一種用于氬弧焊機的電源系統解決方案

這種高頻振蕩器具有以下優點：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；電網電壓波動對其影響小，引弧速度快，引弧可靠性高。

2．3　焊接電源的實現

由于弧焊電源的電氣特性和結構不同于一般的電力電源，它的負載是電弧，弧焊電源必須適應電弧負載的特性，因此，弧焊電源需具備工藝適應性，應滿足下列弧焊工藝對電源的要求：保證焊接規范；保證電弧穩定；具有足夠寬的焊接規范調節范圍。

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，以便對電壓、電流進行無級調節。

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、電流的無級調節，從而對電弧供電。電容組C除了濾波，更主要的作用是在脈沖電弧焊時保證三相電源負載均衡。

3　抗干擾及其可靠性的設計

在焊接操作過程中，會出現各種不同的嚴重干擾。為此，采用以下措施來提高本焊接電源系統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，可防止高頻經箱體、地線擊穿電子器件。另外，采用隔離變壓器對高頻振蕩器供電，是防止干擾經電源串入控制電路的有效措施。

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

（3）由于焊接電流為一閉環控制系統，是一個離散系統，系統中既有開關量又有模擬量存在，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，再加上引弧時高頻發生器產生的高頻高壓信號，對整個閉環系統無疑是一個強大的干擾。同時，因控制板上的IC基本上采用CMOS片，故，在線路中對高頻的防護十分重要。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；分流器的反饋信號線路等弱信號需絞和以減少差模干擾。

4　焊接試驗及生產應用

焊接試驗時，電弧的啟動性能好，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量，收弧時，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，焊接的電流穩定，在焊接過程中不會發生抖動現象，因此，焊縫表面光滑，成形均勻。

本焊機經過大量的焊接試驗和用戶單位的驗收，證明其技術指標均符合用戶的要求。目前，該焊機已投入生產應用，取得了良好的經濟效益。

5　結束語

本焊機的控制電路具有設計合理，結構簡單，工作穩定可靠，成本低，抗干擾性能強等特點。

焊機在1A～100A穩定可靠地運行。在20Mpa氬氣條件下，鎢極與工件表面距離2mm時，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，引弧成功率也極高。實踐證明：本設備可以滿足焊接的嚴格要求，能焊接出質量合格，外觀良好的焊件。

參考文獻

1　中國機械工程學會焊接學會．焊接手冊第一卷，焊接方法及設備．北京：機械工業出版社，1992

2　鄭宜庭，黃石生．焊接電源．第3版．北京：機械工業出版社，1995