JP3443413B2 - Output control method of AC TIG welding - Google Patents

Output control method of AC TIG welding

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JP3443413B2 JP2001233795A JP2001233795A JP3443413B2 JP 3443413 B2 JP3443413 B2 JP 3443413B2 JP 2001233795 A JP2001233795 A JP 2001233795A JP 2001233795 A JP2001233795 A JP 2001233795A JP 3443413 B2 JP3443413 B2 JP 3443413B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、交流周波数を変化
させることによってアークの集中性等の溶接性能を向上
させる交流ティグ溶接の出力制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC TIG welding output control method for improving welding performance such as arc concentration by changing an AC frequency.

【0002】[0002]

【従来の技術】交流ティグ溶接方法は、アルミニウム及
びアルミニウム合金(以下、アルミニウム合金等とい
う)に対する高品質な溶接方法として広く慣用されてい
る。最近の交流ティグ溶接に使用される溶接電源装置で
は、インバータ制御によって定電流制御を行うのが一般
的である。したがって、定電流制御の目標値となる電流
制御設定信号Iscと等しい電極マイナス電流Ien及び電
極プラス電流Iepが通電する。
2. Description of the Related Art The AC TIG welding method is widely used as a high quality welding method for aluminum and aluminum alloys (hereinafter referred to as aluminum alloys and the like). In a welding power supply device used for recent AC TIG welding, constant current control is generally performed by inverter control. Therefore, the electrode minus current Ien and the electrode plus current Iep, which are equal to the current control setting signal Isc which is the target value of the constant current control, are conducted.

【0003】図1は、一般的な交流ティグ溶接の電流波
形図である。同図(A)は溶接電流Iwの時間変化を示
し、同図(B)は電流制御設定信号Iscの時間変化を示
す。同図(A)において、0[A]から上の部分は電極
マイナス極性で電極マイナス電流Ienが通電し、0
[A]から下の部分は電極プラス極性で電極プラス電流
Iepが通電する。以下、同図を参照して説明する。
FIG. 1 is a current waveform diagram of general AC TIG welding. The same figure (A) shows the time change of the welding current Iw, and the same figure (B) shows the time change of the current control setting signal Isc. In the same figure (A), the portion above 0 [A] has the negative polarity of the electrode and the negative electrode current Ien is applied,
The portion below [A] has an electrode plus polarity, and an electrode plus current Iep is conducted. Hereinafter, description will be given with reference to FIG.

【0004】 時刻t1〜t2の期間(電極マイナス
立上り期間Tnu) 時刻t1において、同図(B)に示すように、電流制御
設定信号Isc=Ipに変化すると共に極性が切り換えら
れると、同図(A)に示すように、電極プラス極性での
極性切換電流Icが通電する状態から電極マイナス極性
で極性切換電流Icが通電する状態へと切り換わる。そ
の後、時刻t1〜t2の電極マイナス立上り期間Tnu中
の溶接電流Iwは、傾斜を有して増加し時刻t2におい
て予め定めたピーク値Ipに達する。電流制御設定信号
Isc=Ipであるにもかかわらず、この期間中の溶接電
流Iwが傾斜を有して増加する理由は、溶接電源装置内
部のリアクトル等の内部インピーダンス及び溶接ケーブ
ル等の外部インピーダンス(以下、ケーブルインピーダ
ンス等という)の影響のためである。したがって、この
期間の時間長さは、上記のケーブルインピーダンス等の
値によって変化するが、一般的には1[ms]程度であ
る。また、上記の極性切換電流Icの値は、一般的に5
0[A]程度に設定される。
Time period t1 to t2 (electrode minus rise period Tnu) At time t1, when the current control setting signal Isc = Ip is changed and the polarity is switched as shown in FIG. As shown in A), the state is switched from the state in which the polarity switching current Ic with the positive polarity of the electrode is conducted to the state in which the polarity switching current Ic with the negative polarity of the electrode is conducted. After that, the welding current Iw in the electrode minus rising period Tnu from time t1 to t2 has a slope and increases, and reaches a predetermined peak value Ip at time t2. Despite the current control setting signal Isc = Ip, the reason why the welding current Iw increases with a slope during this period is that the internal impedance of the reactor or the like inside the welding power source device and the external impedance of the welding cable or the like ( Hereinafter, it will be referred to as cable impedance and the like). Therefore, the time length of this period varies depending on the value of the cable impedance and the like, but is generally about 1 [ms]. The value of the polarity switching current Ic is generally 5
It is set to about 0 [A].

【0005】 時刻t2〜t3の期間(電極マイナス
ピーク期間Tnp) 同図(B)に示すように、電流制御設定信号Isc=Ip
のままであるので、同図(A)に示すように、時刻t2
〜t3の電極マイナスピーク期間Tnp中の溶溶接電流I
wは、ピーク値Ipと等しくなる。
Time period from t2 to t3 (electrode minus peak period Tnp) As shown in FIG. 7B, current control setting signal Isc = Ip
Therefore, as shown in (A) of FIG.
~ T3 Electrode minus peak welding period Tnp welding current I
w becomes equal to the peak value Ip.

【0006】 時刻t3〜t4の期間(電極マイナス
立下り期間Tnd) 時刻t3において、同図(B)に示すように、電流制御
設定信号Isc=Icに変化すると、同図(A)に示すよ
うに、溶接電流Iwは、ピーク値Ipから前述したケー
ブルインピーダンス等の影響によって傾斜を有して減少
し、時刻t4において略極性切換電流Icに達する。こ
の時刻t3〜t4の電極マイナス立下り期間Tndの時間
長さは、1[ms]程度に設定される。したがって、時刻
t4時点での溶接電流Iwの値は、前述したケーブルイ
ンピーダンス等の値によって極性切換電流Icよりも少
し大きな値になる場合もある。上述したように、溶接電
流Iwを極性切換電流Icまで減少させて極性を切り換
える理由は、極性切換時の電流の急峻な変化に起因する
サージ電圧によって、図2で後述する極性切換用のトラ
ンジスタが破壊されるのを防止するためである。
Period from time t3 to t4 (electrode minus falling period Tnd) At time t3, when the current control setting signal Isc = Ic is changed as shown in FIG. 7B, as shown in FIG. In addition, the welding current Iw decreases with a slope from the peak value Ip due to the influence of the above-described cable impedance, and reaches the substantially polarity switching current Ic at time t4. The time length of the electrode minus falling period Tnd between the times t3 and t4 is set to about 1 [ms]. Therefore, the value of the welding current Iw at time t4 may be a little larger than the polarity switching current Ic depending on the value of the cable impedance described above. As described above, the reason why the welding current Iw is reduced to the polarity switching current Ic to switch the polarity is that the transistor for polarity switching, which will be described later with reference to FIG. This is to prevent destruction.

【0007】 時刻t4〜t5の期間(電極プラス立
上り期間Tpu) 時刻t4において、同図(B)に示すように、電流制御
設定信号Isc=Ipに変化すると共に極性が切り換えら
れると、同図(A)に示すように、電極マイナス極性で
の極性切換電流Icが通電する状態から電極プラス極性
で極性切換電流Icが通電する状態へと切り換わる。そ
の後、時刻t4〜t5の電極プラス立上り期間Tpu中の
溶接電流Iwは、前述したケーブルインピーダンス等の
影響によって傾斜を有して増加し、時刻t5においてピ
ーク値Ipに達する。この電極プラス立上り期間Tpuの
時間長さは、上記項のときと同様に、ケーブルインピ
ーダンス等の値によって変化するが、通常は1[ms]程
度である。
Period from Time t4 to t5 (Electrode Plus Rising Period Tpu) At time t4, when the current control setting signal Isc = Ip is changed and the polarity is switched as shown in FIG. As shown in A), the state in which the polarity switching current Ic in the negative polarity of the electrode is conducted is switched to the state in which the polarity switching current Ic in the positive polarity of the electrode is conducted. After that, the welding current Iw during the electrode plus rising period Tpu from time t4 to t5 has a slope and increases due to the influence of the above-described cable impedance, and reaches the peak value Ip at time t5. The time length of the electrode plus rising period Tpu varies depending on the value of the cable impedance or the like as in the case of the above item, but is usually about 1 [ms].

【0008】 時刻t5〜t6の期間(電極プラスピ
ーク期間Tpp) 同図(B)に示すように、電流制御設定信号Isc=Ip
のままであるので、同図(A)に示すように、時刻t5
〜t6の電極プラスピーク期間Tpp中の溶接電流Iw
は、ピーク値Ipと等しくなる。
Period from time t5 to t6 (electrode plus peak period Tpp) As shown in FIG. 7B, current control setting signal Isc = Ip
Since it remains as it is, as shown in FIG.
Welding current Iw during the electrode plus peak period Tpp from to t6
Becomes equal to the peak value Ip.

【0009】 時刻t6〜t7の期間(電極プラス立
下り期間Tpd) 時刻t6において、同図(B)に示すように、電流制御
設定信号Isc=Icに変化すると、同図(A)に示すよ
うに、溶接電流Iwは、ピーク値Ipから前述したケー
ブルインピーダンス等の影響によって傾斜を有して減少
し、時刻t7において略極性切換電流Icに達する。こ
の時刻t6〜t7の電極プラス立下り期間Tpdの時間長
さは、1[ms]程度に設定される。したがって、時刻t
7時点での溶接電流Iwの値は、前述したケーブルイン
ピーダンス等の値によって極性切換電流Icよりも少し
大きな値になる場合もある。上述したように、溶接電流
Iwを極性切換電流Icまで減少させて極性を切り換え
る理由は、上記項と同様である。
Period from time t6 to t7 (electrode plus falling period Tpd) At time t6, when the current control setting signal Isc = Ic is changed as shown in FIG. 7B, as shown in FIG. In addition, the welding current Iw decreases with a slope from the peak value Ip due to the influence of the cable impedance described above, and reaches the substantially polarity switching current Ic at time t7. The time length of the electrode plus falling period Tpd from time t6 to t7 is set to about 1 [ms]. Therefore, time t
The value of the welding current Iw at time 7 may be a little larger than the polarity switching current Ic depending on the value of the cable impedance described above. As described above, the reason why the welding current Iw is reduced to the polarity switching current Ic to switch the polarity is the same as in the above item.

【0010】上記の〜の期間を1周期として繰り返
す。この繰り返しの周波数が、交流周波数Fs[Hz]
となる。上述したように、電極マイナス電流Ien及び電
極プラス電流Iepは、立上り及び立下りに傾斜を有する
略台形の電流波形であり、かつ、両電流波形のピーク値
Ipが等しいので、以下この平衡台形波交流電流が通電
するティグ溶接方法を平衡台形波交流ティグ溶接方法と
いうことにする。
The above periods (1) to (3) are repeated as one cycle. The frequency of this repetition is the AC frequency Fs [Hz]
Becomes As described above, the electrode negative current Ien and the electrode positive current Iep are substantially trapezoidal current waveforms having a rising and falling slope, and the peak values Ip of both current waveforms are equal. The TIG welding method in which alternating current is applied is called the balanced trapezoidal wave AC TIG welding method.

【0011】図2は、上述した平衡台形波交流ティグ溶
接方法を実施するための溶接電源装置のブロック図であ
る。以下、同図を参照して、各回路ブロックについて説
明する。
FIG. 2 is a block diagram of a welding power source device for carrying out the above-mentioned balanced trapezoidal wave AC TIG welding method. Hereinafter, each circuit block will be described with reference to FIG.

【0012】商用電源ACは、溶接電源装置の入力電源
であり、通常は3相200/220[V]が使用される
ことが多い。出力制御回路INVは、内部回路の図示を
省略しているが、上記の商用電源ACを整流する1次側
整流回路と、整流されたリップルのある電圧を平滑する
平滑回路と、平滑された直流電圧を高周波交流に変換す
るインバータ回路と、このインバータ回路を形成する複
数組のパワートランジスタのドライブ回路と、後述する
電流誤差増幅信号Eiに従って上記のインバータ回路の
PWM制御を行うPWM制御回路とから形成される。
The commercial power source AC is an input power source for the welding power source device, and usually three-phase 200/220 [V] is often used. The output control circuit INV, whose internal circuit is not shown, has a primary side rectifying circuit for rectifying the commercial power source AC, a smoothing circuit for smoothing the rectified rippled voltage, and a smoothed direct current. Formed from an inverter circuit that converts a voltage into a high frequency alternating current, a drive circuit of a plurality of sets of power transistors that form the inverter circuit, and a PWM control circuit that performs PWM control of the above-mentioned inverter circuit according to a current error amplification signal Ei described later. To be done.

【0013】高周波変圧器INTは、上記の高周波交流
をアーク負荷に適した電圧値に降圧する。2次側整流器
D2a〜D2dは、降圧された高周波交流を直流に整流す
る。極性切換ドライブ回路DRは、後述する極性切換信
号Snpを入力信号として、この極性切換信号SnpがHi
ghレベルのときは電極マイナス極性ドライブ信号Ndr
を出力(Highレベル)し、極性切換信号SnpがLo
wレベルのときは電極プラス極性ドライブ信号Pdrを出
力(Highレベル)する。したがって、電極マイナス
極性ドライブ信号Ndrが出力されているときは電極プラ
ス極性ドライブ信号Pdrは出力されず、反対に電極マイ
ナス極性ドライブ信号Ndrが出力されていないときは電
極プラス極性ドライブ信号Pdrは出力されるという、互
いに論理的に反転した関係にある。電極マイナス極性ト
ランジスタNTRは、上記の電極マイナス極性ドライブ
信号Ndrが出力されているときに導通状態になり、溶接
電源装置の出力は電極マイナス極性となる。他方、電極
プラス極性トランジスタPTRは、上記の電極プラス極
性ドライブ信号Pdが出力されているときに導通状態に
なり、溶接電源装置の出力は電極プラス極性となる。
The high frequency transformer INT steps down the high frequency alternating current to a voltage value suitable for an arc load. The secondary side rectifiers D2a to D2d rectify the stepped down high frequency alternating current into direct current. The polarity switching drive circuit DR uses a polarity switching signal Snp, which will be described later, as an input signal, and the polarity switching signal Snp is Hi.
At gh level, electrode negative polarity drive signal Ndr
Is output (High level) and the polarity switching signal Snp is Lo.
At the w level, the electrode plus polarity drive signal Pdr is output (High level). Therefore, when the electrode negative polarity drive signal Ndr is output, the electrode positive polarity drive signal Pdr is not output, and conversely, when the electrode negative polarity drive signal Ndr is not output, the electrode positive polarity drive signal Pdr is output. , Which are logically opposite to each other. The electrode minus polarity transistor NTR becomes conductive when the above electrode minus polarity drive signal Ndr is output, and the output of the welding power source device has the electrode minus polarity. On the other hand, the electrode positive polarity transistor PTR becomes conductive when the electrode positive polarity drive signal Pd is output, and the output of the welding power source device has the electrode positive polarity.

【0014】リアクトルWLは、電極マイナス極性トラ
ンジスタNTR又は上記の電極プラス極性トランジスタ
PTRを通電するリップルのある出力を平滑してアーク
3に供給する。前述した図1に示す電極マイナス電流I
enは、被溶接物2→非消耗電極1→NTR→WL→D2c
又はD2dの経路で通電する。他方、電極プラス電流Iep
は、D2a又はD2b→PTR→WL→非消耗電極1→被溶
接物2の経路で通電する。また、非消耗電極1は溶接ト
ーチ4の先端に取り付けられて、被溶接物2との間にア
ーク3が発生する。
The reactor WL smoothes a rippled output for energizing the negative electrode polarity transistor NTR or the positive electrode polarity transistor PTR and supplies it to the arc 3. The negative electrode current I shown in FIG.
en is the work piece 2 → non-consumable electrode 1 → NTR → WL → D2c
Or, energize along the route of D2d. On the other hand, electrode plus current Iep
Is energized in the route of D2a or D2b → PTR → WL → non-consumable electrode 1 → weld object 2. The non-consumable electrode 1 is attached to the tip of the welding torch 4, and an arc 3 is generated between the non-consumable electrode 1 and the welding target 2.

【0015】交流周波数設定回路FSは、所望値の交流
周波数設定信号Fsを出力する。極性比率設定回路RS
は、所望値の極性比率設定信号Rsを出力する。期間算
出回路CTは、上記の交流周波数設定信号Fs及び極性
比率設定信号Rsを入力として、電極マイナスピーク値
設定期間設定信号Tns及び電極プラスピーク値設定期間
設定信号Tpsを算出して出力する。この算出方法は以下
のとおりである。極性比率設定信号Rsは、交流周波数
設定信号Fs[Hz]及び電極マイナス期間Ten[s]
によって下式で定義される。 Rs=Ten・Fs (1)式 また、電極マイナス期間Tenは、図1で前述したよう
に、電極マイナスピーク値設定期間設定信号Tns[s]
及び電極マイナス立下り期間Tnd[s]によって下式で
表わされる。 Ten=Tns+Tnd (2)式 上記(1)式に上記(2)式を代入して整理すると、下
式が得られる。 Tns=Rs/Fs−Tnd (3)式 ここで、電極マイナス立下り期間Tndは予め定めた定数
であるので、上記(3)によって交流周波数設定信号F
s及び極性比率設定信号Rsを入力として、電極マイナ
スピーク値設定期間設定信号Tnsを算出することができ
る。同様に、電極プラスピーク値設定期間設定信号Tps
[s]は下式となる。 Tps=(1−Rs)/Fs−Tpd (4)式 ここで、電極プラス立下り期間Tpdは予め定めた定数で
あるので、上記(4)によって交流周波数設定信号Fs
及び極性比率設定信号Rsを入力として、電極プラスピ
ーク値設定期間設定信号Tpsを算出することができる。
The AC frequency setting circuit FS outputs an AC frequency setting signal Fs having a desired value. Polarity ratio setting circuit RS
Outputs a polarity ratio setting signal Rs having a desired value. The period calculation circuit CT receives the AC frequency setting signal Fs and the polarity ratio setting signal Rs as described above, and calculates and outputs the electrode minus peak value setting period setting signal Tns and the electrode plus peak value setting period setting signal Tps. The calculation method is as follows. The polarity ratio setting signal Rs includes the AC frequency setting signal Fs [Hz] and the electrode minus period Ten [s].
Is defined by Rs = Ten · Fs Equation (1) Further, the electrode minus period Ten is, as described above with reference to FIG. 1, the electrode minus peak value setting period setting signal Tns [s].
And the electrode minus fall period Tnd [s]. Ten = Tns + Tnd Expression (2) When the above Expression (2) is substituted into the above Expression (1) and arranged, the following Expression is obtained. Tns = Rs / Fs-Tnd Formula (3) Here, since the electrode minus fall period Tnd is a predetermined constant, the AC frequency setting signal F is calculated by the above (3).
The electrode minus peak value setting period setting signal Tns can be calculated by inputting s and the polarity ratio setting signal Rs. Similarly, the electrode plus peak value setting period setting signal Tps
[S] is given by the following formula. Tps = (1−Rs) / Fs−Tpd (4) Equation (4) Here, since the electrode plus falling period Tpd is a predetermined constant, the AC frequency setting signal Fs is calculated by the above (4).
Also, the electrode plus peak value setting period setting signal Tps can be calculated by inputting the polarity ratio setting signal Rs.

【0016】電極マイナスピーク値設定期間タイマ回路
TNは、後述する電極プラス立下り期間信号TpdがLo
wレベルに変化すると、その時点から上記の電極マイナ
スピーク値設定期間設定信号Tnsによって定まる期間H
ighレベルとなる電極マイナスピーク値設定期間信号
Tnを出力する。電極マイナス立下り期間タイマ回路T
NDは、上記の電極マイナスピーク値設定期間信号Tn
がLowレベルに変化すると、その時点から予め定めた
期間Highレベルとなる電極マイナス立下り期間信号
Tndを出力する。電極プラスピーク値設定期間タイマ回
路TPは、上記の電極マイナス立下り期間信号TndがL
owレベルに変化すると、その時点から上記の電極プラ
スピーク値設定期間設定信号Tpsによって定まる期間H
ighレベルとなる電極プラスピーク値設定期間信号T
pを出力する。電極プラス立下り期間タイマ回路TPD
は、上記の電極プラスピーク値設定期間信号TpがLo
wレベルに変化すると、その時点から予め定めた期間H
ighレベルとなる電極プラス立下り期間信号Tpdを出
力する。
In the electrode minus peak value setting period timer circuit TN, the electrode plus falling period signal Tpd described later is Lo.
When it changes to the w level, from that point on, the period H determined by the electrode minus peak value setting period setting signal Tns
An electrode minus peak value setting period signal Tn that is at the high level is output. Electrode minus falling period timer circuit T
ND is the above-mentioned electrode minus peak value setting period signal Tn
Changes to the Low level, it outputs the electrode minus falling period signal Tnd which is at the High level for a predetermined period from that point. The electrode plus peak value setting period timer circuit TP is configured such that the electrode minus falling period signal Tnd is L.
When it changes to the ow level, from that point on, the period H determined by the electrode plus peak value setting period setting signal Tps
High level electrode plus peak value setting period signal T
Output p. Electrode plus falling period timer circuit TPD
Indicates that the electrode plus peak value setting period signal Tp is Lo.
When the level changes to w level, a predetermined period H from that point
The electrode plus falling period signal Tpd which becomes the high level is output.

【0017】第1の論理和回路OR1は、上記の電極マ
イナスピーク値設定期間信号Tn及び電極プラスピーク
値設定期間信号Tpの論理和を行い、両期間Highレ
ベルの信号となる電流設定切換信号Siを出力する。こ
の電流設定切換信号SiがHighレベルとなる期間
は、前述した図1(B)に示すように、電流制御設定信
号Isc=Ipとなる時刻t1〜t3及び時刻t4〜t6
の両期間である。
The first OR circuit OR1 performs a logical sum of the electrode minus peak value setting period signal Tn and the electrode plus peak value setting period signal Tp, and is a current setting switching signal Si which is a high level signal for both periods. Is output. During the period in which the current setting switching signal Si is at the high level, as shown in FIG. 1B described above, the time t1 to t3 and the time t4 to t6 when the current control setting signal Isc = Ip is satisfied.
It is both periods.

【0018】ピーク値設定回路IPは、所望値のピーク
値設定信号Ipを出力する。極性切換電流設定回路IC
は、所望値の極性切換電流設定信号Icを出力する。電
流設定切換回路SIは、上記の電流設定切換信号Siが
Highレベルのときはa側に切り換えられて上記のピ
ーク値設定信号Ipを電流制御設定信号Iscとして出力
し、上記の電流設定切換信号SiがLowレベルのとき
は極性切換電流設定信号Icを電流制御設定信号Iscと
して出力する。電流検出回路IDは、溶接電流Iwを検
出し全波整流した電流検出信号Idを出力する。電流誤
差増幅回路EIは、上記の電流制御設定信号Iscと電流
検出信号Idとの誤差を増幅して、電流誤差増幅信号E
iを出力する。前述したように、出力制御回路INV
は、この電流誤差増幅信号Eiに従って出力制御を行
う。
The peak value setting circuit IP outputs a peak value setting signal Ip having a desired value. Polarity switching current setting circuit IC
Outputs the polarity switching current setting signal Ic having a desired value. The current setting switching circuit SI is switched to the side a when the above current setting switching signal Si is at the high level, and outputs the above peak value setting signal Ip as the current control setting signal Isc, and the above current setting switching signal Si. Is low level, the polarity switching current setting signal Ic is output as the current control setting signal Isc. The current detection circuit ID detects the welding current Iw and outputs a full-wave rectified current detection signal Id. The current error amplification circuit EI amplifies the error between the current control setting signal Isc and the current detection signal Id to obtain the current error amplification signal E.
Output i. As described above, the output control circuit INV
Performs output control according to the current error amplified signal Ei.

【0019】第2の論理和回路OR2は、上記の電極マ
イナスピーク値設定期間信号Tnと電極マイナス立下り
期間信号Tndとの論理和を行い、極性切換信号Snpを出
力する。したがって、この極性切換信号Snpは、電極マ
イナス期間Ten中はHighレベルとなり、電極プラス
期間Tep中はLowレベルとなる。
The second OR circuit OR2 ORs the electrode minus peak value setting period signal Tn and the electrode minus falling period signal Tnd, and outputs a polarity switching signal Snp. Therefore, the polarity switching signal Snp is at the high level during the electrode minus period Ten and is at the low level during the electrode plus period Tep.

【0020】上述した動作によって、極性切換信号Snp
がHighレベルのときは電極マイナス極性で電流制御
設定信号Iscと等しい溶接電流Iwが通電し、極性切換
信号SnpがLowレベルのときは電極プラス極性で電流
制御設定信号Iscと等しい溶接電流Iwが通電する。ま
た、溶接時においては、被溶接物の材質、板厚、継手形
状等に応じて上述したピーク値設定信号Ip、交流周波
数設定信号Fs及び極性比率設定信号Rsを適正値に設
定して溶接を行う。
By the above-mentioned operation, the polarity switching signal Snp
Is high level, a welding current Iw equal to the current control setting signal Isc is supplied with the negative polarity of the electrode, and a welding current Iw equal to the current control setting signal Isc with positive polarity of the electrode is supplied when the polarity switching signal Snp is low level. To do. Further, at the time of welding, the peak value setting signal Ip, the AC frequency setting signal Fs, and the polarity ratio setting signal Rs described above are set to appropriate values in accordance with the material, plate thickness, joint shape, etc. of the object to be welded. To do.

【0021】図3は、上述した従来技術の溶接電源装置
における各信号のタイミングチャートである。同図
(A)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(B)は
電流制御設定信号Iscの時間変化を示し、同図(C)は
電極マイナスピーク値設定期間信号Tnの時間変化を示
し、同図(D)は電極マイナス立下り期間信号Tndの時
間変化を示し、同図(E)は電極プラスピーク値設定期
間信号Tpの時間変化を示し、同図(F)は電極プラス
立下り期間信号Tpdの時間変化を示し、同図(G)は電
流設定切換信号Siの時間変化を示し、同図(H)は極
性切換信号Snpの時間変化を示す。同図(A)及び
(B)は、前述した図1と同一である。以下、同図を参
照して説明する。
FIG. 3 is a timing chart of each signal in the above-mentioned conventional welding power source device. The same figure (A) shows the time change of the welding current Iw, the same figure (B) shows the time change of the current control setting signal Isc, and the same figure (C) shows the time change of the electrode minus peak value setting period signal Tn. The same figure (D) shows the time change of the electrode minus fall period signal Tnd, the same figure (E) shows the time change of the electrode plus peak value setting period signal Tp, and the same figure (F) shows the electrode plus rise period. The time change of the down period signal Tpd is shown, (G) shows the time change of the current setting switching signal Si, and (H) shows the time change of the polarity switching signal Snp. 1A and 1B are the same as FIG. 1 described above. Hereinafter, description will be given with reference to FIG.

【0022】 時刻t1〜t3の期間(電極マイナス
ピーク値設定期間Tn) 時刻t1において、同図(C)に示すように、電極マイ
ナスピーク値設定期間信号TnがHighレベルに変化
すると、同図(H)に示すように、極性切換信号Snpは
Highレベルとなるので、溶接電源装置の出力は電極
マイナス極性となる。同時に、同図(G)に示すよう
に、電流設定切換信号SiはHighレベルになるの
で、同図(B)に示すように、電流制御設定信号Isc=
Ipとなる。この結果、図1の説明の項で前述したよう
に、立上りに傾斜を有する同図(A)に示す電極マイナ
ス電流Ienが通電する。
Period from Time t1 to t3 (Electrode Minus Peak Value Setting Period Tn) At time t1, when the electrode minus peak value setting period signal Tn changes to High level as shown in FIG. As shown in H), the polarity switching signal Snp is at the high level, so that the output of the welding power source device has a negative electrode polarity. At the same time, the current setting switching signal Si becomes High level as shown in (G) of the figure, so that the current control setting signal Isc =
Ip. As a result, as described above in the description of FIG. 1, the electrode minus current Ien shown in FIG.

【0023】 時刻t3〜t4の期間(電極マイナス
立下り期間Tnd) 時刻t3において、同図(D)に示すように、電極マイ
ナス立下り期間信号TndがHighレベルに変化する
が、同図(H)に示すように、極性切換信号SnpはHi
ghレベルのままであるので、出力は電極マイナス極性
のままである。同時に、同図(G)に示すように、電流
設定切換信号SiはLowレベルになるので、同図
(B)に示すように、電流制御設定信号Isc=Icとな
る。この結果、図1の説明の項で前述したように、同図
(A)に示す電極マイナス電流Ienは、ピーク値Ipか
ら傾斜を有して減少して略極性切換電流Icと等しくな
る。
Period from Time t3 to t4 (Electrode Minus Fall Period Tnd) At time t3, the electrode minus fall period signal Tnd changes to High level as shown in FIG. ), The polarity switching signal Snp is Hi.
Since it remains at the gh level, the output remains at the electrode minus polarity. At the same time, the current setting switching signal Si becomes Low level as shown in FIG. 7G, so that the current control setting signal Isc = Ic as shown in FIG. As a result, as described above in the description of FIG. 1, the electrode minus current Ien shown in FIG. 1 (A) decreases with a slope from the peak value Ip and becomes substantially equal to the polarity switching current Ic.

【0024】 時刻t4〜t6の期間(電極プラスピ
ーク値設定期間Tp) 時刻t4において、同図(E)に示すように、電極プラ
スピーク値設定期間信号TpがHighレベルに変化す
ると、同図(H)に示すように、極性切換信号SnpはL
owレベルとなるので、出力は電極プラス極性となる。
同時に、同図(G)に示すように、電流設定切換信号S
iはHighレベルになるので、同図(B)に示すよう
に、電流制御設定信号Isc=Ipとなる。この結果、図
1の説明の項で前述したように、立上りに傾斜を有する
同図(A)に示す電極プラス電流Iepが通電する。
Period from Time t4 to t6 (Electrode Plus Peak Value Setting Period Tp) At time t4, when the electrode plus peak value setting period signal Tp changes to High level as shown in FIG. As shown in H), the polarity switching signal Snp is L
Since it becomes the ow level, the output becomes the electrode plus polarity.
At the same time, as shown in FIG.
Since i goes to the high level, the current control setting signal Isc = Ip, as shown in FIG. As a result, as described above in the description of FIG. 1, the electrode plus current Iep shown in FIG. 9A having a rising slope is energized.

【0025】 時刻t6〜t7の期間(電極プラス立
下り期間Tpd) 時刻t6において、同図(F)に示すように、電極プラ
ス立下り期間信号TpdがHighレベルに変化するが、
同図(H)に示すように、極性切換信号SnpはLowレ
ベルのままであるので、出力は電極プラス極性のままで
ある。同時に、同図(G)に示すように、電流設定切換
信号SiはLowレベルになるので、同図(B)に示す
ように、電流制御設定信号Isc=Icとなる。この結
果、図1の説明の項で前述したように、同図(A)に示
す電極プラス電流Iepは、ピーク値Ipから傾斜を有し
て減少して略極性切換電流Icと等しくなる。
Period from Time t6 to t7 (Electrode Plus Fall Period Tpd) At time t6, the electrode plus fall period signal Tpd changes to High level as shown in FIG.
As shown in FIG. 3H, the polarity switching signal Snp remains at the Low level, so the output remains at the electrode plus polarity. At the same time, the current setting switching signal Si becomes Low level as shown in FIG. 7G, so that the current control setting signal Isc = Ic as shown in FIG. As a result, as described above in the description of FIG. 1, the electrode plus current Iep shown in FIG. 1A decreases with a slope from the peak value Ip and becomes substantially equal to the polarity switching current Ic.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】前述した平衡台形波交
流ティグ溶接において、交流周波数Fsは、被溶接物の
板厚、継手形状等に応じて50〜200[Hz]程度の
範囲で適正値に設定される。この交流周波数Fsが低い
周波数のときはアークの広がりが大きくなり、逆に高い
周波数のときはアークの広がりが小さくなりアークの集
中性が良くなる。したがって、被溶接物の板厚が数[m
m]以上の中・厚板であるときには、広がりが大きなア
ークの方が溶接作業性及び溶接品質が良好になるので、
交流周波数Fsは上記の範囲内で低い値に設定されるこ
とが多い。一方、被溶接物の板厚が数[mm]未満の薄板
のときには、溶接電流平均値が小さくなるためにアーク
の広がりが不規則に変動して不安定な状態になりやす
い。このために、薄板を溶接するときには、交流周波数
Fsを高く設定することによってアークの集中性を良く
して上述した不安定状態になるのを抑制し、良好な溶接
作業性及び溶接品質を確保する。しかしながら、平衡台
形波交流ティグ溶接において、上記の目的のために交流
周波数Fsを変化させたときには、以下のような解決課
題がある。
In the above-mentioned balanced trapezoidal wave AC TIG welding, the AC frequency Fs has an appropriate value within the range of about 50 to 200 [Hz] depending on the plate thickness of the work piece, the joint shape, and the like. Is set. When the AC frequency Fs has a low frequency, the spread of the arc becomes large, and conversely, when the AC frequency Fs has a high frequency, the spread of the arc becomes small and the concentration of the arc improves. Therefore, the plate thickness of the work piece is several [m
When it is a medium or thick plate above m], an arc with a large spread will improve welding workability and welding quality.
The AC frequency Fs is often set to a low value within the above range. On the other hand, when the plate thickness of the work piece is less than several [mm], the average value of the welding current becomes small and the arc spread fluctuates irregularly, which tends to cause an unstable state. For this reason, when welding a thin plate, the AC frequency Fs is set to a high value to improve the concentration of the arc and suppress the above-mentioned unstable state, thereby ensuring good welding workability and welding quality. . However, in the balanced trapezoidal wave AC TIG welding, when the AC frequency Fs is changed for the above purpose, there are the following problems to be solved.

【0027】図4は、平衡台形波交流ティグ溶接におい
て、交流周波数Fsが低いとき及び高いときの電流波形
図である。同図(A)は交流周波数Fs=50[Hz]
のときを示し、同図(B)は交流周波数Fs=100
[Hz]のときを示す。同図(A)は前述した図1
(A)と同一の波形である。以下、同図を参照して説明
する。
FIG. 4 is a current waveform diagram when the AC frequency Fs is low and high in the balanced trapezoidal wave AC TIG welding. The same figure (A) is AC frequency Fs = 50 [Hz]
In the figure, (B) shows the AC frequency Fs = 100.
It shows the case of [Hz]. FIG. 1A shows the above-mentioned FIG.
It has the same waveform as (A). Hereinafter, description will be given with reference to FIG.

【0028】同図(A)及び(B)に示すように、交流
周波数Fsが変化しても、電極マイナス立上り期間Tn
u、電極マイナス立下り期間Tnd、電極プラス立上り期
間Tpu及び電極プラス立下り期間Tpdの時間長さは略同
一値のままで変化しない。このために、溶接電流Iwを
全波整流して平均化した溶接電流平均値Iavは、交流周
波数Fsが高くなるのに反比例して小さくなる。
As shown in FIGS. 9A and 9B, even if the AC frequency Fs changes, the electrode minus rise period Tn
The time lengths of u, the electrode minus fall period Tnd, the electrode plus rise period Tpu, and the electrode plus fall period Tpd remain substantially the same value and do not change. For this reason, the welding current average value Iav obtained by full-wave rectifying and averaging the welding current Iw decreases in inverse proportion to the increase in the AC frequency Fs.

【0029】図1の説明の項で前述したように、Tnu=
Tnd=Tpu=Tpdとみなすことができるので、その値を
傾斜時間Tsとすると、同図(A)及び(B)に示す溶
接電流波形の溶接電流平均値Iavは下式で表わすことが
できる。 Iav=(1−2・Ts・Fs)・(Ip−Ic)+Ic (5)式 上式において、交流周波数Fsが変化しても傾斜時間T
s、ピーク値Ip及び極性切換電流Icは一定値である
ので、交流周波数Fsが高くなると溶接電流平均値Iav
は小さくなる。例えば、傾斜時間Ts=1[ms]、ピー
ク値p=150[A]及び極性切換電流Ic=50
[A]とし、これらを(5)式に代入すると下式にな
る。 Iav=150−0.2・Fs (6)式 上式において、交流周波数Fs=50〜200[Hz]
の範囲で変化すると、それに応じて溶接電流平均値Iav
=140〜110[A]の範囲で変化する。すなわち、
平衡台形波交流ティグ溶接では、交流周波数Fsが高く
なると溶接電流平均値Iavは小さくなる。
As previously mentioned in the description of FIG. 1, Tnu =
Since it can be considered that Tnd = Tpu = Tpd, if the value is taken as the inclination time Ts, the welding current average value Iav of the welding current waveforms shown in FIGS. 9A and 9B can be expressed by the following equation. Iav = (1-2 · Ts · Fs) · (Ip−Ic) + Ic (5) In the above formula, even if the AC frequency Fs changes, the tilt time T
Since s, the peak value Ip, and the polarity switching current Ic are constant values, the welding current average value Iav increases when the AC frequency Fs increases.
Becomes smaller. For example, the tilt time Ts = 1 [ms], the peak value p = 150 [A], and the polarity switching current Ic = 50.
Substituting [A] into equation (5) yields the following equation. Iav = 150−0.2 · Fs Equation (6) In the above equation, AC frequency Fs = 50 to 200 [Hz]
, The welding current average value Iav
= 140 to 110 [A]. That is,
In balanced trapezoidal wave AC TIG welding, the welding current average value Iav decreases as the AC frequency Fs increases.

【0030】ところで、被溶接物の板厚、継手形状等に
応じて溶込み深さが適正値であることは、良好な溶接品
質を確保するための必須条件である。一般的に、溶接電
流平均値Iavと溶込み深さとは略比例関係にある。上述
したように、アークの集中性を良くするために交流周波
数Fsを変化させると、それに伴って溶接電流平均値I
avも変化するために、溶込み深さが変化して適正値から
外れてしまう。このために、溶接作業者は、交流周波数
Fsの設定を変える度に、溶込み深さが適正値になるよ
うにピーク値Ipを再調整する必要がある。
By the way, it is an essential condition for ensuring good welding quality that the penetration depth is an appropriate value depending on the plate thickness, joint shape, etc. of the object to be welded. Generally, the welding current average value Iav and the penetration depth are in a substantially proportional relationship. As described above, when the AC frequency Fs is changed to improve the arc concentration, the welding current average value I is correspondingly changed.
Since av also changes, the penetration depth changes and deviates from the proper value. Therefore, the welding operator needs to readjust the peak value Ip so that the penetration depth becomes an appropriate value every time the setting of the AC frequency Fs is changed.

【0031】図5は、交流周波数Fsが変化したときの
溶込み深さの変化を例示する図である。同図は、被溶接
物にアルミニウム合金を使用し、上記(6)式のときと
同様に、ピーク値Ip=150[A]、傾斜時間Ts=
1[ms]及び極性切換電流Ic=50[A]のときであ
り、横軸に示す交流周波数Fsを50〜200[Hz]
の範囲で変化させたときの縦軸に示す溶込み深さの変化
を示す。溶接は、ビードオンプレート溶接で行った。
FIG. 5 is a diagram illustrating changes in the penetration depth when the AC frequency Fs changes. In the figure, an aluminum alloy is used for the object to be welded, and the peak value Ip = 150 [A] and the inclination time Ts = as in the case of the above formula (6).
1 [ms] and the polarity switching current Ic = 50 [A], and the AC frequency Fs shown on the horizontal axis is 50 to 200 [Hz].
The changes in the penetration depth shown on the vertical axis when changing in the range of are shown. Welding was performed by bead-on-plate welding.

【0032】交流周波数Fs=50[Hz]のときの溶
接電流平均値Iavは前述したように140[A]とな
り、同図に示すように、そのときの溶込み深さは約3
[mm]である。交流周波数Fsが高くなるのに伴い溶接
電流平均値Iavは減少して、同図から明らかなように、
溶込み深さは浅くなる。そして、交流周波数Fs=20
0[Hz]のときの溶接電流平均値Iavは110[A]
まで減少して、溶込み深さは1.6[mm]まで浅くな
る。このように、従来技術では、交流周波数Fsを高く
すると、溶け込み深さが大きく変化して、溶接品質が不
良になる場合もあった。
The welding current average value Iav when the AC frequency Fs = 50 [Hz] is 140 [A] as described above, and the penetration depth at that time is about 3 as shown in FIG.
[Mm]. The welding current average value Iav decreases as the AC frequency Fs increases, and as is clear from the figure,
The penetration depth becomes shallow. And AC frequency Fs = 20
The welding current average value Iav at 0 [Hz] is 110 [A].
And the penetration depth becomes shallow to 1.6 [mm]. As described above, in the conventional technique, when the AC frequency Fs is increased, the penetration depth may be largely changed and the welding quality may be poor.

【0033】そこで、本発明では、平衡台形波交流ティ
グ溶接において、交流周波数Fsを高くすることによっ
てアークの集中性を良くする効果を有したままで、交流
周波数Fsが変化しても溶接電流平均値Iavは変化せ
ず、その結果、溶込み深さも変化しない交流ティグ溶接
の出力制御方法を提供する。
Therefore, in the present invention, in balanced trapezoidal wave AC TIG welding, the welding current average is maintained even if the AC frequency Fs changes, while the effect of improving the arc concentration by increasing the AC frequency Fs is maintained. A value control method for AC TIG welding is provided in which the value Iav does not change, and as a result, the penetration depth does not change.

【0034】[0034]

【課題を解決するための手段】出願時の請求項1の発明
は、図6に示すように、電極マイナス極性への切り換え
後は傾斜を有して増加する電流を通電する期間Tnu及び
ピーク値Ipに達した後はこのピーク値Ipの電流を通
電する期間Tnp及び上記ピーク値Ipから傾斜を有して
減少する電流を通電する期間Tndから形成される予め定
めた電極マイナス期間Tenの間は略台形波の電極マイナ
ス電流Ienを通電し、続けて電極プラス極性への切り換
え後は傾斜を有して増加する電流を通電する期間Tpu及
び上記と同一値のピーク値Ipに達した後はこのピーク
値Ipの電流を通電する期間Tpp及び上記ピーク値Ip
から傾斜を有して減少する電流を通電する期間Tpdから
形成される予め定めた電極プラス期間Tepの間は略台形
波の電極プラス電流Iepを通電し、上記電極マイナス期
間Ten及び上記電極プラス期間Tepを1周期として予め
定めた交流周波数設定値Fsの周波数で繰り返す平衡台
形波交流ティグ溶接の出力制御方法において、上記電極
マイナス電流Ien及び上記電極プラス電流Iepを全波整
流して平均化した溶接電流平均値Iavが予め定めた電流
設定値Isと略等しくなるように上記ピーク値Ipを増
減する交流ティグ溶接の出力制御方法である。
According to the invention of claim 1 at the time of filing, as shown in FIG. 6, a period Tnu and a peak value during which an increasing current is applied with a slope after switching to the negative polarity of the electrode. After reaching Ip, during a predetermined electrode minus period Ten formed from a period Tnp in which a current having a peak value Ip is supplied and a period Tnd in which a current having a slope and decreasing from the peak value Ip is supplied. After the electrode negative current Ien of a substantially trapezoidal wave is supplied, and subsequently the electrode positive polarity is switched, an increasing current having a slope is supplied for a period Tpu and after reaching the peak value Ip of the same value as above. The period Tpp during which the current having the peak value Ip is applied and the peak value Ip
During a predetermined electrode plus period Tep, which is formed from a period Tpd in which a current that has a slope and decreases, is applied, a substantially trapezoidal electrode plus current Iep is applied, and the electrode minus period Ten and the electrode plus period In an output control method of balanced trapezoidal wave AC TIG welding in which Tep is one cycle and is repeated at a frequency of a preset AC frequency set value Fs, the electrode minus current Ien and the electrode plus current Iep are full-wave rectified and averaged. This is an output control method for AC TIG welding in which the peak value Ip is increased or decreased so that the average current value Iav becomes substantially equal to the predetermined current setting value Is.

【0035】出願時の請求項2の発明は、図7及び図8
に示すように、電極マイナス極性への切り換え後は傾斜
を有して増加する電流を通電する期間Tnu及びピーク値
Ipに達した後はこのピーク値Ipの電流を通電する期
間Tnp及び上記ピーク値Ipから傾斜を有して減少する
電流を通電する期間Tndから形成される予め定めた電極
マイナス期間Tenの間は略台形波の電極マイナス電流I
enを通電し、続けて電極プラス極性への切り換え後は傾
斜を有して増加する電流を通電する期間Tpu及び上記と
同一値のピーク値Ipに達した後はこのピーク値Ipの
電流を通電する期間Tpp及び上記ピーク値Ipから傾斜
を有して減少する電流を通電する期間Tpdから形成され
る予め定めた電極プラス期間Tepの間は略台形波の電極
プラス電流Iepを通電し、上記電極マイナス期間Ten及
び上記電極プラス期間Tepを1周期として予め定めた交
流周波数設定値Fsの周波数で繰り返す平衡台形波交流
ティグ溶接の出力制御方法において、上記交流周波数設
定値Fs及び予め定めた電流設定値Isを入力として、
上記電極マイナス電流Ien及び上記電極プラス電流Iep
を全波整流して平均化した溶接電流平均値Iavが上記電
流設定値Isと略等しくなるように予め定めたピーク値
演算関数Ip=f(Fs,Is)によって上記ピーク値
Ipを演算して設定する交流ティグ溶接の出力制御方法
である。
The invention of claim 2 at the time of filing is shown in FIGS.
As shown in FIG. 5, after switching to the negative polarity of the electrode, a period Tnu in which a current having an inclination and an increasing current is passed and a period Tnp in which a current of the peak value Ip is passed after reaching the peak value Ip and the above-mentioned peak value During a predetermined electrode minus period Ten, which is formed from a period Tnd in which a current that has a slope and decreases from Ip is supplied, the electrode minus current I of a substantially trapezoidal wave is formed.
After en is energized and then the electrode is switched to the positive polarity, a period Tpu in which an increasing current having a slope is energized and a peak value Ip of the same value as above is reached, and then the current of this peak value Ip is energized. During the predetermined electrode plus period Tep formed from the period Tpp and the period Tpd in which a current having a slope is reduced from the peak value Ip, a substantially trapezoidal electrode plus current Iep is conducted and the electrode is In the output control method of balanced trapezoidal wave AC TIG welding in which the minus period Ten and the electrode plus period Tep are set as one cycle and repeated at a frequency of a preset AC frequency set value Fs, the AC frequency set value Fs and the preset current set value are used. With Is as input,
The electrode minus current Ien and the electrode plus current Iep
The peak value Ip is calculated by a predetermined peak value calculation function Ip = f (Fs, Is) so that the welding current average value Iav obtained by full-wave rectifying and averaging is substantially equal to the current setting value Is. This is an output control method of AC TIG welding to be set.

【0036】出願時の請求項3の発明は、図9及び図1
0に示すように、交流周波数設定値Fs及び予め定めた
極性比率設定値Rsを入力として電極マイナス期間Ten
=(1/Fs)・Rs及び電極プラス期間Tep=(1/
Fs)・(1−Rs)を上記演算によって設定し、上記
交流周波数設定値Fs及び上記極性比率設定値Rsを入
力として、この交流周波数設定値Fsを変化させて溶接
したときの被溶接物表面のクリーニング幅Wcが変化し
ないで略一定になるように予め定めた極性比率修正関数
f(Fs,Rs)によって上記極性比率設定値Rsを修
正して設定する出願時の請求項1又は請求項2に記載す
る交流ティグ溶接の出力制御方法である。
The invention of claim 3 at the time of filing is as shown in FIG. 9 and FIG.
As shown in 0, the AC frequency setting value Fs and the predetermined polarity ratio setting value Rs are input, and the electrode minus period Ten
= (1 / Fs) .Rs and electrode plus period Tep = (1 /
Fs) · (1−Rs) is set by the above calculation, the AC frequency set value Fs and the polarity ratio set value Rs are input, and the AC surface frequency set value Fs is changed and the surface of the workpiece to be welded 3. The polarity ratio setting value Rs is corrected and set by a predetermined polarity ratio correction function f (Fs, Rs) so that the cleaning width Wc of the above is substantially constant without changing. The output control method for AC TIG welding described in 1.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態として
実施例1〜4の発明について説明する。 [実施例1]以下に説明する実施例1の発明は、出願時
の請求項1の発明に対応する。実施例1の発明は、電極
マイナス電流Ien及び電極プラス電流Iepを全波整流し
て平均化した溶接電流平均値Iavが予め定めた電流設定
値Isと略等しくなるように、ピーク値Ipを増減する
平衡台形波交流ティグ溶接の出力制御方法である。以
下、図6を参照して、実施例1の発明について説明す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the inventions of Examples 1 to 4 will be described as embodiments of the present invention. [Embodiment 1] The invention of embodiment 1 described below corresponds to the invention of claim 1 at the time of filing. The invention of the first embodiment increases or decreases the peak value Ip so that the welding current average value Iav obtained by full-wave rectifying and averaging the electrode negative current Ien and the electrode positive current Iep becomes substantially equal to the predetermined current setting value Is. This is an output control method for balanced trapezoidal wave AC TIG welding. Hereinafter, the invention of the first embodiment will be described with reference to FIG.

【0038】図6は、実施例1の溶接電源装置のブロッ
ク図である。同図において、前述した図2と同一の回路
ブロックには同一符号を付し、それらの説明は省略す
る。以下、図2とは異なる点線で示す回路ブロックであ
る電流平均化回路AV、電流設定回路IS、電流平均値
誤差増幅回路EAV及びピーク値制御設定回路IPCに
ついて説明する。
FIG. 6 is a block diagram of the welding power source device of the first embodiment. In the figure, the same circuit blocks as those in FIG. 2 described above are designated by the same reference numerals, and their description will be omitted. Hereinafter, the current averaging circuit AV, the current setting circuit IS, the current average value error amplification circuit EAV, and the peak value control setting circuit IPC, which are circuit blocks indicated by dotted lines different from FIG. 2, will be described.

【0039】電流平均化回路AVは、交流である溶接電
流Iwを全波整流した電流検出信号Idを平均化した溶
接電流平均値信号Iavを出力する。電流設定回路IS
は、所望値の電流設定信号Isを出力する。電流平均値
誤差増幅回路EAVは、上記の溶接電流平均値信号Iav
と電流設定信号Isとの誤差を増幅して、ピーク値修正
信号ΔIpを出力する。ピーク値制御設定回路IPC
は、上記のピーク値修正信号ΔIpを入力として、ピー
ク値制御設定信号Ipcを出力する。上述した動作によっ
て、溶接電流平均値信号Iavと電流設定信号Isとが略
等しくなるように、ピーク値制御設定信号Ipcを修正す
ることによってピーク値Ipが増減する。
The current averaging circuit AV outputs a welding current average value signal Iav obtained by averaging the full-wave rectified current detection signal Id of the AC welding current Iw. Current setting circuit IS
Outputs the current setting signal Is of a desired value. The average current value error amplifying circuit EAV uses the above welding current average value signal Iav.
The error between the current setting signal Is and the current setting signal Is is amplified, and the peak value correction signal ΔIp is output. Peak value control setting circuit IPC
Receives the above-mentioned peak value correction signal ΔIp and outputs a peak value control setting signal Ipc. By the above-described operation, the peak value Ip is increased or decreased by modifying the peak value control setting signal Ipc so that the welding current average value signal Iav and the current setting signal Is are substantially equal.

【0040】したがって、実施例1の発明では、交流周
波数Fsが変化しても、溶接電流平均値Iavは予め定め
た電流設定値Isと等しくなるようにピーク値Ipが制
御されるので、溶接電流平均値Iavは変化しない。この
ために、交流周波数Fsが変化しても、溶込み深さは適
正値のままで変化しない。
Therefore, in the invention of the first embodiment, even if the AC frequency Fs changes, the peak value Ip is controlled so that the welding current average value Iav becomes equal to the preset current setting value Is, so that the welding current is The average value Iav does not change. Therefore, even if the AC frequency Fs changes, the penetration depth remains at an appropriate value and does not change.

【0041】[実施例2]以下に説明する実施例2の発
明は、出願時の請求項2の発明に対応する。実施例2の
発明は、交流周波数設定値Fs及び予め定めた電流設定
値Isを入力として、電極マイナス電流Ien及び電極プ
ラス電流Iepを全波整流して平均化した溶接電流平均値
Iavが上記電流設定値Isと略等しくなるように予め定
めたピーク値演算関数Ip=f(Fs,Is)に従って
ピーク値Ipを設定する交流ティグ溶接の出力制御方法
である。以下、図7を参照して、実施例2の発明につい
て説明する。
[Embodiment 2] The invention of embodiment 2 described below corresponds to the invention of claim 2 as filed. In the invention of the second embodiment, the welding current average value Iav obtained by full-wave rectifying the electrode minus current Ien and the electrode plus current Iep with the AC frequency setting value Fs and the predetermined current setting value Is as input is the above current. This is an output control method for AC TIG welding in which the peak value Ip is set according to a peak value calculation function Ip = f (Fs, Is) that is predetermined so as to be substantially equal to the set value Is. Hereinafter, the invention of the second embodiment will be described with reference to FIG. 7.

【0042】図7は、実施例2の溶接電源装置のブロッ
ク図である。同図において、前述した図2と同一の回路
ブロックには同一符号を付し、それらの説明は省略す
る。以下、図2とは異なる点線で示す回路ブロックであ
る電流設定回路IS及びピーク値演算回路IPOについ
て説明する。
FIG. 7 is a block diagram of the welding power source device of the second embodiment. In the figure, the same circuit blocks as those in FIG. 2 described above are designated by the same reference numerals, and their description will be omitted. Hereinafter, the current setting circuit IS and the peak value calculation circuit IPO, which are circuit blocks indicated by a dotted line different from FIG. 2, will be described.

【0043】電流設定回路ISは、所望値の電流設定信
号Isを出力する。ピーク値演算回路IPOは、交流周
波数設定信号Fs及び上記の電流設定信号Isを入力と
して、予め定めたピーク値演算関数Ipc=f(Fs,I
s)の演算を行い、ピーク値制御設定信号Ipcを出力す
る。上記のピーク値演算関数Ipc=f(Fs,Is)
は、溶接電流平均値Iavが電流設定信号Isと略等しく
なるように予め定義される。このピーク値演算関数の一
例を以下に示す。
The current setting circuit IS outputs a current setting signal Is of a desired value. The peak value calculation circuit IPO receives the AC frequency setting signal Fs and the above current setting signal Is as input, and a predetermined peak value calculation function Ipc = f (Fs, I
s) is calculated and the peak value control setting signal Ipc is output. The above peak value calculation function Ipc = f (Fs, Is)
Is defined in advance so that the welding current average value Iav is substantially equal to the current setting signal Is. An example of this peak value calculation function is shown below.

【0044】 ピーク値演算関数の第1の例 前述したように、溶接電流平均値Iavと交流周波数Fs
及びピーク値Ipとの関係は(5)式となるので、その
式を変形すると下式となる。 Ip=(Iav−Ic)/(1−2・Ts・Fs)+Ic (7)式 ここで、傾斜時間Ts及び極性切換電流Icは定数であ
る。上式において、ピーク値Ipをピーク値制御設定信
号Ipcに置換し、溶接電流平均値Iavを電流設定信号I
sに置換すると、下式となる。 Ipc=(Is−Ic)/(1−2・Ts・Fs)+Ic (8)式 上式をピーク値演算関数Ipc=f(Fs,Is)として
定義することによって、交流周波数Fsが変化しても、
溶接電流平均値Iavは電流設定値Isに常に等しくなる
ので変化しない。
First Example of Peak Value Calculation Function As described above, the welding current average value Iav and the AC frequency Fs
And the relationship with the peak value Ip are given by the equation (5), and the equation is transformed into the following equation. Ip = (Iav-Ic) / (1-2.Ts.Fs) + Ic (7) Formula Here, the ramp time Ts and the polarity switching current Ic are constants. In the above equation, the peak value Ip is replaced with the peak value control setting signal Ipc, and the welding current average value Iav is replaced with the current setting signal Ipc.
Substituting for s gives: Ipc = (Is−Ic) / (1-2 · Ts · Fs) + Ic (8) By defining the above equation as the peak value calculation function Ipc = f (Fs, Is), the AC frequency Fs changes. Also,
The welding current average value Iav does not change because it is always equal to the current setting value Is.

【0045】 ピーク値演算関数の第2の例 上記項では、平衡台形波交流ティグ溶接における電流
波形が、図1で前述した標準的な波形であることを仮定
して算出した(8)式に基づいて、ピーク値演算関数を
定義した。しかし、交流周波数が変化すると、前述した
ケーブルインピーダンス等の値が変化するために、電流
波形の立上り及び立下りの傾斜が変化する。このため
に、実際の電流波形と上記の標準的な波形とに差異が生
じ、(8)式による演算に誤差が発生する。そこで、第
2の方法は、以下に示すように、実験的にピーク値演算
関数を算出する方法である。
Second Example of Peak Value Calculation Function In the above item, equation (8) calculated assuming that the current waveform in balanced trapezoidal wave AC TIG welding is the standard waveform described above with reference to FIG. Based on this, a peak value calculation function was defined. However, when the AC frequency changes, the values of the above-described cable impedance and the like change, so that the slopes of the rising and falling of the current waveform change. For this reason, a difference occurs between the actual current waveform and the standard waveform described above, and an error occurs in the calculation by the equation (8). Therefore, the second method is a method of experimentally calculating the peak value calculation function, as shown below.

【0046】図8は、実験によって算出したピーク値演
算関数を例示する図である。同図は、交流周波数設定信
号Fsを変化させたときに溶接中の溶接電流平均値Iav
が150[A]になるようにピーク値制御設定信号Ipc
を変化させたときの、横軸に示す交流周波数設定信号F
sと縦軸に示すピーク値制御設定信号Ipcとの関係を示
す。同図において、点線は上記(8)式によって演算さ
れたピーク値制御設定信号Ipcを示し、実践は実験によ
って算出したピーク値演算関数f1(Fs,Is)を示
す。電流設定信号Isが150[A]以外のときも、そ
れぞれの電流設定信号Isごとにピーク値演算関数f
1,f2…fnを実験によって予め算出する。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a peak value calculation function calculated by experiment. This figure shows the welding current average value Iav during welding when the AC frequency setting signal Fs is changed.
So that the peak value control setting signal Ipc becomes 150 [A].
AC frequency setting signal F shown on the horizontal axis when changing
The relationship between s and the peak value control setting signal Ipc shown on the vertical axis is shown. In the same figure, the dotted line shows the peak value control setting signal Ipc calculated by the above equation (8), and the practice shows the peak value calculation function f1 (Fs, Is) calculated by the experiment. Even when the current setting signal Is is other than 150 [A], the peak value calculation function f is calculated for each current setting signal Is.
1, f2 ... fn are calculated in advance by experiments.

【0047】[実施例3]アルミニウム合金等の交流テ
ィグ溶接においては、被溶接物表面に存在する酸化皮膜
を除去(クリーニング)して溶接する必要がある。そし
て、溶接中にビード幅Wb[mm]よりも広いクリーニン
グ幅Wc[mm]を確保することが、溶接欠陥のない良好
な溶接品質を得るために重要である。すなわち、ビード
幅Wbよりもクリーニング幅Wcが狭い場合又はビード
幅Wbに比べてクリーニング幅Wcが十分でない場合に
は、溶接後のビード内部に酸化皮膜を巻き込んだ状態と
なるために、溶接欠陥となる場合がある。交流ティグ溶
接では、電極プラス期間中は被溶接物表面上に陰極点が
形成されて、この陰極点の形成によって酸化皮膜が除去
される。前述したように、極性比率Rsが小さい程、全
期間に占める電極プラス期間の比率が大きくなるので、
上記の除去作用が働く期間が長くなり、クリーニング幅
Wcが広くなる。したがって、交流ティグ溶接では、ビ
ード幅Wbに応じて最適なクリーニング幅Wcになるよ
うに、極性比率Rsを適正値に設定する必要がある。極
性比率Rsが大きくなるとクリーニング幅Wcは狭くな
り、逆に極性比率Rsが小さくなるとクリーニング幅W
cは広くなる。
[Example 3] In AC TIG welding of an aluminum alloy or the like, it is necessary to remove (clean) the oxide film existing on the surface of the object to be welded. It is important to secure a cleaning width Wc [mm] wider than the bead width Wb [mm] during welding in order to obtain good welding quality without welding defects. That is, when the cleaning width Wc is narrower than the bead width Wb, or when the cleaning width Wc is not sufficient compared to the bead width Wb, an oxide film is caught in the bead after welding, resulting in a welding defect. May be. In AC TIG welding, cathode spots are formed on the surface of the object to be welded during the electrode plus period, and the oxide film is removed by the formation of the cathode spots. As described above, the smaller the polarity ratio Rs, the larger the ratio of the electrode plus period to the entire period.
The period during which the above-mentioned removing action works becomes longer, and the cleaning width Wc becomes wider. Therefore, in AC TIG welding, it is necessary to set the polarity ratio Rs to an appropriate value so that the cleaning width Wc is optimum according to the bead width Wb. The cleaning width Wc becomes narrower as the polarity ratio Rs becomes larger, and conversely the cleaning width Wc becomes smaller as the polarity ratio Rs becomes smaller.
c becomes wider.

【0048】しかしながら、極性比率Rsが一定値であ
っても、交流周波数Fsに比例してクリーニング幅Wc
が狭くなることが知られている。したがって、前述した
ように、アークの集中性を良くするために交流周波数F
sを高くすると、それに伴ってクリーニング幅Wcが狭
くなり、溶接欠陥が生じやすくなる場合もある。そこ
で、以下に説明する実施例3及び実施例4の発明は、交
流周波数Fsが変化しても溶込み深さは変化しないとい
う前述した実施例1及び実施例2の発明の効果を有した
上で、さらに上述した交流周波数Fsが変化するとクリ
ーニング幅Wcが変化する課題を解決する。
However, even if the polarity ratio Rs is a constant value, the cleaning width Wc is proportional to the AC frequency Fs.
Is known to be narrower. Therefore, as described above, in order to improve the concentration of the arc, the AC frequency F
When s is increased, the cleaning width Wc becomes narrower accordingly, and welding defects are likely to occur. Therefore, the inventions of Example 3 and Example 4 described below have the effect of the inventions of Example 1 and Example 2 that the penetration depth does not change even if the AC frequency Fs changes. Then, the problem that the cleaning width Wc changes when the AC frequency Fs further changes is solved.

【0049】以下に説明する実施例3の発明は、出願時
の請求項3の発明に対応する。実施例3の発明は、実施
例1の発明において、交流周波数設定値Fs及び極性比
率設定値Rsを入力として、この交流周波数設定値Fs
を変化させて溶接したときのクリーニング幅が変化しな
いで略一定になるように予め定めた極性比率修正関数f
(Fs,Rs)によって上記極性比率設定値Rsを修正
して設定する交流ティグ溶接の出力制御方法である。以
下、図9を参照して、実施例3の発明について説明す
る。
The invention of the third embodiment described below corresponds to the invention of claim 3 as filed. The third embodiment of the invention is the same as the first embodiment, except that the AC frequency set value Fs and the polarity ratio set value Rs are input to the AC frequency set value Fs.
Of the predetermined polarity ratio correction function f so that the cleaning width when welding is performed by changing
This is an output control method for AC TIG welding in which the polarity ratio set value Rs is corrected and set by (Fs, Rs). Hereinafter, the invention of the third embodiment will be described with reference to FIG.

【0050】図9は、実施例3の溶接電源装置のブロッ
ク図である。同図において、前述した図6と同一の回路
ブロックには同一符号を付し、それらの説明は省略す
る。以下、図6とは異なる点線で示す回路ブロックであ
る極性比率制御設定回路RSCについて説明する。
FIG. 9 is a block diagram of the welding power source device of the third embodiment. In the figure, the same circuit blocks as those in FIG. 6 described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The polarity ratio control setting circuit RSC, which is a circuit block indicated by a dotted line different from FIG. 6, will be described below.

【0051】極性比率制御設定回路RSCは、交流周波
数設定信号Fs及び極性比率設定信号Rsを入力とし
て、予め定めた極性比率修正関数f(Fs,Rs)の演
算を行い、極性比率制御設定信号Rscを出力する。上記
の極性比率修正関数Rsc=f(Fs,Rs)は、交流周
波数Fsが変化しても被溶接物表面のクリーニング幅が
変化しないで略一定になるように予め定義する。この極
性比率修正関数の一例を以下に示す。 Rsc=Rs−K・(Fs−50) 但し、Kは定数であり、50≦Fs[Hz]≦200で
ある。上式において、K=0.06及びRs=0.7と
すると、Fs=50[Hz]のときはRsc=0.7とな
り、Fs=200[Hz]のときはRsc=0.61とな
る。上記の定数Kの値は、電流設定信号Is、被溶接物
の材質等に応じて0.01〜0.1程度の範囲内で適正
値に予め設定する。
The polarity ratio control setting circuit RSC receives the AC frequency setting signal Fs and the polarity ratio setting signal Rs as input, and calculates a predetermined polarity ratio correction function f (Fs, Rs) to obtain the polarity ratio control setting signal Rsc. Is output. The polarity ratio correction function Rsc = f (Fs, Rs) is defined in advance so that the cleaning width of the surface of the workpiece is not changed even if the AC frequency Fs is changed. An example of this polarity ratio correction function is shown below. Rsc = Rs−K · (Fs−50) However, K is a constant and 50 ≦ Fs [Hz] ≦ 200. In the above equation, if K = 0.06 and Rs = 0.7, then Rsc = 0.7 when Fs = 50 [Hz] and Rsc = 0.61 when Fs = 200 [Hz]. . The value of the constant K is preset to an appropriate value within the range of about 0.01 to 0.1 depending on the current setting signal Is, the material of the workpiece, and the like.

【0052】上述したように、実施例3の発明は、実施
例1の発明の効果に加えて、交流周波数Fsの変化に応
じて極性比率Rsが適正値に修正されるので、クリーニ
ング幅は略一定となる。
As described above, in the invention of the third embodiment, in addition to the effect of the invention of the first embodiment, the polarity ratio Rs is corrected to an appropriate value in accordance with the change of the AC frequency Fs, so that the cleaning width is substantially. It will be constant.

【0053】[実施例4]以下に説明する実施例4の発
明は、出願時の請求項3の発明に対応する。実施例4の
発明は、実施例2の発明において、交流周波数設定値F
s及び極性比率設定値Rsを入力として、この交流周波
数設定値Fsを変化させて溶接したときのクリーニング
幅が変化しないで略一定になるように予め定めた極性比
率修正関数f(Fs,Rs)によって上記極性比率設定
値Rsを修正して設定する交流ティグ溶接の出力制御方
法である。以下、図10を参照して、実施例4の発明に
ついて説明する。
[Fourth Embodiment] The invention of a fourth embodiment described below corresponds to the invention of claim 3 as filed. The fourth embodiment of the invention is the same as the second embodiment, except that the AC frequency set value F is
s and the polarity ratio set value Rs are input, and a predetermined polarity ratio correction function f (Fs, Rs) is set so that the cleaning width when the AC frequency set value Fs is changed and welded does not change. Is an output control method for AC TIG welding in which the polarity ratio set value Rs is corrected and set. Hereinafter, the invention of the fourth embodiment will be described with reference to FIG.

【0054】図10は、実施例4の溶接電源装置のブロ
ック図である。同図において、前述した図7と同一の回
路ブロックには同一符号を付し、それらの説明は省略す
る。同図において、図7とは異なるのは点線で示す極性
比率制御設定回路RSCのみである。この極性比率制御
設定回路RSCについては、図9の説明の項で前述した
のでここでの説明は省略する。したがって、実施例4の
発明では、交流周波数設定信号Fsの設定が変化したと
きには、ピーク値演算回路IPOによって溶接電流平均
値Iavが電流設定信号Isと略等しくなるようにピーク
値制御設定信号Ipcが修正されると共に、極性比率制御
設定回路RSCによって被溶接物表面のクリーニング幅
が変化しないで略一定になるように極性比率制御設定信
号Rscが修正される。
FIG. 10 is a block diagram of the welding power source device of the fourth embodiment. In the figure, the same circuit blocks as those in FIG. 7 described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In the figure, only the polarity ratio control setting circuit RSC shown by the dotted line is different from FIG. The polarity ratio control setting circuit RSC has been described in the section of the description of FIG. 9, and thus the description thereof is omitted here. Therefore, in the invention of the fourth embodiment, when the setting of the AC frequency setting signal Fs changes, the peak value control circuit IPO changes the peak value control setting signal Ipc so that the welding current average value Iav becomes substantially equal to the current setting signal Is. In addition to being corrected, the polarity ratio control setting circuit RSC corrects the polarity ratio control setting signal Rsc so that the cleaning width of the surface of the workpiece is not changed and becomes substantially constant.

【0055】上述したように、実施例4の発明は、実施
例2の発明の効果に加えて、交流周波数Fsの変化に応
じて極性比率Rsが適正値に修正されるので、クリーニ
ング幅は略一定となる。
As described above, in the invention of the fourth embodiment, in addition to the effect of the invention of the second embodiment, the polarity ratio Rs is corrected to an appropriate value in accordance with the change of the AC frequency Fs, so that the cleaning width is substantially. It will be constant.

【0056】[効果]図11は、前述した図5と対比し
て本発明の効果を示すための、交流周波数Fs(横軸)
が変化したときの溶込み深さ(縦軸)の変化を示す図で
ある。同図における溶接条件は図5のときと同一であ
る。同図において、点線は図5の従来技術の場合の溶込
み深さの変化を示し、実線は本発明の場合の溶込み深さ
の変化を示す。同図から明らかなように、交流周波数F
sが50〜200[Hz]の範囲で変化すると、従来技
術では溶込み深さは3〜1.6[mm]の幅で変化する。
これに対して、本発明では溶込み深さの変動幅は3〜
2.5[mm]とかなり小さくなる。したがって、交流周
波数Fsを変化させても、溶込み深さはほ変化せず適正
値のままである。
[Effect] FIG. 11 shows an AC frequency Fs (horizontal axis) for showing the effect of the present invention in comparison with the above-mentioned FIG.
It is a figure which shows the change of penetration depth (vertical axis) when changes. The welding conditions in the figure are the same as in FIG. 5, the dotted line shows the change in penetration depth in the case of the prior art of FIG. 5, and the solid line shows the change in penetration depth in the case of the present invention. As is clear from the figure, the AC frequency F
When s changes in the range of 50 to 200 [Hz], the penetration depth changes in the range of 3 to 1.6 [mm] in the prior art.
On the other hand, in the present invention, the fluctuation range of the penetration depth is 3 to
It becomes considerably small at 2.5 [mm]. Therefore, even if the AC frequency Fs is changed, the penetration depth does not change and remains at an appropriate value.

【0057】図12は、実施例3及び実施例4の発明の
効果を示すための、交流周波数Fs(横軸)が変化した
ときのビード幅Wb及びクリーニング幅Wc(縦軸)の
変化を示す図である。同図における溶接条件は前述した
図5のときと同一である。同図において、点線は従来技
術の場合を示し、実線は本発明の場合を示す。同図から
明らかなように、交流周波数Fsが50〜200[H
z]の範囲で変化した場合でも、ビード幅Wbは従来技
術及び本発明ともにあまり変化しない。他方、クリーニ
ング幅Wcは従来技術では大きく変化するが、本発明で
はほとんど変化せず略一定となる。したがって、交流周
波数Fsを変化させても、ビード幅Wbに対するクリー
ニング幅Wcは変化しないので、良好な溶接品質を得る
ことができる。
FIG. 12 shows changes in the bead width Wb and the cleaning width Wc (vertical axis) when the AC frequency Fs (horizontal axis) changes to show the effects of the inventions of the third and fourth embodiments. It is a figure. The welding conditions in the figure are the same as those in FIG. 5 described above. In the figure, the dotted line shows the case of the prior art and the solid line shows the case of the present invention. As is clear from the figure, the AC frequency Fs is 50 to 200 [H
The bead width Wb does not change much in the prior art and the present invention even when it changes in the range of z]. On the other hand, the cleaning width Wc changes largely in the conventional technique, but it hardly changes in the present invention and is substantially constant. Therefore, even if the AC frequency Fs is changed, the cleaning width Wc with respect to the bead width Wb does not change, so that good welding quality can be obtained.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明の交流ティグ溶接の出力制御方法
では、被溶接物の板厚、継手形状等に応じてアークの集
中性、溶接作業性等を良好な状態にするために交流周波
数を変化させた場合でも、溶接電流平均値は変化しない
ので溶込み深さは適正値のままで変化しない。したがっ
て、常に良好な溶接品質を得ることができる。さらに、
実施例3及び実施例4の発明では、上記の効果に加え
て、交流周波数の変化に応じて極性比率が修正されるの
でクリーニング幅を適正値に維持することができ、常に
良好な溶接品質を得ることができる。
According to the output control method of the AC TIG welding of the present invention, the AC frequency is adjusted in order to make the arc concentration, welding workability, etc. in a good state in accordance with the plate thickness of the work piece, the joint shape, etc. Even if it is changed, the welding current average value does not change, and therefore the penetration depth remains the proper value and does not change. Therefore, good welding quality can always be obtained. further,
In addition to the above effects, in the inventions of the third and fourth embodiments, the polarity ratio is corrected according to the change of the AC frequency, so that the cleaning width can be maintained at an appropriate value, and a good welding quality can always be obtained. Obtainable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】一般的な交流ティグ溶接の電流波形図FIG. 1 Current waveform diagram of general AC TIG welding

【図2】従来の交流ティグ溶接電源装置のブロック図FIG. 2 is a block diagram of a conventional AC TIG welding power supply device.

【図3】従来の溶接電源装置における各信号のタイミン
グチャート
FIG. 3 is a timing chart of each signal in the conventional welding power supply device.

【図4】交流周波数Fsが低いとき及び高いときの電流
波形図
FIG. 4 is a current waveform diagram when the AC frequency Fs is low and high.

【図5】交流周波数Fsが変化したときの溶込み深さの
変化を例示する図
FIG. 5 is a diagram illustrating a change in penetration depth when the AC frequency Fs changes.

【図6】実施例1の溶接電源装置のブロック図FIG. 6 is a block diagram of the welding power supply device according to the first embodiment.

【図7】実施例2の溶接電源装置のブロック図FIG. 7 is a block diagram of a welding power supply device according to a second embodiment.

【図8】実験によって算出したピーク値演算関数を例示
する図
FIG. 8 is a diagram illustrating a peak value calculation function calculated by an experiment.

【図9】実施例3の溶接電源装置のブロック図FIG. 9 is a block diagram of a welding power supply device according to a third embodiment.

【図10】実施例4の溶接電源装置のブロック図FIG. 10 is a block diagram of a welding power supply device according to a fourth embodiment.

【図11】本発明の効果を示す交流周波数Fsと溶込み
深さとの関係図
FIG. 11 is a relationship diagram between the AC frequency Fs and the penetration depth showing the effect of the present invention.

【図12】本発明の効果を示す交流周波数Fsとビード
幅Wb及びクリーニング幅Wcとの関係図
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the AC frequency Fs, the bead width Wb, and the cleaning width Wc showing the effect of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 非消耗電極 2 被溶接物 3 アーク 4 溶接トーチ AC 商用電源 AV 電流平均化回路 CT 期間算出回路 D2a〜D2d 2次側整流器 DR 極性切換ドライブ回路 EAV 電流平均値誤差増幅回路 EI 電流誤差増幅回路 Ei 電流誤差増幅信号 FS 交流周波数設定回路 Fs 交流周波数(設定値/信号) Iav 溶接電流平均値(信号) IC 極性切換電流設定回路 Ic 極性切換電流(設定信号) ID 電流検出回路 Id 電流検出信号 Ien 電極マイナス電流 Iep 電極プラス電流 INT 高周波変圧器 INV 出力制御回路 IP ピーク値設定回路 Ip ピーク値(設定信号) IPC ピーク値制御設定回路 Ipc ピーク値制御設定信号 IPO ピーク値演算回路 IS 電流設定回路 Is 電流設定信号 Isc 電流制御設定信号 Iw 溶接電流 Ndr 電極マイナスドライブ信号 NTR 電極マイナス極性トランジスタ OR1 第1の論理和回路 OR2 第2の論理和回路 Pdr 電極プラスドライブ信号 PTR 電極プラス極性トランジスタ RS 極性比率設定回路 Rs 極性比率(設定信号) RSC 極性比率制御設定回路 Rsc 極性比率制御設定信号 SI 電流設定切換回路 Si 電流設定切換信号 Snp 極性切換信号 Ten 電極マイナス期間 Tep 電極プラス期間 TN 電極マイナスピーク値設定期間タイマ回路 Tn 電極マイナスピーク値設定期間(信号) TND 電極マイナス立下り期間タイマ回路 Tnd 電極マイナス立下り期間(信号) Tnp 電極マイナスピーク期間 Tns 電極マイナスピーク値設定期間設定信号 Tnu 電極マイナス立上り期間 TP 電極プラスピーク値設定期間タイマ回路 Tp 電極プラスピーク値設定期間(信号) TPD 電極プラス立下り期間タイマ回路 Tpd 電極プラス立下り期間(信号) Tpp 電極プラスピーク期間 Tps 電極プラスピーク値設定期間設定信号 Tpu 電極プラス立上り期間 Wb ビード幅 Wc クリーニング幅 WL リアクトル ΔIp ピーク値修正信号 1 Non-consumable electrode 2 Objects to be welded 3 arc 4 welding torch AC commercial power supply AV current averaging circuit CT period calculation circuit D2a ~ D2d Secondary side rectifier DR polarity switching drive circuit EAV current average value error amplification circuit EI current error amplifier circuit Ei Current error amplification signal FS AC frequency setting circuit Fs AC frequency (set value / signal) Iav welding current average value (signal) IC polarity switching current setting circuit Ic polarity switching current (setting signal) ID current detection circuit Id current detection signal Ien electrode negative current Iep electrode positive current INT high frequency transformer INV output control circuit IP peak value setting circuit Ip peak value (setting signal) IPC peak value control setting circuit Ipc peak value control setting signal IPO peak value calculation circuit IS current setting circuit Is current setting signal Isc current control setting signal Iw welding current Ndr electrode minus drive signal NTR electrode negative polarity transistor OR1 First OR circuit OR2 Second OR circuit Pdr electrode plus drive signal PTR electrode plus polarity transistor RS polarity ratio setting circuit Rs polarity ratio (setting signal) RSC polarity ratio control setting circuit Rsc polarity ratio control setting signal SI current setting switching circuit Si current setting switching signal Snp polarity switching signal Ten electrode minus period Tep electrode plus period TN electrode minus peak value setting period timer circuit Tn electrode minus peak value setting period (signal) TND electrode minus falling period timer circuit Tnd electrode minus falling period (signal) Tnp electrode minus peak period Tns electrode minus peak value setting period setting signal Tnu electrode minus rise period TP electrode plus peak value setting period timer circuit Tp electrode plus peak value setting period (signal) TPD electrode plus falling period timer circuit Tpd electrode plus falling period (signal) Tpp electrode plus peak period Tps electrode plus peak value setting period setting signal Tpu electrode plus rising period Wb bead width Wc cleaning width WL reactor ΔIp peak value correction signal

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電極マイナス極性への切り換え後は傾斜を
有して増加する電流を通電する期間及びピーク値に達し
た後はこのピーク値の電流を通電する期間及び前記ピー
ク値から傾斜を有して減少する電流を通電する期間から
形成される予め定めた電極マイナス期間の間は略台形波
の電極マイナス電流を通電し、続けて電極プラス極性へ
の切り換え後は傾斜を有して増加する電流を通電する期
間及び前記と同一値のピーク値に達した後はこのピーク
値の電流を通電する期間及び前記ピーク値から傾斜を有
して減少する電流を通電する期間から形成される予め定
めた電極プラス期間の間は略台形波の電極プラス電流を
通電し、前記電極マイナス期間及び前記電極プラス期間
を1周期として予め定めた交流周波数設定値の周波数で
繰り返す平衡台形波交流ティグ溶接の出力制御方法にお
いて、 前記電極マイナス電流及び前記電極プラス電流を全波整
流して平均化した溶接電流平均値が予め定めた電流設定
値と略等しくなるように前記ピーク値を増減する交流テ
ィグ溶接の出力制御方法。
1. After switching to the negative polarity of the electrode, there is a period during which an increasing current is applied with a gradient and a peak value is reached after reaching a peak value, and a gradient is provided from the peak value. Then, a substantially trapezoidal electrode negative current is applied during a predetermined electrode negative period, which is formed from the period in which a decreasing current is applied, and then increases with a slope after switching to the electrode positive polarity. A predetermined period that is formed from a period of conducting a current and a period of conducting a current of this peak value after reaching a peak value of the same value as that described above and a period of conducting a current that decreases with a slope from the peak value. A balanced trapezoid in which a substantially trapezoidal wave electrode plus current is passed during the electrode plus period, and the electrode minus period and the electrode plus period are defined as one cycle and are repeated at a frequency of a preset AC frequency setting value. In the output control method of AC TIG welding, the peak value is increased or decreased so that the welding current average value obtained by full-wave rectifying and averaging the electrode negative current and the electrode positive current is substantially equal to a predetermined current setting value. Output control method for AC TIG welding.
【請求項2】電極マイナス極性への切り換え後は傾斜を
有して増加する電流を通電する期間及びピーク値に達し
た後はこのピーク値の電流を通電する期間及び前記ピー
ク値から傾斜を有して減少する電流を通電する期間から
形成される予め定めた電極マイナス期間の間は略台形波
の電極マイナス電流を通電し、続けて電極プラス極性へ
の切り換え後は傾斜を有して増加する電流を通電する期
間及び前記と同一値のピーク値に達した後はこのピーク
値の電流を通電する期間及び前記ピーク値から傾斜を有
して減少する電流を通電する期間から形成される予め定
めた電極プラス期間の間は略台形波の電極プラス電流を
通電し、前記電極マイナス期間及び前記電極プラス期間
を1周期として予め定めた交流周波数設定値の周波数で
繰り返す平衡台形波交流ティグ溶接の出力制御方法にお
いて、 前記交流周波数設定値及び予め定めた電流設定値を入力
として、前記電極マイナス電流及び前記電極プラス電流
を全波整流して平均化した溶接電流平均値が前記電流設
定値と略等しくなるように予め定めたピーク値演算関数
によって前記ピーク値を演算して設定する交流ティグ溶
接の出力制御方法。
2. After switching to the negative polarity of the electrode, there is a period in which an increasing current is applied with a slope and a peak value is reached after reaching the peak value, and a period from which the peak value of the current is applied and a slope from the peak value. Then, a substantially trapezoidal electrode negative current is applied during a predetermined electrode negative period, which is formed from the period in which a decreasing current is applied, and then increases with a slope after switching to the electrode positive polarity. A predetermined period that is formed from a period of conducting a current and a period of conducting a current of this peak value after reaching a peak value of the same value as that described above and a period of conducting a current that decreases with a slope from the peak value. A balanced trapezoid in which a substantially trapezoidal wave electrode plus current is passed during the electrode plus period, and the electrode minus period and the electrode plus period are defined as one cycle and are repeated at a frequency of a preset AC frequency setting value. In the output control method of AC TIG welding, the AC frequency set value and a predetermined current set value are input, and the welding current average value obtained by averaging full-wave rectification of the electrode negative current and the electrode positive current is the current. An output control method for AC TIG welding, wherein the peak value is calculated and set by a predetermined peak value calculation function so as to be substantially equal to the set value.
【請求項3】交流周波数設定値Fs及び予め定めた極性
比率設定値Rsを入力として電極マイナス期間Ten=
(1/Fs)・Rs及び電極プラス期間Tep=(1/F
s)・(1−Rs)を前記演算によって設定し、前記交
流周波数設定値Fs及び前記極性比率設定値Rsを入力
として、この交流周波数設定値Fsを変化させて溶接し
たときの被溶接物表面のクリーニング幅が変化しないで
略一定になるように予め定めた極性比率修正関数によっ
て前記極性比率設定値Rsを修正して設定する請求項1
又は請求項2に記載する交流ティグ溶接の出力制御方
法。
3. An electrode minus period Ten = using an AC frequency set value Fs and a predetermined polarity ratio set value Rs as inputs.
(1 / Fs) .Rs and electrode plus period Tep = (1 / F
s) · (1−Rs) is set by the above calculation, and the AC frequency set value Fs and the polarity ratio set value Rs are input, and the AC surface frequency set value Fs is changed and the surface of the workpiece to be welded 2. The polarity ratio setting value Rs is corrected and set by a predetermined polarity ratio correction function so that the cleaning width of R is substantially constant without changing.
Alternatively, the output control method of AC TIG welding according to claim 2.
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