JP7147338B2 - 被覆アーク溶接システム、および、被覆アーク溶接用の溶接電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、被覆アーク溶接システム、および、被覆アーク溶接用の溶接電源装置に関する。

屋外での作業に適した溶接として、被覆アーク溶接が知られている。被覆アーク溶接では、被覆アーク溶接棒の先端と被加工物との間にアークを発生させて、当該アークの熱によって溶接が行われる。被覆アーク溶接の場合、炭酸ガスアーク溶接などとは異なり、ガスを吹き付ける必要がない。したがって、簡易な装置で溶接作業を行うことができる。また、風によってガスが散らされる屋外でも、溶接作業を行うことができる。交流出力の被覆アーク溶接システムの一例が、例えば特許文献１に開示されている。

図９（ａ）は、従来の被覆アーク溶接システムの一例を示すブロック図である。図９（ａ）に示す被覆アーク溶接システムは、被覆アーク溶接棒Ｂと、被覆アーク溶接棒Ｂを保持して溶接電流を通電するための溶接棒ホルダＣと、溶接棒ホルダＣを介して被覆アーク溶接棒Ｂに電力を供給する溶接電源装置Ａ１００とを備えている。溶接電源装置Ａ１００は、交流電圧を変圧するトランス３００を備えており、商用電源Ｄからの交流電力をトランス３００の一次側に入力し、トランス３００の二次側から変圧後の交流電力を出力する。溶接電源装置Ａ１００の一方の出力端子ａは、ケーブルによって被加工物Ｗに接続されており、他方の出力端子ｂは、ケーブルによって溶接棒ホルダＣに接続されている。溶接電源装置Ａ１００は、被覆アーク溶接棒Ｂの先端と被加工物Ｗとの間にアークを発生させ、電力を供給する。

従来は、溶接方法により異なる溶接電源装置を用意する必要があった。例えば、被覆アーク溶接を行うためには、被覆アーク溶接用の溶接電源装置Ａ１００を用意し、ＴＩＧ溶接を行うためには、ＴＩＧ溶接用の溶接電源装置を用意する必要があった。溶接方法毎に溶接電源装置を用意することの煩わしさを解消するために、複数の溶接方法に対応できる汎用的な溶接電源装置の開発が望まれていた。

図９（ｂ）は、溶接電源装置Ａ１００を模擬して交流電力を出力する溶接電源装置Ａ１０１を示すブロック図である。溶接電源装置Ａ１０１は、図９（ｂ）に示すように、整流平滑回路１、インバータ回路２、トランス３、整流平滑回路５、インバータ回路７、および制御回路８００を備えている。溶接電源装置Ａ１０１は、三相の商用電源Ｄから入力される交流電力を整流平滑回路１で直流電力に変換し、インバータ回路２で高周波電力に変換する。そして、トランス３で変圧して、整流平滑回路５で直流電力に変換し、インバータ回路７で交流電力に変換して出力する。制御回路８００は、電流センサが検出した溶接電源装置Ａ１０１の出力電流が目標電流になるようにフィードバック制御を行うために、インバータ回路２のスイッチングを制御する。また、制御回路８００は、溶接電源装置Ａ１００と同様に正弦波状の交流電流を出力するように、インバータ回路７のスイッチングを制御する。

溶接電源装置Ａ１０１においては、図９（ｂ）に示すように、出力端子ｂに溶接棒ホルダＣを接続することで被覆アーク溶接用の溶接電源装置とすることができる。また、出力端子ｂにＴＩＧ溶接用の溶接トーチを接続し、当該溶接トーチにガスを供給することで、ＴＩＧ溶接用の溶接電源装置とすることもできる。

特開平０６－１２６４５９号

しかしながら、溶接電源装置Ａ１０１を用いて被覆アーク溶接を行った場合、被覆アーク溶接用の溶接電源装置Ａ１００を用いた場合と比べて、溶接終了時のアークの切れが悪いという問題があった。溶接電源装置Ａ１０１は、制御回路８００が出力電流を目標電流にするようにフィードバック制御を行うので、出力特性が定電流特性である。この場合、被覆アーク溶接棒Ｂを被加工物Ｗから離すように引き上げることで出力電圧を上昇させても、所定の電圧までは出力電流が一定に制御されているので、出力電流が低下しにくく、アークが保持されてしまう。例えば、被覆アーク溶接棒Ｂを１０ｃｍ程度引き上げても、アークが消滅しない場合がある。一方、溶接電源装置Ａ１００は、出力特性が垂下特性である。この場合、被覆アーク溶接棒Ｂを引き上げることで出力電圧が上昇すると、出力電流が低下して、アークが消滅する。例えば、被覆アーク溶接棒Ｂを５ｃｍ程度引き上げると、アークが消滅する。

図１０は、出力特性による電流変化の違いを説明するための特性図であり、溶接電源装置の出力特性曲線とアーク特性曲線とを示している。同図（ａ）は、溶接電源装置Ａ１０１の出力特性である定電流特性を示す特性図である。同図（ｂ）は、溶接電源装置Ａ１００の出力特性である垂下特性を示す特性図である。同図（ｂ）に示すように、垂下特性の場合、アーク長がＬ₁からＬ₃（＞Ｌ₁）に変化すると、出力電流がΔＩ’だけ低下する。一方、同図（ａ）に示すように、定電流特性の場合、アーク長がＬ₁からＬ₃（＞Ｌ₁）に変化しても、出力電流の変化量は小さく、ΔＩしか低下しない。

溶接電源装置Ａ１０１を用いて被覆アーク溶接を行った場合、アークを消滅させるためには、溶接電源装置Ａ１００を用いた場合と比べて、被覆アーク溶接棒Ｂをより引き上げる必要がある。従来の溶接電源装置Ａ１００を用いての被覆アーク溶接に慣れている作業者は、溶接電源装置Ａ１０１を用いた場合、アーク消滅のタイミングの違い（被覆アーク溶接棒Ｂの引き上げ量の違い）に違和感を覚える。

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、出力特性が定電流特性の場合でも、アーク消滅のタイミングについての作業者の違和感を抑制できる被覆アーク溶接システムを提供することを目的としている。

本発明の第１の側面によって提供される被覆アーク溶接システムは、被覆アーク溶接棒と、前記被覆アーク溶接棒に電力を供給する溶接電源装置と、を備える被覆アーク溶接システムであって、前記溶接電源装置は、直流電力を高周波電力に変換するインバータ回路と、出力電流を制御するための出力制御駆動信号を前記インバータ回路に出力する制御回路と、出力電圧を検出する電圧センサとを備え、前記制御回路は、前記出力電圧が閾値電圧以上になった場合に、前記出力制御駆動信号の出力を停止し、前記閾値電圧は変更可能であることを特徴とする。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記溶接電源装置は、前記被覆アーク溶接棒の直径または材質を入力する操作部をさらに備え、前記制御回路は、前記直径または前記材質に応じて、前記閾値電圧を設定する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御回路は、前記出力電圧が閾値以上の状態の継続時間を計時する計時部を備え、前記継続時間が閾値時間以上になったときに、前記出力制御駆動信号の出力を停止する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御回路は、前記出力電流の目標値を設定する目標電流設定部をさらに備え、前記目標値に応じて、前記閾値時間を設定する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記溶接電源装置は、前記インバータ回路が出力する高周波電力を直流電力に変換する整流回路と、前記整流回路が出力する直流電力を交流電力に変換する第２インバータ回路とをさらに備え、前記第２インバータ回路が出力する電流波形は、正弦波状である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御回路は、前記出力電圧が前記閾値電圧より低い第２閾値電圧以上になったときに、前記出力電流を減少させる。

本発明の第２の側面によって提供される被覆アーク溶接用の溶接電源装置は、被覆アーク溶接棒に電力を供給する、被覆アーク溶接用の溶接電源装置であって、直流電力を高周波電力に変換するインバータ回路と、出力電流を制御するための出力制御駆動信号を前記インバータ回路に出力する制御回路と、出力電圧を検出する電圧センサとを備え、前記制御回路は、前記出力電圧が閾値電圧以上になった場合に、前記出力制御駆動信号の出力を停止し、前記閾値電圧は変更可能であることを特徴とする。

本発明によると、制御回路は、出力電圧が閾値電圧以上になった場合に、出力制御駆動信号の出力を停止する。これにより、インバータ回路の出力が停止されて、溶接電源装置の出力が停止されるので、アークが消滅する。したがって、溶接電源装置の出力特性が定電流特性であっても、アークを早く消滅させることができる。また、閾値電圧は、変更可能なので、アーク消滅のタイミングが垂下特性の溶接電源装置でのタイミングに近づくように設定可能である。これにより、アーク消滅のタイミングについての作業者の違和感を抑制できる。

第１実施形態に係る被覆アーク溶接システムの全体構成を示すブロック図である。 溶接終了時における、第１実施形態に係る溶接電源装置の各部の波形を示すタイムチャートである。 第２実施形態に係る溶接電源装置の制御回路の内部構成を示すブロック図である。 溶接終了時における、第２実施形態に係る溶接電源装置の各部の波形を示すタイムチャートである。 第３実施形態に係る溶接電源装置の制御回路の内部構成を示すブロック図である。 第４実施形態に係る溶接電源装置の制御回路の内部構成を示すブロック図である。 溶接終了時における、第４実施形態に係る溶接電源装置の各部の波形を示すタイムチャートである。 第５実施形態に係る被覆アーク溶接システムの全体構成を示すブロック図である。 （ａ）は従来の被覆アーク溶接システムの一例を示すブロック図であり、（ｂ）は（ａ）に示す溶接電源装置を模擬した、インバータ回路を備えた溶接電源装置を有する被覆アーク溶接システムを示すブロック図である。 （ａ）は定電流特性を示す特性図であり、（ｂ）は垂下特性を示す特性図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。

図１は、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１の内部構成を示すブロック図であり、被覆アーク溶接システムの全体構成を示している。

図１に示すように、被覆アーク溶接システムは、溶接電源装置Ａ１、被覆アーク溶接棒Ｂおよび溶接棒ホルダＣを備える。溶接棒ホルダＣは、作業者が把持して溶接を行うためのものであり、被覆アーク溶接棒Ｂを保持し、溶接電源装置Ａ１から入力される交流電流を被覆アーク溶接棒Ｂに通電する。溶接電源装置Ａ１は、商用電源Ｄから入力される交流電力を変換して、出力端子ａ，ｂから出力する。一方の出力端子ａは、ケーブルによって被加工物Ｗに接続される。他方の出力端子ｂは、ケーブルによって溶接棒ホルダＣに接続される。溶接電源装置Ａ１は、被覆アーク溶接棒Ｂの先端を被加工物Ｗに接触させた後に引き離したときにアークを発生させて、発生させたアークに電力を供給する。当該アークの熱によって、溶接が行われる。

溶接電源装置Ａ１は、整流平滑回路１、インバータ回路２、トランス３、整流平滑回路５、再点弧回路６、インバータ回路７、制御回路８、電流センサ９１、電圧センサ９２，９３、および操作部１０を備える。

整流平滑回路１は、商用電源Ｄから入力される交流電力を直流電力に変換して出力する。整流平滑回路１は、交流電流を整流する整流回路と、平滑する平滑コンデンサとを備える。なお、整流平滑回路１の構成は限定されない。

インバータ回路２は、例えば、単相フルブリッジ型のＰＷＭ制御インバータであり、４つのスイッチング素子を備える。インバータ回路２は、制御回路８から入力される出力制御駆動信号によってスイッチング素子をスイッチングさせることで、整流平滑回路１から入力される直流電力を高周波電力に変換して出力する。なお、インバータ回路２は直流電力を高周波電力に変換するものであればよく、例えばハーフブリッジ型であってもよいし、その他の構成のインバータ回路であってもよい。インバータ回路２が本発明の「インバータ回路」に相当する。

トランス３は、インバータ回路２が出力する高周波電圧を変圧して、整流平滑回路５に出力する。トランス３は、一次側巻線３ａ、二次側巻線３ｂおよび補助巻線３ｃを備える。一次側巻線３ａの各入力端子は、インバータ回路２の各出力端子にそれぞれ接続される。二次側巻線３ｂの各出力端子は、整流平滑回路５の各入力端子にそれぞれ接続される。また、二次側巻線３ｂには、２つの出力端子とは別にセンタタップが設けられている。二次側巻線３ｂのセンタタップは、接続線４によって、出力端子ｂに接続される。インバータ回路２の出力電圧は、一次側巻線３ａと二次側巻線３ｂの巻き数比に応じて変圧されて、整流平滑回路５に入力される。補助巻線３ｃの各出力端子は、充電回路６３の各入力端子にそれぞれ接続される。インバータ回路２の出力電圧は、一次側巻線３ａと補助巻線３ｃの巻き数比に応じて変圧されて、充電回路６３に入力される。二次側巻線３ｂおよび補助巻線３ｃは一次側巻線３ａに対して絶縁されているので、商用電源Ｄから入力される電流が二次側の回路および充電回路６３に流れることを防止することができる。

整流平滑回路５は、トランス３から入力される高周波電力を直流電力に変換して出力する。整流平滑回路５は、高周波電流を整流する全波整流回路５１と、平滑する直流リアクトル５２とを備える。直流リアクトル５２は、全波整流回路５１とインバータ回路７とを接続する正極側の接続線および負極側の接続線に、それぞれ配置されており、２つの直流リアクトル５２は、カップリングされている。直流リアクトル５２は、極性切り替え時に蓄えられた電気エネルギーを放出することで、アーク切れを抑制する機能も果たす。整流平滑回路５の正極側の出力端子はインバータ回路７の正極側の入力端子に接続され、整流平滑回路５の負極側の出力端子はインバータ回路７の負極側の入力端子に接続される。なお、整流平滑回路５の構成は限定されない。整流平滑回路５が、本発明の「整流回路」に相当する。

インバータ回路７は、例えば、単相ハーフブリッジ型のＰＷＭ制御インバータであり、２つのスイッチング素子を備える。インバータ回路７の出力端子は、出力端子ａに接続される。インバータ回路７は、制御回路８から入力されるスイッチング駆動信号によってスイッチング素子をスイッチングさせることで、インバータ回路７の出力端子の電位（出力端子ａの電位）を、整流平滑回路５の正極側の出力端子の電位と負極側の出力端子の電位とで交互に切り替える。これにより、インバータ回路７は、出力端子ａ（被加工物Ｗに接続）の電位が出力端子ｂ（溶接棒ホルダＣを介して被覆アーク溶接棒Ｂに接続）の電位より高い状態である正極性と、出力端子ａの電位が出力端子ｂの電位より低い状態である逆極性とを交互に切り替える。つまり、インバータ回路７は、整流平滑回路５から入力される直流電力を交流電力に変換して出力する。インバータ回路７の出力電流は、正極性と逆極性とが切り替わるときに向きが変わり、それ以外の期間では最大電流または最小電流を継続する矩形波状の波形になる。なお、インバータ回路７の構成は限定されず、例えばフルブリッジ型であってもよいし、その他の構成のインバータ回路であってもよい。インバータ回路７が本発明の「第２インバータ回路」に相当する。

再点弧回路６は、整流平滑回路５とインバータ回路７との間に配置されており、溶接電源装置Ａ１の出力極性が切り替わるときに、溶接電源装置Ａ１の出力端子ａ，ｂ間に再点弧電圧を印加する。再点弧電圧は、極性切り替え時の再点弧性を向上させるために印加する高電圧である。出力極性が正極性から逆極性に切り替わるときにアーク切れが発生しやすいので、本実施形態では、再点弧回路６は、正極性から逆極性に切り替わるときにのみ再点弧電圧を印加し、逆極性から正極性に切り替わるときには再点弧電圧を印加しない。再点弧回路６は、ダイオード６１、再点弧コンデンサ６２、充電回路６３および放電回路６４を備える。

ダイオード６１と再点弧コンデンサ６２とは直列接続されて、インバータ回路７の入力側に並列接続される。ダイオード６１は、アノード端子がインバータ回路７の正極側の入力端子に接続され、カソード端子が再点弧コンデンサ６２の一方の端子に接続される。再点弧コンデンサ６２は、一方の端子がダイオード６１のカソード端子に接続され、他方の端子がインバータ回路７の負極側の入力端子に接続される。再点弧コンデンサ６２は、所定の静電容量以上のコンデンサであり、溶接電源装置Ａ１の出力に印加するための再点弧電圧を充電される。再点弧コンデンサ６２は、充電回路６３によって充電され、放電回路６４によって放電される。また、ダイオード６１は、インバータ回路７のスイッチング時のサージ電圧を、再点弧コンデンサ６２に吸収させる。つまり、再点弧コンデンサ６２は、サージ電圧を吸収するためのスナバ回路としても機能する。

充電回路６３は、再点弧コンデンサ６２に再点弧電圧を充電するための回路であり、再点弧コンデンサ６２に並列に接続される。充電回路６３は、トランス３の補助巻線３ｃから入力される高周波電圧を直流電圧に変換する整流平滑回路（図示なし）、および、直流電圧を昇圧して再点弧コンデンサ６２に出力するコンバータ（図示なし）を備える。コンバータは、例えば、絶縁型フォワードコンバータや昇圧チョッパ回路などである。充電回路６３は、後述する充電制御部８６から入力される充電回路駆動信号に基づいて、再点弧コンデンサ６２を充電する状態と充電しない状態とで切り替える。なお、充電回路６３の構成は限定されない。

放電回路６４は、再点弧コンデンサ６２に充電された再点弧電圧を放電するための回路であり、ダイオード６１と再点弧コンデンサ６２との接続点と、二次側巻線３ｂのセンタタップと出力端子ｂとを接続する接続線４との間に接続される。放電回路６４は、後述する放電制御部８５から入力される放電回路駆動信号に応じて通電を行うスイッチング素子（図示なし）、および、当該スイッチング素子に直列接続される限流抵抗（図示なし）を備える。放電回路６４は、放電回路駆動信号に基づいて、再点弧コンデンサ６２を放電する状態と放電しない状態とで切り替える。なお、放電回路６４の構成は限定されない。

電流センサ９１は、溶接電源装置Ａ１の出力電流を検出するものであり、本実施形態では、インバータ回路７の出力端子と出力端子ａとを接続する接続線７１に配置される。本実施形態では、電流がインバータ回路７から出力端子ａに向かって流れる場合を正としており、電流が出力端子ａからインバータ回路７に向かって流れる場合を負としている。電流センサ９１は、出力電流の瞬時値を検出し、平均値を算出して、出力電流Ｉとして制御回路８に入力する。平均値は、瞬時値の絶対値の所定時間の積分値を所定時間で除算することで算出される。所定時間は、出力電圧波形の例えば１周期に相当する時間である。なお、所定時間は限定されない。なお、平均値に代えて、実効値を算出してもよい。なお、電流センサ９１の構成は限定されず、接続線７１から出力電流を検出するものであればよい。なお、電流センサ９１の配置場所は限定されない。例えば、電流センサ９１は、接続線４に配置されてもよい。

電圧センサ９２は、再点弧コンデンサ６２の端子間電圧を検出するものである。電圧センサ９２は、端子間電圧の瞬時値を検出して制御回路８に入力する。電圧センサ９３は、溶接電源装置Ａ１の出力電圧を検出するものであり、出力端子ａ，ｂ間の端子間電圧を検出する。電圧センサ９３は、端子間電圧の瞬時値を検出し、平均値を算出して、出力電圧Ｖとして制御回路８に入力する。平均値は、瞬時値の絶対値の所定時間の積分値を所定時間で除算することで算出される。所定時間は、出力電圧波形の例えば１周期に相当する時間である。なお、所定時間は限定されない。なお、平均値に代えて、実効値を算出してもよい。電圧センサ９３が本発明の「電圧センサ」に相当する。

操作部１０は、作業者による操作を受けつけるものである。操作部１０は、操作手段を備えており、作業者による操作手段の操作を操作信号として制御回路８に出力する。操作部１０は、操作手段の１つとして、図示しない閾値電圧設定ボタンを備える。閾値電圧設定ボタンは、例えば２つのボタンからなり、一方のボタンは閾値電圧を大きくするためのボタンであり、他方のボタンは閾値電圧を小さくするためのボタンである。各ボタンが押圧されると、操作部１０は、これに応じた操作信号を制御回路８に出力する。当該操作信号を入力された制御回路８は、設定されている閾値電圧を変更する。また、制御回路８は、閾値電圧またはこれに応じて変化する数値を、図示しない表示装置（例えば、液晶ディスプレイや７セグメントディスプレイなど）に表示させる。作業者は、表示装置をみることで、現在の閾値電圧を認識できる。なお、操作部１０は他の操作手段も備えるが、説明を省略する。

制御回路８は、溶接電源装置Ａ１を制御するための回路であり、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されている。制御回路８は、電流センサ９１から出力電流Ｉを入力され、電圧センサ９２から再点弧コンデンサ６２の端子間電圧の瞬時値を入力され、電圧センサ９３から出力電圧Ｖを入力される。そして、制御回路８は、インバータ回路２、インバータ回路７、充電回路６３および放電回路６４に、それぞれ駆動信号を出力する。制御回路８は、電流制御部８１、目標電流設定部８２、極性切替制御部８３、放電制御部８５、充電制御部８６、閾値設定部８７１、比較部８７２、計時部８７３、および停止部８７４を備える。

電流制御部８１は、溶接電源装置Ａ１の出力電流をフィードバック制御するために、インバータ回路２を制御する。電流制御部８１は、電流センサ９１から入力される出力電流Ｉと目標電流設定部８２から入力される目標電流との偏差に基づいて、ＰＷＭ制御により、インバータ回路２のスイッチング素子を制御するための出力制御駆動信号を生成する。また、本実施形態では、電流制御部８１は、停止部８７４から入力される停止信号がオン（例えばハイレベル信号）の間、出力制御駆動信号の出力を停止する。これにより、インバータ回路２は、スイッチング素子のスイッチングが停止し、高周波電力の出力を停止する。

極性切替制御部８３は、溶接電源装置Ａ１の出力極性を切り替えるために、インバータ回路７を制御する。極性切替制御部８３は、インバータ回路７の出力極性を切り替えるようにスイッチング素子を制御するためのパルス信号であるスイッチング駆動信号を生成する。スイッチング駆動信号は、オン（例えばハイレベル信号）のときに出力端子ａ（被加工物Ｗ）を出力端子ｂ（被覆アーク溶接棒Ｂ）より高電位（正極性）とし、オフ（例えばローレベル信号）のときに出力端子ａ（被加工物Ｗ）を出力端子ｂ（被覆アーク溶接棒Ｂ）より低電位（逆極性）とする。溶接電源装置Ａ１の出力電流は、スイッチング駆動信号がオンからオフに切り替わった時から減少し、ゼロを過ぎて極性が変わった後に最小電流値になる。また、溶接電源装置Ａ１の出力電流は、スイッチング駆動信号がオフからオンに切り替わった時から増加し、ゼロを過ぎて極性が変わった後に最大電流値になる。溶接電源装置Ａ１の出力電流が最大電流値から最小電流値に変化するまでの時間、および、最小電流値から最大電流値に変化するまでの時間は、スイッチング駆動信号の周期（出力電流の周期）と比較して十分小さい時間であるので、出力電流の波形は、矩形波状の波形になる。スイッチング駆動信号は、放電制御部８５にも出力される。

放電制御部８５は、放電回路６４を制御する。放電制御部８５は、極性切替制御部８３から入力されるスイッチング駆動信号に基づいて、放電回路６４を制御するための放電回路駆動信号を生成して、放電回路６４に出力する。放電回路駆動信号は、充電制御部８６にも入力される。

放電制御部８５は、溶接電源装置Ａ１の出力電流が正から負に変わるときにオンになっているように、放電回路駆動信号を生成する。具体的には、放電制御部８５は、スイッチング駆動信号がオンからオフに切り替わったときにオン（例えばハイレベル信号）に切り替わり、オンに切り替わった後、所定時間が経過したときにオフ（例えばローレベル信号）に切り替わるパルス信号を生成し、放電回路駆動信号として出力する。所定時間は、放電状態を継続する時間であり、アークの再点弧によって溶接電源装置Ａ１の出力電流が正から負に変わるタイミングを完全に超えるまで継続するように設定される。なお、放電制御部８５が放電回路駆動信号を生成する方法は限定されない。

充電制御部８６は、充電回路６３を制御する。充電制御部８６は、放電制御部８５から入力される放電回路駆動信号と、電圧センサ９２から入力される再点弧コンデンサ６２の端子間電圧の瞬時値とに基づいて、充電回路６３を制御するための充電回路駆動信号を生成して、充電回路６３に出力する。

再点弧コンデンサ６２の端子間電圧は、放電回路駆動信号がオンになって、出力電流の向きが変わったときに再点弧電流が流れることで急減する。次の放電のタイミングまでに、再点弧コンデンサ６２に再点弧電圧を充電する必要がある。また、再点弧コンデンサ６２が目標電圧まで充電された場合は、それ以上の充電を行う必要がない。充電制御部８６は、再点弧コンデンサ６２の放電後から、再点弧コンデンサ６２が目標電圧になるまでオンとなるように、充電回路駆動信号を生成する。具体的には、充電制御部８６は、放電制御部８５より入力される放電回路駆動信号がオンからオフに切り替わったときにオン（例えばハイレベル信号）に切り替わり、再点弧コンデンサ６２の端子間電圧が目標電圧になったときにオフ（例えばローレベル信号）に切り替わるパルス信号を生成し、充電回路駆動信号として出力する。なお、充電制御部８６が充電回路駆動信号を生成する方法は限定されない。

閾値設定部８７１は、閾値電圧Ｖ₀を設定する。閾値設定部８７１は、現在の閾値電圧Ｖ₀を記憶しており、操作部１０から閾値電圧設定ボタンの押圧による操作信号（閾値電圧を変更するための操作信号）が入力されると、設定されている閾値電圧Ｖ₀を変更する。閾値設定部８７１は、設定されている閾値電圧Ｖ₀を比較部８７２に出力する。

比較部８７２は、溶接電源装置Ａ１の出力電圧を閾値電圧Ｖ₀と比較する。具体的には、比較部８７２は、電圧センサ９３から入力される出力電圧Ｖと、閾値設定部８７１から入力される閾値電圧Ｖ₀とを比較する。比較部８７２は、出力電圧Ｖが閾値電圧Ｖ₀以上の場合に例えばハイレベルになり、出力電圧Ｖが閾値電圧Ｖ₀より低い場合に例えばローレベルになる比較信号を生成して、計時部８７３に出力する。

計時部８７３は、所定時間Ｔを計時する。計時部８７３は、比較部８７２より入力される比較信号がハイレベルの間（出力電圧Ｖが閾値電圧Ｖ₀以上の間）、タイマにより計時を行い、所定時間Ｔが経過したときに、停止部８７４にタイミング信号を出力する。計時部８７３は、所定時間Ｔが経過する前に、比較部８７２より入力される比較信号がローレベルになった場合は、計時を停止し、タイマを「０」に初期化する。したがって、計時部８７３は、比較信号がハイレベルの状態が所定時間Ｔだけ継続した場合にのみ、タイミング信号を出力する。これにより、出力電圧Ｖが瞬間的に閾値電圧Ｖ₀以上になった場合にまでインバータ回路２を停止してしまうことを防止できる。所定時間Ｔは、例えば数百ｍｓ程度であるが、これに限定されない。

停止部８７４は、インバータ回路２を停止させるための停止信号を生成する。停止部８７４は、計時部８７３からタイミング信号が入力されたときにオン（例えばハイレベル）になり、その後、電流センサ９１から入力される出力電流Ｉが「０」になったときにオフ（例えばローレベル）になる停止信号を生成して、電流制御部８１に出力する。なお、停止信号をオフにするタイミングは、これに限定されない。アークが消滅した後にオフにすればいいので、停止部８７４は、停止信号がオンになった後、アークが消滅するまでの時間を完全に超える所定時間が経過したときに、停止信号をオフにしてもよい。

閾値設定部８７１、比較部８７２、計時部８７３、および停止部８７４が、溶接終了時のアーク消滅のタイミングを調整するための構成である。なお、制御回路８は、各部をモジュール化したプログラムを実行するマイクロコンピュータによって実現してもよいし、論理回路を含むデジタル回路またはアナログ回路で実現してもよい。

次に、溶接終了時の溶接電源装置Ａ１の動作について説明する。

図２は、溶接終了時の溶接電源装置Ａ１の各部の波形を示すタイムチャートである。同図（ａ）はアーク長の時間変化を示し、同図（ｂ）は電圧センサ９３が検出する出力電圧Ｖの時間変化を示し、同図（ｃ）は電流センサ９１が検出する出力電流Ｉの時間変化を示す。同図（ｄ）は計時部８７３のタイマの動作状態を示し、同図（ｅ）は停止部８７４が出力する停止信号を示す。なお、本明細書で参照する各タイムチャートの縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化され、あるいは誇張もしくは強調されている。

溶接を終了させるために、作業者は、時刻ｔ１から、被覆アーク溶接棒Ｂを一定の速さで引き上げている。これにより、アーク長は、引き上げに応じて長くなっている（図２（ａ）参照）。また、アーク長に応じて出力電圧Ｖも高くなっている（図２（ｂ）参照）。一方、出力電流Ｉは、すぐに低下せず、徐々に低下している（図２（ｃ）参照）。

そして、時刻ｔ２において、出力電圧Ｖが閾値電圧Ｖ₀以上になっている（図２（ｂ）参照）。これにより、比較部８７２が比較信号としてハイレベル信号を計時部８７３に出力し、計時部８７３はタイマを起動して計時を開始する。そして、時刻ｔ３において、タイマによる計時時間が所定時間Ｔを経過したので（図２（ｄ）参照）、計時部８７３がタイミング信号を停止部８７４に出力し、停止部８７４が電流制御部８１に出力する停止信号がオンになっている（図２（ｅ）参照）。これにより、電流制御部８１は出力制御駆動信号の出力を停止するので、インバータ回路２は、スイッチング素子のスイッチングが停止して、高周波電力の出力を停止する。したがって、出力電圧Ｖは「０」になり（図２（ｂ）参照）、出力電流Ｉも急激に低下する（図２（ｃ）実線参照）。

そして、時刻ｔ４において、出力電流Ｉが十分低下して、例えばＩ₀以下になったときに、アークが消滅している（図２（ａ）参照）。そして、時刻ｔ５において、出力電流Ｉが「０」になって、停止信号がオフになっている（図２（ｅ）参照）。

仮に、閾値電圧Ｖ₀に応じたインバータ回路２の停止を行わなかった場合、出力電流Ｉは急低下せず、定電流特性に応じて低下し（図２（ｃ）破線参照）、Ｉ₀以下になるまでに時間を要する（時刻ｔ１０参照）。また、このときのアーク長は長くなり（図２（ａ）破線参照）、出力電圧Ｖは高くなる（図２（ｂ）破線参照）。つまり、溶接電源装置Ａ１は、閾値電圧Ｖ₀に応じたインバータ回路２の停止を行うことにより、アークが消滅するタイミングを早くし、アークが消滅するときのアーク長を短くすることができる。また、閾値電圧Ｖ₀は、操作部１０の閾値電圧設定ボタンの操作により、変更可能である。閾値電圧Ｖ₀が小さいほど、インバータ回路２の停止が早くなるので、アーク消滅のタイミングを早める（アーク消滅までの被覆アーク溶接棒Ｂの引き上げ量を小さくする）ことができる。また、閾値電圧Ｖ₀が大きいほど、インバータ回路２の停止が遅くなるので、アーク消滅のタイミングを遅らせる（アーク消滅までの被覆アーク溶接棒Ｂの引き上げ量を大きくする）ことができる。作業者は、アーク消滅のタイミングが、従来の垂下特性の溶接電源装置（図９（ａ）に示す溶接電源装置Ａ１００参照）を用いた場合と同程度と感じる程度に、閾値電圧Ｖ₀を調整することができる。

次に、本実施形態に係る被覆アーク溶接システムの作用および効果について説明する。

本実施形態によると、制御回路８は、出力電圧Ｖが閾値電圧Ｖ₀以上になった場合に、出力制御駆動信号の出力を停止する。これにより、インバータ回路２の出力が停止されて、溶接電源装置Ａ１の出力電流が急低下して、アークが消滅する。したがって、溶接電源装置Ａ１の出力特性は定電流特性であるが、アークを早く消滅させることができる。また、閾値電圧Ｖ₀は、操作部１０の閾値電圧設定ボタンの操作により、変更可能である。閾値電圧Ｖ₀が小さいほどアーク消滅のタイミングが早くなる。したがって、作業者は、アーク消滅のタイミングが、従来の垂下特性の溶接電源装置（図９（ａ）に示す溶接電源装置Ａ１００参照）を用いた場合と同程度と感じる程度に、閾値電圧Ｖ₀を調整することができる。アーク消滅のタイミングに対しての違和感の感じ方は、作業者によって異なる。作業者は自分の感覚に応じて、閾値電圧Ｖ₀を設定できる。これにより、アーク消滅のタイミングについての作業者の違和感を抑制できる。なお、作業者は、アーク消滅のタイミングを自分の好みのタイミングに調整することも可能である。

また、本実施形態によると、制御回路８は、計時部８７３を備え、出力電圧Ｖが閾値電圧Ｖ₀以上の状態が所定時間Ｔだけ継続した場合にのみ、インバータ回路２を停止させる。これにより、出力電圧Ｖが瞬間的に閾値電圧Ｖ₀以上になった場合にまでインバータ回路２を停止してしまうことを防止できる。

また、本実施形態によると、溶接電源装置Ａ１は、インバータ回路７を備え、出力極性が切り替わる交流電力を出力できる。したがって、作業者は、従来の被覆アーク溶接システム（図９（ａ）参照）同様、交流溶接を行うことができる。また、本実施形態によると、溶接電源装置Ａ１は、再点弧回路６を備え、正極性から逆極性に切り替わるときに再点弧電圧を印加する。したがって、アーク切れの発生を抑制できる。

なお、本実施形態においては、溶接電源装置Ａ１の出力電流の波形を矩形波状とした場合について説明したが、これに限られない。例えば、溶接電源装置Ａ１が、正弦波状の交流電流を出力してもよい。極性切替制御部８３が、出力電流の波形が正弦波状になるように、スイッチング駆動信号を生成すればよい。出力電流の波形を正弦波状とすると、発生するアークが幅広になるので、溶接痕を幅広にすることができる。これにより、溶接痕が、従来の被覆アーク溶接システム（図９（ａ）参照）による溶接痕により近いものになる。したがって、作業者の違和感をより解消することができる。また、溶接電源装置Ａ１からの発生音を抑制することができる。

また、本実施形態においては、操作部１０の操作により閾値電圧Ｖ₀を直接変更する場合について説明したが、これに限られない。例えば、作業者が操作部１０の操作により、溶接棒ホルダＣに取り付けた被覆アーク溶接棒Ｂの種類を選択し、閾値設定部８７１が選択された被覆アーク溶接棒Ｂの種類に応じて、適切な閾値電圧Ｖ₀を自動的に設定してもよい。具体的には、被覆アーク溶接棒Ｂの直径および材質と、最適な閾値電圧Ｖ₀との対応関係の閾値テーブルをメモリに記憶しておく。最適な閾値電圧Ｖ₀とは、アーク消滅のタイミング（アーク消滅までの被覆アーク溶接棒Ｂの引き上げ量）が、当該直径および材質の被覆アーク溶接棒Ｂを従来の垂下特性の溶接電源装置（図９（ａ）に示す溶接電源装置Ａ１００参照）に用いた場合と同程度になるような閾値電圧Ｖ₀である。そして、制御回路８は、被覆アーク溶接棒Ｂの直径および材質を選択する画面を表示装置に表示し、操作部１０からの選択操作を受け付ける。作業者は、操作部１０の操作手段の操作により、被覆アーク溶接棒Ｂの直径および材質を選択入力する。制御回路８は、操作部１０から入力される操作信号に応じて、被覆アーク溶接棒Ｂの直径および材質を設定する。閾値設定部８７１は、設定された直径および材質に対応する閾値電圧Ｖ₀を閾値テーブルから読み出して、比較部８７２に出力する。本変形例においては、被覆アーク溶接棒Ｂの直径および材質に対応した最適な閾値電圧Ｖ₀が設定される。したがって、アーク消滅のタイミングが、当該直径および材質の被覆アーク溶接棒Ｂを従来の垂下特性の溶接電源装置に用いた場合と同様のタイミングになる。これにより、アーク消滅のタイミングについての作業者の違和感を抑制できる。

なお、閾値設定部８７１は、被覆アーク溶接棒Ｂの直径または材質のいずれかのみに応じて閾値電圧Ｖ₀を設定してもよい。また、閾値設定部８７１は、被覆アーク溶接棒Ｂの種類の代わりに、溶接を行う継手の形式に応じて閾値電圧Ｖ₀を設定してもよい。継手の形式には、突合せ継手、Ｔ継手、角継手、重ね継手、ヘリ継手などがあり、継手の形式によって、最適な閾値電圧Ｖ₀が異なる。この場合は、制御回路８は、継手の形式を作業者に選択入力させる。なお、制御回路８は、被覆アーク溶接棒Ｂの種類と継手の形式との両方を作業者に選択入力させて、最適な閾値電圧Ｖ₀を設定してもよい。また、制御回路８は、その他の要素を選択入力させ、または、所定のセンサで所定の物理量を検出して、最適な閾値電圧Ｖ₀を設定してもよい。

図３ないし図８は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

図３および図４は、本発明の第２実施形態に係る溶接電源装置Ａ２を説明するための図である。図３は、溶接電源装置Ａ２の制御回路８の内部構成を示すブロック図である。なお、溶接電源装置Ａ２の制御回路８以外の構成は、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１（図１参照）と同様である。図３に示す溶接電源装置Ａ２は、計時部８７３を備えない点で、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１と異なっている。

第２実施形態に係る比較部８７２は、比較信号を生成して、停止部８７４に出力する。停止部８７４は、比較部８７２から入力される比較信号がローレベルからハイレベルに切り替ったときにオン（例えばハイレベル）になる停止信号を生成して、電流制御部８１に出力する。

図４は、溶接終了時の溶接電源装置Ａ２の各部の波形を示すタイムチャートである。同図（ａ）はアーク長の時間変化を示し、同図（ｂ）は電圧センサ９３が検出する出力電圧Ｖの時間変化を示し、同図（ｃ）は電流センサ９１が検出する出力電流Ｉの時間変化を示す。同図（ｄ）は、停止部８７４が出力する停止信号を示す。

時刻ｔ２において、出力電圧Ｖが閾値電圧Ｖ₀以上になっている（図４（ｂ）参照）。これにより、比較部８７２が比較信号としてハイレベル信号を停止部８７４に出力し、停止部８７４が電流制御部８１に出力する停止信号がオンになっている（図４（ｄ）参照）。これにより、インバータ回路２は、高周波電力の出力を停止する。したがって、出力電圧Ｖは「０」になり（図４（ｂ）参照）、出力電流Ｉも急激に低下する（図４（ｃ）参照）。

本実施形態においても、制御回路８は、出力電圧Ｖが閾値電圧Ｖ₀以上になった場合に、出力制御駆動信号の出力を停止するので、アークを早く消滅させることができる。また、閾値電圧Ｖ₀は、操作部１０の閾値電圧設定ボタンの操作により変更可能なので、作業者は、アーク消滅のタイミングを調整することができる。これにより、アーク消滅のタイミングについての作業者の違和感を抑制できる。さらに、本実施形態によると、制御回路８は、出力電圧Ｖが閾値電圧Ｖ₀以上になるとすぐに（所定時間Ｔの経過を待つことなく）、インバータ回路２を停止させる。したがって、アーク消滅のタイミングは、第１実施形態の場合より早くなる。

図５は、本発明の第３実施形態に係る溶接電源装置Ａ３を説明するための図であり、溶接電源装置Ａ３の制御回路８の内部構成を示すブロック図である。なお、溶接電源装置Ａ３の制御回路８以外の構成は、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１（図１参照）と同様である。図５に示す溶接電源装置Ａ３は、計時部８７３に設定される所定時間Ｔが目標電流に応じて変化する点で、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１と異なっている。

第３実施形態に係る計時部８７３は、目標電流設定部８２から目標電流を入力される。そして、計時部８７３は、入力された目標電流に応じて、所定時間Ｔを設定する。目標電流が大きいほど、溶接終了時のアーク消滅に時間がかかる。したがって、計時部８７３は、目標電流が大きいほど、誤検出防止のための所定時間Ｔを短くすることで、アーク消滅にかかる時間を短縮する。計時部８７３は、所定時間Ｔを目標電流に応じて線形的に変化させてもよいし、目標電流と所定時間Ｔとの対応関係のテーブルをメモリに記憶しておき、入力された目標電流に対応する所定時間Ｔを当該テーブルから読み出してもよい。

本実施形態においても、制御回路８は、出力電圧Ｖが閾値電圧Ｖ₀以上になった場合に、出力制御駆動信号の出力を停止するので、アークを早く消滅させることができる。また、閾値電圧Ｖ₀は、操作部１０の閾値電圧設定ボタンの操作により変更可能なので、作業者は、アーク消滅のタイミングを調整することができる。これにより、アーク消滅のタイミングについての作業者の違和感を抑制できる。また、本実施形態においても、制御回路８は、計時部８７３を備え、出力電圧Ｖが閾値電圧Ｖ₀以上の状態が所定時間Ｔだけ継続した場合にのみ、インバータ回路２を停止させる。これにより、出力電圧Ｖが瞬間的に閾値電圧Ｖ₀以上になった場合にまでインバータ回路２を停止してしまうことを防止できる。さらに、本実施形態によると、計時部８７３は、目標電流が大きいほど所定時間Ｔを短くするので、アーク消滅にかかる時間が長くなることを抑制できる。これにより、目標電流が大きい場合に、作業者が、アーク消滅のタイミングが遅く感じることを抑制できる。

図６および図７は、本発明の第４実施形態に係る溶接電源装置Ａ４を説明するための図である。図６は、溶接電源装置Ａ４の制御回路８の内部構成を示すブロック図である。なお、溶接電源装置Ａ４の制御回路８以外の構成は、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１（図１参照）と同様である。図６に示す溶接電源装置Ａ４は、比較部８７２に第２閾値電圧Ｖ₁が設定されており、出力電圧Ｖが第２閾値電圧Ｖ₁以下になったときに、目標電流を減少させる点で、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１と異なっている。

第４実施形態に係る比較部８７２は、閾値電圧Ｖ₀とは別に、第２閾値電圧Ｖ₁（＜Ｖ₀）が設定されている。比較部８７２は、電圧センサ９３から入力される出力電圧Ｖを、第２閾値電圧Ｖ₁とも比較する。第２閾値電圧Ｖ₁はあらかじめ設定されている。なお、第２閾値電圧Ｖ₁は、固定値でもよいし、目標電流などに応じて変化する値であってもよい。また、操作部１０の操作により変更可能でもよい。比較部８７２は、出力電圧Ｖが第２閾値電圧Ｖ₁以上の場合に例えばハイレベルになり、出力電圧Ｖが第２閾値電圧Ｖ₁より低い場合に例えばローレベルになる第２比較信号を生成して、目標電流設定部８２に出力する。

目標電流設定部８２は、比較部８７２より入力される第２比較信号がハイレベルになった場合、設定されている目標電流を例えば数１０％減少させる。目標電流が減少すると、電流制御部８１は減少後の目標電流に応じて出力制御駆動信号を生成する。したがって、溶接電源装置Ａ４の出力電流は減少する。

図７は、溶接終了時の溶接電源装置Ａ４の各部の波形を示すタイムチャートである。同図（ａ）はアーク長の時間変化を示し、同図（ｂ）は電圧センサ９３が検出する出力電圧Ｖの時間変化を示し、同図（ｃ）は電流センサ９１が検出する出力電流Ｉの時間変化を示す。同図（ｄ）は計時部８７３のタイマの動作状態を示し、同図（ｅ）は停止部８７４が出力する停止信号を示す。

時刻ｔ２より前の時刻ｔ１１において、出力電圧Ｖが第２閾値電圧Ｖ₁以上になっている（図７（ｂ）参照）。これにより、比較部８７２が第２比較信号としてハイレベル信号を目標電流設定部８２に出力し、目標電流設定部８２が電流制御部８１に出力する目標電流を減少させる。これにより、出力電流Ｉは減少している（図７（ｃ）参照）。そして、時刻ｔ２において、出力電圧Ｖが閾値電圧Ｖ₀以上になってタイマが起動され、時刻ｔ３において、所定時間Ｔを経過したので停止信号がオンになって、出力電流Ｉが急激に低下する（図７（ｃ）参照）。そして、時刻ｔ４において、出力電流ＩがＩ₀以下になったときに、アークが消滅している。出力電流Ｉは、時刻ｔ１１のときに減少しているので、時刻ｔ３の後、Ｉ₀以下になるまでの時間（時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間）が短縮されている。

本実施形態においても、制御回路８は、出力電圧Ｖが閾値電圧Ｖ₀以上になった場合に、出力制御駆動信号の出力を停止するので、アークを早く消滅させることができる。また、閾値電圧Ｖ₀は、操作部１０の閾値電圧設定ボタンの操作により変更可能なので、作業者は、アーク消滅のタイミングを調整することができる。これにより、アーク消滅のタイミングについての作業者の違和感を抑制できる。また、本実施形態においても、制御回路８は、計時部８７３を備え、出力電圧Ｖが閾値電圧Ｖ₀以上の状態が所定時間Ｔだけ継続した場合にのみ、インバータ回路２を停止させる。これにより、出力電圧Ｖが瞬間的に閾値電圧Ｖ₀以上になった場合にまでインバータ回路２を停止してしまうことを防止できる。さらに、本実施形態によると、制御回路８は、出力電圧Ｖが第２閾値電圧Ｖ₁以上になったときに目標電流を減少させて、出力電流を減少させる。したがって、アーク消滅にかかる時間を短縮できる。これにより、作業者が、アーク消滅のタイミングが遅く感じることを抑制できる。

図８は、本発明の第５実施形態に係る溶接電源装置Ａ５の内部構成を示すブロック図であり、被覆アーク溶接システムの全体構成を示している。なお、図８においては、制御回路８の内部構成の記載を省略している。図８に示す溶接電源装置Ａ５は、インバータ回路７を備えておらず、直流電力を出力する点で、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１と異なっている。

溶接電源装置Ａ５は、インバータ回路７および再点弧回路６を備えていない。整流平滑回路５の正極側の出力端子は出力端子ａに接続され、整流平滑回路５の負極側の出力端子は出力端子ｂに接続される。溶接電源装置Ａ５は、整流平滑回路５が高周波電力から変換した直流電力を出力する。

本実施形態においても、制御回路８は、出力電圧Ｖが閾値電圧Ｖ₀以上になった場合に、出力制御駆動信号の出力を停止するので、アークを早く消滅させることができる。また、閾値電圧Ｖ₀は、操作部１０の閾値電圧設定ボタンの操作により変更可能なので、作業者は、アーク消滅のタイミングを調整することができる。これにより、アーク消滅のタイミングについての作業者の違和感を抑制できる。また、本実施形態においても、制御回路８は、計時部８７３を備え、出力電圧Ｖが閾値電圧Ｖ₀以上の状態が所定時間Ｔだけ継続した場合にのみ、インバータ回路２を停止させる。これにより、出力電圧Ｖが瞬間的に閾値電圧Ｖ₀以上になった場合にまでインバータ回路２を停止してしまうことを防止できる。さらに、本実施形態によると、直流電力を出力することができる。

本発明に係る被覆アーク溶接システムおよび被覆アーク溶接用の溶接電源装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る被覆アーク溶接システムおよび被覆アーク溶接用の溶接電源装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５：溶接電源装置
１ ：整流平滑回路
２ ：インバータ回路
３ ：トランス
３ａ ：一次側巻線
３ｂ ：二次側巻線
３ｃ ：補助巻線
４ ：接続線
５ ：整流平滑回路
５１ ：全波整流回路
５２ ：直流リアクトル
６ ：再点弧回路
６１ ：ダイオード
６２ ：再点弧コンデンサ
６３ ：充電回路
６４ ：放電回路
７ ：インバータ回路
７１ ：接続線
８ ：制御回路
８１ ：電流制御部
８２ ：目標電流設定部
８３ ：極性切替制御部
８５ ：放電制御部
８６ ：充電制御部
８７１ ：閾値設定部
８７２ ：比較部
８７３ ：計時部
８７４ ：停止部
９１ ：電流センサ
９２ ：電圧センサ
９３ ：電圧センサ
１０ ：操作部
ａ，ｂ ：出力端子
Ｂ ：被覆アーク溶接棒
Ｃ ：溶接棒ホルダ
Ｄ ：商用電源
Ｗ ：被加工物

Claims (7)

1. 被覆アーク溶接棒と、前記被覆アーク溶接棒に電力を供給する溶接電源装置と、を備える被覆アーク溶接システムであって、
   前記溶接電源装置は、
   直流電力を高周波電力に変換するインバータ回路と、
   出力電流を制御するための出力制御駆動信号を前記インバータ回路に出力する制御回路と、
   出力電圧を検出する電圧センサと、
   を備え、
   前記制御回路は、
   前記出力電圧が閾値電圧以上の状態の継続時間を計時する計時部と、
   前記出力電流の目標値を設定する目標電流設定部と、
   を備え、
   前記継続時間が閾値時間以上になったときに、前記出力制御駆動信号の出力を停止し、
   前記出力電流の目標値に応じて、前記閾値時間を設定する、
   ことを特徴とする被覆アーク溶接システム。
2. 被覆アーク溶接棒と、前記被覆アーク溶接棒に電力を供給する溶接電源装置と、を備える被覆アーク溶接システムであって、
   前記溶接電源装置は、
   直流電力を高周波電力に変換するインバータ回路と、
   出力電流を制御するための出力制御駆動信号を前記インバータ回路に出力する制御回路と、
   出力電圧を検出する電圧センサと、
   前記インバータ回路が出力する高周波電力を直流電力に変換する整流回路と、
   前記整流回路が出力する直流電力を交流電力に変換する第２インバータ回路と、
   を備え、
   前記制御回路は、前記出力電圧が閾値電圧以上になった場合に、前記出力制御駆動信号の出力を停止し、
   前記第２インバータ回路が出力する電流波形は、正弦波状である、
   ことを特徴とする被覆アーク溶接システム。
3. 被覆アーク溶接棒と、前記被覆アーク溶接棒に電力を供給する溶接電源装置と、を備える被覆アーク溶接システムであって、
   前記溶接電源装置は、
   直流電力を高周波電力に変換するインバータ回路と、
   出力電流を制御するための出力制御駆動信号を前記インバータ回路に出力する制御回路と、
   出力電圧を検出する電圧センサと、
   を備え、
   前記制御回路は、
   前記出力電圧が閾値電圧以上になった場合に、前記出力制御駆動信号の出力を停止し、
   前記出力電圧が前記閾値電圧より低い第２閾値電圧以上になったときに、前記出力電流を減少させる、
   ことを特徴とする被覆アーク溶接システム。
4. 前記溶接電源装置は、前記被覆アーク溶接棒の直径または材質を入力する操作部をさらに備え、
   前記制御回路は、前記直径または前記材質に応じて、前記閾値電圧を設定する、
   請求項１ないし３のいずれかに記載の被覆アーク溶接システム。
5. 被覆アーク溶接棒に電力を供給する、被覆アーク溶接用の溶接電源装置であって、
   直流電力を高周波電力に変換するインバータ回路と、
   出力電流を制御するための出力制御駆動信号を前記インバータ回路に出力する制御回路と、
   出力電圧を検出する電圧センサと、
   を備え、
   前記制御回路は、
   前記出力電圧が閾値電圧以上の状態の継続時間を計時する計時部と、
   前記出力電流の目標値を設定する目標電流設定部と、
   を備え、
   前記継続時間が閾値時間以上になったときに、前記出力制御駆動信号の出力を停止し、
   前記出力電流の目標値に応じて、前記閾値時間を設定する、
   ことを特徴とする被覆アーク溶接用の溶接電源装置。
6. 被覆アーク溶接棒に電力を供給する、被覆アーク溶接用の溶接電源装置であって、
   直流電力を高周波電力に変換するインバータ回路と、
   出力電流を制御するための出力制御駆動信号を前記インバータ回路に出力する制御回路と、
   出力電圧を検出する電圧センサと、
   前記インバータ回路が出力する高周波電力を直流電力に変換する整流回路と、
   前記整流回路が出力する直流電力を交流電力に変換する第２インバータ回路と、
   を備え、
   前記制御回路は、前記出力電圧が閾値電圧以上になった場合に、前記出力制御駆動信号の出力を停止し、
   前記第２インバータ回路が出力する電流波形は、正弦波状である、
   ことを特徴とする被覆アーク溶接用の溶接電源装置。
7. 被覆アーク溶接棒に電力を供給する、被覆アーク溶接用の溶接電源装置であって、
   直流電力を高周波電力に変換するインバータ回路と、
   出力電流を制御するための出力制御駆動信号を前記インバータ回路に出力する制御回路と、
   出力電圧を検出する電圧センサと、
   を備え、
   前記制御回路は、
   前記出力電圧が閾値電圧以上になった場合に、前記出力制御駆動信号の出力を停止し、
   前記出力電圧が前記閾値電圧より低い第２閾値電圧以上になったときに、前記出力電流を減少させる、
   ことを特徴とする被覆アーク溶接用の溶接電源装置。

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