氬弧焊電源工作原理

1、第八章 氬弧焊機工作原理一、 什么是氬弧焊氬弧焊即鎢極惰性氣體保護弧焊，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?。缓附油瓿珊?，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)

2、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） 干擾的防護要求：氬弧焊的起弧高壓中伴有高頻，其對整機電路產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，要求電路有很好的防干擾能力。四、氬弧焊機與手弧焊機的工作電路的差別 氬焊機與手弧焊機在主回路、輔助電源、驅(qū)動電路、保護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、氬弧焊機的工作原理氬弧焊機在主回路、輔助電源、驅(qū)動電路、保護電路等方面的工作原理是與手弧焊機是相同

3、的。在此不再多敘述，而著重介紹氬弧焊機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圖8.1氬弧焊機要求氬氣先來后走，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

4、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)

5、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：氬弧焊機的起弧需要高壓，為了能在手弧焊機的基礎(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C1

6、4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

7、。（3） 高頻振蕩發(fā)生器：（由L3（N3）、C5、放電嘴組成）A、B兩點的壓降達(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

8、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 圖8.3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（圖中A點）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。（四） 增壓起弧控制為