了解TIG焊机：典型型号简介

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：目前，国产TIG焊机类型很多，各有特点。WS—160是直流TIG焊机；WSJ—500是交流TIG焊机；WSE—315是交直流两用TIG焊机；WSM—200是脉冲TIG焊机。WSJ—500型手工交流TIG焊机是比较典型的TIG焊机，在焊接生产中应用比较普遍。图1-6-18 WSJ—500型手工交流TIG焊机电气原理图下面介绍引弧脉冲触发电路和稳弧脉冲触发电路。稳压管VS4用来使V5在不提供触发信号的另一半波时可靠截止，避免VH5误触发。

目前，国产TIG焊机类型很多，各有特点。WS—160是直流TIG焊机；WSJ—500是交流TIG焊机；WSE—315是交直流两用TIG焊机；WSM—200是脉冲TIG焊机。虽然各种焊机的电路原理不尽同，但面对的基本问题是相同的。WSJ—500型手工交流TIG焊机是比较典型的TIG焊机，在焊接生产中应用比较普遍。

图1-6-17 TIG焊工作程序示意图

Q—保护气体流量 U_yh—高频或脉冲引弧电流 I_f—焊接电流 v_w—焊接速度 v_s—送丝速度 t₂—电流衰减时间 t₃—延时断气时间

WSJ—500型焊机主要由弧焊电源、控制箱、焊枪、供气系统和供水系统等部分组成。控制箱内装有程序控制电路、高压脉冲引弧和稳弧器、消除直流分量的电容器组、气路的电磁气阀和水路的水压开关等。WSJ—500型焊机电气原理如图1-6-18所示。它由焊接主回路、脉冲引弧电路和脉冲稳弧电路以及程序控制电路等组成。

1.焊接主回路

（1）弧焊电源WSJ—500型焊机主要用来焊接铝、镁及其合金。根据被焊接材料的特点，弧焊电源采用BX3—1—500型动圈漏磁式弧焊变压器，具有陡降外特性。

（2）消除直流分量电路消除直流分量电路由隔直电容C₁₁、二极管VD₁₀和电阻R₆组成。由于引弧选择在焊件为负半波时，所以在C₁₁两端按图1-6-18所示方向并联二极管VD₁₀，引弧时使焊接电流从VD₁₀直接通过，以利于引弧。当电弧稳定燃烧后，在焊件为负的半波时VD₁₀将C₁₁短接，从而使C₁₁更有效地消除直流分量。主接触器的常闭触点KM₂在焊接时打开，焊接结束时闭合，可使C₁₁上储存的电荷通过R₆释放，避免C₁₁带电产生危险。

（3）高压脉冲旁路高压脉冲旁路由C₁₀、VD₉、R₅和R₇组成。因为高压脉冲变压器T₂的二次绕组串联在焊接回路中，高压脉冲旁路的作用是避免高压脉冲电流通过焊接回路造成对弧焊电源损伤和脉冲的损耗。C₁₀的作用是过渡高压脉冲的，R₇是释放C₁₀电荷，防止累积高压发生危险。VD₉的作用是只允许正向脉冲通过，也防止脉冲电流振荡，R₅起保护VD₉的作用，也对振荡起抑制作用。R₅数值不宜太大，否则脉冲衰减严重。

2.脉冲引弧电路和脉冲稳弧电路

在该焊机中，脉冲引弧电路与脉冲稳弧电路共用一套高压脉冲发生器电路，如图1-6-12所示。

图1-6-18 WSJ—500型手工交流TIG焊机电气原理图

下面介绍引弧脉冲触发电路和稳弧脉冲触发电路。

（1）引弧脉冲触发电路引弧脉冲触发电路用来保证空载电压相位为π/2时发出触发信号。电路由阻容移相电路、触发电路和低压脉冲电路组成。其中，阻容移相电路由R₁₆、C₈、R₁₅、R₁₇及C₉组成；触发电路由V₄、V₅、R₁₈、R₁₀、R₁₂、VD₈和VS₄组成；低压脉冲电路由VH₅、C₆、VS₆、R₁₄等组成。触发电路的信号取自变压器T₁的一个二次绕组（24V），T₁与焊接变压器都取自同一相的网路，T₁上的电压信号可以保证同步于焊接电源空载电压的交流波形。由于90°移相幅度大，故采用了两级阻容移相电路。R₁₆、C₈为第一级；R₁₅、R₁₇及C₉为第二级。经过阻容移相电路移相90°，且当C₉上的电压为上负下正时（即焊件为负半周时），通过VD₈加到触发电路的V₄基极上而被截止，使R₁₂上有正电压输出。在这个电压的作用下，低压脉冲电路中的晶闸管VH₅被触发，在脉冲变压器T₃的二次侧感应出一个低压脉冲，使高压脉冲发生器电路中的VH₁及VH₂被触发导通，产生一个高压脉冲，使钨极与工件之间的气隙击穿，从而达到引弧的目的。当C₉上的电压为上正下负时，由于不能通过VD₈，则不能产生高压脉冲。稳压管VS₄用来使V₅在不提供触发信号的另一半波时可靠截止，避免VH₅误触发。

（2）稳弧脉冲触发电路稳弧脉冲触发电路由信号衰减电路、触发电路和低压脉冲电路组成。其中，信号衰减电路由R₈、C₄及VS₃组成；触发电路是一个由晶体管V₁、V₂、V₃等组成的射极输出器；低压脉冲电路由VH₄、C₅、VS₅、R₁₃等组成。信号衰减电路的作用是为了避免引弧脉冲对稳弧脉冲触发电路的冲击。因为稳弧脉冲必须加在电流由正半波到负半波的过零点的瞬间。因此，稳弧脉冲信号源取自电弧电压，以保证稳弧脉冲对电流零点的跟踪。但直接取用电弧电压是不行的，因为产生的高压脉冲最终也叠加在电弧电压上。为了防止高压脉冲的冲击，电弧两端的信号首先经过信号衰减电路。信号衰减以后，再从VS₃的负端加到阻抗极大的射极输出器。很显然，由于稳压管VS₃的存在，只有在焊件由正半波向负半波转变，电流经过零点的瞬间，才能在V₁的基极输入一个正向的同步信号电压使V₁导通，并在R₁₁上输出正电压，触发晶闸管VH₄，此时与引弧脉冲电路相仿，由已充好电的C₅经VH₄导通放电给T₃一次侧，进而在T₃的二次侧感应出一个低压脉冲，使高压脉冲发生器电路中的VH₁及VH₂被触发导通，产生一个高压脉冲，达到稳弧的目的。

3.程序控制电路

WSJ—500型焊机的程序控制是由开关、继电器、接触器以及延时电路等来组成。气体的提前和滞后靠电容充放电延时电路控制，其他程序由继电器控制。由于配用通用焊接电源，该焊机没有电流衰减装置。其控制电路动作过程如下：

将电源开关S₁闭合，控制变压器T₁有电，指示灯H₂亮。开通冷却水（确保焊枪与脉冲变压器T₂得到水冷却），水流开关SW接通，水流指示灯H₁亮，说明焊机可以起动。闭合S₂，电磁气阀YV通，可调整和检视保护气体流量。将焊枪上的S₃拨到闭合位置，开始引弧焊接。焊接程序控制电路的动作程序框图如图1-6-19所示。

图1-6-19 焊接程序控制电路的动作程序框图

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