一种应用脉冲电流的手弧焊接装置及其焊接方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种应用脉冲电流的手弧焊接装置，包括依次连接的整流模块、波形发生器、变压器和二次整流模块，还包括一控制单元，控制单元的输出端连接波形发生器用于控制波形发生器产生高频脉冲波形，所述整流模块的输入端连接电源，所述二次整流模块的输出端连接焊枪，二次整流模块的输出端还连接控制单元的输入端。本发明专利技术中设置有波形发生器和控制单元，应用脉冲电流进行焊接，达到节能、降低输入电流等的效果。本发明专利技术还公开了一种应用脉冲电流进行焊接的焊接方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种手弧焊接装置，以及该手弧焊接装置的焊接方法。
技术介绍
电焊的基本工作原理是我们通过常用的220V电压或者380V的工业用电，通过电焊机里的减压器降低了电压，增强了电流，并使电能产生巨大的电弧热量融化钢铁，而焊条的融入使钢铁之间的融合性更高。电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法，它包括有手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、熔化极气体保护焊等。手弧焊是各种电弧焊方法中发展最早、目前仍然应用最广的一种焊接方法。它是 以外部涂有涂料(药皮)的焊条作电极和填充金属，电弧是在焊条的端部和被焊工件表面之间燃烧。涂料(药皮)在电弧热作用下一方面可以产生气体以保护电弧，另一方面可以产生熔渣覆盖在熔池表面，防止熔化的金属与周围气体相互作用生成氧化物；熔渣的更重要作用是与熔化金属产生物理化学反应或添加合金元素，改善焊缝金属性能。手弧焊设备简单、轻便，操作灵活，可以应用于维修及装配中的短缝的焊接，特别是可以用于难以达到的部位的焊接。手弧焊配用相应的焊条可适用于大多数工业用碳钢、不锈钢、铸铁、铜、铝、镍及其I=I -Wl o现在市面上常见的手弧焊机主要有直流焊机和交流焊机，其中直流焊机中配置有变压器和整流模块，交流电输入时，经变压器变压后，再由整流器整流，输出为低压大电流的直流电。现有的手弧直流焊机在工作时的输出电流不少于120A，输出功率不少于4000W，能耗大，当输入电压为220V时，其输入电流约为20A，输入电流大，对使用环境要求较高，不适合在家庭环境中使用(家庭环境中的电线较细，当电流过大时容易引起火灾，因此设有过流保护且其动作设定值一般不高于60A);同时直流焊机的变压器变比大，需要绕置较多的线圈，造成焊机的体积大、重量大，不方便携带。此外，由于现有的直流焊机的焊接电流较大，应用在薄板焊接时，持续的大电流产生的电弧容易将薄板烧穿。
技术实现思路
为了解决现有手弧焊机能耗大、输入电流大、不便于家庭使用和使用时容易烧穿薄板的问题，本专利技术的目的在于提供一种应用脉冲电流进行焊接的手弧焊接装置及其焊接方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是 一种应用脉冲电流的手弧焊接装置，包括依次连接的整流模块、波形发生器、变压器和二次整流模块，还包括一控制单元，控制单元的输出端连接波形发生器用于控制波形发生器产生高频脉冲波形，所述整流模块的输入端连接电源，所述二次整流模块的输出端连接焊枪，二次整流模块的输出端还连接控制单元的输入端。本专利技术中设置有波形发生器和控制单元，应用脉冲电流进行焊接，达到节能、降低输入电流等的效果。上述手弧焊接装置的焊接方法，包括以下步骤①、输入的交流电通过整流模块，整流为直流电、步骤①得到的直流电通过波形发生器，由控制单元控制波形发生器将直流电转化为高频脉冲波，所述高频脉冲波包括用于焊条引弧的引弧波段tl和周期性循环的工作波段，引弧波段中包括交替设置的峰段I t3和谷段t4，所述工作波段的一个周期t2中包括用于点弧的峰段II t5、用于提供工作电流的中段t6和低电流的尾段t7，所述峰段I t3的电流值与峰段II t5的电流值相等，所述谷段t4的电流值与中段t6的电流值相等；③、步骤②得到的高频脉冲波通过变压器，按变比放大电流值；④、步骤③中放大后的脉冲电流通过二次整流模块，再次整流，输出适合焊枪使用的输出电流，部分输出电流通过二次整流模块与控制单元之间的连接反馈到控制单元，使控制单元更好的完善高频脉冲波。作为上述焊接方法的补充，所述引弧波段tl中，峰段I t3的电流值不少于100A，优选为160A，峰段I t3通过二次整流模块后输出时的持续时间为2(Tl00ms ;谷段t4的电流值为2(T80A，优选为70A，谷段t4通过二次整流模块后输 出时的持续时间为5(T200ms ；引弧波段tl通过二次整流模块后输出时的持续时间为100(T3000ms。所述工作波段中，峰段II t5的电流值不少于100A，优选为160A，峰段II t5通过二次整流模块后输出时的持续时间为2(Tl00ms ;中段t6的电流值为2(T80A，优选为70A，中段t6通过二次整流模块后输出时的持续时间为20(T800ms ;尾段t7的电流值为0A，尾段t7通过二次整流模块后输出时的持续时间为20(T800ms。本专利技术的焊接方法输出脉冲电流进行焊接，脉冲电流中包括有引弧波段tl和工作波段。引弧波段tl中大电流的峰段I t3和提供工作电流的谷段t4交替设置，确保焊条在开始工作时有足够的能量用于引弧，使引弧操作更加容易成功。工作波段的一个周期t2中包括峰段II t5、中段t6和尾段t7，其中做功为峰段II t5和中段t6，峰段II t5采用大电流点弧后，进入中段t6，提供电流值约为峰段II t5电流值一半的工作电流，支持焊条放电工作，尾段t7的电流值为0，使焊条得到休息，同时降低工作波段的平均功率。与现有的直流式手弧焊机进行对比，在获得相同焊接效果的前提下，本专利技术的应用脉冲电流的手弧焊接装置输出功率为直流焊机输出功率的一半或更低，大大减少能耗；输出功率降低使输入电流同时降低，令本专利技术的焊接装置适用于家庭环境中；而平均工作电流的降低，降低了焊接时焊条与母材之间的温度，不易烧穿母材，令本专利技术的焊接装置可用于进行薄板焊接。作为上述技术方案的进一步改进，所述引弧波段tl的开始段为谷段t4，在谷段t4中，焊条进行预热，避免了开始电流过大造成焊条粘在母材上的情况。作为上述技术方案的进一步改进，所述高频脉冲波的频率为20KHz及以上，脉冲波的频率越高，变压过程越容易，降低变压器的线圈要求，减少变压器的体积和重量，使本专利技术的手弧焊接装置的体积小、重量轻。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图I是本专利技术的电气原理框 图2是本专利技术的焊接装置工作时的电流波形。具体实施例方式参照图1，本专利技术提供的一种应用脉冲电流的手弧焊接装置，包括整流模块I、波形发生器2、变压器3、二次整流模块4和控制单元5，整流模块I可为桥式全波整流电路，用于将交流电转换为直流电；波形发生器2为MOSFET场效应管电路或IGBT绝缘栅双极型晶体管电路，用于产生高频脉冲波形；变压器3为降压变压器；二次整流模块4用于对变压后的电流进行再次整流，输出适合焊枪使用的电流；控制单元5为一单片机芯片或PLC芯片及其周边电路，根据芯片内输入的程序控制高频脉冲波形的波形形状。在本专利技术中，整流模块I、波形发生器2、变压器3、二次整流模块4依次连接，整流模块I的输入端连接电源，二次整流模块4的输出端连接焊枪，控制单元5的输出端连接波形发生器2，控制单元5的输入端连接二次整流模块4的输出端，用于接收反馈回来的输出电流并根据反馈电路调整高频脉冲波形的波形形状。上述手弧焊接装置的焊接方法，包括以下步骤①、输入的交流电通过整流模块1，整流为直流电、步骤①得到的直流电通过波形发生器2，由控制单元5控制波形发生器将直流电转化为高频脉冲波，图2为高频脉冲波的波形，所述高频脉冲波包括用于焊条引弧的引弧波段tl和周期性循环的工作波段。引弧波段tl中包括交替设置的峰段I t3和谷段t4，其中开始段为谷段t4;峰段I t3的电流值不少于100A，优选为160A，峰段I t3通过二次整流模块4后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用脉冲电流的手弧焊接装置，其特征在于包括依次连接的整流模块(I)、波形发生器(2)、变压器(3)和二次整流模块(4)，还包括一控制单元(5)，控制单元(5)的输出端连接波形发生器(2 )用于控制波形发生器(2 )产生高频脉冲波形，所述整流模块(I)的输入端连接电源，所述二次整流模块(4)的输出端连接焊枪，二次整流模块(4)的输出端还连接控制单元(5)的输入端。2.根据权利要求I所述的手弧焊接装置的焊接方法，其特征在于包括以下步骤 ①、输入的交流电通过整流模块(I)，整流为直流电； ②、步骤①得到的直流电通过波形发生器(2)，由控制单元(5)控制波形发生器(2)将直流电转化为高频脉冲波，所述高频脉冲波包括用于焊条引弧的引弧波段tl和周期性循环的工作波段t2，引弧波段中包括交替设置的峰段I t3和谷段t4，所述工作波段的一个周期中包括用于点弧的峰段II t5、用于提供工作电流的中段t6和低电流的尾段t7，所述峰段I t3的电流值与峰段II t5的电流值相等，所述谷段t4的电流值与中段t6的电流值相等； ③、步骤②得到的高频脉冲波通过变压器(3)，按变比放大电流值； ④、步骤③中放大后的脉冲电流通过二次整流模块(4)，再次整流，输出适合焊枪使用的输出电流，部分输出电流通过二次整流模块(4)与控制单元(5)之间的连接反馈到控制单元(5)。3.根据权利要求2所述的手弧焊接装置的焊接方法，其特征在于所述引弧波段tl中，峰...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁良轩，
申请(专利权)人：江门市保值久机电有限公司，
类型：发明
国别省市：