JPH0234277A

JPH0234277A - アーク溶接装置

Info

Publication number: JPH0234277A
Application number: JP18396888A
Authority: JP
Inventors: Yoshimichi Yasuhara; 安原　芳道
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-07-22
Filing date: 1988-07-22
Publication date: 1990-02-05
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: JPH0813416B2

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、非消耗電極を用い不活性ガス雰囲気中でア
ークを発生させ溶接を行うアーク溶接装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来のティグ溶接装置からなるアーク溶接装置は、非消
耗電極を用いて不活性ガス雰囲気中でアークを発生させ
溶接を行っている。

また、一般に、アーク溶接装置のアークスタートを行う
ために、高周波を用いる高周波スタート手段が用いられ
ている。

以下、この高周波スタート手段を用いたアーク溶接装置
の具体構成および動作を第４図に基づいて詳しく説明す
る。

このアーク溶接装置は、第４図に示すように、溶接用ト
ランス８と電流制御回路９とからなる溶接電源７と、高
周波スタート手段である高周波高電圧発生回路１０から
構成している。

高周波高電圧発生回路１０は、昇圧トランス１１゜火花
ギャップ１２．カップリングトランス■３および高周波
コンデンサ１４とから構成している。

電流制御回路９は、サイリスク９１．９２と、サイリス
ク点弧位相制御回路９３とから構成している。

そして、溶接電源７の一方の出力端に、溶接用トーチ４
が接続されている。また、溶接電源７の他方の出力端に
は、高周波高電圧発生回路１０のカンプリングトランス
１３を介し溶接される母材６が接続されている。溶接用
トーチ４には、非消耗電極５が設けられている。

このアーク溶接装置は、溶接電源７の溶接用トランス８
に交流電源Ｅが印加されることにより、高周波高電圧発
生回路１０の昇圧トランスＩＩに溶接用トランス８を介
し電圧が印加され、昇圧トランス１１の２次側に高電圧
が発生する。これにより、火花ギャップ１２に高周波火
花放電が発生する。そして、火花ギャップ１２の高周波
火花放電により、カップリングトランス１３の２次側に
高周波高電圧が発生する。このカップリングトランス１
３の２次側に発生した高周波高電圧が溶接電源７の出力
に重畳して、溶接用トーチ４の非消耗電極５と母材６間
にアーク放電を起す。これにより、溶接電源７から電流
制御回路９により制御された溶接電流が出力される。そ
して、溶接用トーチ４の非消耗電極５と母材６間に溶接
電流が流れ、アーク溶接が行われる。

このように、このアーク溶接装置は、高周波高電圧発生
回路１０により高周波アーク放電を発生させ、アークス
タートを行っている。

また、この他のアークスタート行うための手段としては
、非消耗電極の先端を母材に接触させておき、非消耗電
極を母材から引き放すことによりアークスタートを行う
タッチスタート手段も知られている。

このタッチスタート手段を用いたアーク溶接装置を第５
図に基づいて説明する。

このアーク溶接装置は、第５図に示すように、まず、溶
接用トーチ４の非消耗型ｐｆ１５を母材６に接触させて
おく。そして、アークスタート時にモータＩ４を駆動さ
せ、駆動機構１５により、溶接用トーチ４を引き上げ、
非消耗電極５と母材６とを引き放すものである。

（発明が解決しようとする課題〕従来の高周波スタート手段を用いたアーク溶接装置は、
アークスタート時の高周波高電圧発生回路１０の火花ギ
ヤ・ンプＩ２での高周波火花放電により、高周波ノイズ
が発生する。この高周波ノイズにより、他の電子機器を
誤動作させたり、破壊させたりするという問題があった
。

また、この高周波ノイズにより、アーク溶接装置とマイ
クロコンピュータ等を使用した自動機器とを組み合わせ
て、溶接の自動化を図ることは、非常に困難であるとい
う問題があつた。

また、高周波ノイズにより、テレビやラジオにも雑音障
害が起きるため、民家と近接した工場でアーク溶接装置
を使用するためには、フィルタや電磁シールド等の特別
な対策が必要とされる。このような高周波ノイズ対策を
行うためには、多大な費用を要するという問題があった
。

一方、タッチスタート手段を用いたアーク溶接装置は、
高周波ノイズは発生しないが、非接触電極５と母材６と
の短絡時に発生する過大電流により、非消耗電極５の先
端が溶融したり、変形したりしやすいという問題があっ
た。

このように、このタッチスタート手段を用いたアーク溶
接装置は、非消耗電極５の寿命が著しく損なわれるとい
う欠点があるため、一般に普及するに到っていない。

したがって、この発明の目的は、高周波ノイズの発生が
なく、かつ非消耗電極の寿命を損なわれることのないア
ーク溶接装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明のアーク溶接装置は、溶接電源の出力端に直流
高電圧発生回路を並列に接続したことを特徴としている
。

さらに、直流高電圧発生回路の無負荷電圧が１０００Ｖ
以上、短絡電流が１００ｍ八以下へしいる。

［作　用］この発明の構成によれば、溶接電源の出力端に直流高電
圧発生回路を溶接電源の出力端に並列に接続したので、
直流高電圧発生回路から高い電圧の無負荷電圧が非消耗
電極と母材との間に印加される。そして、溶接用トーチ
の非消耗電極の先端を母材に接近させた時に、この直流
高電圧発生回路から印加された無負荷電圧により、非消
耗電極と母材間の絶縁が破壊され、微小アーク放電が開
始する。非消耗電極と母材間に微小アーク放電が開始さ
れると、非消耗電極の先端が熱陰極になり、溶接電源か
らの溶接電流が流れやすくなって、アークスタートが完
了する。したがって、高周波火花放電を使用せず、しか
も非消耗電極と母材とを接触させずにアークスタートを
行うことができる。

さらに、直流高電圧発生回路の無負荷電圧を１０００Ｖ
以上にしたので、アークスタート時に、非消耗電極を母
材に極めて近くに接近させる必要がない。また、短絡電
流を１００ｓ＋Ａ以下としたので、アークスタート時に
、母材の表面を著しく傷つけることがない。

〔実施例〕

この発明のアーク溶接装置の実施例を第１図ないし第３
図に基づいて説明する。

このアーク溶接装置は、第１図に示すように、溶接電源
７の出力端に直流高電圧発生回路１を並列接続している
。そして、非消耗量８ｉ５を用い不活性ガス雰囲気中で
アークを発生させ溶接を行っている。４は溶接用トーチ
、６は溶接される母材を示している。

以下、このアーク溶接装置の具体構成を第１図および第
２図に基づいて詳しく説明する。

直流高電圧発生回路１は、第１図に示すように、直流高
電圧ｉｔ源２と制限用抵抗３とから構成している。

そして、溶接電１１７の一方の出力端に溶接用トーチ４
が接続され、他方の出力端に溶接される母材６が接続さ
れている。溶接用トーチ４には、非消耗電極５が設けら
れている。

溶接電源７の一例を第２図に示す。この溶接電源７は、
第２図に示すように、溶接用トランス８および電流制御
回路９から構成されている。電流制御回路９は、サイリ
スク９１．９２およびサイリスク点弧位相制御回路９３
から構成している。

つぎに、このアーク溶接装置の動作を第１図ないし第３
図に基づいて説明する。

いま、このアーク溶接装置の溶接電源７に交流電源Ｅが
印加され、待機状態になっているとする。

このとき、直流高電圧発生回路１から、溶接電源７の出
力端、すなわち溶接用トーチ４と母材６間に、第３図に
示す電圧ｖ０の高い無負荷電圧が印加されている。そし
て、溶接用トーチ４が母材６に接近すると、直流高電圧
発生回路ｌからの高い無負荷電圧■。により、不活性ガ
ス雰囲気中の絶縁が破れ、溶接用トーチ４の非消耗量ｉ
５と母材６の間に微小アーク放電が開始される。そして
、非消耗電極５と母材６の間に微小アーク放電が開始さ
れると、非消耗電極５の先端が熱陰極となり、溶接ｉｆ
ｆ　７からの溶接電流が非消耗電極５と母材６の間に流
れやすくなって、アークスタートが完了する。このよう
に、溶接用トーチ４．すなわち非消耗電極５と母材６と
の間に印加する無負荷電圧Ｖゆを高くすることにより、
非消耗電極５を母材６に近づけるだけでアークスタート
を行うことができる。

また、このとき、直流高電圧発生回路１は、抵抗３によ
り、第３図に示す波形ａ、のように垂下特性の出力特性
となるように設定されている。１゜は、直流高電圧発生
回路１の短絡電流値を示している。波形ａ１は溶接電源
の出力特性を示している。このように、直流高電圧発生
回路ｌの出力特性を垂下特性としたため、非消耗電極５
と母材６との間の微小アーク放電から、溶接電源７から
の電流制御回路９に制御された溶接電流によるアーク放
電に移行し、アークスタートが完了することになる。

この場合、直流高電圧発生回路１の無負荷電圧ｖ０を１
００ＯＶ以上トシ、短絡電流Ｉ０を１００ｍＡとしてい
る。

ここで、直流高電圧発生回路１の無負荷電圧■。

を１ｏｏｏｖ以上とし、短絡電流Ｉ０を１００ｍＡ以下
とした理由を説明する。

直流高電圧発生回路ｌの無負荷電圧ｖ０を１０００Ｖ以
下にすると、アークスタートを行うために、非消耗電極
５を母材６に穫めて近くに接近させる必要が有り、実用
上使用不可能となる。また、短絡電流Ｉ０を１００ｍＡ
以上にすると、前記したように、アークスタート時に母
材６の表面を著しく傷つけ、また、溶接性および経済性
に劣るものとなる。

したがって、直流高電圧発生回路１の無負荷電圧■。を
１００ＯＶ以上にすることにより、溶接角トーチ４を母
材６に近づけるだけで、容易に微小アーク放電を開始す
ることができる。また、短絡電流Ｉ０を１０Ｏｎ＋Ａ以
下にすることにより、アークスタート時の母材６の表面
を著しく傷つけることがない。また、溶接性の良さ、経
済性を考慮して１００ｍＡとしている。

このように、このアーク溶接装置は、第４図に示す従来
の高周波スタート手段を用いたアーク溶接装置のように
、高周波ノイズの発生原因となる高周波火花放電を用い
た高周波高電圧発生回路１０を使用せずに、アークスタ
ートを行うことができる。しかも、第５図に示す従来の
タッチスタート手段を用いたアーク溶接装置のように、
非消耗電極５と母材６とを接触させる必要がなく、非消
耗電極５の溶融、蒸発等による非消耗電極５の寿命の劣
化を防ぐことができる。

さらに、直流高電圧発生回路ｌの無負荷電圧を１０００
Ｖ以上にし、短絡電流を１００−Ａ以下としたので、容
易にアースタートを行うことができ、さらにアークスタ
ート時に母材６の表面を著しく傷つけることなく、溶接
性および経済性のよいものとできる。

また、この実施例のアーク溶接装置は、高周波ノイズの
発生がないので、アーク溶接装置に近接して設置される
電子機器に高周波ノイズ障害を与えることがなくなる。

さらに、ラジオやテレビ等の一般民生機器に与える電磁
障害を防止でき、民家に接近した工場でもアーク溶接を
行うことができ、フィルタや電磁シールド等の特別な高
周波ノイズ対策を行う必要がなくなる。

また、この実施例のアーク溶接装置と、パーソナルコン
ピュータやマイクロコンピュータ等を使用した電子制御
機器と組み合わせて溶接の自動化を図ることができる。

〔発明の効果〕

この発明のアーク溶接装置は、直流高電圧発生回路を溶
接電源の出力端に並列に接続した構成としたので、高周
波ノイズの発生をなくすことができ、しかも非消耗電極
の寿命を損なうことがない。

さらに、直流高電圧発生回路１の無負荷電圧を１０００
Ｖ以上にし、短絡電流を１００ｗ八以下へしたので、容
易にアークスタートを行うことができ、さらに母材の表
面を著しく傷つけることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の概略構成を示すブロック図
、第２図は第１図の溶接７４Ｈの一例の具体構成を示す
回路図、第３図は第１図のアーク溶接装置の各部の出力
特性を示す波形図、第４図は従来の高周波スタート手段
を用いたアーク溶接装置の概略構成を示す回路図、第５
図は従来のタッチスタート手段を用いたアーク溶接装置
の概略構成を示すブロック図である。ｌ・・・直流高電圧発生回路、５・・・非消耗電極、７
・・・溶接電源、■。・・・無負荷電圧、■。・・・短
絡電流特許出願人　　松下電器産業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）非消耗電極を用い不活性ガス雰囲気中でアークを
発生させ溶接を行うアーク溶接装置において、溶接電源
の出力端に直流高電圧発生回路を並列に接続したことを
特徴とするアーク溶接装置。
（２）前記直流高電圧発生回路の無負荷電圧が１０００
Ｖ以上、短絡電流が１００ｍＡ以下である特許請求の範
囲第（１）項記載のアーク溶接装置。