JP2526918Y2 - Tig溶接機 - Google Patents

Tig溶接機

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JP2526918Y2
JP2526918Y2 JP1632692U JP1632692U JP2526918Y2 JP 2526918 Y2 JP2526918 Y2 JP 2526918Y2 JP 1632692 U JP1632692 U JP 1632692U JP 1632692 U JP1632692 U JP 1632692U JP 2526918 Y2 JP2526918 Y2 JP 2526918Y2
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博幸 石井
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、非消耗電極を用いる溶
接トーチの電極と被溶接物とを非接触でアークスタート
させるために溶接電源の出力に高周波高電圧を重畳させ
る方式のTIG溶接機の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】非消耗電極を用いるTIG溶接機におい
ては、アークスタートを非接触で行うために溶接トーチ
と被溶接物との間に高周波高電圧を溶接電源の出力に重
畳して供給している。
【0003】図1は、この方式の従来装置を示す接続図
である。同図において、1は溶接電源、2は溶接電流検
出器、3は高周波バイパス用コンデンサ、4はカップリ
ングコイルであり、一次巻線4aと二次巻線4bとから
なる。5は溶接トーチ、6は被溶接物であり、それぞれ
溶接電源1との間を電力ケーブル7,8にて接続されて
いる。9は高周波発生回路であり、10はインバータ回
路、11はAND回路、12は起動指令回路である。同
図の装置において、起動指令回路12から起動指令信号
1 が出力されると、溶接電源1は溶接トーチ5と被溶
接物6との間にその出力を供給する。一方、起動指令信
号s1 はAND回路11にも供給される。このとき溶接
電流はまだ流れていないので溶接電流検出器2の出力信
号s2 はローレベル(以後Lで示す)であり、したがっ
てインバータ回路10の出力s3はハイレベル(以後H
で示す)である。このためAND回路11の出力s4
信号s1 が供給されることによってHとなり高周波高電
圧発生回路9が起動する。高周波高電圧発生回路9はそ
の出力をカップリングコイル4の一次巻線4aに出力
し、カップリングコイルの二次巻線4bに高周波高電圧
を発生する。この状態で溶接トーチ5を被溶接物6に近
づけると両者間の空隙の絶縁が破壊さて火花放電が発生
し、これによってアーク溶接が開始される。アーク溶接
が開始されると溶接電流検出器2の出力s2 がHとな
り、これによってインバータ回路10の出力s3 がLに
反転してAND回路11の出力s4 もLとなって高周波
高電圧発生回路9は動作を停止する。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】従来装置は、上記のよ
うに動作するので、起動指令信号s1 が出力されたとき
に溶接トーチ5の電極先端が被溶接物に接近しており、
カップリングコイルの二次巻線4bにて重畳された高周
波高電圧によって火花放電を開始できるときには高周波
電流はカップリングコイルの二次巻線4b、電力ケーブ
ル7、溶接トーチ5、被溶接物6、電力ケーブル8、高
周波バイパス用コンデンサ3の経路を流れるので他への
漏洩は少ない。しかし溶接トーチ5が被溶接物から離れ
ていて重畳される高周波高電圧では火花放電が発生でき
ない場合には、高周波電流は流れる経路がないので、電
力ケーブル7,8の浮遊容量を通して大地に流れ、大地
の電位を高周波で変動させることになる。この大地に流
れる高周波による大地電位の変動は溶接電源1や他の同
一大地電位にある電子機器類を誤動作させる原因とな
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本考案においては、上記
従来装置の課題を解決するために、高周波電流が大地に
漏洩するのは溶接トーチが被溶接物から離れすぎていて
火花放電が発生できない遠距離にあるときであり、その
ままではアークスタートは不可能な場合であることに着
目し、電力ケーブルを流れる電流のうちトーチ側電力ケ
ーブルと被溶接物側電力ケーブルとで差が生じたときに
高周波電流が大地に漏洩したと判断し、これによって高
周波の供給を停止するようにして、無駄な高周波の発生
と漏洩とを防止したものである。
【0006】
【実施例】図2に本考案の実施例を示す。同図におい
て、1ないし12は図1に示した従来装置と同機能のも
のを示す。13はアンバランス検出用のの変流器であり
溶接トーチ側電力ケーブルの電流が流れるコイル13
a、被溶接物側電力ケーブルの電流が流れるコイル13
bが図示のように互いに逆の極性に定められており、両
コイルによって発生する磁束の差に応じた出力が検出コ
イル13cに発生するように各コイルが磁気結合されて
いる。14は漏洩検出回路であり、検出コイル13cの
出力が規定値以上となったときに出力がローレベルから
ハイレベルに反転する。15,16はインバータ回路、
17はAND回路である。
【0007】図2の実施例において、起動指令回路12
から起動指令信号s1 が出力されていないときはL信号
1 がインバータ回路16によって反転されたH信号に
よって漏洩検出回路14はリセットされ、また高周波高
電圧発生回路9および溶接電源1は停止状態であるので
その出力s5 はLである。このためAND回路17の一
方の入力はHとなっている。この状態で起動用押ボタン
スイッチを押すなどして起動指令回路12の出力s1
Hになると、AND回路17は開き、その出力s11はH
となって溶接電源1は出力を開始する。この信号s11
同時にAND回路11にも供給され、このとき溶接電流
が未だ流れていないために溶接電流検出器2の出力信号
2 はLであり、これを反転した信号s3 はHであるの
で、AND回路11の出力s4 はHとなり、高周波高電
圧発生回路9が起動する。高周波高電圧発生回路9の起
動により、カップリングコイル4を介して高周波高電圧
が溶接トーチ5と被溶接物6との間に溶接電源1の出力
に重畳して印加される。このとき溶接トーチ5が被溶接
物6に近い位置にあるとこの高周波高電圧によって溶接
トーチ5と被溶接物6との間の空隙の絶縁が破壊されて
火花放電が発生し、これによって溶接アークが誘発され
る。溶接アークが発生すると、その電流が溶接電流検出
器によって検出されて信号s2 がH、即ち信号s3 がL
になってAND回路11の出力s4 がLに反転して高周
波高電圧発生回路9はその動作を停止する。
【0008】上記の起動指令からアーク発生までの間に
おいて、溶接トーチ5と被溶接物6との間の距離が短か
くて供給される高周波高電圧によって火花放電が発生す
るときには、この高周波高電圧は他に漏れることは少な
いので変流器13のコイル13aと13bとに流れる電
流は略等しく、両者によって発生する磁束は互いに打消
し合って検出コイル13cにはほとんど出力が現われな
い。このため、漏洩検出回路14の出力s5 はLのまま
である。一方、溶接トーチ5と被溶接物6との間隙が大
きすぎたり、他の何らかの原因で絶縁強度が高く、高周
波高電圧発生回路9の出力によっては両者間の絶縁が破
壊できず、放電開始に至らなかったときには、供給され
た高周波高電圧の行き場がなくなるために電力ケーブル
7,8の浮遊容量や被溶接物を介して大地に流れ、装置
の接地点を通って戻る経路に漏洩する。このときは電力
ケーブル7と電力ケーブル8とにそれぞれ流れる高周波
電流の値には漏洩分だけの差が生じる(電力ケーブル8
を流れる高周波電流はほとんどない)ので変流器13の
検出コイル13cに大きな出力が発生する。この出力が
漏洩検出器14に定められた設定値以上となったときに
信号s5 がHとなり、これをインバータ回路15にて反
転した信号s7 がLになってAND回路17の出力信号
11をLに反転させて溶接電源1および高周波高電圧発
生回路9を停止させる。このとき漏洩検出回路14は起
動指令回路12からの信号s1 がHの間はリセットされ
ずに信号s5 がHの状態を維持するように構成してお
く。高周波の漏洩により溶接電源1と高周波高電圧発生
回路9とが停止した後に一旦起動指令回路12の出力s
1 を遮断すると(s1 =L)これによって漏洩検出回路
14がリセットされて信号s7 がHとなって、次に起動
指令回路の出力信号s1 がHになることによって再起動
されることになる。
【0009】図3は図2の装置の各部の信号の変化を時
間の経過とともに示したものである。同図(a)は起動
指令回路12の出力信号s1 、(b)は漏洩検出回路1
4の出力信号s5 、(c)は溶接電源1の出力、(d)
は溶接電流検出器2の出力信号s2 、(e)は高周波高
電圧発生回路9の動作および停止の状態をそれぞれ示し
ている。図3において、時刻t=t1 に起動指令回路1
2の出力信号s1 がHになると、これによって溶接電源
1と高周波高電圧発生回路9とが出力を開始する。時刻
t=t2 において火花放電が発生しこれによって溶接ア
ークが誘発されると溶接電流検出器2がこれを検出して
時刻t=t3 にて高周波高電圧発生回路9が停止する。
以後、時刻t=t4 に起動指令信号s1 がLになるまで
正常溶接が行なわれる。つぎに時刻t=t5 において再
度起動指令信号s1 がHとなったときには火花放電の発
生に失敗し、時刻t=t6 で漏洩検出回路14の出力s
5がHとなっている。信号s5 がHとなった結果、溶接
電源1および高周波高電圧発生回路9は停止し、信号s
5 は信号s1 がHの間はそのまま保持され、時刻t=t
7 にて起動指令信号s1 がLになったときにリセットさ
れて信号s5 もLになる。
【0010】図4は図2の実施例に用いる漏洩検出回路
14の具体例を示す接続図である。図4において、14
1はフリップフロップ回路、142は基準電圧設定回
路、143は比較器、144は整流回路であり図2の高
周波高電圧発生回路の出力周波数を損失なく整流して直
流とする高周波整流回路を用いる。13は図2のアンバ
ランス検出用の変流器であり、16は同じく図2のイン
バータ回路16であり起動指令信号s1 を反転する。
【0011】図4において、起動指令信号s1 がLの
間、即ち図2の装置において起動指令回路12からの起
動指令信号s1 が出力されない間はインバータ回路16
の出力はHであり、これによってフリップフロップ回路
141はリセットされておりそのQ端子出力はLとなっ
ている。次に起動指令信号s1 がHになるとフリップフ
ロップ回路141のリセット入力はLとなる。このとき
変流器13の出力が零または基準電圧設定回路142の
出力s9 より低い間は比較器143の出力はLであ、フ
リップフロップ回路141のQ端子出力はLのままであ
る(漏洩なしの状態)。
【0012】次に変流器13のコイル13aと13bに
流れる電流に差が生じると変流器13の出力コイル13
Cにその差分に比例した出力が発生し、この出力は整流
回路144にて直流電圧に変換されて信号s8 となり、
比較器143にて基準信号s9 と比較される。s8 >s
9 となった時点でフリップフロップ回路141は出力が
反転しQ端子出力s5 がHとなる。この信号s5 の反転
によって図2における信号s11および信号s4 がLとな
り溶接電源1および高周波高電圧発生回路9が出力を停
止する。フリップフロップ回路141は次に起動指令回
路12の出力s1 が一度LとなるまでQ端子出力s5
Hに保ち、起動指令信号s1 がLになった時点でリセッ
トされて信号s5 はLに戻る。
【0013】なお、漏洩検出回路14の動作は起動後若
干の時間遅れをもって機能するように遅れ要素をもたせ
てもよい。また、フリップフロップ回路141のかわり
に比較器143からの入力信号の立上りによってトリガ
ーされて一定時間Hとなる信号を信号s5 として出力す
るモノマルチバイブレータのような時限回路にかえても
よい。この場合には起動指令信号s1 が出力されている
間はこの時限回路の設定時間内のみ溶接電源1および高
周波高電圧発生回路9の動作を停止し、時限終了時にな
お起動指令信号s1 がHであるときは再び溶接電源1と
高周波高電圧発生回路9とを起動して再度起動を試みる
ようにすることができる。さらに上記いずれの場合にお
いても、高周波の漏洩検出時には高周波高電圧発生回路
のみを停止し、溶接電源の出力は停止しないようにする
ことも可能である。
【0014】図5は本考案の別の実施例を示す接続図で
ある。同図においては、図2に示した実施例のうちカッ
プリングコイルの二次巻線を4b1と4b2とに2分
し、溶接トーチ側電力ケーブルと被溶接物側電力ケーブ
ルとに分けて挿入してある。そしてその極性は図示のよ
うに両巻線によって発生する高周波電圧が相当に加算さ
れる極性としてある。また高周波バイパス用コンデンサ
3、高周波高電圧発生回路9、カップリングコイル4、
変流器13および漏洩検出器14は溶接電源1や他の制
御回路とは別にして溶接トーチ5と被溶接物6との近傍
に設置できるように別ユニットに構成してある。これら
のユニットと溶接電源1および溶接トーチ5、被溶接物
6との間はそれぞれ電力ケーブル7a,7b,8aおよ
び8bにて接続されている。
【0015】図5の実施例においては、カップリングコ
イルの二次巻線を2分したので各電力ケーブル7b、8
bの大地に対する高周波電位は、図2の実施例の半分と
なり、大地に対する高周波の漏洩電流が減少する。ま
た、高周波発生部を分離して溶接電源と溶接トーチ、被
溶接物との中間に設けたので、電力ケーブル7b、8b
を作業性を損なわない程度に最短とすることによって、
高周波の漏洩を最小限にすることができる。また、溶接
電源1から高周波発生部との間の電力ケーブル7a,8
aは作業性に全く影響しないので両者を密着して、ある
いは2心電力ケーブルを使用して配線することができ
る。この結果、電力ケーブルが形成するループの面積が
小さくなり、変動の激しい溶接電流によって発生する低
周波の電磁ノイズが減少する。
【0016】
【考案の効果】本考案は上記のように高周波が電力ケー
ブル以外に漏洩したときに、直ちに高周波を停止するも
のであるので、高周波高電圧によってもアークスタート
ができないような状態のときに無駄に高周波が連続して
供給されることがなく、他の電子機器に対する悪影響を
最小限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の装置の例を示す接続図
【図2】本考案の実施例を示す接続図
【図3】図2の実施例の動作を説明するための線図
【図4】本考案に用いる漏洩検出回路の例を示す接続図
【図5】本考案の別の実施例を示す接続図
【符号の説明】
1 溶接電源 2 溶接電流検出器 3 高周波バイパス用コンデンサ 4 カップリングコイル 4a カップリングコイルの一次巻線 4b,4b1,4b2 カップリングコイルの二次巻線 5 溶接トーチ 6 被溶接物 7,7a,7b,8,8a,8b 電力ケーブル 9 高周波高電圧発生装置 10,15,16 インバータ回路 11,17 AND回路 12 起動指令回路 13 変流器 13a,13b 変流器一次巻線 13c 変流器出力巻線 14 漏洩検出回路 141 フリップフロップ回路 142 基準電圧設定回路 143 比較器 144 整流回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 西本 弘 大阪市北区本庄東2丁目9番18号関電興 業株式会社内 (72)考案者 山路 俊彦 大阪市北区本庄東2丁目9番18号関電興 業株式会社内 (72)考案者 寺山 喜久夫 大阪市淀川区田川2丁目1番11号 株式 会社ダイヘン内 (72)考案者 五百蔵 弘和 大阪市淀川区田川2丁目1番11号 株式 会社ダイヘン内 (72)考案者 石井 博幸 大阪市淀川区田川2丁目1番11号 株式 会社ダイヘン内

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶接電源の出力に高周波高電圧発生回路
    の出力を重畳してアークスタートを行う方式のTIG溶
    接機において、溶接トーチ側ケーブルに流れる電流と被
    溶接物側ケーブルに流れる電流との差の電流を検出する
    アンバランス検出用の変流器と、前記変流器の出力が規
    準値を超えたときに出力を発生する比較器と前記比較器
    の出力を保持する保持回路とからなり前記保持回路の出
    力により前記高周波高電圧発生回路の出力を禁止する漏
    洩検出回路とを設けたTIG溶接機。
  2. 【請求項2】 前記高周波高電圧発生回路の出力はカッ
    プリングコイルにより前記溶接電源の出力に重畳するも
    のであり、前記カップリングコイルは前記高周波高電圧
    発生回路の出力を入力とする一次コイルと、前記溶接ト
    ーチ側ケーブルの途中に直列接続された第1の二次コイ
    ルと前記被溶接物側ケーブルの途中に直列に接続された
    第2の二次コイルとからなり、かつ前記2つの二次コイ
    ルは各コイルに誘起する高周波電圧が互いに加算される
    極性とした請求項1に記載のTIG溶接機。
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