JPS5890376A - ア−ク溶接装置 - Google Patents

ア−ク溶接装置

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JPS5890376A
JPS5890376A JP18685181A JP18685181A JPS5890376A JP S5890376 A JPS5890376 A JP S5890376A JP 18685181 A JP18685181 A JP 18685181A JP 18685181 A JP18685181 A JP 18685181A JP S5890376 A JPS5890376 A JP S5890376A
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JP
Japan
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current
arc
signal
starting
circuit
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Pending
Application number
JP18685181A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Kashima
孝之 鹿島
Akira Sakabe
坂部 昭
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Via Mechanics Ltd
Original Assignee
Hitachi Seiko Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5890376A publication Critical patent/JPS5890376A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/06Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
    • B23K9/067Starting the arc
    • B23K9/0671Starting the arc by means of brief contacts between the electrodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非消耗電極を用いて溶接するアーク溶接装置
に係り、さらに詳しくは高周波発生装置を用いることな
く、かつ容易にアークスタート時;できるアーク溶接装
置に関するも、のである。
非消耗電極を用いてアーク溶接をするタングステ/・イ
ナート拳ガスアーク溶接装置においては、アークスター
トを容易にするため、スタート時のみに高周波高電圧を
印加してアークスタートさせている。第1図はそのよう
な回路機能を有する従業の回路構成図で、:は三相高石
交流電源、2は変圧器、3は溶接電流瓢制御するための
6個のすイリメタで成る整流器、4は平滑用リアクタ、
5はカップリングコイルを含む高周波発1置、6は負荷
で、TIG用トーチと母材から構成される。
このような装置においては、アークスタート時に高周波
放電を起こさせてから溶接アークに移行させるため、そ
の際、高周波発生装置5から発生するノイズが他の機器
忙悪影響を及埋す。また、ケーブル接続される溶接トー
チを溶接装置本体から長尺に延ばした場合、高周波電圧
が途中で減衰してしまい、アークスタートできにくい場
合もある。また、高周波発生装置を′有することから小
屋構成に限度があシ、価格的にも高いものであった。
このような・問題を解決するため、高周波発生装置を設
置せず、アークスタート時にトーチ電極を母材に接触さ
せて短絡電流を流し、その燐、トーチ電極を母材から引
離してギャップを形成し、アークスタートさせる、いわ
ゆるタッチスタート方式を採用することもある。ところ
がこの方式虻よると、アーク点弧が不安定になり易く、
これを安定化するためKはスタート時に電流を必要以上
に流さなければならず、電極が溶融して消耗するという
欠点があった。また、アーク点弧のタイミングをとるの
はむずかしく、そのため点弧時に何度もアークスタート
操作しなければならず母材を傷付けるおそれがあった。
本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を除去し、高
周波発生装置を設けることなく、シかも良好なアークス
タートが行ない得る非消耗電極アーク溶接装置を提供す
るにある。
本発明は、スイッチング回路を介して出力され、負荷に
流れる電流を検出する電流検出手段と、複数種の負荷電
流を設定するための出力信号を得る複継の電流設定手段
と、該複数の電流設定手段を切換える切換スイッチ手段
と、前記電流検出手段を介し7て得た帰還信号と切換ス
イッチ手段を介して得た電流設定出力信号とを比較し、
出力電流常に設定電流となるように前記スイッチング回
路を商用電源周波数のAよシ短かい周pで制御する制御
手段と、アークスタート制御慕号と溶接制御信号とを発
生する起動信号発生手段と、該起動信号と前記帰還信号
とを比較し、前記切換スイッチ手段を切換制御する論理
回路手段とを有して成ることを特徴とする。
以下、本発明を第2図および第3図に従って詳述する。
まず、第2図において本発明の詳細な説明する。
第2図は、整流回路出力に設けられるスイッチング回路
を制御するための制御周′期を、回路の応答性をよくす
るため三相交流電源周波数の周期のA以下とした場合の
実験結果で、電極径とスタート電流との関係を示したも
のである。ここでA以下の周期としたのは、従来装置の
制御周期が商用電源(50H,→X1m5)を64mの
サイリスタで制御しており、その制御周期は!OAms
 = 3.3 ms (約3001、)と遅く、アーク
め追従が悪く、アーク切れが発生するが、本発明社第2
図のデータ結果でも示すように、回路の応答性を速める
ため、制御周期をs、am、以下(商用周波数の少なく
とも6倍以上)KL九ものであるo II z図−のデ
ータは制御周波数20KH,、すなわち殊X 10” 
W O,05mm テ制御している場合である。この実
験データの周期は、本発明でいう商用電源周波数の周期
のA以下と社犬幅に異なるが、アークへの応答は500
 H,(制御周期2m5)程度であれば充分である。
したがって、第2図中、A領域はアークスタート不能領
域で、電極径が小さい方がアークスタートできる。一方
、C領域はアークスタートはするが、電極と母材を短絡
し、その後の開放時におけるアーク発生時に大電流を要
するのでトーチ電極が消耗し、スパッタを発生して、良
好な溶接が得られない領域である。
そして、A、C領域間のB領域(電極径で変るがlO〜
60Aの領域)は、スパッタもほとんど発生しないタッ
チスタート安定領域である。このように安定領域が広い
ということは、制御周期を短かくして応答性を速くシ、
負荷の変動に速やかに追従できる効果がある。
なお、同様の実験を、高電流供給回路を備え九従来装置
で行なった結果、B領域がほとんkなく、A領域からC
領域に移行し、アークが持続しくくいか、あるいは電流
が高いため、電極が溶損するなど実用的でなかった。
次に、第2図の実験結果を実現する異体的な回路構成を
@3図に示し、説明する。aS図中、第1図と同符号を
付しであるものは同一のものを示す。
第3図に示すようK、変圧器2の出方段には整流器フが
設けてあって、その出方段には高周波パルス出力(スイ
ッチング周波数)を得るためのトランジスタから成るス
イッチング回路8が設けである。9は比較的小型のリア
クタ、10は負荷6に流れる電流を検出する電流検出回
路、11は制御周期を商用電源周期の各以下でスイッチ
ング回路8をオン、オフ制御するスイッチング制御回路
で、電流検出回路10よりの帰還信号と、スイッチ15
を介して得られる設定電流とを比較して、常に設定電流
が得られるようにスイッチング回路8を制御する。ここ
で、制御周期を商用電源周期のA以下とし・たのは応答
性を速く、かつ負荷の変動に速やかに追従させる丸め−
である。
12は電流検出回路10での電流検出信号をディジタル
信号に変換する信号変換器、14は溶接トーチに取付け
られ、アークスタート時に操作されるスイッチングによ
って起動信号が得られる起動信号発生回路、13は、信
号変換器12と起動信号発生回路14との出力論理積を
−とる一時メモリ機能を有した論理回路であって、その
出力によシ設定電流を選択する切換スイッチ16を切換
制御する。また、アークスタート電流設定器16は、タ
ッチスタート安定領域に含まれる例えば第2図で示す3
0Aに設定されておシ、溶接電流設定器17はそれより
高い電流値が出力されるように設定されている。さらに
必要に応じて設置されるクレータ電流設定器18への切
換えは、溶接電流設定器17に切換えられた後、再度ス
タートする際にクレータ電流として電流供給される場合
に使用される。
次に、第3図に示す回路における動作を第4図。
第5図に従って説明する。
まず、図示していない溶接トーチに取付けであるトーチ
スイッチの閉操作し、起動信号発生回路14よシアーク
スタート信号を得、論理回路13忙一時モメリする。そ
して、溶接トーチ電極を母材に短絡し、すぐに引離すと
とKよりアークは発生(タッチスタート安定領域B)し
、第4図に示す如きのスタート電流波形を得る。そして
、トーチスイッチを開操作(OFF ) したときの出
力信号と8、電流検出回路10で一出したディジタル出
力信号(信号変換器Uの出力)との論理積を論理回路1
3でとり、その出力信号によりスイッチルを切換え、溶
接電流設定器17 Kよシ設定した通常の溶接電流値に
切換えられる。そしてまた、こあと−きの出力電圧波形
は1IE4図に示す如くとなる。
このように−、アークスタート時は、溶接トーチ電極と
母材間を短絡して起動信号によって決めら、れたスター
ト時の短絡電流を供給し、つぎに゛電極と母材間を開放
してアークを点弧させ、しかる後、起動信号を操作して
通常のアークが得られる溶接電流゛のシーケンスに移行
させるようKしたものであるから、高周波発生装置を設
置しなくとも安定、なアークスタートが可能となった。
また、第3図に破線で示すようにクレータ電流設定器1
8を設けた場合の動作を第5図のタイムチャートに従っ
て説明する。すなわち、第5図は電圧波形にも示すよう
に、溶優−トーチ電極と母材間を先に短絡しておき、そ
の後に通電した場合を示したものである。そして、トー
チスイッチによって得られる起動信号発生回路14−か
らの起動信号K。
クレータ信号を加えたものである。したがって、これK
よる回路動作は、まず、図示しないトーチスイッチをオ
ンでアークスタート電流設定器16に接続され、スター
ト電流供給がなされ、次にそのトーチスイッチをオフす
ることで切換スイッチ「は溶接電流設定器17 K切換
え接続され、溶接電流が出力される。また、再度トーチ
スイッチをオンすることで切換スイッチ15はクレータ
電流設定器18 K切換え接続され、第5図に示す如き
のクレータ電流が供給される。そして、再度オフするこ
とでア。−り停止制御がなされるようKしたものである
。同回路構成によると、アーク発生中における・クレニ
タによる不具合は解消できる。
なお、上述の実施例においては直流TIG溶接を例にと
υ説明したが、これに限定されることなく交流TIG溶
接にも適用できる。また変圧器加の一次側でスイッチン
グ回路$を制御するインバータ方式でも同様の回路機能
を付加することで目的が達成でき、それによると変圧器
2、リアクタ9などを窃らに小型化できる効果を奏する
以上説明した如く本発明のアーク溶接装置によれば、高
周波発生装置を設置しなくとも安定に、かつ電極消耗の
少ない良好なアークスタートができる。また、高周波発
生装置を要しないことから、高周波発生による電波障害
は解消でき、小屋、軽量化が達成できる。さらに1タツ
チスタートが確実にで亀、そのアークスタート位置がわ
かシやすい。さらには、アークスタート電流と溶接電流
をトーチスイッチなどの起動信号による切換制御によっ
て得られ、その操作が非常に簡単でおる等の利点並びに
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のアーク溶接装置の全体的回路構成図、第
2図は本発明の原理説明をするための図であって、トー
チ電極径とスタート電流との関係を示す特性図である。 第3図は本発明の一実施例を示すアーク溶接装置の全体
的回路構成図、第4図および第5図は第3図の回路動作
を説明するためのタイムチャートである。 1・・・交流電源、2・・・変圧器、6・・・負荷、7
・・・整流回路”、8・・・スイッチング回路、9・・
・リアクタ。 10・・・電流検出回路、11・・・スイッチング制御
回路、12・・・信号変換回路、13・・・論通回路、
14・・・起動信号発生回路%15・・・切換スイッチ
、 16・・・アークスタート電流設定器、17・・・
溶接電流設定器、18・・・クレータ電流設定器。 特許出願人 日立精工株式会社 代理人 弁理士 秋  本  正  実第1図 第2図 第3図 第4図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 アーク発生時に非消耗のトーチ電極と母材を短絡
    して短絡電流を供給しておき、その後、トーチ電極と母
    材間を開放してアークを点弧させるようKしたタッチス
    タート方式によるアーク溶接装置であって、スイッチン
    グ回路を介して出力され、負荷に流れる電流を検出する
    電流検出手段と、複数種の負荷電流を設定するためめ出
    力信号を得る複数の電流設定手段と、該複数の電流設定
    手段を切換える切換スイッチ手段と、前記電流検出手段
    を介して得た帰還信号と切換スイッチ手段を介して得た
    電流設定出力信号とを比較し、出力電流が常に設定電流
    となるように前記スイッチング回路を商用電源周波数の
    Aより短かい周期゛で制御する制御手段と、アークス゛
    タート制御信号と溶接制御信号とを発生する起動信号発
    生手段と、咳起動信号と前記帰還信号と讐比較し、前記
    切換スイッチ手段を切換制御する論理回路手段とを有し
    て成り、アークスタート時は、前記起動信号発生手段か
    らの起動信号により決定されたスタート電流とし、アー
    ク点弧は起動信号の操作により溶接電流のシーケンスに
    °移行させ得る構成を特徴とするアーク溶接装置。 2、前記、起動信号発生手段は、溶接トーチのスイッチ
    信号により制御されることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載のアーク溶接装置。
JP18685181A 1981-11-24 1981-11-24 ア−ク溶接装置 Pending JPS5890376A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60115671U (ja) * 1984-01-12 1985-08-05 株式会社 三社電機製作所 パルスア−ク溶接機
US4893085A (en) * 1988-03-18 1990-01-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Ignition monitoring circuit for an ignition system of an internal combustion engine including an erroneous pulse eliminating circuit means
JP2015229187A (ja) * 2014-06-06 2015-12-21 株式会社神戸製鋼所 消耗電極式アーク溶接のアークスタート制御方法、溶接装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5395155A (en) * 1977-01-31 1978-08-19 Kobe Steel Ltd Starting method for arc welding
JPS54136551A (en) * 1978-04-12 1979-10-23 Migatronic Svejsemask Direct current welder

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