JPH02108461A - 溶接アークを励起して安定化するための装置 - 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〕 本発明は溶接に関し、そして特に電弧溶接に関する。さ
らに詳しくは、溶接アークを励起し安定化させるための
装置に関する。

本発明は高周波注入装置として、また溶接アークをアー
ク間隙をジャンプすることなく励起させる手段としての
溶接および切断するための電源に用いることができる。

〔従来の技術〕

溶接アークを励起し安定化する装置はすでに知られてい
る（Ｂ、Ｅ、Ｐａｔｏｎ　ｅｔ　ａｌ“電弧およびスラ
グ溶接のための電気装置””　、１９６６年ソ連国モス
コー“Ｍａｓｈ　１ｎｏｓ　ｔｒｏｅｎ　ｉｅ”版ｐ２
４参照）。それは２次巻線と直列におかれたりアクタン
スコイルを有する溶接変圧器と、複動の半導体スイッチ
および直列におかれたキャパシタがりアクタンスコイル
と並列に接続される。

溶接電流の各半サイクルの始めに、溶接アークの再励起
のブリアーク段階において、リアクタンスコイルのイン
ダクタンスがオン状態にある複動半導体スイッチのまわ
りのキャパシタの容量によってバイパスされる。その結
果、電流パルスが残留電導をもった空隙を通って、その
結果溶接電流アークすなわち溶接アークの安定度が電流
の極性が変換されるときの溶接電流の高い立上がり度に
よって増加する。しかしそのような効果は単に′“電極
”間のアークが残留電導をもっているときにのみ得られ
るものである。したがって周知の装置はアーク間隙の消
イオンをひきおこすフッ素を含んだコーティングをもっ
た電極、すなわち溶接アークがなくなったあとその残留
伝導を減少する（点火ピークは数百ボルトを超えること
ができる）電極をもった溶接アークの信頼性ある再励起
を確保できない。アーク間隙に発生する電圧が不十分で
あることによる欠点である。

さらに、前述の装置はカソードが挿入ガス媒体において
消耗しない電極をもって溶接される設備に形成されると
きは溶接電流の半サイクルの初期において溶接アークの
再励起をすることができない、何となれば、この場合に
は点弧ピークは数百ボルトを超えなければならないから
である。

さらに、周知の装置は変調溶接電流、すなわち、溶接さ
れる設備を介して流れる溶接電流が変調を含む条件下に
おいては溶接できない。か〜ることはアーク溶接におけ
る装置の可能性および範囲を制限するものである。換言
すれば、項目の大きな変化は制限されないアーク間隙を
もったアーク溶接には適用できない。

溶接アークを励起する周知の装置（ＳＯ，Ａ、　４９０
゜５９２参照）は溶接変圧器、制御装置をもった半導体
スイッチ、パルス変成器、キャパシタ、および交流源を
そなえている。溶接変圧器の２次巻線の１つのリードは
溶接される設備に接続するための装置の１つの端子に接
続され、溶接変圧器の２次巻線の他のリードは半導体ス
イッチの１つのリードと直接接続されまたパルス変成器
の１次巻線およびキャパシタを通して交流源の端子と接
続される。周知の装置はまた溶接電極と接続するために
設計されパルス変成器の２次巻線に接続された端子を有
する。

交流を使用するアーク溶接において、装置はキャパシタ
によってバイパスされるパルス変成器の２次巻線と直列
におかれたパルス変成器の２次巻線を有する。溶接アー
クは、溶接電流の極性がプリアーク段階において逆転す
るためアーク間隙は装置から増加した電圧パルスが供給
される事実によって信頬性をもって再励起される。前記
パルス振幅は最も確率の高い点火ピーク値よりも幾分高
い。これは高イオン化ポテンシャルおよび電子に対する
類似性（例えばフッ素化物成分）をもった素子を含むコ
ーティングを有する電極による溶接において、また挿入
ガス媒体における非消耗電極による溶接において安定な
溶接を提供する。

しかしながら、周知の装置は変調電流による溶接には不
適である。何となれば溶接電極を流れる電流密度が低く
なって変調された電流による溶接が中断するような時間
間隔に通常出遭うような条件に遭遇するからである。

さらに上記の装置は極性逆転間にアーク間隙に発生する
電圧パルス増加により安定なアークを保証することがで
きず、溶接電流の立上がりの相当に低い割合に欠点があ
る。

これは本質的に安定なアークが得られる溶接電流範囲を
減少し、したがって、周知の装置の能力を制限する。そ
の能力はまた溶接電流が高速に調整できないという事実
によっても制限される。

〔発明が°解決しようとする課題〕

本発明は迅い立上がりレートをもった自動制御により低
密度の溶接電流において安定なアークを確保し溶接アー
クを励起し安定化する装置を提供することにあり、また
どんなコーティング（非消耗電極）をもった電極におい
ても変調電流をもった溶接をも可能とし、それによって
装置の生産能力を本質的に増加する。

〔課題を解決するための手段〕

溶接アークを励起し安定化する装置であって、溶接変圧
器と、制御ユニットに接続された半導体スイッチと、パ
ルス変成器と、スイッチングキャパシタおよび交流源と
を有し、前記溶接変圧器の２次巻線の第１のリードが装
置の端子に接続され、前記端子が設備に接続される役目
をなし、前記２次巻線の第２のリードが前記半導体スイ
ッチの１つのリードに接続されまた前記パルス変成器の
１次巻線および前記スイッチングキャパシタを介して交
流源の１つの端子に接続され、その他の端子が半導体ス
イッチの第２のリードに接続され、前記パルス変成器の
２次巻線の１つのリードが装置の端子に接続され、該端
子が電極接続をなす装置において、本発明によれば、電
流制限器、付加キャパシタおよび整流ブリッジを具備し
、前記半導体スイッチが付加リードを含み、前記溶接変
圧器の２次巻線の第２のリードが前記電流制限器を介し
て前記パルス変成器の２次巻線の１つのリードに接続さ
れ、また付加キャパシタを介して整流ブリッジの１つの
交流リードに接続され、該整流ブリッジの他の交流リー
ドが前記交流源の前記第２の端子に接続され、該整流ブ
リッジの直流リードがそれぞれ前記半導体スイッチの付
加リードおよび前記交流源の端子に接続されたその主リ
ードに接続された溶接アークを励起し安定化するための
装置が提供される。

本発明において好ましくは前記半導体スイッチが２つの
サイリスタを含み、１つのサイリスタのアノードおよび
他のサイリスタのカソードが半導体スイッチの１つのリ
ードとして形成される共通点に接続され、半導体スイッ
チの他のリードが、それぞれ、前記サイリスタのカソー
ドおよび前記サイリスタのアノードに接続され、または
、前記半導体スイッチがトランジスタを含み、１つのト
ランジスタのエミッタおよび他のトランジスタのコレク
タが半導体スイッチの１つのリードとして形成される共
通点に接続され、半導体スイッチの他のリードが、それ
ぞれ１つのトランジスタのコレクタおよび他のトランジ
スタのエミッタに接続されるべきである。

好ましくは本発明にか＼る装置においては、電流制限器
は調可能なリアクターもしくは可変抵抗器であるべきで
ある。

本発明の主題を形成する装置は前記電流制限器と並列に
おかれ、その入力が制御ユニットの出力に接続された溶
接電流調整器をそなえることが有利である。

さらに前記溶接電流調整器は逆並列に接続されたサイリ
スタ対もしくは逆並列接続されたトランジスタ対、もし
くは平衡サイリスタもしくはトランジスタが対角線状に
接続された逆並列接続された対をなすダイオードブリッ
ジを含むことが有利である。

本発明は大きさおよび増加率の自動制御による低密度に
おいても溶接アークを励起し安定化する装置を提供する
ことができる。このことはどんな電極による変調電流条
件下においても溶接を可能とし、溶接を励起し安定化す
る装置の生産能力を著しく増加する利点がある。

以下特殊な実施例について図面により本発明をさらに説
明する。

〔実施例〕

第１図には、溶接アークを励起しかつ安定化するための
本発明装置の基本構成が示されており、１は溶接用変圧
器であって、−次巻線２は主電源に接続され、二次巻線
３の一端は端子４に接続され、該端子４には溶接される
べき物品（第１図には示されていない）が接続される。

溶接変圧器１の二次巻線３の他端は半導体スイッチ６の
リード５に接続される。本発明装置はまたパルス変成器
７をそなえ、その−次巻線８の一端は溶接変圧器１の二
次巻線３に接続され、その他端はスイッチングキャパシ
タ９を介して交流電流源１１の端子１０に接続される。

交流電流源１１の第２の端子１２は整流用ブリッジ１３
を介してキャパシタ１４の一方の電極に接続される。パ
ルス変成器７の二次巻線１５の一端は端子１６に接続さ
れ、該端子１６には電極（図示されない）が接続される
。

該二次巻線１５の他端はキャパシタ１４の他方の電極に
接続される。本発明装置は更に溶接変圧器１の二次巻線
３とパルス変成器７の二次巻線１５との間の回路内に電
流制限器１７が設けられる。

保護用キャパシタ１８がパルス変成器７の二次巻線１５
と電流制限器１７との接続点と端子４との間に設けられ
る。半導体スイッチ６には３個のリードが設けられ、第
１のり一ド５は上述したように接続され、他のリード１
９および２０はダイオードブリッジ１３の直流側すなわ
ち、ダイオード２１　、２２のアノード間およびダイオ
ード２３　、２４間のカソード間にそれぞれ接続される
。また第１図において、ダイオードブリッジ１３の交流
側の一端すなわちダイオード２３のアノードとダイオー
ド２１のカソード間の接続点は交流電流源１１の端子１
２に接続され、一方ダイオードブリッジ１３の交流側の
他端すなわちダイオード２４のアノードとダイオード２
２のカソード間の接続点はキャパシタ１４を介してパル
ス変成器７の二次巻線１５に接続される。溶接変圧器１
の各巻線２．３は最大の溶接電流を供給するように相互
に所定の位置に設けられる。電流制限器１７には溶接回
路内に、電極の直径変化に応じて必要とされる最大値以
下の溶接電流を得るために設けられる。電流制限器１７
を設けることによって溶接電流の連続的な供給が行われ
、それによって溶接変圧器ｌの構成が簡易化される。

半導体スイッチ６と整流ブリッジ１３は予備アーク（プ
リアーク）段階における溶接電流の各半サイクルの開始
時に、電極と物品間のギャップを絶縁破壊し電離させる
ための大きな電圧パルスを発生するスイッチング回路用
として設けられる。

電流制限器１７がバイパスされるとき発生する電流パル
スは該電圧パルスによって電離されたギャップを通して
流れる溶接電流を急激に増加させる。

本発明装置にはまた制御ユニット２５が設けられ、その
出力側は半導体スイッチ６の制御信号入力側２６に接続
され、その入力側は溶接変圧器１の二次巻線３とパルス
変成器７の一次巻線８に接続される。

第２図は本発明の１実施例としての溶接アークの励起お
よび安定化装置の概略回路図である。第２図において、
半導体スイッチ６は２個のサイリスタ２７および２８を
有し、該サイリスタ２７のアノードとサイリスタ２８の
カソードは半導体スイッチ６のリード５として機能する
共通点に接続される。サイリスタ２７のカソードとサイ
リスタ２８のアノードはそれぞれ半導体スイッチ６の他
のリード１９　、２０に接続され、またその制御信号入
力側２６はサイリスタ２７および２８のカソードに接続
される。電流制限器１７は可変抵抗器２９で構成される
。

第３図に示される装置においては、半導体スイッチ６は
トランジスタ３０および３１で構成されており、トラン
ジスタ３０のエミッタとトランジスタ３１のコレクタは
半導体スイッチ６のリード５に接続され、一方、他のリ
ード１９　、２０はそれぞれトランジスタ３１のエミッ
タおよびトランジスタ３０のコレクタに接続される。電
流制限器１７は調整可能なリアクター３２により構成さ
れる。

該リアクター３２により構成される電流制限器１７を用
いることによって、可変抵抗器２９からの熱放散を防止
し、装置の過熱を抑制する。更に該リアクター３２は溶
接用の交流正弦波が零点を通過する時点において該電極
と物品間のギャップに高電圧を得るために該溶接回路内
の電圧および電流間の位相差を増加させ、極性反転時に
おける溶接アークの励起を容易にする。

第１．２、および３図に示される半導体スイッチ６は実
質的にその機能的な能力を増加させている。

しかしながら、トランジスタ３０および３１によって構
成された半導体スイッチ６は、その応答性が高速である
ことによって、第２図の実施例の場合に比し、パルス変
成器７の二次巻線１５からより象、峻な前縁を有する電
圧パルスを得ることを可能にし、電極と物品間のギャッ
プを絶縁破壊させるに必要なパルス電圧の値を低減させ
、そのイオン化の速度を増加させ、それによって予備ア
ーク段階の期間が低減される。トランジスタ３０および
３１のベースは半導体スイッチ６の制御信号入力部２６
として機能する。

第１．２、および３図に示される実施例とは別に、第４
図に示される装置は電流制限器１７と並列に接続された
溶接電流レギュレータ（溶接電流調整器）３３をそなえ
ている。制御ユニット２５の他の出力側に接続された溶
接電流レギュレータ３３を使用することにより、電流制
限器１７を、最小の溶接電流をうるようにそれを設計す
ることによって、すなわち電流制限器１７を例えば固定
的なリアクターとして非調整的なものとすることによっ
て、その構成を簡易化することができる。

溶接電流レギュレータ３３を設けることによって、電流
制限器１７によって設定された最小値から溶接変圧器ｌ
の内部抵抗によって制限される最大値まで、それ程の過
渡時間的な影ツなしに溶接電流を変化させることを可能
にする。

溶接電流レギュレータ３３の好適な実施例が第５．６、
および７図に示されている。第５図においては、該レギ
ュレータ３３は平衡型のサイリスタすなわちトライブッ
ク３４により構成される。

第６図に示されるレギュレータは逆並列に接続され°た
２個のトランジスタ３５　、３６により構成される。

第７図においては、該レギュレータ３３はダイオード３
７　、３Ｂ　、　３９、および４０をそなえるダイオー
ドブリッジにより構成され、該ブリッジの接続点のうち
対角線上に対向する一対の接続点を横切ってトランジス
タ４１が接続され、該トランジスタのベースは第４図に
示される制御ユニット２５の出力側に接続される。トラ
イアック３４を使用することによって、より少数の半導
体装置でレギュレータ３３を構成しうる利点がある。

第６図の装置においては、レギュレータ３３はトランジ
スタ３５と３６で構成され、トランジスタ３５のコレク
タとトランジスタ３６のエミッタは第４図おける電流制
限器１７の一方のリードに接続され、またトランジスタ
３５のエミッタとトランジスタ３６のコレクタは第４図
における電流制限器１７の他方のリードに接続される。

第８図は、本発明の１実施例としての、溶接アークを励
起しかつ安定化させるための装置の構成を示す図である
。この実施例においては、電流制限器１７（第１図参照
）は可変抵抗２９をそなえている（第８図参照）。レギ
ュレータ３３は逆並列に接続された２個のサイリスタ４
２　、４３をそなえており、サイリスタ４２のカソード
とサイリスタ４３のアノードとは保護キャパシタ１８の
一方の電極に接続され、またサイリスタ４２のアノード
と竺イリスタ４３のカソードとは溶接変圧器１の二次巻
線３に接続される。

溶接電流レギュレータ３３内にトランジスタ３５および
３６（第６図参照）を設けた場合には第５図および第８
図に示される溶接電流レギュレータにおける既知の問題
点を除去することができる。すなわち、この問題点はサ
イリスタ４２　、４３又はトライアック３４（第５図参
照）の場合には、それらが−旦ターンオンすると、その
導通期間内は制御不能である点である。溶接電流レギュ
レータ３３内にトランジスタ３５　、３６　（第６図参
照）を設けた場合には、所定のプログラムにしたがって
各半サイクル期間中、溶接電流の完全な制御を可能とし
、例えば消耗電極による溶接の際の金属変移期間中、よ
りフレキシブルな制御を行うための能力を増大させる利
点かえられる。

第８図の半導体スイッチ６は実質的に第２図に示される
のと同様な２個のサイリスタ２７および２８で構成され
る。

第８図はまた制御ユニット２５の構成と該制御ユニット
２５と半導体スイッチ６およびレギュレータ３３との接
続関係をも詳細に示している。制御ユニット２５はトラ
ンジスタ４４をそなえ、そのベース、コレクタ、および
エミッタはそれぞれダイオード４５のアノードと抵抗４
５′、ダイオード４７によってバイパスされた出力変圧
器４６の一次巻線、および抵抗４８を介してダイオード
４９のアノードに接続され、そのカソードは抵抗５０と
トランジスタ５１のベースとの共通接続点に接続される
。トランジスタ５１のコレクタとエミッタとは電源５２
に接続され、そのコレクタは出力変圧器５３の一次巻線
を介してスイッチングされる。なおダイオード５４が該
巻線と並列に接続される。ダイオード４５のカソードと
ダイオード４９のアノードとはそれぞれ抵抗５５とキャ
パシタ５６からなるＲＣ微分回路および溶接変圧器１の
二次巻線３に接続されたキャパシタ５７に接続される。

制御ユニット２５は更にユニジャンクショントランジス
タ５８および５９を有する。ユニジャンクショントラン
ジスタ５８の各端子はそれぞれ、ダイオード６１によっ
てバイパスされた出力変圧器６０の一次巻線、抵抗６２
とキャパシタ６３とからなるＲＣ微分回路、および電源
５２に接続される。ユニジャンクショントランジスタ５
９の各端子はそれぞれ、ダイオード６５によってバイパ
スされる出力変圧器６４の一次巻線、抵抗６６とキャパ
シタ６７とからなるＲＣ微分回路、および電源５２に接
続される。

制御ユニット２５は更にトランジスタ６８および６９を
そなえている。トランジスタ６８のベースは抵抗７０　
、７１からなる分圧器を介して溶接変圧器１の二次巻線
３と結合されたダイオード７２に接続され、またトラン
ジスタ６９のベースは抵抗７３　、７４からなる分圧器
を介して溶接変圧器１の二次巻線３と結合されたダイオ
ード７５に接続される。抵抗６２と６６とはそれぞれダ
イオード７６と７７とを介して可変抵抗器７８と７９と
に接続される。可変抵抗器７８の一端はパルス発生器８
０に接続され、該可変抵抗器７８の他端は、電源５２、
トランジスタ５１のエミッタ、抵抗５０゜４８　、５５
および４５′、およびトランジスタ４４のエミッタに接
続される。可変抵抗器７９の一端は該パルス発生器８０
に接続され、該可変抵抗器７９の他端はダイオード６５
、トランジスタ６９のエミッタ、抵抗７４、ダイオード
６１、キャパシタ６７および６３、トランジスタ６８の
エミッタおよび抵抗７１に接続される。

出力変圧器４６と５３の二次巻線は、それぞれ半導体ス
イッチ６内のサイリスタ２８および２７の各カソードに
接続される。出力変圧器６０と６４の二次巻線は、それ
ぞれ溶接電流レギュレータ３３内のサイリスタ４２およ
び４３の各カソードに接続される。

第９図は、制限器１７内の電流が最小のときのアークギ
ャップにおける電流波形を示す。

第１０図は、制限器１７内の電流が最大のときのアーク
ギャップにおける電流波形を示す。

第１１図と第１２図は、それぞれ第５図および第８図に
示される溶接電流レギュレータ３３を有する装置におい
て溶接電流が最小のとき（第１１図）および最大のとき
（第１２図）のアークギャップにおける電流波形を示す
。

第１３図は、第６図および第７図に示される溶接電流レ
ギュレータを有する装置におけるアークギャップの電流
波形を示す。図面中、電流Ｉは縦軸を示し、時間ｔは横
軸で示す。

第８図に示される装置の動作は以下の通りである。

溶接変圧器ｌの一次巻線２が主電源に接続されるとき、
パルス変成器７に接続された二次巻線３に印加される正
電圧は制御ユニット２５における微分ＲＣ回路網を構成
するキャパシタ５７と抵抗４８とを通して、更にダイオ
ード４９を通して制御ユニット２５のトランジスタ５１
のベースに供給される。それによりトランジスタ５１は
ターンオンし、出力変圧器５３の一次巻線に電圧パルス
を発生させ、該電圧パルスはその二次巻線を通して半導
体スイッチ６内のサイリスタ２７のカソードに印加され
、該サイリスタ２７を作動させる。

サイリスタ２７がターンオンすると、スイッチングキャ
パシタ９の充電電流が交流電流源１１からサイリスタ２
７、パルス変成器７の一次巻線８、および整流ブリッジ
１３のダイオード２１を通して流れ始める。その結果、
パルス変成器７の二次巻線１５からえられる電圧パルス
は保護キャパシタ１８を通して電極と被溶接物品との間
のアークギャップ、すなわちギャップの絶縁破壊を起こ
させる端子１６および４間に印加される。（既知の装置
はこのような段階を含んでいない。）該アークギャップ
の絶縁破壊後に、付加的キャパシタ１４の充電電流が流
れる。換言すれば、第９図乃至第１３図において符号“
＋１で示されたような突入電流が次のような回路を通し
て流れる。すなわち、溶接変圧器１の二次巻線３、サイ
リスタ２７、ダイオード２２、付加的キャパシタ１４、
パルス変成器７の二次巻線１５、端子１６および４を通
る回路に流れる。

溶接アークが端子１６に接続された電極と端子４に接続
された被溶接物品との間に発生し、第９図および第１０
図に符号すで示される溶接電流は、該キャパシタ９およ
び１４が充電された後はサイリスタ２７がターンオフさ
れるので、溶接変圧器１の内部抵抗と可変抵抗器２９の
抵抗値によって制限されるようになる。上記第１図乃至
第３図に示される装置は上述したようにして動作する。

第４図に示される溶接電流レギュレータ３３が用いられ
るときには、該装置は広範囲に溶接電流を制御すること
ができる。その場合の動作は次のとおりである。

溶接変圧器ｌの電圧の極性が同一である間は、トランジ
スタ６８はターンオフしており、キャパシタ６３はパル
ス発生器８０からダイオード７６と抵抗６２とを通して
充電される。キャパシタ６３に印加される電圧が所定の
しきい値に達すると、ユニジャンクショントランジスタ
５８はターンオンし、キャパシタ６３の電荷は出力変圧
器６０の一次巻線に放電される。それによりその二次巻
線に生ずる電圧パルスは溶接電流レギュレータ３３内の
サイリスタ４２のカソードに供給され、該サイリスタ４
２を導通させる。この導通したサイリスタ４２は電流制
限器の可変抵抗２９をバイパスし、それによって溶接電
流を第１１図において符号”Ｃ”で示される最小値から
第１２図に符号“ｃ″で示されるサイリスタ４２のパラ
メータに依存する最大値まで増加させる。この場合溶接
電流は溶接変圧器１の内部抵抗のみによって制限される
。このようにして溶接電流は適切に制御される。

溶接変圧器１の二次巻線３に印加される電圧極性が反転
したとき、溶接回路を流れる電流は停止し、サイリスタ
４２はディスエイプルとなり、トランジスタ６８はター
ンオンし、それによってキャパシタ６３はバイパスされ
る。

溶接変圧器ｌの二次巻線３からの電圧はキャパシタ５６
と抵抗５５とからなる微分回路網を通して、更にダイオ
ード４５を通してトランジスタ４４のベースに供給され
る。トランジスタ４４は導通状態となり、出力変圧器４
６の一次巻線に電圧を誘起させ、それによってその二次
巻線に生ずるＩ正パルスがサイリスタ２８のカソードに
印加され、該サイリスタ２８を導通させる。サイリスタ
２８がターンオンすると、スイッチングキャパシタ９の
充電電流が交流電流源１１から、パルス変成器７の一次
巻線８、サイリスタ２８、およびダイオード２３を通し
て流れる。パルス変成器７の二次巻線１５から生ずる電
圧パルスは保護キャパシタ１８を通して電極および被溶
接物品間のアークギャップ（端子１６および４間）に供
給され、該アークギャップの絶縁破壊（第９図乃至第１
３図に符号“ｌ　ａｇ″で示す）を起こさせる。該アー
クギャップの絶縁破壊後に、付加的キャパシタ１４の充
電電流が次の回路を通して流れる。すなわち溶接変圧器
１の二次巻線３、該アークギャップ、パルス変成器７の
二次巻線、付加的キャパシタ１４、ダイオード２４、サ
イリスタ２８、および溶接変圧器１の二次巻線３を通し
て流れる。溶接アークは電極（端子１６）と被溶接物品
（端子４）との間に発生させられる。この場合、第９図
から第１３図に、おいて符号“ｂ＋ｗで示される溶接電
流は、溶接変圧器ｌの内部抵抗と電流制限器１７内の可
変抵抗器２９の抵抗値とによって制限される。

溶接変圧器１の二次巻線３に印加される電圧の極性が同
じである間は、トランジスタ６９はターンオフしており
、キャパシタ６７はパルス発生器８０からダイオード７
７および抵抗６６を通して充電される。キャパシタ６７
に印加される電圧が所定のしきい値に達すると、ユニジ
ャンクショントランジスタ５９はターンオンし、キャパ
シタ６７の電荷は該トランジスタを介して出力変圧器６
４の一次巻線に放電され、その二次巻線に電圧パルスを
生じさせる。該電圧パルスはサイリスタ４３のカソード
に印加され、該サイリスタ４３を導通させる。サイリス
タ４３は電流制限器の可変抵抗器２９をバイパスし、そ
れによって溶接電流は、単に溶接変圧器ｌの内部抵抗に
よってのみ制限されることにより、第１２図に符号“ｃ
／ＩＩで示されるように増加する。このようにして溶接
電流は広範囲に制御可能となる。

溶接変圧器１の二次巻線３に印加される電圧の極性が反
転すると、溶接回路を流れる電流は停止し、サイリスタ
４３はディスエイプルとされ、上述したのと同様な過程
が繰返される。

調整された電流状態のもとての動作においては、パルス
発生器８０は順次可変抵抗器７８および７９に電圧を供
給する。したがってオペレータは溶接電流の値を生産要
求に合致するように制御することができる。可変抵抗器
７８および７９からとり出される電圧の値はサイリスタ
４２および４３がターンオンする瞬間を決定し、それに
よりパルス送出後の溶接電流の値を決定する。

第６図および第７図に示される溶接電流レギュレータ３
３の場合には、第１３図に示されるように、より微細な
溶接電流の調整を行うことができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば半導体スイッチ６の使用により、電極と
被溶接物品間のアークギャップにおける電流上界を高速
化して、すなわち突入電流を生起させて、該アークギャ
ップの絶縁破壊（イオン化と付加的キャパシタ１４の充
電を行わせ、それによって溶接アークについての高信鯨
性で適切な励起を可能とし、更に低密度の溶接電流にお
いてさえも安定したアークを実現することができる。

またレギュレータ３３は広範囲に亘って溶接電流を制御
することを可能にする。このようにして本発明装置によ
れば、調整された溶接電流で動作させることができ、非
消耗電極を含み、如何なる被覆をもった電極による溶接
においてもその生産能力を増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による溶接アークの励起および安定化用
装置の基本構成を示す図、 第２図は、本発明の１実施例としての、サイリスタで構
成された半導体スイッチと可変抵抗で構成された電流制
限器をそなえる、溶接アークの励起および安定化用装置
の構成を示す図、第３図は、本発明の他の実施例として
の、トランジスタで構成された半導体スイッチと調整可
能なリアクターで構成された電流制限器をそなえる、溶
接アークの励起および安定化用装置の構成を示す図、 第４図は、本発明の更に他の実施例としての、溶接電流
レギュレータをそなえる、溶接アークの励起および安定
化用装置の構成を示す図、第５図は、トライブックで構
成された溶接電流レギュレータの回路図、 第６図は、トランジスタで構成された溶接電流レギュレ
ータの回路図、 第７図は、ダイオードブリッジで構成された溶接電流レ
ギュレータの回路図、 第８図は、本発明の更に他の実施例としての制御ユニッ
トをそなえた、溶接アークの励起および安定化用装置の
構成を示す図 第９．１０．１１．１２、および１３図は、本発明装置
の好適な実施例における溶接電流の時間に対する変化を
示す図である。 以下余白 （符号の説明） １・・・溶接変圧器、 ２・・・溶接変圧器の一次巻線、 ３・・・溶接変圧器の二次巻線、 ４・・・溶接されるべき物品と接続されるための端子、 ５・・・半導体スイッチの１つのリード、６・・・半導
体スイッチ、　７・・・パルス変成器、８・・・パルス
変成器の一次巻線、 ９・・・スイッチングキャパシタ、 １０・・・交流電流源の１端子、 １１・・・交流電流源、 １２・・・交流電流源の他方端子、 １３・・・整流ブリッジ、 １４・・・付加的キャパシタ、 １５・・・パルス変成器７の二次巻線、１６・・・溶接
電極と接続されるための端子、１７・・・電流制限器、
　　　１８・・・保護キャパシタ、１９　、２０・・・
半導体スイッチ６のメインおよび付加的リード、 ２１　、２２　、２３　、２４・・・ダイオードブリッ
ジのダイオード、 ２５・・・制御ユニット、 ２６・・・半導体スイッチ６の制御信号入力側、２７　
、２８・・・半導体スイッチ６のサイリスタ、２９・・
・可変抵抗器、 ３０　、３１・・・半導体スイッチ６のトランジスタ、
３２・・・調整可能なリアクター ３３・・・溶接電流レギュレータ、 ３４・・・トライアック、　３５　、３６・・・トラン
ジスタ、３７　、３８　、３９　、４０・・・ダイオー
ドブリッジのダイオード、 ４１・・・ダイオードブリッジの対角線上に対向する一
対の接続点間に接続されたトランジスタ、４２　、４３
・・・溶接電流レギュレータ３３のサイリスタ、 ４４・・・ユニット２５のトランジスタ、４５・・・ユ
ニット２５のダイオード、４６・・・ユニット２５の出
力変圧器、４７・・・ユニット２５のダイオード、４８
・・・ユニット２５の抵抗、 ４９・・・ユニット２５のダイオード、５０・・・ユニ
ットシ５の抵抗、 ５１・・・ユニット２５のトランジスタ５２・・・ユニ
ット２５の電源、 ５３・・・ユニット２５の出力変圧器、５４・・・ユニ
ット２５のダイオード、５５・・・ユニット２５の抵抗
、 ５６　、５７・・・ユニット２５のキャパシタ、５８　
、５９・・・ユニット２５のユニジャンクショントラン
ジスタ、 ６０・・・ユニット２５の出力変圧器、６２・・・ユニ
ット２５の抵抗、 ６３・・・ユニット２５のキャパシタ、６４・・・ユニ
ット２５の出力変圧器、６５・・・ユニット２５のダイ
オード、６６・・・ユニット２５の抵抗、 ６７・・・ユニット２５のキャパシタ、６８　、６９・
・・ユニット２５のトランジスタ、７０　、７１・・・
ユニット２５の抵抗、７２・・・ユニット２５のダイオ
ード、７３　、７４・・・ユニット２５の抵抗、７５　
、７６　、７７・・・ユニット２５のダイオード、７８
　、７９・・・ユニット２５の可変抵抗器、８０・・・
ユニット２５のパルス発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶接アークを励起し安定化する装置であって、溶接
   変圧器（１）と、制御ユニット（２５）に接続された半
   導体スイッチ（６）と、パルス変成器（７）と、スイッ
   チングキャパシタ（９）および交流源（１１）とを有し
   、前記溶接変圧器（１）の２次巻線（３）の第１のリー
   ドが装置の端子（４）に接続され、前記端子が設備に接
   続される役目をなし、前記２次巻線の第２のリードが前
   記半導体スイッチ（６）の１つのリード（５）に接続さ
   れまた前記パルス変成器（７）の１次巻線（８）および
   前記スイッチングキャパシタ（９）を介して交流源（１
   １）の１つの端子（１０）に接続され、その他の端子（
   １２）が半導体スイッチ（６）の第２のリード（１９）
   に接続され、前記パルス変成器（７）の２次巻線（１５
   ）の１つのリードが装置の端子（１６）に接続され、該
   端子が電極接続をなす装置において、電流制限器（１７
   ）、付加キャパシタ（１４）および整流ブリッジ（１３
   ）を具備し、前記半導体スイッチ（６）が付加リード（
   ２０）を含み、前記溶接変圧器（１）の２次巻線（３）
   の第２のリードが前記電流制限器（１７）を介して前記
   パルス変成器（７）の２次巻線（１５）の１つのリード
   に接続され、また付加キャパシタ（１４）を介して整流
   ブリッジ（１３）の１つの交流リードに接続され、該整
   流ブリッジ（１３）の他の交流リードが前記交流源（１
   １）の前記第２の端子（１２）に接続され、該整流ブリ
   ッジ（１３）の直流リードがそれぞれ前記半導体スイッ
   チ（６）の付加リード（２０）および前記交流源（１１
   ）の端子（１２）に接続されたその主リード（１９）に
   接続された溶接アークを励起し安定化するための装置。 ２、前記半導体スイッチ（６）が２つのサイリスタ（２
   ７，２８）を含み１つのサイリスタ（２７）のアノード
   および他のサイリスタ（２８）のカソードが半導体スイ
   ッチ（６）の１つのリード（５）として形成される共通
   点に接続され、半導体スイッチ（６）の他のリード（１
   ９，２０）が、それぞれ、前記サイリスタ（２７）のカ
   ソードおよび前記サイリスタ（２８）のアノードに接続
   されてなる請求項１に記載の装置。 ３、前記半導体スイッチ（６）がトランジスタ（３０，
   ３１）を含み、１つのトランジスタ（３０）のエミッタ
   および他のトランジスタ（３１）のコレクタが半導体ス
   イッチ（６）の１つのリード（５）として形成される共
   通点に接続され、半導体スイッチ（６）の他のリードが
   、それぞれ１つのトランジスタ（３０）のコレクタおよ
   び他のトランジスタ（３１）のエミッタに接続されてな
   る請求項１に記載の装置。 ４、前記電流制限器（１７）が調整可能なリアクター（
   ３２）よりなる請求項１もしくは２もしくは３に記載の
   装置。 ５、前記電流制限器（１７）が可変抵抗器（２９）であ
   る請求項１もしくは２もしくは３に記載の装置。 ６、前記電流制限器（１７）と並列におかれその入力が
   制御ユニット（２５）の出力に接続された溶接電流調整
   器（３３）を有する請求項４もしくは５に記載の装置。 ７、前記溶接電流調整器（３３）が逆並列に接続された
   サイリスタ対（４２，４３）よりなる請求項６に記載の
   装置。 ８、前記溶接電流調整器（３３）が逆並列に接続された
   トランジスタ対（３５，３６）よりなる請求項６に記載
   の装置。 ９、前記溶接電流調整器（３３）が平衡サイリスタ（３
   ４）よりなる請求項６に記載の装置。 １０、前記溶接電流調整器（３３）がダイオードブリッ
   ジを形成し、トランジスタ（４１）が前記ダイオードブ
   リッジの逆接続された対を対角線状に接続した請求項６
   に記載の装置。