氬弧焊機(jī)工作原理.doc

氬弧焊機(jī)工作原理【機(jī) 電】加入時間：2008-3-14 16:17:49訪問量：29一， 什么是氬弧焊 氬弧焊即鎢極惰性氣體保護(hù)弧焊,指用工業(yè)鎢或活性鎢作不熔化電極,惰性氣體(氬氣)作保護(hù)的焊接方法,簡稱TIG. 二,氬弧焊的起弧方式 氬弧焊的起弧采用高壓擊穿的起弧方式,先在電極針(鎢針)與工件間加以高頻高壓,擊穿氬氣,使之導(dǎo)電,然后供給持續(xù)的電流,保證電弧穩(wěn)定. 三,氬弧焊的一般要求對氣體的控制要求:要求氣體先來后走,氬氣是較易被擊穿的惰性氣體,先在工件與電極針間充滿氬氣,有利于起弧;焊接完成后,保持送氣,有助于防止工件迅速冷卻防止氧化,保證了良好的焊接效果.電流的手開關(guān)控制要求:要求按下手開關(guān)時,電流較氣延遲,手開關(guān)斷開(焊接結(jié)束后),根據(jù)要求延時供氣電流先斷. 高壓的產(chǎn)生與控制要求:氬弧焊機(jī)采用高壓起弧的方式,則要求起弧時有高壓,起弧后高壓消失.干擾的防護(hù)要求:氬弧焊的起弧高壓中伴有高頻,其對整機(jī)電路產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾,要求電路有很好的防干擾能力. 四,氬弧焊機(jī)與手弧焊機(jī)的工作電路的差別氬焊機(jī)與手弧焊機(jī)在主回路,輔助電源,驅(qū)動電路,保護(hù)電路等方面都是相似的.但它在后者的基礎(chǔ)上增加了幾項控制:1,手開關(guān)控制;2,高頻高壓控制;3,增壓起弧控制.另外在輸出回路上,氬弧焊機(jī)采用負(fù)極輸出方式,輸出負(fù)極接電極針,而正極接工件. 五,氬弧焊機(jī)的工作原理氬弧焊機(jī)在主回路,輔助電源,驅(qū)動電路,保護(hù)電路等方面的工作原理是與手弧焊機(jī)是相同的.在此不再多敘述,而著重介紹氬弧焊機(jī)所特有的控制功能及起弧電路功能. 氬弧焊機(jī)要求氬氣先來后走,而電流則后來先走(相對氣而言),這此都是通過手開關(guān)控制實現(xiàn)的.當(dāng)焊機(jī)主開關(guān)合上后,輔助電源工作,給控制電路提供了24V的直流電.手開關(guān)未合上時,24V直流電通過電阻R5使Q2導(dǎo)通, CW3525芯片的8腳經(jīng)過T形濾波器(L5,C5組成,抗干擾用)對地短路,此時,CW3525處于封波狀態(tài),電路無輸出;手開關(guān)合上時,24V直流電通過電阻R4, R8使Q1導(dǎo)通,Q2基極被拉低而關(guān)斷,24V直流電通過電阻R6, R7使Q3導(dǎo)通繼電器J3A吸合,使控制氣體供給的電磁閥工作,給焊接供氣.而8腳電位由于緩起動電阻,電容的作用緩慢增長,經(jīng)過一定時間,CW3525開始工作,電路開始輸出功率.這樣,電流就較氣延時供給延時時間由緩起動動阻,容值決定). 電磁閥為氣體供給控制器件,當(dāng)繼電器J3A合上,電磁閥中的電感線圈獲得電流,產(chǎn)生磁能,把鐵塊吸離氣管管口,氣體通過電磁閥供給焊接. 手開關(guān)控制電路中,電感線圈L1L4及C1,C2起到防止干擾而使手開關(guān)誤導(dǎo)通的作用.手開關(guān)合上時,由于Q3導(dǎo)通繼電器J3A吸合,電磁閥打開供氣.輔助電源向電容C17充電.而由于熱敏電阻RT4,RT5的限流,使得手開關(guān)不到于因電流過大而損壞;2,焊接結(jié)束,手開關(guān)斷開后,Q2導(dǎo)通,CW3525 的8腳電位被拉低,電路停止輸出,而C17上仍充有電能,它通過R6,R7放電供給Q3導(dǎo)通,保持電磁閥導(dǎo)通延時供氣.實現(xiàn)了焊接對電流,氣體的控制要求. 高頻,高壓電流的產(chǎn)生與控制 產(chǎn)生:氬弧焊機(jī)的起弧需要高壓,為了能在手弧焊機(jī)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生高壓并送到輸出回路電路. 工作原理: 升壓變壓器;圖中變壓器為24:70,將307電壓升高約3倍. 采用4倍壓整流電路;如圖(C11C14,D11D14)來產(chǎn)生高壓:當(dāng)升壓變壓器(T1)初級流過一正脈沖電流時(電壓值為U),N2產(chǎn)生一上正下負(fù)(正向)的感應(yīng)電動勢,并給電容C14充電,使電容C14的端電壓也為U,;且由于線圈續(xù)流和D14的作用,在主變中無電流流過時,C14也不能放電;升壓變壓器流過一等值的負(fù)脈沖電流時,在N2上產(chǎn)生一上負(fù)下正的感應(yīng)電動勢(值為U),給C11充電,使得C11上的壓降VC11=VC14+U感應(yīng) =2V,方向如圖;升壓變壓器T1再流過一正脈沖電流時,N2上又產(chǎn)生上正下負(fù)的感應(yīng)電動勢,這時,電容C13充電,端電壓VC13=VC11+U感應(yīng)-VC14=2V,方向如圖;升壓變壓器的電流方向再次改變,使得N2上的感應(yīng)電動勢方向為上負(fù)下正,這時,電容C12得到電能,且VC12=VC13+VC14-VC11=2V,方向如圖,這樣,在A,B間便形成了4U的壓降. 高頻振蕩發(fā)生器:(由L3(N3),C5,放電嘴組成) A,B兩點(diǎn)的壓降達(dá)到4V(V為逆變器輸出電壓,約1KV),給電容C15充電; 放電嘴因高壓擊穿放電,此時,相當(dāng)于短路L3,C15; L3,C15產(chǎn)生高頻振蕩,f=L/2LC 由于輸出能量的不斷補(bǔ)充,使得每隔一定時間,L3,C15便產(chǎn)生高頻振蕩電流,并通過T4次級輸出到輸出.由于T4上要通過高頻高壓的電流,其技術(shù)參數(shù)要求嚴(yán)格,它的質(zhì)量是起弧難易,焊接效果的決定性因素. 輸出回路中有高頻高壓電流后,保證了起弧,可如果防護(hù)不當(dāng),高頻高壓電流便會反向擊穿二次整流中的整流管,甚至損壞主變T1初級線圈所聯(lián)接的電路,而且,高頻高壓只是在起弧時使用,起弧后,便不再需要,所以,需適時斷開高頻高壓發(fā)生器。 防干擾控制:在輸出端的正負(fù)極間接有壓敏電阻與電容,其對于高頻高壓電流來說明相當(dāng)于短路同時,正負(fù)端都接有抗高頻的電感線圈,這樣,就控制了高頻高壓電流反竄到二次整流的電路中,只在輸出端形成回路.同時,接在正極與機(jī)殼間的電阻(壓敏)和電容也能有效地防止高頻電流及其它干擾. 高頻高壓電流的產(chǎn)生與關(guān)斷控制:高頻高壓電流的產(chǎn)生與關(guān)斷都由繼電器J控制,手開關(guān)全上時,把S2合上,這時,電路工作,輸出約56伏的直流電壓,它使繼電器動作,吸合JA,使高頻高壓電路工作,產(chǎn)生高頻高壓電流輸出,引起電弧,電弧一引起,輸出回路便出現(xiàn)大電流,流經(jīng)電抗器(電感線圈);由于電感的續(xù)流作用,能使電抗器正端電壓降到很低的電位(甚至為負(fù)值),這時,繼電器被可靠地斷開,高頻高壓發(fā)生器停止工作,完成了對高頻高壓電流的控制. 增壓起弧控制 為了保護(hù)輕易起弧,提供焊接質(zhì)量,氬弧焊機(jī)還在輸出端增設(shè)了一個增壓起弧的裝置,其利用高頻高壓發(fā)生器的變壓器的另一組次邊作為增壓變壓器,使得高頻高壓發(fā)生器工作時,也同時抬高了輸出端的電壓,保證起弧,起弧后,增壓裝置也隨著高頻高壓電流發(fā)生器一起被斷開. 一、什么是氬弧焊 氬弧焊即鎢極惰性氣體保護(hù)弧焊，指用工業(yè)鎢或活性鎢作不熔化電極，惰性氣體（氬氣）作保護(hù)的焊接方法，簡稱TIG。 二、氬弧焊的起弧方式 氬弧焊的起弧采用高壓擊穿的起弧方式，先在電極針（鎢針）與工件間加以高頻高壓，擊穿氬氣，使之導(dǎo)電，然后供給持續(xù)的電流，保證電弧穩(wěn)定。 三、氬弧焊的一般要求 （一）對氣體的控制要求：要求氣體先來后走，氬氣是較易被擊穿的惰性氣體，先在工件與電極針間充滿氬氣，有利于起??；焊接完成后，保持送氣，有助于防止工件迅速冷卻防止氧化，保證了良好的焊接效果。 （二）電流的手開關(guān)控制要求：要求按下手開關(guān)時，電流較氣延遲，手開關(guān)斷開（焊接結(jié)束后），根據(jù)要求延時供氣電流先斷。 （三）高壓的產(chǎn)生與控制要求：氬弧焊機(jī)采用高壓起弧的方式，則要求起弧時有高壓，起弧后高壓消失。 （四）干擾的防護(hù)要求：氬弧焊的起弧高壓中伴有高頻，其對整機(jī)電路產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，要求電路有很好的防干擾能力。四、氬弧焊機(jī)與手弧焊機(jī)的工作電路的差別 氬焊機(jī)與手弧焊機(jī)在主回路、輔助電源、驅(qū)動電路、保護(hù)電路等方面都是相似的。但它在后者的基礎(chǔ)上增加了幾項控制：1、手開關(guān)控制；2、高頻高壓控制；3、增壓起弧控制。另外在輸出回路上，氬弧焊機(jī)采用負(fù)極輸出方式，輸出負(fù)極接電極針，而正極接工件。 五、氬弧焊機(jī)的工作原理 氬弧焊機(jī)在主回路、輔助電源、驅(qū)動電路、保護(hù)電路等方面的工作原理是與手弧焊機(jī)是相同的。在此不再多敘述，而著重介紹氬弧焊機(jī)所特有的控制功能及起弧電路功能。 （一）手開關(guān)控制 手開關(guān)原理圖如圖8.1 氬弧焊機(jī)要求氬氣先來后走，而電流則后來先走（相對氣而言），這此都是通過手開關(guān)控制實現(xiàn)的。 由圖知：當(dāng)焊機(jī)主開關(guān)合上后，輔助電源工作，給控制電路提供了24V的直流電。手開關(guān)未合上時，24V直流電通過電阻R5使Q2導(dǎo)通， CW3525芯片的8腳經(jīng)過T形濾波器（L5、C5組成，抗干擾用）對地短路，此時，CW3525處于封波狀態(tài)，電路無輸出；手開關(guān)合上時，24V直流電通過電阻R4、 R8使Q1導(dǎo)通，Q2基極被拉低而關(guān)斷，24V直流電通過電阻R6、 R7使Q3導(dǎo)通繼電器J3A吸合，使控制氣體供給的電磁閥工作，給焊接供氣。而8腳電位由于緩起動電阻，電容的作用緩慢增長，經(jīng)過一定時間，CW3525開始工作，電路開始輸出功率。這樣，電流就較氣延時供給延時時間由緩起動動阻、容值決定）。 電磁閥為氣體供給控制器件，當(dāng)繼電器J3A合上，電磁閥中的電感線圈獲得電流，產(chǎn)生磁能，把鐵塊吸離氣管管口，氣體通過電磁閥供給焊接。 手開關(guān)控制電路中，電感線圈l1L4及C1、C2起到防止干擾而使手開關(guān)誤導(dǎo)通的作用。 1、手開關(guān)合上時，由于Q3導(dǎo)通繼電器J3A吸合，電磁閥打開供氣。輔助電源向電容C17充電。而由于熱敏電阻RT4、RT5的限流，使得手開關(guān)不到于因電流過大而損壞；2、焊接結(jié)束，手開關(guān)斷開后，Q2導(dǎo)通，CW3525 的8腳電位被拉低，電路停止輸出，而C17上仍充有電能，它通過R6、R7放電供給Q3導(dǎo)通，保持電磁閥導(dǎo)通延時供氣。實現(xiàn)了焊接對電流、氣體的控制要求。 （二）高頻、高壓電流的產(chǎn)生與控制 （1）產(chǎn)生：氬弧焊機(jī)的起弧需要高壓，為了能在手弧焊機(jī)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生高壓并送到輸出回路，采用了如圖8.2的電路。 圖8.2 （2）工作原理：1）升壓變壓器；圖中變壓器為24：70，將307電壓升高約3倍。2）采用4倍壓整流電路；如圖（C11C14、D11D14）來產(chǎn)生高壓：當(dāng)升壓變壓器（T1）初級流過一正脈沖電流時（電壓值為U），N2產(chǎn)生一上正下負(fù)（正向）的感應(yīng)電動勢，并給電容C14充電，使電容C14的端電壓也為U，（方向如圖）；且由于線圈續(xù)流和D14的作用，在主變中無電流流過時，C14也不能放電；升壓變壓器流過一等值的負(fù)脈沖電流時，在N2上產(chǎn)生一上負(fù)下正的感應(yīng)電動勢（值為U），給C11充電，使得C11上的壓降VC11=VC14+U感應(yīng) =2V，方向如圖；升壓變壓器T1再流過一正脈沖電流時，N2上又產(chǎn)生上正下負(fù)的感應(yīng)電動勢，這時，電容C13充電，端電壓VC13=VC11+U感應(yīng)-VC14=2V，方向如圖；升壓變壓器的電流方向再次改變，使得N2上的感應(yīng)電動勢方向為上負(fù)下正，這時，電容C12得到電能，且VC12=VC13+VC14-VC11=2V，方向如圖，這樣，在A、B間便形成了4U的壓降。（3）高頻振蕩發(fā)生器：（由L3（N3）、C5、放電嘴組成）A、B兩點(diǎn)的壓降達(dá)到4V（V為逆變器輸出電壓，約1KV），給電容C15充電；放電嘴因高壓擊穿放電，此時，相當(dāng)于短路L3、C15；L3、C15產(chǎn)生高頻振蕩，f=L/2LC 由于輸出能量的不斷補(bǔ)充，使得每隔一定時間，L3、C15便產(chǎn)生高頻振蕩電流，并通過T4次級輸出到輸出。由于T4上要通過高頻高壓的電流，其技術(shù)參數(shù)要求嚴(yán)格，它的質(zhì)量是起弧難易，焊接效果的決定性因素。 （三）控制 輸出回路中有高頻高壓電流后，保證了起弧，可如果防護(hù)不當(dāng)，高頻高壓電流便會反向擊穿二次整流中的整流管，甚至損壞主變T1初級線圈所聯(lián)接的電路，而且，高頻高壓只是在起弧時使用，起弧后，便不再需要，所以，需適時斷開高頻高壓發(fā)生器，其控制電路如圖8.3所示 防干擾控制：在輸出端的正負(fù)極間接有壓敏電阻與電容，其對于高頻高壓電流來說明相當(dāng)于短路同時，正負(fù)端都接有抗高頻的電感線圈，這樣，就控制了高頻高壓電流反竄到二次整流的電路中，只在輸出端形成回路。同時，接在正極與機(jī)殼間的電阻（壓敏）和電容也能有效地防止高頻電流及其它干擾。高頻高壓電流的產(chǎn)生與關(guān)斷控制：高頻高壓電流的產(chǎn)生與關(guān)斷都由繼電器J控制，手開關(guān)全上時，把S2合上，這時，電路工作，輸出約56伏的直流電壓，它使繼電器動作，吸合JA，使高頻高壓電路工作，