专利名称：一种用于交流等离子弧焊接设备的电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于交流等离子弧焊接设备的电源。
目前国内外用于铝合金焊接的交流等离子弧焊接设备，大多数是采用交直流双电源，即主弧用一个交流电源，维弧用一个辅助直流电源。近年来又出现逆变方波电源。它们的共同缺点是设备结构复杂，造价昂贵，使用可靠性较差。
本实用新型的目的是提出一种结构简单，只使用一个普通工频交流电源，不需要另加辅助直流电源的用于交流等离子弧焊接设备的电源。
本实用新型主要包括主变压器、带抽头维弧电抗器，高频振荡引弧器及消除主回路直流分量的电阻R1和二极管D1回路等。下面根据附图详细阐述本实用新型的具体结构如
图1所示，380伏交流电通过A、B两点接入，串入保险RD1、RD2，通过交流接触器JC1触头接到主变压器B1的初级，主变压器B1的副边分为三个抽头，分别为150伏，110伏，80伏，以满足不同的焊接规范，从主变压器B1副边的抽头引出与工件相接，同时通过变档与维弧电抗器L的一端相连，而维弧电抗器L的另一端接焊枪的喷嘴。从C,D两点接入220伏交流电，经过继电器控制触头ZJ2和按钮N接到高频振荡引弧器升压变压器B2的初级。而升压变压器B2的次级与火花隙放电器W(由一对保持一定空气间隙的钨极构成)相连，且通过振荡电容C3和高频耦合变压器B3与主电路部分串连。其中高频耦合变压器B3的次级的一端与焊枪的钨极相连，另一端经过电阻R1，二极管D1的RD吸收回路接到主变压器的另一端。图中C1、C2是主回路的吸收电容，C1接在焊枪喷嘴与工件之间。C2的一端与工件相接，另一端接在RD吸收回路与高频引弧器之间。C4、C5是高频振荡引弧器的保护电容，分别接在220伏交流电压的一端与机壳之间。本实用新型工作原理是当交流接触器JC1闭合，动铁芯式主变压器通电。当继电器ZJ2闭合，高频振荡引弧器工作时，首先引燃喷嘴与钨极之间的非转移弧，然后通过非转移弧的作用引燃主弧。当主弧一经引燃，ZJ2断开，高频振荡引弧器自动切断。当焊接工作完毕，JC1断开，主变压器断电，使得等离子弧熄灭。本实用新型的要点是等离子弧的稳定性。如图2所示，图中i为主弧电流，iw为维弧电流。假定在某时刻t0主弧电压由负半波突然转为正半波，则维弧电抗器L被充磁，形成iw的上升段lm；t1时刻，主弧电压又由正半波以跃变方式转为负半波，维弧电抗器L转为释能，同时在维弧电抗器L中形成一较高的反电势，提高了喷嘴电位，非转移弧仍在喷咀与钨极之间以钨极为阴极燃烧，形成iw的mn波段；t2时刻主弧复燃，喷嘴电位迅速下降，直到Uf换向，iw与Uf反相，非转移弧不能继续存在于喷嘴与工件之间，维弧电抗器L只能经过喷嘴和工件之间继续释放剩余磁能，从而形成iw的nk段波形。综上所述，本实用新型维弧的稳弧机制是“热”与“场”的联合作用。当主弧由钨极发射电子转为铝工件发射电子时，维弧电抗器上反电动势提高了喷嘴电位，使非转移弧电压Uf较电弧电流过零端后一段时间(ΔT)换向，维弧在主弧熄灭后仍在喷嘴与钨极之间燃烧；在主弧由铝工件发射电子转为钨极发射电子零点的t3时刻，维弧立即复燃于喷嘴与钨极之间，而主弧因需要足够的再引燃电压在t3+ΔT时刻才能复燃。因此，在两个零点维弧都不同程度地起到了稳定空间离子浓度的作用，降低了主弧的再引燃电压。同时，在钨极发射电子转为铝工件发射电子的零点，维弧电抗器上的反电动势在喷嘴和铝工件之间形成一强电场，该电场也有利于铝工件发射电子，从而对稳定主弧起到积极作用。
本实用新型的优点是结构简单，稳定性好，实用性强。
图1为本实用新型电路图图2为本实用新型工作原理波形图实施例本实用新型主变压器为带抽头的动铁芯式，380伏交流电通过A、B两点接入，串入保险RD1、RD2，通过交流接触器JC1触头接到主变压器B1的初级，主变压器B1的副边分为三个抽头，分别为150伏，110伏，80伏，以满足不同的焊接规范，从主变压器B1副边的抽头引出与工件相接，同时通过变档与维弧电抗器L的一端相连，而维弧电抗器L的另一端接焊枪的喷嘴。从C,D两点接入220伏交流电，经过继电器控制触头ZJ2和按钮N接到高频振荡引弧器升压变压器B2的初级。而升压变压器B2的次级与火花隙放电器W(由一对保持一定空气间隙的钨极构成)相连，且通过振荡电容C3和高频耦合变压器B3与主电路部分串连。高频耦合变压器B3的次级的一端与焊枪的钨极相连，另一端经过电阻R1，二极管D1的RD吸收回路接到主变压器的另一端。C1、C2是主回路的吸收电容，C1接在焊枪喷嘴与工件之间。C2的一端与工件相接，另一端接在RD吸收回路与高频引弧器之间。C4、C5是高频振荡引弧器的保护电容，分别接在220伏交流电压的一端与机壳之间。本实用新型电阻R1为0.1Ω，电容C1为0.1μf，电容C2为0.1μf，电容C3为0.0025μf，电容C4为0.1μf，电容C5为0.1μf，维弧电抗器为0.5～16mh。B2、B3分别是高频振荡器的升压变压器和高频耦合变压器，D1为大功率二极管。
权利要求一种用于交流等离子弧焊接设备的电源，其特征在于380伏交流电通过[A]、[B]两点接入，串入保险[RD1]、[RD2]，通过交流接触器[JC1]触头接到主变压器[B1]的初级，主变压器[B1]的次级分为三个抽头，分别为150伏，110伏，80伏，以满足不同的焊接规范，从主变压器[B1]次级的抽头引出与工件相接，同时通过变档与维弧电抗器[L]的一端相连，而维弧电抗器[L]的另一端接焊枪的喷嘴，从[C],[D]两点接入220伏交流电，经过继电器控制触头[ZJ2]和按钮[N]接到高频振荡引弧器升压变压器[B2]的初级，而升压变压器[B2]的次级与火花隙放电器[W]相连，且通过振荡电容[C3]和高频耦合变压器[B3]与主电路部分串连，高频耦合变压器[B3]的副边的一端与焊枪的钨极相连，另一端经过电阻[R1]，二极管[D1]的[RD]吸收回路接到主变压器的另一端。
专利摘要本实用新型涉及一种用于交流等离子弧焊接设备的电源,主要包括主变压器,带抽头维弧电抗器,高频振荡引弧器及消除主回路直流分量的RD吸收回路等,本实用新型采用一个交流电源,利用阻抗匹配原理,组成一个联合交流等离子弧,使得电弧具有较好的稳定性。本实用新型结构简单,成本低廉,稳定性好,实用性强,是交流等离子弧焊接设备中理想的电源。
文档编号B23K10/00GK2348962SQ9824426
公开日1999年11月17日 申请日期1998年9月24日 优先权日1998年9月24日
发明者牛济泰, 张修智, 顾根富, 孟繁城, 吕世雄, 崔大中, 张德库 申请人:哈尔滨工业大学