JP3378978B2 - 非消耗電極式交流tig溶接機 - Google Patents

非消耗電極式交流tig溶接機

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朗子 平本
明彦 北島
芳行 田畑
一夫 木元
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、非消耗電極の電位
が被溶接物である母材に対してマイナスである正極性期
間と、プラスである逆極性期間とを交互に繰り返して溶
接出力を溶接アークに供給する非消耗電極式交流TIG
溶接機に関する。 【0002】 【従来の技術】近年、出張工事等で溶接機から離れた場
所で溶接作業を行うために溶接機の出力側に延長ケーブ
ルを接続して作業する場合が多くなってきている。 【0003】以下、従来の溶接機について説明する。図
2は従来の非消耗電極式交流TIG溶接機の一般的な構
成を示す回路図である。図において、1は正極性用直流
電源、2は逆極性用直流電源、3は正極性用直流電源1
に並列接続された正極性用コンデンサ、4は逆極性用直
流電源2に並列接続された逆極性用コンデンサ、5は正
極性用スイッチング素子、6は逆極性用スイッチング素
子、7は正極性用スイッチング素子5および逆極性用ス
イッチング素子6の動作を制御する制御回路、8は抵抗
8aとコンデンサ8bとで構成され、正極性用スイッチ
ング素子5に印加されるサージ電圧を抑制する正極性用
スイッチング素子保護回路、9は抵抗9aとコンデンサ
9bとで構成され、逆極性用スイッチング素子6に印加
されるサージ電圧を抑制する逆極性用スイッチング素子
保護回路、10はトーチ、11はトーチ10に装着され
た電極、12は被溶接物である母材である。 【0004】上記構成において、その動作を説明する。
制御回路7は正極性用スイッチング素子5と逆極性用ス
イッチング素子6とを交互に導通状態とし、正極性用ス
イッチング素子5を導通状態とした時には母材12をプ
ラス側、電極11をマイナス側として正極性用直流電源
1の正極性出力を供給し、また、逆極性用スイッチング
素子6を導通状態とした時には電極11をプラス側、母
材12をマイナス側として逆極性用直流電源2の逆極性
出力を供給する。この時、正極性用スイッチング素子保
護回路8は正極性用スイッチング素子5の両端に印加さ
れるサージ電圧を抑制する。逆極性用スイッチング素子
保護回路9についても同様である。 【0005】溶接作業場所が溶接機から離れた場所であ
る場合には、溶接機の出力側に延長ケーブルを接続して
溶接アークを出力する。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】このような従来の非消
耗電極式交流TIG溶接機では、出張工事等で溶接作業
場所が溶接機から離れた場所にあり、溶接機の出力側に
延長ケーブルを接続して溶接アークを出力した時、接続
した延長ケーブル分のリアクトルが増加するので、正極
性用スイッチング素子5および逆極性用スイッチング素
子6の両端には通常よりも高いサージ電圧が印加され
る。抵抗8aとコンデンサ8bとで構成された正極性用
スイッチング素子保護回路8、および抵抗9aとコンデ
ンサ9bとで構成された逆極性用スイッチング素子保護
回路9では、いずれもサージ電圧を抑制する効果に限界
があり、延長ケーブルの長さによってはスイッチング素
子を破壊に至らしめるという問題があった。 【0007】本発明は上記の課題を解決するもので、延
長ケーブルを接続してもスイッチング素子を破壊に至ら
しめることなく、安定した溶接アークを出力できる非消
耗電極式交流TIG溶接機を提供することを目的とす
る。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、抵抗と前記抵抗を介して正極性用スイッ
チング素子の両端に前記正極性用スイッチング素子が導
通状態から非導通状態に遷移する時に発生するサージ電
圧と逆方向の所定の重畳電圧を印加する正極性用直流重
畳電源とで構成した正極性用重畳回路と、抵抗と前記抵
抗を介して逆極性用スイッチング素子の両端に前記逆極
性用スイッチング素子が導通状態から非導通状態に遷移
する時に発生するサージ電圧と逆方向の所定の重畳電圧
を印加する逆極性用直流重畳電源とで構成した逆極性用
重畳回路とを備えた非消耗電極式交流TIG溶接機であ
る。 【0009】これにより、スイッチング素子のターンオ
フ時に発生するサージ電圧を、スイッチング素子に並列
に接続された重畳回路によりサージ電圧より低い重畳電
圧に抑制し、スイッチング素子の両端には重畳電圧以上
の電圧が印加されず、スイッチング素子を保護すること
ができる。 【0010】 【発明の実施の形態】本発明は、請求項に記載した形態
で実施することができるものである。すなわち、正極性
用直流電源と、前記正極性用直流電源に並列接続された
正極性用コンデンサと、逆極性用直流電源と、前記逆極
性用直流電源に並列接続された逆極性用コンデンサと、
導通状態で前記正極性用直流電源の正極性出力を溶接ア
ークに供給する正極性用スイッチング素子と、導通状態
で前記逆極性用直流電源の逆極性出力を溶接アークに供
給する逆極性用スイッチング素子と、前記正極性用スイ
ッチング素子と前記逆極性用スイッチング素子とを交互
に導通状態と非導通状態とに切替制御する制御回路と、
前記正極性用スイッチング素子に並列に接続されて前記
正極性用スイッチング素子が導通状態から非導通状態に
遷移する時に発生するサージ電圧を、スイッチング素子
を破壊に至らしめることのない所定の重畳電圧にする正
極性用重畳回路と、前記逆極性用スイッチング素子に並
列に接続されて前記逆極性用スイッチング素子が導通状
態から非導通状態に遷移する時に発生するサージ電圧を
所定の重畳電圧にする逆極性用重畳回路とを備えること
により、本発明の非消耗電極式交流TIG溶接機は実施
し得るものである。 【0011】そして、本発明において、正極性用重畳回
路は正極性用スイッチング素子の両端に発生するサージ
電圧を強制的に所定の重畳電圧にする手段を意味し、抵
抗と、前記抵抗を介して前記正極性用スイッチング素子
の両端に前記サージ電圧と逆方向に所定の重畳電圧を印
加する正極性用直流重畳電源とで構成する。逆極性用重
畳回路についても同様である。 【0012】以下、実施例について説明する。 【0013】 【実施例】以下、本発明の非消耗電極式交流TIG溶接
機の一実施例について図面を参照しながら説明する。 【0014】図1は本実施例の構成を示す回路図であ
る。なお、図2に示した従来例と同じ構成要素には同一
番号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が従来
例と異なる点は、正極性用スイッチング素子保護回路8
と逆極性用スイッチング素子保護回路9とに代えて正極
性用重畳回路13と逆極性用重畳回路14とを備えたこ
とにある。 【0015】図において、正極性用スイッチング素子5
の両端には、正極性用スイッチング素子5のターンオフ
時、すなわち導通状態から非導通状態に遷移する瞬間に
発生するサージ電圧ES1を所定の重畳電圧EN1にする正
極性用重畳回路13が接続され、逆極性用スイッチング
素子6の両端には、逆極性用スイッチング素子6のター
ンオフ時、すなわち導通状態から非導通状態に遷移する
瞬間に発生するサージ電圧ES2を所定の重畳電圧EP1
する逆極性用重畳回路14が接続されている。正極性用
重畳回路13は、正極性用直流重畳電源13bが出力す
る重畳電圧EN1に対して、正極性用スイッチング素子5
の両端に印加されるサージ電圧ES1が高い場合は、サー
ジ電圧ES1と重畳電圧EN1の差分を抵抗8aを介して抑
制し、正極性用スイッチング素子5の両端の電圧を必ず
重畳電圧EN1として正極性用スイッチング素子5を保護
する。また、逆極性用スイッチング素子6についても逆
極性用重畳回路14が同様に動作して逆極性用スイッチ
ング素子6を必ず重畳電圧EP1にしてサージ電圧ES2
ら保護する。 【0016】以上のように本実施例によれば、正極性用
スイッチング素子5には正極性用重畳回路13を設け、
また、逆極性用スイッチング素子6には逆極性用重畳回
路14を設けることにより、正極性用スイッチング素子
5と逆極性用スイッチング素子6のサージ電圧をそれぞ
れ所定の重畳電圧に抑制することにより、延長ケーブル
を接続してリアクトル分が増加してもスイッチング素子
を破壊に至らしめる事態を防止することができる。 【0017】なお、本実施例では出力形態がハーフブリ
ッジ回路の場合について説明したが、フルブリッジ回路
においても同じ効果が得られ、また、非消耗電極式交流
TIG溶接機について説明したが、消耗電極式交流溶接
機においても同様の効果を得ることができる。 【0018】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、スイッチング素子の両端に短い配線により重畳回路
を接続し、かつ、その配線分によるサージ電圧の影響が
ないように接続することにより、出張工事等で溶接機の
出力側に延長ケーブルを接続して溶接機から離れた場所
で溶接作業する場合に延長ケーブル分だけ増加したリア
クトルによりスイッチング素子の両端に印加されるサー
ジ電圧を、確実に重畳電圧に抑制して、スイッチング素
子を保護することができる。 【0019】また、重畳電圧をスイッチング素子の両端
に印加されているアーク出力時の電圧より高く設定する
ことにより、交流出力時の極性が切り替わる時、再点弧
用の重畳電圧として出力側に印加されることになるた
め、極性反転が円滑になり、安定した溶接アークを提供
することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の非消耗電極式交流TIG溶接機の一実
施例の構成を示す回路図 【図2】従来の非消耗電極式交流TIG溶接機の構成を
示す回路図 【符号の説明】 1 正極性用直流電源 2 逆極性用直流電源 3 正極性用コンデンサ 4 逆極性用コンデンサ 5 正極性用スイッチング素子 6 逆極性用スイッチング素子 7 制御回路 8 正極性用スイッチング素子保護回路 8a,9a,13a,14a 抵抗 8b,9b コンデンサ 9 逆極性用スイッチング素子保護回路 10 トーチ 11 電極 12 母材 13 正極性用重畳回路 13b 正極性用直流重畳電源 14 逆極性用重畳回路 14b 逆極性用直流重畳電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木元 一夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−205678(JP,A) 特開 昭58−141854(JP,A) 特開 平6−63747(JP,A) 実開 昭61−60537(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 9/073 B23K 9/167 H02M 9/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 正極性用直流電源と、前記正極性用直流
    電源に並列接続された正極性用コンデンサと、逆極性用
    直流電源と、前記逆極性用直流電源に並列接続された逆
    極性用コンデンサと、導通状態で前記正極性用直流電源
    の正極性出力を溶接アークに供給する正極性用スイッチ
    ング素子と、導通状態で前記逆極性用直流電源の逆極性
    出力を溶接アークに供給する逆極性用スイッチング素子
    と、前記正極性用スイッチング素子と前記逆極性用スイ
    ッチング素子とを交互に導通状態と非導通状態とに切替
    制御する制御回路と、抵抗と前記抵抗を介して前記正極
    性用スイッチング素子の両端に前記正極性用スイッチン
    グ素子が導通状態から非導通状態に遷移する時に発生す
    るサージ電圧と逆方向の所定の重畳電圧を印加する正極
    性用直流重畳電源とで構成した正極性用重畳回路と、
    抗と前記抵抗を介して前記逆極性用スイッチング素子の
    両端に前記逆極性用スイッチング素子が導通状態から非
    導通状態に遷移する時に発生するサージ電圧と逆方向の
    所定の重畳電圧を印加する逆極性用直流重畳電源とで構
    成した逆極性用重畳回路とを備えた非消耗電極式交流T
    IG溶接機。
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