JP3537754B2 - 複数の電源を有する電気アーク溶接機 - Google Patents

複数の電源を有する電気アーク溶接機

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気アーク溶接技術
に関し、さらに詳しくは複数の個別電源を有する改良さ
れた電気アーク溶接機に関するものである。本発明は、
直流電流を交流溶接電流に変換する２トランジスタ型の
スイッチをもつ出力溶接ステーションでの使用に対して
特に有用である。したがって、トランジスタ型のスイッ
チングにより、減少した電流で達成される導通状態と非
導通状態の間でスイッチして、各出力スイッチの回りの
大きなスナッバー回路に対する要求を減らす点が本発明
の第２の態様である。この概念は、本発明を実施する際
に用いられるインバータ電源のタイプとともに、先の米
国特許出願第２３３，２３５号（１９９９年１月１９日
出願：特願２０００−１３９９３）に記載した。この先
願はインバータ電源のタイプおよび減少した電流レベル
で溶接位置にあるトランジスタ型のスイッチを切る概念
に関する背景情報に関する先願である。本発明では高電
流入力をもつスイッチング型の溶接位置を制御する。こ
のスイッチは、低電流が流れるときにのみターンオフさ
れる。本発明は特にパイプ溶接において使用するのに適
しており、特にパイプ溶接において使われる縦列電極あ
るいは並列電極に対して使用するのに適しているが、本
発明はさらに広範な用途をもち、約１０００〜２０００
アンペア（Ａ）を超える溶接電流のような極めて高い電
流値を要する単電極電気アーク溶接機に対しても使われ
る。
【０００２】
【従来の技術とその課題】パイプ溶接および類似の用途
に対する電気アーク溶接機はしばしば、１０００〜２０
００Ａを超える溶接電流を要する。過去、そのような高
電流を用いるための溶接機が特別に設計された。しか
し、所要の溶接電流が特定電源の設計パラメータを超え
て増えたとき、より高容量の電気アーク溶接機が設計さ
れ、製造されねばならなかった。たとえば、最大電流１
０００〜１５００Ａの電気アーク溶接機は２０００Ａを
要求する溶接作業には使えなかった。より高容量の溶接
機が作られ利用されるようになるや否や、それは再びそ
の最大電流容量によって制限された。したがって、パイ
プ溶接のような用途に対して要求された電流値が増える
につれ、注文設計の高価な溶接機がしばしば必要になっ
た。
【０００３】より高い溶接電流によって新しく設計され
作られる溶接機が必要になったのに入手できる電源の制
限された電流容量のためフィールド適用が最適化できな
かった。複数の低容量溶接機を出力溶接ステーションに
接続することにより、高容量溶接機を作るいろいろな試
みがなされてきた。しかし、そのような試みは２以上の
別個の電源の能力を割当てる動作電流のバランスを取る
ことが難しかったため、成功しなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】特にパイプ溶接のための
高電流電源を与えるためになされた従来の試みの欠点
は、並列電源の間の優れた静的・動的電流割当能力を保
ちながら、複数の電源を単に加えるだけで大幅に増す出
力電流能力をもつ電気アーク溶接機をもたらす本発明に
よって解消される。本発明の電気アーク溶接機は、２以
上の電源の間の等しくない電流分配を最小にする。従来
の試みでは、電源はそれぞれ入力命令信号、フィードバ
ック、および誤差アンプ制御回路を必要とした。こうし
て、部品変動のため電源間に分配された動作電流の不足
を被る。本発明は１つの電源の誤差アンプを用いて、マ
スター電源としての電源を制御するとともに、同じマス
ター電流信号を他の電源にも導く。溶接機の他の電源は
それ自身の命令信号や誤差アンプ制御回路をもたない。
したがって、唯１つの誤差アンプとフィードバック制御
信号が電気アーク溶接機に与えられる。これらは電流能
力を増すために並列にされている個々の電源の各々に対
しては使われない。
【０００５】本発明によれば、１つの調整可能な命令信
号によって制御されるある大きさ（ａ ｇｉｖｅｎ ｍ
ａｇｎｉｔｕｄｅ）の直流電流を作るための複数の電源
からなる電気アーク溶接機が提供される。この電流は、
電極と工作物の間に溶接電流を流すため、直流入力電流
と出力をもつ溶接ステーションによって使われる。分流
器のようなセンサーがアーク電流を検知する。複数の電
源は１つのマスター電源と、１以上のスレーブ電源を有
する。マスター電源は第１高速切換型インバータを有
し、該インバータは出力トランスと出力整流器を有して
マスター電流信号によって決まる大きさをもつ第１直流
電流を生じる。また、マスター電源は高周波数で作動
し、マスター電流信号で制御される電流制御電圧入力を
もつ第１パルス幅変調器、および溶接ステーションの出
力で命令信号と検知アーク電流との比較に基づいてマス
ター電流を生ずるための誤差アンプを有する。こうして
マスター電源は、命令信号と、パルス幅変調器を制御す
るための誤差アンプフィードバック制御回路を有する。
複数の電源は少なくとも１つのスレーブ電源を有し、該
スレーブ電源も切換型のインバータを有する。該インバ
ータは出力トランスと出力整流器を有し、マスター電源
に使われているのと同一のマスター電流信号によって決
められる大きさをもつ第２直流電流を生じる。また、ス
レーブ電源は高周波数で作動し、マスター電源のマスタ
ー電流信号に接続される電流制御電圧入力をもつ第２パ
ルス幅変調器を有する。こうして、第１・第２直流電流
は結合して、溶接ステーションの直流入力電流の少なく
とも一部を形成する。実際には、２つの電源が溶接機の
「複数の電源」を構成するなら、第１直流電流は必要な
入力電流の５０％である。スレーブ電源からの第２電流
は他の５０％の電流を供給する。溶接機に３つの電源を
使えば、各電源はそれぞれ入力電流の１／３（≒３３．
３％）ずつを供給する。したがって、電源の数は自動的
に直流電流の割合を決める。１つの命令信号が電気アー
ク溶接機用に使われ、１つのフィードバック回路だけが
用いられる。これらの新しい概念を用いて、５００Ａの
ような比較的小電流の電源がある数だけ結合して所定の
最大溶接電流を生じる。それぞれ最大５００Ａの６つの
電源が結合して３０００Ａの溶接電流を生じる。極めて
高い出力電流を生じるために小電流電源を結合できるこ
とは、本発明によって得られる。電流要求が増すたびに
電源を設計する必要はない。
【０００６】本発明の他の態様によれば、個々の電源の
パルス幅変調器に使われる高周波数は少なくとも１８ｋ
Ｈｚである。さらに、複数の電源によって駆動される個
々の溶接ステーションはＩＧＢＩのような第１・第２ト
ランジスタ型のスイッチを有し、該スイッチは一対の制
御線上のゲート論理によって導通状態と非導通状態の間
で切り換わる。本発明の第２の態様によれば、スイッチ
はアーク電流がある与えられた値よりも小さくなるまで
は、導通から非導通に切り換わらない。実際には、この
値は約１００〜１５０Ａである。本発明は複数の電源に
対して１つの溶接ステーションを用い、大きなスイッチ
が必要で、選ばれた値で導通から非導通に切り換えるた
めの論理信号をコントローラが生じる。マスター電源は
スイッチングを制御し、スレーブ電源は溶接電流を増
す。
【０００７】本発明のさらに他の態様によれば、いずれ
かの電源の出力トランスは巻線（特に１次巻線）、該巻
線と結合した電流センサ、および巻線電流が与えられた
値を超えるときしばらく少なくとも１つのスイッチを非
導通に保つため個々の電源のパルス幅変調器に結合した
回路を有する。この回路は、標準パルス幅変調器チップ
内に入れられ、出力溶接ステーション内の過電流を妨げ
るために使われる非飽和回路と呼ばれる。
【０００８】本発明の他の態様によれば、パイプ溶接機
のような縦列あるいは並列溶接機とともに、新規な電気
アーク溶接機が使われる。本発明の主な目的は、電源を
均等に電流分配するようにしながら、複数の個々の小電
流電源を結合することにより、高溶接電流を生じるため
にアセンブルされる電気アーク溶接機を提供することに
ある。
【０００９】本発明の他の目的は、電源間で使われた静
的かつ動的電流分配を得ながら、複数の並列電源と合体
する上記電気アーク溶接機を提供することにある。さら
に本発明の他の目的は、所定電流を正確に分配するた
め、個々の電源を制御するため、誤差アンプおよびフィ
ードバック回路と同様に、アナログまたはデジタルの形
で１つの電流命令信号を使う上記電気アーク溶接機を提
供することにある。上記および他の目的と効果は、添付
図面を用いた以下の説明によって明らかになるであろ
う。
【００１０】
【実施例】以下、図面を用いて説明するが、これらは本
発明の実施例を説明することが目的であり、本発明をこ
れらに限定するためのものではない。図１は直流溶接電
流Ｉａを切換型溶接ステーション１２に流すための電気
アーク溶接機１０を示し、溶接ステーション１２は溶接
電流を電極１４と工作物１６に渡って通すため、トラン
ジスタ型スイッチＱ１，Ｑ２を有している。ともに溶接
されるパイプ部の２つの端によって継目、すなわちパイ
プ・ミルの延長継目が形成される。電気アーク溶接機は
複数のインバータ型電源をもち、その２つは図１にＰＳ
Ａ，ＰＳＢとして示されている。電源ＰＳＡは本出願人
によって使われるユニークな電源で、直流電流を溶接ス
テーション１２の入力に流すため本発明を実施させる。
電源ＰＳＡは切換型のインバータ２０を有し、インバー
タ２０は標準３相線間電圧Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３によって駆
動される整流器２４からのエネルギーによって、出力ス
テージ２２から直流電流を供給する。出力ステージ２２
は溶接ステーション１２の入力端子３０，３２に渡って
直流電流を生じる。この出力ステージはアースされた中
心タップ４６をもつ２次巻線４４と、１次巻線４２を有
するトランス４０を有している。整流ステージ５０はダ
イオード５２，５４，５６，５８を有し、高周波数で作
動するパルス幅変調器７０からの入力線６０上のパルス
信号に従って、端子３０，３２間に直流電流を生じる。
高周波数は１８ｋＨｚよりも大きくて、オッシレータ７
２によって制御される。実際にはデジタル・フォーマッ
トが使われる。こうしてアナログである入力７４はＤ／
Ａコンバータ７６を備えている。線６０上のパルスは端
子３０，３２で直流電流を出力し、電流値は線８０のマ
スター電流信号の電圧によって決まる。したがって、線
８０上の電圧の大きさが電源ＰＳＡによって入力端子３
０，３２に与えられる直流電流を決める。本発明によれ
ば、線８０のマスター電流信号はデジタル制御回路であ
るコントローラ１００によって作られる。したがって、
コントローラ１００へのアナログ信号は変換される。線
８０上の電圧はデジタル表示されることが好ましい。デ
ジタル・フォームによりノイズが少なく送信できる。コ
ントローラ１００は線１０４上の電圧を制御する電位計
１０２の出力として示されるアナログ値である標準命令
入力信号をもつ。このようなアナログ命令信号はコント
ローラ１００によって溶接ステーション１２の出力作動
を決めるために使われる。アナログ電圧はコントローラ
１００でデジタルに変換される。本発明の実施例では、
命令信号はコントローラ１００に導かれる線１１０上の
デジタル信号である。いくぶん標準的なフィードバック
回路は分流器として示されている溶接電流センサ１２０
を用い、線１２２のアーク電流を表す電圧を供給する。
アナログ信号が、コントローラ１００に導かれ、ここで
デジタル信号に変換されて標準ソフトに従って処理され
る。デジタルに実行される誤差アンプ型の回路１５０が
線１０４または線１１０上の信号によって制御される命
令信号を受けて、誤差アンプ１５０への第１入力線１５
２上に付加価値を形成する。出力線１５４はコンバータ
１５６からのデジタル信号で、コンバータ１５６におい
て線１２２のアナログ表示がデジタル数に変換される。
線１５２，１５４の２つのデジタル数は誤差アンプ１５
０として示されている標準技術に従って処理され、線８
０のデジタル数であるマスター電流信号を生じる。溶接
ステーション１２はＩＧＢＴのようなトランジスタ型の
スイッチＱ１とＱ２を有し、導通と非導通状態の間で切
り換わる。これらのスイッチの大きさは、全溶接電流を
受容できるように選ばれる。線１７０，１７２上のゲー
ト論理はＰＳＡのコントローラ１００によって生じる。
この型の構造は先の米国特許出願第２３３，２３５号
（特願２０００−１３９９３）に開示されている。コン
トローラはまた、線１８０上に同期出力を発生して、標
準設計の、あるいは図６に示す本発明の複数の溶接機を
共同使用する。コントローラ１００のソフトを使って、
スイッチ電流を小さくすることができる。
【００１１】「マスター」電源として考えられる電源Ｐ
ＳＡは線８０のマスター電流信号に従って端子３０，３
２に直流電流を供給する。本発明は少なくとも１つのス
レーブ電源ＰＳＢを有する複数の電源を採用する。この
スレーブ電源は本質的にマスター電源ＰＳＡと同一だ
が、唯一、別個のコントローラ１００あるはフィードバ
ック回路をもたない点が異なる。したがって、ＰＳＢは
インバータ２０のような標準スイッチング型インバータ
２００を有し、該インバータ２００はインバータ２０の
出力ステージ２２と本質的に同一の出力ステージ２０２
をもつ。線２０４，２０６の直流電源は溶接ステーショ
ン１２の入力端子３０，３２に対し並列に導かれるの
で、ＰＳＡからの電流とＰＳＢからの電流が結合して溶
接ステーションへの入力電流を供給する。ＰＳＡにおい
てと同様に、ＰＳＢも３相線間電圧Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に
よって駆動される整流器２１０を有し、入力線２１２上
のパルスがオッシレータ２２２の周波数によって制御さ
れる１８ｋＨｚを超える高周波数で作動するパルス幅変
調器２２０を制御する。線２０４，２０６間の出力電流
は、線８０上のマスター電流デジタル信号（コンバータ
２２４によってアナログ信号に変換される）を形成する
電圧によって制御される。本発明は２つよりも多くの電
源を使うことを予想している。こうして、マスター電流
信号がその上を流れる線８０は、延長線として図示され
ている。この線８０は図３の第３電源ＰＳＣを制御する
ために使われる。ＰＳＣは線３０，３２と並列につなが
れた線２３０，２３２に電流を生じる。
【００１２】溶接ステーション１２は線１０４または線
１１０上の命令信号によって制御される。デジタルフィ
ードバック回路により線１５４にデジタル・フォーマッ
トで表されるアーク電流が流され、線１５２上のデジタ
ル情報と比較されて線８０によって表されるデジタルマ
スター電流信号を生じる。もちろん、図１の「線」はデ
ジタルデータのソフトウエア処理を表している。マスタ
ー電流信号は所定電流と実際の出力電流との間の差を表
している。この信号は一般に電気アーク溶接機１０内の
電源ユニットの数の逆数である。図１のように、マスタ
ー電流信号は所定電流の１／２を各電源に求めている信
号である。図３でマスター電流信号は各電源に所定電流
の１／３を求めている。したがって、各電源は同じ大き
さの電流を供給し、これらの電流は端子３０，３２で合
わされて所定の溶接電流を供給する。溶接機１０は優れ
た静的および動的な電流分配能力をもち、小電流を流す
多くの電源の電流を合わせて高い出力電流を生じさせ
る。溶接機１０の動作は図４に概略的に示され、ここで
グラフ３００は全アーク溶接電流で、カーブ３０２で示
される電源ＰＳＡから５０％、およびカーブ３０４で示
される電源ＰＳＢから５０％を合わせたものである。溶
接機を構成するすべての電源を制御するため線８０によ
って表されるデジタルマスター電流信号を使うことによ
り、各電源は全電流の等分配電流を生じる。フィードバ
ック回路がこの電流値を調整する。小電流電源が合わさ
って２０００〜３０００Ａを超える出力電流をもつ溶接
機を構成する。従来技術では図５のように、並列電源か
らの出力電流はグラフ３１０，３１２となって、等しい
電流成分を供給しない。
【００１３】図２は溶接ステーション１２のわずかな変
形を示す。溶接ステーションは本発明の一部ではないけ
れど、代替溶接ステーション１２ａが示されている。ト
ランジスタ型スイッチＱ１，Ｑ２は溶接電流Ｉａを、好
ましい実施例に使われた中央タップ１７４の代りに直列
チョークコイル１７４ａを有する出力回路に供給する。
どちらの実施例でもＰＳＡ，ＰＳＢ，ＰＳＣ…のような
複数の電源を使う。
【００１４】本発明の実施例において、各電源は特に始
動の間、過電流を防ぐ回路を備えている。この回路は電
源ＰＳＡ内を使われるとして示されている。実際は、こ
れと同じ回路がすべての電源に対して使われる。パルス
幅変調器７０は端子ＡＳ上の電圧によって活性化される
非飽和回路をもつ。出力トランス４０はボックス３２２
によって示される１次巻線電流Ｉｐを検知するため変流
器３２０をもつ。線３２４上の電圧は１次巻線電流を表
す電圧を有する。線３２４上の電圧がある値を超える
と、ＰＷＭチップ内の非飽和回路がインバータ２０内の
スイッチすなわちＦＥＴの１つの作動を阻止して、１次
巻線４２で出力電流を減らす。こうして、標準実施によ
れば、電源の出力電流は制限されて過電流作動を防ぐ。
【００１５】図７及び８のように、本発明は多様性を有
し、高溶接電流を要する多くの用途において使われる。
図７及び８は本発明に従って荷重された２つの別個の電
気アーク溶接機１０，１０ａを示す。溶接機１０ｂはマ
スター電源のみをもつ標準溶接機である。溶接１０，１
０ａ，１０ｂはパイプ溶接に使われ、ここで３つの電極
１４、３３０、３３２が工作物１６を構成するプレート
３４０，３４２間のギャップに沿って動く。これらの電
極は縦列と同様に並列に示され、破線で示すようにキャ
リッジ３５０によって単一運動のために保持される。３
つの電極はキャリッジ３５０によって一緒に保持され、
矢印ａの方向にプレート３４０，３４２間のジョイント
内で動く。３つの電極は３つの別個の溶接機１０，１０
ａ，１０ｂによって動かされて単一の溶接動作を供給す
る。もちろん、単一電極、２以上の電極の並列電極およ
び縦列電極が、各個別の溶接機とともに使われ得る。個
別の溶接機を使うとき、溶接ステーション１２は図７の
３６０，３６２によって示される調整相を用いて異なる
周波数または同じ周波数で動作される。各溶接機１０，
１０ａ，１０ｂはそれぞれ自身のコントローラ１００，
１００ａ，１００ｂを有し、各コントローラは線１７
０，１７２上のゲート論理信号の周波数を制御する。同
期信号１８０はコントローラ１００ａ，１００ｂを使っ
て出力電流パルスの始動位置を制御する。位相すなわち
オフセットは位相調整３６０，３６２によって溶接機１
０ａ，１０ｂで調整される。こうして、スイッチＱ１，
Ｑ２の低周波数切換が異なる位相で行われる。これによ
り、電極を駆動する電流間の干渉が防がれる。本発明に
従ってマスター電流信号によって駆動される電源の数の
選定や、溶接ステーションの型の選定、電極配置の選定
のようなさまざまな変形が実施例においてなされ得る。
【００１６】処理フォーマットはデジタルであるが、ア
ナログでもよい。実際、ＰＷＭチップ７０，２２０はア
ナログである。それらは本発明の次の世代においてデジ
タル化され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶接機の実施例を示す回路図。
【図２】図１の溶接ステーション部分の変形例を示す回
路図。
【図３】２よりも多くの電源を使う場合の本発明の溶接
機の回路図。
【図４】本発明による２電源の場合の直流電流のグラ
フ。
【図５】従来技術による電流のグラフ。
【図６】非飽和回路を使う場合の回路図。
【図７】複数の電極の縦列および並列接続を示す回路
図。
【図８】図７の電極を用いた場合の一部断面斜視図。
【符号の説明】
１０： 電気アーク溶接機 １２： 溶接ステーション １４： 電極 １６： 工作物 ２０： インバータ ２２： 出力ステージ ４０： トランス ７０： パルス変調器（ＰＷＭ） ３４０・３４２： プレート ３５０： キャリッジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/073 560 B23K 9/073 510 B23K 9/073 530 H02K 9/00

Claims (85)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電極と工作物との間にアーク溶接電流を
    流すため、直流入力電流と出力をもつ溶接ステーション
    による使用のため調整可能な命令信号によって制御さ
    れ、所定の大きさの直流入力電流を生じせしめるための
    複数の電源からなり、 該複数の電源が、一つの第１マスター電源と、少なくと
    も一つのスレーブ電源とからなり、前記第１マスター電
    源と前記スレーブ電源とが、同時に前記直流入力電流を
    供給するように構成し、 前記第１マスター電源が、マスター電流信号によって決
    められる大きさをもつ第１直流電流を生ずるための出力
    トランス及び出力整流器をもつ第１高速切換型インバー
    タと、前記 マスター電流信号に接続された電流制御電圧
    入力をもち高周波数で作動する第１パルス幅変調器と、
    前記命令信号と検知されたアーク電流とを比較すること
    で、前記マスター電流信号を生成するための誤差アンプ
    とを有し、前記スレーブ電源が、前記マスター電流信号によって決
    められる大きさをもつ第２直流電流を生ずるための出力
    トランス及び出力整流器をもつ第２高速切換型インバー
    タと、前記 マスター電源のマスター電流信号に接続され
    た電流制御電圧入力をもち高周波数で作動する第２パル
    ス幅変調器とを有し、 それによって該第１及び第２直流電流が合わさって前記
    直流入力電流の少なくとも一部を形成するように構成し
    たことを特徴とする電気アーク溶接機。
  2. 【請求項２】 該複数の電源が、少なくとも第２のスレ
    ーブ電源を有し、 前記第１マスター電源と少なくとも２つの前記スレーブ
    電源とが、同時に前記直流入力電流を供給するように構
    成し、 前記第２のスレーブ電源が、前記マスター電流信号によ
    って決められる大きさをもつ第３直流電流を生ずるため
    の出力トランス及び出力整流器をもつ第３高速切換型イ
    ンバータと、前記 マスター電源のマスター電流信号に接
    続された電流制御電圧入力をもち高周波数で作動する第
    ３パルス幅変調器とを有し、該第１、第２および第３直
    流電流が合わさって該直流入力電流の少なくとも一部を
    形成することを特徴とする請求項１記載の電気アーク溶
    接機。
  3. 【請求項３】 前記溶接電流が交流電流である請求項１
    又は２記載の電気アーク溶接機。
  4. 【請求項４】 前記高周波数が、少なくとも約１８ｋＨ
    ｚであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載
    の電気アーク溶接機。
  5. 【請求項５】 前記溶接ステーションが、制御線上のゲ
    ート論理によって導通状態と非導通状態の間で切り換わ
    る第１および第２トランジスタ型スイッチを含むことを
    特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の電気アーク溶
    接機。
  6. 【請求項６】 前記溶接電流がある値よりも小さい時に
    だけ、導通状態から非導通状態に切り換えるためのスイ
    ッチ機構を有することを特徴とする請求項１〜５の何れ
    かに記載の電気アーク溶接機。
  7. 【請求項７】 前記ある値は、約１００〜１５０Ａであ
    ることを特徴とする請求項６記載の電気アーク溶接機。
  8. 【請求項８】 前記出力トランスが、巻線と、該巻線に
    結合した電流センサと、および前記パルス幅変調器に結
    合した回路を有して、前記巻線の電流がある大きさの電
    流よりも大きくなったとき、少なくとも１つのスイッチ
    を非導通状態に保つように構成したことを特徴とする請
    求項１〜７の何れかに記載の電気アーク溶接機。
  9. 【請求項９】 前記電極が、縦列および／または並列溶
    接機の複数の電極の１つであることを特徴とする請求項
    １〜８の何れかに記載の電気アーク溶接機。
  10. 【請求項１０】 前記溶接機が、パイプ溶接機であるこ
    とを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の電気アー
    ク溶接機。
  11. 【請求項１１】 前記溶接ステーションが、制御線上の
    ゲート論理によって導通状態と非導通状態の間で切り換
    わる第１および第２トランジスタ型スイッチを含むこと
    を特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の電気アー
    ク溶接機。
  12. 【請求項１２】 前記第１マスター電源と前記スレーブ
    電源とは、供給電源の数に反比例した直流入力電流を供
    給することを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載
    の電気アーク溶接機。
  13. 【請求項１３】 前記第１マスター電源と前記スレーブ
    電源とが、等しい直流入力電流を供給することを特徴と
    する請求項１２に記載の電気アーク溶接機。
  14. 【請求項１４】 命令信号に従って、複数の電源を制御
    する電気アーク溶接機の回路であって、 前記各電源は、パルス幅変調器に入力される電圧により
    作動し、直流入力電流にしたがって、電極と工作物間に
    アーク溶接電流を出力する共通溶接ステーションに接続
    されており、 前記回路は、前記命令信号と検知されたアーク溶接電流
    とを比較することでマスター電流信号を生成するための
    誤差アンプと、前記複数の電源のパルス幅変調器の入力
    に前記マスター電流信号を分配する分配回路とを有し、 前記各電源は、前記電源の数に反比例して、前記共通溶
    接ステーションに等しい直流電流を供給するように構成
    したことを特徴とする電気アーク溶接機。
  15. 【請求項１５】 前記アーク溶接電流が交流電流である
    ことを特徴とする請求項１４に記載の電気アーク溶接
    機。
  16. 【請求項１６】 前記溶接ステーションが、制御線上の
    ゲート論理によって導通状態と非導通状態の間で切り換
    わる第１および第２トランジスタ型スイッチを含むこと
    を特徴とする請求項１４又は１５に記載の電気アーク溶
    接機。
  17. 【請求項１７】 前記アーク溶接電流がある値よりも小
    さい時にだけ、導通状態から非導通状態に切り換えるた
    めのスイッチ機構を有することを特徴とする請求項１４
    〜１６の何れかに記載の電気アーク溶接機。
  18. 【請求項１８】 前記ある値は、約１００〜１５０Ａで
    あることを特徴とする請求項１７記載の電気アーク溶接
    機。
  19. 【請求項１９】 前記電極が、縦列および／または並列
    溶接機の複数の電極の１つであることを特徴とする請求
    項１４〜１８の何れかに記載の電気アーク溶接機。
  20. 【請求項２０】 前記溶接機が、パイプ溶接機であるこ
    とを特徴とする請求項１４〜１９の何れかに記載の電気
    アーク溶接機。
  21. 【請求項２１】 電極と工作物の間にアーク溶接電流を
    流すための直流入力をもつ溶接ステーションに接続した
    複数の電源をもち、前記複数の電源の各々が前記複数の
    電源の入力に付与した信号によって決まる出力直流電流
    をもつ切り換え型インバータと、前記溶接ステーション
    の入力にて並列に前記出力直流電流を 接続する回路と、
    フィードバック回路とからなり、 前記フィードバック回路が、 前記アーク溶接電流を示す電流信号を生ずるためのセン
    サーと、命令信号と、前記検知した電流信号及び前記命
    令信号に基づきマスター電流信号を生ずるための回路
    と、前記複数の電源の入力に前記マスター電流信号を付
    与するための回路とを備え、前記マスター電流信号によ
    り、前記溶接ステーションの前記直流入力が前記複数の
    電源によって等しく分担されるように構成したことを特
    徴とする電気アーク溶接機。
  22. 【請求項２２】 工作物の間隙を形成する２つの端部間
    を接続する装置であって、溶接ワイヤーを溶融し、溶融
    したワイヤーを前記間隙間に設けることで、前記２つの
    端部間を少なくとも接続する装置において、 前記溶接ワイヤーに溶接電流を供給する電源を備えた主
    アーク溶接機と、前記溶接ワイヤーに溶接電流を供給す
    る電源を備えた従アーク溶接機とを有し、 前記主アーク溶接機及び前記従アーク溶接機のそれぞれ
    の電源は、前記溶接ワイヤーに対する溶接電流を制御す
    るパルス幅変調器と、前記パルス幅変調器を制御する波
    形発生器とからなり、 前記従アーク溶接機のパルス幅変調器は、前記主アーク
    溶接機から出力されたマスター電流信号により制御さ
    れ、前記マスター電流信号は、命令信号と前記溶接電流
    との比較によって生成されることを特徴とする装置。
  23. 【請求項２３】 前記波形発生器は、前記パルス幅変調
    器により生成された信号を少なくとも部分的に制御する
    ことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
  24. 【請求項２４】 少なくとも部分的に前記パルス幅変調
    器を制御するために、前記前記波形発生器により用いら
    れる特定の波形が、オペレータにより選択可能であるこ
    とを特徴とする請求項２２又は２３に記載の装置。
  25. 【請求項２５】 前記パルス幅変調器は、高周波数で動
    作することを特徴とする請求項２１〜２４の何れかに記
    載の装置。
  26. 【請求項２６】 前記工作物は、パイプを含むことを特
    徴とする請求項２１〜２５の何れかに記載の装置。
  27. 【請求項２７】 前記２つの端部は、パイプの割れ目を
    含むことを特徴とす る請求項２２〜２６の何れかに記載
    の装置。
  28. 【請求項２８】 前記マスタ電源と前記スレーブ電源と
    は、同期回路により少なくとも部分的に制御されること
    を特徴とする請求項２２〜２７の何れかに記載の装置。
  29. 【請求項２９】 前記主アーク溶接機は、当該主アーク
    溶接機から離れた場所から少なくとも部分的に制御され
    ることを特徴とする請求項２２〜２８の何れかに記載の
    装置。
  30. 【請求項３０】 前記主アーク溶接機から離れた場所か
    ら当該主アーク溶接機を少なくとも部分的に制御する為
    の情報ネットワークを含むことを特徴とする請求項２９
    に記載の装置。
  31. 【請求項３１】 前記主アーク溶接機と通信する第２の
    アーク溶接機を含み、当該第２のアーク溶接機は、前記
    工作物と第２の溶接ワイヤーとの間に第２の溶接電流を
    供給することを特徴とする請求項２２〜３０の何れかに
    記載の装置。
  32. 【請求項３２】 前記第２のアーク溶接機は、前記第２
    の溶接ワイヤーに第２の溶接電流を供給する少なくとも
    一つの電源を含み、前記電源は、前記第２の溶接ワイヤ
    ーに対する前記第２の溶接電流を少なくとも部分的に制
    御する為のパルス幅変調器と、前記パルス幅変調器を少
    なくとも部分的に制御する波形発生器とを含み、 当該電源は、電流波形を示す溶接サイクルを構成する連
    続する電流パルスを生成し、 それぞれの電流パルスは、前記工作物に対して与えられ
    た極性を有し、 前記パルス幅変調器は、前記複数の電流パルスのパルス
    幅を制御することを特徴とする請求項３１記載の装置。
  33. 【請求項３３】 前記主アーク溶接機と通信する第３の
    アーク溶接機を含み、当該第３のアーク溶接機は、前記
    工作物と第３の溶接ワイヤーとの間に第３の溶接電流を
    供給することを特徴とする請求項２２〜３２の何れかに
    記載の装置。
  34. 【請求項３４】 前記第３のアーク溶接機は、前記第３
    の溶接ワイヤーに第３の溶接電流を供給する少なくとも
    一つの電源を含み、前記電源は、前記第３の溶接ワイヤ
    ーに対する前記第３の溶接電流を少なくとも部分的に制
    御する為のパ ルス幅変調器と、前記パルス幅変調器を少
    なくとも部分的に制御する波形発生器とを含み、 当該電源は、電流波形を示す溶接サイクルを構成する連
    続する電流パルスを生成し、 それぞれの電流パルスは、前記工作物に対して与えられ
    た極性を有し、 前記パルス幅変調器は、前記複数の電流パルスのパルス
    幅を制御することを特徴とする請求項３３記載の装置。
  35. 【請求項３５】 前記主アーク溶接機と通信する第４の
    アーク溶接機を含み、当該第４のアーク溶接機は、前記
    工作物と第４の溶接ワイヤーとの間に第４の溶接電流を
    供給することを特徴とする請求項２２〜３４の何れかに
    記載の装置。
  36. 【請求項３６】 前記第４のアーク溶接機は、前記第４
    の溶接ワイヤーに第４の溶接電流を供給する少なくとも
    一つの電源を含み、前記電源は、前記第４の溶接ワイヤ
    ーに対する前記第４の溶接電流を少なくとも部分的に制
    御する為のパルス幅変調器と、前記パルス幅変調器を少
    なくとも部分的に制御する波形発生器とを含み、 当該電源は、電流波形を示す溶接サイクルを構成する連
    続する電流パルスを生成し、 それぞれの電流パルスは、前記工作物に対して与えられ
    た極性を有し、 前記パルス幅変調器は、前記複数の電流パルスのパルス
    幅を制御することを特徴とする請求項３５記載の装置。
  37. 【請求項３７】 前記アーク溶接機は、それぞれ近接し
    て配置されていることを特徴とする請求項３３〜３６の
    何れかに記載の装置。
  38. 【請求項３８】 前記アーク溶接機の少なくとも２つと
    通信する位相制御器を含み、前記アーク溶接機の少なく
    とも２つの電流波形の位相又は周波数を制御することを
    特徴とする請求項３３〜３７の何れかに記載の装置。
  39. 【請求項３９】 前記アーク溶接機の少なくとも２つの
    位相は、異なることを特徴とする請求項３８に記載の装
    置。
  40. 【請求項４０】 前記情報ネットワークは、前記アーク
    溶接機の少なくとも２つを少なくとも部分的に制御する
    ことを特徴とする請求項３１〜３９の何れか に記載の装
    置。
  41. 【請求項４１】 前記アーク溶接機の少なくとも一つ
    は、複数の電源を含むことを特徴とする請求項３１〜４
    ０の何れかに記載の装置。
  42. 【請求項４２】 前記複数の電源は、マスタ電源と少な
    くとも一つのスレーブ電源とを含むことを特徴とする請
    求項４１に記載の装置。
  43. 【請求項４３】 前記マスタ電源と前記スレーブ電源と
    は、同期回路により少なくとも部分的に制御されること
    を特徴とする請求項４２に記載の装置。
  44. 【請求項４４】 少なくとも一つの前記溶接機の電源
    は、直流溶接電流を生成することを特徴とする請求項２
    ２〜４３の何れかに記載の装置。
  45. 【請求項４５】 少なくとも一つの前記溶接機の電源
    は、前記溶接電流の極性を少なくとも部分的に制御する
    極性コントローラを含むことを特徴とする請求項２２〜
    ４４の何れかに記載の装置。
  46. 【請求項４６】 少なくとも一つの前記溶接機の溶接電
    流は、一つの極性を維持することを特徴とする請求項２
    ２〜４５の何れかに記載の装置。
  47. 【請求項４７】 少なくとも一つの前記溶接機の溶接電
    流は、正の極性と負の極性と有することを特徴とする請
    求項２２〜４６の何れかに記載の装置。
  48. 【請求項４８】 前記溶接電流の正の極性と負の極性と
    は、前記極性コントローラにより制御される直流電流か
    ら少なくとも部分的に形成されることを特徴とする請求
    項４７に記載の装置。
  49. 【請求項４９】 少なくとも２つの溶接機は、正の極性
    と負の極性と有する溶接電流を生成し、それぞれの前記
    溶接電流は、異なる位相であることを特徴とする請求項
    ４７又は４８に記載の装置。
  50. 【請求項５０】 前記溶接機の少なくとも一つは、単一
    極性の溶接電流を供給し、少なくとも一つの他の溶接機
    は、正の極性と負の極性と有する溶接電流を供給するこ
    とを特徴とする請求項３１〜４９の何れかに記載の装
    置。
  51. 【請求項５１】 前記主溶接機は、単一極性の溶接電流
    を用いて溶接を行い、少なくとも一つの他の溶接機は、
    正の極性と負の極性と有する溶接電流を用いて溶接を行
    うことを特徴とする請求項３１〜５０の何れかに記載の
    装置。
  52. 【請求項５２】 前記波形発生器とパルス幅変調器と
    は、ソフトウエアによ り制御されることを特徴とする請
    求項２２〜５１の何れかにに記載の装置。
  53. 【請求項５３】 前記波形発生器とパルス幅変調器と
    は、マイクロチップ内に収納されていることを特徴とす
    る請求項２２〜５２の何れかにに記載の装置。
  54. 【請求項５４】 工作物の間隙を形成する２つの端部間
    を接続する方法であって、溶接ワイヤーを溶融し、溶融
    したワイヤーを前記間隙間に設けることで、前記２つの
    端部間を少なくとも接続する方法において、 ａ）前記溶接ワイヤーに溶接電流を供給する電源を備え
    た主アーク溶接機と、前記溶接ワイヤーに溶接電流を供
    給する電源を備えた従アーク溶接機とを設ける工程であ
    って、 前記主アーク溶接機及び従アーク溶接機のそれぞれの電
    源は、前記溶接ワイヤーに対する溶接電流を制御するパ
    ルス幅変調器と、前記パルス幅変調器を制御する波形発
    生器とからなり、 ｂ）前記従アーク溶接機のパルス幅変調器は、前記主ア
    ーク溶接機から出力されたマスター電流信号により制御
    され、前記マスター電流信号は、命令信号と前記溶接電
    流との比較によって生成される工程と、 ｃ）電流波形を示す溶接サイクルを構成する連続する電
    流パルスを生成する工程であって、それぞれの電流パル
    スは、前記工作物に対して与えられた極性を有し、 ｄ）前記複数の電流パルスのパルス幅を制御する工程
    と、 を含むことを特徴とする方法。
  55. 【請求項５５】 前記波形発生器は、前記パルス幅変調
    器により生成された信号を少なくとも部分的に制御する
    ことを特徴とする請求項５４に記載の方法。
  56. 【請求項５６】 前記波形発生器により用いられる特定
    の波形を選択し、前記パルス幅変調器を少なくとも部分
    的に制御する工程を含むことを特徴とする請求項５４又
    は５５に記載の方法。
  57. 【請求項５７】 前記パルス幅変調器は、高周波数で動
    作することを特徴とする請求項５４〜５６の何れかに記
    載の方法。
  58. 【請求項５８】 前記工作物は、パイプを含むことを特
    徴とする請求項５４〜５７の何れかに記載の方法。
  59. 【請求項５９】 前記２つの端部は、パイプの割れ目を
    含むことを特徴とする請求項５４〜５８の何れかに記載
    の方法。
  60. 【請求項６０】 前記マスタ電源と前記スレーブ電源と
    は、同期回路により少なくとも部分的に制御されること
    を特徴とする請求項５４〜５９の何れかに記載の方法。
  61. 【請求項６１】 前記主アーク溶接機から離れた場所か
    ら少なくとも部分的に前記主アーク溶接機を制御する工
    程を含むことを特徴とする請求項５４〜６０の何れかに
    記載の方法。
  62. 【請求項６２】 情報ネットワークを含み、当該情報ネ
    ットワークが、前記主アーク溶接機から離れた場所から
    当該主アーク溶接機を少なくとも部分的に制御すること
    を特徴とする請求項６１に記載の方法。
  63. 【請求項６３】 前記主アーク溶接機と通信する第２の
    アーク溶接機を設ける工程を含み、当該第２のアーク溶
    接機は、前記工作物と第２の溶接ワイヤーとの間に第２
    の溶接電流を供給することを特徴とする請求項５４〜６
    ２の何れかに記載の方法。
  64. 【請求項６４】 前記第２のアーク溶接機は、前記第２
    の溶接ワイヤーに第２の溶接電流を供給する少なくとも
    一つの電源を含み、前記電源は、前記第２の溶接ワイヤ
    ーに対する前記第２の溶接電流を少なくとも部分的に制
    御する為のパルス幅変調器と、前記パルス幅変調器を少
    なくとも部分的に制御する波形発生器とを含み、 当該電源は、電流波形を示す溶接サイクルを構成する連
    続する電流パルスを生成し、 それぞれの電流パルスは、前記工作物に対して与えられ
    た極性を有し、 前記パルス幅変調器は、前記複数の電流パルスのパルス
    幅を制御することを特徴とする請求項６３記載の方法。
  65. 【請求項６５】 前記主アーク溶接機と通信する第３の
    アーク溶接機を設ける工程を含み、当該第３のアーク溶
    接機は、前記工作物と第３の溶接ワイヤーとの間に第３
    の溶接電流を供給することを特徴とする請求項５４〜６
    ４の何れかに記載の方法。
  66. 【請求項６６】 前記第３のアーク溶接機は、前記第３
    の溶接ワイヤーに第３の溶接電流を供給する少なくとも
    一つの電源を含み、前記電源は、前記第３の溶接ワイヤ
    ーに対する前記第３の溶接電流を少なくとも部分的に制
    御する為のパルス幅変調器と、前記パルス幅変調器を少
    なくとも部分的に制御する波形発生器とを含み、 当該電源は、電流波形を示す溶接サイクルを構成する連
    続する電流パルスを生成し、 それぞれの電流パルスは、前記工作物に対して与えられ
    た極性を有し、 前記パルス幅変調器は、前記複数の電流パルスのパルス
    幅を制御することを特徴とする請求項６５記載の方法。
  67. 【請求項６７】 前記主アーク溶接機と通信する第４の
    アーク溶接機を設ける工程を含み、当該第４のアーク溶
    接機は、前記工作物と第４の溶接ワイヤーとの間に第４
    の溶接電流を供給することを特徴とする請求項５４〜６
    ５の何れかに記載の方法。
  68. 【請求項６８】 前記第４のアーク溶接機は、前記第４
    の溶接ワイヤーに第４の溶接電流を供給する少なくとも
    一つの電源を含み、前記電源は、前記第４の溶接ワイヤ
    ーに対する前記第４の溶接電流を少なくとも部分的に制
    御する為のパルス幅変調器と、前記パルス幅変調器を少
    なくとも部分的に制御する波形発生器とを含み、 当該電源は、電流波形を示す溶接サイクルを構成する連
    続する電流パルスを生成し、 それぞれの電流パルスは、前記工作物に対して与えられ
    た極性を有し、 前記パルス幅変調器は、前記複数の電流パルスのパルス
    幅を制御することを特徴とする請求項６７記載の方法。
  69. 【請求項６９】 前記アーク溶接機を近接して配置する
    工程を含むことを特徴とする請求項６３〜６８の何れか
    に記載の方法。
  70. 【請求項７０】 前記アーク溶接機の少なくとも２つの
    電流波形の位相又は周波数を制御する工程を含むことを
    特徴とする請求項６３〜６９の何れかに記載の方法。
  71. 【請求項７１】 前記アーク溶接機の少なくとも２つの
    位相は、異なることを特徴とする請求項７０に記載の方
    法。
  72. 【請求項７２】 前記情報ネットワークが、前記アーク
    溶接機の少なくとも２つを少なくとも部分的に制御する
    ことを特徴とする請求項６２〜７１の何れかに記載の方
    法。
  73. 【請求項７３】 前記アーク溶接機の少なくとも一つ
    は、複数の電源を含むことを特徴とする請求項６３〜７
    ２の何れかに記載の方法。
  74. 【請求項７４】 前記複数の電源は、マスタ電源と少な
    くとも一つのスレーブ電源とを含むことを特徴とする請
    求項７３に記載の方法。
  75. 【請求項７５】 前記マスタ電源と前記スレーブ電源と
    は、同期回路により少なくとも部分的に制御されること
    を特徴とする請求項７４に記載の方法。
  76. 【請求項７６】 少なくとも一つの前記溶接機の電源
    は、直流溶接電流を生成することを特徴とする請求項５
    ４〜７５の何れかに記載の方法。
  77. 【請求項７７】 前記溶接電流の極性を少なくとも部分
    的に制御する極性コントローラを設ける工程を含み、前
    記溶接電流の極性を少なくとも部分的に制御することを
    特徴とする請求項５４〜７６の何れかに記載の方法。
  78. 【請求項７８】 少なくとも一つの前記溶接機の溶接電
    流が、一つの極性を維持することを特徴とする請求項５
    ４〜７７の何れかに記載の方法。
  79. 【請求項７９】 少なくとも一つの前記溶接機の溶接電
    流は、正の極性と負の極性と有することを特徴とする請
    求項５４〜７８の何れかに記載の方法。
  80. 【請求項８０】 前記溶接電流の正の極性と負の極性と
    は、極性コントローラにより制御される直流電流から少
    なくとも部分的に形成されることを特徴とする請求項７
    ９に記載の方法。
  81. 【請求項８１】 少なくとも２つの溶接機は、正の極性
    と負の極性と有する溶接電流を生成し、それぞれの前記
    溶接電流は、異なる位相であることを特徴とする請求項
    ７９又は８０に記載の方法。
  82. 【請求項８２】 前記溶接機の少なくとも一つは、単一
    極性の溶接電流を供給し、少なくとも一つの他の溶接機
    は、正の極性と負の極性と有する溶接電流を供給するこ
    とを特徴とする請求項６３〜８１の何れかに記載の方
    法。
  83. 【請求項８３】 前記主アーク溶接機は、単一極性の溶
    接電流を用いて溶接を行い、少なくとも一つの他の溶接
    機は、正の極性と負の極性と有する溶接電流を用いて溶
    接を行うことを特徴とする請求項６３〜８２の何れかに
    記載の方法。
  84. 【請求項８４】 前記波形発生器とパルス幅変調器と
    は、ソフトウエアにより制御されることを特徴とする請
    求項５４〜８４の何れかにに記載の方法。
  85. 【請求項８５】 前記波形発生器とパルス幅変調器と
    は、マイクロチップ内に収納されていることを特徴とす
    る請求項５４〜８４の何れかにに記載の方法。
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