专利名称：多功能可控硅逆变弧焊机的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种用于电弧焊机，特别是一种多功能可控硅逆变弧焊装置。
现有的可控硅逆变弧焊机，其电源，不同时具备降特性和平特性，其原因在于怕焊机处在平特性输出时，误用于手弧焊或TIG焊方法进行焊接，此时电源外特性为平特性，将会导致短路电流过大，电源烧毁，焊机损坏。所以多半都是单功能，如成都的ZX7－400S手弧焊机、NBC－400，CO2焊机，NBM－400型，MIG焊机。从检索可知国内没有多功能逆变弧焊机。又如美国POWCON－200SMT是三功能。还有如瑞典的LHH－400，但都有S、TIG、MIG／MAG·CO2，但后一种不是平特性，而是恒功率曲线，(带截流)，而且是波形控制方法。制造、调试都非常困难，而且成本也非常昂贵。
本实用新型的任务是要提供一种改进的，特别是一种多功能、最佳焊接特性的可控硅逆变弧焊装置。它能方便地适用各种场合，和各种可焊的金属材料如结构钢、铜、铝、不锈钢等。同时提供一种具有平特性输出的熔化极气体保护焊自保电路，解决由于焊接方法不对时造成设备损坏。提供多功能为一体的、性能最佳的焊接装置。
本实用新型的任务是通过下述方式完成的采用控制电路，控制逆变器的工作频率，即加入外特性控制电路，来获得所需要的外特性。
由主电路、反压检测及延时电路、空载电压建立及压频转换、分频检测及触发脉冲输出、取样控制、外特性获得、送丝调速、脉冲发生及规范设定、时序控制、TIG／MIG焊控制电路、改进焊接工艺，通过开关K控制方法等措施，从而使该装置具有以下特性(1)线性缓降外特性，(2)恒流特性，(3)恒压外特性，(4)恒流外拖特性等。
由以上各种不同特性、该发明适用多种焊接方法的多功能为一体全方位逆变焊接装置。
(1).直流手弧焊(D.C.STICK)。
(2).直流脉冲手弧焊(D.C.STICK／P.)。
(3).直流钨极氩弧焊(D.C.TIG)。
(4).直流脉冲钨极氩弧焊(D.C.TIG／P.)。
(5).直流熔化极氩弧焊(D.C.MIG／MAG)。
(6).直流脉冲熔化极氩弧焊(D.C.MIG／MAG－P.)(7).CO2气体保护焊。
解决了焊接领域中一直没有解决的问题，即该发明解决了在采用平特性时，误接手弧焊使电源造成过载问题，本发明采用了自保电路，当电源切换在平特性档时，保证了空载电压为零，只有接通MIG／MAG或CO2焊开关时，空载电压才会发生。
本发明经济效宜可观，经过计算每台使用一年，可节电1.5万度左右，折合人民币4000多元，该机性能稳定，效果最佳，功能基本齐全，然而无论在功能上，还是在容量上，乃至经济效益上，还是使用方便上，在焊接领域中，不能不为世奇屈榜首。
发明的具体结构由以下实施例及附图绘出。
图1是该发明在作CO2气体保护焊及熔化极氩弧焊(MIG)时连接示意图(1)CO2气体钢瓶。
(2)CO2减压流量调节器。
(3)送气管。
(4)CO2减压流量调节器加热电源线。
(5)控制电路。
(6)接地电缆。
(7)正极电缆。
(8)出气管。
(9)送丝机控制电缆。
(10)送丝机。
(11)焊抢。
(12)被焊工件。
图2是本发明控制电路的原理方框图。
图3是本发明控制电路中的主电路图。
图4是本发明控制电路中空载电压建立及压频转换电路原理图。
图5是本发明控制电路中的多种外特性获得电路原理图。
图6是本发明控制电路中的分频及触发脉冲输出电路原理图。
图7是本发明控制电路中的反压检测及延时电路图。
图8是本发明控制电路中的脉冲发生及规范设定电路原理图。
图9是本发明控制电路中的TIG／MIG焊控制电路图。
图10是本发明控制电路中的送丝调速电路原理图。
图11是本发明控制电路中的时序控制电路原理图。
图12是本发明控制电路中的控制电源原理图。
图13是控制电路中的主电路的逆变器工作原理图。
图14是多种外特性曲线和两种输出特性图。
图15是分频及脉冲形成时序图。
参照
图1、图2一个具有多功能可控硅逆变弧焊装置，其控制电路由主电路［1，3］、反压检测及延时电路［2］、空载电压建立及压频转换电路(4)、分频及触发脉冲输出电路(5)、取样电路(6)、外特性获得电路(7)、送丝调速电路(8)、脉冲发生及规范设定电路(9)、时序控制电路(10)、TIG／MIG焊控制电路(11)、控制电源电路(12)等组成。
参照图3给出了主电路(1，3)，从380V的高压电网进入主电路(1，3)，经过D1～D6(6×ZP50A／1000V)，D1～D6的二极管两端分别并联C1R2、C2R4、C3R6、C4R1、C5R3、C6R5等6组阻容保护电路组成的三相桥式整流电路，整流出514V的直流电压，经可控硅SCR1、SCR2(2×KK200A)进行逆变、经主变压器B1的藕合，经D11、D12(ZK300A／1000V×2)和B1次级线圈组成二次全波整流，至输出端。
从B1次极电容C19正极端引出连接到外特性获得电路(7)的IC1输入端，作为控制电路的电压负反馈信号，并从B1中心抽头引出线上的分流器FL上引出，相当于75mv的直流电压，作为控制电路的电流反馈信号，反馈到多种外特性获得电路(7)中IC2的输入端。可控硅SCR1，SCR2控制极G1′K1′，G2′K2′分别接到分频及触发脉冲输出电路(5)的变压器B1、B2的次级两端。用来保证可控硅SCR1、SCR2轮流导通，为了保证输出特性的要求，主电路(1，3)中还采用其它一些技术措施由二极管D7、D8(ZK20×2)、R10(5／80W)组成释放电路，由L3、L4，C19(1500uf／100v)组成T型泸波器，二极管D9，D10(1N4007)×2，与反压检测与延时电路(2)中的D1，D2构成全桥整流电路，在主电路(1，3)的输入端与可控硅SCR1，SCR2之间串联一个电阻R7(0～10／200W)为阻流电阻，和抗流线圈L1，另一端串L2与逆变器并联四组换流电容C7～C14(8×4uf／500v)，通过万能开关S(K1，K2，K3)进行控制，其四组转换换流电容(4uf，8uf，12uf，16uf)，即由换流电容C7～C14、可控SCR1、SCR2及主变压器的初级线圈构成主电路(1，3)的特征电路，其逆变器的工作原理，见附
图13，逆变器的功率与其工作频率关系式为P＝2CE2·f，式中C为换流电容，为一个定值，E为逆变器的输入电压(514V)为定值，P与f成比例关系，所以通过改变逆变器的频率，达到改变输出功率的要求。
参照图4，给出空载电压建立及压频转换电路［4］的电原理图及元件参数连接示意图。
由集成电路IC2、IC3、IC4、IC5(1／2LM339×4)组成四组电压比较器，IC1两端并接有R3(10K)、C1(0.022μf)、DW1稳压管的集成运算(μA714)IC1，和稳压电路［BG1(S9013)、DW2～DW4、D2(1N4004)］等组成一个闭环系统，按一定时序进行翻转，完成反压延时、脉冲频率、脉冲宽度、脉冲匹配等，形成一个要求的脉冲过程。
由D2、DW4、DW3、DW2组成稳压电路稳在24伏。当U0点为75伏左右时，BG3导通，主电路次级的C19停止充电，此时压频转换器被关断，逆变器SCR1、SCR2停止工作，反之当空载电压小到一定值时，三级管BG3导通，压频转换器，逆变器开始工作，对电容C19充电，如此周而复始。
图5给出了多种外特性获得电路［7］的电原理及元件参数示意连接图。
多种外特性获得电路(7)，由比例运算电路IC1，IC2，(μA741×2)和减法运算电路IC3(规范设定电路)组成了闭环负反馈系统，利用规范设定值与放大或缩小后，在用一数量级的反馈量进行减法运算，即闭环形成过程反馈量→差值→逆变频率→反馈量。
运算电路IC1、IC2的输出与输入端分别并联有R3C1(10K／0.47μf)，R15C2(100K／0.1μf)，并且其输出端通过电阻R9与R8(85K，10K)连接在一点上，并且由此点通过一个电阻R10(10K)引接到特性转换开关K上。
从多掷开关K的“1”点引出为获得恒压外特性，从开关K的“3”点引出为获得恒流外特性，从多掷开关K的“2”点引出为获得缓降外特性、并且在IC2上的电位器W1达到截频的作用。
恒流外特性与恒压外特性获得在方法上基本相同，即从主电路(1，3)中的FL上的采样得到的电流信号，实际为75mV电压，经过IC2(uA741)放大100倍为7.5V通过R19与R11、R12与规范设定电路进行减法运算，通过多掷开关K上的“3”点获恒流外特性。恒压外特性与恒流外特性基本相似，从开关K上的“1”点引出为恒压外特性，那么介于恒压和恒流之间，即取恒压和恒流各一定比例的成分，就获得缓降外特性，缓降外特性从多掷开关K上的“2”点引出。
图6给出了分频及触发脉冲输出电路［5］的原理及元件参数示意连接图。
由集成电路IC1，IC2相串接组成D触发器(74LS74)，在IC2的Q、Q端，分别接有两路完全相同的脉冲输出电路［R1、BG1(S9013)、C1、D1(1N4004)、B1］，只是两组脉冲发生的时序不同，其时序由分频电路(5)决定。
因为可控硅SCR1，SCR2交替导通，必须有一个分频电路来保证，把压频转换器产生的脉冲进行二分频，使逆变器正常工作。
触发脉冲的形成当IC2的Q端由低电平跃变为高电平时，三极管BG1(S9013)导通，此时电容C1通过三极管BG1，B1初级线圈进行放电，B1的次级产生感应电动势，则C2放电后，两端电压为零，自感的作用产生的电流，通过二极管D1，使振荡停止，脉冲发生过程停止。R3、C2(240Ω、0.022μf)组成阻容吸收回路，防止振荡产生高次谐波，保证逆变器正常工作。
另一路(BG2，C2，D2，B2)与此完全相同，其时序不同，由时序控制电路控制。
图7，给出了反压检测与延时电路［2］的原理及元件参数连接示意图。
判断可控硅SCR1，SCR2是否可靠关断，检测可控硅是否承受反压，检测承受反压后，用延时电路延时一段时间，确保可控硅可靠关断。
反压检测及延时电路(2)的输入端的D1，D2(1N4004)、与主电路中的D9，D10组成全桥整流检波电路并且与其输出的延时电路之间，采用光电隔离器IC1(T9136)为耦合元件。在IC1的输入端并接有D0和三的相串接的D3～D5。特别是对其输出的延时电路有一定要求将可控硅两端反压信号检测出来后要延时80μs，其反压信号没有检测出来时，本延时电路要自动延时2ms，由此保证了可控硅SCR1，SCR2可靠关断。
当主电路(1，3)中SCR1存在反压，即SCR1的阴极电压高于阳极电压，即(F0＞F＋)，则电流流过D2、R2(27K)及IC1(T9136)与主电路中D9、R15形成回路(1N4007、510／30W)使IC1导通，反压被检测，此时使BG1截止。电源15伏，通过电阻R6(1.2K)二极管D8(1N4004)对电容C1(0.01μf)充电，当B点电压大于IC2负端时，IC2翻转，促使压频转换器电路(4)工作，R6C1的时间常数为反压延时时间常数，约为80μs。当反压信号没有检测出来时，光电三极管IC1截止，晶体三极管BG1导通，此时C1通过R7(100K)充电，R7C1的充电时间常数约为2ms。自动延时2ms，保证可控硅可靠关断，如果是漏检，或检测电路损坏，则一直维持在这一过程，此时逆变器频率还大于空载时的频率，(2－4Hz)。
图8给出了脉冲输出及规范设定电路(9)的电原理及元件参数示意联接图由电容C1(0.047μf)、集成运放IC2(μA741)、多掷开关K，组成脉冲发生器与由W1／／W2、BG1、DW1组成的规范设定电路，通过一个开关联接。
当脉冲输出开关K1合上时一霎间，C点电位为零，B点电位为分压值，其电压大小由R3(10K)、W2(10K)分压决定，UB＞UC点电位，此时IC1(μA741)输出端O点电位＋15伏，通过W1的FE段，D2(1N4148)R1(10K)对电容C1(0.47μf)充电，当Ua＝Ub点时，IC1翻转，使IC1输出端O点电位为－15伏，此时电容C1通过R1、D1、W1的DF段放电，当使C点电压低于B点电压时，IC1再次翻转，再次充电交替进行，IC1输出一个脉冲，图中W1为占空比调节旋扭，充电时间常数越大，占空比越大。W2是调节脉冲频率，P点分压越小，B点电压值越小，则翻转频率越高，当输出脉冲为高电平时，三极管BG1导通，设定电位器W3、W4(15K、10K)取出电压为最大，当输出为负15伏，反之亦然。从BG1(也就是D8的正极)基极引出一个开关K2作为TIG／MIG焊调换开关。
图9给出了TIG／MIG焊控制电路(11)原理电路及元件参数示意图。
光电隔离器IC1、IC2的输入的负极端，分别通过一个电阻R2、R7与地之间分别接有和C3、C4相并联的开关K1、K2，当本发明在作TIG／MIG焊时，是通过焊矩手把上开关K1、K2控制的，也只因为如此，才能完成TIG／MIG焊功能。
①TIG焊时是开关K2、IC2、BG2、BG3执行工作，当焊矩手把开关K2合上时，IC2导通，BG2截止，电容C2通过R11、R12充电，促使BG3基极电位越来越高(∵是PNP管)所以导致BG3截止，完成TIG焊控制。
②MIG焊接是由开关K1、IC1、BG1执行工作，当开关K1合上时，时序电路开始工作，IC1导通，电容C1，将通过DW1、R4放电，使三极管BG1截止，规范设定电路工作，焊机开始运行，由BG1的集电极通过D1引出到MIG。
本焊机具有递增和衰减两种功能。
当TIG焊开关合上之前(即K2打开)，BG3导通，所以电容C2两端电压为零，即D3阴极电位为零，其阳极由方法选择开关与规范设定电路的BG1联接，使BG1截止，手把开关K2合上时，使本电路BG2截止，电容C2通过R12、R11充电，使规范设定电路(9)中的BG1截止状态慢慢变为导通状态，使负载两端电压升高，即使规范设定值逐渐升高，因此达到递增的目的。衰减过程用上述相反过程。
当MIG焊时当将开关K1合上时，时序电路开始工作，使IC1导通，C1迅速放电，使BG1截止，规范设定电路(9)工作，焊机开始运行。
多功能切换本发明具有多种外特性，本发明采用单旋钮切换，多功能切换，1，脉冲切换、2，MIG／TIG摇控切换、3，外特性反馈采样切换、4，方法转换指示灯切换，功能切换。
本发明的功能开关，采用四掷开关(S)，由各单掷开关K1、K2、…组成，手弧焊Ⅰ时取电流反馈和电压反馈，具有缓降外特性。手弧焊Ⅱ和TIG焊时，只取电流反馈信号，获得恒流外特性，熔化极气体保护焊取电压反馈信号。
图10给出了送丝调速电路(8)的电原理及元件联接示意图该电路由变压器B1、送丝电机DJ(154SN－J01)、SCR1、SCR2组成全桥整流电路，由单结晶体管BT33C构成触发脉冲电路，复合放大电路BG1、BG2等组成送丝调速电路(8)。
电机DJ的电压由可控硅SCR1、SCR2的导通角确定，导通角越大，电枢电压越大。电机回路的正极与调速回路的“地”连接在一点上，调速电路由B1初级线圈、SCR1、SCR2、DJ等组成的全桥可控硅整流电路。由单结晶体管BIT1产生的触发脉冲进行触发。
通过BG3由时序电路送来的控制信号电压加到BG2的基极，又由此点通过R10引到调速电机DJ的负端，W1上的电压大小，决定BG2的基极与发射极之间的电流大小，该电流经过BG1、BG2进行复合放大，为单结晶体管的输入信号。
当BIT1导通时，在D2两端产生一个尖脉冲，去触发可控硅SCR1、SCR2。
BG3为调速电路的控制开关，当BG3截止时，调速电路不工作。
图11给出了时序控制电路(10)，在焊接工艺中，进行TIG焊时，需要提前送气、滞后断气。在进行MIG焊时，要先送气，然后送丝，再进行焊接，焊接结束后，先停止送丝，然后再停止送气。因此，需要有一个时序控制电路。
MIG焊时，当MIG焊手把开关合上后，电容C4通过二极管D6、电阻R15迅速放电，使BG5截止，使BG4导通，则电磁气阀DF开始工作，气路导通，因此，同时使BG3处在低电平，因此电容C3通过R7、R8充电，此充电时间为提前送气时间，当电容C3充电值大于稳压DW1的稳压值时，使BG2导通，使BG1截止，送丝电路开始工作，完成了提前送气，然后送丝。
当焊接结束时，松开MIG焊开关K2，使电容C4通过R15、R16充电，为使送气电路首先翻转，最后，使送丝电路停止工作，此时间差为滞后断气时间，以上过程即为MIG焊先送气，后送丝以及焊接结束后，先停止送丝后，再停送气的时序。
在做TIG焊时，只要控制送气电路，完成滞后断气。
图12给出控制电路电源本机控制电路采用集成稳压片取代稳压电路，电路集成稳压片IC1、IC2、IC3分别为“7815”、“7915”、和“7805”、C1、C2(为1000μF／25v×2)、C3(100μf／16v)、C4(0.1μf)、R1(10Ω)、R2(10K)等组成，其输出为±15V、和＋5V输出。
本电源还有一个＋50V的直流电压，从附
图10给出的调速控制电路(8)中的变压器B1经过IC401全波整流50伏直流加到送丝调速电路和时序控制电路。
注因该发明电原理图幅面太大、复印不清。因此将总电原理图划成十个部分。(附图3～12)。
权利要求1.一种可控硅逆变弧焊机，特别是一种多功能电子控制电路的多功能可控硅逆变弧焊装置，其特征在于a.多功能可控硅逆变弧焊装置，由主电路(1、3)，反压检测及延时电路(2)、空载电压建立及压频转换电路(4)、分频及触发脉冲输出电路(5)、取样电路(6)、外特性获得电路(7)、送丝调速电路(8)、脉冲发生及规范设定电路(9)、时序控制电路(10)、TIG/MIG焊控制电路(11)、控制电源电路(12)等组成；b.空载电压建立及压频转换电路(4)，采用闭环系统电路，由IC2、IC3、IC4、IC5构成的四个电压比较器和集成运放IC1组成；c.主电路(1)、(3)，由换流电容C7～C14，可控硅SCR1、SCR2和主变压器B1组成的可控硅串联半桥式逆变电路；d.外特性获得电路(7)，采用闭环负反馈系统电路，由电压比例运算电路(IC1、R8、R10)，电流比例运算电路(IC2、R8、R10)和规范设定电路(IC3、R11、R12)及开关K构成；e.分频及触发脉冲输出电路(5)，由(BG1、C1、D1、B1)组成两个相同的触发脉冲形成电路，分别接于由IC1、IC2两个相串接的集成D触发器IC2的Q，Q两端；f.反压检测及延时电路(2)，其输入端的全桥整流检测电路(D9、D10、D1、D2)与其输出端的延时电路(BG1、R6、R7、C1、IC2)之间采用光电隔离器(IC1型号T9136)为耦合元件；g.脉冲输出及规范设定电路(9)，两个相并联的调节电位器W3、W4串接上一个晶体三极管BG1(S9013)；h.TIG/MIG焊控制电路(11)，在焊矩手把上分别接有开关K2和K1；m.TIG/MIG焊控制电路(11)，其输入与输出电路之间，分别都采用IC2和IC1光电耦合；i.送丝调速电路(8)，采用可控硅调速电路(B1、SCR1、SCR2、DJ、R1、BIT1)；q.取样电路(6)，在主电路(1、3)中的B1次级中心抽头线上接有分流器FL(75mV/500A)；y.时序控制电路(10)，设有和开关K2相接的送气电路DF。
2.按权利要求1所述的多功能可控硅逆变弧焊机，其特征在于主电路(1)、(3)的输出端并接有电容C18(1500μf／100V)。
3.按权利要求1所述的多功能可控硅逆变弧焊机，其特征在于BG2的输出端和IC3的输入端，分别通过电阻R8和R11接有由 (BG3、R10、DW2、DW3、DW4、D2相串接的)构成的稳压电路。
4.按权利要求1所述的多功能可控硅逆变弧焊机，其特征在于电压比例运算电路(IC1)，电流比例运算电路(IC2)与规范设定电路(IC3)之间接有特性转换开关K。
5.按权利要求1或4所述的多功能可控硅逆变弧焊机，其特征在于电压和和电流比例运算电路IC1、IC2输出端通过电阻R9(85K)，R8(10K)联接一点，并由此点通过电阻R10(10K)引到开关K上。
6.按权利要求1所述的多功能可控硅逆变弧焊机，其特征在于当BG1截止时C1的充电时间常数R6C1≥80μS，当BG1导通时 R7C1＝2μS。
7.按权利要求1所述的多功能可控硅逆变弧焊机，其特征在于集成运放IC1(μA741)的输出端与输入端的负端和正端，分别接电位器W1、W2。
8.按权利要求1所述的多功能可控硅逆变弧焊机，其特征在于电机(DJ)回路的正极端与调速回路的“地”连接在一点上，电机的正极端与三极管BG2的基极通过电阻R10(47K)相接。
专利摘要本实用新型涉及一种多功能可控硅逆变弧焊装置，采用闭环控制系统，控制逆变器的工作频率，适应规范设定值的要求。
该装置由CO 其控制电路由主电路、空载电压建立及压频转换电路、多种外特性获得电路、分频及触发脉冲输出电路、反正检测及延时电路、脉冲发生及规范设定电路、TIG/MIG焊接控制电路、送丝调速电路、时序控制电路、控制电源电路等构成多种焊接功能的可控硅逆变弧焊装置。
文档编号B23K9/10GK2138001SQ9223224
公开日1993年7月14日 申请日期1992年9月1日 优先权日1992年9月1日
发明者张义, 白志范 申请人:吉林工业大学