高速无触点防电击交流弧焊电源.pdf

本发明为一种用于电弧焊接的高速无触点防电击交流弧焊电源。
    通用交流弧焊电源有动圈式，动铁芯式二大类。其焊接变压器的初级与电网接通后，次级就感应出空载电压，这样，焊工在引燃电弧之前，焊接手把上就有60～80伏的电压。尽管按国际、国内制造标准，这是允许的，但是对野外潮湿地区操作以及施焊空间受限制的作业，例如，锅炉筒体，船舱内的焊接，由于环境电阻和人体内阻的下降，60～80伏的输出空载电压轻则使焊工有麻电感觉，影响焊接技能的发挥，重则发生麻木而导致生命危险。为此，市场上已有防电击交流弧焊电源出售。已有的防电击交流弧焊电源大部分都是在电源变压器初级接装一个接触器，在电源输出端套有一个磁环。当电源输出两端短路，即手工焊时，焊条与工件接触，磁环上发出一个信号，通过一套控制线路而使接触器线圈通电，靠其触头使电源变压器初级与电网接通。这种电源虽然具有防电击效果，但是由于接触器本身的动作时间比较长，故从信号的拾取到接通电网需要0.04～0.05秒。这段时间内，电源输出两端没有电压输出，迫使焊工引弧时，要使焊条在工件上短路一段时间后（＞0.04～0.05秒），再提起，这就导致引弧不方便，不可靠，严重影响更换焊条处的接头质量，因此不适宜于重要结构件的施焊。而且接触器的频繁工作，尤其是在短路条件下的吸合，就很容易使其触头烧堵熔合，接触器损坏，丧失防电击性能。据日本报道的在电源变压器初级串接二个可控硅，取代接触器的合上或断开。但是这种电源的控制电路复杂，抗干扰性能差，容易产生误动作，价格也比较昂贵。

    本发明采用电源变压器次级串接二对可控硅-二极管的交流弧焊电源，有效地解决了上述问题。

    本发明的交流弧焊电源中的电源变压器次二个输出端分别串接有二对可控硅-二极管，其以相同的连接方式与电源变压器次级串接，即二对可控硅-二极管地同一极性端分别与电源变压器次级二端分别串接，另一端分别与电源输出二端相连接。为了电路导通的需要，可控硅-二极管对中的二极管是以相反的极性与可控硅的阴极和阳极并接，即二极管的阳极与可控硅的阴极连接，二极管的阴极与可控硅的阳极连接。本发明的交流弧焊电源，不需要外加辅助电源来触发可控硅，而是从电源变压器次级上抽出二个抽头分别通过二组串接的二极管和电组接到可控硅的触发极。二个抽头处的电压考虑到工业安全用电标准，以及10%的网压波动，取等于或者小于国家标准安全电压。本发明交流弧焊电源的线路简单，所需元件数量少，动作可靠，制造、维修都非常简便。这种电源，由于依靠无触点元件-可控硅作开关，其响应时间短，比接触器防电击型交流电源的上电时间大大缩小（＜0.01秒），所以引弧方便，可靠。由于焊接前，电源输出端电压等于或低于36伏，所以没有触电的危险，这就为提高焊接电源变压器次级的空载电压创造了安全条件。电源变压器次级空载电压高，不但引弧方便，而且可用于碱性焊条施焊，电弧燃烧稳定。

    本发明的交流弧焊电源的电源变压器可以是动圈式，也可以是动铁芯式，效果是一样的。

    下面结合附图，对本发明的交流弧焊电源工作原理作进一步叙述。

    图1为本发明的电气线路图。

    图1中，当变压器〔1〕的初级合上电网后，次级输出空载电压。抽头〔8〕，〔8′〕上也有电压。由于交流电的电压是交变的，假定抽头端电位相对O点为高时，即P点电位相对O点也为高，这时如果电源输出二端〔6〕，〔7〕接触短路，抽头〔8〕高电位就通过二极管〔4〕，电阻〔5〕，可控硅〔2〕的控制极和阴极，输出端〔6〕，〔7〕，二极管〔3′〕到达O点，使可控硅〔2〕开通，同时，P点高电位经可控硅〔2〕，输出端〔6〕，〔7〕二极管〔3′〕到达O点，使可控硅〔2〕导通。所以此时，输出端〔6〕，〔7〕就可很快进行短路引弧。当抽头端电位和O点电位相对P点为高时，工作原理与上述相同，只是由抽头〔8′〕的电位起作用，且电流流经方向与上述相反。

    图中二极管〔4〕，〔4′〕起分别导通交流电的/3--3/4相应二个半波，电阻〔5〕，〔5′〕用于限定可控硅控制极的触发电流。

    本发明的交流弧焊电源，引弧容易，焊接过程稳定，接头质量良好，防电击动作可靠，寿命长，完全可以替代目前市场上的接触器式防电击电源。