氩弧焊机工作原理与控制详解
氩弧焊机工作原理与控制详解
氩弧焊机是一种用于金属焊接的专业设备，尤其适用于高质量、高精度的焊接作业。它利用氩气作为保护气体，确保焊接过程中电弧的稳定性，减少焊缝的氧化和污染。氩弧焊的全称是钨极惰性气体保护弧焊，英文缩写为TIG，其中“T”代表“Tungsten”，即钨，而“IG”则表示“Inert Gas”，即惰性气体。
氩弧焊的起弧方式采用高压击穿，首先在电极针（通常是钨针）与工件之间施加高频高压，击穿氩气介质形成电弧，然后维持稳定的电流供应，确保焊接过程的连续性。这一过程中，氩气的控制至关重要，要求在焊接前先送气，创造一个惰性环境，利于起弧；焊接完成后，继续送气一段时间，有助于工件冷却，防止氧化，提高焊接质量。
氩弧焊机与手弧焊机相比，虽然在主回路、辅助电源、驱动电路和保护电路上有共性，但氩弧焊机增加了特定的控制功能。例如，手开关控制使得氩气先送后停，电流后送先停；高频高压控制用于起弧；增压起弧控制则确保焊接过程的稳定性。此外，氩弧焊机采用负极输出，电极针接负极，工件接正极，这种连接方式有助于电弧的稳定和焊接过程的控制。
氩弧焊机的工作原理中，手开关控制是一个关键环节。手开关合上时，24V直流电通过电阻网络控制Q1、Q2和Q3等晶体管，使得氩气供应的电磁阀工作，提前送气。同时，经过一定时间的延迟，控制芯片如CW3525开始工作，输出焊接所需的功率，电流随后启动。这种控制设计确保了电流的延迟启动，与氩气的供应同步，从而达到理想的焊接效果。
氩弧焊机通过精密的电气控制和氩气保护，实现了高效、精准的焊接操作，广泛应用于航空航天、汽车制造、精密机械等领域。理解并掌握氩弧焊机的工作原理对于进行高质量焊接作业至关重要。
什么是氩弧焊
氩弧焊即钨极惰性气体保护弧焊，指用工业钨或活性钨作不熔化电极，惰性气体（氩气）作保护的焊接方法，简称TIG。
氩弧焊的起弧方式
氩弧焊的起弧采用高压击穿的起弧方式，先在电极针（钨针）与工件间加以高频高压，击穿氩气，使之导电，然后供给持续的电流，保证电弧稳定。
氩弧焊的一般要求
对气体的控制要求
要求气体先来后走，氩气是较易被击穿的惰性气体，先在工件与电极针间充满氩气，有利于起弧；焊接完成后，保持送气，有助于防止工件迅速冷却防止氧化，保证了良好的焊接效果。
电流的手开关控制要求
要求按下手开关时，电流较气延迟，手开关断开（焊接结束后），根据要求延时供气电流先断。
高压的产生与控制要求
氩弧焊机采用高压起弧的方式，则要求起弧时有高压，起弧后高压消失。
干扰的防护要求
氩弧焊的起弧高压中伴有高频，其对整机电路产生严重的干扰，要求电路有很好的防干扰能力。
氩弧焊机与手弧焊机的工作电路的差别
氩焊机与手弧焊机在主回路、辅助电源、驱动电路、保护电路等方面都是相似的。但它在后者的基础上增加了几项控制：1、手开关控制；2、高频高压控制；3、增压起弧控制。另外在输出回路上，氩弧焊机采用负极输出方式，输出负极接电极针，而正极接工件。
氩弧焊机的工作原理
氩弧焊机在主回路、辅助电源、驱动电路、保护电路等方面的工作原理是与手弧焊机是相同的。在此不再多叙述，而着重介绍氩弧焊机所特有的控制功能及起弧电路功能。
手开关控制
手开关原理图如图8.1
图8.1
氩弧焊机要求氩气先来后走，而电流则后来先走（相对气而言），这此都是通过手开关控制实现的。
由图知：当焊机主开关合上后，辅助电源工作，给控制电路提供了24V的直流电。手开关未合上时，24V直流电通过电阻R5使Q2导通，CW3525芯片的8脚经过T形滤波器（L5、C5组成，抗干扰用）对地短路，此时，CW3525处于封波状态，电路无输出。当手开关合上时，Q2截止，CW3525芯片的8脚经R4、R3分压后，加到芯片的控制端，使芯片工作，输出焊接所需的功率。同时，手开关合上后，24V直流电通过R1使Q1导通，Q1的集电极输出高电平，使Q3导通，Q3的集电极输出低电平，控制氩气电磁阀工作，提前送气。当手开关断开时，Q1截止，Q3也截止，氩气电磁阀停止工作，停止送气。但此时，由于CW3525芯片的控制作用，电流仍能维持一段时间，使焊缝冷却，防止氧化。
高频高压控制
高频高压控制电路如图8.2
图8.2
高频高压控制电路由高频振荡器和高压变压器组成。高频振荡器产生高频信号，经高压变压器升压后，加到电极针与工件之间，产生高压，击穿氩气，形成电弧。高频振荡器由晶体管Q4、Q5和相关元件组成，当手开关合上时，Q4导通，Q5截止，高频振荡器开始工作。当电弧形成后，高频振荡器停止工作，高压消失，以防止高频信号对整机电路的干扰。
增压起弧控制
增压起弧控制电路如图8.3
图8.3
增压起弧控制电路由稳压管D1、电阻R6、R7和电容C6组成。当手开关合上时，24V直流电通过R6使D1击穿，C6开始充电。当C6充电到一定电压时，通过R7对CW3525芯片的控制端加一正向电压，使芯片输出功率增加，形成增压起弧。当电弧形成后，D1恢复截止状态，增压作用消失，以防止过大的电流损坏电极针。
氩弧焊机通过上述控制功能，实现了精确的焊接过程控制，保证了焊接质量。同时，氩弧焊机采用负极输出方式，输出负极接电极针，而正极接工件，这种连接方式有助于电弧的稳定和焊接过程的控制。