JPS6113902B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はパルスアークを安定にすることでア
ーク切れのないアーク溶接装置に関する。

それ自身では、被溶接物と電極との間にスプレ
ー移行を生じない程度の比較的小電流アークを維
持する第１直流電源Ａ（これをバツクグランド電
源とも言う。）と、スプレー移行を起こすに足り
るパルス状電流を周期的に発生される第２直流電
源Ｂ（これをパルス発生電源とも言う。）を、第
１図で示すようにアークに対し並列に組合せてア
ーク溶接を行う方法をパルスアーク溶接法と言
い、第１図において、１及び１１はインダクタン
ス、２は電極、３はアーク、４は被溶接物を示
す。第１図のインダクタンス１の働きは、バツク
グランド電流Ｉ_B通電中の電流リツプルを平滑化
し、アーク長の変動等に対しアーク切れ等のない
安定したパイロツトアークを持続させる働きがあ
る。そのためにこのインダクタンス１は、一定値
以上の値が要求され、小さい値の場合は、アーク
切れ等のアーク不安定を生ずることになる。な
お、インダクタンス１１の働きは、適正なパルス
電流を得るためのもので、この値があまり小さす
ぎると、パルス電流が過大となり、スパツタの増
加やアーク切れあるいは、溶接ビード不均一など
の不具合を生じ、逆に大きすぎると溶滴を移行さ
せるに必要なパルス電流を得られなくなる。従つ
て、インダクタンス１は、充分に大きい値のもの
がバツクグランド電流通電時のアーク安定のため
に必要であり、インダクタンス１１は、適正な値
を必要とするわけで、これにもとずいて実用化さ
れた従来のパルスアーク溶接機（第１図参照）で
は、パルス電流Ｉ_Pとバツクグランド電流Ｉ_Bの流
れ方は、第３図イに示すように、パルス電流通電
後のバツクグランド電流の立ち上りが、その大き
なインダクタンス１により遅れ、従つて結果とし
て第３図ロの１０に示すようにアーク電流の低下
になる。

この時にアーク切れが生じたり、アーク不安定
によるスパツタの増大などの問題があつた。

この発明は従来の欠点を除去し、バツクグラン
ド電流通電期間では電流が平滑化され、アーク切
れやアーク不安定を防止し、小電流域でも大電流
域でもきわめて安定したパルス溶接が得られるア
ーク溶接装置を得ることを目的とする。

この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図にこの発明の実施例の装置を示す。

第１図と同一符号は同一部分を示す。５はコ
ア、６はバツクグランド電源に接続され、コア５
に巻回されたインダクタンス、７はパルス発生電
源に接続されたインダクタンスを示す。第１直流
電源Ａ、電極２、アーク３および被溶接物４の順
に閉ループを形成し、第２直流電源Ｂ側では、イ
ンダクタンス７、電極２、アーク３および被溶接
物４の順に閉ループを形成する。この両インダク
タンス６および７は、コア５などにより磁気的に
結合し、しかも６もしくは７に、例えば電極２か
ら被溶接物４方向へ電流が流れることによりコア
５内に形成される磁束方向は、同一方向（例えば
８）であるように６，７の巻き方を構成する。

次にこの装置の動作を説明する。

バツクグランド電流期間では、インダクタンス
６に電流が流れ、それによつて例えば８方向に磁
速を形成し、コア５は励磁されている。次にパル
ス電流Ｉ_Pがインダクタンス７を流れはじめる
と、第１図に示した従来例に比べ、コア５が励磁
されているので、第４図イに示すようにパルス電
流Ｉ_Pの立と上りはより急峻になる。この時、バ
ツクグランド電流Ｉ_Bは減少し、パルス電流Ｉ_Pが
ピーク値に達した時、０になる。次にパルス電流
Ｉ_Pが減少しはじめると、再びバツクグランド電
流Ｉ_Bが流れ始めるが、コア５がパルス電流Ｉ_Pに
よる十分に励磁されているので、この時のインダ
クタンス６は、あたかもその値が小さいインダク
タンスとして働き、従つて、バツクグランド電流
の立ち上りは、第１図に示す従来例のインダクタ
ンス１１を介して流れるものに比べ、はるかに急
峻である。その結果、第４図ロに示すように、第
３図ロの１０で示したようなアーク電流の低下は
みられず、従つて、アーク切れやアーク不安定が
ないきわめて良好なパルスアーク発生を実現でき
る。

そして、その後のバツクグランド電流を流す間
は、このインダクタンス６は、アーク不安定を生
じない大きい値のインダクタンスとして働く。

すなわち、本実施例によれば、パルス電流Ｉ_P
が流れる期間、そのインダクタンス値が小さくな
るようなバツクグランド電流設定のためのインダ
クタンス６を形成できるわけで、通常のバツクグ
ランド電流を流す時には、そのインダクタンス値
が大きく、パルス電流通電時には小さくなるイン
ダクタンスを形成することにより、きわめて安定
したパルスアーク溶接が可能である。この装置に
用いられるバツクグランド電源およびパルス発生
電源の特性は、定電圧特性であれ、垂下特性であ
れ、これを特に限定するものではなく、いずれの
組合せも有効である。また不平衡インピーダンス
を利用したいわゆる一体形パルス電源（第１直流
電源Ａおよび第２直流電源Ｂが同一のトランスに
て構成）にも無論有効である。

以上のように本発明によれば、前述のように、
第１直流電流および第２直流電源のインダクタン
スを同一コアに磁束形成方向が同方向となるよう
に巻回結合したことにより、 (1) アーク電流の小さなパルスアーク溶接の場合
（この場合は、当然バツクグランド電流は小さ
く絞られている）でもパルス電流通電後のバツ
クグランド電流の回復の速やかさによりアーク
切れやアーク不安定はおこらない、 (2) 半自動溶接などでみられるワイヤ突出し長の
変動に対しても、スパツタの発生はほとんどみ
られない、 (3) パルス電流そのものの立上りが、動作の説明
のところで説明したように、きわめて急峻であ
るため、太径ワイヤでも、きわめてスムーズな
スプレー移行が可能である、 (4) 小電流20Aから大電流400Aに至るまでアー
ク切れやアーク不安定のないきわめて安定した
アークが得られる、 (5) ビードそのものも均一かつ滑らかで、ワイヤ
の突出し長変動に対しても良好な対応性を示
す、など、パルス溶接においてきわめてすぐれ
た作用効果を生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアーク溶接装置の回路図、第２
図はこの発明の一実施例を示すアーク溶接装置の
回路図、第３図は第１図に示した従来装置による
電流波形図、第４図は第２図に示した実施例装置
による電流波形図である。 Ａ……第１直流電源、Ｂ……第２直流電源、
１，１１……インダクタンス、２……電極、３…
…アーク、４……被溶接物、５……コア、６……
第１直流電源側インダクタンス、７……第２直流
電源側インダクタンス、８……磁束形成方向、１
０……アーク電流の低下部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被溶接物と電極との間に自身ではスプレー移
   行を生じない程度の比較的小電流アークを維持す
   る第１直流電源とスプレー移行を起こすに足りる
   パルス状電流を周期的に発生する第２直流電源を
   溶接アークに並列に設け、前記第１直流電源にア
   ーク負荷と直列にかつ前記第２直流電源にアーク
   負荷と直列にそれぞれインダクタンスを配したア
   ーク溶接装置において、それぞれの前記インダク
   タンスを同一コアに磁束形成方向が同方向となる
   よう巻回結合したことを特徴としたアーク溶接装
   置。