JPH02104473A - インバータアークスタッド溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、母材上に位置決めされた溶接すべきスタッド
を溶接ガンのトリガスイッチの作動により母材から引き
離すと同時にスタッドと母材との間にアークを発生させ
、設定された通電時間経過後スタッドを母材へ押し付け
て溶接するアークスタッド溶接装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

この方式の従来のアークスタッド溶接装置は例えば特公
昭４５−５４６８６号、特開昭４８−８５４５７号及び
特公昭６２−８２６５号の各公報に開示されている。こ
れらの公報に開示された従来の装置では、いずれも溶接
ガンのトリガスイッチの作動によりまずパイロットアー
ク電流が流され、それと同時に母材からスタッドが引き
離され、これらの間にパイロットアークが発生される。

しかる後主アーク電流がパイロットアーク電流に重ねら
れ、予定の時間後通電をしゃ断し、溶接を完了するよう
に構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来のアークスタッド溶接装置における実
際の溶接電流は添付図面の第６図に示すような波形とな
っている。すなわちパイロット電流Ａの後主溶接電流の
立ち上がり時にＢで示すようなオーバーシュートが現れ
、その後に定電流時には図示したようにリップルＣが生
じ、そして通電終了時にスタッドを母材へ押し付ける際
にホットプランジによるオーバーシュートＤが伴う。

ところで、従来のアークスタッド溶接装置はその構成回
路部品にリレー−？電子回路素子が沢山使用されており
、これらの部品にとって上記のようなオーバーシュート
は故障を引き起こしたり、その寿命にも大きく影響を及
ぼしている。

また、定電流時におけるリップルはスタッドと母材との
間に生じるアークを伸縮させることになり、そのためい
わゆる冷え現象が生じ、溶接特性に悪影響を及ぼすため
このリップル分を考慮して定電流値を設定する必要があ
り、比較的高い定電流レベルが要求されていた。

そこで、本発明は、これらの従来の問題点を解決して、
オーバーシュートやリップルのない安定した溶接電流特
性を持つインバータアークスタッド溶接装置を提供する
ことを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明によるインバータ
アークスタッド溶接装置は、整流器を備えた電源回路と
、溝インバータ主回路と、溶接ガンのトリガスイッチの
作動に応動して溶接電流を溶接すべきスタッドの材質及
び寸法に応じて予め決められた勾配で設定された定電流
レベルまで滑らかに増大させるアップスロープ回路と、
浴接ガンのトリガスイッチの作動に応動して溶接電流の
通電時間を設定するタイマー回路と、タイマー回路で設
定された溶接電流の通電時間の終了時の母材へのスタッ
ドの押し付けと同時に溶接電流を所要の勾配で滑らかに
降下させるダウンスロープ回路とを有することを特徴と
している。

〔作用〕

本発明によるインバータアークスタッド溶接装置では、
ＰｗＭインバータ主回路を備えているので、リップルの
ほとんどない定電流を供給することができる。

また、アップスロープ回路を備えているので、従来のよ
うなパイロットアーク回路が不要となりしかモ定電流へ
移行する際にオーバーシュートの生じることがない。

更に、ダウンスロープ回路を備えているので、オーバー
シュートなしに電流をしゃ断する′ことができる。

〔実施例〕

以下、添付図面の第１図及び第２図を参照して本発明の
実施例について説明する。

第１図には本発明の実施例の構成を概略的に示し、１は
交流電源、２は整流器、３は平滑コンデンサであり、整
流器２及び平滑コンデンサ３によって交流電源１からの
交流を直流に変換している。

４はＰＷＭインバータ主回路で、整流器２及び平滑コン
デンサ３からの直流をパルス幅変調して高周波電力に変
換する。また５は変圧器、６は整流器、７は直流リアク
トルである。ＰＷＭインバータ主回路４にはダウンスロ
ープ回路８、アップスロープ回路９及びタイマー回路Ｉ
Ｏが接続されており、ダウンスロープ回路８、アップス
ロープ回路９及びタイマー回路１０はまた相互に接続さ
れそして直流リアクトル７の出力側に接続され、波形制
御のためのフィードバック回路を構成している。出力端
子１１には図示してない母材及びスタッドがそれぞれ接
続される。

タイマー回路１０は、溶接ガンのトリガスイッチ（図示
してない）の作動により応動して溶接電流の通電時間を
溶接電流を溶接すべきスタッドの材質及び寸法に応じて
任意に設定できるようにされている。このタイマー回路
ｌＯで設定された通電時間の終了時にダウンスロープ回
路８は作動して第２の図の波形で示すよう定電流レベル
からオーバーシュートなしに滑らかに電流を降下させる
。

なお、第２図の波形におけるダウンスロープ中のａはセ
ミホットプランジすなわちいわゆるソフトホットプラン
ジを表している。またアップスロープ回路９溶接がンの
ト１７　ｆｆスイッチの作動と同時に付勢され、予定の
勾配でオーバーシュートなしに滑らかに電流を定電流レ
ベルまで滑らかに上昇させるように働いている。この場
合、アップスロープの勾配は溶接すべきスタッドの材質
及び寸法に応じて任意に設定することができる。第２図
のアップスロープの立ち上がり時にオーバーシュートｂ
が現れているが、このオーバーシュートｂは極小さいこ
とが認められる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明は、アークスタッド溶
接に、リップルのほとんどない定電流を供給できるイン
バータ主回路にアップスロープ回路とダウンスロープ回
路とを組み合わせたインバータ制御を採用したことによ
り次のような効果が得られる。

■　従来ノようにパイロットアーク回路全役ける必要が
なく、装置全体を簡略及び小形化できる。

その結実装置のコストを下げることができるだけでなく
操作性も大幅に向上できる。

■　リップルがほとんどないため、従来装置に比べて使
用電流を大幅に下げることができる。例えば従来定格８
００Ａを要していた溶接機と同等の性能を本発明の装置
では５００Ａで達成することができ、ランニングコスト
の大幅な低減が得られる。

■　立ち上がυから定電流への移行時に実質的なオーバ
ーシュートが伴わずまたホットプランジによるオーバー
シュートも現れないので、回路の構成部品の損傷の恐れ
がなく、長期間安定した動作が保障され得る。

■　リップルのない安定した定電流を供給できることに
より、スタッドと母材との間のアークの伸縮による冷え
現象がなく、良好な溶接特性が得られると共に溶接効率
も向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略ブロック線図、第２
図は第１図の装置で得られる溶接電流波形を示す波形線
図、第３図は従来のアークスタッド溶接装置における溶
接電流波形を示す波形線図である。 図中、 ｌ・・・交流電源 ２・・・整流器 ３・・・平滑コンデンサ ４・・・ＰＷＭインバータ主回路 ５・・・変圧器 ６・・・整流器 ７・・・直流リアクトル ８・・・ダウンスロープ回路 ９・・・アツプスｏ−フ回路 １０・・・タイマー回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 母材上に位置決めされた溶接すべきスタッドを溶接ガン
   のトリガスイッチの作動により母材から引き離すと同時
   にスタッドと母材との間にアークを発生させ、設定され
   た通電時間経過後スタッドを母材へ押し付けて溶接する
   アークスタッド溶接において、整流器を備えた電源回路
   と、ＰＷＭインバータ主回路と、溶接ガンのトリガスイ
   ッチの作動に応動して溶接電流を溶接すべきスタッドの
   材質及び寸法に応じて予め決められた勾配で設定された
   定電流レベルまで滑らかに増大させるアップスロープ回
   路と、溶接ガンのトリガスイッチの作動に応動して溶接
   電流の通電時間を設定するタイマー回路と、タイマー回
   路で設定された溶接電流の通電時間の終了時の母材への
   スタッドの押し付けと同時に溶接電流を所要の勾配で滑
   らかに降下させるダウンスロープ回路とを有することを
   特徴とするインバータアークスタッド溶接装置。