一種用于氬弧焊機(jī)的電源系統(tǒng)解決方案

這種高頻振蕩器具有以下優(yōu)點(diǎn)：中頻升壓器取代工頻升壓變壓器，使其體積、重量、銅損、鐵損均可顯著下降，從而提高效率；電網(wǎng)電壓波動(dòng)對(duì)其影響小，引弧速度快，引弧可靠性高。

2．3　焊接電源的實(shí)現(xiàn)

由于弧焊電源的電氣特性和結(jié)構(gòu)不同于一般的電力電源，它的負(fù)載是電弧，弧焊電源必須適應(yīng)電弧負(fù)載的特性，因此，弧焊電源需具備工藝適應(yīng)性，應(yīng)滿足下列弧焊工藝對(duì)電源的要求：保證焊接規(guī)范；保證電弧穩(wěn)定；具有足夠?qū)挼暮附右?guī)范調(diào)節(jié)范圍。

本文采用模擬式晶體管脈沖弧焊電源。晶體管焊接電源是一種性能好、控制精度高、靈活性大的新型弧焊電源。在硅整流器的直流回路中串入大功率晶體管組，以便對(duì)電壓、電流進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)。

晶體管弧焊電源依靠大功率晶體管組、電子控制電路以及不同的閉環(huán)控制，可以獲得需要的外特性、輸出電壓波形、輸出電流波形。模擬式晶體管脈沖弧焊電源的電路原理圖如圖3所示。

模擬式晶體管脈沖弧焊電源主要由降壓變壓器T、整流器Z、晶體管組Trs、電容組C和電子控制電路等組成。單相或三相電壓經(jīng)降壓和整流濾波后，借助大功率晶體管組Trs獲得所需的外特性和電壓、電流的無級(jí)調(diào)節(jié)，從而對(duì)電弧供電。電容組C除了濾波，更主要的作用是在脈沖電弧焊時(shí)保證三相電源負(fù)載均衡。

3　抗干擾及其可靠性的設(shè)計(jì)

在焊接操作過程中，會(huì)出現(xiàn)各種不同的嚴(yán)重干擾。為此，采用以下措施來提高本焊接電源系統(tǒng)的抗干擾性和可靠性：

（1）為了防止引弧電源的高頻串入焊接電源損害其它電器和電子器件，接入高頻旁路電容，可防止高頻經(jīng)箱體、地線擊穿電子器件。另外，采用隔離變壓器對(duì)高頻振蕩器供電，是防止干擾經(jīng)電源串入控制電路的有效措施。

（2）采用屏蔽，對(duì)高頻振蕩器和電子器件加以屏蔽；同時(shí)，盡可能把高頻火花放電間隙調(diào)節(jié)得小一些，以限制高頻空間干擾強(qiáng)度。高頻引弧器與焊接電路采用了并聯(lián)的連接方法。

（3）由于焊接電流為一閉環(huán)控制系統(tǒng)，是一個(gè)離散系統(tǒng)，系統(tǒng)中既有開關(guān)量又有模擬量存在，在脈沖電流的前后沿的高次諧波具有較寬的頻譜及射頻干擾，再加上引弧時(shí)高頻發(fā)生器產(chǎn)生的高頻高壓信號(hào)，對(duì)整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)無疑是一個(gè)強(qiáng)大的干擾。同時(shí)，因控制板上的IC基本上采用CMOS片，故，在線路中對(duì)高頻的防護(hù)十分重要。采取的措施：在可能串入高頻處，加抗干擾元件，如阻容吸收、光電隔離；控制線遠(yuǎn)離電抗器等漏磁較大的部件，而且不能與電流較大的電力線捆扎在一起；分流器的反饋信號(hào)線路等弱信號(hào)需絞和以減少差模干擾。

4　焊接試驗(yàn)及生產(chǎn)應(yīng)用

焊接試驗(yàn)時(shí)，電弧的啟動(dòng)性能好，所要求的電弧可靠燃燒，在引弧處具有滿意的焊縫成形和冶金質(zhì)量，收弧時(shí)，電流按衰減方式下降，并在起弧和收弧處有一定的搭接。從而，在收弧處不易形成凹坑或縮孔，焊接的電流穩(wěn)定，在焊接過程中不會(huì)發(fā)生抖動(dòng)現(xiàn)象，因此，焊縫表面光滑，成形均勻。

本焊機(jī)經(jīng)過大量的焊接試驗(yàn)和用戶單位的驗(yàn)收，證明其技術(shù)指標(biāo)均符合用戶的要求。目前，該焊機(jī)已投入生產(chǎn)應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

5　結(jié)束語

本焊機(jī)的控制電路具有設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定可靠，成本低，抗干擾性能強(qiáng)等特點(diǎn)。

焊機(jī)在1A～100A穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。在20Mpa氬氣條件下，鎢極與工件表面距離2mm時(shí)，引弧成功率極高；在1Mpa氬氣條件下鎢極與工件表面距離7mm時(shí)，引弧成功率也極高。實(shí)踐證明：本設(shè)備可以滿足焊接的嚴(yán)格要求，能焊接出質(zhì)量合格，外觀良好的焊件。

參考文獻(xiàn)

1　中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)．焊接手冊(cè)第一卷，焊接方法及設(shè)備．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992

2　鄭宜庭，黃石生．焊接電源．第3版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995