【doc】经济型交直流多功能氩弧焊机研究 经济型交直流多功能氩弧焊机研究 研究与
电焊机,2000(2).11. TheResearchofAC—DCMuki—FunctionmldEconomic_rvpeArgonShieldAreWeldit~gMachine 成都电焊机研究所(四川-610051) ChengduElectricWeldingMachineResemdlhL,~tituteW_~NGFu—sheng 舭触孤u啵,矗名4关键词:变直流:墨至堡啵l彳aII 中图分类号:TG434.5文献标识码:A曼章编号:1031—2303(2O03)O2—0011—03 [Almd】11emulti-ftmetionand.eez,Jtenfictypeargonshieldarcweldingmachinelsint,xMttco.[.Th eslruetureofv,eldingmachineissim. .IIsisreliableandpriceislowTheweldingmachineaIrImaymetal?州andilsapplicationisextemiwith benilition KeyOrds:?10『rtypelAC—D【::argonart-welding l前言 随着社会生产力的发展,各行业对焊接设备的 需求越来越大,尤其是对功能多,价格低廉的焊接设 备更是如此.目前国内虽已生产了各型交直流氩弧 焊机,但由于其结构复杂.价格较贵,且故障率高,使 用户难以接受.为适应市场经济发展而研制的经济 型交直流多功能氩弧焊机是一种结构简单,工作可 靠.价格低廉的多用途焊机.焊机的多功能主要体 现在既可进行交直流手工焊,又可进行交直流氩弧 焊.几乎适用于所有金属材料的焊接.实现了一机多 用.结构上该机采用组合式.为焊机的系列化打下 基础.尽量简化控制系统是该焊机的另一特点.使 得该机线路简单,元件少,系统稳定可靠,具有较大 的市场潜力. 2结构特点 该机采用组合式结构.主要由面板,后板,焊接 变压器三大部件组成,只要通过更换焊接变压器及 相应元件,即可实现产品系列化由于该结构焊机 实现系列化较为容易.可根据市场要求调整产品的 规格生产,该机还在满足各种焊接条件的基本要求 下.尽量简化控翩系统和控制功能,困此产品的稳定 性,可靠性较高 收稿日期:199j}6 3主回路系统 剖析国夕}同型号miller焊机.发现该机为降低 成本而力求结构简单,以致于在进行交流氩弧焊时 电路上未采取任何抑制直流分量的措施.易造成变 压器铁磁饱和,初级绕组的激磁电流增加,这种不 平衡的大电流增大了变压器的能量损耗.测试结果
明该型miller焊机的直流分量占额定电流的60% 左右,使得额定焊接电流大大降低.为使焊机具有 经济性和实用性,我们将直流电抗器由miller焊机 02mH增加到0.5mlt.对成本和效率进行综合考 虑,把直流分量抑制在30%之内,达到了抑制直流 分量的目的,满足了交流氩弧焊的基本要求.同时 圈j主回路系统 使焊接f邑流波形得到改善,提高了电流过零变化率 12.研究与设计电焊机,2000(2) 缩短了换向过程,确保电弧燃烧的稳定性.主回路系 统如图l所示.为防止因焊接变压器过流而烧坏. 主回路中我们设置了热继电器保护.. 4焊接变压器设计 焊接变压器采用动铁式结构.运行稳定可靠,静 铁芯结构采用三柱式,结构更为紧凑.可减,卜变压器 体积和重量,降低材料成本为使焊机具有更宽的 电流调节范围,特将电流调节分为大小两档,大档匝 数较少.漏抗小,最太焊接电流大,小档采用分置线 图,空载电压不变而匝数增加,漏抗增加,可获得较 低的最小焊接电流. 根据焊机漏磁分布规律采用分析法计算最小漏 抗.众所周知,焊机漏磁通在垂直穿过铁芯柱表面 及幅向穿过线圈后则分为两部分.第一部分沿轴向 分别向线圈两端弯曲,分别达到两线圈端部外面铁 芯柱,沿铁芯柱成一回路,这部分称之为轴向漏磁 通.另一部分沿幅向平面横越到达另一铁芯柱.并通 过铁轭到铁芯柱而成一回路,这部份称之为幅向漏 磁通.因此漏磁通等效磁路长度H为: HD=(H+s)HgwxH73~: 式中H为初,次级线圈平均幅宽;S为线圈铁芯柱 最小距离;H为幅向漏磁通在线圈外面那 一 部分的等效磁路长度;Hz为轴向漏磁通 在线圈外面那一部分的等效磁路长度因轴 向漏磁通总的等效磁路长度为 Hzz=H/R~I KRH为横向洛氏系数 故HzwHzz一(1{十S) =H/KRH一(H十S) 可见对整个谝磁场而言,它是一个常数 显然,在漏磁通的不同区域,幅向漏磁通总的等 效磁路长度是不同的,因此Hw也是不同的,愈靠近 线圈外铁磁场物质的那一部分区域.H愈小则Hr,w 愈小,反之亦然,而任一区域内的等效磁路长度可由 推导漏磁导得出: g×L/HFz 故Hvz=×IJg 所以.在计算本焊机漏抗时.首先将线圈截面积 平均长度分为两个区段,如图2所示 a—h,c—d为LI段 b—c,d—a为L段 L【=(aIhI+cIdla2b2+c2也)/2 B 圈2线圈横截面平均长度分段 分别计算两区域内漏磁通等效磁路长度.再计 算出各鹾域漏磁所产生的漏抗和总漏抗,这样计算 出来的结果会有一些误差,因为没有考虑动铁存在 所引起的杂散磁通对最小漏抗的影响,在杂散磁通 无法精确计算的情况下,为了弥补该误差,计算最大 焊接电流就要除以修正系统数K,这样计算出来就 与实测值相差甚小 5控制系统 5.1milleJ焊机力求简单.除采用直接高频引弧外. 无任何程控系统.这样虽然简单,成本低,但另,方 面却为操作和工件焊接质量带来十分不便和不利因 研究与设汁电焊机.2000(2).13 手工焊时,由于控制主回路通断的接触器线圈 在合闸电路时已被接通(此时供控制电路的电谭被 切断),可直接进行手工交直流焊,而在氩弧焊时,主 回路接触器的通断却受控制电路的控制.其中D 触发器组的双稳态触发器分别控制气阀yv和接触 器KM的通断. 其动作程序如下:在K闭合前D触发器Q端为 …0,Q为1.三相管截止,继电器K断电, 导通.v1截止继电器KA2断电,从而使主回路处于 断电状态,当K闭合时,D触发器cP端通过光耦三 极管产生一个前沿为上升沿的电平,使D触发器翻 转,Q为1,O为…0,三极管v5导通继电器K接 通,电磁阀yv通电,气阀通气经过R6c3延时后V6 截止,v导通,继电器KA2通电,其闭合触点使KM 接通主回路.当K第二次闭合时,D触发器再次翻 转,Q为…0,Q为1,三极管v6导通,v1截止, 断电使接触器KM断电,叨断主回路电源,同时 经c2延时后截止,KA2断电,气阀yv断电,切断气 源,从而达到提前送气一通电焊接一切断焊接电源 一 滞后断气的目的. 通过改变R6,和c2可分别达到预通气和 滞后断气时间的目的. 52高频引弧系统 交流氩弧焊时,通常采用高压脉冲引弧和稳弧, 而且在稳弧时有较高的相位要求,控制系统较为复 杂,其可靠性受到影响,为了简化电路,使系统既稳 定可靠又合理,我们采用了在交流氩弧焊时高频脉 冲一直加在焊接回路中,使其达到引弧和稳弧的目 的,而在直流氩弧焊中采用如图4电路来实现引弧 后自动切断高频脉冲的目的. 其中Q为切换开关,当直流氢弧焊时闭合,交 流氩弧焊时断开KM为控制主回路的交流接触辅 助触,R,c调节切断高蝴脉冲的时间 图4高频引弧控制系统 KA 6结论 经济型交直流多功能氢弧焊机是一种多用途焊 机,适用于几乎所有金属的焊接,对铝和铝台金的焊 接更具有突出优点,由于造价低廉,工作可靠,性能 稳定,一一机多用因而具有广阔的市场前景. 参考文献 1蔡圉余电焊机变压器设计天津大学出版社,1998.7 2黄石生.电子控制的弧焊电源北京:机械工业出版社. I99l 3成都电焊机研究所交流弧焊机设计计算程序】998,I 互联网站特别通知 由中国焊接设备行业生产力促进中心主办的中国焊接资讯国际互联网站(hap: ?自 开通以来,深受广大客户欢迎,上网访问人数日渐增多为进一步丰富网上资料,满足上网客户的查询需求, 本网站真诚欢迎广大客户到中国焊接资讯网作企业广告或投稿本网站对企业广告采取有偿服务,企业 可申请在网上企业之窗和产品指南栏目进行企业和产品介绍,也可委托本网站进行企业主页制作和发 布或进行主页链接.投稿稿件应反映表单位或各行业及国内外与焊接有关的新闻分析,科技动态,要求时效 性,欢迎图文并茂稿件一经录用,稿费从优 欢迎来函来电查询! 中国焊接资讯国际互联网站 地址:成都市二环路东一段29号邮编:61005IE—mail: 电线传线/div
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