JPH0352770A - ホツトワイヤ式アーク溶接装置 - 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〕 この発明は、フイラワイヤに電流を供給して予熱しなが
ら溶接を行うホットワイヤ式アーク溶接装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来のホットワイヤ式アーク溶接装置の構成は第４図に
示す通りである。図において、■はトーチ、２は電極、
３はアーク電流用の電源、４はフイラワイヤ（以下単に
ワイヤという）、５はワイヤを送給するための送給ロー
ラ、６はこの送給ローラを駆動するためのモータ、７は
ワイヤ加熱電流用の電源、８はワイヤに接触し電流を供
給するための給電チップ、９はアーク、１０は溶接ビー
ド、１１は母材である。

従来のホットワイヤ式アーク溶接装置の動作は次の通り
である。

電源３よりアーク電流を供給し、電極２と母材１１との
間にアーク９を発生させる。次にモータ６を駆動し送給
ローラ５を回転して、ワイヤ４を母材１１の方向へ送給
し、同時に電源７．給電チツプ８を介してワイヤ４へ給
電するとワイヤ４が母材１１と短絡した時電流が流れ、
ワイヤ４はそれ自身の抵抗で加熱される。ワイヤ４を連
続的に送給するとワイヤ４は給電チツプ８より母材ｌ１
に達するまでの間加熱され先端のみ溶融する状態となり
、アーク９によって熔融された母材１１上に良好なビー
ドを形成し易くなる。

従来の装置は以上のように構成されており、アーク電流
用電源３はアークの発生を容易にしアークを安定に維持
するよう、無負荷電圧約６０Ｖ、負荷電圧約１５〜３０
Ｖのような特性である。

方、ワイヤ加熱電流用電源７はワイヤが母材から離れた
時アークが発生しワイヤを大きく溶融させないように無
負荷電圧約２５Ｖ、負荷電圧５〜１５Ｖのような特性と
なっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のように従来のホットワイヤ式アーク溶接装置では
、アーク電流用電源とワイヤ加熱電流用電源の特性が異
なるから２個の電源を必要としていた。このため電源を
移動しなければならない場合には２個の電源が対象とな
り、設置や接続作業などで扱い難いという問題があった
。使用上の便宜のために２個の電源を１つのケースに収
納するとしても形状が大きくなるという問題があった。

本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消し、小型で
安価なホットワイヤ式アーク溶接装置を提供することに
ある。

（課題を解決するための手段〕 本発明は、直流電圧を高周波電圧に変換するトランジス
タ等からなるインパータ部と、該高周波電圧を所要の２
次電圧に変換する変圧器と、該２次電圧を直流電圧に再
変換する整流器を有する方式のアーク溶接用の電源で、
変圧器の２次巻線より出力側を２回路に形成し、１個の
インハータ部でアーク電流とワイヤ加熱電流を制御でき
る制御回路を有し、該制御回路の信号によりアーク電流
回路とワイヤ加熱電流回路を切換えることができるよう
に構成したことを特徴とするものである。

（作用〕 アーク電流の特性とワイヤ加熱電流の特性を１個のイン
バータ部で制御する方式は、アーク電流とワイヤ加熱電
流をくリ秒単位の短い時間で切換えて流すことにより、
それぞれの時間でそれぞれの特性に合った制御が可能に
なる。そしてアーク電流とワイヤ加熱電流の大電流回路
の主要部を共通化でき、小型で安価な装置を具体化する
ことができる。

〔発明の実施例〕

第１図に本発明によるホツ１・ワイヤ式アーク溶接装置
の電源構成の一例を示す。図中の１２は商用周波数の交
流電圧を直流電圧に変換する整流器、１３は直流電圧を
高周波電圧に変換するインバータ部、１４は高周波電圧
を所要の２次電圧に変換する変圧器、１５．１６は高周
波２次電圧を直流に再変換する整流器、１７．１８は直
流出力を切換えるトランジスタ等のスイッチング素子、
１９はインバータ部１３の制御回路、２０はスイッチン
グ素子１７．１８の制御回路である。

第２図は第１図の装置によるインバータ部の電流レベル
、アーク電流、ワイヤ加熱電流、スイッチング素子の開
閉タイξングを示す。

インバータ部１３では通常２０ＫＨｚ程度の高周波電圧
に変換しており、この出力を例えば１周期１　０ｍｓ　
　（１　０　０Ｈｚ）としてアーク電流を流す時間ＴＡ
７ＩＩｌｓとワイヤ加熱電流を流す時間Ｔｏ３ｍｓに分
け、それぞれの回路の特性に合うように制御回路１９で
制徊する。同時に制御回路１９よりア−ク電流とワイヤ
加熱電流のタイミング信号を制御回路２０へ送り、制御
回路２０はそれぞれのタイミング信号に応じてスイッチ
ング素子ｌ７，１８を交互に導通させる。

第２図の時間ＴＡについて考えると、制御回路１９より
制御回路２０ヘアーク電流のタイごング信号が送られス
イッチング素子ｌ７が導通し、スイッチング素子１８は
開放状態になる。インバータ部１３は溶接開始と同時に
動作しており、変圧器１４、整流器１５、スイッチング
素子１７を通り、電極２、アーク９、母材１１へ電流を
流す。

この時スイッチング素子ｌ８は開放状態で、電流はアー
ク電流の回路のみを流れる。

一方、時間ＴＨでは、制御回路１９より制御回路２０ヘ
ワイヤ加熱電流のタイミング信号が送られスイッチング
素子１８が導通し、スイッチング素子１７は開放状態に
なる。制御回路ｌ９の指令によりインバータ部１３は変
圧器１４、整流器１６、スイッチング素子１８を通り、
給電チツプ８、ワイヤ４、母材１ｌへワイヤ加熱電流に
適した特性の電流を流す。この時スイッチング素子１７
は開放状態で、電流はワイヤ加熱電流の回路のみを流れ
る。

アーク電流の無負荷電圧約６０Ｖ、負荷電圧Ｉ５〜３０
Ｖという特性に対し、ワイヤ加熱電流は無負荷電圧約２
５Ｖ，負荷電圧５〜１５Ｖという低い電圧の特性であり
、変圧器１４のワイヤ加熱電流用の２次巻数はアーク電
流用の２次巻数の１／２以下にできる。通常ワイヤ加熱
電流はアーク電流の４０〜６０％という電流であるが、
アーク電流と同等の電流を流す極端な場合を考えても、
ワイヤ加熱電流のＴ，１の時間のインバータ部ｌ３の電
流はアーク電流のＴＡの時間のその電流より変圧器１４
の巻数比の差の分小さくてすみ、インバータ部１３はア
ーク電流を流す容量以上を考慮する必要はない。

このようにインバータ式アーク溶接機の制御回路にワイ
ヤ加熱電流の制御と変圧器２次側にワイヤ加熱電流回路
を加えることでホットワイヤ式アーク溶接装置を構成で
きるようになる。

さらに、本実施例によればワイヤ加熱電流により発生す
る磁界とアークが干渉し、アークが偏向するいわゆる時
期吹き現象を抑制できるホットワイヤＴＩＧ溶接も可能
となる。

本発明の他の実施例を第３図に示す。本実施例は変圧器
Ｉ４の２次巻線をアーク電流用とワイヤ加熱電流用に独
立して巻き、アーク電流回路とワイヤ加熱電流回路を別
個に形成したものであるが、インバータ部ｌ３は１個で
あり、作用，効果は前記実施例と同等である。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、アーク電流とワイヤ加
熱電流の特性を制御するインバータ部を１個で構成し、
アーク電流とワイヤ加熱電流をスイッチング素子で切換
える制御方式を組み合わせることで、インバータ式アー
ク溶接機をもとにホットワイヤ式アーク溶接装置を小型
で安価に構戒することができるので実用上の効果が大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のホットワイヤ式アーク溶接装置の一実
施例を示す回路図、第２図は第１図の実施例の動作時間
関係を示すタイミングチャート、第３図は本発明の他の
実施例を示す回路図、第４図は従来のホットワイヤ式ア
ーク溶接装置の原理図である。 ｌ２・・・整流器、１３・・・インバータ、１４・・・
変圧器、１５．１６・・・整流器、１７．１８・・・ス
イッチング素子、１９．２０・・・制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ部と、該高
   周波電圧を変圧する変圧器と、該変圧器の２次電圧を直
   流電圧に再変換する整流器を有するアーク溶接用の電源
   で、変圧器の２次出力側を２回路形成し、１個のインバ
   ータ部と該インバータ部の制御回路の信号でアーク電流
   とワイヤ加熱電流を切り換えることができるように構成
   したことを特徴とするホットワイヤ式アーク溶接装置。