JP2642957B2 - アーク溶接装置 - Google Patents

アーク溶接装置

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JP2642957B2 JP63183967A JP18396788A JP2642957B2 JP 2642957 B2 JP2642957 B2 JP 2642957B2 JP 63183967 A JP63183967 A JP 63183967A JP 18396788 A JP18396788 A JP 18396788A JP 2642957 B2 JP2642957 B2 JP 2642957B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、非消耗電極を用い不活性ガス雰囲気中で
アークを発生させ溶接を行うアーク溶接装置に関するも
のである。
〔従来の技術〕
従来のディグ溶接装置からなるアーク溶接装置は、非
消耗電極を用いて不活性ガス雰囲気中でアークを発生さ
せ溶接を行っている。
このアーク溶接装置の具体構成および動作を第4図に
基づいて詳しく説明する。
このアーク溶接装置は、第4図に示すように、溶接用
トランス1と電流制御回路2とからなる溶接電源10と、
高周波高電圧発生回路9から構成している。
電流制御回路2は、サイリスタ21,22と、サイリスタ
点弧位相制御回路23から構成している。また、高周波高
電圧発生回路は、カップリングトランス91と、火花ギャ
ップ92と、昇圧トランス93および高周波コンデンサ94か
ら構成している。
そして、溶接電源10の一方の出力端に溶接用トーチ6
が接続され、他方の出力端に高周波高電圧発生回路9を
介し溶接される母材7が接続されている。
以下、このアーク溶接装置の動作を第4図に基づいて
詳しく説明する。
このアーク溶接装置は、溶接電源10の溶接用トランス
1に交流電源Eが印加されることにより、高周波高電圧
発生回路9の昇圧トランス93に溶接用トランス1を介し
電圧が印加され昇圧トランス93の2次側に高電圧が発生
する。これにより、火花ギャップ92が高周波火花放電を
発生させる。そして、火花ギャップ92の高周波火花放電
により、カップリングトランス91の2次側に高周波高電
圧が発生する。このカップリングトランス91の2次側に
発生した高周波高電圧が溶接電源10の出力に直列に重畳
して、溶接用トーチ6と母材7間にアーク放電を起す。
これにより、溶接電源10から電流制御回路2により制御
された溶接電流が出力される。そして、溶接用トーチ6
と母材7間に溶接電流が流れ、直流アーク溶接が行われ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
この従来のアーク溶接装置のアークスタートは、高周
波高電圧発生回路9からのアーク放電によって行われて
いる。しかし、この高周波高電圧発生回路9の火花ギャ
ップ92の高周波火花放電により、高周波ノイズが発生す
る。この高周波ノイズにより、他の電子機器を誤動作さ
せたり、破壊させたりするという問題があった。
また、この問題を解消するためには、フィルタを取り
付けたり、電磁シールドを施したりして高周波ノイズ対
策のための特別な対策が必要とされる。このような高周
波ノイズ対策を行うためには、多大な費用が必要になる
という問題があった。
さらに、近年、特にマイクロコンピュータを組み込ん
だ機器が多くなり、高周波ノイズ対策が急務とされてい
る。
したがって、この発明の目的は、簡単な構成で高周波
ノイズの発生を完全になくすことができ、かつ安全性の
高いアーク溶接装置を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
請求項1記載のアーク溶接装置は、第1の直流高電圧
発生回路と、この第1の直流高電圧発生回路よりも低い
電圧を発生する第2の直流高電圧発生回路と、この第2
の直流高電圧発生回路よりも低い電圧を発生する溶接電
源とを備え、前記第1の直流高電圧発生回路と前記第2
の直流高電圧発生回路と前記溶接電源とを並列に接続し
たものである。
請求項2記載のアーク溶接装置は、請求項1におい
て、第1の直流高電圧発生回路と第2の直流高電圧発生
回路の発生電圧の入力を防止する高電圧阻止回路を溶接
電源の出力端に有するものである。
請求項3記載のアーク溶接装置は、溶接電源と、この
溶接電源と並列に接続されるとともに前記溶接電源より
も高い電圧を発生する直流高電圧発生回路とを備え、前
記溶接電源の出力端側でかつ前記溶接電源と前記直流高
電圧発生回路の接続点よりも前記溶接電源側に、前記直
流高電圧発生回路の発生電圧の前記溶接電源への入力を
防止する高電圧阻止回路を設けたものである。
〔作用〕
請求項1記載のアーク溶接装置によれば、溶接用トー
チを母材に近づけたときに、第1の直流高電圧発生回路
からの高い電圧出力により、溶接トーチと母材との間で
微小アーク放電を起こす。そして、第2の直流高電圧発
生回路からの第1の直流高電圧発生回路の出力電圧によ
り低い電圧での直流アーク放電に移行し、さらに溶接電
源からの溶接電流による直流アーク放電に移行する。し
たがって、高周波火花放電を使用せずに簡単な構成でア
ークスタートを行なうことができるので、高周波ノイズ
の発生を完全になくすことができる。しかも、溶接電源
による直流アーク放電までの電圧を3段階に順次低下さ
せたので、直流アーク放電を円滑に移行することができ
る。
請求項2記載のアーク溶接装置によれば、請求項1に
おいて、第1の直流高電圧発生回路と第2の直流高電圧
発生回路の発生電圧の入力を防止する高電圧阻止回路を
溶接電源の出力端に有するため、請求項1の作用効果の
ほか、第1の直流高電圧発生回路および第2の直流高電
圧発生回路から出力される高電圧の溶接電源への回り込
みを阻止でき、溶接電源の破損を防止できる。
請求項3記載のアーク溶接装置によれば、請求項1お
よび請求項2と同効果がある。
〔実施例〕
この発明のアーク溶接装置の実施例を第1図ないし第
3図に基づいて説明する。
このアーク溶接装置は、第1図に示すように、第1の
直流高電圧発生回路4と、この第1の直流高電圧発生回
路4よりも低い電圧を発生する第2の直流高電圧発生回
路5と、この第2の直流高電圧発生回路よりも低い電圧
を発生する溶接電源8とを備え、第1の直流高電圧発生
回路4と第2の直流高電圧発生回路5と溶接電源8とを
並列に接続している。溶接電源8は第1の直流高電圧発
生回路4と第2の直流高電圧発生回路5の発生電圧の入
力を阻止する高電圧阻止回路3を出力端に有する。そし
て、非消耗電極(図示せず)を用い不活性ガス雰囲気中
でアークを発生させ溶接を行っている。
溶接電源8は、溶接用トランス1と電流制御回路2お
よび高電圧阻止回路3から構成している。高電圧阻止回
路3は、第1図および第2図に示すように、溶接電源8
の出力端側でかつ溶接電源8と直流高電圧発生回路4,5
の接続点よりも溶接電源8側に設けている。
そして、溶接電源8の一方の出力端に溶接用トーチ6
が接続され、他方の出力端に溶接される母材7が接続さ
れている。
以下、このアーク溶接装置の具体構成および動作を第
2図および第3図に基づいて詳しく説明する。
溶接電源8の電流制御回路2は、第2図に示すよう
に、サイリスタ21,22およびサイリスタ点弧位相制御回
路23から構成し、従来例と同様に、溶接用トーチ6と母
材7間に溶接電流を出力する。
また、高電圧阻止回路3は、抵抗31とダイオード32か
ら構成されている。
第1の直流高電圧発生回路4は、昇圧トランス41とダ
イオード42および電流制限用抵抗43から構成されてい
る。
第2の直流高電圧発生回路5は、昇圧トランス51とダ
イオード52と電流制限用抵抗54および平滑コンデンサ53
から構成されている。
このアーク溶接装置は、溶接電源8の入力端子間に交
流電源Eが印加されると、第1の直流高電圧発生回路4
および第2の直流高電圧発生回路5のそれぞれの昇圧ト
ランス41,51の2次側に高電圧が発生する。
このとき、第1の直流高電圧発生回路4に発生する電
圧は、第3図に示すように、第2の直流高電圧発生回路
5に発生する電圧V2より高いレベルの電圧V1に設定され
ている。また、第2の直流高電圧発生回路5に発生する
電圧V2は、溶接電源8から出力される電圧V0より高いレ
ベルに設定されている。
そして、溶接用トーチ6が母材7に接近すると、第3
図に示すように、第1の直流高電圧発生回路4および第
2の直流高電圧発生回路5からの出力電圧V1,V2が、溶
接電源8の出力端,すなわち溶接用トーチ6と母材7間
に印加される。
このとき、まず、第1の直流高電圧発生回路4の高い
出力電圧V1により、不活性ガス雰囲気中の絶縁が破れ、
溶接用トーチ6と母材7間に微小アーク放電が開始され
る。溶接用トーチ6と母材7間に微小アーク放電が開始
されると、つぎに、第2の直流高電圧発生回路5からの
第1の直流高電圧発生回路4の出力電圧より低い電圧で
の直流アーク放電に移行する。さらに、溶接電源8から
の溶接電流による直流アーク放電に移行する。ここで、
第2の直流高電圧発生回路5の出力特性は、微小直流ア
ークが充分に持続できるように設定されている。このよ
うに、溶接電源8による直流アーク放電に移行するまで
の電圧を第1の直流高電圧発生回路4の出力電圧V1,第
2の直流高電圧発生回路5の出力電圧V2,溶接電源8の
出力電圧V0と3段階に順次低下させているので、直流ア
ーク放電の移行,すなわちアークスタートを円滑に行う
ことができる。第3図に示す波形a1,a2,a0は、それぞれ
第1の直流高電圧発生回路4,第2の直流高電圧発生回路
5および溶接電源8の出力特性を示し、縦軸に電圧,横
軸に電流を表している。
したがって、このアーク溶接装置は、アークスタート
時に、第4図に示す従来例のように高周波ノイズの発生
原因となる高周波火花放電を用いた高周波高電圧発生回
路9を使用せずに、円滑にアークスタートを行い、アー
ク溶接に移行することができる。この結果、高周波ノイ
ズの発生を完全になくすことができる。
ここで、第1の直流高電圧発生回路4および第2の直
流高電圧発生回路5が溶接電源8の出力端に並列に接続
されているため、アークスタート時に第1の直流高電圧
発生回路4および第2の直流高電圧発生回路5から出力
された高電圧V1,V2が溶接電源8に回り込み、溶接電源
8の電流制御回路2のサイリスタ21,22およびサイリス
タ点弧位相制御装置23を破損する恐れがある。しかし、
この場合、溶接電源8の出力端に高電圧阻止回路3を備
えた構成としたので、高電圧阻止回路3のダイオード32
により、アークスタート時の第1の直流高電圧発生回路
4および第2の直流高電圧発生回路5から出力された高
電圧V1,V2の溶接電源8への回り込みを阻止することが
できる。したがって、溶接電源8の電流制御回路2のサ
イリスタ21,22およびサイリスタ点弧位相制御回路23等
の破損を防止することができる。この結果、安全性の高
いアーク溶接装置を提供することができる。
このように、この実施例のアーク溶接装置は、高電圧
阻止回路3を出力端に持つ溶接電源8の出力端に、第1
の直流高電圧発生回路4の出力端と、この第1の直流高
電圧発生回路4より低い電圧を発生する第2の直流高電
圧発生回路5の出力端とを並列に接続した構成としたの
で、簡単な構成で円滑なアークスタートを行い、高周波
ノイズを完全になくし、かつ溶接電源8の破損を防止で
き、安全性の高いものにできる。
また、この実施例のアーク溶接装置は、高周波ノイズ
の発生がないので、パーソナルコンピュータやマイクロ
コンピュータ等を使用した電子制御機器と組み合わせて
溶接の自動化を図る際に、フィルタや磁気シールド等の
特別な高周波ノイズ対策を行う必要がなくなる。この結
果、溶接の自動化を少ない費用で実現することができ
る。さらに、ラジオやテレビ等の一般民生機器に与える
電磁障害を防止でき、民家に接近した場所でもアーク溶
接を行なうことができる。
またこの実施例のアーク溶接装置は、溶接電源8と、
この溶接電源8と並列に接続されるとともに溶接電源8
よりも高い電圧を発生する直流高電圧発生回路4または
5とを備え、溶接電源8の出力端側でかつ溶接電源8と
直流高電圧発生回路4または5の接続点よりも溶接電源
8側に、直流高電圧発生回路4または5の発生電圧の溶
接電源8への入力を防止する高電圧阻止回路3を設けた
ものでもあり、前記した効果を有する。
〔発明の効果〕
請求項1記載のアーク溶接装置によれば、溶接用トー
チを母材に近づけたときに、第1の直流高電圧発生回路
からの高い電圧出力により、溶接トーチと母材との間で
微小アーク放電を起こす。そして、第2の直流高電圧発
生回路からの第1の直流高電圧発生回路の出力電圧によ
り低い電圧での直流アーク放電に移行し、さらに溶接電
源からの溶接電流による直流アーク放電に移行する。し
たがって、高周波火花放電を使用せずに簡単な構成でア
ークスタートを行なうことができるので、高周波ノイズ
の発生を完全になくすことができる。しかも、溶接電源
による直流アーク放電までの電圧を3段階に順次低下さ
せたので、直流アーク放電を円滑に移行することができ
る。
請求項2記載のアーク溶接装置によれば、請求項1に
おいて、第1の直流高電圧発生回路と第2の直流高電圧
発生回路の発生電圧の入力を防止する高電圧阻止回路を
溶接電源の出力端に有するため、請求項1の作用効果の
ほか、第1の直流高電圧発生回路および第2の直流高電
圧発生回路から出力される高電圧の溶接電源への回り込
みを阻止でき、溶接電源の破損を防止できる。
請求項3記載のアーク溶接装置によれば、請求項1お
よび請求項2と同効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例の概略構成を示すブロック
図、第2図は第1図の具体構成を示す回路図、第3図は
第1図のアーク溶接装置の各部の出力特性を示す波形
図、第4図は従来のアーク溶接装置の概略構成を示す回
路図である。 3……高電圧阻止回路、4……第1の直流高電圧発生回
路、5……第2の直流高電圧発生回路、8……溶接電源

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の直流高電圧発生回路と、この第1の
    直流高電圧発生回路よりも低い電圧を発生する第2の直
    流高電圧発生回路と、この第2の直流高電圧発生回路よ
    りも低い電圧を発生する溶接電源とを備え、前記第1の
    直流高電圧発生回路と前記第2の直流高電圧発生回路と
    前記溶接電源とを並列に接続したアーク溶接装置。
  2. 【請求項2】第1の直流高電圧発生回路と第2の直流高
    電圧発生回路の発生電圧の入力を防止する高電圧阻止回
    路を溶接電源の出力端に有する請求項1記載のアーク溶
    接装置。
  3. 【請求項3】溶接電源と、この溶接電源と並列に接続さ
    れるとともに前記溶接電源よりも高い電圧を発生する直
    流高電圧発生回路とを備え、前記溶接電源の出力端側で
    かつ前記溶接電源と前記直流高電圧発生回路の接続点よ
    りも前記溶接電源側に、前記直流高電圧発生回路の発生
    電圧の前記溶接電源への入力を防止する高電圧阻止回路
    を設けたアーク溶接装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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