕ３的４脚与电源负电压端ＶＣＣ２连接，Ｕ３的７脚与电源正电压端ＶＣＣ１连接；ｃ．电弧引燃判断电路中包括有比较器Ｕ４Ａ，Ｕ４Ａ的２脚经过电阻Ｒ３２和Ｒ３ ３接地，电源正电压端ＶＣＣ１经过电阻Ｒ３４接在Ｒ３２和Ｒ３３之间，Ｕ４Ａ的３脚经过Ｒ３１与Ｕ３的６脚连接，Ｕ４Ａ的４脚与电源负...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王加友，杨峰，王宇，
申请(专利权)人：华东船舶工业学院，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]