JP5506590B2 - Arc welding machine - Google Patents
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Description
本発明は、アーク溶接機の最大負荷電圧特性を溶接モードに応じて切り換える技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for switching a maximum load voltage characteristic of an arc welder according to a welding mode.
アーク溶接機で被覆アーク溶接を行うとき、タック溶接モード無しの第1の最大負荷電圧特性とタック溶接モード有りの第2の最大負荷電圧特性の2種類を有していないと、点弧と消弧とを繰り返すタック溶接では、最大負荷電圧が高いためにアークを容易に消弧できない。 When covering arc welding with an arc welder, if there are not two types of characteristics, the first maximum load voltage characteristic without the tack welding mode and the second maximum load voltage characteristic with the tack welding mode, the ignition and extinction In tack welding that repeats arc, the arc cannot be easily extinguished because the maximum load voltage is high.
図8は、従来技術のアーク溶接機の電気接続図である。同図において、一次整流回路DR1と平滑コンデンサC1とで直流電源回路を形成し、一次整流回路DR1は、交流電源ACを整流して整流電圧を生成し、平滑コンデンサC1は、脈流を有する整流電圧を平滑して直流電圧を生成する。 FIG. 8 is an electrical connection diagram of a conventional arc welder. In the figure, a primary rectifier circuit DR1 and a smoothing capacitor C1 form a DC power supply circuit. The primary rectifier circuit DR1 rectifies an AC power supply AC to generate a rectified voltage, and the smoothing capacitor C1 is a rectifier having a pulsating current. The voltage is smoothed to generate a DC voltage.
第1のスイッチング素子TR1乃至第4のスイッチング素子TR4でフル・ブリッジのインバータ回路を形成し、直流電圧を高周波交流電圧に変換して出力する。主変圧器INTは、高周波交流電圧をアーク加工に適した電圧に変換し、二次整流回路DR2は、主変圧器INTの出力を整流し、直流リアクトルLを介して手溶接棒に直流電力を供給する。 The first switching element TR1 to the fourth switching element TR4 form a full-bridge inverter circuit, which converts a DC voltage into a high-frequency AC voltage and outputs it. The main transformer INT converts the high-frequency AC voltage into a voltage suitable for arc machining, and the secondary rectifier circuit DR2 rectifies the output of the main transformer INT and supplies DC power to the manual welding rod via the DC reactor L. Supply.
切換スイッチSWは、接点a、接点bの2接点を備えてタック溶接モードを選択する切換スイッチであり、a接点を選択することによりタック溶接モード無し、b接点を選択することによりタック溶接モード有りになる。 The change-over switch SW is a change-over switch that has two contacts, contact a and contact b, and selects the tack welding mode. By selecting the a contact, there is no tack welding mode, and by selecting the b contact, there is a tack welding mode. become.
図8に示す従来技術のアーク溶接機を用いて、被覆アーク溶接でタック溶接を行うときは、切換スイッチSWを接点a側にして、主変圧器INTの2次側巻線に設けたタップ1aが二次整流回路DR2に接続される。このとき、最大負荷電圧特性が降圧された第2の最大負荷電圧特性になり、突合せ溶接の仮付け作業を行うときアークが容易に消弧でき作業性が向上する。 When tack welding is performed by covering arc welding using the arc welding machine of the prior art shown in FIG. 8, the tap 1a provided on the secondary winding of the main transformer INT with the changeover switch SW set to the contact a side. Is connected to the secondary rectifier circuit DR2. At this time, the maximum load voltage characteristic is reduced to the second maximum load voltage characteristic, and when performing the butt welding tacking work, the arc can be easily extinguished and workability is improved.
特許文献1に記載されたアーク溶接機は、主変圧器INTの2次側巻線に設けた各タップにサイリスタ素子を接続し、溶接法に応じて各サイリスタを通電し、主変圧器INTの2次側巻線に設けられた各タップを選択するものである。
In the arc welding machine described in
上述したアーク溶接機で被覆アーク溶接を行うとき、最大負荷電圧が高いためにアークの消弧が困難になり、タック溶接で著しく作業性が悪くなると共に製品の品質も落ちる。 When covering arc welding is performed with the above-described arc welding machine, arc extinguishing becomes difficult due to the high maximum load voltage, and workability is remarkably deteriorated in tack welding, and the product quality is also lowered.
この対策として、特許文献1の従来技術では、主変圧器INTの2次側巻線に設けたタップを切換スイッチSWによって2次側の出力電圧の低いタップを選択し、最大負荷電圧を降圧させた第2の最大負荷電圧特性を生成することで、手溶接棒で短絡と引き上げとを繰り返して行うタック溶接を容易にするものである。
As a countermeasure, in the prior art of
しかし、従来技術では、主変圧器INTの2次側巻線にタップを別途必要とし、このタップを選択する大電流対応のスイッチ又はサイリスタ素子も必要となるので、構成が複雑になると共に材料費も高くなる。 However, the conventional technology requires a separate tap on the secondary side winding of the main transformer INT, and also requires a switch or thyristor element that supports high current to select this tap. Also gets higher.
そこで、本発明では、主変圧器INTの2次側巻線にタップを設けなくてもタック溶接が容易にできるアーク溶接機を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an arc welder that can easily perform tack welding without providing a tap on the secondary winding of the main transformer INT.
上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、商用交流電源を整流及び平滑して直流電圧を出力する直流電源回路と、前記直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータ回路と、前記高周波交流電圧を溶接に適した交流電圧に変換する主変圧器と、前記主変圧器の出力を整流する2次整流回路と、前記整流された出力電流を検出する出力検出回路と、前記検出された出力電流に基づいて前記インバータ回路を制御する主制御回路と、を備えたアーク溶接機において、
タック溶接モードを選択する選択回路を設け、 前記主制御回路は、前記タック溶接モードが選択されると、各出力電流値における最大負荷電圧を降圧させた最大負荷電圧特性を形成する外部特性制御を行う、ことを特徴とするアーク溶接機である。
In order to solve the above-described problem, the invention of
A selection circuit for selecting a tack welding mode is provided, and when the tack welding mode is selected, the main control circuit performs an external characteristic control for forming a maximum load voltage characteristic obtained by stepping down the maximum load voltage at each output current value. An arc welding machine characterized by performing.
請求項2の発明は、前記外部特性制御を、出力電流値が予め定めた出力電流基準値以下であるときにのみ行う、ことを特徴とする請求項1記載のアーク溶接機である。
The invention according to claim 2 is the arc welder according to
請求項3の発明は、前記各出力電流値における最大負荷電圧の降圧値を、出力電流値に応じて変化させる、ことを特徴とする請求項1記載のアーク溶接機である。
The invention according to claim 3 is the arc welder according to
請求項4の発明は、前記外部特性制御を、前記インバータ回路の最大ON・Dutyを減少させることによって行う、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のアーク溶接機である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the arc welder according to any one of the first to third aspects, the external characteristic control is performed by reducing a maximum ON / Duty of the inverter circuit. is there.
請求項5の発明は、前記直流電源回路と前記インバータ回路との間に出力直流電圧が予め定めた目標電圧設定値と等しくなるように制御する昇降圧チョッパー回路を設け、前記外部特性制御を、前記目標電圧設定値を減少させることによって行う、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のアーク溶接機である。
According to a fifth aspect of the present invention, a step-up / step-down chopper circuit for controlling an output DC voltage to be equal to a predetermined target voltage setting value is provided between the DC power supply circuit and the inverter circuit, and the external characteristic control is performed. The arc welding machine according to
本発明の請求項1及び4によれば、タック溶接モードを選択すると、インバータ回路を制御するパルス信号の最大On・Dutyを減少させるだけで、各出力電流値における最大負荷電圧を降圧させた最大負荷電圧特性を形成できるので、頻繁に手溶接棒を引き上げ及び引き下げを行って消弧と点弧とを繰り返す溶接でアーク切れが良くなり、作業性が改善すると共に溶接の品質も向上する。 According to the first and fourth aspects of the present invention, when the tack welding mode is selected, the maximum load voltage at each output current value is reduced by merely reducing the maximum On · Duty of the pulse signal for controlling the inverter circuit. Since the load voltage characteristic can be formed, the arc breakage is improved by welding by repeatedly raising and lowering the manual welding rod and repeating arc extinction and ignition, improving workability and improving the quality of welding.
本発明の請求項2及び4によれば、タック溶接モードを選択すると、出力電流値と小電流領域の予め定めた出力電流基準値とを比較し、出力電流値が出力電流基準値以下のときのみの最大負荷電圧を降圧するので、出力電流基準値以上のときアーク切れが抑制されると共に、出力電流基準値以下のときのみアーク切れが良くなり溶接の品質が更に向上する。 According to the second and fourth aspects of the present invention, when the tack welding mode is selected, the output current value is compared with a predetermined output current reference value in the small current region, and the output current value is equal to or less than the output current reference value. Since the maximum load voltage is reduced, the arc break is suppressed when the output current is not less than the reference value of the output current, and the arc break is improved only when the output current is not more than the reference value, thereby further improving the welding quality.
本発明の請求項3及び4によれば、タック溶接モードを選択すると、出力電流値に応じて最大負荷電圧の降圧値を変化させると、出力電流値ごとに最適な最大負荷電圧になるので精度の良いタック溶接が可能となり溶接の品質が大きく向上する。 According to the third and fourth aspects of the present invention, when the tack welding mode is selected, if the step-down value of the maximum load voltage is changed according to the output current value, the optimum maximum load voltage is obtained for each output current value. Tack welding with good quality is possible and the quality of welding is greatly improved.
本発明の請求項5によれば、異電圧対応のアーク溶接機に設けられている標準装備の昇降圧チョッパー回路の目標電圧値を変更するだけで、最大負荷電圧特性がタック溶接モードに適応した負荷電圧特性にできるので、異電圧対応に加えて新たな機能が部品を追加しなくても可能となる。 According to claim 5 of the present invention, the maximum load voltage characteristic is adapted to the tack welding mode only by changing the target voltage value of the standard buck-boost chopper circuit provided in the arc welding machine for different voltages. Since the load voltage characteristics can be achieved, new functions can be added without adding parts in addition to handling different voltages.
図1は、実施形態1のアーク溶接機の電気接続図である。同図において、図8に示す従来技術のアーク溶接機の電気接続図と同一符号の構成物は、同一動作を行うので説明は省略し、符号の相違する構成物についてのみ説明する。 FIG. 1 is an electrical connection diagram of the arc welder according to the first embodiment. In the figure, components having the same reference numerals as those in the electrical connection diagram of the arc welding machine of the prior art shown in FIG. 8 perform the same operations, and thus description thereof will be omitted, and only components having different reference numerals will be described.
図1に示す選択回路WDは、タック溶接モード有り又は無しを選択する。出力電流設定回路IRは、予め定めた出力電流設定信号Irを設定する。 The selection circuit WD shown in FIG. 1 selects the presence or absence of the tack welding mode. The output current setting circuit IR sets a predetermined output current setting signal Ir.
主制御回路SCは、選択回路WDによりタック溶接モード有りが選択されると、タック溶接モード信号Wcを出力すると共に出力電流設定信号Irの値と出力電流検出信号Idの値とを比較演算して比較演算信号Scを出力する。 When the selection circuit WD selects the tack welding mode, the main control circuit SC outputs the tack welding mode signal Wc, and compares and calculates the value of the output current setting signal Ir and the value of the output current detection signal Id. The comparison calculation signal Sc is output.
図1に示すパルス幅変調回路PWMは、パルス周波数が一定でパルス幅を変調するPWM制御を行い、比較演算信号Scの値に応じて第1の出力制御信号Pw1及び第2の出力制御信号Pw2のパルス幅を制御すると共に、予め定めた第1の最大On・Dutyと、この第1の最大On・Dutyより所定値小さくした第2の最大On・Dutyとを有している。 The pulse width modulation circuit PWM shown in FIG. 1 performs PWM control for modulating the pulse width with a constant pulse frequency, and the first output control signal Pw1 and the second output control signal Pw2 according to the value of the comparison calculation signal Sc. And a predetermined first maximum On · Duty, and a second maximum On · Duty that is smaller than the first maximum On · Duty by a predetermined value.
インバータ駆動回路DKは、第1の出力制御信号Pw1に応じて第1のインバータ駆動信号Dk1及び第4のインバータ駆動信号Dk4を出力し、第2の出力制御信号Pw2に応じて第2のインバータ駆動信号Dk2及び第3のインバータ駆動信号Dk3を出力する。 The inverter drive circuit DK outputs the first inverter drive signal Dk1 and the fourth inverter drive signal Dk4 according to the first output control signal Pw1, and the second inverter drive according to the second output control signal Pw2. The signal Dk2 and the third inverter drive signal Dk3 are output.
図2は、本発明のタック溶接有り又は無しの最大負荷電圧特性を示す図である。以下、図1及び図2を参照して実施の形態1の動作について説明する。 FIG. 2 is a diagram showing the maximum load voltage characteristics with or without tack welding according to the present invention. The operation of the first embodiment will be described below with reference to FIGS.
図1に示す主制御回路SCは、選択回路WDによりタック溶接モード有りが選択されるとタック溶接モード信号Wcを出力する。パルス幅変調回路PWMは、タック溶接モード信号Wcが入力されると、第1の最大On・Dutyから第2の最大On・Dutyに切り換えられる。このとき、図2に示す、各出力電流値における最大負荷電圧を降圧させてタック溶接モードに対応した最大負荷電圧特性を形成する。 The main control circuit SC shown in FIG. 1 outputs a tack welding mode signal Wc when the selection circuit WD selects the tack welding mode. When the tack welding mode signal Wc is input, the pulse width modulation circuit PWM is switched from the first maximum On · Duty to the second maximum On · Duty. At this time, the maximum load voltage characteristic corresponding to the tack welding mode is formed by stepping down the maximum load voltage at each output current value shown in FIG.
例えば、出力電流を150Aに設定し突合せ溶接の仮付け作業を行うとき、仮付け作業が1箇所終了するごとに作業者が手溶接棒を引き上げてアークを切る。そして、次の仮付け箇所に手溶接棒を移動し再度アークを発生させる。このとき、手溶接棒を引き上げてアーク長を長くすると図2の示す負荷電圧が増加し、最大負荷電圧がA点に到達すると緩やかな増加に移行すると共に出力電流の減少が生じる。そして、例えば、出力電流が5A近傍のB点になるとアークが切れる場合において、タック溶接モード有りのとき、最大負荷電圧を約58Vになり、タック溶接モード無しのときの最大負荷電圧は約68Vになる。 For example, when setting the output current to 150 A and performing a butt welding tacking work, the operator pulls up the hand welding rod and cuts the arc every time the tacking work is completed. Then, the hand welding rod is moved to the next tacking location to generate an arc again. At this time, if the hand welding rod is pulled up to increase the arc length, the load voltage shown in FIG. 2 increases, and when the maximum load voltage reaches point A, the load voltage gradually increases and the output current decreases. For example, when the arc is cut when the output current reaches a point B in the vicinity of 5 A, the maximum load voltage is about 58 V when the tack welding mode is present, and the maximum load voltage is about 68 V when the tack welding mode is not present. Become.
上述より、タック溶接モード有りのとき、最大負荷電圧を降圧させることで作業者が手溶接棒を引き上げてアークを切る作業に行うとき、アークが容易に消弧するので被覆アーク溶接に仮付け作業等を行うとき、作業性が改善すると共に溶接性の品質も向上する。 From the above, when the tack welding mode is present, the arc is easily extinguished when the operator pulls up the manual welding rod to cut the arc by lowering the maximum load voltage, so that the arc is easily extinguished so Etc., the workability is improved and the weldability quality is also improved.
図3は、実施形態2のアーク溶接機の電気接続図である。
同図において、図1及び図8に示すアーク溶接機の電気接続図と同一符号の構成物は、同一動作を行うので説明は省略し、符号の相違する構成物についてのみ説明する。
FIG. 3 is an electrical connection diagram of the arc welder of the second embodiment.
In the figure, components having the same reference numerals as those in the electrical connection diagrams of the arc welder shown in FIGS. 1 and 8 perform the same operations, and thus description thereof will be omitted, and only components having different reference numerals will be described.
図3に示す出力電流基準設定回路RFは、予め定めた出力電流基準設定信号Rfを設定する。比較回路CPは、出力電流検出信号Idの値と出力電流基準設定信号Rfの値とを比較し、出力電流検出信号Idの値が出力電流基準設定信号Rfの値より小さいときに、比較信号CpをHighレベルにする。 The output current reference setting circuit RF shown in FIG. 3 sets a predetermined output current reference setting signal Rf. The comparison circuit CP compares the value of the output current detection signal Id with the value of the output current reference setting signal Rf. When the value of the output current detection signal Id is smaller than the value of the output current reference setting signal Rf, the comparison signal Cp Is set to High level.
選択回路WDによりタック溶接モード有りが選択されると、図3に示す主制御回路SCは、比較信号CpがHighレベルかLowレベルかを判別し、比較信号CpがHighレベルのときタック溶接モード信号Wcを出力し、Lowレベルのとき出力を停止する。パルス幅変調回路PWMは、タック溶接モード信号Wcが入力されると第1の最大On・Dutyから第2の最大On・Dutyに切り換えられ、タック溶接モード信号Wcの入力が停止されると第2の最大On・Dutyから第1の最大On・Dutyに切り換えられる。 When the selection circuit WD selects the tack welding mode present, the main control circuit SC shown in FIG. 3 determines whether the comparison signal Cp is high level or low level, and when the comparison signal Cp is high level, the tack welding mode signal Wc is output, and when it is at Low level, output is stopped. The pulse width modulation circuit PWM is switched from the first maximum On · Duty to the second maximum On · Duty when the tack welding mode signal Wc is input, and the second when the input of the tack welding mode signal Wc is stopped. Is switched from the maximum On · Duty of the first maximum On · Duty.
図4に示す、例えば、出力電流が50A〜400Aの範囲で作業者が被覆アーク溶接を行うと、パルス幅変調回路PWMは、最大負荷電圧が高くなる第1の最大On・Dutyで被覆アーク溶接が行われるのでアーク切れのない安定した溶接が可能となる。そして、例えば、出力電流が50A以下の範囲でパルス幅変調回路PWMは、最大負荷電圧を降圧させる第2の最大On・Dutyで被覆アーク溶接が行われる。 As shown in FIG. 4, for example, when the operator performs the covering arc welding in the range of the output current of 50A to 400A, the pulse width modulation circuit PWM performs the covering arc welding at the first maximum On · Duty where the maximum load voltage becomes high. Therefore, stable welding without arc interruption becomes possible. For example, in the range where the output current is 50 A or less, the pulse width modulation circuit PWM is subjected to the covering arc welding with the second maximum On · Duty that reduces the maximum load voltage.
被覆アーク溶接で突合せ溶接の仮付け作業が終了すると、作業者は手溶接棒を引き上げてアークを切る作業に行う。このとき、手溶接棒を引き上げによってアーク長を長くすると、アーク長の増加の応じて出力電流検出信号Idの値が減少する。比較回路CPは、出力電流検出信号Idの値が(例えば、50Aになると)出力電流基準設定信号Rfの値(例えば、50A)より小さくなると比較信号CpをHighレベルにする。 When the butt welding tacking work is completed in the covering arc welding, the operator performs the work of lifting the hand welding rod and cutting the arc. At this time, when the arc length is lengthened by pulling up the manual welding rod, the value of the output current detection signal Id decreases as the arc length increases. The comparison circuit CP sets the comparison signal Cp to the high level when the value of the output current detection signal Id becomes smaller than the value of the output current reference setting signal Rf (for example, 50 A) (for example, 50 A).
主制御回路SCは、比較信号CpがHighレベルになるとタック溶接モード信号Wcを出力し、パルス幅変調回路PWMは、第1の最大On・Dutyから第2の最大On・Dutyに切り換える。このとき、図4に示す、出力電流が50A以下の最大負荷電圧が降圧される。 When the comparison signal Cp becomes High level, the main control circuit SC outputs the tack welding mode signal Wc, and the pulse width modulation circuit PWM switches from the first maximum On · Duty to the second maximum On · Duty. At this time, the maximum load voltage with an output current of 50 A or less shown in FIG. 4 is stepped down.
作業者が出力電流を150Aに設定し突合せ溶接の仮付け作業を行うとき、仮付け作業が1箇所終了するごとに作業者が手溶接棒を引き上げてアークを切る作業を行う。そして、次の仮付け箇所に手溶接棒を移動し再度アークを発生させる。このとき、手溶接棒を引き上げてアーク長を長くすると図4に示す負荷電圧が増加し、最大負荷電圧がA点に到達すると緩やかな増加に移行すると共に出力電流の減少が生じる。このとき、手溶接棒を更に引き上げによってアーク長を長くすると、アーク長の増加の応じて出力電流検出信号Idの値が減少する。比較回路CPは、出力電流検出信号Idの値が出力電流基準設定信号Rfの値(例えば、50A)より小さくなると比較信号CpをHighレベルにする。 When an operator sets the output current to 150 A and performs a butt welding tentative work, the operator pulls up the hand welding rod and cuts the arc every time the tempering work is completed at one place. Then, the hand welding rod is moved to the next tacking location to generate an arc again. At this time, when the arc length is increased by pulling up the manual welding rod, the load voltage shown in FIG. 4 increases. When the maximum load voltage reaches point A, the load voltage gradually increases and the output current decreases. At this time, when the arc length is lengthened by further lifting the manual welding rod, the value of the output current detection signal Id decreases as the arc length increases. The comparison circuit CP sets the comparison signal Cp to High level when the value of the output current detection signal Id becomes smaller than the value of the output current reference setting signal Rf (for example, 50 A).
このとき、最大負荷電圧が降圧される。そして、出力電流が5A近傍のB点になるとアークが切れる場合において、タック溶接モード有りのとき、負荷電圧は約58Vになり、タック溶接無しのときは約68Vにもなる。 At this time, the maximum load voltage is stepped down. When the arc is cut when the output current reaches point B in the vicinity of 5 A, the load voltage is about 58 V when the tack welding mode is present, and is about 68 V when there is no tack welding.
上述より、タック溶接モード有りのとき、最大負荷電圧を降圧させることで作業者が手溶接棒を引き上げてアークを切る作業に行うとき、アークが容易に消弧するので被覆アーク溶接に仮付け作業等を行うとき、作業性が改善すると共に溶接性の品質も向上する。 From the above, when the tack welding mode is present, the arc is easily extinguished when the operator pulls up the manual welding rod to cut the arc by lowering the maximum load voltage, so that the arc is easily extinguished so Etc., the workability is improved and the weldability quality is also improved.
図5は、実施形態3のアーク溶接機の電気接続図である。以下、図5及び図6を参照して動作について説明する。 FIG. 5 is an electrical connection diagram of the arc welder of the third embodiment. The operation will be described below with reference to FIGS.
主制御回路SCは、選択回路WDによりタック溶接モード有りが選択されるとタック溶接モード信号Wcを出力する。 Main control circuit SC outputs tack welding mode signal Wc when selection of presence of tack welding mode is selected by selection circuit WD.
図5に示すパルス幅変調回路PWMは、タック溶接モード信号Wcが入力されると、図6に示す(20V+0.04×IA)によって算出される標準負荷電圧特性に、例えば12V加算した値(32V+0.04×IA)になる最大負荷電圧特性が生成される。 When the tack welding mode signal Wc is input, the pulse width modulation circuit PWM shown in FIG. 5 has a value obtained by adding, for example, 12V (32V + 0) to the standard load voltage characteristic calculated by (20V + 0.04 × IA) shown in FIG. .04 × IA) is generated.
作業者が、出力電流を150Aに設定し突合せ溶接の仮付け作業を行うとき、(32V+0.04×IA)の式より最大On・Dutyが制御され、A点の最大負荷電圧54Vが降圧されて38Vになる。
そして、仮付け作業が1箇所終了するごとに作業者が手溶接棒を引き上げてアークを切る作業を行う。このとき、手溶接棒を引き上げてアーク長を長くすると図6に示す負荷電圧が増加し、負荷電圧がA点の38Vに到達すると緩やかな減少に移行すると共に出力電流も減少する。そして、例えば、出力電流が5A近傍のB点になるとアークが切れる場合において、タック溶接モード有りのとき、負荷電圧が約32Vになり、タック溶接モード無しのときは約68Vにもなる。
When the operator sets the output current to 150 A and performs the butt welding temporary work, the maximum On · Duty is controlled by the formula (32V + 0.04 × IA), and the maximum load voltage 54 V at point A is stepped down. It becomes 38V.
Then, every time the tacking operation is completed, the operator pulls up the manual welding rod to cut the arc. At this time, when the arc length is increased by pulling up the hand welding rod, the load voltage shown in FIG. 6 increases, and when the load voltage reaches 38 V at point A, the load voltage gradually decreases and the output current also decreases. For example, when the arc is cut when the output current reaches point B in the vicinity of 5 A, the load voltage is about 32 V when the tack welding mode is present, and is about 68 V when the tack welding mode is not present.
上述より、タック溶接モード有りのとき、出力電流値ごとに最大負荷電圧の降圧値を最適化するので、作業者が手溶接棒を引き上げてアークを切る、被覆アーク溶接の仮付け作業のとき、アークが容易に消弧でき作業性が改善すると共に溶接性の品質も向上する。 From the above, when the tack welding mode is present, the step-down value of the maximum load voltage is optimized for each output current value. Arcs can be extinguished easily, improving workability and improving weldability.
図7は、実施形態4のアーク溶接機の電気接続図である。同図において、図1及び図8に示すに示すアーク溶接機の電気接続図と同一符号の構成物は、同一動作を行うので説明は省略し、符号の相違する構成物についてのみ説明する。 FIG. 7 is an electrical connection diagram of the arc welder of the fourth embodiment. In the figure, components having the same reference numerals as those of the electrical connection diagram of the arc welder shown in FIGS. 1 and 8 perform the same operations, and thus description thereof will be omitted, and only components having different reference numerals will be described.
図7に示す電気接続図は、商用交流電圧の異電圧に対応した標準アーク溶接機であり、第5のスイッチング素子TR5、ダイオードD1、第2の直流リアクトルDCL2及びコンデンサC2によって形成される昇降圧チョッパー回路が、直流電源回路とインバータ回路との間に標準に設けられており、直流電源回路からの直流電圧を予め定めた目標電圧設定値と等しくしてインバータ回路に供給する。 The electrical connection diagram shown in FIG. 7 is a standard arc welding machine corresponding to a different commercial AC voltage, and a step-up / down voltage formed by a fifth switching element TR5, a diode D1, a second DC reactor DCL2, and a capacitor C2. A chopper circuit is provided as a standard between the DC power supply circuit and the inverter circuit, and supplies the DC voltage from the DC power supply circuit to the inverter circuit by making it equal to a predetermined target voltage setting value.
図7に示す主制御回路SCは、選択回路WDによりタック溶接モード有りが選択されると、パルス信号である昇降圧チョッパー制御信号Ccの予め定めたOn・Dutyを変更する。 When the selection circuit WD selects the presence of the tack welding mode, the main control circuit SC shown in FIG. 7 changes a predetermined On / Duty of the step-up / down chopper control signal Cc that is a pulse signal.
昇降圧チョッパー駆動回路CHは、昇降圧チョッパー制御信号Ccに応じて第5のスイッチング素子TR4を駆動する昇降圧チョッパー駆動信号Chを出力する。 The step-up / step-down chopper drive circuit CH outputs a step-up / step-down chopper drive signal Ch that drives the fifth switching element TR4 according to the step-up / step-down chopper control signal Cc.
次に、動作について説明する。
図7に示す主制御回路SCは、選択回路WDによりタック溶接モード有りが選択されると、所定のOn・Dutyに変更された昇降圧チョッパー制御信号Ccを出力すると共に出力電流設定信号Irの値と出力電流検出信号Idの値とを比較演算して比較演算信号Scを出力する。
Next, the operation will be described.
When the selection circuit WD selects the tack welding mode, the main control circuit SC shown in FIG. 7 outputs the step-up / step-down chopper control signal Cc changed to predetermined On · Duty and the value of the output current setting signal Ir. Is compared with the value of the output current detection signal Id to output a comparison calculation signal Sc.
パルス幅変調回路PWMは、パルス周波数が一定でパルス幅を変調するPWM制御を行い、比較演算信号Scの値に応じて、第1の出力制御信号Pw1及び第2の出力制御信号Pw2のパルス幅を制御する。 The pulse width modulation circuit PWM performs PWM control for modulating the pulse width with a constant pulse frequency, and the pulse widths of the first output control signal Pw1 and the second output control signal Pw2 according to the value of the comparison calculation signal Sc. To control.
昇降圧チョッパー回路は、第5のスイッチング素子TR5のTon/ToffのOn・Dutyが、例えば、1から0.9に変更し昇降圧チョッパー回路を降圧回路として動作すると、直流電源回路の直流電圧Vdは、Vo=(Ton/Toff)×Vd の式より0,9Vdに降圧されてインバータ回路に入力される。そして、昇降圧チョッパー回路の降圧動作によって各出力電流値における最大負荷電圧を降圧させた最大負荷電圧特性を形成する外部特性制御を行うことができる。 When the Ton / Toff On / Duty of the fifth switching element TR5 is changed from 1 to 0.9, for example, and the buck-boost chopper circuit operates as a buck circuit, the buck-boost chopper circuit operates as a DC voltage Vd of the DC power supply circuit. Is stepped down to 0.9Vd from the equation Vo = (Ton / Toff) × Vd and input to the inverter circuit. Then, it is possible to perform external characteristic control for forming a maximum load voltage characteristic in which the maximum load voltage at each output current value is stepped down by the step-down operation of the step-up / down chopper circuit.
上述において、図示省略の出力電流基準設定回路RFと比較回路CPとを設け、比較回路CPは、出力電流検出信号Idの値と出力電流基準設定信号Rfの値とを比較し、出力電流検出信号Idの値が出力電流基準設定信号Rfの値より小さいときに、比較信号CpをHighレベルにする。 In the above description, an output current reference setting circuit RF and a comparison circuit CP (not shown) are provided. The comparison circuit CP compares the value of the output current detection signal Id with the value of the output current reference setting signal Rf, and outputs the output current detection signal. When the value of Id is smaller than the value of the output current reference setting signal Rf, the comparison signal Cp is set to High level.
主制御回路SCは、比較信号CpがHighレベルになったとき、昇降圧チョッパー制御信号CcのOn・Dutyを変更してもよい。 The main control circuit SC may change On / Duty of the step-up / step-down chopper control signal Cc when the comparison signal Cp becomes High level.
上述より、アーク溶接機に設けられている昇降圧チョッパー回路のOn・Dutyを制御するだけで、最大負荷電圧特性を形成する外部特性制御が被覆アーク溶接に適応した外部特性に制御できるので、このために新たな部品を設ける必要がない。 From the above, the external characteristic control that forms the maximum load voltage characteristic can be controlled to the external characteristic suitable for the covered arc welding by simply controlling the On / Duty of the buck-boost chopper circuit provided in the arc welding machine. Therefore, it is not necessary to provide new parts.
C1 平滑コンデンサ
C2 コンデンサ
Cc 昇降圧チョッパー制御信号
CP 比較回路
Cp 比較信号
CH 昇降圧チョッパー駆動回路
Ch 昇降圧チョッパー駆動信号
D1 第1のダイオード
DK インバータ駆動回路
Dk1 第1のインバータ駆動信号
Dk2 第2のインバータ駆動信号
Dk3 第3のインバータ駆動信号
Dk4 第4のインバータ駆動信号
DCL 直流リアクトル
DCL2 第2の直流リアクトル
DR1 1次整流回路
DR2 2次整流回路
ES 手溶接棒
ID 出力電流検出回路
Id 出力電流検出信号
INT 主変圧器
IR 出力電流設定回路
Ir 出力電流設定信号(出力電流基準値)
RF 出力電流基準設定回路
Rf 出力電流基準設定信号(出力電流基準設定値)
M 被加工物
PWM パルス幅変調回路
Pw1 第1の出力制御信号
Pw2 第2の出力制御信号
SC 主制御回路
Sc 比較演算信号
SW 切換スイッチ
TR1 第1のスイッチング素子
TR2 第2のスイッチング素子
TR3 第3のスイッチング素子
TR4 第4のスイッチング素子
TR5 第5のスイッチング素子
WD 選択回路
Wc タック溶接モード信号
C1 Smoothing capacitor C2 Capacitor Cc Buck-boost chopper control signal CP Comparison circuit Cp Comparison signal CH Buck-boost chopper drive circuit Ch Buck-boost chopper drive signal D1 First diode DK Inverter drive circuit Dk1 First inverter drive signal Dk2 Second inverter Drive signal Dk3 Third inverter drive signal Dk4 Fourth inverter drive signal DCL DC reactor DCL2 Second DC reactor DR1 Primary rectifier circuit DR2 Secondary rectifier circuit ES Manual welding rod ID Output current detection circuit ID Output current detection signal INT Main transformer IR output current setting circuit Ir output current setting signal (output current reference value)
RF output current reference setting circuit Rf Output current reference setting signal (output current reference setting value)
M Workpiece PWM pulse width modulation circuit Pw1 first output control signal Pw2 second output control signal SC main control circuit Sc comparison operation signal SW changeover switch TR1 first switching element TR2 second switching element TR3 third Switching element TR4 Fourth switching element TR5 Fifth switching element WD selection circuit Wc Tack welding mode signal
Claims (5)
タック溶接モードを選択する選択回路を設け、 前記主制御回路は、前記タック溶接モードが選択されると、各出力電流値における最大負荷電圧を降圧させた最大負荷電圧特性を形成する外部特性制御を行う、ことを特徴とするアーク溶接機。 A DC power supply circuit that outputs a DC voltage by rectifying and smoothing a commercial AC power supply, an inverter circuit that converts the DC voltage into a high-frequency AC voltage, and a main transformer that converts the high-frequency AC voltage into an AC voltage suitable for welding A secondary rectifier circuit that rectifies the output of the main transformer, an output detection circuit that detects the rectified output current, and a main control circuit that controls the inverter circuit based on the detected output current; In an arc welding machine equipped with
A selection circuit for selecting a tack welding mode is provided, and when the tack welding mode is selected, the main control circuit performs an external characteristic control for forming a maximum load voltage characteristic obtained by stepping down the maximum load voltage at each output current value. An arc welding machine characterized by performing.
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