[发明专利]高频直流电阻缝焊机

说明书

技术领域：

本发明属于电子技术及自动控制在装备制造业的应用领域，涉及碳钢板、不锈钢板、镀锌板、冷轧板、马口铁等接缝焊接的电阻缝焊机设备。

技术背景：

过去的电阻缝焊机多采用交流变压器将工频交流降压至5V-10V直接作为焊接电源，或采用逆变技术将工频交流整流再转换成50Hz-500Hz的交流脉冲通过低频变压器将电压降至5V-10V作为焊接电源，也有采用工频交流通过低频变压器降压后进行整流的脉动直流作为焊接电源的方法，以上的电阻缝焊机的特点是，简单实用，交流电流焊接时由于电流有正负峰值和过零，因此在焊缝上有鱼鳞点状斑痕，工频变压器效率低、能耗高、体积大，由于焊接电流很大，对空间会产生较大的电磁辐射污染，焊接时噪声大。

发明内容：

本发明中高频直流电阻缝焊机的构成是将工频交流电接入A、B、C整流电路Z1经C1、C2、C3滤波为直流，R1、R2是C2、C3串联电压平衡电阻，经输入电流传感器H1接到由IGBT模块K1、K2、K3、K4组成的全桥转换电路，高频变压器B1初级L1通过与C9串联接至桥臂中的点D、E，高频变压器B1次级是单匝L2、L3线圈，与整流二极管组Z2、Z3构成次级整流电路，整流后经过输出滤波电感L4和输出滤波电容C10滤波，经过输出电流传感器H2，F、G点分别接电阻缝焊机的下电极和上电极，通过下焊轮和上焊轮将输出电流加在被焊罐身的焊缝处，C4、C5、R3与C6、R4与C7、R5与C8分别是IGBT模块K1、K2、K3、K4、B1的吸收回路，单片机U1与H1、H2、IGBT驱动电路Q1、Q2、Q3、Q4形成了输入电流、输出电流的闭环控制系统，见图1。

本发明中的高频变压器B1的构成是1.纳米非晶磁环；2.多股漆包线绕制的初级线圈L1；3.多条紫铜管弯成U形并联组成单匝的次级线圈L2、L3；4.L2、L3线圈的多条U形铜管连接点通过带有冷却水道的铝板1构成；5.L2、L3的另外两个多条铜管连接点由铜板1、铜板2完成，见图2。

本发明中的整流二极管组Z2、Z3是由多只大电流肖特基二极管或快恢复二极管并联组成，安装在带有冷却水道的铝板2上，二极管使用的多少取决于高频直流电阻缝焊机的输出功率，见图3。

本发明的原理是采用了高频逆变电源，利用输出闭环控制，使用二次整流，输出电流为直流，由单片机产生5KHz-100KHz控制脉冲，按照程序设定的输出焊接电流大小通过PWM技术进行脉冲调宽，再通过IGBT驱动电路Q1、Q4、Q2、Q3控制桥臂中K1、K4导通K2、K3截止，K1、K4截止K2、K3导通的高频变换，经过高频变压器B1将能量传递给次级L2、L3，经过Z2、Z3整流L4、C10滤波后的直流负极和正极分别接至高频直流电阻缝焊机的上、下电极上，在经过上、下焊轮压紧在被焊焊缝的搭接处，电流流过被焊焊缝搭接处的接触电阻而产生热量，使被焊焊缝处上下融合而达到焊接的目的。

本发明的特点是：1.高频变压器B1损耗小，电源效率高；2.高频变压器B1体积小重量轻；3.焊接电流为直流，对空间的电磁辐射小，减少了对操作人员电磁辐射；4.采用单片机U1及输入、输出电流传感器H1、H2形成输出电流的闭环控制系统，采用PWM方式进行控制输出使电流值精度很高；5.无低频交变电磁场，焊接时噪声低；6.本发明的高频直流电阻缝焊机焊接的焊缝平整光滑无毛刺，见图4；7.不会产生交流电流焊接时由于电流有正负峰值和过零而造成的焊缝上的鱼鳞点状斑痕，见图5。

附图说明：

图1为高频直流电阻缝焊机电原理示意图；

图2为高频直流电阻缝焊机中高频变压器B1结构示意图；

图3为高频直流电阻缝焊机中整流二极管组Z2、Z3结构示意图；

图4为高频直流电阻缝焊机焊接效果示意图；

图5为交流或低频脉动直流缝焊机焊接效果示意图；

具体实施方式：

结合说明书附图例举出下述高频直流电阻缝焊机的实施方式，以对本发明作进一步说明。