JPS6255472B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6255472B2
JPS6255472B2 JP8464681A JP8464681A JPS6255472B2 JP S6255472 B2 JPS6255472 B2 JP S6255472B2 JP 8464681 A JP8464681 A JP 8464681A JP 8464681 A JP8464681 A JP 8464681A JP S6255472 B2 JPS6255472 B2 JP S6255472B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
current
welding
circuit
arc
Prior art date
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Expired
Application number
JP8464681A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS57199565A (en
Inventor
Masatsune Kondo
Yoichiro Tabata
Shigeo Eguri
Koji Mizuno
Hirohisa Segawa
Masatake Hiramoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp, Toyota Motor Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP8464681A priority Critical patent/JPS57199565A/ja
Publication of JPS57199565A publication Critical patent/JPS57199565A/ja
Publication of JPS6255472B2 publication Critical patent/JPS6255472B2/ja
Granted 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

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は短絡移行アーク溶接機に関するもの
で、ワイヤ電極の短絡とアーク再生現象に応じて
溶接機から供給する電流を制御するようにしたも
のである。
第1図は先行技術に係るこの種装置の構成を示
す図で、1は交流電源を入力とする直流電源回
路、2はトランジスタ等のスイツチング素子、3
は直流リアクトル、4はスイツチング素子2が
OFFした直後に直流リアクトルによる逆電圧
(高電圧)をスイツチング素子に印加しないよう
にするためのフライホイールダイオード、5はア
ークを維持するための直流電流を供給する補助電
源、6は溶接ワイヤの巻き枠、7は溶接ワイヤ、
8はワイヤ7を送給するモータ、9は溶接トー
チ、10は母材、12はスイツチング素子2を開
閉制御するトリガー信号指令を出力するスイツチ
指令回路、15はワイヤ電極7aと母材10間の
電圧Vを検出する電圧検出器、16は電圧検出器
15で検出した電圧Vと短絡に相当する電圧V0
(短絡時の電圧または短絡直前の電圧)との大き
さを比較し、V≦V0になつたとき、スイツチ指
令回路12にスイツチング素子2をONとすべき
指令信号を与える短絡状態を判断する第1の判断
器、17は電圧検出器15で検出した電圧Vとア
ーク再生に相当する電圧Vaとの大きさを比較し
V≧Vaとなつたときタイマー18を働かせ、一
定時限後Tにスイツチ指令回路12にスイツチン
グ素子2をOFFとすべき指令信号を与えるアー
ク再生状態を判断する第2の判断器で、スイツチ
ング素子2、スイツチ指令回路12、第1の判断
器16、第2の判断器17およびタイマ18での
溶接電流の通電量を規制する通電制御装置30を
構成する。
第2図aはこの実施例におけるワイヤ電極と母
材間の電圧波形図、同図bは溶接電流の波形図、
同図cはアークの状態を示す図、同図dは形成さ
れた溶接ビードの断面図である。
次にこの溶接機の動作を説明する。最初に、直
流電源1および補助電源5の入力スイツチ(図示
していない)を入れた状態でワイヤ電極7aの先
端を母材10に短絡させる。電圧検出器15の検
出電圧Vは短絡に相当する電圧V0より小さいの
で(V≦V0)、第1の判断器16が働き、スイツ
チ指令回路12にON指令信号が送出され、続い
て、スイツチ指令回路12から、トリガー信号が
送出され、スイツチング素子2が閉られ、直流電
源回路1から電流が通電される。この電流はワイ
ヤ電極7aが焼き切れ、アークが発生するまで流
れ、電圧検出器15の検出電圧Vは短絡電圧から
アーク電圧まで上昇する。そうすると第1の判断
器16の動作が停止され、やがて検出電圧Vがア
ーク再生に相当する電圧Vaより大きくなると
(V≧Va)、第2の判断器17が働き、タイマー
18が動作し、一定時限後Tにスイツチ指令回路
12にOFF指令信号が送出され、スイツチ指令
回路12からのトリガー信号が切れ、スイツチン
グ素子2が開かれ、電流はリアクトル3によつて
減衰し、補助電源5から供給する電流のみとな
る。
このようにして、1回目のアーク期間Bでワイ
ヤ電極7aと母材10の加熱溶融が行なわれると
ともに、溶接ワイヤ7が送給モータ8でトーチ9
に送給され、溶融したワイヤ電極7aの先端が母
材10に短絡して再びスイツチング素子2が閉じ
直流電源1から電流が供給され、溶融したワイヤ
電極7aの母材10への移行が終了する。
このような動作が繰返えされて溶接が行なわれ
第2図bのようなアーク期間Bにおける電流が単
調な減衰する電流と補助電流から供給される直流
電流の場合にはアークのフレームは第2図cのよ
うに広がり、アークの電流密度が低くなつて母材
10に与える電力密度が下がり結果として第2図
dのような溶接ビードが得られる。特にこの現象
はワイヤ電極7aが母材に対して負電位となる極
性で溶接する場合にいちじるしい。
しかしこのように構成された装置でワイヤ電極
7aが母材10に対して、負電位となる極性(こ
の極性を正極性と称する)で溶接すると、ワイヤ
電極の溶着量に対する母材の溶け込み量が少な
く、第2図dのような溶接ビード形状となつて溶
接強度が弱くなり、また溶接速度を上げるとハン
ピングビードとなつて溶接欠陥が生じるなどの欠
点があつた。
この発明は上記のような欠点を除去するために
なされたもので、アーク期間Bの電流波形をパル
ス状として母材への溶け込み量を増大させること
により良好な溶接が行えるようにしたものであ
る。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第3図において、11は電流検出器、20は
第2の判断器17の出力と電流検出器11の検出
信号とを入力とし、スイツチ指令回路12にON
指令信号又はOFF指令信号を出力する第3の判
断器、21は第1の判断器16の出力信号と第3
の判断器20の出力信号とを合成するAND素子
回路である。第4図aはこの実施例における電圧
波形図、同図bは電流波形図、同図cは溶接中の
アーク形態を示す図、同図dは溶接ビードの断面
図である。
次にこの発明の溶接機の動作について説明す
る。最初に、直流電源回路1の入力スイツチ(図
示していない)を入れた状態でワイヤ電極7aの
先端を母材10に短絡させる。電圧検出器15の
検出電圧Vは短絡に相当する電圧V0より小さい
ので(V≦V0)、第1の判断器16が働き、スイ
ツチ指令回路12にON指令信号が送出される。
続いてスイツチ指令回路12からトリガー信号が
送出されスイツチング素子2が閉られ、直流電源
回路1から電流が通電される。この電流はワイヤ
電極7aが焼き切れてアークが発生するまで流
れ、電圧検出器15の検出電圧Vは短絡電圧から
アーク電圧まで上昇する。そうすると、第1の判
断器16の動作が停止し、やがて検出電圧Vがア
ーク再生に相当する電圧Vaより大きくなると
(V≧Va)、第2の判断器17と第3の判断器2
0とが動作し、電流検出器11によつてアーク期
間の電流値Iが検出される。この電流値Iが第3
の判断器20に入力されI≧Iaになるとスイツチ
指令回路12にOFF指令信号を与え、また、I
≦IaになるとAND回路21にON指令信号を与
え、AND回路21からスイツチ指令回路12に
ON指令を与えている。このようにして、アーク
電流はアーク期間B内ではパルス化され、ワイヤ
電極7aと母材10の加熱溶融が行なわれる。こ
の間溶接ワイヤ7は送給モータ8でトーチ9に送
給され、溶融したワイヤ7aの先端が母材10に
短絡して再び第1の判断器16が動作してスイツ
チング素子2が閉じ、電流が供給されて溶融した
ワイヤ電極7aの母材10への移行が終了する。
このように短絡、アーク再生を繰り返しながら溶
接が行なわれる。
なお、電流値Iaは母材の厚み、材質、溶接速度
等によつて溶接者が任意に設定するものであり、
具体的には母材の厚みが厚く又は溶接速度が早い
ときは、溶接は深い溶け込みが要求されるので、
この要求を満足するために電流値Iaは高く設定さ
れることになる。また、電流値Ibはアークを維持
することができる電流値に設定される。
以上のようにアークが再生すると次の短絡時ま
で(アーク期間)ピーク値を低く押えたパルス状
のアーク電流を流がすことにより、溶接アークは
第4図cのように縮まつてアークが安定し、アー
クからのもらう電力密度が上がることで母材の溶
け込みが深くなり、第4図dのような良質な溶け
込み形状の溶接ビードが得られる効果がある。
上記実施例では、直流の短絡移行アーク溶接機
について説明したが、両極性短絡移行アーク溶接
機に適用しても上記実施例と同様の効果が得られ
る。第5図aは両極性短絡移行アーク溶接機にこ
の発明を適用した一実施例における電圧波形図、
同図bは電流波形図である。
この発明による短絡移行アーク溶接機では、ワ
イヤ電極と母材間にスイツチング素子を介して溶
接電流を給電する直流電源、ワイヤ電極を母材へ
向つて送給する送給手段、ワイヤ電極と母材間の
電圧を検出する電圧検出器、溶接電流を検出する
電流検出器、電圧検出器の検出電圧がワイヤ電極
と母材の短絡時の電圧又は短絡直前の電圧以下で
あることを判断してスイツチング素子にオン指令
信号を与える第1判断器、電圧検出器の検出電圧
がアーク再生に相当する電圧以上であることを判
断して信号を出力する第2判断器、及び第2判断
器からの出力信号が入力されているときに、電流
検出器の検出電流が予め設定された第1電流値Ia
以上であることを判断してスイツチング素子にオ
フ指令信号を与え、予め設定された第2電流値Ib
以下であることを判断してスイツチング素子にオ
ン指令信号を与える第3判断器を備えており、ワ
イヤ電極が母材に接触している間はワイヤ電極を
焼切る量の電流が通電され、アーク放電期間はピ
ーク値を予め設定された電流値に押さえたパルス
状の電流が通電されるので、母材への溶け込み量
を多くでき、溶接速度を速めた場合にもハンピン
グビードを生じないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は先行技術に係る短絡移行アーク溶接機
の構成を示す図、第2図aはその電圧波形図、同
図bは電流波形図、同図cは溶接状態を示す図、
同図dは溶接ビード断面図、第3図はこの発明の
一実施例の構成を示す図、第4図aはこの実施例
の電圧波形図、同図bは電流波形図、同図cは溶
接状態を示す図、同図dは溶接ビードの断面図、
第5図aは両極性短絡移行アーク溶接機にこの発
明を適用した一実施例の電圧波形図、同図bは電
流波形図である。 図において、1は直流電源回路、2はスイツチ
ング素子、3は直流リアクトル、4はフライホイ
ールダイオード、5は補助電源、6は溶接ワイヤ
の巻き枠、7は溶接ワイヤ、7aはワイヤ電極、
8はモータ、9はトーチ、10は母材、11は電
流検出器、12はスイツチ指令回路、15は電圧
検出器、16は第1の判断器、17は第2の判断
器、18はタイマー、20は第3の判断器、21
はAND回路である。なお、図中同一符号はそれ
ぞれ同一または相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ワイヤ電極と母材間にスイツチング素子を介
    して溶接電流を給電する直流電源、 上記ワイヤ電極を上記母材へ向つて送給する送
    給手段、 上記ワイヤ電極と母材間の電圧を検出する電圧
    検出器、 上記溶接電流を検出する電流検出器、 上記電圧検出器の検出電圧が上記ワイヤ電極と
    母材の短絡時の電圧又は短絡直前の電圧以下であ
    ることを判断して上記スイツチング素子にオン指
    令信号を与える第1判断器、 上記電圧検出器の検出電圧がアーク再生に相当
    する電圧以上であることを判断して信号を出力す
    る第2判断器、 及び上記第2判断器からの出力信号が入力され
    ているときに、上記電流検出器の検出電流が予め
    設定された第1電流値Ia以上であることを判断し
    て上記スイツチング素子にオフ指令信号を与え、
    上記電流検出器の検出電流が予め設定された第2
    電流値Ib以下であることを判断して上記スイツチ
    ング素子にオン指令信号を与える第3判断器、 を備えたことを特徴とする短絡移行アーク溶接
    機。
JP8464681A 1981-06-02 1981-06-02 Short circuit transfer arc welding machine Granted JPS57199565A (en)

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JPS57199565A JPS57199565A (en) 1982-12-07
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH078434B2 (ja) * 1983-04-26 1995-02-01 株式会社神戸製鋼所 短絡移行溶接電源の制御方法および装置
JPH069741B2 (ja) * 1983-04-26 1994-02-09 株式会社神戸製鋼所 短絡移行溶接電源の制御方法および装置
JP2534373B2 (ja) * 1989-12-29 1996-09-11 松下電器産業株式会社 ア―ク溶接機
JP6078259B2 (ja) * 2012-08-09 2017-02-08 株式会社ダイヘン 交流パルスアーク溶接制御方法
US10835983B2 (en) * 2013-03-14 2020-11-17 Illinois Tool Works Inc. Electrode negative pulse welding system and method

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