[其他]全自动电焊面罩

说明书

本发明涉及一种能够自动启闭护目镜片的电焊面罩，是电焊工人的劳动防护面具。

传统的焊接面罩，其护目镜片不能开启，近几年出现的多种型式的垂直启闭电焊面罩，其护目镜片的启闭都是用手控制。不论手控开关如何灵敏，镜片的关闭速度不可能超过电弧的光线速度，肯定有部份电弧光线会从还未来得及关闭的镜片窗口刺伤焊工的眼睛。另外，有许多特种焊接技术，例如氩弧焊必须把面罩戴在头上，以便腾出双手操作焊接工具，这时无法用手控制镜片的启闭。所有老式面罩，都有一个共同的缺点，即盲目引弧，它大大影响焊接质量和焊接效率。

本发明的目的：是提供一种可以克服上述弊病的自动电焊面罩。本面罩护目镜片的启闭不需要用于控制，也不需要用其它方法控制，只要焊钳上的焊条与工件一接触，面罩的镜片就能比起弧超前一个“时间量”，自动迅速地关闭窗口。

发明是这样实现的：操作护目镜片启闭的执行机构是一个电磁铁，电磁铁芯吸合衔铁，护目镜片开启，形成11mm×100mm的观察窗口；铁芯和衔铁分离，护目镜片把观察口关闭。电磁铁吸合电压是65～70伏，分离电压的临界值是45～50伏，电磁铁及附属机构的总重量不得超过70伏。电磁铁的电源一端从焊工的电焊钳上通过软缆引进，而另一端接地线，这样电磁铁的电源电压就是焊接的空载电压，一般是70V。此时电磁铁吸合，使护目镜片开启。当焊条和工件短路引弧时，根据电弧静特性曲线，焊接空载电压下降到30V左右，此时由于电磁铁端电压低于45V，电磁铁和衔铁分离，于是护目镜片闭合。由上可知，电磁铁的动作和焊接工作电压同步。但是由于电磁元件的动作慢，且有惰性，因此镜片的关闭速度远远小于弧光的光线速度，电弧光线肯定会在护目镜片未完全关闭之前大量幅射到面罩内部而刺伤焊工眼睛。

针对上述问题，本发明提出一种解决方案，即启闭护目镜片电磁执行机构的动作先和一个模拟电弧电压同步，而后再转换为焊机电弧电压，而转换过程的时间大于电磁执行机构的动作时间，于是护目镜片的关闭可抢在电弧产生的前头，也就是说护目镜片的关闭时间超前了弧光爆发瞬时一个“时间量”，这样就可以防止电弧光线对人眼睛的刺激。

这个方案能否实现的最关键的问题是模拟电压的功率大小，如果消耗功率太大，便失去意义。经过计算和实际试验，该模拟电弧的功率可以非常小，一般不大于3瓦，由此产生的光亮度也非常小，几乎不能被肉眼观察到。

本方案选择的模拟电压为70V（也可以更低），由一个小型变压器供给。由模拟电压转换为焊机电压，可以采用无触点的可控硅线路，也可以采用继电器线路。如果采用继电器线路作转换电路，它只由一个继电器和一个三相交流接触器组成，具体叙述如下：

继电器的释放电压和吸合电压的规范和面罩的电磁机构相同。三相交流接触器的动作电压为380V，它的一个主触点和电焊机变压器的初级线圈串联，另两个主触点并联控制焊机输出线。接通电源，继电器通电，在变压器次级产生一个70V的模拟电压，于是面罩上的电磁铁带电，使护目镜片处于开启状态。与此同时，三相接触器处于断电状态，继电器和接触器组成联锁电路，使电焊机不工作。焊接时，当焊条和工件一接触，产生一个短路电流，该电流使与电磁铁线圈串联的电阻器上的电压降增大（约大于40V），使电磁铁线圈两端的模拟电压下降（低于30V），于是电磁铁释放了衔铁，关闭了观察窗口。与此同时，继电器先断电，接触器随后接通了焊机的电源，使焊机投入工作状态。继电器和接触器触点动作时间的总和，保证了护目镜片的关闭时间超前焊机启弧一个时间量。

本转换电路还有一个反馈特性。在焊接时，电弧电压通过交流接触器的一组触点反馈到继电器的电磁线圈，熄弧的一瞬间，反馈电压回到70V，继电器吸合，切断接触器，也切断了电焊机电源。因此本自动面罩还有空载时自动切断电源，节约电能的功能。

本电焊面罩比老式面罩以及手控电焊面罩有以下几个优点：

1、全自动面罩能根治盲目引弧，从而大大提高焊接质量，改善对焊工的劳动动保护条件。

2、使用全自动面罩，可以节约大量能源。因为全自动面罩只有在正式焊接时才让电焊机通电，而在任何非焊接时间内都能自动切断焊机电源，电焊机不存在空载运行的问题。

3、使用本面罩，焊工可以不必再用手控制镜片的启闭，更不必用手经常把面罩掀上翻下，这样焊工的一只手就彻底被解放出来，大大提高了焊接功效。

下面通过对实施例及其附图的叙述，详细说明本发明。

图1：全自动面罩的正视图，其中：

1、电磁铁线圈        2、电磁铁铁芯