本发明涉及电弧焊的改进，而具体地涉及适用于焊丝焊、点焊或惰性气体保护焊的改进的电弧焊装置。

已经设计了各种形式的电弧焊设备以便于进行不同材料的焊接，各种变化条件下的焊接及对所需的各种焊缝类型的焊接。因此，一点焊机具有一内装的电气控制和定时电路，该点焊机可让操作者调定该焊机使之对给定焊件提供精密的可重复的点焊缝。一熔化极惰性气体保护电弧焊机可配备以自动送丝器用来馈送填充金属以产生所需要的焊缝。一钨极惰性气体保护电弧焊机可配备以手动或自动气体驱气以便于焊接控制。

迄今，为进行诸如焊丝焊、熔化极惰性气体保护电弧焊或钨极惰性气体保护电弧焊焊接等不同类型的焊接曾经需要不同类型焊接设备，各种设备被特别设计成用于一单一焊接目的。为进行一焊接工作范围必然需要数个不同类型电焊机。

此外，为使一普通的电弧焊机被用作一熔化极惰性气体保护电弧焊或钨极惰性气体保护电弧焊，必须配备以包括引弧的控制、送丝、驱气和操作定时在内的控制机构。为了更可靠的焊接，一熔化极惰性气体保护电弧焊（或钨极惰性气体保护电弧焊）具有控制电路，该控制电路促使变压器芯变为饱和。变压器芯的这种饱和产生第三谐波，该第三谐波产生一基本上方形波输出，该输出使引弧变为容易并便于维修工作的进行。

当在一普通焊机上附加以控制设备，使之能操作成一熔化极惰性气体保护电弧焊，最好产生一基本上方形波的输出。然而，一普通焊机的 变压器芯结构则只具有不适宜于能产生所需要的方形波的输出的铁片。

最好能提供一装置，由此该电弧焊设备可适宜于用作一点焊焊机、或一熔化极惰性气体保护电弧焊或一钨极惰性气体保护电弧焊焊机或螺柱焊焊机。

最好也能提供这种装置，该装置包括可操作以便自动调节一送丝焊机上的送丝控制机构，借此送丝速度与该焊接电弧成正比，并因而使送丝速度与该填充金属的应用也成正比。

最好也能提供一装置，借此，当调定供作一熔化极惰性气体保护电弧焊或钨极惰性气体保护电弧焊时，从电焊机的变压器的整流输出接近一方形波。

最好也能提供用于一气体保护焊机的改进的气体驱气控制以防止焊接过程中惰性气体的浪费并避免由于气体驱气的要求而用其它控制所经历的延迟。

最好也提供用于一电弧焊机的控制装置，使之能作为一带有用于焊接控制的电路的点焊机，以产生用于焊接或定位焊目的的均匀点焊焊缝。

按照本发明的最广泛的形式，提供用于电弧焊机的控制电路装置，该装置能使一电焊机作为一熔化极惰性气体保护电弧焊或钨极惰性气体保护电弧焊焊机而工作，所述电路装置包括响应于电弧电压以使用于馈送焊丝的驱动装置工作的调节装置，该电弧电压为电极和焊件之间的电压，所述调节装置包括改变该驱动装置从而改变馈送速度的装置，并包括一由第一开关装置控制的定时装置，一第二开关装置适合于旁通该定时装置，从而减低馈送速度;一第一齐纳二极管按照被检测的电弧电压控制该第一开关装置，和当电弧电压超过一预定值时启动该第二开关装置的一第二齐纳二极管;以及当电极电压降低至低于一预定值而停止该驱动装置的装置。

用这个控制布局，焊丝馈送的速度与该电弧电压成正比，因此与该 电弧的长度成正比。由此可见，随着电弧长度和电压的增长，则要馈送更多的焊丝以减少电弧长度。随着电弧长度的减少，送丝速度也因而减低，如果该焊丝被卡住，送丝过程自动停止。同理，如果电极的距离变为太长而电弧熄灭，该焊丝馈送若非停止，最好即为被减低到一预定的最小值。该最小值或缓慢送料速度值可预先调定或可通过与该控制开关装置相关的适当的微调进行调校。最好也提供以一按钮式缓慢送料开关以便于操作者按需要馈送焊丝。

最好，该开关装置包括从相应的齐纳二极管馈送的第一和第二控制晶体管，该第二齐纳二极管具有一大于正常电弧电压但小于明弧电压的标称值。

当在一非氧化气氛中，诸如在氩和/或氮和/或二氧化碳和/或其它如本领域中公知的气体下进行电弧焊接时，在该区域未完善地被保护气体所保护之前须谨慎处理不得引弧起焊进行焊接。因此，焊接装置往往被提供以一手动操作气体驱气阀和/或一定时电路，该定时电路，在发生一预定时间内的气体驱气过程之前，能防止电弧被引拖出来。该定时电路通常与电弧电路相关联，以使当该电弧熄灭时，该定时电路便起作用，以便在可以再引弧之前，提供诸如两秒钟的驱气时间。尽管这布局通过获得正确气体保护可防止氧化作用，但当随着暂时性电弧中止而进行驱气过程时，有相当大数量的保护气体被浪费掉。因此，本发明的另一个方面提供自动气体驱气装置，该装置包括在电弧中止时被起动的定时装置，操纵焊机接触器或其它控制器的触发接触装置，及控制保护气体的流量的气体流量装置，借此，当该触发接触装置被起动以开始进行焊接时，该气体流量装置被起动促使保护气体流动，而焊机接触器经一段时间后被起动，该段时间为该定时装置所测定的时间的函数。

在优先的控制系统中，该定时装置被安排成使得当该电弧发生少于一预定时间诸如长达10秒钟的休止，在闭合该焊机接触器时，不发生延 迟。那段时间之后，该接触器闭路被延迟一段时间，该时间则依赖于该电弧已被休止的时间。这时间延迟可在引弧之前使气体流动。其最长的延迟被调定为比如2秒钟的时间。

用本发明的系统，在焊接过程中短时间的中断不会引致较长的气体驱气时间，因此，在节省保护气体方面实现了实质上的节约。此外，焊机的操作者可在焊接已停止较例如10秒钟为短的时间内不用延迟地进行再引弧，虽然这时间是可调校的。

在本发明的又一个方面中，一电弧焊机可通过在控制电路中结合着适当的点焊定时周期而被用作一点焊机。在一优先的形式中，触发接触装置起动该焊机接触器线圈的操作，并带动一安排成操纵一用于该接触器的继电器的定时器。引弧之后，立即使事先已按需要进行调校的定时器开始它的定时功能，然后，在事先调定的预定期间过了后，断开该焊机接触器或其它控制器。这样，该定时器不是从触发接触器被起动的时间起而是从已引弧的时间起控制该点焊机的。这保证可做到非常准确和可重复的点焊焊缝，而且也能使该触发接触器被用于缓慢地馈送焊接焊丝，这样操作者就能设定所需要的焊丝的长度。

当然，该定时器可与自动气体驱气装置配合应用，以致可在焊点之间按照引弧中的延迟进行驱气。另一个可供选择方面，本发明的点焊方面可在没有气体保护下被应用。

按照本发明的另一方面提供电弧焊接装置，包括一焊接变压器和整流器装置，其特征在于，一扼流圈被用作整流装置的输出边上的滤波器以导致整流输出的波形变为更近于方形。

最好在该滤波扼流圈的输入边上将一滤波电容器跨接到该整流器装置的输出。这电容器进一步将该整流器装置输出的波形弄成方形。

本发明也涉及用于诸如钨极惰性气体保护电弧焊或维弧焊类型电弧焊机的一改进的火花隙点结构，并包括被绝缘装置所隔离的电弧体装置 以提供一基本上气密电弧室。

为了使本发明更易于理解，将参照附图对其实施例进行迅速，其中

图1    为一用于控制一电弧焊机的焊丝馈送的控制系统的一种形式的电路图;

图2    为一用于焊丝馈送电动机的控制的改良电路;

图3    为一自动气体驱气定时器的电路图;

图4    为一点/连续点焊接定时器的原理图;

图5    为一示出一可操作以起动与图2的焊丝馈送控制电路配合使用的图4的定时电路的接触器控制电路的电路原理图;及

图6为一按照本发明的一组电弧焊接点的剖面图。

参照图1，该电路说明用于馈送焊接焊丝的一自动速度控制。在大多数电弧焊接中，焊接金属的使用率是取决于一些因素而定的，该因素包括金属的类型，待产生的焊缝的类型，意即，缝焊、点焊、角焊等。在需要供应填充焊丝的地方，一焊丝馈送器通常被应用以自动馈送该焊丝。用熔化极惰性气体保护电弧焊装置时所用焊丝构成焊条，其正确的馈送速度对维持必要的电弧长度来说是必需的，然而，随着电弧长度并因而电弧温度的变化，一固定的速度控制是不足以精确地保持维持正确电弧长度的正确焊丝馈送。

图1    中示明的电路提供一自动焊丝馈送，该焊丝馈送为该电弧电压并因此也是电弧长度的函数。如果电弧长度增加，施加在跨过输入端12的焊条电压的增加导致焊丝馈送速度的增加、焊丝是通过由桥式整流电路16供应一24伏特电压而工作的焊丝馈送电动机14馈送的。该电动机的速度是由在总标号17处示明和应用一对可控硅15和20的速度控制电路及定时电容器24进行控制的。按钮18可使该电动机14低速转动以便按需要手动馈送焊丝。

跨过电弧的和施加到输入端12的电压被施加于控制齐纳二极管19和 21。齐纳二极管21具有一调定在高于公知电弧电压的标称电压，而二极管19则具有一较低的电压。该齐纳二极管19控制第一控制晶体管22的起动以作为电弧电压的函数对定时电容器24进行充电。一手动速度调校微调26使焊丝馈送的最大速度被调校，而微调27′容许速度控制的精细调校。

当电弧电压增加时，定时电容器24的充电率也增加，导致定时电路17使可控硅15导电以使电动机的电流增加。相反地，当电弧电压下降时，流过可控硅15的电动机电流通过放慢该定时电容器充电率而减少。

如果电弧被拖得太长或相反熄灭而且该焊机触发接点25仍保持闭合，端12上的电弧电压超过预定的最大值，这样导致电流在齐纳二极管21中流动而第二控制晶体管23导电。这使定时电容24短路，有效地禁止定时电路，并导致馈送电动机14以低转动速度运转。

如果该焊丝被卡住了，在端12上的电压为零，这样，在齐纳二极管19中便没有电流通过而晶体管22变为开路。由于那里没有电动机电路，该馈送电动机14便停止。

以该速度调校微调26和27设定至用于28伏特电弧电压的全电动机速，该焊丝馈送电动机14将被调校至填充焊丝的馈送为约每秒5厘米的速度。然而，这个量，会随使用该控制电路的焊接设备的具体情况而变化。

将会理解到，通过结合第二个桥式整流电路28到该控制电路中使之可相应地用于交流或直流电弧焊机。在所有情况下，该馈送速度和精密送料速度都初始地手动地预先调定，以便用于所需的特殊焊缝，如果有需要时，一分离的手动开关可用于进行进一步馈送。也将会理到，该控制晶体管从电动机电源取得它们的电能供应，而不是从电弧电源获取电能供应，以避免发生相移问题。

为了使该控制装置可被使用于不同电压的焊机上，提供以转换开关

在图2中示出一改良的速度控制电路，在该电路中该馈送电动机14通过一方式转换开关112被提供以未滤波的24伏特直流电。该开关112能使该焊接设备操作成一熔化极惰性气体保护电弧焊、一点/连续点焊、一钨惰性气体保护电弧焊或一焊丝焊机。对熔化极惰性气体保护电弧焊和点/连续点焊焊接操作均需要焊丝馈送。

在该改良的馈送控制电路中，电弧电压是由两个齐纳二极管119和121探测的，该两个齐纳二极管分别为10伏特和18伏特二极管。在正常焊接操作过程中，施加在跨过端112的电弧电压大于10伏特但小于28伏特，这样，导致晶体管122导电，而晶体管123仍然保持不导电。由继电器线圈126控制的继电器接点125控制通过放大器127和128到可控硅115的开关信号。一以总标号120处所示的一斜波发生器保证施加到可控硅的信号与脉冲电动机电源电压是同步的，该斜波起点在零电压电平交叉开始。

当被探测电压超过约28伏特时，该晶体管123导电，这样直接将继电器线圈126连接在24伏特电源两端，这样导致继电器接点125改变状态，借此由放大器127和128提供到可控硅115的信号导致该可控硅完全导电，并保证该焊丝馈送电动机114恒定的操作。

该继电器接点129，正常下是闭合的，防止该可控硅115的虚假触发。一手动焊丝馈送按钮118使电动机114的手动控制变为可能。

如以上的实施例，微调电位器131和132使该焊丝馈送电动机114速度的调校和微调变为可能。

参照图3，图中示出用于自动地按照被测定的一焊机休止时间控制气体驱气过程。该焊机是通过该焊机的接触器线圈31起动的，该接触器线圈具有闭锁接点33以维持该线圈被起动。

然而，在闭合该触发接点32后，该线圈31只在一预定时间内被激励，这种预定时间是由定时电路确定的。在闭合触发接点32时，满额电源电 压被提供到气体线圈34，该气体线圈工作以容许保护气体流到该焊缝部位。同时，在桥式整流电路36两端之间施加一电压以导致定时电容器37经过电阻器41和电桥而被充电。当该定时电容器37被充电满时，跨接齐纳二极管38的电压导致硅受控整流器39起动，从而将桥式电路36被短路。电流则经过焊机接触器线圈流通而闭锁接点33被闭合，维持该桥式整流电路36的短路状态。

该定时电容器37通过电阻器41和齐纳管38被保持在完全充满电的状态。

当该触发接点32被开路时，该定时电容器37开始通过泄放电阻器42放电，该电阻器具一选择值以便提供一预定的泄放时间。

当该定时电容器37已被部分放电时，如果该触发接触32又被闭合，则再充电该定时电容器37所需的时间将取决于它的放电状态，因此，也取决于该触发接点32已被开路的时间。在所示的实施例中为例，该定时电容器在2秒钟内充电至最大值，并通过泄放电阻器42在2分钟的时间内缓慢地放电。因此，如果该接点触发接点32只开路10秒钟，则该焊机接触器线圈几乎立即被激励。然而，如果该触发接点32已被开路比如说30秒钟的话，该气体线圈将在该电容器再充满电和该焊机接触器线圈31被激励之前被起动约0.5秒钟。

因此，这定时电路保证气体驱气只发生在取决于该触发接点已被开路的时间的必需时间内。

对这装置的这种操作方式，示于43处的接点通常是被旁通的。然而，如果该装置是待配合一点焊定时器使用时，那种定时器可被跨接在点接43上。

图4为一定时电路，该电路通过选择开关113选择成能操作该焊机作为一点焊机或一连续点焊机。该定时器结合一传统的定时电路，诸如一555定时器141，该定时器按照一时间开关142的选择确定一焊接操 作的时间。用这电路，该555定时器141在该焊机引弧后一段预定时间内以单独触发方式工作以起动一在一触发电路（图5）中的继电器线圈。

该定时电路利用一从图2的电动机控制电路导出的信号，该信号由输出端150取得。该555定时器141在每次第2号时间插脚被通以诸如通过使接点72（图5）闭合的脉冲而以传统的方式被调定。然而，该定时器由于该555定时器141的插脚6被该电动机馈送控制电路（图2）的晶体管123所保持“锁下”而不能开始它的定时工作。一旦引弧后，晶体管123立即释放该第6号插脚并允许电容器143充电，这样就开始定时操作。该定时器可通过时间开关142转换成一定时周期选择自1/2秒、1秒、2秒或4秒。这些周期可按需要而改变。

参照图5，图中示出一触发控制电路，该电路可以方式转换开关121的点/连续点焊的方式下起动该定时电路的工作。该接点72的工作使该充电电容器75能通过该第二电容器76而放电，这样就降低该555定时器141的第2号插脚的电压。通过引弧该定时器如前所述被调定到运行，且依次接通晶体管77，该晶体管77导致该继电器78工作。继电器的工作起动焊接操作，对于该焊接操作则该定时器是必需的。

如果该方式转换开关112被选择到熔化极惰性气体保护电弧焊时，该晶体管77永久性地接通，而接点72对继电器78起着一简单的开/关开关器的作用。

参照图6，图6中示出一用于作为钨极惰性气体保护电弧焊或维弧焊焊机而工作的电弧焊机火花隙点的改良结构。按照本发明的这方面，提供以固定间隙的火花隙点，包括一对或更多的对立点部件，每个部件具有一面部，于其中带有一环状槽沟，一非导电性环状垫圈具有内径不小于在每个点部件中的环形槽沟的内径且不大于该环形槽沟的外径，该垫圈具有一不小于最小点间距的厚度，及以该环形垫圈在所述表面之间和基本上与该环形槽沟同轴心以限定所述点部件间的一腔室而安装所述点 部件的装置。

该火花隙点的形式则示于图6，各个点部件51包括一截头锥形成形体52具有一对热辐射鳍53。

在较大的端部上，主体52形成以切口54以便容纳一从一安装柱57延伸的安装夹持器56。该夹持器56和柱57可由一合适的金属制成以协助将热量传导离开主体52，该两个柱57被安装在例如用合成树脂材料或同类材料制成的电绝缘块58上。如果需要，可提供适宜的装置以将主体52朝用彼此方向偏置，这种装置包括弹簧或其同类物。

主体52各有一结合表面61形成以一环状槽沟62。该结合表面61被隔开一等于一环状绝缘垫圈63厚度的距离，该垫圈放置在结合表面61之间并与该槽沟62基本上同轴心而安装起来。垫圈63的内径不大于槽沟62的外径而不小于槽沟62的内径。最好是使得垫圈63的边缘64放置在如图6所示的槽沟62大致的中点位置上。该垫圈63最好是由云母或同类材料制成的，并在结合表面61之间被压缩，以便形成基本上气密腔室66，跨过该室一火花可在主体52间跳跃。

由于腔室66基本上气密，当在主体52之间施加电压时，初始火花耗尽该腔室66中的所有氧气，使得从那时起火花发生在基本上无氧的气氛中。因此，该火花隙点的寿命是无限的。