[发明专利]一种双弧TIG焊接电源装置

说明书

技术领域

本发明属于一种双弧TIG焊接电源装置，相比于常规的单丝焊接系统可以达到更高的焊接速度，相对于传统的双丝或多丝焊接系统具有更小的热输入，且母材受热区域更集中，可以适用于薄板的焊接。该种焊接工艺采用非熔化极电弧，两条电弧在两个不同钨极与母材之间交替导通。既可以调节焊接热输入的分配方式，又可以增加熔敷金属的数量，从而有效提高焊接效率。该技术属于热加工技术领域。

背景技术

常规的电弧焊接工艺可以分为熔化极电弧焊接工艺和非熔化极电弧焊接工艺。在TIG焊中，惰性气体有较好的保护作用，它本身既不与金属发生任何化学反应，也不溶解于高温液体金属中，使得焊接过程熔池的冶金反应简单，容易控制，TIG焊接电流在10-500A范围内电弧都很稳定，且不存在熔滴过渡问题，无飞溅，焊缝美观。在薄板焊接中提高效率的主要方式是提高焊接速度，高速焊接和常规速度焊接在焊接热输入的分配方式显著不同。在低速焊接时，一般采用较小的热输入和较低的焊接速度，而在高速焊接时需要较高的热输入和较高的焊接速度。目前双弧高速焊接工艺相对于单弧焊接工艺可以提高焊接速度一倍以上，是目前主要的高速电弧焊接工艺。但是，在直流TIG焊多电极焊接时，由于相近的电极通以同方向的电流，电极间的电弧相互作用极易造成磁偏吹，使得焊接过程中电弧出现摆动而不稳定，应用困难。而且常规的恒流或低频脉冲焊接工艺电弧挺度不够，在高速移动时电弧会出现拖拽和跳跃现象，容易产生焊接缺陷。如果简单采用双非熔化极大间距电弧焊接，可以改善焊接速度，但是整体热输入较高,无法应用于薄板的焊接。

发明内容

本发明的目的在于，通过提供一种双弧复合焊接工艺方法，实现焊缝区域受热高度集中及高速焊接的目的，从而应用于常规双弧焊接无法解决的薄板高速焊接工艺问题。

本发明是采用以下技术手段实现的：

一种双弧TIG焊接电源装置，其特征在于：该装置包括第一恒流输出电路(10)，第二恒流输出电路(13)，第三恒流输出电路(12)和缓冲网络；还包括电流切换电路(11)；

该电流切换电路包括：第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、二极管D1；第一开关管Q1集电极与二极管D1的A端、第二恒流输出电路的阳极相连，第一开关管Q1发射极与第二开关管Q2的发射极、第三开关管Q3的发射极相连，第二开关管Q2的集电极与第一钨极、第一恒流输出电路的阴极相连，第三开关管Q3的集电极与第二钨极、第三恒流输出电路的阴极相连；母材与第三恒流输出电路的阳极、第一恒流输出电路的阳极、二极管D1的K端相连。

当电流切换电路(11)中第一开关管Q1、第三开关管Q3关断，第二开关管Q2导通时，第二恒流输出电路输出的电流叠加在第一钨极上，第一恒流和第二恒流同时流过第一钨极，第一钨极流过脉冲峰值电流，第三恒流流过第二钨极，第二钨极流过脉冲基值电流。

当电流切换电路(11)中第一开关管Q1、第二开关管Q2关断，第三开关管Q3导通时，第二恒流输出电路输出的电流叠加在第二钨极上，第二恒流和第三恒流同时流过第二钨极，第二钨极流过脉冲峰值电流，第一恒流流过第一钨极，第一钨极流过脉冲基值电流。

当电流切换电路(11)中第二开关管Q2、第三开关管Q3关断，第一开关管Q1导通时，第二恒流输出电路输出的电流通过第一开关管Q1直接流回第二恒流输出电路；第一恒流流过第一钨极，第一钨极流过脉冲基值电流；第三恒流流过第二钨极，第二钨极流过脉冲基值电流。

进一步，所述的第三恒流输出电路输出电流为5—400A。

本发明由两组相同硬件能产生高频高沿脉冲电流的电源组成，且该双电弧复合焊接工艺方法，包括第一、第二、第三恒流输出电路。第一、第三恒流输出电路是基值恒流输出电路，可以实现恒流输出，可以用于非熔化极电弧焊接工艺，实现引弧，不断弧。本发明以全桥电路构建第二恒流输出电路，作为最佳实施方式，也可以通过其它拓扑结构来实现恒流输出电路。恒流输出电路可以实现恒流输出特性，可以用于非熔化极焊接工艺。同样以全桥电路构建基值恒流输出电路，作为最佳实施方式，也可以通过其它拓扑结构来实现恒流输出电路。电流切换电路可以使恒流电路输出电流从不同的端子输出。

三个开关管通过驱动电路交替工作，使电源的阴阳极输出端输出高频高沿脉冲电流。

前述的电流切换电路可以把恒流输出电路中的电流输出回路进行切换。

本发明为复合电弧焊接装置，与现有技术相比，具有以下明显的优势和有益效果：