JP3076946B2 - アーク溶接機およびプラズマ切断機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電極と母材との間に非接
触でアークを発生させるアーク溶接機およびプラズマ切
断機であって、電波障害を低減し、かつ長尺の溶接ケー
ブル使用時のアーク起動特性を飛躍的に向上させたアー
ク溶接機およびプラズマ切断機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、非消耗電極アーク溶接機およびプ
ラズマ切断機においては、アーク起動時には、電極と母
材との間に高周波電圧を印加することにより、電極と母
材との間の空間の絶縁を破壊し、コロナ放電を引き起こ
して非接触でアーク起動を行なうことが行なわれてい
た。

【０００３】以下、この種の溶接機およびプラズマ切断
機について図１２を参照しながら説明する。図１２にお
いて１ａは電源装置、２はアーク、３は母材、４は電
極、５はアーク発生検出器、６は起動スイッチ、７は後
述の高周波発生装置をＯＮ−ＯＦＦする接点、８はカッ
プリングコイルで９は高周波発生装置を示している。

【０００４】このように構成された図１２に示す非消耗
電極アーク溶接機およびプラズマ切断機において、起動
スイッチ６が押されると、まず接点７が閉じ高周波発生
装置９が動作し、カップリングコイル８に高周波電圧が
印加される。このカップリングコイル８への高周波電圧
の印加により第１の電源装置１ａから、電極４と母材３
との間に電力を供給する電力回路に高周波電圧が重畳さ
れる。前述のように、電極４と母材３との間に高周波電
圧を印加することにより、電極４と母材３との間の空間
の絶縁が破壊され、コロナ放電が起こって非接触で放電
が開始され、第１の電源装置１からの電力供給によりア
ーク２が発生する。電極４と母材３との間でアーク放電
が開始されると、アーク発生検出器５が動作し、アーク
発生検出器５の信号により接点７が開き、高周波発生装
置９の動作が停止される。

【０００５】一方、図１３に示す消耗電極アーク溶接機
の場合には、起動スイッチ６を押すことにより第１の電
源装置１ｄが起動し、同時に消耗電極４ａが消耗電極送
給ローラによって駆動され送給が開始される。消耗電極
４ａと母材３との間に無負荷電圧が印加されているの
で、消耗電極４ａが母材３に接触すると、消耗電極４ａ
の先端がジュール熱で溶融し、アーク２が発生し溶接が
行なわれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の非消耗
電極アーク溶接機では、アーク２の起動に高周波電力を
用いるため、図１４に示すような高周波電圧が電極と母
材との間に印加される。その時、溶接ケーブル等からは
高周波雑音が輻射され、その輻射雑音の電界強度は図８
の従来例の曲線で示すように約７０ｄＢμＶにも達し、
周辺のテレビやラジオ、あるいは通信機器やエレクトロ
ニクス機器への電波障害を引き起こし、甚だしい場合に
は、それらの機器を故障させることもあった。また、高
周波電力が電極表面を損耗させ、アーク起動特性を損ね
るという問題もあった。

【０００７】さらに、基本周波数が約１ＭＨｚの高周波
であるため、２次側の溶接ケーブルで高周波が漏洩する
ため、溶接ケーブルで高周波電力が減衰し、高周波電力
が溶接トーチ先端まで到達せず、図９の従来例の曲線が
示すように２次ケーブル長が５０ｍを越えると、アーク
が全く起動しない等、種々の問題が生じていた。一方、
消耗電極アーク溶接の場合には、溶接起動時の溶接電流
の立ち上がり速度を高める努力により、瞬時アークスタ
ート率は約９０％にまで達しているが、ＦＡ化に伴う溶
接作業の無人化のために、瞬時アークスタート率１００
％を達成することが強く求められている。また、消耗電
極アーク溶接の場合には、溶接終了時に消耗電極先端に
付着するスラグ（絶縁物）が、溶接開始時にアークの起
動に与える影響を避けることが困難であり、図９の従来
例の曲線が示す瞬時アークスタート率が限界となってい
た。

【０００８】これらの種々の問題を解決するため、特願
平４−３３３３７０号明細書によって図１５に示す出力
特性の第２の電源装置を採用することが提案されてい
る。すなわち、従来の出力特性を有する第１の電源装置
の出力に、無負荷電圧が数ｋＶ（特願平４−３３３３７
０号明細書の開示例では約４ｋＶ）で高インピーダンス
の垂下特性を有する第２の電源装置の出力を並列に接続
するもので、第２の電源装置の高電圧により、電極と母
材との間の空間の絶縁を破壊して、溶接アークに移行さ
せようとするもので、上記の高周波電力重畳によるアー
ク起動が有する種々の問題点、即ち高周波障害、長尺ケ
ーブルを使用するために発生する高周波電力の減衰、高
周波電力による電極表面の損耗等の問題をすべて解消
し、良好なアーク起動を可能にしている。また、消耗電
極を用いたアーク溶接機における消耗電極先端に付着す
るスラグの影響を受けることもない。

【０００９】しかしながら、特願平４−３３３３７０号
明細書によって開示された手段によれば、第２の電源に
無負荷電圧が数ｋＶという高電圧を用いており、かつ電
極と母材との間を人体による短絡が起こった場合、負荷
側のインピーダンスの低下とともに電流が増加する垂下
特性を有しているため、感電により人体に危険を及ぼす
という重大な問題をも併せ持つものであった。

【００１０】本発明は、これらの諸問題を解決しようと
するもので、高周波電力重畳によるアーク起動が有する
種々の問題点、すなわち高周波障害、長尺ケーブルを使
用するために発生する高周波電力の減衰、高周波電力に
よる電極表面の損耗、消耗電極を用いたアーク溶接機に
おける消耗電極先端に付着するスラグの影響等の問題を
すべて解決し、さらに電極と母材との間を人体による橋
絡が起こった場合にも、人命に係わるような危険な電流
を人体に流すことのない、安全なアーク溶接機およびプ
ラズマ切断機を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のアーク溶接機およびプラズマ切断機は、電
極と母材の間に電力を供給する第１の電源装置と、第１
の電源装置の出力回路に接続され電極と母材との間に直
流高電圧を印加し、無負荷電圧が高く出力側インピーダ
ンスの低下に伴い予め設定した電流値以下で略無負荷電
圧と同じ出力電圧を維持し、前記電流値に達すると出力
側インピーダンスの低下とともに電流値および電圧値が
低下するフの字型の出力特性を持つ第２の電源装置とを
備え、アーク起動時には第２の電源装置から非接触状態
の電極と母材との間に直流の高電圧を印加するととも
に、前記直流高電圧が第１の電源装置への流入を阻止
し、第１の電源装置が供給する電力によるアーク発生後
には第２の電源装置からの直流高電圧の印加を停止し、
第１の電源装置から電力を供給するように構成したもの
である。

【００１２】

【作用】上記手段によれば、アーク溶接またはプラズマ
切断を開始するとき、電極と母材との間に第２の電源装
置による高い直流無負荷電圧が印加されるので、電極と
母材との間の空間の絶縁が破壊されコロナ放電が生じ、
第１の電源装置が供給する電力によるアークに容易に移
行することができる。したがって、高周波を使用しない
ので、高周波を用いることによって発生していたすべて
の問題、すなわち高周波障害、長尺ケーブルを使用した
場合に発生する高周波電力の減衰、高周波電力による電
極表面の損耗の発生等の問題が解決され、また消耗電極
を用いたアーク溶接機における消耗電極先端に付着する
スラグの影響等の問題も解決される。さらに、本発明に
おいては、第２の電源装置としてフの字型の出力特性の
電源装置を採用しているので、電極と母材との間を人体
による橋絡が起こった場合にも、電極と母材との間のイ
ンピーダンスの低下に伴い、第２の電源装置の出力は電
圧が低下するとともに電流も減少するので、人命に係わ
るような危険を伴うことはない。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
について説明する。

【００１４】図１は非消耗電極アーク溶接機またはプラ
ズマ切断機の主回路構成の第１の実施例を示すもので、
第１の電源装置が直流電源の場合を示す。図１におい
て、図１２と同一の符号は、同一の構成部品または同一
の構成部位を示しているので、重複した説明は省略す
る。

【００１５】図１に示す回路構成が図１２と異なる点
は、図１２におけるカップリングコイル８と高周波発生
装置９の代わりにフの字型の出力特性を有する第２の電
源装置１１を備え、かつ第１の電源装置１ａのプラス側
出力端子にアーク発生検出器５とともに直流高電圧阻止
用の整流素子１２を接続していることである。

【００１６】フの字型の出力特性とは図６および図７に
おいて、第２の電源装置の出力特性として示されている
特性であり、無負荷電圧が数ｋＶ（本実施例では約４ｋ
Ｖ）と高く出力側のインピーダンスの低下にともなっ
て、あらかじめ定められた電流値（本実施例では約１０
ｍＡ）以下では、ほぼ無負荷電圧と同じ出力電圧を維持
し、そのあらかじめ定められた電流値に達すると、その
後は出力側のインピーダンスの低下とともに電流値およ
び電圧値がともに低下する特性で、前記あらかじめ定め
られた電流値としては、電極４および母材３間に人体が
接触しても、人命に係わることのない値（本実施例では
１０ｍＡ）が選ばれている。

【００１７】図１に示す主回路構成において、第１の電
源装置１ａの出力回路に第２の電源装置１１の出力が並
列に接続されており、非消耗電極アーク溶接機またはプ
ラズマ切断機を起動するために、起動スイッチ６を押す
（ＯＮにする）と第２の電源装置１１の高電圧出力約４
ｋＶが電極４と母材３との間に印加される。また、同時
に第１の電源装置１ａからは定常アーク形成のための直
流電力が電極４と母材３との間に供給される。この時、
第２の電源装置１１の第１の母材側接続点と電源装置１
ａのプラス側出力端子に、アーク発生検出器５とともに
直流高電圧阻止用の整流素子１２を接続しているので、
第１の電源装置１ａの出力端子間に高電圧が印加される
ことはない。このようにして、約４ｋＶの高電圧が電極
４と母材３との間に印加されると、電極４と母材３との
間の空間の絶縁が上記高電圧によって破壊され、コロナ
放電が起こってアーク２に移行し、以後定常アークが維
持される。定常アークに移行するとアーク発生検出器５
が動作し、アーク発生検出器５の信号により接点７が開
き第２の電源装置１１は動作を停止し、第２の電源装置
１１からの電力の供給は停止される。その後、起動スイ
ッチ６を開放する（ＯＦＦにする）と第１の電源装置１
ａが動作を停止し、第１の電源装置１ａからの電力の供
給が停止され、非消耗電極アーク溶接またはプラズマ切
断は停止される。

【００１８】この間の各部の時間的関係を図４（ａ）に
示す。図４（ａ）に示すように、時刻ｔ１に起動スイッ
チ６がＯＮされると、第２の電源装置１１の高電圧電力
が出力され、電極４と母材３との間の空間の絶縁が破壊
されアーク２が発生し、第１の電源装置１ａの出力電流
が流れる。若干の時間の遅れの後、時刻ｔ２にアーク発
生検出器５が動作し、アーク発生検出器５の信号により
第２の電源装置１１からの出力は停止する。その後、時
刻ｔ３に起動スイッチ６をＯＦＦすると、第１の電源装
置１ａの出力は即座に停止しアーク２は消滅する。

【００１９】図６（ａ）に本実施例における動作特性を
示す。まず、アーク２起動時には、フの字特性を有する
第２の電源装置１１の高電圧約４ｋＶが電極４と母材３
との間に印加され、アーク２起動後は垂下特性を有する
第１の電源装置１ａの設定によって決まる値の電流が流
れ、低いアーク電圧となり、第２の電源装置１１の出力
側のインピーダンスが低下するので、フの字特性の斜線
で示された線上の低いアーク電圧に相当する動作点の出
力電圧と電流で動作し、アーク発生検出器５の信号によ
り動作を停止する。

【００２０】以上説明したように、本実施例においては
高周波を使用しないので、雑音電界強度は図８に示すよ
うに、従来例に比し約３０ｄＢμＶ低下している。ま
た、図９に示すように、瞬時アークスタート率も従来例
に比し著しく向上し、溶接ケーブル長が５０ｍを越えて
も、溶接ケーブル長に影響されることがなく良好なアー
クスタートが可能となる。さらに、アーク２を起動する
ための第２の電源装置１１の電流・電圧特性がフの字型
の特性で、その最大電流値が電極４および母材３間に人
体が接触しても、人命に係わることのない値（本実施例
では１０ｍＡ）が選ばれているので、感電事故による危
険を避けることができる。

【００２１】参考として（表１）に、本実施例に用いた
実験条件を示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】次に、図２（ａ）に本発明の第２の実施例
について説明する。図２（ａ）に示す主回路において
は、第１の電源装置１ｂが起動時のみ逆極性（電極がプ
ラス）で、アーク２発生後アーク発生検出器５が動作す
ることにより、第１の電源装置１ｂの極性が切り換わり
正極性（電極がマイナス）となるように構成され、かつ
第１の電源装置１ｂの起動時の極性に合わせて、第２の
電源装置１１の極性が電極４側がプラスとなるように接
続されている。さらに、直流高電圧阻止用の整流素子１
２が図１の場合とは逆の方向に接続されており、この直
流高電圧阻止用の整流素子１２と並列に単方向制御整流
素子１３が接続されている。

【００２４】以下、図２（ａ）に示す主回路の動作を説
明する。図４の（ｂ）にそのタイミングを示すように、
時刻ｔ１に起動スイッチ６がＯＮされると、フの字型出
力特性を有する第２の電源装置１１が動作し、約４ｋＶ
の高電圧が電極４と母材３との間に印加され、電極４と
母材３との間の空間の絶縁が上記高電圧によって破壊さ
れ、コロナ放電が起こってアーク２に移行し、逆極性の
電流が流れる。このとき単方向制御整流素子１３はＯＦ
Ｆしており、また整流素子１２によって直流高電圧は阻
止され、第２の電源装置１１の高電圧が、第１の電源装
置１ｂの出力端子に印加されることはない。時刻ｔ１か
ら若干遅れて、時刻ｔ２にアーク発生検出器５が動作
し、アーク発生検出器５の信号により接点７が開き、第
２の電源装置１１の出力が停止するとともに、第１の電
源装置１ｂの出力の極性が反転し、電極４側がマイナス
の正極性となり、同時に単方向制御整流素子１３がＯＮ
となり、第１の電源装置１ｂの母材側出力端子と母材３
との間は完全な導通状態となるが、第２の電源装置１１
の出力は停止しているので、第２の電源装置１１の高電
圧が、第１の電源装置１ｂの出力端子に印加されること
はない。次に、時刻ｔ３に起動スイッチ６がＯＦＦする
と、第１の電源装置１ａの出力は即座に停止しアーク２
は消滅する。

【００２５】なお、本実施例のように起動時にのみ第１
の電源装置１ｂの極性を、定常アークとは異なる極性と
するのは、逆極性としたほうが、電極が熱陰極となり電
子放射が活発に行なわれ、アーク移行が容易に行なわれ
るからである。

【００２６】図２（ｂ）に本発明の第３の実施例を示
す。図２（ｂ）の主回路においては、第１の電源装置１
ｃの出力が交流である点以外の構成は、図２（ａ）に示
す第２の実施例と同じで、直流高電圧阻止用の整流素子
１２が図１の場合とは逆の方向に接続されており、この
直流高電圧阻止用の整流素子１２と並列に一方向制御整
流素子１３が接続されていることも図２（ａ）と同じで
ある。

【００２７】以下、図２（ｂ）に示す主回路の動作を説
明する。図４の（ｃ）にそのタイミングを示すように、
時刻ｔ１に起動スイッチ６がＯＮされると、フの字型出
力特性を有する第２の電源装置１１が動作し、約４ｋＶ
の高電圧が電極４と母材３との間に印加され、電極４と
母材３との間の空間の絶縁が上記高電圧によって破壊さ
れ、コロナ放電が起こってアーク２に移行し、交流の電
流が流れる。最初は一方向制御整流素子１３はＯＦＦし
ており、また整流素子１２によって直流高電圧は阻止さ
れ、第２の電源装置１１の高電圧が、第１の電源装置１
ｃの出力端子に印加されることはない。時刻ｔ１から若
干遅れてアーク２に移行後、時刻ｔ２にアーク発生検出
器５が動作し、アーク発生検出器５の信号により接点７
が開き、第２の電源装置１１の出力が停止する。このと
きアーク発生検出器５の信号により、同時に単方向制御
整流素子１３がＯＮとなり、第１の電源装置１ｃの母材
側出力端子と母材３との間は完全な導通状態となるた
め、電極４と母材３との間には第１の電源装置１ｃの交
流出力が供給される。なお、時刻ｔ２以後は第２の電源
装置１１の出力は停止しているので、第２の電源装置１
１の高電圧が、第１の電源装置１ｂの出力端子に印加さ
れることはない。次に、時刻ｔ３に起動スイッチ６がＯ
ＦＦすると、第１の電源装置１ｃの出力は即座に停止し
アーク２は消滅する。

【００２８】以上説明した第１から第３までの実施例に
よれば、これらの実施例では高周波を使用しないので、
雑音電界強度は図８に示すように、従来例に比し約３０
ｄＢμＶ低下している。また、図９に示すように、瞬時
アークスタート率も従来例に比し著しく向上し、溶接ケ
ーブル長が５０ｍを越えても、溶接ケーブル長に影響さ
れることが無い。さらに、アーク２を起動するための第
２の電源装置１１の電流・電圧特性がフの字型の特性
で、その最大電流値が電極４および母材３間に人体が接
触しても、人命に係わることのない値（本実施例では１
０ｍＡ）が選ばれているので、感電事故による危険を避
けることができる。

【００２９】図３に本発明の第４の実施例を示す。図３
に示す構成は、電極として消耗電極４ａを使用する例を
示しており、第１の電源装置１ｄとして直流の準定電圧
特性を有するものを使用する。また、消耗電極を使用す
るアーク溶接では、一般に、逆極性（電極がプラス）で
溶接が行なわれるので、第１の電源装置１ｄの母材側出
力端子と母材３との間に挿入された、直流高電圧阻止用
の整流素子１２が図１の場合とは逆の方向に接続されて
おり、溶接の起動時も溶接の途中でも、第１の電源装置
１ｄの出力の極性が変わることはないので、図２
（ａ），（ｂ）で用いられたような単方向制御整流素子
１３は必要ない。ただし、整流素子１２が単方向制御整
流素子に置き換えられ、起動スイッチ６の信号で制御さ
れるように構成してもよい。なお、第４の実施例のよう
に消耗電極４を使用する装置では、消耗電極４ａを送給
するための消耗電極送給装置１０が必要となる。

【００３０】以下、図３に示す主回路の動作を説明す
る。図４の（ｄ）にそのタイミングを示すように、時刻
ｔ１に起動スイッチ６がＯＮされると、フの字型出力特
性を有する第２の電源装置１１が動作し、約４ｋＶの高
電圧が消耗電極４ａと母材３との間に印加される。一方
起動スイッチ６の信号で、消耗電極４ａの送給が始ま
り、母材３に向かって送給された消耗電極４ａの先端と
母材との間隔が約２ｍｍとなったとき、消耗電極４ａと
母材３との間に印加された高電圧により、消耗電極４ａ
と母材３との間の空間の絶縁が破壊され、コロナ放電が
起こってアーク２に移行し、消耗電極４ａによる定常溶
接が始まる。アーク移行後若干遅れて時刻ｔ２に、アー
ク発生検出器５の信号により接点７が開き、第２の電源
装置１１の出力が停止する。次に、時刻ｔ３に起動スイ
ッチ６がＯＦＦすると、第１の電源装置１ｄの出力は即
座に停止し、消耗電極４ａの送給も停止しアーク２は消
滅する。

【００３１】以上説明した第４の実施例における実験条
件を次の（表２）に示しておく。

【００３２】

【表２】

【００３３】この第４の実施例によれば、第２の電源装
置１１の約４ｋＶの高電圧で消耗電極４ａと母材３との
間の空間の絶縁を破壊し、コロナ放電を生じさせ、消耗
電極４ａと母材３とを非接触でアーク起動を行なってい
るので、消耗電極４ａの先端へのスラグ付着によるアー
ク起動の失敗を完全に防止することが可能となり、図１
０に示すように、瞬時スタート率は１００％となり、Ｆ
Ａ化に伴う溶接作業の無人化のために、きわめて有効で
ある。

【００３４】なお、以上の各実施例においては、アーク
発生検出器５の信号により接点７が開き、第２の電源装
置１１の出力を停止させているが、図５に示したよう
に、アーク発生検出器５の信号に関係なく、起動スイッ
チ６にのみ連動して、溶接中またはプラズマ切断中も第
２の電源装置１１を動作させておいてもよい。すなわ
ち、第２の電源装置１１を起動スイッチ６にのみ連動さ
せても、起動時には電極４（消耗電極も含む）と母材３
との間に約４ｋＶの高電圧が印加されるが、いったんア
ーク２が発生すれば、第２の電源装置１１の出力電圧は
図１１に示すようにアーク電圧まで垂下するので何等の
危険もなく、無理に第２の電源装置１１の動作を停止さ
せる必要は無い。

【００３５】また以上、第２の電源としてフの字型の出
力特性を有する電源に限定して説明を行なってきたが、
図６および図７に示した第２の電源の出力特性を、図６
および図７における定電圧部分のみとし、出力側インピ
ーダンスがあらかじめ定められた値より低下した場合に
は、出力が直ちに零（電圧０Ｖ、電流０Ａ）となる特
性、すなわち、図６および図７に示した斜線部分がない
特性の電源を用いても、以上の説明と同じ効果を得るこ
とができる。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、アークの起動時に電極と母材との間に、無負
荷電圧が高く出力側インピーダンスの低下に伴い予め設
定した電流値以下で略無負荷電圧と同じ出力電圧を維持
し、前記電流値に達すると出力側インピーダンスの低下
とともに電流値および電圧値が低下するフの字型の出力
特性を持つ第２の電源装置から直流高電圧を印加するこ
とにより、電極と母材との間の空間の絶縁を破壊しコロ
ナ放電を生じさせ非接触でアークに移行させるので、従
来の高周波を用いた場合に比べ輻射雑音を著しく低下さ
せることができ、また、長尺の溶接ケーブルを使用する
場合にも、高周波を用いた場合のように溶接ケーブルに
おける漏洩がないので、非接触で良好なアークスタート
が可能となる。さらに、第２の電源装置が前記したよう
にフの字型の出力特性を有しており、最大出力電流値を
人体に危険を及ぼさない、例えば約１０ｍＡに設定して
いることから、万一、電極と母材間を人体で橋絡したと
しても、人命にかかわる危険性は無い。さらに、アーク
起動時の第２の電源装置からの直流高電圧が第１の電源
装置への流入を阻止し、第１の電源装置の損傷を防止で
きる。一方、消耗電極方式の溶接機に本発明を適用した
場合にも、安全で、かつ非接触で１００％の瞬時アーク
スタート率を得ることが可能となる。

【００３７】したがって、本発明を採用することによ
り、安全でアークスタートの失敗が無く、作業の無人化
に適し、一方では行動半径が大きな、低公害の溶接機お
よびプラズマ切断機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の主回路を示すブロック図

【図２】（ａ）は第２の実施例の主回路を示すブロック
図 （ｂ）は第３の実施例の主回路を示すブロック図

【図３】第４の実施例の主回路を示すブロック図

【図４】（ａ）は第１の実施例のタイミング線図 （ｂ）は第２の実施例のタイミング線図 （ｃ）は第３の実施例のタイミング線図 （ｄ）は第４の実施例のタイミング線図

【図５】第２の電源装置の出力をアーク発生後もＯＦＦ
しない場合のタイミング線図

【図６】第１の電源装置が垂下特性の場合のフの字型出
力特性を説明する特性図

【図７】第１の電源装置が準定電圧特性の場合のフの字
型出力特性を説明する特性図

【図８】従来例と本発明の周波数と輻射雑音電界強度の
関係を示す特性図

【図９】従来例と本発明のケーブル長と瞬時アークスタ
ート率の関係を示す特性図

【図１０】消耗電極を用いたアーク溶接における従来例
と本発明の溶接電流と瞬時アークスタート率の関係を示
す特性図

【図１１】第２の電源装置の出力をアーク発生後もＯＦ
Ｆしない場合の第２の電源装置の出力電流値の時間的変
化を示す特性図

【図１２】従来のアーク溶接機およびプラズマ切断機の
主回路を示すブロック図

【図１３】従来の消耗電極式アーク溶接機の主回路を示
すブロック図

【図１４】従来例における高周波の波形図

【図１５】従来例における第１および第２の電源装置の
出力特性図

【符号の説明】

１ａ〜１ｄ 第１の電源装置 ２ アーク ３ 母材 ４，４ａ 電極 １１ 第２の電源装置

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−69451（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−34277（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−78344（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−93572（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−40937（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−121462（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−194871（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 9/067 B23K 9/10 B23K 10/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極と母材の間に電力を供給する第１の
   電源装置と、前記第１の電源装置の出力回路に接続され
   前記電極と前記母材との間に直流高電圧を印加し、無負
   荷電圧が高く出力側インピーダンスの低下に伴い予め設
   定した電流値以下で略無負荷電圧と同じ出力電圧を維持
   し、前記電流値に達すると出力側インピーダンスの低下
   とともに電流値および電圧値が低下するフの字型の出力
   特性を持つ第２の電源装置とを備え、アーク起動時には
   前記第２の電源装置から非接触状態の前記電極と前記母
   材との間に直流の高電圧を印加するとともに、前記直流
   高電圧が第１の電源装置への流入を阻止し、前記第１の
   電源装置が供給する電力によるアーク発生後には、前記
   第２の電源装置からの直流高電圧の印加を停止し、前記
   第１の電源装置から電力を供給することを特徴とするア
   ーク溶接機およびプラズマ切断機。
2. 【請求項２】 フの字型の出力特性を持つ第２の電源装
   置に代えて、アークの発生によって直ちに高圧直流の出
   力が停止する出力特性を有する第２の電源装置を備えた
   請求項１記載のアーク溶接機およびプラズマ切断機。
3. 【請求項３】 第１の電源装置によるアーク発生を検出
   するアーク発生検出手段と、そのアーク発生検出手段か
   らの信号により第２の電源装置の動作を停止させるスイ
   ッチ手段とを備えた請求項１または２に記載のアーク溶
   接機およびプラズマ切断機。
4. 【請求項４】 電極と母材の間に電力を供給する第１の
   電源装置と、前記第１の電源装置の出力回路に接続され
   前記電極と前記母材との間に直流高電圧を印加し、無負
   荷電圧が高く出力側インピーダンスの低下に伴い予め設
   定した電流値以下で略無負荷電圧と同じ出力電圧を維持
   し、前記電流値に達すると出力側インピーダンスの低下
   とともに電流値および電圧値が低下するフの字型の出力
   特性を持つ第２の電源装置とを備え、アーク起動時には
   前記第２の電源装置から非接触状態の前記電極と前記母
   材との間に直流の高電圧を印加するとともに、前記直流
   高電圧が第１の電源装置への流入を阻止し、前記第１の
   電源装置によるアーク発生後には、前記第１の電源装置
   と前記第２の電源装置の両方から電力を供給することを
   特徴とするアーク溶接機およびプラズマ切断機。
5. 【請求項５】 第１の電源装置の無負荷時の出力極性と
   同一の極性で第２の電源装置の高電圧出力を電極と母材
   との間に印加できるように、前記第１の電源装置の出力
   回路に少なくとも整流素子および単方向制御整流素子の
   いずれかを挿入した請求項１、２または４のいずれかに
   記載のアーク溶接機およびプラズマ切断機。
6. 【請求項６】 第１の電源装置の無負荷時の出力極性と
   同一の極性で第２の電源装置の高電圧出力を消耗電極と
   母材との間に印加できるように、前記第１の電源装置の
   出力回路に少なくとも整流素子および単方向制御整流素
   子のいずれかを挿入した消耗電極を用いた請求項１また
   は請求項４に記載のアーク溶接機。