JP4436077B2 - 消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御方法に関し、特に、溶接電源装置の出力端子間に設けられたコンデンサからの急峻な放電電流によってアークスタート性を良好にする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、コンデンサからの急峻な放電電流を利用した消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御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、同図を参照して説明する。
【０００３】
溶接開始回路ＳＴは、溶接開始信号Ｓｔを出力（Ｈｉｇｈレベル）する。この溶接開始回路ＳＴとしては、溶接トーチに設けられたトーチトーチスイッチ回路が対応する。また、ロボット溶接では、この溶接開始信号Ｓｔはロボット制御装置から溶接電源装置に入力される。主制御回路ＭＣは、上記の溶接開始信号Ｓｔを入力して、出力電圧Ｖｏを制御する出力制御信号Ｍｃを出力すると共に、図示していないが溶接ワイヤ１の送給を制御する。電源主回路ＰＭは、商用交流電源（３相２００Ｖ等）を入力して、上記の出力制御信号Ｍｃに従ってインバータ制御等の出力制御を行い、正電圧端子（＋）と負電圧端子（−）との間に直流の出力電圧Ｖｏを出力する。リアクトルＷＬは、上記の出力電圧Ｖｏを平滑する。溶接ワイヤ１は、ワイヤ送給装置の送給ロール５の回転によって溶接トーチ４を通って送給されて、母材２との間にアーク３が発生する。
【０００４】
電圧検出回路ＶＤは、溶接電圧を検出して電圧検出信号Ｖｄを出力する。接触判別回路ＳＤは、上記の電圧検出信号Ｖｄを入力して、溶接ワイヤ１と母材２とが接触しているときにＨｉｇｈレベルとなる接触判別信号Ｓｄを出力する。充電制御回路ＣＣは、上記の溶接開始信号Ｓｔ及び上記の接触判別信号Ｓｄを入力して、溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベル（開始）でありかつ接触判別信号ＳｄがＬｏｗレベル（非接触）であるときに充電制御信号Ｃｃを出力（Ｈｉｇｈレベル）する。充電用サイリスタＳＣＲは、上記の充電制御信号Ｃｃが入力されると、導通状態になり充電電流を通電する。コンデンサＣは、充電電流によって充電され、溶接ワイヤ１と母材２とが接触すると整流器ＤＲを通って放電電流を通電する。上記の充電用サイリスタＳＣＲのアノード及び上記の整流器ＤＲのカソードは、上記のリアクトルＷＬを通過した側Ａ１に接続される。上記の充電電流は、電源主回路ＰＭの正電圧端子（＋）→リアクトルＷＬ→充電用サイリスタＳＣＲ→コンデンサＣの正極性→負極性→電源主回路ＰＭの負電圧端子（−）を経路として通電する。他方、上記の放電電流は、コンデンサＣの正極性→整流器ＤＲ→溶接ワイヤ１→母材２→コンデンサＣの負極性を経路として通電する。
【０００５】
図９は、上述した溶接電源装置の各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接開始信号Ｓｔの、同図（Ｂ）は溶接ワイヤ先端と母材との距離Ｌｗの、同図（Ｃ）は充電制御信号Ｃｃの、同図（Ｄ）は接触判別信号Ｓｄの、同図（Ｅ）は出力電圧Ｖｏの、同図（Ｆ）はコンデンサの充電電圧Ｖｃの、同図（Ｇ）は溶接電流Ｉｗのアークスタート時の時間変化を示す。同図は、溶接開始時点において、溶接ワイヤと母材とが離れている場合（非接触の場合）、すなわちワイヤ先端・母材間距離Ｌｗ＞０の場合である。同図の動作が、上述した溶接電源装置の通常の動作である。以下、同図を参照して説明する。
【０００６】
▲１▼ 時刻ｔ１〜ｔ３の期間
同図（Ａ）に示すように、時刻ｔ１において、溶接開始信号Ｓｔが出力（Ｈｉｇｈレベル）されると、同図（Ｅ）に示すように、出力電圧Ｖｏが出力されると共に、溶接ワイヤの送給が開始される。この時点ｔ１において、同図（Ｂ）に示すように、溶接ワイヤ先端と母材とは離れているために、同図（Ｄ）に示すように、接触判別信号ＳｄはＬｏｗレベル（非接触）となる。したがって、時刻ｔ１時点では、Ｓｔ＝Ｈｉｇｈレベル（開始）かつＳｄ＝Ｌｏｗレベル（非接触）であるので、同図（Ｃ）に示すように、充電制御信号Ｃｃは短時間Ｈｉｇｈレベルとなり、充電用サイリスタが導通し充電電流が通電する。これにより、同図（Ｆ）に示すように、コンデンサの充電電圧Ｖｃは大きくなり、時刻ｔ２においてフル充電されて最大値（７０〜１５０Ｖ程度）に達する。この最大値は、出力電圧Ｖｏの最大値（無負荷電圧値）となる。コンデンサがフル充電されると充電電流は通電しなくなり、充電用サイリスタは遮断状態になる。また、同図（Ｂ）に示すように、送給によって溶接ワイヤは母材に次第に近づくので、ワイヤ先端・母材間距離Ｌｗは次第に小さくなる。
【０００７】
▲２▼ 時刻ｔ３〜ｔ４の期間
同図（Ｂ）に示すように、時刻ｔ３において、ワイヤ先端・母材間距離Ｌｗが零となり溶接ワイヤと母材とが接触すると、同図（Ｆ）に示すように、充電電圧Ｖｃは負荷が短絡状態にあるので急激に放電されて、時刻ｔ４において放電を終了する。この時刻ｔ３〜ｔ４の放電期間中は、同図（Ｇ）に示すように、溶接電流Ｉｗには、急峻で大電流値の放電電流が重畳する。このように、時刻ｔ３において溶接ワイヤが母材に接触した瞬間に急峻な放電電流が通電するために、アークが確実に発生して良好なアークスタートとなる。すなわち、アークスタート性を向上させる目的で、コンデンサからの放電電流を利用している。
【０００８】
上記は溶接開始時点において溶接ワイヤと母材とが離れており、両者が接触するまでの期間にコンデンサに充電することができる通常の場合である。しかし、タック溶接等のように短い周期で溶接開始／停止を繰り返すような溶接では、作業性を良くするために溶接開始時点においてワイヤ先端を母材に接触させてアークスタートさせるいわゆる接触アークスタートを行うことが多い。また、通常の溶接においても、前回の溶接終了時のワイヤ先端状態によっては、今回の溶接において接触アークスタートになってしまうこともときどき発生する。この接触アークスタートでは、ワイヤ先端が始めから母材と接触しているために、コンデンサを充電する期間が存在しない。この結果、コンデンサは充電されず、放電電流も通電しない。
【０００９】
図１０は、上述した図９において接触アークスタートを行った場合のタイミングチャートである。同図（Ａ）〜（Ｇ）の各信号は図９と同一である。以下、同図を参照して説明する。
【００１０】
同図（Ａ）に示すように、時刻ｔ１において、溶接開始信号Ｓｔが出力（Ｈｉｇｈレベル）される。接触アークスタートの場合であるので、同図（Ｂ）に示すように、ワイヤ先端・母材間距離Ｌｗは始めから零となる。このために、同図（Ｄ）に示すように、接触判別信号ＳｄはＨｉｇｈレベル（接触）となり、同図（Ｃ）に示すように、充電制御信号ＣｃはＬｏｗレベルのままで出力されない。この結果、充電用サイリスタは導通しない。したがって、同図（Ｆ）に示すように、コンデンサの充電電圧Ｖｃは上昇せず、同図（Ｇ）に示すように、溶接電流Ｉｗには放電電流が重畳しない遅い立ち上がりの電流変化となる。すなわち、接触アークスタートにおいては、コンデンサからの放電電流が重畳されないために、コンデンサを有しないアークスタートと同様になる。（上述した従来技術については、例えば、特許文献１及び２を参照。）
【００１１】
【特許文献１】
特開昭６１−７８５６９号公報
【特許文献２】
特開昭６１−１０３６７７号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、接触アークスタートにおいては、コンデンサへの充電期間を確保することができないために、アークスタート時の溶接電流に放電電流は重畳されない。したがって、図１０（Ｇ）に示すように、アークスタート時の電流立ち上がりが遅いために、溶接ワイヤと母材との接触状態が長く解除されずに長期接触を伴う円滑でないアークスタートとなる。長期接触を伴うアークスタートになると、アークスタート時に大粒のスパッタが発生し、アークスタート時のアーク発生タイミングが遅れ、アークスタート部の溶接品質が悪くなる。
【００１３】
そこで、本発明では、接触アークスタートにおいて長期接触を伴うアークスタートを抑制し良好なアークスタート性を得ることができる消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御方法を提供する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御方法であって、直流電圧を出力する正電圧端子と負電圧端子とを有する電源主回路と、前記正電圧端子に直列に接続されるリアクトルと、前記リアクトルを通過した側に接続される充電電流を導通／遮断する充電用スイッチング素子と、前記充電用スイッチング素子と直列に接続されて前記充電用スイッチング素子の側を正極性に前記負電圧端子を負極性に接続するコンデンサと、前記コンデンサの正極性にアノードを前記リアクトルを通過した側にカソードを接続する放電電流を通電する整流器と、前記リアクトルを通過した側と負荷との間に直列に接続される主回路遮断用スイッチング素子と、を備え、
溶接開始信号が入力されると、前記主回路遮断用スイッチング素子を遮断状態にしたままで、前記電源主回路の出力を開始すると共に溶接ワイヤの送給を開始し、同時に前記充電用スイッチング素子を導通させて前記コンデンサを充電し、続いて前記コンデンサの充電が完了する予め定めた充電期間が経過すると、前記主回路遮断用スイッチング素子を導通させ、前記溶接ワイヤと母材とが接触すると前記コンデンサから前記整流器及び前記主回路遮断用スイッチング素子を通って急峻な放電電流が負荷に通電されてアークスタートすることを特徴とする消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御方法である。
【００１５】
また、請求項２の発明は、前記溶接開始信号が入力された時点で溶接ワイヤが母材と接触しているときは、前記溶接ワイヤの送給を前記充電期間が経過した時点から開始することを特徴とする請求項１記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御方法である。
また、請求項３の発明は、充電用スイッチング素子を電源主回路の正電圧端子とコンデンサの正極性との間に接続する請求項１又は請求項２記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御方法である。
【００１６】
また、請求項４の発明は、電源主回路の負電圧端子に直列に接続されるリアクトルと、前記リアクトルを通過した側に接続される充電電流を導通／遮断する充電用スイッチング素子と、前記充電用スイッチング素子と直列に接続されて前記充電用スイッチング素子の側を負極性に前記電源主回路の正電圧端子を正極性に接続するコンデンサと、前記コンデンサの負極性にカソードを前記リアクトルを通過した側にアノードを接続する放電電流を通電する整流器と、前記コンデンサの正極性と前記電源主回路の正電圧端子との接続点と負荷との間に直列に接続される主回路遮断用スイッチング素子とを備えた請求項１又は請求項２記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御方法である。
【００１７】
また、請求項５の発明は、充電用スイッチング素子を電源主回路の負電圧端子とコンデンサの負極性との間に接続する請求項４記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御方法である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御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。同図において、上述した図８と同一のブロックには同一符号を付してそれらの説明は省略する。以下、図８とは異なる点線で示す第２充電制御回路ＣＣ２、駆動回路ＤＶ及び主回路遮断用トランジスタＴＲについて説明する。
【００２０】
第２充電制御回路ＣＣ２は、溶接開始信号Ｓｔが入力（Ｈｉｇｈレベル）されると、充電用サイリスタＳＣＲを導通させる充電制御信号Ｃｃを出力する。駆動回路ＤＶは、溶接開始信号Ｓｔが入力（Ｈｉｇｈレベル）された時点から予め定めた充電期間Ｔｃ経過後に主回路遮断用トランジスタＴＲを導通させる駆動信号Ｄｖを出力する。主回路遮断用トランジスタＴＲは、リアクトルＷＬを通過した側Ａ１と溶接電源装置の正出力端子Ｂ１との間に直列に挿入されて、上記の駆動信号Ｄｖによって主回路の遮断／導通を行う。同図において、主回路遮断用スイッチング素子として、トランジスタＴＲの場合を示したが、サイリスタ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ等の種々のスイッチング素子を使用することができる。また、上記の主回路遮断用トランジスタＴＲの挿入位置は、溶接電源装置の負出力端子Ｂ２側でも同様である。
【００２１】
図２は、上述した溶接電源装置の各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接開始信号Ｓｔの、同図（Ｂ）は溶接ワイヤ先端と母材との距離Ｌｗの、同図（Ｃ）は充電制御信号Ｃｃの、同図（Ｄ）は駆動信号Ｄｖの、同図（Ｅ）は出力電圧Ｖｏの、同図（Ｆ）はコンデンサの充電電圧Ｖｃの、同図（Ｇ）は溶接電流Ｉｗのアークスタート時の時間変化を示す。同図は、上述した図９に対応しており、同図（Ｄ）の駆動信号Ｄｖが異なっている。また、同図は、図９と同様に、溶接開始時点において、溶接ワイヤと母材とが離れている場合（非接触の場合）、すなわちワイヤ先端・母材間距離Ｌｗ＞０の場合である。以下、同図を参照して説明する。
【００２２】
▲１▼ 時刻ｔ１〜ｔ３の期間
同図（Ａ）に示すように、時刻ｔ１において、溶接開始信号Ｓｔが出力（Ｈｉｇｈレベル）されると、同図（Ｅ）に示すように、出力電圧Ｖｏが出力されると共に、溶接ワイヤの送給が開始される。また、同図（Ｄ）に示すように、駆動信号Ｄｖは、この時点ｔ１から予め定めた充電期間Ｔｃが経過する時刻ｔ２１までは出力されないために、主回路遮断用トランジスタＴＲは遮断状態のままである。上記の充電期間Ｔｃは、無負荷電圧によってコンデンサがほぼ充電される時間に設定される。したがって、溶接ワイヤ先端と母材とが離れていても接触していても、主回路遮断用トランジスタによって主回路は遮断されるために、無負荷状態となる。また、同図（Ｃ）に示すように、充電制御信号Ｃｃは、同図（Ａ）に示す溶接開始信号Ｓｔが出力（Ｈｉｇｈレベル）されると短時間Ｈｉｇｈレベルとなり、充電用サイリスタが導通して充電電流が通電する。このために、同図（Ｆ）に示すように、コンデンサの充電電圧Ｖｃは大きくなり、時刻ｔ２においてフル充電される。また、同図（Ｂ）に示すように、送給によって溶接ワイヤは母材に次第に近づくので、ワイヤ先端・母材間距離Ｌｗは次第に小さくなる。そして、同図（Ｄ）に示すように、時刻ｔ２１において充電期間Ｔｃが経過するので、駆動信号ＤｖがＨｉｇｈレベルとなり、主回路遮断用トランジスタが導通状態となる。しかし、まだこの時点ｔ２１では、同図（Ｂ）に示すように、溶接ワイヤと母材とは離れているために無負荷状態のままである。
【００２３】
▲２▼ 時刻ｔ３〜ｔ４の期間
同図（Ｂ）に示すように、時刻ｔ３において、ワイヤ先端・母材間距離Ｌｗが零となり溶接ワイヤと母材とが接触すると、同図（Ｆ）に示すように、充電電圧Ｖｃは負荷が短絡状態になるので急激に放電されて、時刻ｔ４において放電を終了する。この時刻ｔ３〜ｔ４の放電期間中は、同図（Ｇ）に示すように、溶接電流Ｉｗには、急峻で大電流値の放電電流が重畳する。このように、時刻ｔ３において溶接ワイヤが母材に接触した瞬間に急峻な放電電流が通電するために、アークが確実に発生して良好なアークスタートとなる。
【００２４】
上述したように、溶接開始後、溶接ワイヤが送給されて母材と接触するまでのワイヤ接触期間（ｔ１〜ｔ３）が充電期間Ｔｃよりも長い場合には、図９の動作と同一になる。しかし、ワイヤ接触期間が充電期間Ｔｃよりも短くなると動作が異なり、本発明の特有な効果が発揮される。以下、ワイヤ接触期間が零となる接触アークスタートの場合について説明する。
【００２５】
図３は、接触アークスタート時のタイミングチャートである。同図（Ａ）〜（Ｇ）の各信号は上述した図２と同一である。以下、同図を参照して説明する。
【００２６】
同図（Ａ）に示すように、時刻ｔ１において、溶接開始信号Ｓｔが出力（Ｈｉｇｈレベル）されると、同図（Ｅ）に示すように、出力電圧Ｖｏが出力されると共に、溶接ワイヤの送給も開始される。このときに、同図（Ｄ）に示すように、時刻ｔ１から充電期間Ｔｃが経過する時刻ｔ２１までは駆動信号Ｄｖは出力されないために、主回路遮断用トランジスタは遮断状態のままである。このために、溶接ワイヤと母材とが接触状態にあっても、主回路遮断用トランジスタによって主回路が遮断されて無負荷状態になる。したがって、同図（Ｆ）に示すように、コンデンサの充電電圧は無負荷電圧によって充電され大きくなり、時刻ｔ２でフル充電されて最大値となる。
【００２７】
次に、同図（Ｄ）に示すように、時刻ｔ２１において充電期間Ｔｃが経過すると、駆動信号Ｄｖが出力（Ｈｉｇｈレベル）されて、主回路遮断用トランジスタは導通状態になる。このときに、溶接ワイヤと母材とは始めから接触しているために、同図（Ｆ）に示すように、コンデンサは放電されて、充電電圧Ｖｃは小さくなる。この結果、同図（Ｇ）に示すように、時刻ｔ２１から急峻な放電電流が溶接電流Ｉｗに重畳する。
【００２８】
このように、本発明では、接触アークスタートにおいてもコンデンサを充電して放電電流を通電することができるので、良好なアークスタート性を得ることができる。また、上記はワイヤ接触期間が零の場合であるが、この期間がコンデンサの充電に必要な期間よりも短い場合、すなわち、溶接開始時点でのワイヤ先端と母材とが接近している場合にも効果を奏する。従来技術ではこのような場合、コンデンサが不十分にしか充電されていない状態で放電することになり、放電電流の値が小さくなる。しかし、本発明では、常にコンデンサをフル充電した後に放電するので、放電電流の値は常に最大値となる。この結果、ワイヤ接触期間の長さに関わらずアークスタート性は常に良好となる。また、上記の充電期間Ｔｃは、出力電圧Ｖｏの値、コンデンサの容量等によって変化するので、適正値に設定する。充電期間Ｔｃは、ほぼコンデンサがフル充電される時間に設定するが、それ以上の時間に設定してもよい。また、上記の充電期間Ｔｃ中は溶接ワイヤの送給を停止したままとし、充電期間Ｔｃ経過後から送給を開始するようにしてもよい。これは、接触アークスタートでは溶接ワイヤが母材に始めから接触しているので、この状態で送給が継続されると溶接ワイヤのワイヤ突出し部が歪曲して溶接狙い位置がずれることもあるためである。
【００２９】
［実施の形態２］
図４は、本発明の実施の形態２に係る消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御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。同図において、充電用サイリスタＳＣＲ以外のブロックは上述した図１と同一である。実施の形態２では、充電用サイリスタＳＣＲのアノードをリアクトルＷＬを通過した側Ａ１ではなく電源主回路ＰＭの正電圧端子（＋）に接続する。各信号の動作は、上述した図２及び３と同様である。たたし、アノード接続位置の変更によって、コンデンサＣの充電電流がリアクトルＷＬを通過しないので、充電に要する時間が短くなる。したがって、それに対応して上記の充電期間Ｔｃを短く設定することができる。この結果、溶接開始信号の出力から溶接電流が通電してアークスタートするまでの時間を短くすることができ、生産効率を高めることができる。
【００３０】
［実施の形態３］
図５は、本発明の実施の形態３に係る消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御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。同図は、リアクトルＷＬ、充電用サイリスタＳＣＲ、コンデンサＣ、整流器ＤＲ、主回路遮断用トランジシタＴＲの接続位置を上述した図１から変更したものである。各信号の動作は上述した図２及び３と同様である。以下、接続変更について同図を参照して説明する。
【００３１】
リアクトルＷＬは、電源主回路ＰＭの負電圧端子（−）に直列に接続される。充電用サイリスタＳＣＲは、上記のリアクトルＷＬを通過した側Ａ２に接続される。コンデンサＣは、充電用サイリスタＳＣＲと直列に接続されて、上記の充電用サイリスタＳＣＲの側を負極性に、上記の電源主回路ＰＭの正電圧端子（＋）を正極性に接続する。整流器ＤＲは、上記のコンデンサＣの負極性にカソードを、上記のリアクトルＷＬを通過した側Ａ２にアノードを接続する。主回路遮断用トランジスタＴＲは、図１と同様に、電源主回路ＰＭの正電圧端子（＋）と上記のコンデンサＣの正極性との接続点Ａ３と正出力端子Ｂ１との間に接続される。この主回路遮断用トランジスタＴＲの挿入位置は、上述した実施の形態１と同様に、負出力端子側でも良い。
【００３２】
［実施の形態４］
図６は、本発明の実施の形態４に係る消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御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。同図は、上述した図５とは充電用サイリスタＳＣＲのカソードの接続位置が異なる。カソードをリアクトルＷＬを通過した側Ａ２ではなく電源主回路ＰＭの負電圧端子（−）に接続する。これは、上述した実施の形態２と同様に、コンデンサＣの充電に要する時間を短縮することができるので、充電期間Ｔｃを短く設定することができる。このために、溶接開始信号Ｓｔが出力されてから実際にアークスタートするまでの時間を短くすることができ、生産効率を高めることができる。
【００３３】
［効果］
図７は、本発明の効果の一例を示すための接触アークスタートを行ったときに長期接触が発生しない良好アークスタートとなる比率を比較した図である。溶接条件は、鉄鋼の炭酸ガスアーク溶において、溶接電流を１５０Ａに、溶接電圧を１９Ｖに設定して、わざと溶接ワイヤと母材とを接触させて接触アークスタートをした場合である。同図から明らかなように、従来技術では、約４０％が良好アークスタートであり、残りの約６０％は長期接触を伴うアークスタートであった。これに対して、本発明では、約９０％が良好アークスタートとなった。このように、本発明は、接触アークスタート時のアークスタート性が大幅に改善された。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御方法によれば、接触アークスタートにおいてもコンデンサにフル充電して急峻な放電電流を溶接電流に重畳することによって、接触アークスタートのアークスタート性を大幅に改善することができる。さらに、溶接開始時のワイヤ先端・母材間距離が短い場合でも常にコンデンサをフル充電することができるので、放電電流の値が常に最大値になり良好なアークスタート性を得ることができる。
【００３５】
また、請求項２及び４記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御方法によれば、コンデンサへの充電に要する時間を短くすることができるので、溶接開始信号の出力から実際のアークスタートまでの時間を短縮して生産効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る溶接電源装置のブロック図である。
【図２】実施の形態１における非接触アークスタート時のタイミングチャートである。
【図３】実施の形態１における接触アークスタート時のタイミングチャートである。
【図４】実施の形態２に係る溶接電源装置のブロック図である。
【図５】実施の形態３に係る溶接電源装置のブロック図である。
【図６】実施の形態４に係る溶接電源装置のブロック図である。
【図７】本発明の効果の一例を示す接触アークスタート時の良好アークスタート率の比較図である。
【図８】従来技術における溶接電源装置のブロック図である。
【図９】従来技術における非接触アークスタート時のタイミングチャートである。
【図１０】従来技術における接触アークスタート時のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 溶接ワイヤ
２ 母材
３ アーク
４ 溶接トーチ
５ 送給ロール
Ａ１、Ａ２ リアクトルを通過した側
Ｂ１ 正出力端子
Ｂ２ 負出力端子
Ｃ コンデンサ
ＣＣ 充電制御回路
Ｃｃ 充電制御信号
ＣＣ２ 第２充電制御回路
ＤＲ 整流器
ＤＶ 駆動回路
Ｄｖ 駆動信号
Ｉｗ 溶接電流
Ｌｗ ワイヤ先端・母材間距離
ＭＣ 主制御回路
Ｍｃ 出力制御信号
ＰＭ 電源主回路
ＳＣＲ 充電用サイリスタ
ＳＤ 接触判別回路
Ｓｄ 接触判別信号
ＳＴ 溶接開始回路
Ｓｔ 溶接開始信号
Ｔｃ 充電期間
ＴＲ 主回路遮断用トランジスタ
Ｖｃ 充電電圧
ＶＤ 電圧検出回路
Ｖｄ 電圧検出信号
Ｖｏ 出力電圧
ＷＬ リアクトル

Claims (5)

1. 消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御方法であって、直流電圧を出力する正電圧端子と負電圧端子とを有する電源主回路と、前記正電圧端子に直列に接続されるリアクトルと、前記リアクトルを通過した側に接続される充電電流を導通／遮断する充電用スイッチング素子と、前記充電用スイッチング素子と直列に接続されて前記充電用スイッチング素子の側を正極性に前記負電圧端子を負極性に接続するコンデンサと、前記コンデンサの正極性にアノードを前記リアクトルを通過した側にカソードを接続する放電電流を通電する整流器と、前記リアクトルを通過した側と負荷との間に直列に接続される主回路遮断用スイッチング素子と、を備え、
   溶接開始信号が入力されると、前記主回路遮断用スイッチング素子を遮断状態にしたままで、前記電源主回路の出力を開始すると共に溶接ワイヤの送給を開始し、同時に前記充電用スイッチング素子を導通させて前記コンデンサを充電し、続いて前記コンデンサの充電が完了する予め定めた充電期間が経過すると、前記主回路遮断用スイッチング素子を導通させ、前記溶接ワイヤと母材とが接触すると前記コンデンサから前記整流器及び前記主回路遮断用スイッチング素子を通って急峻な放電電流が負荷に通電されてアークスタートすることを特徴とする消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御方法。
2. 前記溶接開始信号が入力された時点で溶接ワイヤが母材と接触しているときは、前記溶接ワイヤの送給を前記充電期間が経過した時点から開始することを特徴とする請求項１記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御方法。
3. 充電用スイッチング素子を電源主回路の正電圧端子とコンデンサの正極性との間に接続する請求項１又は請求項２記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御方法。
4. 電源主回路の負電圧端子に直列に接続されるリアクトルと、前記リアクトルを通過した側に接続される充電電流を導通／遮断する充電用スイッチング素子と、前記充電用スイッチング素子と直列に接続されて前記充電用スイッチング素子の側を負極性に前記電源主回路の正電圧端子を正極性に接続するコンデンサと、前記コンデンサの負極性にカソードを前記リアクトルを通過した側にアノードを接続する放電電流を通電する整流器と、前記コンデンサの正極性と前記電源主回路の正電圧端子との接続点と負荷との間に直列に接続される主回路遮断用スイッチング素子とを備えた請求項１又は請求項２記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御方法。
5. 充電用スイッチング素子を電源主回路の負電圧端子とコンデンサの負極性との間に接続する請求項４記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート制御方法。

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