JP3231694B2

JP3231694B2 - 溶接用電源装置

Info

Publication number: JP3231694B2
Application number: JP03057998A
Authority: JP
Inventors: 邦夫四方; 昌之小野; 正男加藤岡; 晴雄森口; 哲朗池田; 謙三檀上; 敦史木下; 扶美野田; 秀雄石井
Original assignee: Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 2001-11-26
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: CN1236688A; KR19990066732A; CN1138606C; KR100281315B1; JPH11216562A; TW402538B; US6051806A; GB2333616A; GB9901044D0; GB2333616B

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種溶接が可能な
溶接用電源装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶接には手溶接、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶
接等の様々な種類がある。これら種類に応じた電源装置
が使用されている。その基本となる構成の一例は、概ね
次のようなものである。商用交流電圧が入力側整流器及
び平滑コンデンサによって整流及び平滑され、直流電圧
に変換される。この直流電圧がインバータによって高周
波電圧に変換される。この高周波電圧が変圧器によって
変圧される。変圧された高周波電圧が出力側整流器によ
って整流され、必要に応じて低周波の交流電圧に変換さ
れて、負荷に供給される。この電源装置では、インバー
タによる直流電圧の高周波電圧への変換が行われている
ので、小型の変圧器を使用することができ、電源装置全
体を小型化できる。

【０００３】手溶接を行う場合、溶接用電源装置は、図
３（ｂ）に符号イで示すように、出力電圧が変動して
も、出力電流が一定値である定電流出力特性を備えてい
る。この出力電流値を設定する出力電流設定器２が、図
３（ａ）に示すように手溶接用電源装置のパネルに設け
られている。また、手溶接の場合、溶接の開始時や、例
えばトーチと母材とからなる負荷が短絡しているとき
に、図３（ｂ）に符号ロで示すように、出力電流よりも
大きな電流を流して、アークを良好に発生させるホット
スタートを行う。このホットスタート時に流す電流を設
定するためのホットスタート用設定器４が、図３（ａ）
に示すようにパネルに設けられている。また、パネルに
は、出力電圧や出力電流を表示する表示器６も設けられ
ている。

【０００４】直流ＴＩＧ溶接は、例えばステンレスの溶
接に適し、図４（ｃ）に符号イで示すような定電流出力
特性を備えている。また、同図に符号ロで示すように、
手溶接と同様にホットスタートを必要とすることもあ
る。

【０００５】ＴＩＧ溶接では、平坦な母材を溶接する場
合には、図４（ｃ）に符号イで示すように出力電流を一
定値とする。しかし、パイプのような母材を溶接する場
合、特にパイプの底を溶接するとき、一定の出力電流を
供給すると、パイプからの溶融物が落下し、再溶接を行
うことが必要になったり、ＴＩＧ溶接電極に溶融物が付
着し、この溶接電極が損傷する可能性がある。

【０００６】そこで、図４（ｂ）に示すように、出力電
流をパルス電流にし、ベース電流ＩＢが流れていると
き、例えばパイプの底部に形成された溶融池を冷却し、
この溶融池から溶融物が落下したり、溶接電極に溶融物
が付着するのを防止している。

【０００７】さらに、ＴＩＧ溶接では、アークの発生法
として、溶接電極と母材とを短絡させ、これらに低電流
を流した後、溶接電極を母材から離して、両者の間にア
ークを発生させるタッチスタート方法と、溶接電極を母
材から離しておいて、両者の間に、例えば１〜３ＭＨｚ
で５〜２０ｋＶの高周波、高電圧を印加してアークを発
生させる高周波スタート方法がある。

【０００８】従って、直流ＴＩＧ溶接用電源装置のパネ
ルには、図４（ａ）に示すように、出力電流を設定する
ための出力電流設定器８、ホットスタート設定器１０が
設けられている。また、パルス電流を出力電流として流
すときの起動電流Ｉｄから最大パルス電流（設定された
出力電流）ＩＰまで立ち上げるアップスロープ時間ＴＵ
と、最大パルス電流から溶接終了時に流すクレータ電流
ＩＣまでのダウンスロープ時間ＴＤとをそれぞれ設定す
るアップスロープ、ダウンスロープ時間設定器１２もパ
ネルに設けられている。さらに、最大パルス電流ＩＰと
ベース電流ＩＢとの周期を定める、このパルス電流の周
波数Ｆを設定するパルス周波数設定器１４と、パルス電
流を供給するか直流電流を流すかを切り換えるパルス切
換器１６と、タッチスタートと、高周波スタートとの切
換を行うアークスタート切換器１８とが、パネルに設け
られている。また、出力電圧及び出力電流を表示する表
示器２０もパネルに設けられている。

【０００９】直流ＴＩＧ溶接の他に、交流ＴＩＧ溶接も
ある。交直ＴＩＧ溶接用電源装置は、直流ＴＩＧ溶接及
び交流ＴＩＧ溶接に使用される。交直ＴＩＧ溶接用電源
装置を使用しての直流ＴＩＧ溶接は、上述した直流ＴＩ
Ｇ溶接用電源装置におけるＴＩＧ溶接と同様である。

【００１０】交流ＴＩＧ溶接は、例えばアルミニウムを
溶接する場合に使用される。アルミニウムは融点の高い
酸化皮膜を有しているので、直流電源装置を用いて母材
を正極に、電極を負極として電流を流した場合（正極性
の場合）には、母材が高温にならず溶接を行うことがで
きない。そのため、母材を負極に、電極を正極として
（負極性）電流を流すと、母材から熱電子が放出され、
酸化皮膜が除かれ（クリーニング効果）、溶接が可能と
なる。但し、正極性とした場合、電極を冷却する冷却効
果がある。そこで、交流ＴＩＧ溶接の場合、クリーニン
グ効果と冷却効果双方の効果を得られる。但し、図５
（ｂ）に示すように正極性の時間と負極性の時間とを調
整することによって、両効果を所望の状態にできる。

【００１１】そこで、交直ＴＩＧ溶接機のパネルには、
直流ＴＩＧ溶接用に、出力電流の設定器２２、ホットス
タート設定器２４、アップスロープ時間及びダウンスロ
ープ時間設定器２６、パルス周波数設定器２８、パルス
電流の有無を切り換えるパルス切換器３０、タッチスタ
ートと高周波スタートとの切換を行うアークスタート切
換器３２が、設けられている。また、出力電圧と出力電
流の表示器３４が設けられている。交流ＴＩＧ溶接用
に、交流溶接時の電圧の周波数を設定する周波数設定器
３６と、正極性と負極性の比率を設定する波形バランス
設定器３８がパネルに設けられている。

【００１２】ＭＩＧ溶接は、鋼板の溶接に用いられる。
溶接ワイヤーをワイヤー送給装置で母材側に供給し、母
材とワイヤーとの間のに電圧を印加し、これらの間でア
ーク発生と短絡とを繰り返し、ワイヤーを溶融して溶接
を行う。このＭＩＧ溶接用の電源装置は、定電圧特性を
有している。

【００１３】またＭＩＧ溶接では、ワイヤーが母材に短
絡したときに流れる大きな電流を抑制するため、リアク
タンスの大きなリアクトルが必要で、アーク発生時には
リアクタンスが小さなリアクトルが必要である。このた
め、小さなリアクタンスのリアクトルを使用しながら、
短絡時に電流を抑制する制御が行われている。

【００１４】従って、ＭＩＧ溶接用電源装置のパネルに
は、図６に示すように出力電流を設定する出力電流設定
器４０、短絡電流の設定器４２、ワイヤー送給速度設定
器４４及び出力電圧、電流の表示器４６が設けられてい
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】これら各種の溶接用電
源装置を、それぞれ個別に製造する場合、その製造が面
倒になる。上記の各種の溶接では、種々の設定が必要で
あるので、各種の溶接に使用できる１台の電源装置を製
造しようとした場合、パネルには多数の設定器を設けな
ければならず、その構成が複雑になるだけでなく、各設
定器の設定操作が面倒となる。

【００１６】本発明は、各種の溶接に容易に対応するこ
とができる溶接用電源装置を提供することを目的とす
る。さらに、各種溶接に対応した設定を比較的容易に行
える溶接用電源装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、商用交流信号を直流信号に変換する入
力側直流変換部と、前記直流信号を高周波信号に変換す
る直流−高周波信号変換部と、前記高周波信号の電圧を
所定値に変換して出力する変圧器と、この変圧器から出
力された高周波信号を直流信号に変換し、該直流信号
を、溶接負荷に接続されるべき２つの出力端子に供給す
る出力側直流変換部と、前記２つの出力端子それぞれを
流れる電流を検出し、この電流を表す電流検出信号を生
成する電流検出部と、前記出力端子間の電圧を検出し、
この電圧を表す電圧検出信号を生成する電圧検出部と、
前記直流−高周波信号変換部を制御する制御部とを、備
えている。制御部は、３つの制御モードを有し、そのう
ちの選択された１つのモードによって前記直流−高周波
信号変換部を制御する。第１の制御モードは、前記電流
検出信号が予め定められた基準電流信号に等しくなるよ
うに前記直流−高周波信号変換部を制御する。第２の制
御モードは、前記２つの出力端子間に高周波信号を出力
するように設けられるべき高周波発生装置を、作動及び
停止させその後に前記第１の制御モードを実行する。第
３の制御モードは、前記電圧検出信号が予め定められた
基準電圧信号に等しくなるように前記直流−高周波信号
変換部を制御すると共に、前記２つの出力端子の一方に
接続されるワイヤーを送給するように設けられるべきワ
イヤー送給装置を制御する。更に、本発明は、第１乃至
第３の制御モードのうちいずれかを選択する指令を前記
制御部に供給するモード指令器を備える。このモード指
令器としては、１つの操作部を有し、この操作部を操作
することによって、１つの制御モードが選択される。ま
た、本発明は、前記モード指令器によって選択されたモ
ードに適するパラメータを選択する指令を前記制御部に
供給するパラメータ指令器を備えている。このパラメー
タ指令器としては、１つの操作部を有し、この操作部を
操作することによって自動的にパラメータが設定される
ものが望ましい。

【００１８】請求項１記載の発明によれば、第１の制御
モードを選択することによって、出力電流を定電流制御
することができる。従って、２つの出力端子に接続され
るべき溶接用電極と母材とを接触させて両者の間にアー
クを発生させる手溶接とタッチスタートＴＩＧ溶接機用
の電源として、この溶接用電源を使用することができ
る。さらに、高周波発生装置を設け、第１の制御モード
を選択すると、高周波スタートＴＩＧ溶接機用の電源と
して、この溶接用電源を使用することができる。無論、
高周波発生装置を使用しなければ、手溶接とタッチスタ
ートＴＩＧ溶接機用の電源として、この溶接用電源を使
用することができる。また、ワイヤー送給装置を設け、
第３の制御モードを選択すると、ＭＩＧ溶接機用の電源
として、この溶接用電源を使用することができる。無
論、ワイヤー送給装置を設けた場合でも、第１の制御モ
ードを選択すると、手溶接とタッチスタートＴＩＧ溶接
機用の電源として、この電源を使用することができる。
また、モード指令器を操作することによって、第１乃至
第３の制御モードのうち、希望するモードで制御部を動
作させることができる。各制御モードにおいて、それぞ
れ溶接用電源装置に対してパラメータを設定する必要が
ある。本発明によれば、選択されたモードに適するパラ
メータを、パラメータ指令器によって容易に設定するこ
とができる。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の溶
接用電源装置において、前記基準電流信号及び基準電圧
信号を設定する１つの設定器が設けられている。

【００３０】請求項２記載の発明によれば、第１の制御
モードで使用される基準電流信号と第３の制御モードで
使用される基準電圧信号とを、１つの設定器によって設
定することができるので、設定器の数を減少させること
ができる。

【００３１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の溶
接用電源装置において、前記モード指令器によって選択
されたモードを表示するモード表示器と、前記パラメー
タ指令器によって選択されたパラメータを表示するパラ
メータ表示器とを、具備している。

【００３２】請求項３記載の発明によれば、選択された
モードがモード表示器に表示され、選択されたパラメー
タがパラメータ表示器に表示される。従って、どのよう
なモードが選択され、どのようなパラメータが選択され
ているかを、この溶接用電源の使用者が容易に知ること
ができる。

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【発明の実施の形態】本発明の１実施の形態の溶接用電
源は、手溶接、直流ＴＩＧ溶接、交直ＴＩＧ溶接、ＭＩ
Ｇ溶接のいずれにも使用できるもので、図１に示すよう
に商用交流信号、例えば商用交流電圧が入力される電源
入力端子１００を有している。この電源入力端子１００
の商用交流電圧は、入力側直流化部１０２に供給され、
ここで直流信号、例えば直流電圧に変換される。入力側
直流化部１０２としては、例えば整流器と平滑コンデン
サを使用することができる。

【００３８】入力側直流化部１０２からの直流電圧は、
定電圧装置１０４に供給される。定電圧装置１０４は、
例えばＩＧＢＴ、電力ＦＥＴまたは電力バイポーラトラ
ンジスタのような半導体スイッチング素子を含むチョッ
パ回路１０６を備えている。このチョッパ回路１０６
は、チョッパ駆動回路１０８からのＰＷＭ駆動信号に基
づいて、オン、オフ制御される。駆動回路１０８は、Ｃ
ＰＵ１１０からの指令に従って、駆動信号を発生する。
ＣＰＵ１１０は、電源入力端子１００における電圧を入
力電圧検出器１１２によって検出し、これをＡ／Ｄ変換
器１１４によってディジタル信号に変換したものと、チ
ョッパ回路１０６の出力電圧をチョッパ出力電圧検出回
路１１６によって検出し、これをＡ／Ｄ変換器１１８に
よってディジタル信号に変換したものと、メモリ１２０
に記憶されているデータとに基づいて、演算処理を行
い、チョッパ出力電圧が予め定めた一定の直流電圧とな
る指令をチョッパ駆動回路１０８に供給している。従っ
て、電源入力端子１００に入力される電圧が２００Ｖ、
４００Ｖ等のように異なる電圧であっても、定電圧装置
１０４の出力電圧は、予め定めた一定電圧である。

【００３９】この定電圧装置１０４の一定値の直流電圧
は、直流−高周波信号変換部、例えば高周波インバータ
１２２に供給される。このインバータ１２２には、例え
ばＩＧＢＴ、電力ＦＥＴまたは電力バイポーラトランジ
スタのような半導体スイッチング素子を複数含み、これ
ら半導体スイッチング素子が、インバータ駆動回路１２
４からのＰＷＭ駆動信号に基づいてオン、オフ制御さ
れ、十数ｋＨｚ乃至１００ｋＨｚの高周波電圧に変換さ
れる。インバータ駆動回路１２４には、後述するように
ＣＰＵ１１０から指令が与えられている。

【００４０】この高周波電圧は、変圧器１２６に供給さ
れ、ここで所定の値の高周波電圧に変圧され、出力側直
流化部１２８に供給され、直流電圧に変換される。

【００４１】この出力側直流化部１２８からの直流電圧
は、交流−直流切換部１３０に供給される。この交流−
直流切換部１３０は、例えば半導体スイッチング素子を
フルブリッジ接続させたインバータを含む。これら半導
体スイッチング素子が交流−直流切換部用駆動回路１３
２からのＰＷＭ駆動信号によってオン、オフ制御され
る。駆動回路１３２は、ＣＰＵ１１０から交流切換指令
が与えられていると、インバータ１２２よりも低い周波
数、例えば１０数Ｈｚから２００Ｈｚの交流電圧を発生
するように、各半導体スイッチング素子をＰＷＭ制御す
る。また、ＣＰＵ１１０から直流切換指令が供給されて
いると、駆動回路１３２は、半導体スイッチング素子の
うち、後述する負荷を間に挟んで直列に接続されている
２つの半導体スイング素子を継続的にオンとして、直流
電圧を継続的に供給する。なお、供給する直流電圧の極
性を正極性とするか、負極性とするかによって、オンさ
せる２つの半導体スイッチング素子が変更される。

【００４２】なお、交流−直流切換部１３０としては、
この他に、出力側直流化部を正極側の出力端子と負極側
出力端子と帰還端子とを有するものとし、正極側出力端
子を１つのチョッパ回路を介して負荷の一端に接続し、
負極側出力端子を他のチョッパ回路を介して負荷の一端
に接続し、負荷の他端を帰還端子に接続し、交流電圧を
負荷に供給するときは、両チョッパ回路を交互にオン、
オフさせ、直流電圧を供給するときは、チョッパ回路の
いずれか一方を連続的にオンさせるものとすることもで
きる。

【００４３】交流−直流切換部１３０の出力電圧は、出
力端子１３４に供給される。この出力端子１３４は、実
際には正負２つの端子からなり、その一方が母材に接続
され、他方は溶接用電極、例えばＴＩＧ溶接機の場合に
はコレット、ＭＩＧ溶接機の場合にはコンタクトチップ
に接続される。

【００４４】交流−直流切換部１３０の出力電圧は、出
力電圧検出器１３６によって検出され、Ａ／Ｄ変換器１
３８によってディジタル信号に変換され、ＣＰＵ１４０
に供給される。同様に、交流−直流切換部１３０の出力
電流は、出力電流検出器１４２によって検出され、Ａ／
Ｄ変換器１４４によってディジタル信号に変換され、Ｃ
ＰＵ１４０に供給される。

【００４５】出力端子１３４には、高周波発生装置１４
６が設けられている。この高周波発生装置１４６は、例
えば１〜３ＭＨｚで５乃至２０ｋＶの高周波高電圧を発
生し、２つの出力端子１３４間に供給するもので、ＣＰ
Ｕ１１０からの指令により起動、停止する。

【００４６】ＭＩＧ溶接の際に使用するワイヤーを送給
するワイヤー送給装置、例えばワイヤー送給モータ１４
８とこれを制御するワイヤー送給モータ制御装置１５０
も、設けられている。ワイヤー送給制御装置１５０の制
御もＣＰＵ１１０が行う。

【００４７】ＣＰＵ１１０は、手溶接、ＴＩＧ溶接（高
周波スタート）、ＴＩＧ溶接（タッチスタート）、交直
ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接及びガウジング（出力電流を高
くし、鋼板に窪みを設けたり、孔をあけるためのもの）
のいずれにも対応できるようにプログラムされている。
また、高周波発生装置１４６やワイヤー送給モータ１４
８、ワイヤー送給制御装置１５０は、容易に電源装置に
着脱できる。なお、手溶接やＴＩＧ溶接の際、定電流制
御が行われ、ＭＩＧ溶接の際、定電圧制御が行われる
が、その基準電流信号及び基準電圧信号は、１つの出力
設定器１７２によって設定され、Ａ／Ｄ変換器１７４に
よってディジタル信号に変換されて、ＣＰＵ１１０に供
給されている。

【００４８】上述したような制御をＣＰＵ１１０が行う
ために必要なデータは、ＣＰＵ１４０からＣＰＵ１１０
に供給される。ＣＰＵ１４０には、モード指令器、例え
ばプロセス設定用押し釦１５２と、モード表示器、例え
ばプロセス表示器１５４が設けられている。プロセス設
定用押し釦１５２を１回押すと、手溶接モードとなり、
プロセス表示器１５４には、手溶接と表示される。プロ
セス設定用押し釦１５２を続けて押すと、ＴＩＧ溶接
（高周波スタート）のモードとなり、その旨がプロセス
表示器１５４に表示される。さらにプロセス設定用押し
釦１５２を押すと、ＴＩＧ（タッチスタート）のモード
となり、その旨がプロセス表示器１５４に表示される。
さらにプロセス設定用押し釦１５２を押すと、交直ＴＩ
Ｇ溶接のモードとなり、その旨がプロセス表示器１５４
に表示される。さらにプロセス設定用押し釦１５２を押
すと、ＭＩＧ溶接モードとなり、その旨がプロセス表示
器１５４に表示される。さらにプロセス設定用押し釦１
５２を押すと、ガウジングのモードとなり、その旨がプ
ロセス表示器１５４に表示される。さらに、プロセス設
定用押し釦１５２を押すと、最初の手溶接モードとな
り、その旨がプロセス表示器１５４に表示される。以
下、同様に順に各モードとなる。

【００４９】各モードとなったとき、溶接用電源の駆動
に関してパラメータを設定する必要がある。例えば、直
流ＴＩＧ溶接の場合にパルス制御を行うか、おこなうと
した場合どのように行うか、交直ＴＩＧ溶接の場合に交
流周波数や、交流波形の波形バランスをどのように設定
するか等である。これらに必要なデータは予めメモリ１
５６に記憶されており、パラメータ表示部１５８に表示
されている。

【００５０】これらデータは、プロセス設定用押し釦１
５２を押してモードを設定したとき、そのモードに関連
するデータがパラメータ表示部１５８に表示されてい
る。このデータを変更したい場合、パラメータ変更用操
作部、例えばアップダウン押し釦１６０を操作すること
によって、所望の値に設定することができる。

【００５１】同じモードであっても複数のパラメータを
設定する必要があることがある。例えばパルス制御の場
合、パルスの周波数やベース電流値の設定が必要があ
る。同じモードで異なるパラメータを設定する場合、パ
ラメータ設定用押し釦１６２を押す度に次のパラメータ
が読出され、パラメータ表示部１５４に表示される。よ
って、この表示状態において、アップダウン押し釦１６
０を操作することによって、同じモードにおける複数の
パラメータを順次変更することができる。

【００５２】なお、出力端子１３４における出力電圧と
出力電流は、ＣＰＵ１４０に接続されている出力電圧表
示器１６４と出力電流表示器１６６に表示されている。

【００５３】図２は、この溶接電源のパネルに設けられ
ている各表示器１５４、１５８、１６４、１６６、プロ
セス設定用押し釦１５２、アップダウン押し釦１６０、
パラメータ設定用押し釦１６２及び出力設定器１７２を
示したものである。様々な溶接モードに対応しているに
もかかわらず、各押し釦や出力設定器１５２からなる操
作部の数は非常に少ない。

【００５４】次に各モードにおける動作について説明す
る。

【００５５】（１）手溶接押し釦１５２によって手溶接が選択されると、表示器１
５４には手溶接が表示される。このとき、交流−直流切
換器１３０は、直流電圧を負荷に供給するように切り換
えられる。そして、出力端子１３４にトーチと母材とが
接続され、両者が接触させられて溶接が行われると、出
力電流が出力電流検出器１４２によって検出され、Ａ／
Ｄ変換器１４４でディジタル化された出力電流信号が、
ＣＰＵ１４０に供給され、必要な演算処理が行われた
後、ＣＰＵ１１０に供給される。ＣＰＵ１１０では、出
力設定器１５２によって設定された基準電流信号と、メ
モリ１５６のデータと、ＣＰＵ１４０からのデータとに
よって、出力電流が、基準電流信号に等しい電流となる
ように駆動回路１２４に指令を与える。

【００５６】押し釦１６２によって「ホットスタート機
能」が選択されたときに、アップダウン押し釦１６０に
よってホットスタート時に出力電流を何パーセント増加
させるか設定されていると、スタート時には増加させた
出力電流が流れるようにＣＰＵ１１０が駆動回路１２４
に指令を与える。

【００５７】（２）直流ＴＩＧ溶接（高周波スタート）押し釦１５２によって直流ＴＩＧ（高周波スタート）が
選択されると、表示器１５４には、直流ＴＩＧと表示さ
れる。また、押し釦１６２及びアップダウン押し釦１６
０の操作によってスロープ時間Ｔｕ、ダウン時間ＴＤ、
パルスの有無及びパルス周波数が設定され、表示器１５
８に表示される。このとき、交流−直流切換器１３０
は、直流電圧を負荷に供給するように切り換えられる。
電流検出器１４２によって検出された出力電流が、Ａ／
Ｄ変換器１４４によってディジタル信号に変換され、Ｃ
ＰＵ１４０に供給され、演算処理された後、ＣＰＵ１１
０に入力される。

【００５８】ＣＰＵ１１０では、出力設定器１７２によ
って設定された基準電流信号がＡ／Ｄ変換器１７４によ
ってディジタル化され、入力されており、この基準電流
信号が表わす電流に出力電流が等しくなるように駆動回
路１２４に指令をＣＰＵ１１０が与える。この時、パラ
メータの設定が押し釦１６２等によって行われている
と、そのパラメータに従って制御が行われる。

【００５９】アークスタート時には、押し釦１５２の操
作によって高周波スタートを意味するディジタル信号が
ＣＰＵ１４０からＣＰＵ１１０に供給されているので、
ＣＰＵ１１０は、高周波発生装置１４６に起動信号を供
給する。高周波発生装置１４６は高周波高電圧の電圧を
端子１３４に接続されているトーチと母材に供給し、こ
れらの間にアークが発生する。アークの発生後には、上
述したように定電流制御が行われる。また、電圧検出器
１３６及び電流検出器１４２の出力に基づいてアークが
発生したことをＣＰＵ１１０が確認し、高周波発生装置
１４６を停止させる。

【００６０】（３）直流ＴＩＧ溶接（タッチスタート）押し釦１５２によって直流ＴＩＧ溶接（タッチスター
ト）が選択されると、表示器１５４には直流ＴＩＧが表
示される。そして、溶接は、（２）直流ＴＩＧ溶接（高
周波スタート）と同様である。アークスタートの動作
が、（２）直流ＴＩＧ溶接（高周波スタート）と異な
る。

【００６１】タッチスタートの場合、タッチスタートを
意味するデータがＣＰＵ１４０からＣＰＵ１１０に供給
されるので、負荷である電極と母材とが接触させられて
いる当初には、基準電流信号が表わす電流よりも低い電
流となるように駆動回路１２４に指令が与えられる。こ
の後、電極を母材から引き上げて、アークを発生させ
る。

【００６２】なお、押し釦スイッチ１６２の操作によっ
てホットスタート機能が選択されたときには、手溶接の
場合と同様に制御が行われる。

【００６３】（４）交直ＴＩＧ溶接押し釦１５２によって交直ＴＩＧ溶接が選択されている
と、表示器１５４には、交直ＴＩＧ溶接が表示される。
押し釦１６２等の操作により、交流溶接時の周波数、波
形バランスと、直流溶接時のアップスロープ時間ＴＵ、
ダウンスロープ時間ＴＤ、パルスの有無、パルス周波数
が設定される。

【００６４】交直ＴＩＧ溶接における直流ＴＩＧ溶接
は、（２）または（３）の直流ＴＩＧ溶接と同じであ
り、その説明は省略する。交流ＴＩＧ溶接では交流−直
流切換器１３０が、設定された周波数及び波形バランス
の交流電圧を負荷に供給する。このとき、出力電流が定
電流となるように、ＣＰＵ１１０はインバータ１２２を
制御している。

【００６５】（５）ＭＩＧ溶接押し釦１５２によってＭＩＧ溶接が選択されていると、
表示器１５４にはＭＩＧ溶接という表示がなされる。押
し釦１６２等によってガスの種類、ワイヤーの種類、ワ
イヤー径、ワイヤーが母材と短絡しているときの電流値
（図２ではインダクタンス３５％と表示されている。）
が設定され、そのデータが表示器１５８に表示される。

【００６６】電源装置が動作を開始すると、まずＣＰＵ
１１０が、交流−直流切換器１３０は、直流電圧を負荷
に供給するように切り換えられる。また、電圧検出器１
３６によって検出された出力電圧が、出力設定器１７２
によって設定された基準電圧信号が表わす電圧に等しく
なるように、即ち出力電圧を定電圧制御するように、駆
動回路１２４にＣＰＵ１１０が指令を与える。

【００６７】一方、設定されたワイヤーの種類、ワイヤ
ー径により、メモリ１５６からデータが読み出され、そ
のデータに従ってワイヤー送給モータ制御装置１５０に
指令を与え、この制御装置１５０がワイヤー送給モータ
１４８を制御し、消耗式電極となるワイヤーの送給速度
が制御され、ワイヤーが母材に短絡し、短絡によるジュ
ール熱でワイヤーアーク移行が連続して行われる。

【００６８】（６）ガウジング押し釦１５２によりガウジングが選択されると、ＭＩＧ
溶接と同様の制御が行なわれるが、このとき、ワイヤー
送給速度を緩やかにし、負荷に流れる電流を大きくし
て、母材である鋼板に窪みを設ける等のガウジングが行
なわれる。

【００６９】このように各種の溶接が１台の電源によっ
て可能である。特に手溶接とタッチスタートＴＩＧと
は、起動時には電極と母材とを短絡させてアークを発生
させる。また、出力電流は、いずれも定電流制御され
る。従って、同じ定格出力電流の場合、同一部品を使用
することができる。よって、この手溶接とタッチスター
トＴＩＧ用の装置を基本ユニットとして予め製造する。

【００７０】この基本ユニットに高周波発生装置１４６
を追加することによって、高周波スタートＴＩＧ溶接用
の電源を得ることができる。

【００７１】また、基本ユニットに、ワイヤー送給モー
タ１４８及びワイヤー送給制御装置１５０を付加するこ
とによってＭＩＧ溶接、手溶接、タッチスタートＴＩＧ
溶接用の電源を得ることができる。

【００７２】さらに、基本ユニットに、高周波発生装置
１４６と、ワイヤー送給モータ１４８及びワイヤー送給
制御装置１５０とを追加することにより、ＭＩＧ溶接、
高周波スタートＴＩＧ溶接、手溶接、タッチスタートＴ
ＩＧ溶接用の電源を得ることができる。

【００７３】また、逆に考えると、溶接用電源を設計す
る段階において、ＭＩＧ溶接、高周波スタートＴＩＧ溶
接、タッチスタートＴＩＧ溶接、手溶接の全ての溶接が
可能な電源を設計する。そして、製造工程において、高
周波発生装置１４６を除去すると、ＭＩＧ溶接、タッチ
スタートＴＩＧ溶接、手溶接に適した電源を製造でき
る。

【００７４】また、製造工程において、ワイヤー送給モ
ータ１４８及びワイヤー送給制御装置１５０を除去する
と、高周波スタートＴＩＧ溶接、タッチスタートＴＩＧ
溶接、手溶接に適した電源を製造することができる。

【００７５】さらに、製造工程において、高周波発生装
置１４６と、ワイヤー送給モータ１４８及びワイヤー送
給制御装置１５０とを除去すると、基本ユニットのみと
なり、タッチスタートＴＩＧ溶接、手溶接に適した電源
を製造することができる。

【００７６】なお、交直ＴＩＧ溶接は、全ての溶接に付
加することができる。

【００７７】上記の実施の形態では、手溶接、ＴＩＧ
（高周波スタート）、ＴＩＧ（タッチスタート）、交直
ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接、ガウジングの６つのモードに
切り換えらているが、ＭＩＧ溶接時にパルス電流を流す
等の他の機能を追加することも可能である。また、上記
の実施の形態では、交流−直流切換器１３０を設けた
が、直流のみに使用する場合には、これを除去すること
ができる。また、上記の実施の形態では、２つのＣＰＵ
１１０、１４０を用いたが、１つのＣＰＵのみを使用す
ることもできる。同様に、２つのメモリ１２０、１５６
を使用しているが、これも１つのメモリのみを使用する
こともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施の形態による溶接用電源装置の
ブロック図である。

【図２】図１の溶接用電源装置のパネル部分を示す図で
ある。

【図３】従来の手溶接用電源装置のパネル部分とその出
力特性を示す図である。

【図４】従来の直流ＴＩＧ溶接用電源装置のパネル部分
とその出力特性を示す図である。

【図５】従来の交直ＴＩＧ溶接用電源装置のパネル部分
とその出力特性を示す図である。

【図６】従来のＭＩＧ溶接用電源装置のパネル部分を示
す図である。

【符号の説明】

１０２入力側直流変換部１１０１４０ＣＰＵ（制御部）１２２直流−高周波信号変換部１２６変圧器１２８出力側直流変換部１３６電圧検出部１４２電流検出部１４６高周波発生装置１４８ワイヤー送給用モータ１５０ワイヤー送給制御装置

フロントページの続き (72)発明者森口晴雄大阪府大阪市東淀川区淡路２丁目14番３号株式会社三社電機製作所内 (72)発明者池田哲朗大阪府大阪市東淀川区淡路２丁目14番３号株式会社三社電機製作所内 (72)発明者檀上謙三大阪府大阪市東淀川区淡路２丁目14番３号株式会社三社電機製作所内 (72)発明者木下敦史大阪府大阪市東淀川区淡路２丁目14番３号株式会社三社電機製作所内 (72)発明者野田扶美大阪府大阪市東淀川区淡路２丁目14番３号株式会社三社電機製作所内 (72)発明者石井秀雄大阪府大阪市東淀川区淡路２丁目14番３号株式会社三社電機製作所内 (56)参考文献特開平９−52175（ＪＰ，Ａ) 特開平６−262355（ＪＰ，Ａ) 特開平８−214549（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−18275（ＪＰ，Ａ) 特開平７−75873（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 9/073 B23K 9/10 B23K 9/12 H02M 9/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】商用交流信号を直流信号に変換する入力
側直流変換部と、前記直流信号を高周波信号に変換する直流−高周波信号
変換部と、前記高周波信号の電圧を所定値に変換して出力する変圧
器と、この変圧器から出力された高周波信号を直流信号に変換
し、該直流信号を、溶接負荷に接続されるべき２つの出
力端子に供給する出力側直流変換部と、前記２つの出力端子それぞれを流れる電流を検出し、こ
の電流を表す電流検出信号を生成する電流検出部と、前記出力端子間の電圧を検出し、この電圧を表す電圧検
出信号を生成する電圧検出部と、前記電流検出信号が予め定められた基準電流信号に等し
くなるように前記直流−高周波信号変換部を制御する第
１の制御モードと、前記２つの出力端子間に高周波信号
を出力するように設けられるべき高周波発生装置を、作
動及び停止させその後に前記第１の制御モードを実行す
る第２の制御モードと、前記電圧検出信号が予め定めら
れた基準電圧信号に等しくなるように前記直流−高周波
信号変換部を制御すると共に、前記２つの出力端子の一
方に接続されるワイヤーを送給するように設けられるべ
きワイヤー送給装置を制御する第３の制御モードとのう
ち、いずれか選択されたモードで動作する制御部と、第１乃至第３の制御モードのうちいずれかを選択する指
令を前記制御部に供給するモード指令器と、前記モード指令器によって選択されたモードに適するパ
ラメータを選択する指令を前記制御部に供給するパラメ
ータ指令器とを、備えた溶接用電源装置。
【請求項２】請求項１記載の溶接用電源装置におい
て、前記基準電流信号及び基準電圧信号を設定する１つ
の設定器が設けられている溶接用電源装置。
【請求項３】請求項１記載の溶接用電源装置におい
て、前記モード指令器によって選択されたモードを表示
するモード表示器と、前記パラメータ指令器によって選
択されたパラメータを表示するパラメータ表示器とを、
具備する溶接用電源装置。