JP2021041413A - Welding power supply device - Google Patents

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Abstract

To provide a welding power supply device capable of restraining the occurrence of an arc shortage.SOLUTION: A welding power supply device 1 is a welding power supply device that outputs a welding current for arc stud welding for welding a stud S to a base material W, and includes: a main current output unit 12 having a thyristor and outputting a main current being a direct current; a pilot current output unit 13 that starts output of a pilot current being a DC current when welding is started and continues the output of the pilot current even after the main current output unit 12 started output of the main current; a welding current setting unit 141 that sets a preset value of the welding current; and a control unit 144 that, when the preset value is equal to or greater than a prescribed current value, stops the output of the pilot current from the pilot current output unit 13 in a period until the stud S and the base material W are short-circuited after the main current output unit 12 started the output of the main current.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、アークスタッド溶接を行うための溶接電源装置に関する。 The present invention relates to a welding power supply device for performing arc stud welding.

スタッドを母材に溶接するアークスタッド溶接のための溶接電流を出力する溶接電源装置が知られている。アークスタッド溶接用の溶接電源装置は、例えば2500A程度の大電流を扱う場合、サイリスタによる位相制御で溶接電流を調整している。特許文献1には、サイリスタを備えるアークスタッド溶接用の溶接電源装置が開示されている。当該溶接電源装置は、溶接開始時に、数十A程度の直流電流であるパイロット電流を出力して、スタッドを母材から引き離すことでパイロットアークを発生させる。そして、出力する電流をパイロット電流から溶接電流に切り替えて、メインアークを発生させる。当該溶接電源装置は、サイリスタを含む回路によって整流され、直流リアクトルによって平滑化された直流電流を溶接電流として出力する。 Welding power supply devices that output welding current for arc stud welding that welds studs to the base metal are known. The welding power supply device for arc stud welding adjusts the welding current by phase control by a thyristor, for example, when handling a large current of about 2500 A. Patent Document 1 discloses a welding power supply device for arc stud welding including a thyristor. At the start of welding, the welding power supply device outputs a pilot current, which is a direct current of about several tens of A, and pulls the stud away from the base metal to generate a pilot arc. Then, the output current is switched from the pilot current to the welding current to generate the main arc. The welding power supply device outputs a direct current that is rectified by a circuit including a thyristor and smoothed by a direct current as a welding current.

アークスタッド溶接用の溶接電源装置は、建築現場間での移動などの利便性のために、小型軽量化が要求されている。当該要求に応じるために、直流リアクトルを備えていない、または、小型でインダクタンス値の小さい直流リアクトルを備えた溶接電源装置が開発されている。このような溶接電源装置においては、小電流領域でのアーク切れの発生が問題になっている。 Welding power supply devices for arc stud welding are required to be smaller and lighter for convenience such as movement between construction sites. To meet this demand, welding power supply devices that do not have a DC reactor or that have a small DC reactor with a small inductance value have been developed. In such a welding power supply device, the occurrence of arc breakage in a small current region has become a problem.

特開平4−4977号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-4977

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、アーク切れの発生を抑制することができる溶接電源装置を提供することを目的とする。 The present invention has been devised under the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a welding power supply device capable of suppressing the occurrence of arc breakage.

本発明によって提供される溶接電源装置は、スタッドを母材に溶接するアークスタッド溶接のための溶接電流を出力する溶接電源装置であって、サイリスタを有し、かつ、直流電流であるメイン電流を出力するメイン電流出力部と、溶接開始時に直流電流であるパイロット電流の出力を開始し、前記メイン電流出力部が前記メイン電流の出力を開始した後も、前記パイロット電流の出力を継続するパイロット電流出力部と、前記溶接電流の設定値を設定する溶接電流設定部と、前記設定値が所定電流値以上の場合、前記メイン電流出力部が前記メイン電流の出力を開始した後で、前記スタッドと前記母材とが短絡するまでの期間に、前記パイロット電流出力部からの前記パイロット電流の出力を停止させる制御部とを備えている。 The welding power supply device provided by the present invention is a welding power supply device that outputs a welding current for arc stud welding in which a stud is welded to a base material, and has a thyristor and a main current which is a DC current. A pilot current that starts the output of the main current output unit to be output and the pilot current that is a DC current at the start of welding, and continues the output of the pilot current even after the main current output unit starts the output of the main current. The output unit, the welding current setting unit that sets the setting value of the welding current, and the stud after the main current output unit starts the output of the main current when the set value is equal to or more than a predetermined current value. It is provided with a control unit that stops the output of the pilot current from the pilot current output unit during the period until the base material is short-circuited.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御部は、前記溶接電流を、前記パイロット電流から前記設定値まで上昇させるように制御し、前記溶接電流を前記設定値に制御するタイミングで、前記パイロット電流の出力を停止させる。 In a preferred embodiment of the present invention, the control unit controls the welding current so as to increase from the pilot current to the set value, and at the timing of controlling the welding current to the set value, the pilot. Stop the current output.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御部は、前記設定値が前記所定電流値未満の場合、前記スタッドと前記母材とが短絡したときに、前記パイロット電流の出力を停止させる。 In a preferred embodiment of the present invention, the control unit stops the output of the pilot current when the set value is less than the predetermined current value and the stud and the base material are short-circuited.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記メイン電流の出力開始から、前記スタッドと前記母材とが短絡するまでの溶接時間を設定する溶接時間設定部をさらに備え、
前記制御部は、前記溶接時間が所定時間以上の場合、前記メイン電流出力部が前記メイン電流の出力を開始した後で、前記スタッドと前記母材とが短絡するまでの期間に、前記パイロット電流の出力を停止させる。
In a preferred embodiment of the present invention, a welding time setting unit for setting a welding time from the start of output of the main current to the short circuit between the stud and the base metal is further provided.
When the welding time is equal to or longer than a predetermined time, the control unit has the pilot current during the period from when the main current output unit starts to output the main current until the stud and the base material are short-circuited. Stops the output of.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記メイン電流出力部は、交流電流を入力される入力端子と、前記メイン電流を出力する出力端子とを備え、前記パイロット電流出力部は、前記入力端子と前記出力端子との間に接続され、互いに直列接続されたサイリスタおよび抵抗を備えている。 In a preferred embodiment of the present invention, the main current output unit includes an input terminal for inputting an alternating current and an output terminal for outputting the main current, and the pilot current output unit includes the input terminal. It has a thyristor and a resistor connected to the output terminal and connected in series with each other.

本発明によると、パイロット電流出力部は、溶接開始時にパイロット電流の出力を開始し、メイン電流出力部がメイン電流の出力を開始した後も、パイロット電流の出力を継続する。したがって、溶接電流が小さい場合でも、パイロット電流も出力されているので、アーク切れの発生を抑制することができる。また、制御部は、溶接電流の設定値が所定電流値以上の場合、パイロット電流の出力を停止させる。これにより、アーク切れが発生しにくい大電流領域では、パイロット電流出力部の負担を軽減することができる。 According to the present invention, the pilot current output unit starts the output of the pilot current at the start of welding, and continues the output of the pilot current even after the main current output unit starts the output of the main current. Therefore, even when the welding current is small, the pilot current is also output, so that the occurrence of arc breakage can be suppressed. Further, the control unit stops the output of the pilot current when the set value of the welding current is equal to or higher than the predetermined current value. As a result, the load on the pilot current output unit can be reduced in a large current region where arc breakage is unlikely to occur.

第1実施形態に係る溶接電源装置を備えたアークスタッド溶接システムの全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the arc stud welding system provided with the welding power supply device which concerns on 1st Embodiment. アークスタッド溶接処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the arc stud welding process. アークスタッド溶接処理を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for explaining the arc stud welding process. 第1実施形態に係る溶接電源装置の変形例のアークスタッド溶接処理を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the arc stud welding process of the modification of the welding power supply device which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る溶接電源装置を備えたアークスタッド溶接システムの全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the arc stud welding system provided with the welding power supply device which concerns on 2nd Embodiment.

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.

図1は、第1実施形態に係る溶接電源装置を説明するための図であり、溶接電源装置を備えたアークスタッド溶接システムの全体構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a diagram for explaining a welding power supply device according to the first embodiment, and is a block diagram showing an overall configuration of an arc stud welding system including the welding power supply device.

アークスタッド溶接システムAは、溶接電源装置1、パワーケーブル21,22、溶接ガンG、スタッドS、および母材Wを備えている。溶接電源装置1の出力端子aは、パワーケーブル21によって、溶接ガンGに接続されている。スタッドSは、溶接ガンGに取り付けられており、母材Wに接触するように配置されている。溶接電源装置1の出力端子bは、パワーケーブル22によって、母材Wに接続されている。溶接電源装置1は、商用電源Pから供給される交流電流を直流電流に変換して出力する。また、溶接電源装置1は、溶接ガンGの駆動を制御する。溶接電源装置1は、溶接ガンGのガンスイッチが押圧されたときに、数十A程度の直流電流であるパイロット電流を出力する。そして、溶接ガンGを駆動させてスタッドSを母材Wから引き離すことで、アークを発生させる。次に、溶接電源装置1は、溶接電流を所定時間出力してアークによってスタッドSおよび母材Wを溶融させた後に、溶接ガンGの駆動を停止させて、スタッドSを母材Wに押し付けさせる。これにより、スタッドSが母材Wに溶接される。 The arc stud welding system A includes a welding power supply device 1, power cables 21, 22, a welding gun G, a stud S, and a base material W. The output terminal a of the welding power supply device 1 is connected to the welding gun G by a power cable 21. The stud S is attached to the welding gun G and is arranged so as to come into contact with the base metal W. The output terminal b of the welding power supply device 1 is connected to the base material W by the power cable 22. The welding power supply device 1 converts an alternating current supplied from the commercial power supply P into a direct current and outputs the current. Further, the welding power supply device 1 controls the drive of the welding gun G. The welding power supply device 1 outputs a pilot current, which is a direct current of about several tens of A, when the gun switch of the welding gun G is pressed. Then, the welding gun G is driven to separate the stud S from the base material W to generate an arc. Next, the welding power supply device 1 outputs a welding current for a predetermined time to melt the stud S and the base material W by an arc, and then stops the driving of the welding gun G to press the stud S against the base material W. .. As a result, the stud S is welded to the base material W.

溶接電源装置1は、トランス11、メイン電流出力部12、パイロット電流出力部13、および制御装置14を備えている。 The welding power supply device 1 includes a transformer 11, a main current output unit 12, a pilot current output unit 13, and a control device 14.

トランス11は、商用電源Pから入力される三相交流電圧を降圧(または昇圧)するものであり、本実施形態では、相間リアクトル付二重星形結線の変圧器である。本実施形態では、トランス11は、商用電源Pから入力される200Vの交流電圧を100Vの交流電圧に降圧して出力する。トランス11は、一次側に、Δ結線された一次側巻線111を備えており、二次側に、Y結線(星形結線)された二次側巻線112,113を、それぞれの中性点を相間リアクトル114を介して接続して、六相の出力としたものを備えている。一次側巻線111は、商用電源Pに接続されている。二次側巻線112,113は、メイン電流出力部12の各入力端子に接続されており、相間リアクトル114に設けられたセンタータップは、出力端子bを介して、パワーケーブル22に接続されている。 The transformer 11 steps down (or boosts) the three-phase AC voltage input from the commercial power supply P, and in the present embodiment, it is a double-star connection transformer with an interphase reactor. In the present embodiment, the transformer 11 steps down the 200V AC voltage input from the commercial power supply P to an AC voltage of 100V and outputs it. The transformer 11 is provided with a delta-connected primary side winding 111 on the primary side, and Y-connected (star-shaped) secondary side windings 112 and 113 on the secondary side, respectively, with neutrality. The points are connected via an interphase reactor 114 to obtain a six-phase output. The primary winding 111 is connected to the commercial power supply P. The secondary windings 112 and 113 are connected to each input terminal of the main current output unit 12, and the center tap provided on the interphase reactor 114 is connected to the power cable 22 via the output terminal b. There is.

なお、トランス11の回路構成は、上述したものに限定されない。二次側のメイン電流出力部12への出力を六相にしているのは、メイン電流出力部12からの出力をできるだけ平滑化するためである。例えば、より平滑化するために、出力が12相であってもよい。また、より簡略化した回路とするために、二次側巻線113および相間リアクトル114を設けず、出力が三相であってもよい。また、本実施形態においては、一次側巻線111と二次側巻線112,113との結線方式がΔ−Y結線であるが、Δ−Δ結線や、Y−Δ結線、Y−Y結線などの他の結線方式であってもよい。 The circuit configuration of the transformer 11 is not limited to that described above. The reason why the output to the main current output unit 12 on the secondary side is six-phase is to smooth the output from the main current output unit 12 as much as possible. For example, the output may be 12 phases for smoothing. Further, in order to make the circuit simpler, the secondary side winding 113 and the interphase reactor 114 may not be provided, and the output may be three-phase. Further, in the present embodiment, the connection method between the primary side winding 111 and the secondary side windings 112 and 113 is Δ-Y connection, but Δ-Δ connection, Y-Δ connection, and YY connection. Other connection methods such as may be used.

メイン電流出力部12は、溶接電流の中心となる直流電流であるメイン電流を出力する。メイン電流出力部12は、複数のサイリスタを備え、トランス11から入力される交流電流を整流しつつ、位相制御によりメイン電流の調整を行う。本実施形態では、メイン電流出力部12は、6個のサイリスタを備えている。各サイリスタのアノード端子は、互いに接続されて、出力端子aを介して、パワーケーブル21に接続されている。本実施形態では、メイン電流出力部12と出力端子aとの間に、直流リアクトルが接続されていない。各サイリスタのカソード端子は、トランス11の六相の出力にそれぞれ接続されている。また、各サイリスタのゲート端子には、制御装置14から、制御のためのトリガパルスが入力される。制御装置14は、トリガパルスの位相を変化させることで、各サイリスタのターンオンのタイミングを変化させて、メイン電流出力部12が出力するメイン電流を調整する。なお、メイン電流出力部12の回路構成は、上述したものに限定されない。例えば、メイン電流出力部12は、サイリスタとダイオードとからなる混合ブリッジ回路を備え、全波整流を行ってもよい。 The main current output unit 12 outputs a main current, which is a direct current that is the center of the welding current. The main current output unit 12 includes a plurality of thyristors, and adjusts the main current by phase control while rectifying the alternating current input from the transformer 11. In the present embodiment, the main current output unit 12 includes six thyristors. The anode terminals of each thyristor are connected to each other and are connected to the power cable 21 via the output terminal a. In this embodiment, no DC reactor is connected between the main current output unit 12 and the output terminal a. The cathode terminals of each thyristor are connected to the six-phase outputs of the transformer 11. Further, a trigger pulse for control is input from the control device 14 to the gate terminal of each thyristor. The control device 14 changes the turn-on timing of each thyristor by changing the phase of the trigger pulse, and adjusts the main current output by the main current output unit 12. The circuit configuration of the main current output unit 12 is not limited to that described above. For example, the main current output unit 12 may include a mixed bridge circuit including a thyristor and a diode, and perform full-wave rectification.

パイロット電流出力部13は、パイロット電流を出力する。パイロット電流出力部13は、3個のサイリスタおよび抵抗を備えている。各サイリスタは、整流素子として機能し、かつ、スイッチとして機能する。各サイリスタのアノード端子は、互いに接続されて抵抗の一方端に接続されている。抵抗の他方端は、出力端子aに接続されている。各サイリスタのカソード端子は、トランス11の二次側巻線112の各出力にそれぞれ接続されている。つまり、各サイリスタは抵抗に直列接続されており、各サイリスタと抵抗とからなる直列回路が、メイン電流出力部12の入力端子と出力端子(溶接電源装置1の出力端子a)との間に並列接続されている。これにより、溶接電源装置1は、メイン電流にパイロット電流を重畳させて出力することができる。 The pilot current output unit 13 outputs a pilot current. The pilot current output unit 13 includes three thyristors and resistors. Each thyristor functions as a rectifying element and also as a switch. The anode terminals of each thyristor are connected to each other and connected to one end of the resistor. The other end of the resistor is connected to the output terminal a. The cathode terminal of each thyristor is connected to each output of the secondary winding 112 of the transformer 11. That is, each thyristor is connected in series to a resistor, and a series circuit composed of each thyristor and the resistor is parallel to the input terminal and the output terminal (output terminal a of the welding power supply device 1) of the main current output unit 12. It is connected. As a result, the welding power supply device 1 can output the pilot current by superimposing it on the main current.

また、各サイリスタのゲート端子には、制御装置14から、オンオフ切換のための制御信号が入力される。制御装置14は、制御信号によって、パイロット電流出力部13の出力のオンオフを切り替える。すなわち、制御装置14は、制御信号により各サイリスタをオンにすることで、トランス11の二次側巻線112の出力と抵抗とを導通させて、パイロット電流を出力させる。一方、制御信号により各サイリスタをオフにすることで、トランス11の二次側巻線112の出力と抵抗とを遮断させて、パイロット電流の出力を停止させる。 Further, a control signal for on / off switching is input from the control device 14 to the gate terminal of each thyristor. The control device 14 switches the output of the pilot current output unit 13 on and off according to the control signal. That is, the control device 14 turns on each thyristor by the control signal to conduct the output of the secondary winding 112 of the transformer 11 and the resistor to output the pilot current. On the other hand, by turning off each thyristor by the control signal, the output and the resistance of the secondary winding 112 of the transformer 11 are cut off, and the output of the pilot current is stopped.

抵抗は、パイロット電流出力部13が出力するパイロット電流を調整するものである。抵抗の抵抗値は、パイロット電流の設定電流I1を、所望の電流値に設定するように設計される。設定電流I1は、抵抗の抵抗値と、トランス11の二次側巻線112の出力電圧値によって定まる固定された電流値になる。本実施形態では、抵抗の抵抗値が2.5Ωであり、トランス11の二次側巻線112の出力電圧値が100Vなので、設定電流I1は、46(=100×1.15/2.5)A程度になっている。なお、抵抗の抵抗値は限定されない。また、抵抗の許容損失は、パイロット電流を流す時間の最大値である所定時間T0に基づいて設定される。本実施形態では、所定時間T0は例えば0.8sである。なお、所定時間T0は限定されない。本実施形態では、抵抗の抵抗値が2.5Ω、トランス11の二次側巻線112の出力電圧値が100V、使用率の周期時間が10sなので、抵抗での損失Wrは、Wr={(100×1.15)2/2.5}×(0.8/10)=423Wになる。したがって、これを許容できる抵抗が用いられている。 The resistor adjusts the pilot current output by the pilot current output unit 13. The resistance value of the resistor is designed so that the set current I 1 of the pilot current is set to a desired current value. The set current I 1 is a fixed current value determined by the resistance value of the resistor and the output voltage value of the secondary winding 112 of the transformer 11. In the present embodiment, the resistance value of the resistor is 2.5Ω, and the output voltage value of the secondary winding 112 of the transformer 11 is 100V. Therefore, the set current I 1 is 46 (= 100 × 1.15 / 2. 5) It is about A. The resistance value of the resistor is not limited. Further, the allowable loss of the resistor is set based on the predetermined time T 0 , which is the maximum value of the time for passing the pilot current. In the present embodiment, the predetermined time T 0 is, for example, 0.8 s. The predetermined time T 0 is not limited. In this embodiment, the resistance value of the resistor is 2.5Ω, the output voltage value of the secondary winding 112 of the transformer 11 is 100V, and the cycle time of the usage rate is 10s. Therefore, the loss Wr in the resistor is Wr = {( 100 × 1.15) 2 / 2.5} × (0.8 / 10) = 423W. Therefore, a resistor that can tolerate this is used.

なお、パイロット電流出力部13の構成は、上記したものに限定されない。例えば、パイロット電流出力部13は、サイリスタに代えて、スイッチおよびダイオードを備えていてもよい。 The configuration of the pilot current output unit 13 is not limited to the above. For example, the pilot current output unit 13 may include a switch and a diode instead of the thyristor.

制御装置14は、溶接電源装置1の各種制御を行う。制御装置14は、溶接電流設定部141、溶接時間設定部142、計時部143、および制御部144を備えている。 The control device 14 controls the welding power supply device 1 in various ways. The control device 14 includes a welding current setting unit 141, a welding time setting unit 142, a timekeeping unit 143, and a control unit 144.

溶接電流設定部141は、溶接電流の設定値I2を設定する。溶接時間設定部142は、溶接時間T2を設定する。溶接時間T2は、メイン電流の出力開始から、スタッドSと母材Wとを短絡させるまでの時間である。溶接電流の設定値I2および溶接時間T2は、使用するスタッドSのスタッド径などに応じた標準溶接条件として設定されている。操作者は、使用するスタッドSに応じた設定値I2および溶接時間T2を、図示しない操作部の操作により入力することで、溶接電流設定部141および溶接時間設定部142に設定する。なお、制御装置14は、操作者がスタッドSのスタッド径や品番を入力することで、当該スタッドSに応じた設定値I2および溶接時間T2を、溶接電流設定部141および溶接時間設定部142に自動的に設定してもよい。計時部143は、時間を計時するタイマであって、溶接時間T2や、後述するパイロット時間T1、ポストヒート時間T3などの計時を行う。 The welding current setting unit 141 sets the set value I 2 of the welding current. The welding time setting unit 142 sets the welding time T 2 . The welding time T 2 is the time from the start of the output of the main current to the short circuit between the stud S and the base metal W. The welding current set value I 2 and the welding time T 2 are set as standard welding conditions according to the stud diameter of the stud S to be used. The operator sets the welding current setting unit 141 and the welding time setting unit 142 by inputting the set value I 2 and the welding time T 2 according to the stud S to be used by operating an operation unit (not shown). In the control device 14, the operator inputs the stud diameter and the product number of the stud S to set the set value I 2 and the welding time T 2 according to the stud S, and the welding current setting unit 141 and the welding time setting unit. It may be set to 142 automatically. The time measuring unit 143 is a timer for measuring the time, and measures the welding time T 2 , the pilot time T 1 described later, the post heat time T 3, and the like.

制御部144は、メイン電流出力部12が出力するメイン電流を調整することで、溶接電源装置1が出力する溶接電流を制御する。制御部144は、メイン電流出力部12の各サイリスタにトリガパルスを入力することでメイン電流を出力させ、トリガパルスの位相を変化させることで、各サイリスタのターンオンのタイミングを変化させて、メイン電流を調整する。また、制御部144は、パイロット電流出力部13に制御信号を入力することで、パイロット電流の出力開始および停止を制御する。パイロット電流出力部13がパイロット電流を出力しているときは、メイン電流にパイロット電流が重畳された電流が溶接電流として制御されて、出力端子a,bから出力される。一方、パイロット電流出力部13がパイロット電流を出力していないときは、メイン電流が溶接電流として制御されて、出力端子a,bから出力される。また、制御部144は、図示しない制御線を介して、溶接ガンGの駆動を制御する。 The control unit 144 controls the welding current output by the welding power supply device 1 by adjusting the main current output by the main current output unit 12. The control unit 144 outputs the main current by inputting a trigger pulse to each thyristor of the main current output unit 12, and changes the turn-on timing of each thyristor by changing the phase of the trigger pulse to change the main current. To adjust. Further, the control unit 144 controls the start and stop of the pilot current output by inputting a control signal to the pilot current output unit 13. When the pilot current output unit 13 outputs the pilot current, the current in which the pilot current is superimposed on the main current is controlled as the welding current and is output from the output terminals a and b. On the other hand, when the pilot current output unit 13 does not output the pilot current, the main current is controlled as the welding current and is output from the output terminals a and b. Further, the control unit 144 controls the drive of the welding gun G via a control line (not shown).

図2は、制御部144が行うアークスタッド溶接処理を説明するためのフローチャートである。アークスタッド溶接処理は、溶接ガンGから、ガンスイッチが押圧されたことを示す信号が入力されたときに開始される。操作者は、スタッドSと母材Wとを接触させた状態で、溶接ガンGのガンスイッチを押圧することで、アークスタッド溶接処理を開始させる。 FIG. 2 is a flowchart for explaining the arc stud welding process performed by the control unit 144. The arc stud welding process is started when a signal indicating that the gun switch has been pressed is input from the welding gun G. The operator starts the arc stud welding process by pressing the gun switch of the welding gun G in a state where the stud S and the base material W are in contact with each other.

まず、パイロット電流の出力が開始される(S1)。具体的には、制御部144は、パイロット電流出力部13に、各サイリスタをオンにする制御信号を出力する。パイロット電流出力部13が出力したパイロット電流は、出力端子a,bから出力され、接触されたスタッドSと母材Wとを流れる。次に、パイロット時間T1の経過が待機される(S2)。パイロット時間T1はあらかじめ設定されており、本実施形態では、例えば20ms程度である。なお、パイロット時間T1は限定されない。次に、溶接ガンGが駆動される(S3)。具体的には、制御部144は、溶接ガンGに駆動指令を出力する。駆動指令を入力された溶接ガンGは、スタッドSを母材Wから引き離す。これにより、スタッドSと母材Wとの間にアークが発生する。パイロット電流の出力が開始されてから、パイロット時間T1が経過するまでの期間を、以下では「パイロット期間」とする。 First, the output of the pilot current is started (S1). Specifically, the control unit 144 outputs a control signal for turning on each thyristor to the pilot current output unit 13. The pilot current output by the pilot current output unit 13 is output from the output terminals a and b, and flows through the contacted stud S and the base material W. Next, the passage of the pilot time T 1 is awaited (S2). The pilot time T 1 is set in advance, and in the present embodiment, it is, for example, about 20 ms. The pilot time T 1 is not limited. Next, the welding gun G is driven (S3). Specifically, the control unit 144 outputs a drive command to the welding gun G. The welding gun G to which the drive command is input pulls the stud S away from the base material W. As a result, an arc is generated between the stud S and the base material W. The period from the start of the pilot current output to the elapse of the pilot time T 1 is hereinafter referred to as the "pilot period".

次に、メイン電流の出力が開始される(S4)。具体的には、制御部144は、メイン電流出力部12に、各サイリスタを制御のためのトリガパルスを出力する。メイン電流出力部12が出力したメイン電流は、パイロット電流に重畳されて、出力端子a,bから出力される。制御部144は、トリガパルスの位相を変化させることで、メイン電流出力部12から出力されるメイン電流を調整して、溶接電流をパイロット電流から溶接電流設定部141に設定された設定値I2まで、スロープ時間T4の間に徐々に上昇させる。スロープ時間T4はあらかじめ設定されており、本実施形態では、例えば40ms程度である。なお、スロープ時間T4は限定されない。 Next, the output of the main current is started (S4). Specifically, the control unit 144 outputs a trigger pulse for controlling each thyristor to the main current output unit 12. The main current output by the main current output unit 12 is superimposed on the pilot current and output from the output terminals a and b. Control unit 144, by changing the phase of the trigger pulse, the main current output section 12 adjusts the main current output from the welding the welding current from the pilot current the current setting unit set value to 141 I 2 to gradually increase during the slope time T 4. The slope time T 4 is set in advance, and in this embodiment, it is, for example, about 40 ms. The slope time T 4 is not limited.

次に、スロープ時間T4の経過が待機される(S5)。スロープ時間T4が経過したときに、溶接電源装置1から出力される溶接電流は、溶接電流設定部141に設定された設定値I2に制御されている。メイン電流の出力が開始されてから、スロープ時間T4が経過するまでの期間を、以下では「スロープ期間」とする。スロープ期間では、パイロット電流の出力も継続されているので、出力端子a,bからは、メイン電流にパイロット電流が重畳された電流が溶接電流として出力される。 Next, the elapse of the slope time T 4 is awaited (S5). When the slope time T 4 elapses, the welding current output from the welding power supply device 1 is controlled to the set value I 2 set in the welding current setting unit 141. The period from the start of the output of the main current to the elapse of the slope time T 4 is hereinafter referred to as the “slope period”. Since the output of the pilot current is also continued during the slope period, the current obtained by superimposing the pilot current on the main current is output as the welding current from the output terminals a and b.

次に、設定値I2が所定電流値I0以上であるか否かが判別される(S6)。所定電流値I0は、溶接電流が設定値I2に制御されたときに、アーク切れが発生する可能性があるか否かを判断するためのしきい値である。本実施形態では、所定電流値I0は例えば800Aである。なお、所定電流値I0は限定されない。設定値I2が所定電流値I0以上である場合(S6:YES)、アーク切れがほぼ発生しないと判断できるので、パイロット電流の出力が停止されて(S7)、ステップS9に進む。具体的には、制御部144は、パイロット電流出力部13に、各サイリスタをオフにする制御信号を出力する。これにより、パイロット電流出力部13は、パイロット電流の出力を停止する。つまり、設定値I2が所定電流値I0以上である場合、溶接電流が設定値I2に制御されるタイミングで、パイロット電流の出力が停止され、出力端子a,bからは、メイン電流だけが溶接電流として出力されるようになる。 Next, it is determined whether or not the set value I 2 is equal to or greater than the predetermined current value I 0 (S6). The predetermined current value I 0 is a threshold value for determining whether or not arc breakage may occur when the welding current is controlled to the set value I 2. In this embodiment, the predetermined current value I 0 is, for example, 800 A. The predetermined current value I 0 is not limited. When the set value I 2 is equal to or higher than the predetermined current value I 0 (S6: YES), it can be determined that the arc breakage hardly occurs, so that the output of the pilot current is stopped (S7), and the process proceeds to step S9. Specifically, the control unit 144 outputs a control signal for turning off each thyristor to the pilot current output unit 13. As a result, the pilot current output unit 13 stops the output of the pilot current. That is, when the set value I 2 is equal to or higher than the predetermined current value I 0 , the pilot current output is stopped at the timing when the welding current is controlled to the set value I 2, and only the main current is output from the output terminals a and b. Will be output as the welding current.

ステップS6において、設定値I2が所定電流値I0未満である場合(S6:NO)、溶接時間T2が所定時間T0以上であるか否かが判別される(S8)。溶接時間T2が所定時間T0以上である場合(S8:YES)、パイロット電流出力部13の抵抗での損失Wrが許容損失を超える可能性があるので、パイロット電流の出力が停止されて(S7)、ステップS9に進む。つまり、溶接時間T2が所定時間T0以上である場合、溶接電流が設定値I2に制御されるタイミングで、パイロット電流の出力が停止され、出力端子a,bからは、メイン電流だけが溶接電流として出力されるようになる。なお、厳密にはパイロット時間T1の間も抵抗で損失が発生するので、ステップS8では(T1+T2)を所定時間T0と比較すべきであるが、パイロット時間T1は溶接時間T2に比べてはるかに小さく、所定時間T0を若干の余裕を持たせた値にしているので、ここでは省略して比較している。なお、ステップS8で(T1+T2)を所定時間T0と比較してもよい。 In step S6, when the set value I 2 is less than the predetermined current value I 0 (S6: NO), it is determined whether or not the welding time T 2 is equal to or more than the predetermined time T 0 (S8). When the welding time T 2 is equal to or longer than the predetermined time T 0 (S8: YES), the loss Wr at the resistance of the pilot current output unit 13 may exceed the allowable loss, so that the pilot current output is stopped (S8: YES). S7), the process proceeds to step S9. That is, when the welding time T 2 is equal to or longer than the predetermined time T 0 , the pilot current output is stopped at the timing when the welding current is controlled to the set value I 2, and only the main current flows from the output terminals a and b. It will be output as a welding current. Strictly speaking, a loss occurs due to the resistance even during the pilot time T 1 , so in step S8 (T 1 + T 2 ) should be compared with the predetermined time T 0 , but the pilot time T 1 is the welding time T. Since it is much smaller than 2 and the predetermined time T 0 is set to a value with some margin, it is omitted here for comparison. In step S8, (T 1 + T 2 ) may be compared with T 0 for a predetermined time.

ステップS8において、溶接時間T2が所定時間T0未満である場合(S8:NO)、パイロット電流出力部13の抵抗での損失Wrは許容損失を超えないので、パイロット電流の出力は継続されたまま、ステップS9に進む。実際のアークスタッド溶接においては、設定値I2が所定電流値I0(例えば800A)未満である場合、溶接時間T2が所定時間T0(例えば0.8S)以上になることはない。したがって、実際のアークスタッド溶接が行われているときには、パイロット電流の出力は継続される。一方、溶接電源装置1の製品検査時や、定期的な電流計校正時には、設定値I2が所定電流値I0未満で、かつ、溶接時間T2が所定時間T0以上に設定される場合がある。この場合、アークスタッド溶接は行われておらず、アーク切れを考慮する必要がないので、パイロット電流の出力が停止されても、問題が生じない。 In step S8, when the welding time T 2 is less than the predetermined time T 0 (S8: NO), the loss Wr at the resistance of the pilot current output unit 13 does not exceed the allowable loss, so that the pilot current output is continued. Continue to step S9. In actual arc stud welding, when the set value I 2 is less than the predetermined current value I 0 (for example, 800 A), the welding time T 2 does not exceed the predetermined time T 0 (for example, 0.8 S). Therefore, the output of the pilot current is continued when the actual arc stud welding is being performed. On the other hand, when the set value I 2 is less than the predetermined current value I 0 and the welding time T 2 is set to the predetermined time T 0 or more at the time of product inspection of the welding power supply device 1 or at the time of periodic ammeter calibration. There is. In this case, since the arc stud welding is not performed and it is not necessary to consider the arc breakage, no problem occurs even if the output of the pilot current is stopped.

次に、メイン電流の出力が開始されてから溶接時間T2の経過が待機される(S9)。メイン電流の出力が開始されてから、溶接時間T2が経過するまでの期間を、以下では「溶接期間」とする。この溶接期間に、アークによって、スタッドSおよび母材Wが加熱されて溶融する。次に、溶接ガンGの駆動が停止される(S10)。具体的には、制御部144は、溶接ガンGに停止指令を出力する。停止指令を入力された溶接ガンGは、溶融したスタッドSを溶融した母材Wに押し付ける。これにより、スタッドSが母材Wに溶接される。 Next, the elapse of the welding time T 2 is awaited after the output of the main current is started (S9). The period from the start of the output of the main current to the elapse of the welding time T 2 is hereinafter referred to as the "welding period". During this welding period, the arc heats and melts the stud S and the base metal W. Next, the driving of the welding gun G is stopped (S10). Specifically, the control unit 144 outputs a stop command to the welding gun G. The welding gun G to which the stop command is input presses the molten stud S against the molten base material W. As a result, the stud S is welded to the base material W.

次に、パイロット電流の出力が停止される(S11)。スタッドSと母材Wとが短絡して、アークは消滅しているので、アーク切れを抑制するためのパイロット電流は不要である。次に、ポストヒート時間T3の経過が待機される(S12)。ポストヒート時間T3は、溶接電流I2に応じてあらかじめ設定されており、本実施形態では、例えば0.1〜0.2s程度である。なお、ポストヒート時間T3は限定されない。次に、メイン電流の出力が停止され(S13)、アークスタッド溶接処理は終了される。具体的には、制御部144は、メイン電流出力部12へのトリガパルスの出力を停止する。溶接ガンGの駆動停止からポストヒート時間T3が経過してメイン電流が停止するまでの期間を、以下では「ポストヒート期間」とする。ポストヒート期間では、溶接電流は設定値I2に制御されたままであり、この期間の通電によりスタッドSおよび母材Wへの加熱が継続され、スタッドSと母材Wとの溶接状態が良くなる。 Next, the output of the pilot current is stopped (S11). Since the stud S and the base material W are short-circuited and the arc is extinguished, a pilot current for suppressing the arc breakage is unnecessary. Next, the elapse of the post heat time T 3 is awaited (S12). The post heat time T 3 is preset according to the welding current I 2 , and in this embodiment, it is, for example, about 0.1 to 0.2 s. The post heat time T 3 is not limited. Next, the output of the main current is stopped (S13), and the arc stud welding process is completed. Specifically, the control unit 144 stops the output of the trigger pulse to the main current output unit 12. The period from when the welding gun G is stopped to when the post heat time T 3 elapses and the main current stops is hereinafter referred to as a “post heat period”. During the post-heat period, the welding current remains controlled to the set value I 2 , and the energization during this period continues heating the stud S and the base material W, improving the welding condition between the stud S and the base material W. ..

なお、図2のフローチャートに示す処理は一例であって、制御部144が行う、アークスタッド溶接処理は上述したものに限定されない。例えば、ステップS12を設けず(ポストヒート期間を設けず)、溶接期間の終了後、すぐにメイン電流の出力を停止させてもよい。 The process shown in the flowchart of FIG. 2 is an example, and the arc stud welding process performed by the control unit 144 is not limited to the above. For example, the output of the main current may be stopped immediately after the end of the welding period without providing step S12 (without providing the post heat period).

図3は、アークスタッド溶接処理を説明するためのタイムチャートである。同図(a)は、溶接ガンGのガンスイッチの操作状態を示している。同図(b)は、溶接ガンGの駆動状態を示している。同図(c)は、パイロット電流出力部13の動作状態を示している。同図(d)は、メイン電流出力部12の動作状態を示している。同図(e)は、溶接電源装置1から出力される出力電流の波形を示している。同図(f)は、出力電流の波形からリップルを省略した波形を示している。同図(c)においては、設定値I2が所定電流値I0未満であり、かつ、溶接時間T2が所定時間T0未満である場合を実線で示しており、設定値I2が所定電流値I0以上であるか、または、溶接時間T2が所定時間T0以上である場合を太破線で示している。 FIG. 3 is a time chart for explaining the arc stud welding process. FIG. 3A shows the operating state of the gun switch of the welding gun G. FIG. 3B shows the driving state of the welding gun G. FIG. 3C shows the operating state of the pilot current output unit 13. FIG. 3D shows the operating state of the main current output unit 12. FIG. (E) shows the waveform of the output current output from the welding power supply device 1. FIG. (F) shows a waveform in which ripple is omitted from the waveform of the output current. In FIG. 3C, the case where the set value I 2 is less than the predetermined current value I 0 and the welding time T 2 is less than the predetermined time T 0 is shown by a solid line, and the set value I 2 is predetermined. The case where the current value I 0 or more or the welding time T 2 is the predetermined time T 0 or more is indicated by a thick broken line.

まず、設定値I2が所定電流値I0未満であり、かつ、溶接時間T2が所定時間T0未満である場合について説明する。 First, a case where the set value I 2 is less than the predetermined current value I 0 and the welding time T 2 is less than the predetermined time T 0 will be described.

時刻t1において、ガンスイッチが押圧されてオンになって(図3(a)参照)、溶接が開始されている。このとき、パイロット電流出力部13がオンになって(図3(c)参照)、パイロット電流の出力が開始されている。これにより、出力電流はパイロット電流の設定電流I1になっている(図3(f)参照)。この状態が、時刻t1からパイロット時間T1が経過するまでのパイロット期間において継続している。 At time t1, the gun switch is pressed and turned on (see FIG. 3A) to start welding. At this time, the pilot current output unit 13 is turned on (see FIG. 3C), and the pilot current output is started. As a result, the output current becomes the set current I 1 of the pilot current (see FIG. 3 (f)). This state is continued in a pilot period from time t1 to pilot time T 1 is passed.

パイロット期間終了時の時刻t2において、溶接ガンGが駆動されてオンになり(図3(b)参照)、メイン電流出力部12がオンになって(図3(d)参照)、メイン電流の出力が開始されている。時刻t2からスロープ時間T4が経過する時刻t3までのスロープ期間において、出力電流(溶接電流)は、パイロット電流の設定電流I1から設定値I2まで、徐々に上昇する(図3(f)参照)。その後、時刻t2から溶接時間T2が経過する時刻t4まで、出力電流(溶接電流)は設定値I2に固定されている。 At time t2 at the end of the pilot period, the welding gun G is driven and turned on (see FIG. 3B), the main current output unit 12 is turned on (see FIG. 3D), and the main current Output has started. In slope period from the time t2 to the time t3 the slope time T 4 has elapsed, the output current (welding current) from the set current I 1 of the pilot current to the set value I 2, gradually increases (Fig. 3 (f) reference). After that, the output current (welding current) is fixed at the set value I 2 from the time t 2 to the time t 4 when the welding time T 2 elapses.

溶接期間終了時の時刻t4において、溶接ガンGがオフになり(図3(b)参照)、パイロット電流出力部13がオフになって(図3(c)参照)、パイロット電流の出力が停止されている。しかし、出力電流(溶接電流)は設定値I2に制御されたまま、時刻t4からポストヒート時間T3が経過するまでのポストヒート期間において継続している(図3(f)参照)。 At time t4 at the end of the welding period, the welding gun G is turned off (see FIG. 3B), the pilot current output unit 13 is turned off (see FIG. 3C), and the pilot current output is stopped. Has been done. However, the output current (welding current) continues in the post-heat period from the time t4 to the elapse of the post-heat time T 3 while being controlled by the set value I 2 (see FIG. 3 (f)).

ポストヒート期間終了時の時刻t5において、メイン電流出力部12がオフになって(図3(d)参照)、メイン電流の出力が停止されている。これにより、出力電流はゼロになっている(図3(f)参照)。 At time t5 at the end of the postheat period, the main current output unit 12 is turned off (see FIG. 3D), and the main current output is stopped. As a result, the output current becomes zero (see FIG. 3 (f)).

次に、設定値I2が所定電流値I0以上であるか、または、溶接時間T2が所定時間T0以上である場合について説明する。 Next, a case where the set value I 2 is the predetermined current value I 0 or more, or the welding time T 2 is the predetermined time T 0 or more will be described.

時刻t1からt3までは、上記と同様なので、説明を省略する。スロープ期間終了時の時刻t3において、パイロット電流出力部13がオフになって(図3(c)太破線参照)、パイロット電流の出力が停止されている。しかし、出力電流(溶接電流)は設定値I2に制御されたままである(図3(f)参照)。その後、時刻t5までも、上記と同様なので、説明を省略する。 Since the times t1 to t3 are the same as above, the description thereof will be omitted. At time t3 at the end of the slope period, the pilot current output unit 13 is turned off (see the thick broken line in FIG. 3C), and the pilot current output is stopped. However, the output current (welding current) remains controlled by the set value I 2 (see FIG. 3 (f)). After that, the same applies to time t5 as described above, so the description thereof will be omitted.

次に、本実施形態に係る溶接電源装置1の作用および効果について説明する。 Next, the operation and effect of the welding power supply device 1 according to the present embodiment will be described.

本実施形態によると、溶接電源装置1は、メイン電流出力部12と出力端子aとの間に、直流リアクトルを備えていない。したがって、リップルの大きいメイン電流が平滑されずにそのまま出力される。メイン電流は激しく上下するので、スロープ期間において、メイン電流の電流値が「0」に近くなる瞬間がある。しかしながら、本実施形態では、制御部144は、スロープ期間においては、メイン電流に比べてリップルが小さいパイロット電流を、メイン電流に重畳させて出力させる(図3(e)参照)。したがって、溶接電源装置1は、アークに供給される電流が小さくなりすぎることを抑制して、アーク切れが発生することを抑制することができる。 According to this embodiment, the welding power supply device 1 does not have a DC reactor between the main current output unit 12 and the output terminal a. Therefore, the main current with a large ripple is output as it is without being smoothed. Since the main current fluctuates violently, there is a moment when the current value of the main current approaches "0" during the slope period. However, in the present embodiment, the control unit 144 outputs a pilot current having a ripple smaller than that of the main current by superimposing it on the main current during the slope period (see FIG. 3E). Therefore, the welding power supply device 1 can suppress that the current supplied to the arc becomes too small and suppress the occurrence of arc breakage.

また、本実施形態によると、制御部144は、溶接電流の設定値I2が所定電流値I0未満であり、かつ、溶接時間T2が所定時間T0未満の場合、溶接期間においてパイロット電流の出力を継続させ、メイン電流にパイロット電流を重畳させて出力させる(図3(e)参照)。したがって、溶接電源装置1は、アークに供給される電流が小さくなりすぎることを抑制して、アーク切れが発生することを抑制することができる。また、溶接時間T2が所定時間T0未満なので、パイロット電流出力部13の抵抗での損失Wrは許容損失を上回らない。したがって、パイロット電流出力部13の抵抗の焼損を防止することができる。 Further, according to the present embodiment, when the set value I 2 of the welding current is less than the predetermined current value I 0 and the welding time T 2 is less than the predetermined time T 0 , the control unit 144 has a pilot current during the welding period. Is continued, and the pilot current is superimposed on the main current to output (see FIG. 3 (e)). Therefore, the welding power supply device 1 can suppress that the current supplied to the arc becomes too small and suppress the occurrence of arc breakage. Further, since the welding time T 2 is less than the predetermined time T 0 , the loss Wr at the resistance of the pilot current output unit 13 does not exceed the allowable loss. Therefore, it is possible to prevent the resistance of the pilot current output unit 13 from burning out.

また、制御部144は、溶接電流の設定値I2が所定電流値I0以上の場合、パイロット電流の出力を停止させる(図3(c)太破線参照)。したがって、パイロット電流出力部13の抵抗での損失Wrが許容損失を上回らないので、パイロット電流出力部13の抵抗の焼損を防止することができる。また、設定値I2が所定電流値I0以上なので、アーク切れがほぼ発生しない。また、制御部144は、溶接時間T2が所定時間T0以上の場合、パイロット電流の出力を停止させる。したがって、パイロット電流出力部13の抵抗での損失Wrが許容損失を上回らないので、パイロット電流出力部13の抵抗の焼損を防止することができる。設定値I2が所定電流値I0(例えば800A)未満で、かつ、溶接時間T2が所定時間T0(例えば0.8S)以上になるのは、製品検査時や電流計校正時であり、実際のアークスタッド溶接は行われておらず、アーク切れを考慮する必要がないので、パイロット電流の出力が停止されても、問題が生じない。 Further, the control unit 144 stops the output of the pilot current when the set value I 2 of the welding current is equal to or higher than the predetermined current value I 0 (see the thick broken line in FIG. 3C). Therefore, since the loss Wr at the resistance of the pilot current output unit 13 does not exceed the permissible loss, it is possible to prevent the resistance of the pilot current output unit 13 from burning. Further, since the set value I 2 is equal to or higher than the predetermined current value I 0 , the arc breakage hardly occurs. Further, the control unit 144 stops the output of the pilot current when the welding time T 2 is equal to or longer than the predetermined time T 0. Therefore, since the loss Wr at the resistance of the pilot current output unit 13 does not exceed the permissible loss, it is possible to prevent the resistance of the pilot current output unit 13 from burning. The set value I 2 is less than the predetermined current value I 0 (for example, 800 A), and the welding time T 2 is longer than the predetermined time T 0 (for example, 0.8 S) at the time of product inspection or ammeter calibration. Since the actual arc stud welding is not performed and it is not necessary to consider the arc breakage, no problem occurs even if the output of the pilot current is stopped.

また、本実施形態によると、パイロット電流出力部13は、サイリスタと抵抗とからなる直列回路をメイン電流出力部12の入力端子と出力端子(溶接電源装置1の出力端子a)との間に並列接続させたものである。したがって、別途、定電流回路を設ける場合などと比べて、パイロット電流出力部13を簡略な回路とすることができるので、溶接電源装置1の小型軽量化および低コスト化に寄与する。 Further, according to the present embodiment, the pilot current output unit 13 parallels a series circuit including a thyristor and a resistor between the input terminal and the output terminal (output terminal a of the welding power supply device 1) of the main current output unit 12. It is connected. Therefore, the pilot current output unit 13 can be made into a simple circuit as compared with the case where a constant current circuit is separately provided, which contributes to the reduction in size and weight and the cost reduction of the welding power supply device 1.

なお、本実施形態においては、設定値I2が所定電流値I0以上である場合や、溶接時間T2が所定時間T0以上である場合に、溶接電流が設定値I2に制御されるタイミング(スロープ期間が終了したタイミング)で、パイロット電流の出力が停止される場合について説明したが、パイロット電流の出力停止のタイミングは、これに限定されない。パイロット電流の出力停止のタイミングは、メイン電流の出力を開始した後でスタッドSと母材Wとが短絡するまでの期間のうちのいずれかのタイミングであればよい。例えば、スロープ期間の途中の任意のタイミング(例えばスロープ期間の開始から所定時間後)であってもよいし、スロープ期間終了後の任意のタイミング(例えばスロープ期間の終了から所定時間後)であってもよい。ただし、パイロット電流の出力停止のタイミングが早すぎると、スロープ期間の途中でアーク切れが発生する場合がある。また、パイロット電流の出力停止のタイミングが遅すぎると、パイロット電流出力部13の抵抗での損失Wrが許容損失を超える場合がある。したがって、スロープ期間が終了したタイミングとするのが望ましい。 In the present embodiment, is controlled and when the set value I 2 is the predetermined current value I 0 or more, when the welding time T 2 is the predetermined time T 0 or more, the welding current set value I 2 Although the case where the output of the pilot current is stopped at the timing (the timing when the slope period ends) has been described, the timing at which the output of the pilot current is stopped is not limited to this. The timing of stopping the output of the pilot current may be any timing of the period from the start of the output of the main current to the short circuit between the stud S and the base material W. For example, it may be any timing in the middle of the slope period (for example, a predetermined time after the start of the slope period), or at any timing after the end of the slope period (for example, a predetermined time after the end of the slope period). May be good. However, if the timing of stopping the output of the pilot current is too early, the arc may be cut off in the middle of the slope period. Further, if the timing of stopping the output of the pilot current is too late, the loss Wr in the resistor of the pilot current output unit 13 may exceed the allowable loss. Therefore, it is desirable to set the timing when the slope period ends.

本実施形態においては、直流リアクトルが設けられていない場合について説明したが、これに限られず、メイン電流出力部12と出力端子aとの間に、直流リアクトルが接続されていてもよい。この場合でも、直流リアクトルのインダクタンスが小さいと、メイン電流はリップルを有して上下する。したがって、メイン電流にパイロット電流を重畳させることは、アーク切れの発生をより抑制するために有効である。 In the present embodiment, the case where the DC reactor is not provided has been described, but the present invention is not limited to this, and the DC reactor may be connected between the main current output unit 12 and the output terminal a. Even in this case, if the inductance of the DC reactor is small, the main current fluctuates with ripples. Therefore, superimposing the pilot current on the main current is effective for further suppressing the occurrence of arc breakage.

〔変形例〕
図4は、溶接電源装置1の変形例のアークスタッド溶接処理を説明するためのタイムチャートである。当該変形例のハード構成は、溶接電源装置1のものと同様なので、図示および説明を省略する。当該変形例は、アークスタッド溶接処理において、溶接時間T2と所定時間T0との比較を行わない。図4に示すように、当該変形例のアークスタッド溶接処理は、ステップS6において、設定値I2が所定電流値I0未満である場合(S6:NO)、溶接時間T2と所定時間T0との比較を行うことなく、ステップS9に進む。
[Modification example]
FIG. 4 is a time chart for explaining an arc stud welding process of a modified example of the welding power supply device 1. Since the hardware configuration of the modification is the same as that of the welding power supply device 1, illustration and description thereof will be omitted. In this modification, the welding time T 2 and the predetermined time T 0 are not compared in the arc stud welding process. As shown in FIG. 4, in the arc stud welding process of the modified example, when the set value I 2 is less than the predetermined current value I 0 (S6: NO) in step S6, the welding time T 2 and the predetermined time T 0 The process proceeds to step S9 without making a comparison with.

本変形例においても、制御部144は、スロープ期間においては、メイン電流にパイロット電流を重畳させて出力させるので、アーク切れが発生することを抑制することができる。また、制御部144は、溶接電流の設定値I2が所定電流値I0以上の場合、パイロット電流の出力を停止させるので、パイロット電流出力部13の抵抗の焼損を防止することができる。また、設定値I2が所定電流値I0以上なので、アーク切れがほぼ発生しない。また、制御部144は、溶接電流の設定値I2が所定電流値I0未満の場合、溶接期間においてパイロット電流の出力を継続させ、メイン電流にパイロット電流を重畳させて出力させるので、アーク切れが発生することを抑制することができる。 Also in this modified example, since the control unit 144 superimposes the pilot current on the main current and outputs it during the slope period, it is possible to suppress the occurrence of arc breakage. Further, since the control unit 144 stops the output of the pilot current when the set value I 2 of the welding current is equal to or higher than the predetermined current value I 0, it is possible to prevent the resistance of the pilot current output unit 13 from burning. Further, since the set value I 2 is equal to or higher than the predetermined current value I 0 , the arc breakage hardly occurs. Further, when the set value I 2 of the welding current is less than the predetermined current value I 0 , the control unit 144 continues the output of the pilot current during the welding period and superimposes the pilot current on the main current to output the arc. Can be suppressed from occurring.

〔第2実施形態〕
図5は、第2実施形態に係る溶接電源装置10を説明するための図であり、溶接電源装置10を備えたアークスタッド溶接システムの全体構成を示すブロック図である。同図において、第1実施形態に係る溶接電源装置1を備えたアークスタッド溶接システム(図1参照)と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a diagram for explaining the welding power supply device 10 according to the second embodiment, and is a block diagram showing an overall configuration of an arc stud welding system including the welding power supply device 10. In the figure, the same or similar elements as the arc stud welding system (see FIG. 1) provided with the welding power supply device 1 according to the first embodiment are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

本実施形態に係る溶接電源装置10は、パイロット電流出力部13の構成が第1実施形態に係る溶接電源装置1と異なる。 The welding power supply device 10 according to the present embodiment has a different configuration of the pilot current output unit 13 from the welding power supply device 1 according to the first embodiment.

本実施形態に係るトランス11は、二次側巻線115をさらに備えている。二次側巻線115は、単相交流を取り出すための補助巻線であり、パイロット電流出力部13に接続されている。二次側巻線115は、取り出した単相交流をパイロット電流出力部13に出力する。 The transformer 11 according to the present embodiment further includes a secondary winding 115. The secondary winding 115 is an auxiliary winding for taking out single-phase alternating current, and is connected to the pilot current output unit 13. The secondary winding 115 outputs the taken out single-phase alternating current to the pilot current output unit 13.

本実施形態に係るパイロット電流出力部13は、定電流回路131およびスイッチ132を備えている。定電流回路131は、二次側巻線115から入力された単相交流を、設定電流I1の直流電流に変換して、パイロット電流として出力端子a,bを介して出力する。定電流回路131の内部構成は限定されず、通常知られている定電流回路が用いられる。スイッチ132は、二次側巻線115と定電流回路131とを接続する電力線に配置されており、定電流回路131に単相交流を入力する状態と入力しない状態とを切り替える。パイロット電流出力部13は、制御装置14からスイッチ132をオンにする制御信号を入力された場合、二次側巻線115から単相交流を入力されて、パイロット電流を出力する。一方、制御装置14からスイッチ132をオフにする制御信号を入力された場合、二次側巻線115から単相交流を入力されず、パイロット電流を出力しない。パイロット電流出力部13は、第1実施形態に係るパイロット電流出力部13と異なり、抵抗を備えていないので、抵抗の焼損を考慮する必要がない。したがって、制御装置14(図示を省略している制御部144)は、第1実施形態の変形例に係るアークスタッド溶接処理(図4参照)を行う。なお、パイロット電流出力部13の構成は限定されない。パイロット電流出力部13は、制御装置14から入力される制御信号に応じて、パイロット電流の出力の開始および停止を制御できるものであればよい。 The pilot current output unit 13 according to the present embodiment includes a constant current circuit 131 and a switch 132. The constant current circuit 131 converts the single-phase AC input from the secondary winding 115 into a DC current of the set current I 1 and outputs it as a pilot current via the output terminals a and b. The internal configuration of the constant current circuit 131 is not limited, and a commonly known constant current circuit is used. The switch 132 is arranged on a power line connecting the secondary winding 115 and the constant current circuit 131, and switches between a state in which single-phase alternating current is input to the constant current circuit 131 and a state in which it is not input. When the control device 14 inputs a control signal for turning on the switch 132, the pilot current output unit 13 inputs a single-phase alternating current from the secondary winding 115 and outputs the pilot current. On the other hand, when the control signal for turning off the switch 132 is input from the control device 14, the single-phase alternating current is not input from the secondary winding 115 and the pilot current is not output. Unlike the pilot current output unit 13 according to the first embodiment, the pilot current output unit 13 does not have a resistor, so that it is not necessary to consider the burnout of the resistor. Therefore, the control device 14 (control unit 144 (not shown) performs the arc stud welding process (see FIG. 4) according to the modified example of the first embodiment. The configuration of the pilot current output unit 13 is not limited. The pilot current output unit 13 may be capable of controlling the start and stop of the pilot current output according to the control signal input from the control device 14.

本実施形態においても、制御部144は、スロープ期間においては、メイン電流にパイロット電流を重畳させて出力させるので、アーク切れが発生することを抑制することができる。また、制御部144は、溶接電流の設定値I2が所定電流値I0未満の場合、溶接期間においてパイロット電流の出力を継続させ、メイン電流にパイロット電流を重畳させて出力させるので、アーク切れが発生することを抑制することができる。また、制御部144は、溶接電流の設定値I2が所定電流値I0以上の場合、パイロット電流の出力を停止させる。これにより、アーク切れが発生しにくい大電流領域では、パイロット電流出力部13の負担を軽減することができる。 Also in the present embodiment, since the control unit 144 superimposes the pilot current on the main current and outputs it during the slope period, it is possible to suppress the occurrence of arc breakage. Further, when the set value I 2 of the welding current is less than the predetermined current value I 0 , the control unit 144 continues the output of the pilot current during the welding period and superimposes the pilot current on the main current to output the arc. Can be suppressed from occurring. Further, the control unit 144 stops the output of the pilot current when the set value I 2 of the welding current is equal to or higher than the predetermined current value I 0. As a result, the load on the pilot current output unit 13 can be reduced in a large current region where arc breakage is unlikely to occur.

本発明に係る溶接電源装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る溶接電源装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The welding power supply device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the welding power supply device according to the present invention can be freely redesigned.

1,10:溶接電源装置、12:メイン電流出力部、13:パイロット電流出力部、141:溶接電流設定部、142:溶接時間設定部、144:制御部、S:スタッド、W:母材 1,10: Welding power supply, 12: Main current output, 13: Pilot current output, 141: Welding current setting, 142: Welding time setting, 144: Control, S: Stud, W: Base material

Claims (5)

スタッドを母材に溶接するアークスタッド溶接のための溶接電流を出力する溶接電源装置であって、
サイリスタを有し、かつ、直流電流であるメイン電流を出力するメイン電流出力部と、
溶接開始時に直流電流であるパイロット電流の出力を開始し、前記メイン電流出力部が前記メイン電流の出力を開始した後も、前記パイロット電流の出力を継続するパイロット電流出力部と、
前記溶接電流の設定値を設定する溶接電流設定部と、
前記設定値が所定電流値以上の場合、前記メイン電流出力部が前記メイン電流の出力を開始した後で、前記スタッドと前記母材とが短絡するまでの期間に、前記パイロット電流出力部からの前記パイロット電流の出力を停止させる制御部と、
を備えている溶接電源装置。
A welding power supply that outputs a welding current for arc stud welding that welds studs to the base metal.
A main current output unit that has a thyristor and outputs a main current that is a direct current,
A pilot current output unit that starts outputting a pilot current, which is a direct current, at the start of welding, and continues to output the pilot current even after the main current output unit starts outputting the main current.
A welding current setting unit that sets the welding current setting value, and a welding current setting unit.
When the set value is equal to or greater than a predetermined current value, the pilot current output unit sends the main current output unit during the period from when the main current output unit starts outputting the main current until the stud and the base material are short-circuited. A control unit that stops the output of the pilot current,
Welding power supply equipped with.
前記制御部は、前記溶接電流を、前記パイロット電流から前記設定値まで上昇させるように制御し、前記溶接電流を前記設定値に制御するタイミングで、前記パイロット電流の出力を停止させる、
請求項1に記載の溶接電源装置。
The control unit controls the welding current so as to increase from the pilot current to the set value, and stops the output of the pilot current at the timing of controlling the welding current to the set value.
The welding power supply device according to claim 1.
前記制御部は、前記設定値が前記所定電流値未満の場合、前記スタッドと前記母材とが短絡したときに、前記パイロット電流の出力を停止させる、
請求項1または2に記載の溶接電源装置。
When the set value is less than the predetermined current value, the control unit stops the output of the pilot current when the stud and the base material are short-circuited.
The welding power supply device according to claim 1 or 2.
前記メイン電流の出力開始から、前記スタッドと前記母材とが短絡するまでの溶接時間を設定する溶接時間設定部をさらに備え、
前記制御部は、前記溶接時間が所定時間以上の場合、前記メイン電流出力部が前記メイン電流の出力を開始した後で、前記スタッドと前記母材とが短絡するまでの期間に、前記パイロット電流の出力を停止させる、
請求項1または2に記載の溶接電源装置。
Further, a welding time setting unit for setting a welding time from the start of output of the main current to the short circuit between the stud and the base metal is provided.
When the welding time is equal to or longer than a predetermined time, the control unit has the pilot current during the period from when the main current output unit starts to output the main current until the stud and the base material are short-circuited. Stop the output of
The welding power supply device according to claim 1 or 2.
前記メイン電流出力部は、交流電流を入力される入力端子と、前記メイン電流を出力する出力端子とを備え、
前記パイロット電流出力部は、前記入力端子と前記出力端子との間に接続され、互いに直列接続されたサイリスタおよび抵抗を備えている、
請求項1ないし4のいずれかに記載の溶接電源装置。
The main current output unit includes an input terminal for inputting an alternating current and an output terminal for outputting the main current.
The pilot current output unit includes a thyristor and a resistor connected between the input terminal and the output terminal and connected in series with each other.
The welding power supply device according to any one of claims 1 to 4.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53118252A (en) * 1977-03-25 1978-10-16 Japan Drive It Control circuit device of dc arc stud welding machine
JPH0238173U (en) * 1988-08-31 1990-03-14
JPH044976A (en) * 1990-04-18 1992-01-09 Sansha Electric Mfg Co Ltd Power unit for stud welding

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53118252A (en) * 1977-03-25 1978-10-16 Japan Drive It Control circuit device of dc arc stud welding machine
JPH0238173U (en) * 1988-08-31 1990-03-14
JPH044976A (en) * 1990-04-18 1992-01-09 Sansha Electric Mfg Co Ltd Power unit for stud welding

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