JPS59107774A - 非消耗電極式アーク溶接装置 - Google Patents
非消耗電極式アーク溶接装置Info
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- JPS59107774A JPS59107774A JP21552182A JP21552182A JPS59107774A JP S59107774 A JPS59107774 A JP S59107774A JP 21552182 A JP21552182 A JP 21552182A JP 21552182 A JP21552182 A JP 21552182A JP S59107774 A JPS59107774 A JP S59107774A
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/09—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
- B23K9/091—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕 本発明は、溶接電流をピーク電流
とベース電流とに繰り返しパルス状に変化させて行なう
非消耗電極式アーク溶接方法、いわゆるパルスＴＩＧ溶
接法に関する。
とベース電流とに繰り返しパルス状に変化させて行なう
非消耗電極式アーク溶接方法、いわゆるパルスＴＩＧ溶
接法に関する。
〔従来技術〕 非消耗電極を用いるＴＩＧ溶接は、スパ
ッタの発生がなく、アークか安定しているため、高品質
の溶接部を得るのに適している。しかし、プラント頬な
との現地工事においては、薄板から厚板までの各種継手
の溶接や上向、立向を含む全姿勢溶接に適応できること
が要求され、従来のＴＩＧ溶接機にはこの要求を十分満
足できるものかなかった。
ッタの発生がなく、アークか安定しているため、高品質
の溶接部を得るのに適している。しかし、プラント頬な
との現地工事においては、薄板から厚板までの各種継手
の溶接や上向、立向を含む全姿勢溶接に適応できること
が要求され、従来のＴＩＧ溶接機にはこの要求を十分満
足できるものかなかった。
近年開発されたパルスＴＩＧ溶接法には、ピーク、ベー
ス繰返し周波数として０．５〜２０ Ｈｚ程度の低周波
帯を用いたいわゆるローパルスＴＩＧ溶接と、１〜１Ｑ
ｋＨｚ程度の高周波帯を用いたいわゆるバイパルスＴＩ
Ｇ溶接とがある。次に、これらの既存のパルスＴＩＧ溶
接法について概略説明し、問題点を明らかにする。
ス繰返し周波数として０．５〜２０ Ｈｚ程度の低周波
帯を用いたいわゆるローパルスＴＩＧ溶接と、１〜１Ｑ
ｋＨｚ程度の高周波帯を用いたいわゆるバイパルスＴＩ
Ｇ溶接とがある。次に、これらの既存のパルスＴＩＧ溶
接法について概略説明し、問題点を明らかにする。
第１図［ａｉはローパルスＴＩＧ溶接電源のブロック図
である。１は商用交流電源、２は変圧器、３は電流制御
用サイリスク−１４は平滑用リアクタで、変圧器２の出
力はサイリスク３により直流に変換され、電流検出部５
を経て負荷６へ供給される。
である。１は商用交流電源、２は変圧器、３は電流制御
用サイリスク−１４は平滑用リアクタで、変圧器２の出
力はサイリスク３により直流に変換され、電流検出部５
を経て負荷６へ供給される。
負荷６は非消耗電極を用いたＴＩＧアーク負荷である。
電流検量部５からの信号はサイリスクの点弧信号発生部
８に負帰還され、電流設定部７からの信号と比較される
。電流設定部７てピーク電流とベース電流の設定値を０
５〜２０ Ｈｚの所定の周期で切換え、出力電流値が設
定したピーク電流値とベース電流値になるように点弧信
号発生部８によりサイリスタ３を位相制御する。このよ
うす溶接工、 源を用いることにより、第１図（ｂ］に
その波形を示すように溶接電流かピーク電流ＩＩ）とベ
ース電流Ｉ１１とに０５〜２０Ｈ２の周波数で繰り返し
変化するローパルスＴＩＧ溶接か行なえる。
８に負帰還され、電流設定部７からの信号と比較される
。電流設定部７てピーク電流とベース電流の設定値を０
５〜２０ Ｈｚの所定の周期で切換え、出力電流値が設
定したピーク電流値とベース電流値になるように点弧信
号発生部８によりサイリスタ３を位相制御する。このよ
うす溶接工、 源を用いることにより、第１図（ｂ］に
その波形を示すように溶接電流かピーク電流ＩＩ）とベ
ース電流Ｉ１１とに０５〜２０Ｈ２の周波数で繰り返し
変化するローパルスＴＩＧ溶接か行なえる。
ローパルスＴＩＧ溶接のピーク、ベース繰返シ周期は溶
融池の凝固時間を基準に選定されるもので裏波溶接にお
ける垂れ落ち、立向ヒートの垂れ下りなどの防止に効果
がある。また、このローパルスＴＩＧ溶接はピーク、ベ
ースの電流値を調整することにより熱量の制御や溶込み
の制御かできるため、各種継手への適用範囲が通常の直
流ＴＩＧ溶接より広くなる。しかし、溶接の能率を上げ
ようとして溶込速度を上げると、ピーク、ベース繰返し
周波数が低いためにと一ドにベース電流時に相当する溶
込みの浅い部分が生じ、均一な溶込みか得られない。ま
た、アークの集中性が弱いために溶込み深さも十分でな
く、溶込みを深くするには平均電流値（Ｌ ）を上げな
ければならず、入熱過多により周囲への熱影響が太き（
なるという欠点があった。
融池の凝固時間を基準に選定されるもので裏波溶接にお
ける垂れ落ち、立向ヒートの垂れ下りなどの防止に効果
がある。また、このローパルスＴＩＧ溶接はピーク、ベ
ースの電流値を調整することにより熱量の制御や溶込み
の制御かできるため、各種継手への適用範囲が通常の直
流ＴＩＧ溶接より広くなる。しかし、溶接の能率を上げ
ようとして溶込速度を上げると、ピーク、ベース繰返し
周波数が低いためにと一ドにベース電流時に相当する溶
込みの浅い部分が生じ、均一な溶込みか得られない。ま
た、アークの集中性が弱いために溶込み深さも十分でな
く、溶込みを深くするには平均電流値（Ｌ ）を上げな
ければならず、入熱過多により周囲への熱影響が太き（
なるという欠点があった。
１２図［ａ）はバイパルスＴＩＧ溶接霞源のブロック図
である。−次側か商用交流電源１に接続された変圧器２
の二次出力は整流部９で整流され、トラン／メタ１０に
印加される。トランジスタ１０はシリーズレギュレータ
として働き、そのベース電流に対応した出力電流を負荷
６に供給する。トランジスタ１０のベース電流制御部１
１は電流検出部５から負郁還される信号をピーク、ベー
スの電流設定値を」〜１０ｋＨ２の周期て切換える電流
設定部７からの信号と比較し、出力電流値が設定したピ
ーク電流値とベース電流値になるようにトランジスタ１
０のベース電流を制御する。このような溶接電源を用い
ることにより、第２図ｔｂ＋にその波形を示すように溶
接電流がピーク電流ＩＰとベース電流Ｉ］３とに１〜１
０１（Ｈ２の周波数で繰り返し変化する）・イパルスＴ
ＩＧ溶接か行なえる。
である。−次側か商用交流電源１に接続された変圧器２
の二次出力は整流部９で整流され、トラン／メタ１０に
印加される。トランジスタ１０はシリーズレギュレータ
として働き、そのベース電流に対応した出力電流を負荷
６に供給する。トランジスタ１０のベース電流制御部１
１は電流検出部５から負郁還される信号をピーク、ベー
スの電流設定値を」〜１０ｋＨ２の周期て切換える電流
設定部７からの信号と比較し、出力電流値が設定したピ
ーク電流値とベース電流値になるようにトランジスタ１
０のベース電流を制御する。このような溶接電源を用い
ることにより、第２図ｔｂ＋にその波形を示すように溶
接電流がピーク電流ＩＰとベース電流Ｉ］３とに１〜１
０１（Ｈ２の周波数で繰り返し変化する）・イパルスＴ
ＩＧ溶接か行なえる。
このバイパルスＴＩＧ溶接はピーク、ベース電流の周波
数の高い繰返し変化によって起こるアーク振動により、
溶接部の組織の微細化やフローポール欠陥の減少なと溶
接品質の向」二に効果があると言われているが、ピーク
、ベース繰返し周波数が１〜］ＱｋＩ（ｚの高周波帯に
なると、アーク音がやかましく溶接作業のＩｉ、Ｉｉ９
．害になる。
数の高い繰返し変化によって起こるアーク振動により、
溶接部の組織の微細化やフローポール欠陥の減少なと溶
接品質の向」二に効果があると言われているが、ピーク
、ベース繰返し周波数が１〜］ＱｋＩ（ｚの高周波帯に
なると、アーク音がやかましく溶接作業のＩｉ、Ｉｉ９
．害になる。
〔発明の目的〕 本発明の目的は」二記した従来技術の
欠点を補い、アーク音が耳ざわりになることなく、同じ
平均電流値でより深い溶込みか得られかつ溶込みの均一
性をそこなわずに高速溶接ができる溶接性の良い非消耗
電極式アーク溶接方法を提供することにある。
欠点を補い、アーク音が耳ざわりになることなく、同じ
平均電流値でより深い溶込みか得られかつ溶込みの均一
性をそこなわずに高速溶接ができる溶接性の良い非消耗
電極式アーク溶接方法を提供することにある。
〔発明の概要〕 上記目的を達成するため本発明は、溶
接電流のピーク、ベース繰返し周波数を１００〜５００
Ｈｚの範囲に選定したことを特徴とする。
接電流のピーク、ベース繰返し周波数を１００〜５００
Ｈｚの範囲に選定したことを特徴とする。
発明者らの溶接実験の結果によれば、このような中間周
波数帯域で溶接電流をピーク電流とベース電流とに繰り
返し変化させてパルスＴＩＧ溶接を行なった場合、従来
のローパルスＴＩＧ溶接やバイパルスＴＩＧ溶接にはな
い特異な効果が得られることがわかった。すなわち、１
００〜５００ Ｈｚ帯のパルスＴＩＧ溶接では、ピーク
電流のピンチ効果で電極直下のアーク柱か絞られ、アー
クの集中性が強まる現象が顕著に現われ、直流ＴＩＧ溶
接やローパルスＴＩＧ溶接に比べ同し平均電流値でより
深い溶込みか得られる。また、ピーク、ベース繰返し周
期が比較的短いため、溶接速度を上げてもベース電流時
の浅い溶込みの影響か出にく（、均一な溶込みが得られ
た。さらに、ピーク、ベース繰返し周波数か５００ Ｈ
ｚを越えない範囲ではアーク音も作業の゛障害になるこ
とはない。
波数帯域で溶接電流をピーク電流とベース電流とに繰り
返し変化させてパルスＴＩＧ溶接を行なった場合、従来
のローパルスＴＩＧ溶接やバイパルスＴＩＧ溶接にはな
い特異な効果が得られることがわかった。すなわち、１
００〜５００ Ｈｚ帯のパルスＴＩＧ溶接では、ピーク
電流のピンチ効果で電極直下のアーク柱か絞られ、アー
クの集中性が強まる現象が顕著に現われ、直流ＴＩＧ溶
接やローパルスＴＩＧ溶接に比べ同し平均電流値でより
深い溶込みか得られる。また、ピーク、ベース繰返し周
期が比較的短いため、溶接速度を上げてもベース電流時
の浅い溶込みの影響か出にく（、均一な溶込みが得られ
た。さらに、ピーク、ベース繰返し周波数か５００ Ｈ
ｚを越えない範囲ではアーク音も作業の゛障害になるこ
とはない。
〔発明の実施例〕 以下、本発明に用いるパルスＴＩＧ
溶接電源とこれを用いたパルスＴＩＧ溶接の実施例につ
いて説明する。
溶接電源とこれを用いたパルスＴＩＧ溶接の実施例につ
いて説明する。
第３図ｆａｌは本発明を実施するために好適なパルスＴ
ＩＧ溶接電源の一例を示す。同図において、商用交流電
源１からの入力電圧は整流部］２で直流にされ、インバ
ータ部〕３に印加される。インバータ部１３はブリッジ
接続したトランジスタにより構成され、直流電圧を高周
波交流電圧に変換する。１４は変圧器で、高周波交流電
圧が印加されるため、第１図、第２図に示す変圧器２よ
り小形化することができる。１５は高速タイオードで構
成される整流部で、変圧器］４から出力される高周波交
流電圧を直流に変換する。整流部１５の直流出力は平滑
用リアクタ」６でリップルを除去され、電流検出部５６
を経てＴ■Ｇアーク負荷６に供給される。１７は電
流検出信号を増幅し誤差増幅器２２に負帰還する増幅部
、１８はピーク電流設定部、１９はベース電流設定部で
、これらのピーク、ベース電流設定信号をピーク、ベー
ス切換器２０により切換えて誤差増幅器２２のプラス側
入力に加える。ピーク、ベース切ＦＪ器２０はパルス周
波数設定部２１からの選択信号によりピーク、ベース電
流設定信号の切換を行なうマルチプレクサ回路であり、
パルス周波数設定部２１は設定されたピーク、ベース繰
返し周波数とピーク、ベース時間比率に対応して繰返し
周波数およびデユーティサイクルの可変な選択信号、を
発生する回路である。誤差増幅器２２は電流検出信号と
電流設定信号との差信号を比較器２３に出力する。２４
は鋸歯状波発生器で、ピーク、ベース繰返し周波数より
も高い一定周波数、たとえば４Ｑ ｋＨｚで発振する。
ＩＧ溶接電源の一例を示す。同図において、商用交流電
源１からの入力電圧は整流部］２で直流にされ、インバ
ータ部〕３に印加される。インバータ部１３はブリッジ
接続したトランジスタにより構成され、直流電圧を高周
波交流電圧に変換する。１４は変圧器で、高周波交流電
圧が印加されるため、第１図、第２図に示す変圧器２よ
り小形化することができる。１５は高速タイオードで構
成される整流部で、変圧器］４から出力される高周波交
流電圧を直流に変換する。整流部１５の直流出力は平滑
用リアクタ」６でリップルを除去され、電流検出部５６
を経てＴ■Ｇアーク負荷６に供給される。１７は電
流検出信号を増幅し誤差増幅器２２に負帰還する増幅部
、１８はピーク電流設定部、１９はベース電流設定部で
、これらのピーク、ベース電流設定信号をピーク、ベー
ス切換器２０により切換えて誤差増幅器２２のプラス側
入力に加える。ピーク、ベース切ＦＪ器２０はパルス周
波数設定部２１からの選択信号によりピーク、ベース電
流設定信号の切換を行なうマルチプレクサ回路であり、
パルス周波数設定部２１は設定されたピーク、ベース繰
返し周波数とピーク、ベース時間比率に対応して繰返し
周波数およびデユーティサイクルの可変な選択信号、を
発生する回路である。誤差増幅器２２は電流検出信号と
電流設定信号との差信号を比較器２３に出力する。２４
は鋸歯状波発生器で、ピーク、ベース繰返し周波数より
も高い一定周波数、たとえば４Ｑ ｋＨｚで発振する。
この鋸歯状波信号を比較器２３に入力して誤差増幅器２
２の出力信号と比較し、誤差増幅器２２の出力が大きく
なるほど出力パルスの幅が広くなるようなパルス幅変調
信号を比較器２３から発生させる。２５（ｊインバータ
部１３を構成するトランジスタのベースを駆動するベー
ス駆動信号発生部で、ブリノン接続のインバータを用い
た場合には、比較器２３からのパルス幅変調信号により
２組のトランジスタに交互にベース駆動信号を供給し、
インパーク出力としてパルス幅変調された２０ ｋＨｚ
の高周波交流Ｉ′ａ圧を発生させる。この高周波交流電
圧を変圧器１４に印加すると、平滑用リアクタ］６から
負荷６に供給される出力電流はパルス周波数設定部：２
１て設定されたピーク、ベース繰返し周波数とピーク、
ベース時間比率に対応してピーク電流とベース電流とに
繰り返し変化するパルス波形となりそのピーク、ベース
繰返し周波数を１００〜５００ Ｈｚの範囲に設定した
場合、１００〜５００ 、Ｈｚ帯でのパルスＴＩＧ溶接
を行なうことができる。第３図（１〕）はピーク、ベー
ス繰返し周波数を２００ Ｈｚとした場合のインパーク
出力波形、第３図（Ｃ］はこの場合の溶接電流波形を模
式的に示した図で、Ｉ、・はピーク電流ＩＩＪはベース
電流、■７．は平均電流である。
２の出力信号と比較し、誤差増幅器２２の出力が大きく
なるほど出力パルスの幅が広くなるようなパルス幅変調
信号を比較器２３から発生させる。２５（ｊインバータ
部１３を構成するトランジスタのベースを駆動するベー
ス駆動信号発生部で、ブリノン接続のインバータを用い
た場合には、比較器２３からのパルス幅変調信号により
２組のトランジスタに交互にベース駆動信号を供給し、
インパーク出力としてパルス幅変調された２０ ｋＨｚ
の高周波交流Ｉ′ａ圧を発生させる。この高周波交流電
圧を変圧器１４に印加すると、平滑用リアクタ］６から
負荷６に供給される出力電流はパルス周波数設定部：２
１て設定されたピーク、ベース繰返し周波数とピーク、
ベース時間比率に対応してピーク電流とベース電流とに
繰り返し変化するパルス波形となりそのピーク、ベース
繰返し周波数を１００〜５００ Ｈｚの範囲に設定した
場合、１００〜５００ 、Ｈｚ帯でのパルスＴＩＧ溶接
を行なうことができる。第３図（１〕）はピーク、ベー
ス繰返し周波数を２００ Ｈｚとした場合のインパーク
出力波形、第３図（Ｃ］はこの場合の溶接電流波形を模
式的に示した図で、Ｉ、・はピーク電流ＩＩＪはベース
電流、■７．は平均電流である。
誤差増幅器２２には電流検出部５から増幅部１７を介し
て電流検出信号か負帰還されているので、１テ１荷変動
によりピーク、ベース電流値が減少すると誤差増幅器２
２の１−δ力が大きくなり、したかって比較器２３から
ベース駆動信号発生部２５への出力パルス幅か広くなり
、インバータ部１３はピーク、ベース電流値を増加させ
るように傍く。ピーク、へ−スミ流値が増加した場合は
この逆で、ピーク、へ−スミ流値をそれぞれの設定値に
保つように定電流制御か行なわれる。 ゛ コノハルスＴＩＧ溶接電源は、インパーク部１３てのパ
ルス幅変調により溶接電流をピーク電流とベース電流と
に繰り返し変化させるようにしたため第１図および第２
図に示すパルｙ’、 ＴＩＧ溶接電源に比べて変圧器を
小形化できるとともに、第２図に示すように！・ランジ
スタ１０をシリーズレギュレータとして用いたものより
変換効率が良く、並列接続する）・ランノスタの個数を
減らすことができるので、電源全体が小形軽量となり、
現地工事用として好適である。また、このパルスＴＩＧ
溶接電源はパルス周波数設定部２１て設定するピーク、
ベース繰返し周波数を変えることにより、０．５〜２０
Ｈｚの低周波帯および１〜１０ｋＨｚの高周波帯ての
パルスＴＩＧ溶接にも適用することかできる。
て電流検出信号か負帰還されているので、１テ１荷変動
によりピーク、ベース電流値が減少すると誤差増幅器２
２の１−δ力が大きくなり、したかって比較器２３から
ベース駆動信号発生部２５への出力パルス幅か広くなり
、インバータ部１３はピーク、ベース電流値を増加させ
るように傍く。ピーク、へ−スミ流値が増加した場合は
この逆で、ピーク、へ−スミ流値をそれぞれの設定値に
保つように定電流制御か行なわれる。 ゛ コノハルスＴＩＧ溶接電源は、インパーク部１３てのパ
ルス幅変調により溶接電流をピーク電流とベース電流と
に繰り返し変化させるようにしたため第１図および第２
図に示すパルｙ’、 ＴＩＧ溶接電源に比べて変圧器を
小形化できるとともに、第２図に示すように！・ランジ
スタ１０をシリーズレギュレータとして用いたものより
変換効率が良く、並列接続する）・ランノスタの個数を
減らすことができるので、電源全体が小形軽量となり、
現地工事用として好適である。また、このパルスＴＩＧ
溶接電源はパルス周波数設定部２１て設定するピーク、
ベース繰返し周波数を変えることにより、０．５〜２０
Ｈｚの低周波帯および１〜１０ｋＨｚの高周波帯ての
パルスＴＩＧ溶接にも適用することかできる。
第４図ｆａ＋は本発明を実施するために好適なパルスＴ
ＩＧ溶接電源の他の例を示す。本例は周波数変調により
電流制御を行なうもので、ピーク電流設定部１８、ベー
ス電流設定部１９からの電流設定信号をピーク、ベース
切換器２０て切換えて誤差増幅器２２のプラス側人力に
加え、電流検出部５から増幅部１７を介して負帰還され
る電流検出信号と電流設定信号との差信号を誤差増幅器
２２からＶ’−Ｆ変換器２６に出力し、差信号の電圧レ
ベルに対応した周波数の信号に変換する。このＶ−Ｆ変
換器２６の出力信号によりベース駆動信号発生部２５か
らインバ−夕部１３のフリンジ接続された２組のトラン
ジスタ１．こ交互にベース駆動信号を供給し、インバー
タ出力として、たとえば溶接電流のピーク電流に対応す
る区間では］、 ｋＨｚ、ベース電流に対応する区間で
はＩＱ ｋＨｚに周波数変調された高周波交流電圧を発
生させる。変圧器】４はリーケージトランスとして構成
されており、この変圧器１４に高周波交流電圧を印加す
ると、比較的周波数の高いベース電流に対応する区間で
は比較的周波数の低いピーク電流に対応する区間よりも
大きなリアクタンス電圧降下が生じるので、変圧器１４
の出力を整流部１５、平滑用リアクタ】６で整流、平滑
化して得られた出力電流はピー−電流とベース電流とに
繰り返し変化するパルス波形となり、パルス周波数設定
部２１でピーク、ベース繰返し周波数を１００〜５００
Ｈｚの範囲に設定すれば、１００〜５００ Ｈｚ帯で
のパルスＴＩＧ溶接か行なえる。第４図（１〕）はピー
ク、ベース’ＩＦＡ 返し周波数を２００ Ｈｚとした
場合のインバータ出力波形、第４図ｆｃｌはこの場合の
溶接電流波形を模式的に示した図である。
ＩＧ溶接電源の他の例を示す。本例は周波数変調により
電流制御を行なうもので、ピーク電流設定部１８、ベー
ス電流設定部１９からの電流設定信号をピーク、ベース
切換器２０て切換えて誤差増幅器２２のプラス側人力に
加え、電流検出部５から増幅部１７を介して負帰還され
る電流検出信号と電流設定信号との差信号を誤差増幅器
２２からＶ’−Ｆ変換器２６に出力し、差信号の電圧レ
ベルに対応した周波数の信号に変換する。このＶ−Ｆ変
換器２６の出力信号によりベース駆動信号発生部２５か
らインバ−夕部１３のフリンジ接続された２組のトラン
ジスタ１．こ交互にベース駆動信号を供給し、インバー
タ出力として、たとえば溶接電流のピーク電流に対応す
る区間では］、 ｋＨｚ、ベース電流に対応する区間で
はＩＱ ｋＨｚに周波数変調された高周波交流電圧を発
生させる。変圧器】４はリーケージトランスとして構成
されており、この変圧器１４に高周波交流電圧を印加す
ると、比較的周波数の高いベース電流に対応する区間で
は比較的周波数の低いピーク電流に対応する区間よりも
大きなリアクタンス電圧降下が生じるので、変圧器１４
の出力を整流部１５、平滑用リアクタ】６で整流、平滑
化して得られた出力電流はピー−電流とベース電流とに
繰り返し変化するパルス波形となり、パルス周波数設定
部２１でピーク、ベース繰返し周波数を１００〜５００
Ｈｚの範囲に設定すれば、１００〜５００ Ｈｚ帯で
のパルスＴＩＧ溶接か行なえる。第４図（１〕）はピー
ク、ベース’ＩＦＡ 返し周波数を２００ Ｈｚとした
場合のインバータ出力波形、第４図ｆｃｌはこの場合の
溶接電流波形を模式的に示した図である。
このパルスＴＩＧ溶接電源も第３図の例と同様に小形軽
量化でき、現地工事用に適している。
量化でき、現地工事用に適している。
発明者らは第３図に示す構成のパルスＴＩＧ溶接電源を
用い、ピーク、ベース繰返し周波数を１００〜５００
Ｈｚの範囲で種々変化させてパルスＴＩＧアークを発生
させ、従来の直流ＴＩＧアークおよびローパルスＴＩＧ
アーク、バイパルスＴＩＧアークとアーク形状および溶
接部のビート幅、溶込み深さを比較してみた。
用い、ピーク、ベース繰返し周波数を１００〜５００
Ｈｚの範囲で種々変化させてパルスＴＩＧアークを発生
させ、従来の直流ＴＩＧアークおよびローパルスＴＩＧ
アーク、バイパルスＴＩＧアークとアーク形状および溶
接部のビート幅、溶込み深さを比較してみた。
第５図（ａｌは電極径２．４ ｍｍφ、アーク長４ｍｍ
の直流ＴＩＧアーク（平均電流１００ Ａ、正極性）の
アーク写真（フィルタ ＮＤ２＋４＋８、絞り速度 Ｔ
２２、］／６０、フィルム、フンカラーＦｉｌ）の筆写
図、第５図ｔｂｌは同一条件で撮影したピーク、ベース
繰返し周波数２００ Ｈｚ、平均電流１００Ａ （Ｉｐ
： ２０ＯＡ、ＩＴＪ：６０Ａ、正極性）のパルスＴ
ＩＧアークのアーク写真の筆写図である。後者は前者に
比べ電極直下のアーク柱が集束されている様子か良くわ
かるが、この傾向は繰返し周波数１００ Ｈｚ付近から
顕著に現われる。その理由は明らかでないが、繰返し周
期がある程度短くなると、ピーク電流のピンチ効果によ
り電極直下のアーク圧力か高まるものと推測される。
の直流ＴＩＧアーク（平均電流１００ Ａ、正極性）の
アーク写真（フィルタ ＮＤ２＋４＋８、絞り速度 Ｔ
２２、］／６０、フィルム、フンカラーＦｉｌ）の筆写
図、第５図ｔｂｌは同一条件で撮影したピーク、ベース
繰返し周波数２００ Ｈｚ、平均電流１００Ａ （Ｉｐ
： ２０ＯＡ、ＩＴＪ：６０Ａ、正極性）のパルスＴ
ＩＧアークのアーク写真の筆写図である。後者は前者に
比べ電極直下のアーク柱が集束されている様子か良くわ
かるが、この傾向は繰返し周波数１００ Ｈｚ付近から
顕著に現われる。その理由は明らかでないが、繰返し周
期がある程度短くなると、ピーク電流のピンチ効果によ
り電極直下のアーク圧力か高まるものと推測される。
第６図に１．００〜５００ ＨｒｓのパルスＴＩＧ溶接
クにより得られたヒート幅、溶込み深さを直流ＴＩＧア
ークオヨヒローパルスＴＩＧアーク、バイパルスＴＩＧ
アークによると−ト幅、溶込み深さと比較して示す。他
の溶接条件は次の通りである。
クにより得られたヒート幅、溶込み深さを直流ＴＩＧア
ークオヨヒローパルスＴＩＧアーク、バイパルスＴＩＧ
アークによると−ト幅、溶込み深さと比較して示す。他
の溶接条件は次の通りである。
平均電流： １００Ａ （Ｉｐ：２０ＯＡ、Ｉｎ：６０
Ａ）電極径 ：３．２ｍｍφ アーク長：２．５ｍｍ イ；Ｊ’ 利’ ： ｘ ７−７ レス鋼（ＳＵＳ
３０４ ）板厚３ｍｍ溶接速度： ２５０ ｍｍ／ｍ
ｉｎ この図で明らかなように、１００〜５ＱＱ Ｈｚのパル
スＴＩＧアークは同し平均電流値の直流ＴＩＧアークや
ローパルスＴＩＧアークに比ベビード幅か比較的狭く、
溶込みの深いヒートか得られ、アークの集中性か良いこ
とを示している。しかも、入熱の低いベース電流区間が
介在するため、入熱過多にならず、割れなとの原因とな
る周囲への影響を抑えることができる。また、１．００
〜５００ ＨｚのパルスＴＩＧアークはピーク、ベース
繰返し周期が比較的短いため、溶接速度を上げてもベー
ス電流時の浅し）溶込みの影響か出にくく、均一な溶込
みか得られた。
Ａ）電極径 ：３．２ｍｍφ アーク長：２．５ｍｍ イ；Ｊ’ 利’ ： ｘ ７−７ レス鋼（ＳＵＳ
３０４ ）板厚３ｍｍ溶接速度： ２５０ ｍｍ／ｍ
ｉｎ この図で明らかなように、１００〜５ＱＱ Ｈｚのパル
スＴＩＧアークは同し平均電流値の直流ＴＩＧアークや
ローパルスＴＩＧアークに比ベビード幅か比較的狭く、
溶込みの深いヒートか得られ、アークの集中性か良いこ
とを示している。しかも、入熱の低いベース電流区間が
介在するため、入熱過多にならず、割れなとの原因とな
る周囲への影響を抑えることができる。また、１．００
〜５００ ＨｚのパルスＴＩＧアークはピーク、ベース
繰返し周期が比較的短いため、溶接速度を上げてもベー
ス電流時の浅し）溶込みの影響か出にくく、均一な溶込
みか得られた。
ピーク、ベース繰返し周波数の上限を５００ Ｈｚとし
たのは、５００ Ｈｚを越えるとアーク音が高くなり、
手動ＴＩＧ溶接では長時間の作業に耐えられないからで
ある。
たのは、５００ Ｈｚを越えるとアーク音が高くなり、
手動ＴＩＧ溶接では長時間の作業に耐えられないからで
ある。
第６図は平均電流１００Ａの時の実験成績であるか、平
均電流を変えて行なった溶接実験でも第６図とほぼ同様
の傾向が観察された。また、本発明によるパルスＴＩＧ
溶接法はステンレス鋼だけでなく、銅合金（特に黄銅）
の溶接に適用しても好結果か得られた。
均電流を変えて行なった溶接実験でも第６図とほぼ同様
の傾向が観察された。また、本発明によるパルスＴＩＧ
溶接法はステンレス鋼だけでなく、銅合金（特に黄銅）
の溶接に適用しても好結果か得られた。
〔発明の効果〕 以上説明したようにピーク、ベース繰
返し周波数を１００〜５００ Ｈｚの範囲とした本発明
のパルスＴＩＧ溶接法は、従来の直流ＴＩＧアークやロ
ーパルスＴＩＧアークに比ベアークの集中性が増し、入
熱過多による周囲への熱影響を抑えてより深い溶込みを
得るのに適しており、また溶込みの均一性をそこなわず
に溶接速度を上げて作業能率を増進することができ、ア
ーク音も作業に支障のない程度に抑えることかできる。
返し周波数を１００〜５００ Ｈｚの範囲とした本発明
のパルスＴＩＧ溶接法は、従来の直流ＴＩＧアークやロ
ーパルスＴＩＧアークに比ベアークの集中性が増し、入
熱過多による周囲への熱影響を抑えてより深い溶込みを
得るのに適しており、また溶込みの均一性をそこなわず
に溶接速度を上げて作業能率を増進することができ、ア
ーク音も作業に支障のない程度に抑えることかできる。
したがって、第３図または第４図に示すような可変周波
数のパルスＴＩＧ溶接電源を用い、必要に応じてローパ
ルスＴＩＧ溶接やバイパルスＴＩＧ溶接と使い分けるこ
とにより、１台の溶接機で現地工事に要求される薄板か
ら厚板までの各種継手の溶接や」−向、立向などを含む
全姿勢溶接により良く適応した溶接施工ができる。
数のパルスＴＩＧ溶接電源を用い、必要に応じてローパ
ルスＴＩＧ溶接やバイパルスＴＩＧ溶接と使い分けるこ
とにより、１台の溶接機で現地工事に要求される薄板か
ら厚板までの各種継手の溶接や」−向、立向などを含む
全姿勢溶接により良く適応した溶接施工ができる。
本発明は非消耗電極を用いるプラズマ溶接に適用しても
、上記と同様な効果を期待てきる。
、上記と同様な効果を期待てきる。
第１図１３）は従来のローパルスＴＩＧ溶接電源を示す
ブロック図、同図ｆｂｌはその溶接電流波形図、第。 ２図ｔａｌは従来のバイパルスＴＩＧ溶接電源を示すフ
ロック図、同図（ｂｌはその溶接電流波形図、第３図（
ａｌは本発明を実施するためのパルスＴＩＧ溶接電源の
一例を示すブロック図、同図ｔｂ）はそのインバータ部
出力波形図、同図ｆｃｌは溶接電流波形図、第４図ｆａ
ｌは本発明を実施するためのパルスＴＩＧ溶接電源の他
の例を示すブロック図、同図ｔｂ）はそのインバータ部
出力波形図、同図ｆｃ］は溶接電流波形図、 ′第
５図（ａｌ、［ｂｌは直流ＴＩＧアークと本発明による
パルスＴｉＧアークのアーク写真の筆写図、第６図はパ
ルスＴＩＧアークのピーク、ベース繰返し周波数を変化
させて得られたヒート幅、溶込み深さの実測値を示すグ
ラフである。 １・・商用交流電源 ５ 電流検出部６・・ＴＩＧ
アーク負荷 １２・整流部１３・・インバータ部
１４・・・変圧器１５・・整流部 １６・
・・平滑用リアクタ〕７・・増幅部１８・・・ピーク電
流設定部１つ・・・ベース電流設定部 ２０・・・ピー
ク、ベース切換器２１ パルス周波数設定部２２・・
・誤差増幅器２３・・・比較器 ２４・・鋸
歯状波発生器２５・・トランジスタのベース駆動信号発
生部２６・・・Ｖ−Ｆ変換器 代理人弁理士 中村純之助 矛１ 図 矛２図 十３図 （Ｑ） 矛４図 （Ｑ） 矛５図 手続補正書（方式） 昭和５８年４月５日 ６゛許庁長官 殿 事件の表示 昭和５７年特許願第２１５．５２１、発
明の名称 非消耗電極式アーク溶接方法補正をする者 事件との関係 特許出願人 代理人 補正命令の日付 昭和５８年３月２８日補正の対象
明細書の図面の簡単な説明の欄。 補正の内容 （１）明細書第１６頁第４行の「（ａ）
、（ｂ）」を削除する。
ブロック図、同図ｆｂｌはその溶接電流波形図、第。 ２図ｔａｌは従来のバイパルスＴＩＧ溶接電源を示すフ
ロック図、同図（ｂｌはその溶接電流波形図、第３図（
ａｌは本発明を実施するためのパルスＴＩＧ溶接電源の
一例を示すブロック図、同図ｔｂ）はそのインバータ部
出力波形図、同図ｆｃｌは溶接電流波形図、第４図ｆａ
ｌは本発明を実施するためのパルスＴＩＧ溶接電源の他
の例を示すブロック図、同図ｔｂ）はそのインバータ部
出力波形図、同図ｆｃ］は溶接電流波形図、 ′第
５図（ａｌ、［ｂｌは直流ＴＩＧアークと本発明による
パルスＴｉＧアークのアーク写真の筆写図、第６図はパ
ルスＴＩＧアークのピーク、ベース繰返し周波数を変化
させて得られたヒート幅、溶込み深さの実測値を示すグ
ラフである。 １・・商用交流電源 ５ 電流検出部６・・ＴＩＧ
アーク負荷 １２・整流部１３・・インバータ部
１４・・・変圧器１５・・整流部 １６・
・・平滑用リアクタ〕７・・増幅部１８・・・ピーク電
流設定部１つ・・・ベース電流設定部 ２０・・・ピー
ク、ベース切換器２１ パルス周波数設定部２２・・
・誤差増幅器２３・・・比較器 ２４・・鋸
歯状波発生器２５・・トランジスタのベース駆動信号発
生部２６・・・Ｖ−Ｆ変換器 代理人弁理士 中村純之助 矛１ 図 矛２図 十３図 （Ｑ） 矛４図 （Ｑ） 矛５図 手続補正書（方式） 昭和５８年４月５日 ６゛許庁長官 殿 事件の表示 昭和５７年特許願第２１５．５２１、発
明の名称 非消耗電極式アーク溶接方法補正をする者 事件との関係 特許出願人 代理人 補正命令の日付 昭和５８年３月２８日補正の対象
明細書の図面の簡単な説明の欄。 補正の内容 （１）明細書第１６頁第４行の「（ａ）
、（ｂ）」を削除する。
Claims (1)
- 非消耗電極を用い、溶接電流をピーク電流とベース電流
とに繰り返し変化させて行なうアーク溶接において、そ
のピーク、ベース繰返し周波数が１００〜５００ Ｈｚ
の範囲であることを特徴とする非消耗電極式アーク溶接
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21552182A JPS59107774A (ja) | 1982-12-10 | 1982-12-10 | 非消耗電極式アーク溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21552182A JPS59107774A (ja) | 1982-12-10 | 1982-12-10 | 非消耗電極式アーク溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59107774A true JPS59107774A (ja) | 1984-06-22 |
| JPH0241394B2 JPH0241394B2 (ja) | 1990-09-17 |
Family
ID=16673789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21552182A Granted JPS59107774A (ja) | 1982-12-10 | 1982-12-10 | 非消耗電極式アーク溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59107774A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3534595A1 (de) * | 1984-09-28 | 1986-04-17 | Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo | Stromversorgung zum lichtbogenschweissen |
| JP2005111539A (ja) * | 2003-10-09 | 2005-04-28 | Daihen Corp | プラズマアーク溶接方法 |
| JP2011218387A (ja) * | 2010-04-07 | 2011-11-04 | Denso Corp | アーク溶接方法およびその装置 |
| CN103182592A (zh) * | 2011-12-28 | 2013-07-03 | 哈尔滨学兴科技开发有限公司 | 一种交直流混合焊接方法及装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5292840A (en) * | 1976-02-02 | 1977-08-04 | Hitachi Ltd | Different material joint*steel to copper or copper alloy* and method of their welding |
| JPS5581073A (en) * | 1978-12-12 | 1980-06-18 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | All position tig welding method |
| JPS56122671A (en) * | 1980-03-05 | 1981-09-26 | Hitachi Ltd | High-frequency pulse tig welding method |
| JPS56131071A (en) * | 1980-03-18 | 1981-10-14 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | All position tig welding method |
-
1982
- 1982-12-10 JP JP21552182A patent/JPS59107774A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5292840A (en) * | 1976-02-02 | 1977-08-04 | Hitachi Ltd | Different material joint*steel to copper or copper alloy* and method of their welding |
| JPS5581073A (en) * | 1978-12-12 | 1980-06-18 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | All position tig welding method |
| JPS56122671A (en) * | 1980-03-05 | 1981-09-26 | Hitachi Ltd | High-frequency pulse tig welding method |
| JPS56131071A (en) * | 1980-03-18 | 1981-10-14 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | All position tig welding method |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3534595A1 (de) * | 1984-09-28 | 1986-04-17 | Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo | Stromversorgung zum lichtbogenschweissen |
| JP2005111539A (ja) * | 2003-10-09 | 2005-04-28 | Daihen Corp | プラズマアーク溶接方法 |
| JP2011218387A (ja) * | 2010-04-07 | 2011-11-04 | Denso Corp | アーク溶接方法およびその装置 |
| CN103182592A (zh) * | 2011-12-28 | 2013-07-03 | 哈尔滨学兴科技开发有限公司 | 一种交直流混合焊接方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0241394B2 (ja) | 1990-09-17 |
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