一种用于氩弧焊机的电源系统解决方案

这种高频振荡器具有以下优点：中频升压器取代工频升压变压器，使其体积、重量、铜损、铁损均可显著下降，从而提高效率；电网电压波动对其影响小，引弧速度快，引弧可靠性高。

2．3　焊接电源的实现

由于弧焊电源的电气特性和结构不同于一般的电力电源，它的负载是电弧，弧焊电源必须适应电弧负载的特性，因此，弧焊电源需具备工艺适应性，应满足下列弧焊工艺对电源的要求：保证焊接规范；保证电弧稳定；具有足够宽的焊接规范调节范围。

本文采用模拟式晶体管脉冲弧焊电源。晶体管焊接电源是一种性能好、控制精度高、灵活性大的新型弧焊电源。在硅整流器的直流回路中串入大功率晶体管组，以便对电压、电流进行无级调节。

晶体管弧焊电源依靠大功率晶体管组、电子控制电路以及不同的闭环控制，可以获得需要的外特性、输出电压波形、输出电流波形。模拟式晶体管脉冲弧焊电源的电路原理图如图3所示。

模拟式晶体管脉冲弧焊电源主要由降压变压器T、整流器Z、晶体管组Trs、电容组C和电子控制电路等组成。单相或三相电压经降压和整流滤波后，借助大功率晶体管组Trs获得所需的外特性和电压、电流的无级调节，从而对电弧供电。电容组C除了滤波，更主要的作用是在脉冲电弧焊时保证三相电源负载均衡。

3　抗干扰及其可靠性的设计

在焊接操作过程中，会出现各种不同的严重干扰。为此，采用以下措施来提高本焊接电源系统的抗干扰性和可靠性：

（1）为了防止引弧电源的高频串入焊接电源损害其它电器和电子器件，接入高频旁路电容，可防止高频经箱体、地线击穿电子器件。另外，采用隔离变压器对高频振荡器供电，是防止干扰经电源串入控制电路的有效措施。

（2）采用屏蔽，对高频振荡器和电子器件加以屏蔽；同时，尽可能把高频火花放电间隙调节得小一些，以限制高频空间干扰强度。高频引弧器与焊接电路采用了并联的连接方法。

（3）由于焊接电流为一闭环控制系统，是一个离散系统，系统中既有开关量又有模拟量存在，在脉冲电流的前后沿的高次谐波具有较宽的频谱及射频干扰，再加上引弧时高频发生器产生的高频高压信号，对整个闭环系统无疑是一个强大的干扰。同时，因控制板上的IC基本上采用CMOS片，故，在线路中对高频的防护十分重要。采取的措施：在可能串入高频处，加抗干扰元件，如阻容吸收、光电隔离；控制线远离电抗器等漏磁较大的部件，而且不能与电流较大的电力线捆扎在一起；分流器的反馈信号线路等弱信号需绞和以减少差模干扰。

4　焊接试验及生产应用

焊接试验时，电弧的启动性能好，所要求的电弧可靠燃烧，在引弧处具有满意的焊缝成形和冶金质量，收弧时，电流按衰减方式下降，并在起弧和收弧处有一定的搭接。从而，在收弧处不易形成凹坑或缩孔，焊接的电流稳定，在焊接过程中不会发生抖动现象，因此，焊缝表面光滑，成形均匀。

本焊机经过大量的焊接试验和用户单位的验收，证明其技术指标均符合用户的要求。目前，该焊机已投入生产应用，取得了良好的经济效益。

5　结束语

本焊机的控制电路具有设计合理，结构简单，工作稳定可靠，成本低，抗干扰性能强等特点。

焊机在1A～100A稳定可靠地运行。在20Mpa氩气条件下，钨极与工件表面距离2mm时，引弧成功率极高；在1Mpa氩气条件下钨极与工件表面距离7mm时，引弧成功率也极高。实践证明：本设备可以满足焊接的严格要求，能焊接出质量合格，外观良好的焊件。

参考文献

1　中国机械工程学会焊接学会．焊接手册第一卷，焊接方法及设备．北京：机械工业出版社，1992

2　郑宜庭，黄石生．焊接电源．第3版．北京：机械工业出版社，1995