JPS61186168A - ティグパルス溶接機 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕　本発明は、溶接部の入熱を制御す
るため、出力電流をパルス電流とベース電流に周期的に
変化させる電流フィードバック制御機能を備えたティグ
パルス溶接機に関する。

〔発明の背景〕　従来のティグパルス溶接機の制御ブロ
ック図を第４図に、電流制御用基準電圧と出力電流の波
形を第５図に示す。

第４図において、入力端子１からの交流入力は溶接用変
圧器２で溶接に必要な電圧としてサイリスタ等の制御素
子により構成された交直切換可能な出力制御部３に加え
られ、出力制御部３の出力電流は溶接電流検出部４を通
り、出力端子５から負荷に供給される。出力制御部３の
出力電流は溶接電流検出部４で出力電流値に比例した電
圧に変換され、電流フィードバック信号■４として誤差
増幅器６の一方の入力端子に印加される。誤差増幅器６
の他方の入力端子には基準電圧Ｖ、が印加されるが、テ
ィグパルス溶接を行なう場合、この基準電圧Ｖ、は、パ
ルス、ベース時間制御部１０の切換スイッチ７ａ、７ｂ
により基準電圧源８からのパルス電流設定用基準電圧Ｖ
□と基準電圧源９からのベース電流設定用基準電圧ｖ２
とに設定された時間で交互に切換えられる。そして、こ
の基準電圧Ｖ、と電流フィードバック信号■４との差信
号を誤差増幅器６で増幅してサイリスタ点弧用の移相器
１１に加え、出力制御部３のサイリスタを位相制御する
ことにより、出力電流がパルス電流とベース電流に周期
的に変化するように電流フィードバック制御を行なって
いる。

このような電流フィードバック制御系を用いたティグパ
ルス溶接機では、誤差増幅器６に印加される基準電圧Ｖ
、は、第５図（イ）に示すようにパルス時間ｔｐとベー
ス時間ｔａでＶ□からｖ２へ、■２からｖｌへと急激に
レベル変化する。この基準電圧ｖ３の変化に応じて誤差
増幅器６の出力が変化し、これを受けて出力制御部３は
出力電流を増減制御するが、溶接機の内部インピーダン
ス（溶接用変圧器、リアクタ等）により出力電流の変化
が遅れるため、誤差増幅器６に印加される基準電圧■、
と電流フィードバック信号ｖ４との間に時間的なずれが
生じる。

その結果、出力電流波形は第５図（ロ）、（ハ）に示す
ようになり、ベース電流ＩＢからパルス電流ＩＰへ切換
ねる時にはオーバシュート部Ａが生じ、逆にパルス電流
ＩＰからベース電流ＩＳへ切換ねる時にはアンダシュー
ト部Ｂが生じる。この現象はパルス、ベース両電流の差
が大きいほど顕著に現われる。

このようなパルス波形の電流で溶接を行なうと、（１）
オーバシュート部Ａでの強いアーク力により溶融池が波
立って、ビードの波目が不均一となり、ビード外観が悪
くなる。

（２）溶加棒を用いる溶接作業では、オーバシュート部
Ａでの強いアーク力に妨げられて溶加棒を挿入しずらく
、溶は込みがスムーズにいかな１１為。

（３）大電流により電極の消耗が早くなる。

（４）パルス、ベース電流のレベル差が大きい場合、ア
ンダシュート部Ｂでアーク切れしやすい。

等の問題点が発生する。

〔発明の目的〕　本発明の目的は、上記した従来技術の
問題点を解消し、ティグパルス溶接の溶接作業性、溶接
品質を向上させるとともに、電極消耗を低減することに
ある。

〔発明の概要〕　本発明は、溶接電流検出部、該検出部
からの電流フィードバック信号と基準電圧との差信号を
増幅する誤差増幅器および該増幅器の出力により作動す
る出力制御部を有し、切換スイッチにより前記基準電圧
を設定された時間でパルス電流設定用基ｆ！！電圧とベ
ース電流設定用基準電圧とに交互に切換えて、出力電流
をパルス電流とベース電流に周期的に変化させるように
したティクパルス溶接機において、前記パルス電流制御
用基準電圧と前記ベース電流設定用基準電圧との切換え
時に基準電圧レベルをスロープ状に変化させるスロープ
制御部を備えたことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕　本発明の一実施例の制御ブロック図
を第１図に、スロープ制御部の回路例を第２図に、電流
制御用基準電圧と出力電流の波形を第３図に示す。

第１図において、１〜１１は第４図と対応する部分で、
制御系の基本的構成は第４図の従来例と同一であるが、
本発明では切換スイッチ７ａ、７ｂと誤差増幅器６との
間にスロープ制御部１２を設け、パルス、ベース時間制
御部１０の切換スイッチ７ａ、７ｂにより設定された時
間で交互に切換えられるパルス電流設定用基準電圧Ｖ工
とベース電流設定用基準電圧ｖ２をスロープ制御部１２
に印加し、パルス、ベース各基準電圧の切換え時に基準
電圧レベルをスロープ状に変化させる点が従来例と異な
る。

スロープ制御部１２は、例えば第２図に示すように切換
スイッチ７ａ、７ｂを介して印加されるパルス、ベース
各基準電圧ｖｉ、ｖ２を分圧する抵抗Ｒ□、Ｒ２と、抵
抗Ｒ２にスロープ緩急選択スイッチ１３を介して並列接
続されるコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３を備え、抵抗Ｒ２
の端子電圧を基準電圧ｖ３として誤差増幅器６に印加す
るように構成される。

このスロープ制御部１２により、パルス、ベース各基準
電圧■いｖ２の切換え時に、基準電圧Ｖ、の電圧レベル
は抵抗Ｒ１，Ｒ２とスロープ緩急選択スイッチ１３によ
り選択されたコンデンサとの時定数でスロープ状に変化
する。

ここでコンデンサ容量をＣ□〈Ｃ２くＣ３とすると、Ｃ
□、Ｃ２、Ｃ１のいずれを選択するかにより、基準電圧
■□のスロープ状変化の緩急の度合を第３図（イ）のａ
、ｂ、ｃのように変えることができる。

この基準電圧Ｖ、のレベル変化に応じて誤差増幅器６の
出力も同様に変化するので、移相器１１を介して出力制
御部３のサイリスタを位相制御することにより、出力電
流も第３図（ロ）、（ハ）に示すように、ベース電流Ｉ
Ｂからパルス電流ＩＰへ、またパルス電流ＩＰからベー
ス電流ＩＢへスロープ状に変化するパルス波形となる。

この出力電流のスロープ状変化は、コンデンサＣ１，Ｃ
，、Ｃ３のいずれを選択するかで第３図（ロ）、（ハ）
のａ′。

ｂ′、Ｃ′のようになる。

つまり、パルス、ベース各基準電圧Ｖいｖ２の切換え時
に基準電圧レベルをスロープ状に変化させれ、ば、基準
電圧レベルを急激に変化させた場合のように出力電流の
変化の遅れによって出方電流のオーバシュートやアンダ
シュートを生じることがなく、出力電流はベース電流Ｉ
Ｑからパルス電流ＩＰへ、またパルス電流ＩＰからベー
ス電流ＩＱへゆるやかに変化することになる。

この電流変化の緩急の度合は、スロープ緩急選択スイッ
チ■３により、被溶接物の材質、継手形状、ビード外観
等に応じて選択することができる。

前記した基準電圧のスロープ制御は積分器を用いて行な
うことも可能である。

〔発明の効果〕　本発明は、制御系の外乱に対する応答
性を低下させないで、パルス、ベース電流の切換え時に
オーバシュートやアンダシュートのないスロープ状に変
化する出力電流波形が得られる点に特徴があり、ベース
電流からパルス電流へ。

パルス電流からベース電流への電流変化がゆるやかでオ
ーバシュートやアンダシュートがなく、アークがソフト
になるため、波目が均一できれいなビードが得られ、ま
た溶加棒も挿入しやすく、スムーズに溶接作業ができ、
パルス、ベース電流のレベル差が大きい場合でもアーク
切れがなくなる等、溶接作業性、溶接品質が向上し、さ
らにオーバシュートによる過大電流がなくなるため、電
極消耗も低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す制御ブロック図、第２
図は第１図中のスロープ制御部の回路図。 第：３図（イ）、（ロ）、（ハ）はその基準電圧と出力
電流の波形図、第４図は従来例の制御ブロック図。 第５図（イ）、（ロ）、（ハ）はその基準電圧と出方電
流の波形図である。 ３・・・出力制御部　　　　４・・・溶接電流検出部６
・・・誤差増幅器　　　　７ａ、７ｂ・・・切換スイッ
チ１２・・・スロープ制御部 ｖｌ・・・パルス電流設定用基準電圧 ｖ２・・・ベース電流設定用基準電圧 ｖ３・・・基準電圧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　溶接電流検出部、該検出部からの電流フィードバック
   信号と基準電圧との差信号を増幅する誤差増幅器および
   該増幅器の出力により作動する出力制御部を有し、切換
   スイッチにより前記基準電圧を設定された時間でパルス
   電流設定用基準電圧とベース電流設定用基準電圧とに交
   互に切換えて、出力電流をパルス電流とベース電流に周
   期的に変化させるようにしたティグパルス溶接機におい
   て、前記パルス電流設定用基準電圧と前記ベース電流設
   定用基準電圧との切換え時に基準電圧レベルをスロープ
   状に変化させるスロープ制御部を備えたことを特徴とす
   るティグパルス溶接機。