JPH02160171A - 消耗電極式両極性アーク溶接電源における出力制御方法 - 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〕 この発明は、消耗電極と母材間に、母材が正極となる正
極性の直流出力と母材が負極となる逆極性の直流出力と
を交互に繰り返し供給する消耗電極式両極性アーク溶接
電源における出力電圧、出力電流の制御方法に関する。

〔従来の技術〕

定速度送給方式により連続的に送給される消耗電極（以
下、ワイヤという）と母材との間にアークを発生させて
溶接を行う消耗電極式アーク溶接では、一般に、母材を
直流溶接電源の負極側に接続しワイヤを直流溶接電源の
正極側に接続して、母材を負極、ワイヤを正極とする逆
極性溶接が行われている。この逆極性溶接は、母材への
入熱が大きいために溶は込みが深くフラットなビードを
得やすいという利点があるので広く用いられているが、
その反面、母材が薄板でギャップが大きいときは溶は落
ちが発生し易いという欠点がある。

一方、母材を正極、ワイヤを負極とする正極性溶接は、
逆極性溶接に比較して母材への入熱が小さいために薄板
での溶は落ち防止に有効ではあるが、溶は込み不良が発
生し易く、また凸ビードになり易いのでその適用範囲は
限定されているＩそのため、両方の極性の特長を兼ね備
えた消耗電極式両極性アーク溶接が望まれており、両極
性アーク溶接を行うための両極性アーク溶接電源が知ら
れている。

この従来の両極性アーク溶接電源は、ワイヤと母材間に
、母材が正極となる正極性の直流出力と母材が負極とな
る逆極性の直流出力とを交互に繰り返し供給するように
したものである。そして、ワイヤと母材間にこの正極性
と逆極性の直流出力を供給するに際しては、それぞれの
極性に対応してその大きさが設定されていなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来の両極性アーク溶接電源の出力制御方
法では、正極性溶接時の直流出力と逆極性溶接時の直流
出力とはそれぞれの極性に応じてその大きさが設定でき
なかったので、以下に説明するような問題があった。

第３図は、正極性溶接時と逆極性溶接時とにおけるワイ
ヤ送給速度と適正溶接電圧との関係を示す特性図であり
、直径１．２ｍ鵬のワイヤを定速度送給方式で送給し、
両極性ＣＯｘアーク溶接を行ったときの正極性溶接時（
正極性溶接期間）と逆極性溶接時（逆極性溶接期間）そ
れぞれで適正溶接電圧を求めたものである。

同図から次のことがわかる。

■　同一のワイヤ送給速度に対する正極性溶接時の適正
溶接電圧と逆極性溶接時の適正溶接電圧とはその値が異
なるとともに、正極性溶接時の適正溶接電圧は逆極性溶
接時のそれより低い。

■　ワイヤ送給速度に対する正極性、逆極性溶接時それ
ぞれの適正溶接電圧範囲は重なる領域がほとんどない、
また、正極性溶接時の適正溶接電圧範囲は、逆極性溶接
時のそれより狭い。

このように、同一のワイヤ送給速度に対する正極性溶接
時の適正溶接電圧と逆極性溶接時の適正溶接電圧とが異
なるにもかかわらず、従来は、両極性アーク熔接電源の
出力電圧はそれぞれの極性に応じて設定されていなかっ
た。

そのため、例えば、溶接電源の出力電圧を正極性溶接時
に適した比較的低い溶接電圧になるように設定した場合
は、逆極性溶接時のアーク長が正極性溶接時のそれに比
べて著しく短くなり、このアーク長の著しい変動によっ
て作業性が不良になったリピートが凸になったりすると
いう不具合があった。これに対して、溶接電源の出力電
圧を逆極性溶接時に適した溶接電圧になるように設定し
た場合は、正極性溶接時にはアークがワイヤ先端より上
方にはい上がるため溶滴が大きくなり過ぎてアークが不
安定になったリスバックが増加したりするという問題が
あった。

次に、短絡電流に関する問題点について以下に説明する
。

第４図は正極性溶接時と逆極性溶接時とにおけるワイヤ
送給速度と適正短絡電流との関係を示す特性図であって
、直径１．２ｍ−のワイヤを定速度送結方式で送給し、
両極性ＣＯｔアーク溶接を行ったときの正極性溶接時（
正極性溶接期間）と逆極性溶接時（逆極性溶接期間）そ
れぞれで適正短絡電流を求めたものである。なお、第４
図に示す短絡電流は、短絡期間中のピーク電流値を測定
したものである。同図から次のことがわかる。

■　同一のワイヤ送給速度に対する正極性溶接時の適正
短絡電流と逆極性溶接時の適正短絡電流とはその値が異
なるとともに、正極性溶接時の適正短絡電流は逆極性溶
接時のそれより高い。

■　ワイヤ送給速度に対する正極性、逆極性溶接時それ
ぞれの適正短絡電流範囲は重なる領域がほとんどない。

このように、同一のワイヤ送給速度に対する正極性溶接
時の適正短絡電流と逆極性溶接時の適正短絡電流とが異
なるにもかかわらず、従来は、両極性アーク溶接電源の
出力電流は、上記した出力電圧と同様に、それぞれの橿
性に応じて設定されていなかった。

そのため、例えば、立向き、上向きなど難姿勢溶接、あ
るいは高速度溶接などの短絡を伴う溶接を行うに際して
、短絡時の溶接電源の出力電流を正極性溶接時に適した
高い短絡電流になるように設定した場合は、逆極性溶接
時に短絡が終了しアークが再発生した際に多くのスパッ
タが発生するという不具合があった。一方、短絡時の溶
接電源の出力電流を逆極性溶接時に適した低い短絡電流
になるように設定した場合は、正極性溶接時に短絡が発
生した際に、ワイヤ先端の溶滴をスムーズに溶融池に移
行させるに必要なジュール熱を供給できず、未溶融のワ
イヤが溶融池に突込むスタビング現象が発生して溶接が
不安定になるという問題があった。

このような溶接電圧、短絡電流に関する問題があるため
、板厚、継手形状、溶接姿勢などの溶接目的に応じてワ
イヤ送給速度、あるいは極性比率（正極性溶接時と逆極
性溶接時との通電時間比）を広範囲に増減変化させたと
きに、安定した両極性アーク溶接が行えなかった。

したがって、この発明は、従来の出力制御方法における
このような問題点を解消するためになされたものであり
、ワイヤ送給速度あるいは極性比率などを広範囲に変化
させても安定した両極性アーク溶接が実施できる、消耗
電極式両極性アーク溶接電源の出力制御方法の堤供を目
的とする。

〔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、この発明に係る第１の出
力制御方法は、定速度送給される消耗電極と母材間に正
極性の直流出力と逆極性の直流出力とを交互に繰り返し
供給する消耗電極式両極性アーク溶接電源における出力
制御方法において、前記消耗電極の送給速度に対して正
極性と逆極性それぞれで所定の関数関係をもつ適正溶接
電圧の設定信号を出力する関数発生器を設け、この関数
発生器から出力される正極性溶接時の前記設定信号と逆
極性溶接時の前記設定信号とを用いて前記両極性アーク
溶接電源の出力電圧を設定することを特徴とする。

また、この発明に係る第２の出力制御方法は、前記消耗
電極の送給速度に対して正極性と逆極性それぞれで所定
の関数関係をもつ適正溶接電圧の設定信号を出力する第
１の関数発生器と、前記消耗電極の送給速度に対して正
極性と逆極性それぞれで所定の関数関係をもつ適正短絡
電流の設定信号を出力する第２の関数発生器と、前記消
耗電極・母材間がアーク発生状態であるか短絡状態であ
るかを検知する短絡判定器とを設け、前記短絡判定器に
よってアーク発生状態が検知されているときは、前記第
１関数発生器から出力される正極性溶接時の前記設定信
号と逆極性溶接時の前記設定信号とを用いて前記両極性
アーク溶接電源の出力電圧を設定し、前記短絡判定器に
よって短絡状態が検知されているときは、前記第２関数
発生器から出力される正極性溶接時の前記設定信号と逆
極性溶接時の前記設定信号とを用いて前記両極性アーク
溶接電源の短絡時の出力電流を設定することを特徴とす
る。

〔作　用〕

この発明に係る第１の出力制’＜１１方法においては正
極性溶接時は、消耗電極の送給速度に対してこの極性で
所定の関数関係をもつ適正溶接電圧の設定信号が関数発
生器から出力され、この設定信号に基づいて両極性アー
ク溶接電源の出力電圧が設定される。また、逆極性溶接
時は、消耗電極の送給速度に対してこの極性で所定の関
数関係をもつ適正溶接電圧の設定信号が関数発生器から
出力され、この設定信号に基づいて前記溶接電源の出力
電圧が設定される。この結果、設定される消耗電極の送
給速度に対して正極性と逆極性溶接時それぞれにおいて
適正な溶接電圧が得られる。

また、第２の出力制御方法においては、消耗電極・母材
間がアーク発生状態であることが短絡判定器によって検
知されているときは、上記の第１の関数発生器から出力
される設定信号に基づいて正極性溶接時と逆極性溶接時
それぞれにおける両極性アーク溶接電源の出力電圧が設
定される。

一方、消耗電極・母材間が短絡状態であることが検知さ
れているときは、正極性溶接時は、消耗電極の送給速度
に対してこの極性で所定の関数関係をもつ適正短絡電流
の設定信号が第２の関数発生器から出力され、この設定
信号に基づいて前記溶接Ｔｉ源の短絡時の出力電流が設
定される。又、逆極性溶接時は、消耗電極の送給速度に
対してこの極性で所定の関数関係をもつ適正短絡電流の
出力信号が前記関数発生器から出力され、この設定信号
に基づいて前記溶接電源の短絡時の出力電流が設定され
る。この結果、設定される消耗電極の送給速度に対して
正極性溶接時と逆極性溶接時それぞれにおいて適正な溶
接電圧および短絡電流が得られる。

〔実施例〕

以下、この発明に係る方法を第１図乃至第４図に基づき
説明する。第１図は、この発明に係る第１の出力制御方
法を実施するための両極性アークン容接Ｍｍのブロック
図であって、同図において、この両極性アーク溶接電源
は主溶接回路部（１）と制御回路部（２）とから構成さ
れている。

主溶接回路部（１）において、（３）は交流電源を入力
とし、その直流出力値がトランジスタなどの半導体スイ
ッチング素子により制御される直流電源回路、（４）は
この直流電源回路（３）の出力側に接続されたインバー
タ回路であって、ブリッジ接続されたトランジスタＱｌ
−０４により構成されている。（５）は電圧検出器、（
６）は電流検出器である。

制御回路部（２）において、（７）はワイヤ送給速度設
定器、（８）はこのワイヤ送給速度設定器（７）の設定
信号が入力されるワイヤ送給制御回路、（９）は正極性
溶接時と逆極性溶接時との期間の比率を設定する極性比
率設定器、０ωはこの極性比率設定器（９）の設定信号
が入力される通電時間設定回路、（１１）は通電時間設
定回路Ｇ１Ｘ１の通電時間信号が入力される極性切替え
回路、θのはこの極性切替え回路０１）から入力される
極性信号を受けてトランジスタ０１〜０４をスイッチン
グ制御するドライブ回路である。

さらに、（１３ａ）は極性切替え回路（＋２１の極性信
号とワイヤ送給速度設定器（７）の設定信号が入力され
る逆極電圧関数発生器、同様に、（１３ｂ）は極性切替
え回路（１１）の極性信号とワイヤ送給速度設定器（７
）の設定信号が入力される正極電圧関数発生器であり、
両電圧関数発生器により第１の関数発生器０３）が構成
されている。そして、０４）は正逆電圧−元微調整器、
０つは正逆電圧−元微調整回路であって、前記微調整器
０１０の設定信号を受けて予め定められた比率に基づ（
微調整信号を逆極電圧関数発生器（１３ａ）と正極電圧
関数発生器（１３ｂ）とに出力するものである。０６）
は第１の関数発生器０３）から出力される設定信号と電
圧検出器（５）の出力電圧検出信号と電流検出器（６）
の出力電流検出信号とを受けて直流電源回路（３）の直
流出力値を制御する直流出力制御回路である。なお、（
＋７１はワイヤ送給モータ、０ωは溶接トーチ、０９）
はワイヤ、（至）は母材である。

以下、第１図の実施例における出力制御方法について説
明する。

ワイヤ送給速度設定器（７）で溶接対象に合わせて溶接
ｉｔ流、すなわちワイヤ送給速度が設定されると、この
ワイヤ送給速度設定信号Ｗを受けてワイヤ送給制御回路
（８）によってワイヤ送給モータ０７）が定速度送給方
式により駆動される。これにより、ワイヤθ９は母材（
至）に向けて送給される。

また、逆極電圧関数発生器（１３ａ）および正極電圧関
数発生器（１３ｂ）は、ワイヤ送給速度設定信号Ｗが人
力されると、直流電源回路（３）の出力電圧を設定する
設定信号を所定の関数関係に基づいて後述するタイミン
グで直流出力制御１１回路ＯＱに出力する。

すなわち、逆極電圧関数発生器（１３ａ）は、第３図の
例えば直線Ａで示す逆極性）容接時でのワイヤ送給速度
と適正溶接電圧の関係となるように、ワイヤ送給速度設
定信号Ｗに対して直流電源回路（３）の出力電圧を設定
する逆極出力電圧設定信号Ｅｖａを出力する。また、正
極電圧関数発生器（１３ｂ）は、第３図の例えば直線Ｂ
で示す正極性溶接時でのワイヤ送給速度と適正溶接電圧
の関係となるように、ワイヤ送給速度設定信号Ｗに対し
て直流電源回路（３）の出力電圧を設定する正極出力電
圧設定信号ＥＶ３を出力する。

なお、第３図に示す直線Ａ、Ｂは次の一次関数で表され
る。

直線Ａ　：　ＶＩＰ＝１．５０ＸＷＦｌ＋２２．０　（
Ｖ）直線Ｂ二Ｖｘｒ＝１．１３ＸＷ□＋１９．８（Ｖ）
ここで、■□は逆極性溶接時の適正溶接電圧値、■３．
は正極性溶接時の適正溶接電圧値、ＷＦｌｌはワイヤ送
給速度（ｍ／ｌ１ｉｎ）である。

さて、極性比率設定器（９）で溶接対象に合わせて設定
された極性比率設定信号が与えられると、通電時間設定
回路０■によって逆極性溶接時間を定める逆極性通電時
間Ｔ□と、正極性溶接時間を定める正極性通電時間Ｔ３
．とが設定される。これにより、極性切替え回路０１）
は、その信号レベルがＩ］レヘルとＬレベルとを交互に
繰り返す極性指令信号をドライブ回路０２１、逆極電圧
関数発生器（１３ａ）および正極電圧関数発生器（１３
ｂ）に出力する。この極性指令信号は上記の逆極性通電
時間ＴＩＦに対応してＩ］レベル、正極性通電時間ＴＳ
Ｆに対応してＬレベルとなる。

そして、この極性指令信号が１４レベルの時、上記の逆
極出力電圧設定信号ＥＶＩＩが逆極電圧関数発生器（１
３ａ）から直流出力制御回路０ωに入力され、極性指令
信号がＬレベルの時に、正極出力電圧設定信号Ｅｖｓが
正極電圧関数発生器（１３ｂ）から直流出力制御回路０
ωに人力される。

一方、ドライブ回路０りは、上記の１ルベルの極性指令
信号が与えられると、トランジスタＱｌ、　Ｑ４をオン
し、トランジスタＱ２、Ｑ３をオフする。これにより、
上記のようにして定められた逆極出力電圧設定信号已□
によって設定された値の出力電圧が直流電源回路（３）
から溶接トーチ０８）を介してワイＰθ９）と母材ＱＩ
との間に印加されて逆極性の溶接が行われる。

次いで、ドライブ回路０りは、Ｌレベルの極性指令信号
が与えられると、トランジスタ０２、口３をオンし、ト
ランジスタＱ１、［１４をオフする。これにより、上記
のようにして定められた正極出力電圧設定信号Ｅｖｉに
よって設定された値の出力電圧が直流電源回路（３）か
らワイヤ０りと母材ＱＩとの間に印加されて正極性の溶
接が行われる。ここで、直流出力制御回路０ωは、逆極
性溶接時のときは、逆極出力電圧設定信号Ｅ□と電圧検
出器（５）の検出電圧信号とを比較し、出力電圧が設定
信号已□により設定された値となるように直流電源回路
（３ンを制御する。同様に、正極性溶接時のときは、正
極出力電圧設定信号Ｅ０と電圧検出２Ｓ（５１の検出電
圧信号とを比較し、直流電源回路（３）を制御する。こ
の正極性溶接時と逆極性）８接時とが交互に操り返され
て両１侃性アーク熔接が行われる。

このように、正極性溶接時と逆極性溶接時それぞれにお
いて、ワイヤ送給速度に対して第３図に示すような所定
の関数関係を保ちながら出力電圧を設定するようにした
ので、設定されるワイヤ送給速度に対して正極性溶接時
と逆極性溶接時それぞれの適正な溶接電圧が常に一義的
に得られ、ワイヤ送給速度や極性比率を広範囲に変化さ
せてもこれに追従して常に安定した両極性アーク溶接が
行える また、この実施例では上記の電圧設定信号Ｅｖ＋＋、Ｅ
Ｖ３の値を増減調整する手段を設けている。すなわち、
正逆電圧−元微調整回路０！９では、正逆電圧−元微調
整器０４より増減設定信号が与えられると、予め設定さ
れた比率に基づく値の増減微調整信号が逆極電圧関数発
生器 発生器（１３ｂ）とにそれぞれ出力される。これにより
、逆極出力電圧設定信号ＥＶＩＩと正極出力電圧設定信
号ＩＥｖｓとの値を一義的に同時に増減調整することが
できる。ここで、第３図に示すように、ワイヤ送給速度
に対して、正極性溶接時での適正溶接電圧範囲と逆極性
溶接時での適正溶接電圧範囲とが異なるので、上記の増
減微調整信号の値は、逆極電圧関数発生器（１３ａ）へ
の入力値に対する正極電圧関数発生器（１３ｂ）への入
力値が、１ノ４〜ｌの比率にするとよい、この増減調整
手段により、例えば、両極性アーク溶接電源の出力端か
ら溶接箇所までの距離が変化したときでも適正な溶接電
圧が得られるように上記電圧設定信号Ｅ□、Ｅｏの値を
調整することができる。

第２図は、この発明に係る第２の出力制御方法を実施す
るための両極性アーク溶接電源のブロック図であって、
同図において、この両極性アーク溶接電源は主溶接回路
部（１）と制御回路部（２）とから構成され、第１図と
対応する部分は同符号を付している。

以下、第１図と異なる構成部分について説明する。第２
図において、（２１）は電圧検出器（５）の検出電圧信
号が入力される短絡判定器、（２２）はこの短絡判定器
（２１）の出力信号と極性切替え回路０２１の極性信号
が入力される逆極出力切替え回路、（２３）は同じく、
短絡判定器（２１）の出力信号と極性切替え回路０２）
の極性信号が入力される正極出力切替え回路である。ま
た、（２４ａ）は上記の逆極出力切替え回路（２２）の
短絡電流指令信号とワイヤ送給速度設定器（７）の設定
信号が入力される逆極短絡電流関数発生器、（２４ｂ）
は正極出力切替え回路（２３）の短絡電流指令信号とワ
イヤ送給速度設定器（７）の設定信号が入力される正極
短絡電流関数発生器であり、これらの短絡電流関数発生
器により第２の関数発生器（２４）が構成されている。

　（２５）は正逆短絡電流微調整器であって、その調整
信号は上記の逆極短絡電流関数発生器（２４ａ）と正極
短絡電流関数発生器（２４ｂ）とにそれぞれ与えられる
。

次に、この実施例における出力制御方法について以下に
説明する。

逆極電圧関数発生器（１３ａ）および正極電圧関数発生
器（１３ｂ）は、ワイヤ送給速度設定信号Ｗが入力され
ると、先の実施例で説明した所定の関数関係に基づいて
、直流電源回路（３）の出力電圧を設定する設定信号Ｅ
ｖｌ、Ｅｖ！をそれぞれ後述するタイミング手順で直流
出力制御回路０ωに出力する。

一方、逆極短絡電流関数発生器（２４ａ）および正極短
絡電流関数発生器（２４ｂ）は、ワイヤ送給速度設定信
号Ｗが入力されると、直流電源回路（３）の溶接負荷短
絡時の出力電流、つまり短絡電流を設定する設定信号を
所定の関数関係に基づいて後述するタイミングで直流出
力制御回路０６）に出力する。

すなわち、逆極短絡電流関数発生器（２４ａ）は、第４
図の例えば直線Ｃで示す逆極性溶接時でのワイヤ送給速
度と適正短絡電流の関係となるように、ワイヤ送給速度
設定信号Ｗに対して直流電源回路（３）の短絡電流を設
定する逆極短絡電流設定信号ＥＩｍを出力する。また、
正極短絡電流関数発生器（２４ｂ）は、第４図の例えば
直線りで示す正極性溶接時でのワイヤ送給速度と適正短
絡電流の関係となるように、ワイヤ送給速度設定信号Ｗ
に対して直流電源回路（３）の短絡電流を設定する正極
短絡電流設定信号Ｅ＋ｓを出力する。

なお、第４図に示す直線Ｃ，Ｄは次の一次関数で表され
る。

直線Ｃ１□＝４０．ＯＸＷ□＋１２０　　（Ａ）直線Ｄ
　：　Ｉ　５ｒ＝４６．５Ｘ　Ｗ□＋１６０　　（Ａ）
ここで、■、は逆極性溶接時の適正短絡電流値［ＳＦは
正極性溶接時の適正短絡Ｔｉ流値、ＷＦ、ｌはワイヤ送
給速度（ｍ／５ｉｎ）である。

次に、アーク発生状態における直流電源回路（３）の出
力電圧を設定する上記の設定信号ＥＶ１％　ＥＶ！と、
短絡状態における直流電源回路（３）の短絡電流を設定
する上記の設定信号Ｅｒａｓ　Ｅ＋ｓとを直流出力制御
回路０ωに対して出力する手順を以下説明する。

電圧検出器（５）で検出される電圧信号を受けて、短絡
判定器（２１）はアーク発生状態か短絡状態かを判定し
、その出力信号を逆極出力切替え回路（２２）と正極出
力切替え回路（２３）とに与える。

逆極出力切替え回路（２２）は、極性切替え回路θ０か
らの入力がＨレベル掻性指令信号の場合であって、かつ
上記短絡判定器（２１）からの人力がアーク状態信号で
あるときは、逆極電圧関数発生器（１３ａ）に電圧指令
信号を出力する。これによって、逆極性溶接時のアーク
発生状態における直流電源回路（３）の出力電圧を設定
する逆極出力電圧設定信号ＥＶＩが直流出力制御回路０
０に出力される。一方、短絡判定器（２１）からの入力
が短絡状態信号であるときは、逆極短絡電流関数発生器
（２４ａ）に短絡電流指令信号が与えられ、これにより
、逆極性溶接時の直流電源回路（３）の短絡電流を設定
する逆極短絡電流設定信号Ｅｌ１１が直流出力制御回路
０ωに出力される。

これに対して、正極出力切替え回路（２３）は、極性切
替え回路００からの入力がＬレベル極性指令信号の場合
であって、かつ上記短絡判定２Ｓ（２１）からの人力が
アーク状態信号であるときは、工種電圧関数発生器（１
３ｂ）に電圧指令信号を出力する。これにより、正極性
溶接時のアーク発生状態における直流電源回路（３）の
出力電圧を設定する正極出力電圧設定信号Ｅ□が直流出
力制御回路０ωに出力される。一方、短絡判定器（２１
）からの入力が短絡状態の信号であるときは、正極短絡
電流関数発生器（２４ｂ）に短絡電流指令信号が与えら
れ、これにより、正極性溶接時の直流電源回路（３）の
短絡電流を設定する正極短絡電流設定信号ＥＩ５が直流
出力制御ｎ回路０６）に出力される。

なお、正逆短絡電流微調整器（２５）によって、上記の
短絡電流設定信号Ｅｌｌｌ、ＥＩＳの値を同時あるいは
個別に調整することができる。

このようにして、正極性溶接時と逆極性溶接時それぞれ
において、ワイヤ送給速度に対して第３図に示すような
所定の関数関係を保ちながらアーク発生状態における出
力電圧を設定すると共に、ワイヤ送給速度に対して第４
図に示すような所定の関数関係を保ちながら短絡時にお
ける短絡電流を設定するようにしたので、設定されるワ
イヤ送給速度に対して正極性溶接時と逆極性溶接時それ
ぞれの適正な溶接電圧および短絡電流が常に一義的に得
られる。しながって、例えば、難姿勢溶接や高速溶接な
どの短絡を伴う溶接を行うに際してもスタビング現象を
生じることなく安定した両極性アーク溶接を実施できる
。

以上、この発明に係る実施例を説明したが、上記二つの
実施例においては、直径１．２ｍｍのワイヤを用いた両
極性ＣＯｚアーク溶接でのワイヤ送給速度に対する適正
溶接電圧の関係および適正短絡電流の関係を例示したが
、これらの関係は、ワイヤ径、ワイヤの種類、シールド
ガスの種類などに応じて適宜求めればよい、さらに、適
正溶接電圧あるいは適正短絡電流をワイヤ送給速度の関
数として設定するときは、単なる直線状の一次関数では
なくワイヤ送給速度範囲を複数に分けてそれぞれで傾き
の異なる折れ線状の一次関数としてもよ（、また、−次
間数に限定することなく必要に応じて二次関数などとし
てもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る第１の両極性アーク溶接
電源の出力制御方法においては、消耗電極の送給速度に
対して正極性と逆極性それぞれで所定の関数関係をもつ
適正溶接電圧の設定信号を出力する関数発生器を設け、
この関数発生器から出力される前記再設定信号を用いて
両極性アーク溶接電源の出力電圧を設定するようにした
ものであるから、設定されるワイヤ送給速度に対して正
極性溶接時と逆極性溶接時それぞれにおいて適正な溶接
電圧が常に得られる。

また、この発明に係る第２の出力制御方法においては、
上記の第１の関数発生器と共に消耗電極の送給速度に対
して正極性と逆極性それぞれで所定の関数関係をもつ適
正短絡電流の設定信号を出力する第２の関数発生器を設
け、消耗電極・母材間がアーク発生状態であるときは、
上記の第１の関数発生器から出力される設定信号を用い
て正極性溶接時と逆極性溶接時それぞれにおける両極性
アーク熔接電源の出力電圧を設定し、一方、消耗電極・
母材間が短絡状態であるときは、この第２の関数発生器
から出力される設定信号を用いて正極性溶接時と逆極性
溶接時それぞれにおける両極性アーク溶接電源の短絡時
の出力電流を設定するようにしたものであるから、設定
されるワイヤ送給速度に対して正極性溶接時と逆極性溶
接時それぞれにおいて適正な溶接電圧および短絡電流が
常に得られる。

したがって、この発明に係る方法によれば、板厚、継手
形状、溶接姿勢などの溶接対象に応じてワイヤ送給速度
や極性比率を広範囲に変化させてもこれに追従して常に
安定した両極性アーク溶接が行えるので、両極性アーク
溶接の特長を従来よりも一層生かすことができるととも
に、その適用範囲を拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る第１の出力制御方法を実施する
ための両極性アーク溶接電源のブロック図、第２図はこ
の発明に係る第２の出力制御方法を実施するための両極
性アーク溶接″１ｌｉｔ源のブロック図、第３図は正極
性溶接時と逆極性溶接時とにおけるワイヤ送給速度と適
正溶接電圧との関係を示す特性図、第４図は正極性溶接
時と逆極性溶接時とにおけるワイヤ送給速度と適正短絡
電流との関係を示す特性図である。 （３）・−直流電源回路、（４）・−インバータ回路、
（７）−ワイヤ送給速度設定器、 （１１）−−ワイヤ送給制御回路、（９）−極性比率設
定器、ｏ（Ｉ）−通電時間設定回路、０１）−極性切替
え回路、０２トドライブ回路、ｏ’ｉ−第１の関数発生
器、（１３ａ）　−一逆極電圧関数発生器、（１３ｂ）
−・・正極電圧関数発生器、０！９−・正逆電圧−元微
調整回路、００−直流出力制御回路、θり一ワイヤ送給
モータ、側−・−溶接トーチ、０９）−・ワイヤ、ＱΦ
・・母材、（２１）　−・短絡判定器、（２２）−・・
逆極出力切替え回路、 （２３）−一正極出力切替え回路、（２，ｔ）−第２の
関数発生器、（２４ａ）　−・逆極短絡電流関数発生器
、（２４ｂ）　−・正極短絡電流関数発生器、（２５）
・・−正逆短絡電流微調整器。 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、定速度送給される消耗電極と母材間に正極性の直流
   出力と逆極性の直流出力とを交互に繰り返し供給する消
   耗電極式両極性アーク溶接電源における出力制御方法に
   おいて、 前記消耗電極の送給速度に対して正極性と逆極性それぞ
   れで所定の関数関係をもつ適正溶接電圧の設定信号を出
   力する関数発生器を設け、この関数発生器から出力され
   る正極性溶接時の前記設定信号と逆極性溶接時の前記設
   定信号とを用いて前記両極性アーク溶接電源の出力電圧
   を設定することを特徴とする消耗電極式両極性アーク溶
   接電源における出力制御方法。 ２、定速度送給される消耗電極と母材間に正極性の直流
   出力と逆極性の直流出力とを交互に繰り返し供給する消
   耗電極式両極性アーク溶接電源における出力制御方法に
   おいて、 前記消耗電極の送給速度に対して正極性と逆極性それぞ
   れで所定の関数関係をもつ適正溶接電圧の設定信号を出
   力する第１の関数発生器と、前記消耗電極の送給速度に
   対して正極性と逆極性それぞれで所定の関数関係をもつ
   適正短絡電流の設定信号を出力する第２の関数発生器と
   、前記消耗電極・母材間がアーク発生状態であるか短絡
   状態であるかを検知する短絡判定器とを設け、 前記短絡判定器によってアーク発生状態が検知されてい
   るときは、前記第１関数発生器から出力される正極性溶
   接時の前記設定信号と逆極性溶接時の前記設定信号とを
   用いて前記両極性アーク溶接電源の出力電圧を設定し、 前記短絡判定器によって短絡状態が検知されているとき
   は、前記第２関数発生器から出力される正極性溶接時の
   前記設定信号と逆極性溶接時の前記設定信号とを用いて
   前記両極性アーク溶接電源の短絡時の出力電流を設定す
   ること、 を特徴とする消耗電極式両極性アーク溶接電源における
   出力制御方法。