JPH0227071B2 - - Google Patents

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JPH0227071B2
JPH0227071B2 JP58052560A JP5256083A JPH0227071B2 JP H0227071 B2 JPH0227071 B2 JP H0227071B2 JP 58052560 A JP58052560 A JP 58052560A JP 5256083 A JP5256083 A JP 5256083A JP H0227071 B2 JPH0227071 B2 JP H0227071B2
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JP
Japan
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voltage
hot wire
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tig
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JP58052560A
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JPS59179274A (ja
Inventor
Masayasu Nihei
Eiji Ashida
Fumio Taguchi
Satoshi Ogura
Juzo Kozono
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to JP5256083A priority Critical patent/JPS59179274A/ja
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Publication of JPH0227071B2 publication Critical patent/JPH0227071B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/10Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はホツトワイヤを用いた溶接装置に関す
る。
〔従来技術〕
たとえば、ホツトワイヤスイツチング溶接法
は、トーチとなるTIG電極とホツトワイヤとの間
のアーク干渉を防止するために、TIG電極と母材
間およびホツトワイヤと母材間に交互に電流を供
給するものであり、従来の装置は第1図に示すよ
うに構成されている。
図において、直流溶接電源1があり、その陰極
はスイツチングトランジスタ2を介してホツトワ
イヤ6を支持するチツプ5に接続されている。ま
た、同じく前記陰極はスイツチングトランジスタ
3を介してTIG電極4に接続されている。さらに
前記直流溶接電源1の陽極は溶接すべき母材7に
接続されている。前記スイツチングトランジスタ
2および3は交互にオン・オフするように制御さ
れるようになつており、このため、母材7、TIG
電極4、スイツチングトランジスタ3を通して流
れるTIG電流は第2図aに示すように流れ、ま
た、母材7、ホツトワイヤ6、スイツチングトラ
ンジスタ2を通して流れるホツトワイヤ電流は第
2図bに示すように流れる。なお、この溶接にあ
つては全姿勢溶接あるいは裏波制御溶接等を行な
うことを考慮し、溶着金属のたれ落ちを防止する
ために、チツプ5に対するホツトワイヤ6の送給
を第2図cに示すように断続的に行なつている。
しかしながら、従来の装置は、TIGにおけるア
ークの発生維持を安定とするため、人体に対する
影響をも考えて無負荷電圧(開路電圧)を70〜
80Vと高くしているが、ホツトワイヤ6が第3図
aに示すように母材7に接触した状態から第3図
bに示すように離間するような場合、第3図cに
示すように母材7とホツトワイヤ6との間にアー
クが発生してしまうことが往々にしてあつた。こ
のため、チツプ5が損焼するとともにスパツタを
も発生し溶接を不可能としていた。
〔発明の目的〕
それ故、本発明の目的はホツトワイヤにおける
アークの発生を低減させこれにより溶接の信頼性
を向上させたホツトワイヤを用いた溶接装置の電
極を交換する際の電源の切り換えを容易にするこ
とにある。
〔発明の概要〕
このような目的を達成するために、直接使用す
る装置として、母材とトーチ間に電源を供給する
この電源装置から電圧調整機構を介して前記母材
との間に電源が供給されるホツトワイヤと、この
ホツトワイヤと前記母材間の電圧を検出する電圧
検出器と、電圧任意設定部と、この電圧任意設定
部の出力と前記電圧検出器の出力を比較しかつそ
の出力によつて前記電圧調整機構の出力電圧を母
材とトーチ間の無負荷電圧より小さい値に可変す
る増幅器とを備えたホツトワイヤを用いた溶接装
置において、前記電圧調整機構に並列に抵抗とス
イツチからなる直列体を接続したことにより、ス
イツチの開閉でTIG電極からMIG電極への電源
切り換えを容易になすことが出来る。
たとえばTIG電極と母材間およびホツトワイヤ
と母材間に交互に電流を供給する従来のホツトワ
イヤスイツチング装置にあつて、ホツトワイヤを
母材から短絡し引き上げた場合の母材とホツトワ
イヤ間に発生するアークの発生およびその持続に
ついて調べた。この場合、アークの発生とその持
続とはアーク放電が見かけ状0.5sec生ずるものと
した。スイツチング周波数を100Hzとした際、パ
ルスピーク電流を横軸に、パルスピーク電圧を縦
軸にとつた場合のグラフを第4図に示す。この図
によるとアーク放電限界無負荷電圧は電流の増加
とともに低下し、300A以下になると約23Vとな
ることが判る。
この結果、母材とホツトワイヤ間の無負荷電圧
を母材とトーチ間のそれより小さくすることによ
り、従来よりもホツトワイヤにおいて生じるアー
クを減少させることができるようになるものであ
る。
〔発明の実施例〕
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明す
る。
第5図は本発明によるホツトワイヤを用いた溶
接法を応用するための装置の一実施例を示す構成
図である。同図において、トランス8があり、こ
のトランス8の出力はダイオード9により整流さ
れ、かつコンデンサ10により平滑されるように
なつている。平滑された後の電圧すなわち無負荷
電圧は70Vであり、その陰極はスイツチングトラ
ンジスタ12を介してTIG電極4に接続されてい
る前記スイツチングトランジスタ12はそのベー
スに信号が供給された際にオンするようになつて
おり、かつエミツタ、コレクタ間にはTIGのアー
クの安定を図るための抵抗28が接続されてい
る。また、平滑された側の陰極はスイツチングト
ランジスタ11を介してホツトワイヤ6を支持す
るチツプ5に接続されている。前記スイツチング
トランジスタ11はそのベースに信号が供給され
た際にオンするようになつており、かつエミツ
タ、コレクタ間には抵抗29とスイツチ30の直
列体が接続され前記スイツチ30の切換えで前記
TIG電極4をMIG電極に代えられるようになつ
ている。即ち、MIG電極を用いる場合はスイツ
チ30を閉じてスイツチングトランジスタ11を
バイパスさせ、スイツチングトランジスタ11が
供給しているパルス電流がオフの時に消弧するの
を防止する為少量の電流を電極に供給する。ま
た、前記コンデンサ10によつて平滑された側の
陽極は溶接すべき母材7に接続されている。一
方、TIG電流制御ポテンシヨメータ26があり、
この出力はスイツチ23を介して増幅器19の入
力端子の一端に入力されるようになつている。前
記増幅器19の入力端子の他端には前記スイツチ
ングトランジスタ12のコレクタ側すなわちTIG
電極4側に設けた電流検出器14からの出力が入
力されるようになつている。これにより前記増幅
器19はTIG電流制御ポテンシヨメータ26から
の信号と電流検出器14からの信号との差電圧を
増幅し、その出力を前記スイツチングトランジス
タ12のベースに入力させて前記スイツチングト
ランジスタ12を制御するようになつている。ま
た、ホツトワイヤの電圧設定ポテンシヨメータ2
5があり、この電圧設定ポテンシヨメータ25は
前記TIG電極4と母材7間の無負荷電圧70V以下
の値に可変できるようになつている。前記電圧設
定ポテンシヨメータ25の出力はスイツチ22を
介して増幅器17の入力端子の一端に入力され、
他端には前記母材7とチツプ5間に設けた電圧検
出器15からの出力が入力されるようになつてい
る。これにより前記増幅器17は電圧制御ポテン
シヨメータ25からの信号と電圧検出器15から
の信号との差電圧を増幅しその増幅された信号が
出力されるようになつている。この出力はさらに
増幅器18の一方の入力端子に入力されるように
なつている。また、前記ホツトワイヤの電圧設定
ポテンシヨメータ25で設定された電圧の範囲内
で制御できるホツトワイヤ電流制御ポテンシヨメ
ータ24があり、この電流制御ポテンシヨメータ
24の出力はスイツチ21を介して増幅器16の
一方の端子に入力されるようになつている。この
増幅器16の他方の端子にはチツプ6側に設けら
れた電流検出器13からの出力が入力されるよう
になつている。これにより前記増幅器16は電流
制御ポテンシヨメータ24からの信号と電流検出
器13からの信号との差電圧を増幅しその増幅さ
れた出力信号は前記増幅器18の他方の入力端子
に入力されるようになつている。この増幅器18
は前記増幅器17および16のそれぞれの出力信
号の差電圧を増幅して出力し、前記スイツチング
トランジスタ11のベースに入力するようになつ
ている。さらに、パルス発振回路27があり、こ
のパルス発振回路27は双方の出力端子から交互
にパルスが発生するよう構成されるもので、一方
の出力端子からのパルスによつて前記スイツチ2
3のオン・オフが繰り返えされるようになつてお
り、また、他方の出力端子からのパルスによつて
前記スイツチ22および21のオンオフが繰り返
えされるようになつている。
このように構成したホツトワイヤスイツチング
溶接装置にあつては、母材7とTIG電極4間の無
負荷電圧は常時70Vとすることができるととも
に、TIG電流制御ポテンシヨメータ26によつて
TIG電流を可変することができる。また、母材7
とホツトワイヤ6間の無負荷電圧は電圧設定ポテ
ンシヨメータ25の調整によつて70V以下に任意
に設定できるとともに、ホツトワイヤ電流はホツ
トワイヤ電流制御ポテンシヨメータ24によつて
可変することができるようになる。
このホツトワイヤスイツチング溶接装置を用い
て、板厚10mmの母材を溶接する際、母材の開先角
度を25゜、ルートギヤツプを1mm、溶速度を400
mm/mm、TIGの平均電流を200A、ホツトワイヤ
の平均電流を250A、ワイヤ送給速度を2.5m/mm
ワイヤ継続送給周期を2Hz、ホツトワイヤ無負荷
電圧を23Vと設定した場合に、ホツトワイヤから
のアークの発生はほとんどみられず、したがつて
チツプの損焼およびスパツタの発生は全く生じな
かつた。なお、この場合におけるTIG電流とホツ
トワイヤ電流との関係を第6図に示す。
上述した実施例では、TIG電極と母材間および
ホツトワイヤと母材間に交互に電流を供給するホ
ツトワイヤスイツチング溶接装置について説明し
たものであるが、このようなものに限らず、単に
母材およびトーチ間、母材およびホツトワイヤ間
にそれぞれ電源を供給するものにあつても適用で
きることはいうまでもない。
また、上述した実施例ではトーチとしてTIG電
極を用いたものであるがMIG電極であつても同
様の効果を有するものである。
また、上述した実施例では、溶接電流の制御に
あつてはバイポーラトランジスタからなるスイツ
チング素子を用いたが、たとえばFETからなる
他の半導体素子であつてもよく、さらに、前記ト
ランジスタをアナログ的に制御したものであるが
スイツチングレギユレータ等であつてもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、電圧調整機構に並列に抵抗と
スイツチからなる直列体を接続したことにより、
ホツトワイヤにおけるアークの発生を低減した電
源をスイツチの開閉でTIG電極、MIG電極の何
れの方向にも容易に切り換えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のホツトワイヤスイツチング溶接
装置の一例を示す回路図、第2図a,b,cは前
記回路図における作用を示すためのタイミングチ
ヤート、第3図a,b,cは従来装置の欠点を示
す説明図、第4図は本発明を想起する原因となつ
た実験グラフ、第5図は本発明によるホツトワイ
ヤを用いた溶接法を応用するための装置、第6図
は第5図に示す装置の作用を示すためのタイミン
グチヤートである。 4……TIG電極、6……ホツトワイヤ、7……
母材、8……トランス、10……コンデンサ、1
1,12……スイツチングトランジスタ、15…
…電圧検出器、16〜18……増幅器、24……
ホツトワイヤ電流制御ポテンシヨメータ、25…
…ホツトワイヤ電圧設定ポテンシヨメータ、26
……TIG電流制御ポテンシヨメータ、27……パ
ルス発振回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 母材とトーチ間に電源を供給する電源装置
    と、この電源装置から電圧調整機構を介して前記
    母材との間に電源が供給されるホツトワイヤと、
    このホツトワイヤと前記母材間の電圧を検出する
    電圧検出器と、電圧任意設定部と、この電圧任意
    設定部の出力と前記電圧検出器の出力を比較しか
    つその出力によつて前記電圧調整機構の出力電圧
    を母材とトーチ間の無負荷電圧より小さい値に可
    変する増幅器とを備えたホツトワイヤを用いた溶
    接装置において、前記電圧調整機構に並列に抵抗
    とスイツチからなる直列体を接続したことを特徴
    とするホツトワイヤを用いた溶接装置。
JP5256083A 1983-03-30 1983-03-30 ホットワイヤを用いた溶接装置 Granted JPS59179274A (ja)

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JPS59179274A JPS59179274A (ja) 1984-10-11
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