JPH02133173A - Arc starter - Google Patents

Arc starter

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JPH02133173A
JPH02133173A JP28602788A JP28602788A JPH02133173A JP H02133173 A JPH02133173 A JP H02133173A JP 28602788 A JP28602788 A JP 28602788A JP 28602788 A JP28602788 A JP 28602788A JP H02133173 A JPH02133173 A JP H02133173A
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high frequency
arc
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main electrode
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寺山 喜久夫
Yoshiki Morimoto
慶樹 森本
Hiroyuki Ibuki
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Abstract

PURPOSE:To decrease high-frequency leak currents by bisecting the secondary winding of a high frequency generator, connecting one winding in series to a main electrode, connecting the other winding in series to an auxiliary electrode and providing the same polarities to the two electrodes. CONSTITUTION:The secondary winding 3 of the high-frequency coupling coil 3 of a plasma are working device is bisected to 3b1, 3b2. The winding 3b1 is connected in series to the main electrode 26 and the winding 3b2 is connected in series to the auxiliary electrode (chip electrode) 27. The polarities are determined at the polarities at which the voltage of the sum of the output voltages of the windings 3b1 and 3b2 is impressed between the main electrode 26 and the chip electrode 27. z1, z2a, 2zb, z3a, z3b are respectively the leak impedances of high frequencies and i1, i2a, i2b, i3a, i3b are the leak currents of closed circuits. The currents flowing in cables 23, 32 are offset to approximately zero and the high-frequency leak currents are decreased to the value as low as about 1/2 to 1/3.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主電極と補助電極(例えばプラズマアーク加
工装置におけるチップ電極、TIG溶接におけるアーク
スタート用トリガー電極)との間に高周波高電圧を印加
し、火花放電を発生させて、これによって主アークを誘
発させる方式のアーク起動装置の改良に関するものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention applies a high frequency high voltage between a main electrode and an auxiliary electrode (for example, a tip electrode in a plasma arc processing device, a trigger electrode for arc starting in TIG welding). The present invention relates to an improvement of an arc starting device of a type in which a main arc is induced by applying a spark discharge and thereby inducing a main arc.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

プラズマアーク加工装置やアークスタートをトリガー用
電極を設けたTIG溶接装置においては、加工に先立っ
て主電極とこれを囲むように設けられたチップ電極やト
リガー電極などの補助電極との間に高電圧を印加して両
電極間に火花放電を発生させて、この火花放電によって
主電極と補助電極または主電極と被加工物との間に主ア
ークを誘発させるようになっている。このとき印加する
高電圧は、作業者に対する感電事故防止の観点から数M
Hz以上の高周波の高電圧が用いられる。
In plasma arc processing equipment and TIG welding equipment equipped with an arc start trigger electrode, high voltage is applied between the main electrode and auxiliary electrodes such as tip electrodes and trigger electrodes surrounding the main electrode prior to processing. is applied to generate a spark discharge between both electrodes, and the spark discharge induces a main arc between the main electrode and the auxiliary electrode or between the main electrode and the workpiece. The high voltage applied at this time is several M to prevent electric shock accidents for workers.
A high voltage with a high frequency of Hz or more is used.

第5図に従来のプラズマアーク加工装置の例を示す。同
図において1は直流電源部、2は高周波発生回路であり
通常数Mllz %数百ボルトの高周波高電圧を発生す
る。3は高周波発生回路2の出力を直流電源部1の出力
回路に重畳させるためのカップリングコイルであり、高
周波発生回路2の出力端子に接続される一次巻線3aと
直流電源部1の出力に直列接続される二次巻線3bとか
らなる。
FIG. 5 shows an example of a conventional plasma arc processing device. In the figure, 1 is a DC power supply section, and 2 is a high frequency generating circuit, which generates a high frequency high voltage of usually several million % and several hundred volts. 3 is a coupling coil for superimposing the output of the high frequency generation circuit 2 on the output circuit of the DC power supply section 1; It consists of a secondary winding 3b connected in series.

4ないし8は高周波をバイパスし直流電源部1に混入し
ないように保護するためのコンデンサ、9は電流制限用
抵抗器、10および11は直流電源部1の制御回路への
高周波や他の電磁ノイズの混入を防止するためのチョー
クコイル、12は起動指令時に閉じられるリレー接点で
ある。上記直流電源部工ないしリレー接点12はプラズ
マ加工電源部100を構成している。また21は電源部
100の負出力端子(a)と加工用トーチ200の主電
極26との間を接続する電カケープル、22は電源部1
00の補助端子(b)と加工用トーチ200の補助電極
、即ちチップ電極27との間を接続するケーブル、23
は加工用トーチ200に設けられた起動指令用スイッチ
(以後トーチスイッチという)25と電源部100の制
御信号入力端子(C) 、 (d)との間を接続するト
ーチスイッチ用制御ケーブルであり、これらの各ケーブ
ル2工ないし23は図示を省略したプラズマ作動用ガス
を供給するためのホースや必要に応じて設けられるトー
チ冷却水供給用ホースなどとまとめられて、共通のシー
ス24に収められて外見上−本のトーチケーブルを構成
している。加工用トーチ200は主電極26とチップ電
極27およびこれら画電極によって形成されるプラズマ
作動用ガスを導入するためのガス通路とから主として構
成されている。
4 to 8 are capacitors for bypassing high frequencies and protecting them from entering the DC power supply section 1, 9 is a current limiting resistor, and 10 and 11 are high frequency and other electromagnetic noises to the control circuit of the DC power supply section 1. A choke coil 12 is a relay contact that is closed when an activation command is issued. The DC power supply section or relay contact 12 constitutes a plasma processing power supply section 100. Further, 21 is a power cable connecting between the negative output terminal (a) of the power supply unit 100 and the main electrode 26 of the processing torch 200, and 22 is a power cable connecting the power supply unit 1
A cable 23 connecting between the auxiliary terminal (b) of 00 and the auxiliary electrode of the processing torch 200, that is, the tip electrode 27;
is a torch switch control cable that connects between the start command switch (hereinafter referred to as a torch switch) 25 provided on the processing torch 200 and the control signal input terminals (C) and (d) of the power supply unit 100; Each of these cables 2 to 23 is housed in a common sheath 24 together with a hose for supplying plasma operating gas (not shown) and a torch cooling water supply hose provided as necessary. Appearance - consists of one torch cable. The processing torch 200 mainly includes a main electrode 26, a tip electrode 27, and a gas passage for introducing a plasma operating gas formed by these picture electrodes.

また31は被加工物、32は被加工物31と電源部10
0の正出力端子((3)との間を接続する電カケープル
である。
Further, 31 is a workpiece, and 32 is a workpiece 31 and a power supply section 10.
This is an electric cable that connects between the positive output terminal ((3) of 0 and 0).

同図の装置において、トーチスイッチ25を押すと直流
電源部1はこれにより直流出力を発生するとともに高周
波発生回路2を起動させカップリングコイル3に高周波
電力を供給しはじめる。
In the device shown in the figure, when the torch switch 25 is pressed, the DC power supply section 1 generates a DC output, and at the same time activates the high frequency generation circuit 2 and starts supplying high frequency power to the coupling coil 3.

方、トーチスイッチ25の閉路によりリレー接点12が
閉じ、これによって主電極26とチップ電極27および
被加工物31との間に直流電源部1の出力電圧が印加さ
れる。高周波発生回路2の高周波高電圧の出力はカップ
リングコイル3の二次巻線3bにて直流電源部1の出力
に重畳される。
On the other hand, when the torch switch 25 is closed, the relay contact 12 is closed, and thereby the output voltage of the DC power supply section 1 is applied between the main electrode 26, the tip electrode 27, and the workpiece 31. The high frequency, high voltage output of the high frequency generating circuit 2 is superimposed on the output of the DC power supply section 1 at the secondary winding 3b of the coupling coil 3.

この高周波高電圧はコンデンサ4,7を経てチップ電極
27と主電極26との間の絶縁を破り火花放電を発生さ
せる。この火花放電によって主電極26とチップ電極2
7との間に直流電源部1からの電力によってアークが誘
発される。このアークは抵抗器9によって制限された小
電流アークであり、通常パイロットアークとよばれる。
This high frequency and high voltage passes through the capacitors 4 and 7, breaks the insulation between the tip electrode 27 and the main electrode 26, and generates a spark discharge. This spark discharge causes the main electrode 26 and the tip electrode 2 to
7, an arc is induced by the power from the DC power supply section 1. This arc is a small current arc limited by resistor 9 and is usually called a pilot arc.

また、このとき主電極26とチップ電極27との間にプ
ラズマ作動用のガス、例えばアルゴン、酸素、空気など
、を流すとこれらのガスはパイロットアークによってイ
オン化され、このイオン化されたガスがチップ電極27
の先端部に設けられたオリフィス部27aから噴出する
。この状態でトーチを被加工物に近づけるとこのイオン
化されたガスが被加工物31に達し、主電極26と被加
工物31との間にアークが発生する。このアークは直流
電源部1との間に電流を制限するものがないので直流電
源部1の出力設定によって定まる電流にまで増加し、こ
れによって被加工物31の切断、溶接または溶融などが
行なわれる。同時にチップ電極27に発生していたパイ
ロットアークは、その電流通路に抵抗器9を有するため
に消滅する。なお、高周波発生回路2は通常パイロット
アークの発生によって出力を停止するように構成されて
いる。
Also, at this time, when a gas for plasma operation, such as argon, oxygen, air, etc., is flowed between the main electrode 26 and the tip electrode 27, these gases are ionized by the pilot arc, and this ionized gas flows into the tip electrode. 27
It is ejected from an orifice section 27a provided at the tip of the. When the torch is brought close to the workpiece in this state, this ionized gas reaches the workpiece 31, and an arc is generated between the main electrode 26 and the workpiece 31. Since there is nothing to limit the current between this arc and the DC power supply section 1, the current increases to a value determined by the output setting of the DC power supply section 1, and thereby the workpiece 31 is cut, welded, or melted. . At the same time, the pilot arc generated in the tip electrode 27 disappears because the resistor 9 is present in its current path. Note that the high frequency generating circuit 2 is normally configured to stop outputting when a pilot arc occurs.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

第5図の装置において、高周波高電圧を印加して火花放
電を発生させるときの状態を考えてみる。
In the apparatus shown in FIG. 5, consider the situation when applying a high frequency and high voltage to generate a spark discharge.

高周波発生回路2の出力周波数は前述のように数MHz
以上であるので、これらはプラズマ加工電源部において
はコンデンサ4ないし8にてバイパスされるので第5図
においてこれらのコンデンサより左側へは伝わらない。
As mentioned above, the output frequency of the high frequency generation circuit 2 is several MHz.
As described above, these signals are bypassed by capacitors 4 to 8 in the plasma processing power supply section, so that they are not transmitted to the left side of these capacitors in FIG.

それ故、高周波に対する第5図の装置は第6図のように
書き直すことができる。同図において、Zlは主電極側
機カケープル21と被加工物側型カケ−プル32との間
の洩れインピーダンス、Z2は電カケープル21とチッ
プ側ケーブル22との間の洩れインピーダンス、Z3は
電カケープル21とトーチスイッチ用制御ケーブル23
との間の洩れインピーダンスをそれぞれ示している。ま
たコンデンサ4ないし8は各洩れインピーダンスz1な
いしZ3に対しては十分に低い値であるので高周波に対
しては略短絡とみなし得るので図示のように示しである
。これらの洩れインピーダンスは各ケーブル間に分布す
る浮遊容量や洩れ抵抗であり、図中に示した方向の閉回
路電流tl、12、t3に関係する分布洩れインピーダ
ンスを集中定数で示しである。これらの洩れインピーダ
ンスの存在のために i = il+ 12+ 13 す1 + 1 + 1 )e ZI      Z2      Z3(但し、eはカ
ップリングコイル二次巻線の出力電圧) なる洩れ電流が流れることになる。この洩れ電流はトー
チケーブルが長くなるほど大となり、またカップリング
コイル3を含めた高周波発生回路2の内部インピーダン
スは比較的大であるので洩れ電流が流れることによって
主電極26とチップ電極27との間に到達する高周波電
圧が減衰し、ケーブルが長いときには火花放電の発生が
困難になる。この減衰を補うためには第5図のような構
成の従来装置においては、高周波発生回路2の出力電圧
と電力とをともに高くする他ないが、このためにはトー
チケーブルの絶縁耐圧をその分だけ高くしなければなら
ず、また高周波の制御回路への混入防止をより厳密にし
なければならないのみならず、高周波の装置外への輻射
量が増加し、電波障害を増加させる原因となる。
Therefore, the arrangement of FIG. 5 for high frequencies can be rewritten as shown in FIG. In the figure, Zl is the leakage impedance between the main electrode side machine cable 21 and the workpiece side type cable 32, Z2 is the leakage impedance between the power cable 21 and the chip side cable 22, and Z3 is the power cable 21 and control cable 23 for torch switch
The leakage impedance between Further, since the capacitors 4 to 8 have sufficiently low values with respect to the respective leakage impedances z1 to Z3, they can be regarded as substantially short-circuited for high frequencies, so they are shown as shown. These leakage impedances are stray capacitances and leakage resistances distributed between each cable, and the distributed leakage impedances related to the closed circuit currents tl, 12, and t3 in the directions shown in the figure are shown as lumped constants. Due to the existence of these leakage impedances, a leakage current of i=il+12+13su1+1+1)e ZI Z2 Z3 (where e is the output voltage of the secondary winding of the coupling coil) flows. This leakage current increases as the torch cable becomes longer, and since the internal impedance of the high frequency generation circuit 2 including the coupling coil 3 is relatively large, the leakage current flows between the main electrode 26 and the tip electrode 27. The high frequency voltage that reaches the cable is attenuated, making it difficult to generate spark discharge when the cable is long. In order to compensate for this attenuation, in the conventional device configured as shown in Fig. 5, there is no choice but to increase both the output voltage and power of the high frequency generation circuit 2, but in order to do so, the insulation voltage of the torch cable must be increased accordingly. This not only requires stricter measures to prevent high frequencies from entering the control circuit, but also increases the amount of high frequency radiation outside the device, causing an increase in radio interference.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は高周波重畳のためのカップリングコイルの二次
巻線を2つに分割し、一方は従来通り主電極に直列接続
し、他方は補助電極に直列接続するとともに両巻線の極
性を両巻線の誘起電圧の和が主電極と補助電極との間に
印加される極性として、上記従来装置の欠点を改善した
ものである。
The present invention divides the secondary winding of the coupling coil for high frequency superimposition into two parts, one of which is connected in series to the main electrode as before, and the other to the auxiliary electrode, and the polarity of both windings is reversed. The drawbacks of the conventional device described above are improved by using the polarity in which the sum of the induced voltages of the windings is applied between the main electrode and the auxiliary electrode.

〔作 用〕[For production]

本発明の装置においては、上記のようにすることによっ
て洩れ電流が著しく低減し、これによって高周波電圧、
電力を増加することなく高周波電圧の減衰をなくして長
尺のケーブルの使用が可能となる。
In the device of the present invention, by doing as described above, leakage current is significantly reduced, and as a result, high frequency voltage,
It becomes possible to use long cables by eliminating attenuation of high frequency voltage without increasing power.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明をプラズマアーク加工装置に適用したと
きの実施例を示す接続図である。同図は第5図に示した
従来装置において高周波カップリングコイル3の二次巻
線3bを2等分して3b1゜3b2とし、巻線3blは
主電極26と直列に、巻線3b2は補助電極、即ちチッ
プ電極27と直列になるように、またその極性は両巻線
3blと3b2の出力電圧の和の電圧が主電極26とチ
ップ電極27との間に印加される極性に定めである。そ
の他の構成は第5図の従来装置と同じであるので同機能
のものに同符号を付しである。
FIG. 1 is a connection diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a plasma arc processing apparatus. The figure shows that in the conventional device shown in FIG. 5, the secondary winding 3b of the high-frequency coupling coil 3 is divided into two halves to form 3b1 and 3b2, the winding 3bl is in series with the main electrode 26, and the auxiliary winding 3b2 is The polarity is determined so that the voltage is the sum of the output voltages of both windings 3bl and 3b2 and is applied between the main electrode 26 and the tip electrode 27 so as to be in series with the electrode, that is, the tip electrode 27. . The rest of the configuration is the same as the conventional device shown in FIG. 5, so the same reference numerals are given to the same functions.

第2図は第1図の装置の高周波に対する接続図であり、
同図中21はケーブル21とケーブル32の間の洩れイ
ンピーダンス、Z2aはケーブル21とケーブル22の
間の洩れインピーダンス、Z2bはケーブル22とケー
ブル32の間の洩れインピーダンス、Z3aはケーブル
21とケーブル23の間の洩れインピーダンス、Z3b
はケーブル23とケーブル22の間の洩れインピーダン
スを示し、それぞれ図中に示した方向の閉回路洩れ電流
il。
FIG. 2 is a connection diagram for high frequency of the device shown in FIG. 1,
In the figure, 21 is the leakage impedance between the cables 21 and 32, Z2a is the leakage impedance between the cables 21 and 22, Z2b is the leakage impedance between the cables 22 and 32, and Z3a is the leakage impedance between the cables 21 and 23. Leakage impedance between Z3b
indicates the leakage impedance between the cable 23 and the cable 22, and the closed circuit leakage current il in the direction shown in the figure, respectively.

12a 、 12b 、 13a 、 13bに関係す
る分布洩れインピーダンスを集中定数で示しである。同
図において高周波発生回路2の出力電圧をケーブルに重
畳するカップリングコイル3b1.3b2の誘起電圧を
elとすると、 11− ea/ZL 、  12a = (ea + 
ea)/ Z2a。
The distributed leakage impedance related to 12a, 12b, 13a, and 13b is shown as a lumped constant. In the figure, if the induced voltage of the coupling coils 3b1 and 3b2 that superimposes the output voltage of the high frequency generation circuit 2 onto the cable is el, then 11-ea/ZL, 12a = (ea +
ea)/Z2a.

12b −e a/Z 2b、  i3a −e a/
Z 3a。
12b -e a/Z 2b, i3a -e a/
Z3a.

13b −e a/Z 3b である。ここでケーブル21.22および23は第5図
の従来装置において説明したように一本のシース内に収
納されて一本のトーチケーブルとして製作されるので、
それぞれの間の洩れインピーダンスZ 2as Z 3
aSZ 3bは略等しいと考えられる。
13b -e a/Z 3b . Here, the cables 21, 22 and 23 are housed in one sheath and manufactured as one torch cable as explained in the conventional device of FIG.
Leakage impedance between each Z 2 as Z 3
aSZ 3b are considered to be approximately equal.

またこのようにして作成されたトーチケーブルと被加工
物31と電源部との間を結ぶケーブル32との間の洩れ
インピーダンスであるZ2bとZlとも略等しいと考え
てよい。それ故、上記閉回路電流はそれぞれその絶対値
において 12a1キ1Iaal中+13bl  また111中+
 12b となる。そして各電流の方向は図示の通りであるので、
ケーブル23および32を流れる電流は相殺されて略零
となり、実質的にはループ電流11゜12b 、 13
a 、 i3bによるケーブル電流は流れない。
Furthermore, it may be considered that Z2b and Zl, which are the leakage impedances between the torch cable thus created and the cable 32 connecting the workpiece 31 and the power supply section, are approximately equal. Therefore, the above closed circuit currents are respectively 12a1 + 13bl in 1Iaal and 111 + in their absolute values.
12b. And since the direction of each current is as shown in the figure,
The currents flowing through the cables 23 and 32 cancel each other out and become approximately zero, resulting in substantially loop currents 11° 12b, 13
The cable current due to a, i3b does not flow.

この結果、実際に流れる高周波洩れ電流は大略12a 
= 2 e a/Z 2a のみとなる。
As a result, the high frequency leakage current that actually flows is approximately 12a
= 2 e a/Z 2a only.

ここで2eaは第5図の従来装置におけるカップリング
コイルの出力eに等しく、またZ2aは第6図における
Z2またはz3に略等しいと考えられるので 12a : e / Z 2 となり、第5図の従来装置における高周波洩れ電流のく
1ノ2〜173)程度の低い値となる。
Here, 2ea is equal to the output e of the coupling coil in the conventional device shown in FIG. 5, and Z2a is considered to be approximately equal to Z2 or z3 in FIG. The high frequency leakage current in the device will be as low as 1-2-173).

次に各ケーブルと接地電位との間に印加される電圧を考
えてみる。ケーブル21とケーブル22とはそれぞれカ
ップリングコイル3b1.3b2の各誘起電圧が接地電
位に対して印加される。この電圧はカップリングコイル
3bl、3b2の極性が図示のように加算された電圧が
主電極26とチップ電極27との間に印加される極性に
しであるので、両電極間に火花電圧を発生させるために
必要な電圧のそれぞれ半分でよいことになる。このため
、各ケーブルの絶縁耐圧は1/2の低いものでよいこと
になる。このことは逆に、同じ耐圧のケーブルを用いる
ときには2倍もの高い電圧を印加することが可能になる
ことを示している。
Next, consider the voltage applied between each cable and ground potential. Each of the induced voltages of the coupling coils 3b1 and 3b2 is applied to the cable 21 and the cable 22 with respect to the ground potential. This voltage generates a spark voltage between the two electrodes because the polarities of the coupling coils 3bl and 3b2 are such that the added voltage is applied between the main electrode 26 and the tip electrode 27 as shown in the figure. This means that half of the voltage required for each is sufficient. Therefore, the dielectric strength voltage of each cable may be as low as 1/2. Conversely, this shows that when using cables with the same withstand voltage, it is possible to apply twice as high a voltage.

なお、本発明はパイロットアークを主電極とチップ電極
との間に発生させ、それを加工用プラズマアークに移行
させる方式のプラズマアーク加工装置にのみ適用できる
ものではなく、トーチを被加工物に近づけた状態で高周
波高電圧を主電極とチップ電極との間に印加し、これに
よって発生する火花放電によって主電極と被加工物との
間に加工用プラズマアークを直接誘発する方式の装置に
も適用できる。この場合は第1図の接続図において抵抗
器9およびリレー接点12を除去したちのとすればよく
、他は第1図と同じでよいので詳細な説明は省略する。
Note that the present invention is not only applicable to plasma arc machining equipment that generates a pilot arc between the main electrode and the tip electrode and transfers it to the machining plasma arc, but also applies to It can also be applied to equipment that directly induces a machining plasma arc between the main electrode and the workpiece by applying a high-frequency, high-voltage between the main electrode and the tip electrode under the same condition, and using the spark discharge generated thereby. can. In this case, the resistor 9 and relay contact 12 may be removed from the connection diagram of FIG. 1, and the other components may be the same as in FIG. 1, so detailed explanations will be omitted.

また、第1図に示した装置は、上記の説明のように、こ
れによって直接被加工物を加工するもの以外に、他のア
ークの起動用、例えばTIGアーク溶接やMIGアーク
溶接の非接触によるアーク起動、アーク炉の起動などの
トリガー用として主アーク通路に電離されたガスを注入
するための手段としても利用できるのはもちろんである
。この場合には、第1図に示した装置において、被加工
物31にかえてアーク起動の対象となるアーク通路(例
えば、溶接電極と被加工物との間隙)に向ってプラズマ
が注入されるように溶接用電極または被加工物を接続す
ればよい。このときのトーチ回りの様子を第3図に示す
In addition, as explained above, the apparatus shown in Fig. 1 is used not only for directly processing workpieces, but also for starting other arcs, such as non-contact welding for TIG arc welding and MIG arc welding. Of course, it can also be used as a means for injecting ionized gas into the main arc path for triggering arc starting, arc furnace starting, etc. In this case, in the apparatus shown in FIG. 1, instead of the workpiece 31, plasma is injected toward the arc path (for example, the gap between the welding electrode and the workpiece) where the arc is activated. All you have to do is connect the welding electrode or workpiece in this way. Figure 3 shows the situation around the torch at this time.

第3図において41はTIGアーク溶接用トーチであり
、タングステンからなる溶接用電極41aおよびガスシ
ールドノズル41bを有する。この溶接用トーチ41は
溶接用電源42の一方の出力端子に接続されており、溶
接用電源42の他方の出力端子は被加工物31に接続さ
れている。溶接トーチ41にはまたプラズマアーク発生
用トーチ200が取付けられており、このプラズマアー
ク発生用トーチ200はプラズマ発生用電源部100に
接続されている。これら電源部100とトーチ200と
は第1図の電源部100およびトーチ200に相当し同
一機能のものに同一符号を付してあり、また内部構造は
一部省略しである。電源部100の他方の出力は被加工
物31に接続されている。
In FIG. 3, 41 is a TIG arc welding torch, which has a welding electrode 41a made of tungsten and a gas shield nozzle 41b. This welding torch 41 is connected to one output terminal of a welding power source 42, and the other output terminal of the welding power source 42 is connected to the workpiece 31. A plasma arc generating torch 200 is also attached to the welding torch 41, and this plasma arc generating torch 200 is connected to the plasma generating power source section 100. These power supply unit 100 and torch 200 correspond to the power supply unit 100 and torch 200 in FIG. 1, and those having the same functions are given the same reference numerals, and some internal structures are omitted. The other output of the power supply section 100 is connected to the workpiece 31.

同図の装置においてトーチスイッチ25を押すと高周波
電圧が主電極26とチップ電極27との間に印加されて
火花放電が発生し、これに誘発されて主電極26とチッ
プ電極27との間にパイロットアークが発生し、このパ
イロットアークによってイオン化されたプラズマ作動ガ
スがチップ電極27の先端のオリフィス部27aからガ
スシールドノズル41b内に注入される。このとき溶接
用電源42も出力が発生し溶接用電極41aと被加工物
31との間に電圧が印加されているとオリフィス部27
aから注入されたイオン化ガスによって溶接用電極41
aと被加工物31との間の絶縁が破れて、アーク放電が
誘発される。これによって溶接用電極41 Bと被加工
物31とは完全に非接触によって溶接アークが起動でき
ることになる。
In the device shown in the figure, when the torch switch 25 is pressed, a high frequency voltage is applied between the main electrode 26 and the tip electrode 27, causing a spark discharge, which is induced to cause a gap between the main electrode 26 and the tip electrode 27. A pilot arc is generated, and plasma working gas ionized by this pilot arc is injected into the gas shield nozzle 41b from the orifice portion 27a at the tip of the tip electrode 27. At this time, when the welding power source 42 also generates an output and a voltage is applied between the welding electrode 41a and the workpiece 31, the orifice portion 27
The welding electrode 41 is heated by the ionized gas injected from a.
The insulation between a and the workpiece 31 is broken and arc discharge is induced. As a result, the welding arc can be started without contact between the welding electrode 41B and the workpiece 31.

さらにまた、本発明は、第1図、第3図に示したような
プラズマアークの発生装置にのみ適用できるものではな
く、非接触でアークを起動するために主電極と補助電極
との間に高周波高電圧を印加して火花放電を発生し、こ
れによって主放電を誘発させる方式のアーク加工装置全
般に適用できるものである。
Furthermore, the present invention is not only applicable to the plasma arc generator shown in FIGS. The present invention can be applied to all types of arc machining equipment that apply a high frequency and high voltage to generate spark discharge, thereby inducing a main discharge.

第4図は、TIG溶接装置に本発明を適用したときの例
を示す接続図である。第4図の装置は、第1図の装置に
おいてプラズマアーク加工用トーチ200をTIGアー
ク溶接用トーチ200″に置換したものであり、トーチ
を置換したことによって、補助電極として金属製のガス
シールドノズル27゛が用いられている。そして主電極
であるタングステン製の溶接用電極26°と補助電極で
ある金属製ガスシールドノズル27′との間に第1図に
示した例と同様に高周波を重畳するカップリングコイル
3bl、3b2が直列に接続されている。
FIG. 4 is a connection diagram showing an example when the present invention is applied to a TIG welding device. The apparatus shown in Fig. 4 is the apparatus shown in Fig. 1 in which the plasma arc processing torch 200 is replaced with a TIG arc welding torch 200'', and by replacing the torch, a metal gas shield nozzle is used as an auxiliary electrode. Similar to the example shown in Fig. 1, high frequency waves are superimposed between the tungsten welding electrode 26°, which is the main electrode, and the metal gas shield nozzle 27', which is the auxiliary electrode. Coupling coils 3bl and 3b2 are connected in series.

その他は、第1図の装置とまったく同様である。The rest is exactly the same as the device shown in FIG.

第3図の装置において、トーチスイッチ25を押すと、
直流電源部1の出力が溶接用電極26′と被加工物31
との間に印加されるとともに、高周波電圧が溶接用電極
26′ とガスシールドノズル27゛ (および被溶接
物31)との間に印加される。この高周波電圧によって
溶接用電極26′とガスシールドノズル27゛ との間
に火花放電が発生し、この火花放電によって溶接用電極
26゜とガスシールドノズル27°との間に抵抗器9に
て制限された微少放電が誘発され、これによってイオン
化されたシールドガスが被加工物31に達することによ
って溶接用アークが起動する。
In the apparatus shown in FIG. 3, when the torch switch 25 is pressed,
The output of the DC power supply section 1 is connected to the welding electrode 26' and the workpiece 31.
At the same time, a high frequency voltage is applied between the welding electrode 26' and the gas shield nozzle 27' (and the workpiece 31). This high frequency voltage generates a spark discharge between the welding electrode 26' and the gas shield nozzle 27', and this spark discharge causes a limit between the welding electrode 26' and the gas shield nozzle 27' with the resistor 9. The welding arc is started when the ionized shielding gas reaches the workpiece 31 and a welding arc is started.

第4図の装置においては、第1図の装置と同様に抵抗器
9はなくてもよく、この場合には溶接用電極26″を被
加工物31に接近させた状態でトーチスイッチ25を押
すと溶接用電極26゛ とガスシールドノズル27゛と
の間に火花放電が発生し、これによって主アークが誘発
されることになる。
In the device shown in FIG. 4, the resistor 9 may be omitted as in the device shown in FIG. A spark discharge occurs between the welding electrode 26' and the gas shield nozzle 27', thereby inducing a main arc.

本発明の装置は上記の通りであるので、高周波の減衰が
少なく、また各ケーブルの対地電位が従来装置のl/2
となる。このため、ケーブルの絶縁耐圧が低いものを使
用できる、あるいは従来と同じ絶縁耐圧のケーブルを用
いて主電極とチップ電極との間より高い電圧の高周波電
圧を供給することができるので、ケーブルを長くしたと
きにも良好なアークスタートが得られることになる。
Since the device of the present invention is as described above, there is little attenuation of high frequencies, and the ground potential of each cable is 1/2 that of the conventional device.
becomes. For this reason, it is possible to use a cable with a low dielectric strength voltage, or to use a cable with the same dielectric strength as a conventional cable, but to supply a higher voltage than the high frequency voltage between the main electrode and the tip electrode, so the cable can be made longer. Even when this happens, a good arc start can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明をプラズマアーク加工装置に適用したと
きの例を示す接続図、第2図は第1図の実施例の高周波
時における等価回路、第3図および第4図は本発明を別
の用途に適用したときの例を示す接続図、第5図は従来
装置の例を示す接続図、第6図は第5図の装置の高周波
時における等価回路を示す図である。 1・・・・・・直流電源部、2・・・・・・高周波発生
回路、3・・・・・・カップリングコイル、3a・・・
・・・−次コイル、3b、  3b1. 3b2・・・
・・・二次コイル、21,22゜23.32・・・・・
・ケーブル、25・・・・・・トーチスイッチ、26・
・・・・・主電極、26°・・・・・・溶接用電極、2
7・・・・・・チップ電極(補助電極)、27゛・・・
・・・金属製ガスシールドノズル(補助電極)31・・
・・・・被加工物、41・・・・・・TIGトーチ、4
1a・・・・・・溶接用電極、41b・・・・・・ガス
シールドノズル、42・・・・・・溶接用電源、100
・・・・・・プラズマ加工電源部、200・・・・・・
加工用トーチ、Zl、Z2.Z3.Z2a、  Z2b
、  Z3a、  Z3b−−・−洩れインピーダンス
、 il、12a、 13a 、 13b−・・−高周
波洩れ電流
Fig. 1 is a connection diagram showing an example when the present invention is applied to a plasma arc processing device, Fig. 2 is an equivalent circuit at high frequency of the embodiment of Fig. 1, and Figs. 5 is a connection diagram showing an example of application to another application, FIG. 5 is a connection diagram showing an example of a conventional device, and FIG. 6 is a diagram showing an equivalent circuit of the device of FIG. 5 at high frequency. 1...DC power supply section, 2...High frequency generation circuit, 3...Coupling coil, 3a...
...-Next coil, 3b, 3b1. 3b2...
...Secondary coil, 21, 22゜23.32...
・Cable, 25...Torch switch, 26・
...Main electrode, 26°...Welding electrode, 2
7...Tip electrode (auxiliary electrode), 27゛...
...Metal gas shield nozzle (auxiliary electrode) 31...
...Workpiece, 41...TIG torch, 4
1a...Welding electrode, 41b...Gas shield nozzle, 42...Welding power source, 100
...Plasma processing power supply section, 200...
Processing torch, Zl, Z2. Z3. Z2a, Z2b
, Z3a, Z3b---Leakage impedance, il, 12a, 13a, 13b---High frequency leakage current

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、主電極と補助電極との間に高周波高電圧を印加して
火花放電を発生させアーク放電を誘発させる方式のアー
ク起動装置において、高周波発生器と、前記高周波発生
器の出力を一次巻線入力とするとともに二次巻線を2分
し前記2分した二次巻線の一方の巻線を前記主電極と直
列に接続し前記二次巻線の他方の巻線を前記補助電極と
直列に接続しかつ前記両二次巻線の極性を出力電圧の和
が前記主電極と前記補助電極との間に印加される極性と
した高周波カップリングコイルとを具備したアーク起動
装置。
1. In an arc starting device that applies a high frequency high voltage between a main electrode and an auxiliary electrode to generate a spark discharge and induce an arc discharge, a high frequency generator and the output of the high frequency generator are connected to a primary winding. As well as input, the secondary winding is divided into two, one winding of the divided secondary winding is connected in series with the main electrode, and the other winding of the secondary winding is connected in series with the auxiliary electrode. and a high frequency coupling coil connected to the main electrode and the auxiliary electrode such that the polarity of the two secondary windings is such that the sum of output voltages is applied between the main electrode and the auxiliary electrode.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012130933A (en) * 2010-12-21 2012-07-12 Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd Tig welding device

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