JP3215622B2 - アーク溶接電源 - Google Patents
アーク溶接電源Info
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Description
薄板を高速溶接するのに好適なア−ク溶接電源に関する
ものである。
接電源の接続図で、特公平4−53619号公報に開示
されたものを簡略化して示すものである。1はア−ク溶
接電源で、商用交流電源2からの入力を入力側整流回路
3で直流に変換し、平滑用コンデンサ4により平滑化し
た後、インバ−タ回路5により高周波交流(例えば20
kHz)に変換し、これを変圧器6で溶接に適した電圧
に降圧した後、出力側整流回路7により再度直流に変換
し、直流リアクタ8により平滑化してア−ク負荷12に
直流出力を供給する。10は消耗電極である溶接ワイ
ヤ、11はワイヤ送給モ−タ、13は母材である。そし
て、電流変化率検出手段として直流リアクタ8に二次巻
線8aを設け、この二次巻線8aに誘起する電圧をア−
ク負荷12に供給される出力電流Iの変化率(di/d
t)に対応した信号として用いる。なお、上記電圧には
インバ−タの成分が含まれるため、フィルタ回路15を
通し、電流変化率制御回路16により反転増幅して帰還
信号とする。そして、上記帰還信号と出力電圧設定器1
7からの基準入力信号とを加算器18で加算した信号を
前記インバ−タ回路5の出力パルス幅を決定する制御入
力とすることにより、電流変化を抑制する。なお、出力
電流Iに関するフィルタ回路15、電流変化率制御回路
16、出力電圧設定器17、加算器18の信号は、図4
のA〜Dに示すようになっている。そして、特公平4−
53619号では、長時間の短絡状態および長時間のア
ーク状態が続いたときには出力電流の変化に対する抑制
を強めることにより、スパッタの低減およびアーク切れ
防止を簡単な構成で実現している。
を高速溶接する場合、短絡を規則正しく発生させる必要
がある。しかし、上記従来技術において、短絡時および
ア−ク時の電流変化率を小さくすると、図5(a)の溶
接電流波形に示すように、aの区間で示す短絡時間とb
の区間で示すア−ク発生時間が長くなり、短絡回数が大
幅に減少してビ−ド外観が悪くなる。また、ア−ク長が
急激に短くなったときに短絡が開放されず、cの区間で
示す長い短絡が生じ、その間に過熱された溶接ワイヤが
爆発的に溶断してア−ク切れを起こし、溶接速度を上げ
ることができない。一方、短絡回数を多くするために短
絡時およびア−ク時の電流変化率を大きくすると、図5
(b)の溶接電流波形に示すように、短絡回数は増加す
る。しかし、dの区間で示すような非常に短い時間の短
絡(以下、不完全短絡と称す。なお、不完全短絡は、短
絡初期の急激な電流の立上りによる電磁ピンチ力により
溶滴が母材に移行する前に短絡が開放することにより発
生する。)が頻発するようになる。そして、この間は溶
接ワイヤ先端の溶滴が母材にほとんど移行せず、短絡回
数が減少したのと同じ結果になって溶滴が大きく成長す
る。そして、eの区間で示す次の短絡時に大きな短絡電
流が流れ、大粒のスッパタが発生したり、ア−ク切れに
なることがある。本発明の目的は、上記した課題を解決
し、短絡回数を多くしたときの不完全短絡の発生を防止
して、高速で溶接を行っても短絡が規則正しく発生し、
ア−クを安定にすることができるア−ク溶接電源を提供
するにある。
制御回路16の出力が、図2のCに示すように、短絡か
らア−クに移行した点が、+の最大となり、ア−クから
短絡に移行した点が、−の最大となることに注目した。
この結果、上記した課題は、出力電流の変化率を検出す
る出力電流変化率検出手段と、前記出力電流変化率の検
出信号を出力制御部に入力することにより出力電流の変
化率を制御する電流変化率制御回路とを備え、消耗性電
極と母材との間にア−クを発生させる定電圧特性のア−
ク溶接電源において、前記電流変化率制御回路の出力電
圧のうち電流変化率を正にする電圧を検出し、検出した
電圧が所定の値以上の場合は前記電流変化率制御回路の
増幅率を所定の時間だけ低下させる回路と、前記電流変
化率制御回路の出力電圧のうち電流変化率を負にする電
圧を検出し、検出した電圧が所定の値以上の場合は所定
の遅延時間の後に所定の時間だけ前記電流変化率制御回
路の増幅率を低下させる回路とを備えることにより解決
される。そして、電源変化率制御回路を反転増幅器と
し、前記反転増幅器の入出力間にコンデンサと抵抗を直
列に接続し、上記抵抗と並列に電源変化率を正にする電
圧が発生した時順方向となるダイオ−ドを複数個直列に
接続したものを接続し、上記抵抗と並列に電源変化率を
負にする電圧が発生した時順方向となるダイオ−ドを複
数個直列に接続したものとスイッチング素子を直列に接
続し、前記負にする電圧により前記スイッチング素子を
ONディレ−するように構成することにより実現でき
る。
ものである。なお、図3と同じものは同一の符号を付
し、説明を省略する。20はコンデンサで、一方は電流
変化率制御回路16の入力端Aに、他方は接続点Sに接
続してある。21は放電用抵抗で、一方は電流変化率制
御回路16の出力端Kに、他方は接続点Sに接続してあ
る。22〜25はダイオ−ドで、それぞれ直列に接続し
てあり、ダイオ−ド22のアノードが出力端Kに、ダイ
オ−ド25のカソードが入力端Aに接続してある。26
〜30はダイオ−ドで、それぞれ直列に接続してあり、
ダイオ−ド30のアノードが接続点Sに、ダイオ−ド2
6のカソードがトランジスタ31のコレクタCに接続し
てある。31はトランジスタで、コレクタCはダイオ−
ド26のカソードに、エミッタEは出力端Kに、ベース
Bはダイオ−ド33のカソードに接続してある。32は
抵抗で、一方は入力端Aに、他方は他方は接続点Tに接
続してある。33はダイオ−ドで、アノードが接続点T
に、カソードがトランジスタ31のベースBに接続して
ある。34はコンデンサで、一方は接続点Tに、他方は
出力端Kに接続してある。35はダイオ−ドで、アノー
ドが出力端Kに、カソードが接続点Tに接続してある。
動作を説明する。なお、同図において点線で示すものは
図4に示したものである。負荷が短絡からア−クになっ
た直後(電流変化率が正の時)は電流変化率制御回路1
6の入出力間電圧は、図2のf点となり、ダイオ−ド2
2,23,24,25の順方向電圧より高いため、出力
端Kからコンデンサ20を通る電流が流れ、電流変化率
制御回路16の増幅率を減少させるから、出力電流は急
激に低下する。この結果、ア−クの燃え上がりを防止し
て短絡を促進させる。なお、出力電流が急激に低下する
時間t1はコンデンサ20の充電時間で決定される。負
荷がア−クから短絡になった直後(電源変化率が負の
時)は電流変化率制御回路16の入出力間電圧は、図2
のg点となり、ダイオ−ド26,27,28,29,3
0の順方向電圧より高いため、入力端Aからトランジス
タ31のONディレ−時間t2後のh点から、コンデン
サ20を通る電流が流れ、この電流は電流変化率制御回
路16の増幅率を減少させるから、出力電流を急激に所
定の時間だけ急激に増加する。この結果、g点での急激
な電流増加を防ぐことで不完全短絡を防止し、かつh点
からの電流の急激な電流増加により短絡からの開放の安
定化を計ることができ、短絡回数が多く、不完全短絡の
少ない溶接を行うことができる。なお、出力電流が急激
に増加する時間t3はコンデンサ20の充電時間で決定
される。なお、ダイオ−ド33はトランジスタ31がO
Nするしきい値を決めるためのものであり、ダイオ−ド
35はコンデンサ33が逆方向には充電されないように
してONディレ−時間を一定にするためのものである。
なお、電源変化率制御回路16は反転増幅器としてもよ
い。また、ダイオ−ドを複数個直列に接続することによ
り所定の電圧を作ったが、他の手段を用いても良い。
負荷が短絡からア−クになった直後(電源変化率が正の
時)は所定の時間だけ溶接電源出力電流を急激に低下さ
せ、ア−クの燃え上がりを防止して短絡を促進させ、負
荷がア−クから短絡になった直後(電源変化率が負の
時)は急激な電流増加を防ぐことで不完全短絡を防止
し、所定の時間の後に所定の時間だけ急激に増加させる
ようにしたから、短絡からの開放の安定化を計ることが
でき、短絡が規則正しい溶接を行うことができる。この
結果、短絡回数が多く、かつ規則正しくなり、不完全短
絡の少ない溶接を行うことができ、大粒のスパッタの発
生を防止できる。また、低いア−ク電圧でも安定したア
−ク状態が得られ、溶接速度を向上させることができ
る。さらに、溶滴の過大な成長が抑制され、作業性が向
上し均一なビ−ド外観が得られる。という効果がある。
Claims (2)
- 【請求項1】出力電流の変化率を検出する出力電流変化
率検出手段と、前記出力電流変化率の検出信号を出力制
御部に入力することにより出力電流の変化率を制御する
電流変化率制御回路とを備え、消耗性電極と母材との間
にア−クを発生させる定電圧特性のア−ク溶接電源にお
いて、前記電流変化率制御回路の出力電圧のうち電流変
化率を正にする電圧を検出し、検出した電圧が所定の値
以上の場合は前記電流変化率制御回路の増幅率を所定の
時間だけ低下させる回路と、前記電流変化率制御回路の
出力電圧のうち電流変化率を負にする電圧を検出し、検
出した電圧が所定の値以上の場合は所定の遅延時間の後
に所定の時間だけ前記電流変化率制御回路の増幅率を低
下させる回路とを備えることを特長とするア−ク溶接電
源。 - 【請求項2】電流変化率制御回路を反転増幅器とし、前
記反転増幅器の入出力間にコンデンサと抵抗を直列に接
続し、上記抵抗と並列に電源変化率を正にする電圧が発
生した時順方向となるダイオ−ドを複数個直列に接続し
たものを接続し、上記抵抗と並列に電源変化率を負にす
る電圧が発生した時順方向となるダイオ−ドを複数個直
列に接続したものとスイッチング素子を直列に接続し、
前記負にする電圧により前記スイッチング素子をONデ
ィレ−するように構成したことことを特長とする請求項
1に記載のア−ク溶接電源。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP08682996A JP3215622B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | アーク溶接電源 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08682996A JP3215622B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | アーク溶接電源 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09271941A JPH09271941A (ja) | 1997-10-21 |
JP3215622B2 true JP3215622B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=13897712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08682996A Expired - Fee Related JP3215622B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | アーク溶接電源 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3215622B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT508146B1 (de) | 2009-08-10 | 2010-11-15 | Fronius Int Gmbh | Verfahren zum auftrennen eines kurzschlusses beim kurzlichtbogenschweissen und schweissgerät zum kurzlichtbogenschweissen |
-
1996
- 1996-04-09 JP JP08682996A patent/JP3215622B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09271941A (ja) | 1997-10-21 |
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