JPH026065A - Ｔｉｇ溶接の方法と装置 - Google Patents
Ｔｉｇ溶接の方法と装置Info
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- JPH026065A JPH026065A JP63326401A JP32640188A JPH026065A JP H026065 A JPH026065 A JP H026065A JP 63326401 A JP63326401 A JP 63326401A JP 32640188 A JP32640188 A JP 32640188A JP H026065 A JPH026065 A JP H026065A
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Classifications
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
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-
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- B23K9/1006—Power supply
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はアーク溶接技術に関し、更に詳しくはアルミニ
ウムのような金属をＴＩＧ溶接するに特に適する方法お
よび装置に関する。
ウムのような金属をＴＩＧ溶接するに特に適する方法お
よび装置に関する。
本発明はアルミニウムをＴＩＧ溶接する技術に特に有用
であるので以下にＶ１％にアルミニウム溶接に関連して
述べるが、本発明はもつと広い用途をもち、直流電力供
給により電極と加工片との間にアークで流れる電流の極
性を周期的に逆にすることの望まれる消耗性または非消
耗性の電極を使用する種々のアーク溶接法に使用するこ
とができる。
であるので以下にＶ１％にアルミニウム溶接に関連して
述べるが、本発明はもつと広い用途をもち、直流電力供
給により電極と加工片との間にアークで流れる電流の極
性を周期的に逆にすることの望まれる消耗性または非消
耗性の電極を使用する種々のアーク溶接法に使用するこ
とができる。
アルミニウムおよび同様の金属の溶接において、ＴＩＧ
溶接を使用するのかや＼通常の慣習になった。ＴＩＧ溶
接においてはタングステン電極のような非消耗性電極が
加工片から十分な間隔をおいて配置され、この間隔を横
切る電圧によって電流が生じるときアークが確立される
。アルミニウムはきわめて容易に酸化されるので、アル
ミニウム酸化物を溶接表面から除くことが必要である。
溶接を使用するのかや＼通常の慣習になった。ＴＩＧ溶
接においてはタングステン電極のような非消耗性電極が
加工片から十分な間隔をおいて配置され、この間隔を横
切る電圧によって電流が生じるときアークが確立される
。アルミニウムはきわめて容易に酸化されるので、アル
ミニウム酸化物を溶接表面から除くことが必要である。
充填ワイヤがアークの熱によって溶融してアルミニウム
加工片上に堆積するからである。交流電力供給を使用し
て電極と加工片との間の間隙もしくは間隔に交流を流す
ことによって金属を洗浄することかや一通常の慣習にな
った。この慣習によれば、正のサイクル中は電極は加工
片に対して正であり、従って電子は加工片から放出され
る。このプロセスは表面からアルミニウム酸化物を分解
して除去し、その直後の負のサイクルの準備ができる。
加工片上に堆積するからである。交流電力供給を使用し
て電極と加工片との間の間隙もしくは間隔に交流を流す
ことによって金属を洗浄することかや一通常の慣習にな
った。この慣習によれば、正のサイクル中は電極は加工
片に対して正であり、従って電子は加工片から放出され
る。このプロセスは表面からアルミニウム酸化物を分解
して除去し、その直後の負のサイクルの準備ができる。
負のサイクルにおいてはタングステンまたは他の非消耗
性金属が加工片に対して負になる。
性金属が加工片に対して負になる。
電子はタングステン電極から加工片の方向に放出されて
アーク区域中で比較的効率のよい加熱が行なわれる。ア
ークを流して交流電流を使用することによって、クリー
ニング・サイクルと加熱サイクルが主として交互に生じ
、アルミニウムのや＼効率のよいＴＩＧ溶接法がえられ
る。この溶接法がたとえ成功裡に且つ広く使用されたと
しても、実質的な実用上の及び操作上の欠点が経験され
た。たとえば、負の極性の加熱サイクルの持続時間と実
質的に同じ持続時間をもつ正のクリーニング・サイクル
を使用することは最適に効率のよい方法ではない。電極
と加工片の放射度の相違は交流サイクルを歪め、負の極
性の半サイクル間に比較的小さい正のサイクルを生ぜし
める。この不均衡な出力電流は、アルミニウムの交流Ｔ
ＩＧ溶接に使用されている飽和性反応器型ＡＣ！、力源
について代表的である。上記の欠点に加えて、アルミニ
ウムのＴＩＧ溶接は手動の、自己シールド・フランクス
心の及びガス金属アーク溶接用に使用されている現在の
装置を用いて容易に行なうことはできない。
アーク区域中で比較的効率のよい加熱が行なわれる。ア
ークを流して交流電流を使用することによって、クリー
ニング・サイクルと加熱サイクルが主として交互に生じ
、アルミニウムのや＼効率のよいＴＩＧ溶接法がえられ
る。この溶接法がたとえ成功裡に且つ広く使用されたと
しても、実質的な実用上の及び操作上の欠点が経験され
た。たとえば、負の極性の加熱サイクルの持続時間と実
質的に同じ持続時間をもつ正のクリーニング・サイクル
を使用することは最適に効率のよい方法ではない。電極
と加工片の放射度の相違は交流サイクルを歪め、負の極
性の半サイクル間に比較的小さい正のサイクルを生ぜし
める。この不均衡な出力電流は、アルミニウムの交流Ｔ
ＩＧ溶接に使用されている飽和性反応器型ＡＣ！、力源
について代表的である。上記の欠点に加えて、アルミニ
ウムのＴＩＧ溶接は手動の、自己シールド・フランクス
心の及びガス金属アーク溶接用に使用されている現在の
装置を用いて容易に行なうことはできない。
この分野での殆んどの工業的アーク溶接電力供給は直流
である。ＴＩＧ溶接を行なうことができるようにこれら
の溶接機を交流に変えるのは直流電力供給の殆んどの持
ち主にとってコストが嵩み非実用的な方法である。
である。ＴＩＧ溶接を行なうことができるようにこれら
の溶接機を交流に変えるのは直流電力供給の殆んどの持
ち主にとってコストが嵩み非実用的な方法である。
直流電力供給を使用してＴＩＣ溶接を行なうとき、操作
者は使用すべき極性をえらばなければならない。軟鋼ま
たはステンレス鋼を溶接しようとする場合、クリーニン
グの必要はなく、従って直流電極の負のＴＩＧ溶接を行
なうことができる。この極性は酸化物フィルム除去のた
めのアーク・クリーニングを与えず、従ってもしもこれ
をアルミニウム溶接に使用しようとするならば、溶接の
前に予備溶接クリーニングと溶接面の酸化物除去を行な
わなければならない。これは重質アルミニウム板をＴＩ
Ｇ溶接し、追加の予備クリーニング要件を電極に負の極
性を使用して溶接速度を増大させることによって重視す
る場合にのみ実用的である。この点を考慮して操作者は
電流が電極から加工片に流れる直流電極が正のＴＩＧ溶
接をえらぶことか多い。これはアーク溶接法と組合せて
クリーニング作用を生せしめるが、溶接速度が非常に遅
くなる。この概念が技術的に容認されたとしても、タン
グステン電極はその寸法を著るしく大きくし且つ水冷却
を使用しない限り、熱くなりすぎる。
者は使用すべき極性をえらばなければならない。軟鋼ま
たはステンレス鋼を溶接しようとする場合、クリーニン
グの必要はなく、従って直流電極の負のＴＩＧ溶接を行
なうことができる。この極性は酸化物フィルム除去のた
めのアーク・クリーニングを与えず、従ってもしもこれ
をアルミニウム溶接に使用しようとするならば、溶接の
前に予備溶接クリーニングと溶接面の酸化物除去を行な
わなければならない。これは重質アルミニウム板をＴＩ
Ｇ溶接し、追加の予備クリーニング要件を電極に負の極
性を使用して溶接速度を増大させることによって重視す
る場合にのみ実用的である。この点を考慮して操作者は
電流が電極から加工片に流れる直流電極が正のＴＩＧ溶
接をえらぶことか多い。これはアーク溶接法と組合せて
クリーニング作用を生せしめるが、溶接速度が非常に遅
くなる。この概念が技術的に容認されたとしても、タン
グステン電極はその寸法を著るしく大きくし且つ水冷却
を使用しない限り、熱くなりすぎる。
そのために、正の直流電極を使用してクリーニング効果
を生ぜしめるには特別なＴＩＧ溶接トーチの設置が必要
になる。これは高価であり、制御が困難であって、この
分野において一般には容認されない。
を生ぜしめるには特別なＴＩＧ溶接トーチの設置が必要
になる。これは高価であり、制御が困難であって、この
分野において一般には容認されない。
上述の如く、従来の技術によればＴＩＧ溶接特にアルミ
ニウムのＴＩＧ溶接を行なう場合、特別な交流電力供給
を与えなければならないか、または操作者は最適な操作
法にとって経済的でなく便利でもない選らげれた極性を
もつ直流電力を使用しなければならない。
ニウムのＴＩＧ溶接を行なう場合、特別な交流電力供給
を与えなければならないか、または操作者は最適な操作
法にとって経済的でなく便利でもない選らげれた極性を
もつ直流電力を使用しなければならない。
ＴＩＧ溶接を包含するこの技術についての上記の及びそ
の他の欠点を克服し、直流電力供給を使用して交流電流
溶接機の利点を生せしめることが本発明の課題である。
の他の欠点を克服し、直流電力供給を使用して交流電流
溶接機の利点を生せしめることが本発明の課題である。
本発明は標準の直流電力供給に接続して交流ＴＩＧ溶接
機の利点をもつＴＩＧ溶接機を提供することのできる装
置もしくは回路に関する。
機の利点をもつＴＩＧ溶接機を提供することのできる装
置もしくは回路に関する。
本発明によれば、直流電力供給を使用してＴＩＧ溶接を
行なうことのできる方法と装置が提供される。この方法
と装置は第１および第２の部分をもつ高リアクタンス反
応器もしくはチョークを使用する。直流電力供給を電極
と加工片を横切って且つ反応器の第１部分を介して接続
する。これは電流に負の極性方向を生ぜしめて、予めえ
らばれた加熱サイクルを作た、このサイクル中に反応器
にエネルギーが貯蔵される。次いで反応器の第２部分を
予めえらばれたクリーニング・サイクルのあいだ電極と
加工片を横切って正の方向に配置する。電流反転をくり
かえして正のクリーニング・サイクルと負の加熱サイク
ルとの間で交互に溶接電流を生ぜしめる。この電流の交
替は高速電力スイッチによって達成され、１方のスイッ
チが伝導性であるとき他方のスイッチが非伝導性であり
、１方のスイッチが非伝導性であるとき他方のスイッチ
が伝導性である。このようなスイッチ配置によって、直
流電力供給は電極と加工片を横切って負の極性方向に接
続されて十分な加熱が行なわれる。
行なうことのできる方法と装置が提供される。この方法
と装置は第１および第２の部分をもつ高リアクタンス反
応器もしくはチョークを使用する。直流電力供給を電極
と加工片を横切って且つ反応器の第１部分を介して接続
する。これは電流に負の極性方向を生ぜしめて、予めえ
らばれた加熱サイクルを作た、このサイクル中に反応器
にエネルギーが貯蔵される。次いで反応器の第２部分を
予めえらばれたクリーニング・サイクルのあいだ電極と
加工片を横切って正の方向に配置する。電流反転をくり
かえして正のクリーニング・サイクルと負の加熱サイク
ルとの間で交互に溶接電流を生ぜしめる。この電流の交
替は高速電力スイッチによって達成され、１方のスイッ
チが伝導性であるとき他方のスイッチが非伝導性であり
、１方のスイッチが非伝導性であるとき他方のスイッチ
が伝導性である。このようなスイッチ配置によって、直
流電力供給は電極と加工片を横切って負の極性方向に接
続されて十分な加熱が行なわれる。
貯蔵されたエネルギーは次いで加工片と電極を横切って
反対方向に切換えられ、上記のクリーニング操作が行な
われる。１つのスイッチをオンにし他方のスイッチをオ
フにする（あるいは逆に前者をオフに後者をオンにする
）持続時間を単に変えるだけで、加熱サイクルをクリー
ニング・サイクルに対して変化させてクリーニング量を
調節することができる。その結果として、品質のよい溶
接を生ずるに必要なだけのクリーニングのみが使用され
る。過去には、交流電流溶接機は本発明の場合よりもク
リーニングに使用するエネルギーを制御するための配置
の正確さが劣ることが多かった。これら２つのサイクル
のそれぞれは多くの低容量溶接機に利用される直流電力
供給の実質的な装置、技術または変形を必要とすること
なしに有効に達成される。
反対方向に切換えられ、上記のクリーニング操作が行な
われる。１つのスイッチをオンにし他方のスイッチをオ
フにする（あるいは逆に前者をオフに後者をオンにする
）持続時間を単に変えるだけで、加熱サイクルをクリー
ニング・サイクルに対して変化させてクリーニング量を
調節することができる。その結果として、品質のよい溶
接を生ずるに必要なだけのクリーニングのみが使用され
る。過去には、交流電流溶接機は本発明の場合よりもク
リーニングに使用するエネルギーを制御するための配置
の正確さが劣ることが多かった。これら２つのサイクル
のそれぞれは多くの低容量溶接機に利用される直流電力
供給の実質的な装置、技術または変形を必要とすること
なしに有効に達成される。
本発明の比較的安価な回路もしくは装置を使用すること
によって、通常の直流溶接機を十分な能力をもつＴｒＧ
溶接機に転換してアルミニウムを有効に溶接することが
できる。直流電力供給を低コストで交流ＴＩＧ溶接機に
転換するためのこの比較的簡単な付属品は交流溶接機、
波形コンバータ、およびＴＩＧ溶接用の直流の使用に伴
なう不利益を克服する。
によって、通常の直流溶接機を十分な能力をもつＴｒＧ
溶接機に転換してアルミニウムを有効に溶接することが
できる。直流電力供給を低コストで交流ＴＩＧ溶接機に
転換するためのこの比較的簡単な付属品は交流溶接機、
波形コンバータ、およびＴＩＧ溶接用の直流の使用に伴
なう不利益を克服する。
本発明の主たる目的は直流電力供給をこの分野での交流
ＴＩＧ溶接機に変えるための直流重力供給に適合しうる
装置を提供することにある。
ＴＩＧ溶接機に変えるための直流重力供給に適合しうる
装置を提供することにある。
本発明の別の目的はアルミニウム溶接に現在ふつうに使
用されている種類の標準交流ＴＩＧ溶接機に伴なう不利
益を克服する上記装置を提供することにある。
用されている種類の標準交流ＴＩＧ溶接機に伴なう不利
益を克服する上記装置を提供することにある。
本発明の別の目的は負の極性の加熱サイクル間のクリー
ニング・サイクル中に適切なりリーニング・エネルギー
を与えるようにデューティ・サイクルを単に調節するこ
とによって種々のクリーニング要件で金属を溶接しうる
上記装置を提供することにある。
ニング・サイクル中に適切なりリーニング・エネルギー
を与えるようにデューティ・サイクルを単に調節するこ
とによって種々のクリーニング要件で金属を溶接しうる
上記装置を提供することにある。
本発明の更に別の目的は標準オツシレータのデューティ
・サイクルを単に変形することによってクリーニング極
性と加熱極性との間のデューティ・サイクルを調節する
能力をもつ交流ＴＩＧ溶接機に標準電力供給の直流出力
を変換する上記装置を提供することにある。
・サイクルを単に変形することによってクリーニング極
性と加熱極性との間のデューティ・サイクルを調節する
能力をもつ交流ＴＩＧ溶接機に標準電力供給の直流出力
を変換する上記装置を提供することにある。
本発明の更にもう１つの目的は、第１および第２の部分
をもつ高リアクタンス反応器（もしくはチョーク）を使
用し、その反応器の第１部分を電力供給を横切って偵の
極性方向に接続して加熱サイクルを行ない、次いで反応
器の第２部分を加工片を横切って反対方向に接続するこ
とによつて上記サイクルを反転させて、標準交流ＴＩＧ
溶接によってえられるクリーニング法と同様の中間クリ
ーニングサイクルを行なう上記装置の操作法を提供する
ことにある。
をもつ高リアクタンス反応器（もしくはチョーク）を使
用し、その反応器の第１部分を電力供給を横切って偵の
極性方向に接続して加熱サイクルを行ない、次いで反応
器の第２部分を加工片を横切って反対方向に接続するこ
とによつて上記サイクルを反転させて、標準交流ＴＩＧ
溶接によってえられるクリーニング法と同様の中間クリ
ーニングサイクルを行なう上記装置の操作法を提供する
ことにある。
上記の目的およびその他の目的ならびに利点は添付の図
面を参照して以下に述べる本発明の実施例から更に明ら
かになるであろう。
面を参照して以下に述べる本発明の実施例から更に明ら
かになるであろう。
第１図は多くの周囲条件下で種々の加工片を溶接するた
めに多くの操作者によって使用される標準の直流電力供
給（１０）を示す。本発明はこの直流電力供給をＴＩＧ
溶接ステーション（１２）を操作する押類のＴＩＧ溶接
機に変換するのに特に適している。このＴＩＧ溶接ステ
ーション（１２）はアース（２６）をもつ加工片（Ｗ）
に向ってのびているタングステン電極（ｇ）をもつトー
チ（２０）を備えるものとして示しである。加工片はア
ルミニウムであり、この上にフィラー・ワイヤ（３０）
からのアルミニウムが供給される。電極（Ｅ）と加工片
（Ｗ）との間で発生するアーク（Ａ）がらの熱はワイヤ
（３０）’を融解させ加工片上に沈着させる。本発明に
よれば、コンバータ、装置または回路（Ｃ）は直流電力
供給け０）の正の出力（４０）および負の出力（４２）
に及び加工片（Ｗ）および電極（Ｅ）にそれぞれリード
線（２４、２２）によって接続されるのに適している。
めに多くの操作者によって使用される標準の直流電力供
給（１０）を示す。本発明はこの直流電力供給をＴＩＧ
溶接ステーション（１２）を操作する押類のＴＩＧ溶接
機に変換するのに特に適している。このＴＩＧ溶接ステ
ーション（１２）はアース（２６）をもつ加工片（Ｗ）
に向ってのびているタングステン電極（ｇ）をもつトー
チ（２０）を備えるものとして示しである。加工片はア
ルミニウムであり、この上にフィラー・ワイヤ（３０）
からのアルミニウムが供給される。電極（Ｅ）と加工片
（Ｗ）との間で発生するアーク（Ａ）がらの熱はワイヤ
（３０）’を融解させ加工片上に沈着させる。本発明に
よれば、コンバータ、装置または回路（Ｃ）は直流電力
供給け０）の正の出力（４０）および負の出力（４２）
に及び加工片（Ｗ）および電極（Ｅ）にそれぞれリード
線（２４、２２）によって接続されるのに適している。
この出力供給は出力インダクタンスをもたない。
第２図を参照して、装置または回路（Ｃ）は出力端部（
５２゜５４）およびタップ（５６）をもつ高リアクタン
ス反応器もしくはチョーク（５０）を含む。反応器の反
対側の端部は、標準平行スナツバ−回路（６０、６２）
および電流阻止ダイオード（１１０，１１２）ｌもつ同
極性化された電力トランジスタ・スイッチ（Ｑｌ 、Ｑ
２）によって出力リード線（４０、４２）に接続されて
いる。標準のスタート回路（７０）が備えてあり、これ
によって高周波電流が電極（Ｅ）と加工片（Ｗ）との間
に加えられてアークを発生してＴＩＧ溶接法がスタート
する。Ｑｌが閉部されＱ２が開放されると、電流は実線
矢印にそって正のターミナルもしくは出力（４０）から
直流の負のターミナルもしくハ田方（４２）に流れる。
５２゜５４）およびタップ（５６）をもつ高リアクタン
ス反応器もしくはチョーク（５０）を含む。反応器の反
対側の端部は、標準平行スナツバ−回路（６０、６２）
および電流阻止ダイオード（１１０，１１２）ｌもつ同
極性化された電力トランジスタ・スイッチ（Ｑｌ 、Ｑ
２）によって出力リード線（４０、４２）に接続されて
いる。標準のスタート回路（７０）が備えてあり、これ
によって高周波電流が電極（Ｅ）と加工片（Ｗ）との間
に加えられてアークを発生してＴＩＧ溶接法がスタート
する。Ｑｌが閉部されＱ２が開放されると、電流は実線
矢印にそって正のターミナルもしくは出力（４０）から
直流の負のターミナルもしくハ田方（４２）に流れる。
この負の電流は、直流電流の負のＴＩＧ溶接で行なわれ
るように、加工片に非常に大きな加熱を与える。この電
流は中心タップ（５６）と上端部（５２）との間の反応
器（５０）の上部を含む回路中に生じる。本発明によれ
ば、予めえらばれた加熱サイクルが終った後に、電力ト
ランジスタ（Ｑｌ）が非伝導状態に移る。同時に電力ト
ランジスタ（Ｑ２）に伝導性が付与されるう中心タップ
（５６）と端部（５４）との間の下部において反応器（
５０）に貯蔵されるエネルギーは次いで第３図に破線矢
印で示されるように正の方向にＴＩＧ溶接ステーション
（１２）に流される。このようにして電流は電極（Ｅ）
から加工片（Ｗ）にアーク（Ａ）を介して流れる。これ
は加工片から放出されタングステン電極に侵入する電子
による直流電流を榎の正のＴＩＧ溶接と実質的に同じで
ある。
るように、加工片に非常に大きな加熱を与える。この電
流は中心タップ（５６）と上端部（５２）との間の反応
器（５０）の上部を含む回路中に生じる。本発明によれ
ば、予めえらばれた加熱サイクルが終った後に、電力ト
ランジスタ（Ｑｌ）が非伝導状態に移る。同時に電力ト
ランジスタ（Ｑ２）に伝導性が付与されるう中心タップ
（５６）と端部（５４）との間の下部において反応器（
５０）に貯蔵されるエネルギーは次いで第３図に破線矢
印で示されるように正の方向にＴＩＧ溶接ステーション
（１２）に流される。このようにして電流は電極（Ｅ）
から加工片（Ｗ）にアーク（Ａ）を介して流れる。これ
は加工片から放出されタングステン電極に侵入する電子
による直流電流を榎の正のＴＩＧ溶接と実質的に同じで
ある。
これは正の極性のクリーニング・サイクルを与えて溶接
すべき区域の加工片から有害物質を除去する。このクリ
ーニング・サイクル換言すれば正の方向の電流は、負の
方向もしくは負の極性に比べて比較的短い持続時間をも
ち、それによって効率のよいクリーニングが電極の劣化
または加熱操作の減少なしに起る。
すべき区域の加工片から有害物質を除去する。このクリ
ーニング・サイクル換言すれば正の方向の電流は、負の
方向もしくは負の極性に比べて比較的短い持続時間をも
ち、それによって効率のよいクリーニングが電極の劣化
または加熱操作の減少なしに起る。
反応もしくはチョーク（５０）中に反転極性制御電流を
確立するためにスイッチ機能を制御するよう稲々の配列
を備えることができるが、第２図に示す本発明の好まし
い具体例によれば、デューティ・サイクル・オツシレー
タ（８０）は出力（８２） ’（ｒ−もち、一連のパル
ス（９０）を発生する。このパルスの幅は電力トランジ
スタ（Ｑｌ）が非伝導性である時を決定する。正のパル
ス（９０） １１インバーター（１００）を介してトラ
ンジスタ（Ｑｌ）の基部に向い、そして直接にトランジ
スタ（Ｑ２）の基部に向う。従って、これら２つのトラ
ンジスタはトランジスタ（Ｑｌ）が伝導性であってトラ
ンジスタ（Ｑ２）が非伝導性である第１の状態とトラン
ジスタ（Ｑ２）が伝導性であってトランジスタ（Ｑｌ）
が非伝導性である第２の状態との間に手動で取付けられ
る。
確立するためにスイッチ機能を制御するよう稲々の配列
を備えることができるが、第２図に示す本発明の好まし
い具体例によれば、デューティ・サイクル・オツシレー
タ（８０）は出力（８２） ’（ｒ−もち、一連のパル
ス（９０）を発生する。このパルスの幅は電力トランジ
スタ（Ｑｌ）が非伝導性である時を決定する。正のパル
ス（９０） １１インバーター（１００）を介してトラ
ンジスタ（Ｑｌ）の基部に向い、そして直接にトランジ
スタ（Ｑ２）の基部に向う。従って、これら２つのトラ
ンジスタはトランジスタ（Ｑｌ）が伝導性であってトラ
ンジスタ（Ｑ２）が非伝導性である第１の状態とトラン
ジスタ（Ｑ２）が伝導性であってトランジスタ（Ｑｌ）
が非伝導性である第２の状態との間に手動で取付けられ
る。
これらのトランジスタは標準の高電力迅速スイッチ・ト
ランジスタたとえばダーリントン接続電力トランジスタ
であ／！ｌｌ、第２図に示すようなスナツバ−（Ｓ）を
備える。好ましい具体例におけるこれらの要素の詳細は
第２図の右側に示しである。
ランジスタたとえばダーリントン接続電力トランジスタ
であ／！ｌｌ、第２図に示すようなスナツバ−（Ｓ）を
備える。好ましい具体例におけるこれらの要素の詳細は
第２図の右側に示しである。
本発明の操作特性を第１図〜第３図に関して記述したが
、サイクルは第４図にパルスとして示しである。上部の
パルス・チャートはトランジスタ（Ｑｌ）の伝導性状態
を表わすっこのトランジスタが伝導性であるとき、パル
ス（１１０）が存在する。パルス（１１０）が存在しな
いときは、次の下部グラフに示すようにトランジスタ（
Ｑ２）の伝導性を示すパルス（１１２）が存在する。ア
ーク（Ａ）を通る溶接電流（Ｉｖｒ）は第４図の底部グ
ラフに示しである。パルス（９０）は第４図に示すパル
ス（１１２）にはソ対応するっ負の極性サイクルの溶接
電流は加熱サイクル（１３０）として示すＩｗである。
、サイクルは第４図にパルスとして示しである。上部の
パルス・チャートはトランジスタ（Ｑｌ）の伝導性状態
を表わすっこのトランジスタが伝導性であるとき、パル
ス（１１０）が存在する。パルス（１１０）が存在しな
いときは、次の下部グラフに示すようにトランジスタ（
Ｑ２）の伝導性を示すパルス（１１２）が存在する。ア
ーク（Ａ）を通る溶接電流（Ｉｖｒ）は第４図の底部グ
ラフに示しである。パルス（９０）は第４図に示すパル
ス（１１２）にはソ対応するっ負の極性サイクルの溶接
電流は加熱サイクル（１３０）として示すＩｗである。
正の極性のクリーニング・サイクル（１２０）は加熱サ
イクル（１！Ｗ数）を分離し、パルス（９０）の持続時
間に相当する持続時間をもつ。オツシレータ（８０）
ｅ変えることによって、期間（Ｐ）中のデューティ・サ
イクルはパルス（９０）の幅を変えて変化させることが
できる。この概念は第４図の右側の部分に示してあり、
そこでは椎々のパルスのそれぞれが左側の部分の同じパ
ルスを変化させたものとして同じ数字に符号ａ’ｌ付し
て表示されている。
イクル（１！Ｗ数）を分離し、パルス（９０）の持続時
間に相当する持続時間をもつ。オツシレータ（８０）
ｅ変えることによって、期間（Ｐ）中のデューティ・サ
イクルはパルス（９０）の幅を変えて変化させることが
できる。この概念は第４図の右側の部分に示してあり、
そこでは椎々のパルスのそれぞれが左側の部分の同じパ
ルスを変化させたものとして同じ数字に符号ａ’ｌ付し
て表示されている。
前述の如く、本発明は主としてＴＩＧ溶接の概念に、及
びや＼標準の容易に入手しうる直流電力供給もしくは溶
接機を交流型ＴＩＧ溶接機に変えることに向けられてい
る。
びや＼標準の容易に入手しうる直流電力供給もしくは溶
接機を交流型ＴＩＧ溶接機に変えることに向けられてい
る。
ある場合には、この同じ概念が第５図に示唆されるよう
に消耗性電極溶接に適用可能である。消耗性電極（２０
０）は球状トランスファー、短回路トランスファー、パ
ルス電流トランスファー等によって溶融させ加工片（２
１０）上に沈着させることができる。金属トランスファ
ーのこれらの装置において、電極の溶融速度を増大させ
るために又はその他の理由により正の電流から負の電流
に切換えるのが有利でありうる。本発明は溶接用の瞬間
電流極性の反転を与えるために、ならびにＴＩＧ溶接用
に使用することができるが、ＴＩＧ溶接が本発明の基本
的な面である。第５図の右側部分は本発明により反応器
（５０）の制御によって溶接電流を負の極性に又は正の
極性にする能力を示す。この場合、溶融サイクルはそれ
ぞれパルス（２２２，２２０）によって示すように正の
方向または負の方向のいづれがで駆動されるアークによ
って達成させることができる。
に消耗性電極溶接に適用可能である。消耗性電極（２０
０）は球状トランスファー、短回路トランスファー、パ
ルス電流トランスファー等によって溶融させ加工片（２
１０）上に沈着させることができる。金属トランスファ
ーのこれらの装置において、電極の溶融速度を増大させ
るために又はその他の理由により正の電流から負の電流
に切換えるのが有利でありうる。本発明は溶接用の瞬間
電流極性の反転を与えるために、ならびにＴＩＧ溶接用
に使用することができるが、ＴＩＧ溶接が本発明の基本
的な面である。第５図の右側部分は本発明により反応器
（５０）の制御によって溶接電流を負の極性に又は正の
極性にする能力を示す。この場合、溶融サイクルはそれ
ぞれパルス（２２２，２２０）によって示すように正の
方向または負の方向のいづれがで駆動されるアークによ
って達成させることができる。
反応器中に貯蔵されたエネルギーはスイッチがクリーニ
ング・サイクルにあるときにアーク中で消費される。反
応器中のフシックスは常に同じ方向に電流を流して持続
される加熱パルス（複数）の間の迅速で短いクリーニン
グ・パルスに有効電流を与えるようにする。反応器（チ
ョーク）のりアクタンスは本発明で示す結果かえられる
ように定められた値をもつ。アーク（Ａ）を通る電流変
化の割合は反応器（チョーク）の高いリアクタンスのた
めに非常に迅速である。これは、それぞれのスイッチ操
作中に生じる極性の反転があるときアークを維持するよ
うにゼロ交点においてスパイクを生せしめる。
ング・サイクルにあるときにアーク中で消費される。反
応器中のフシックスは常に同じ方向に電流を流して持続
される加熱パルス（複数）の間の迅速で短いクリーニン
グ・パルスに有効電流を与えるようにする。反応器（チ
ョーク）のりアクタンスは本発明で示す結果かえられる
ように定められた値をもつ。アーク（Ａ）を通る電流変
化の割合は反応器（チョーク）の高いリアクタンスのた
めに非常に迅速である。これは、それぞれのスイッチ操
作中に生じる極性の反転があるときアークを維持するよ
うにゼロ交点においてスパイクを生せしめる。
回路（Ｃ）は通常の交流ＴＩＧ溶接機の利点のすべてを
もち、その上に所定期間（Ｐ）のあいだ加工片の加熱と
クリーニングの相対！全調節する追加の性能をも有して
いる。この回路は直流電源（１０）の電極の極性を切換
えさせる。これはＴＩＧ溶接に従来使用されなかった概
念である。この好ましい具体例によれば、電力トランジ
スタ（Ｑｌ）は期間（Ｐ）の大部分のあいだ伝導性であ
る。電流の残余部分は電力トランジスタ（Ｑ２）が伝導
性である第２状態のちいだに生じる。このクリーニング
・サイクル中、アーク・エネルギーは反応器中に貯蔵さ
れたエネルギーから与えられる。これらのトランジスタ
は正のスイッチ装置であり、従って反応器中のエネルギ
ーは自由旋回雷、流なしに反応器中に保持される。この
ようにして、高電圧〜くイクは極性反転のあいだのゼロ
交差中にアーク（Ａ）を柳切って生じる。
もち、その上に所定期間（Ｐ）のあいだ加工片の加熱と
クリーニングの相対！全調節する追加の性能をも有して
いる。この回路は直流電源（１０）の電極の極性を切換
えさせる。これはＴＩＧ溶接に従来使用されなかった概
念である。この好ましい具体例によれば、電力トランジ
スタ（Ｑｌ）は期間（Ｐ）の大部分のあいだ伝導性であ
る。電流の残余部分は電力トランジスタ（Ｑ２）が伝導
性である第２状態のちいだに生じる。このクリーニング
・サイクル中、アーク・エネルギーは反応器中に貯蔵さ
れたエネルギーから与えられる。これらのトランジスタ
は正のスイッチ装置であり、従って反応器中のエネルギ
ーは自由旋回雷、流なしに反応器中に保持される。この
ようにして、高電圧〜くイクは極性反転のあいだのゼロ
交差中にアーク（Ａ）を柳切って生じる。
デューティ・サイクル・オツシレータは正と負の電力の
比を調節して正の電流の流れているあいだに生じるクリ
ーニング作用の程度を制御する。
比を調節して正の電流の流れているあいだに生じるクリ
ーニング作用の程度を制御する。
この電流反転回路の別の用途はアーク・ブローの城、少
にある。アークプラズマとの磁場相互作用によって生じ
るアークの歪みは高ＤＣ電流レベルにおける溶接消耗性
電極に付随して通常生じる。本発明はアーク電流の瞬間
的反転によってすべてのブローの効果を減少させる。
にある。アークプラズマとの磁場相互作用によって生じ
るアークの歪みは高ＤＣ電流レベルにおける溶接消耗性
電極に付随して通常生じる。本発明はアーク電流の瞬間
的反転によってすべてのブローの効果を減少させる。
第１図はアルミニウムのＴＩＧ溶接用の直流電力供給に
本発明を利用することを示す概略図である。 第２図は本発明の好ましい具体例を示す配線ダイヤグラ
ムである。 第２Ａ図は第２図のスナツバ−（Ｓ）の詳細を示す部分
配線ダイヤグラムである。 第３図は第２図に示す好ましい具体例の単純化した回路
ダイヤグラムであって、本発明の操作上の特徴をこの好
ましい具体例の操作に使用する若干のスイッチの特性と
共に示す図である。 第４図は本発明の好ましい具体例の操作においてえられ
るスイッチ特性と電流パルスを示すグラフである。 第５図は本発明を消耗性電極またはＭＩＧアーク溶接法
に使用する場合を示す概略図である。 １０・・・直流電力供給； １２・・・ＴＩＧ溶接ステ
ーション；２０・・・トーチ； Ａ・・・アーク； Ｃ
・・・極性反転装置；Ｅ・・・電極； Ｗ・・・加工片
： ２２，２４・・・リード線；３０・・・フィラー
・ワイヤ； ４０・・・正の出力；４２・・・負の出力
； ５０・・・反応器； ５２，５４・・・出力端部
；５６・・・タップ： Ｑｓ ＋ Ｑ２ ・・・ト
ランジスタ・スイッチ；６０．６２・・・スナツバ−（
Ｓ）回路； ７０・・・スタート回路；８０・・・デュ
ーティ・サイクル・オツシレータ； ８２・・・出力；
９０・・・パルス； １００・・・インバー ター：
１１０．１１２・・・電流阻止ダイオード； Ｐ・・・
期間；Ｓ・・・スナツバ−； １２０，１２０ａ・・
・クリーニング・サイクル： １３０，１３０ａ・・
・加熱サイクル； ２００・・・消耗性電極； ２１０
・・・加工片； ２２０，２２２・・・パルス０
本発明を利用することを示す概略図である。 第２図は本発明の好ましい具体例を示す配線ダイヤグラ
ムである。 第２Ａ図は第２図のスナツバ−（Ｓ）の詳細を示す部分
配線ダイヤグラムである。 第３図は第２図に示す好ましい具体例の単純化した回路
ダイヤグラムであって、本発明の操作上の特徴をこの好
ましい具体例の操作に使用する若干のスイッチの特性と
共に示す図である。 第４図は本発明の好ましい具体例の操作においてえられ
るスイッチ特性と電流パルスを示すグラフである。 第５図は本発明を消耗性電極またはＭＩＧアーク溶接法
に使用する場合を示す概略図である。 １０・・・直流電力供給； １２・・・ＴＩＧ溶接ステ
ーション；２０・・・トーチ； Ａ・・・アーク； Ｃ
・・・極性反転装置；Ｅ・・・電極； Ｗ・・・加工片
： ２２，２４・・・リード線；３０・・・フィラー
・ワイヤ； ４０・・・正の出力；４２・・・負の出力
； ５０・・・反応器； ５２，５４・・・出力端部
；５６・・・タップ： Ｑｓ ＋ Ｑ２ ・・・ト
ランジスタ・スイッチ；６０．６２・・・スナツバ−（
Ｓ）回路； ７０・・・スタート回路；８０・・・デュ
ーティ・サイクル・オツシレータ； ８２・・・出力；
９０・・・パルス； １００・・・インバー ター：
１１０．１１２・・・電流阻止ダイオード； Ｐ・・・
期間；Ｓ・・・スナツバ−； １２０，１２０ａ・・
・クリーニング・サイクル： １３０，１３０ａ・・
・加熱サイクル； ２００・・・消耗性電極； ２１０
・・・加工片； ２２０，２２２・・・パルス０
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、加工片と電極との間に制御されたデューティ・サイ
クルの交流電流を流すことによつて正の出力と負の出力
をもつ直流電力供給によりＴＩＧアーク溶接を行なう装
置であつて； タップと第１および第２の対向端部をもつ誘導反応器、
タップを加工片に接続させる部材、 電極を電力供給の負の出力に接続させる部材、第１の電
力スイッチ、 第１の電力スイッチを反応器の第１端部と正の出力との
間に接続させる部材、 第２の電力スイッチ、 第２の電力スイッチを反応器の第２端部と負の出力との
間に接続させる部材、および 第１および第２の電力スイッチの制御装置、を備え、こ
れらのスイッチのそれぞれが反応器を通して同じ方向に
電流を流す伝導状態をもち、上記の制御装置が第１スイ
ッチを伝導状態に置き第２スイッチを非伝導状態に置く
第１状態と第２スイッチを伝導状態に置き第１スイッチ
を非伝導状態に置く第２状態との間の交替を行なうため
の信号装置を含み、それによつて第１状態にあるあいだ
電流が正の出力から加工片へそして加工片から電極およ
び負の出力に至る第１の方向に流れ、そして第２状態に
あるあいだ電力が電極から加工片へそして第１状態中に
反応器中に貯蔵されたエネルギーから第２の方向に流れ
るようになしたことを特徴とするＴＩＧアーク溶接装置
。 ２、正の出力と負の出力をもつ直流電力供給によつて駆
動されて加工片とアーク溶接装置中の電極との間に交流
を流す装置であって、 タップと第１および第２の対向端部をもつ誘導反応器、
タップを加工片と電極のうちの１方に接続させる部材、
加工片と電極のうちの他方を電力供給出力のうちの１方
に接続させる部材、 第１の電力スイッチ、 第１の電力スイッチを反応器の第１端部と第１の極性の
電力供給出力の１つとの間に接続させる部材、第２の電
力スイッチ、 第２の電力スイッチを反応器の第２端部と第２の極性の
電力供給装置の１つとの間に接続させる部材、および第
１および第２の電力スイッチの制御装置、を備え、これ
らのスイッチのそれぞれが反応器を通して正の出力から
負の出力へ同じ方向に電流を流す伝導状態をもち、上記
の制御装置が第１スイッチを伝導状態に置き第２スイッ
チを非伝導状態に置く第１状態と第２スイッチを伝導状
態に置き第１スイッチを非伝導状態に置く第２状態との
間の交替を行なうための信号装置を含み、それによつて
第１状態にあるあいだ電流が負の出力から正の出力へ加
工片と電極との間を第１の方向に流れ、第２の状態にあ
るあいだ反応器から加工片と電極との間を第２の方向に
流れるようになしたことを特徴とする加工片とアーク溶
接装置中の電極との間に交流を流す装置。 ３、第１状態が第１の持続時間をもち、第２状態が第２
の持続時間をもち、そして信号装置が第４および第２の
接続時間の少なくとも１方を変化させるタイマーを備え
る請求項２記載の装置。 ４、タイマーが第１および第２の持続時間の合計をほゞ
等しく保つ装置を含む請求項３記載の装置。 ５、第１の極性が正である請求項４記載の装置。 ６、第１の極性が正である請求項３記載の装置。 ７、第１の極性が正である請求項２記載の装置。 ８、タイマーがデューテイ・サイクル・オツシレータで
ある請求項４記載の装置。 ９、タイマーがデューテイ・サイクル・オツシレータで
ある請求項３記載の装置。 １０、電極が非消耗性電極であり、タイマーが第１の持
続時間を第２の接続時間よりも実質的に大きくなるよう
にえらぶ装置を備えているＴＩＧ溶接装置に使用するに
適する請求項９記載の装置。 １１、電極が非消耗性電極であり、タイマーが第１の持
続時間を第２の持続時間よりも実質的に大きくなるよう
にえらぶ装置を備えているＴＩＧ溶接装置に使用するに
適する請求項８記載の装置。 １２、電極が非消耗性電極であり、タイマーが第１の持
続時間を第２の持続時間よりも実質的に大きくなるよう
にえらぶ装置を備えているＴＩＧ溶接装置に使用するに
適する請求項３記載の装置。 １３、電極が非消耗性電極であり、タイマーが第１の持
続時間を第２の持続時間よりも実質的に大きくなるよう
にえらぶ装置を備えているＴＩＧ溶接装置に使用するに
適する請求項４記載の装置。 １４、非消耗性電極と加工片との間にアーク状に交流電
流を通すことによつてＴＩＧアーク溶接を行なう方法で
あって、 （ａ）第１スイッチと反応器の第１部分を介して且つ極
性をもつ電極および加工片を横切ってＤ．Ｃ．電力供給
を接続して、反応器の第２部分にエネルギーを貯蔵しな
がら加工片から電極へ負の方向に電流を流れさせ、 （ｂ）電極および加工片を横切つてそこから電力供給を
離すと同時に反応器の第２部分を所定の持続時間電極お
よび加工片を横切って正の極性方向に接続してこの持続
時間のあいだ電極から加工片へ正の極性方向に電流を流
れさせ、そして （ｃ）上記の行程（ａ）および（ｂ）を順次にくりかえ
す、ことから成ることを特徴とするＴＩＧアーク溶接法
。 １５、工程（ａ）と（ｂ）との間にデューテイ・サイク
ルを調節する工程を含む請求項１４記載の方法。 １６、所定の持続時間を調節する工程を含む請求項１４
記載の方法。 １７、非消耗性電極と加工片との間にアーク状に交流電
流を通すことによってＴＩＧアーク溶接を行なう装置で
あって、 第１および第２のスイッチ； 反応器； 第１スイッチと反応器の第１部分を介して且つ極性をも
つ電極および加工片を横切つてＤ．Ｃ．電力供給を接続
して、反応器の第２部分にエネルギーを供給しながら加
工片から電極へ負の方向に電流を流れさせる装置； 電極および加工片を横切ってそこから電力供給を離すと
同時に反応器の第２部分を所定の持続時間電極から加工
片へ正の方向に電流を流れさせる装置；およびこの負お
よび正の極性方向を交替させて溶接用のアークを保持す
る装置； を備えて成ることを特徴とするＴＩＧアーク溶接装置。 １８、Ｄ．Ｃ．電力供給によりＴＩＧアーク溶接を行な
う方法であって、 （ａ）第１および第２の部分をもつ高リアクタンス反応
器を用意し； （ｂ）予めえらばれた加熱サイクルのあいだ、電力供給
を電極と加工片を横切って且つ反応器の第１部分を介し
て負の極性方向に接続し； （ｃ）電力供給を電極と加工片から離すと同時に予めえ
らばれたサイクルのあいだ、反応器の第２部分を電極お
よび加工片を横切って正の方向に接続し；そして （ｄ）上記の加熱サイクルとクリーニング・サイクルを
交互に生ぜしめる； ことから成ることを特徴とするＴＩＧアーク溶接法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/138,854 US4861965A (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Method and apparatus for TIG welding |
| US138854 | 1987-12-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH026065A true JPH026065A (ja) | 1990-01-10 |
| JPH0366066B2 JPH0366066B2 (ja) | 1991-10-16 |
Family
ID=22483959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63326401A Granted JPH026065A (ja) | 1987-12-29 | 1988-12-26 | Ｔｉｇ溶接の方法と装置 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4861965A (ja) |
| EP (1) | EP0325785B1 (ja) |
| JP (1) | JPH026065A (ja) |
| KR (1) | KR910007185B1 (ja) |
| AT (1) | ATE80077T1 (ja) |
| AU (1) | AU596329B2 (ja) |
| BR (1) | BR8806975A (ja) |
| CA (1) | CA1312124C (ja) |
| DE (1) | DE3874315D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5316267A (en) * | 1991-10-31 | 1994-05-31 | Elephant Chain Block Company Limited | Hoist including guards with chain swelling and twist corrective surfaces |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5025127A (en) * | 1989-06-30 | 1991-06-18 | Gilliland Malcolm T | Electronic welding station with AC and reversible polarity DC outputs |
| GB9021237D0 (en) * | 1990-09-29 | 1990-11-14 | Rolls Royce Plc | A method of welding,a method of applying a metallic wear resistant coating to a metallic substrate and a method of sealing a hole in a metallic substrate |
| US5187046A (en) * | 1991-03-18 | 1993-02-16 | Aluminum Company Of America | Arc-grained lithoplate |
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