JPH0372384B2 - - Google Patents
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- JPH0372384B2 JPH0372384B2 JP62289446A JP28944687A JPH0372384B2 JP H0372384 B2 JPH0372384 B2 JP H0372384B2 JP 62289446 A JP62289446 A JP 62289446A JP 28944687 A JP28944687 A JP 28944687A JP H0372384 B2 JPH0372384 B2 JP H0372384B2
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- arc
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- circuit
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- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
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- Arc Welding Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、逆極性アーク溶接状態と正極性ア
ーク溶接状態とを交互に繰り返す消耗電極式交流
アーク溶接用電源の出力制御方法に関する。
ーク溶接状態とを交互に繰り返す消耗電極式交流
アーク溶接用電源の出力制御方法に関する。
この種のアーク溶接方法として、従来、特開昭
58−38664号公報に開示されたものがある。ここ
に開示されているものでは、短絡検出器を設け
て、短絡回数が所定回数に達すると、極性の反転
を行う極性切換え方法を採つており、極性切換え
の機会は短絡期間中に制約され、消耗電極(以
下、ワイヤという)の溶融量や母材への入熱量に
大きな影響を与えるアーク期間中は無制御状態に
ある。
58−38664号公報に開示されたものがある。ここ
に開示されているものでは、短絡検出器を設け
て、短絡回数が所定回数に達すると、極性の反転
を行う極性切換え方法を採つており、極性切換え
の機会は短絡期間中に制約され、消耗電極(以
下、ワイヤという)の溶融量や母材への入熱量に
大きな影響を与えるアーク期間中は無制御状態に
ある。
このため、アーク期間と短絡期間とが実際の溶
接では溶融池の揺動やワイヤ突出長の変化等によ
つてバラツキ、、実際の極性比率(=正極性期
間/逆極性期間+正極性期間)が設定比率から大
きくはずれることになる。
接では溶融池の揺動やワイヤ突出長の変化等によ
つてバラツキ、、実際の極性比率(=正極性期
間/逆極性期間+正極性期間)が設定比率から大
きくはずれることになる。
実際の極性比率が設定比率に対して小さくなる
と、逆極性分が増加して入熱量が増え、溶落ちや
表ビードのアンダーカツトが生じ、逆に実際に極
性比率が大きくなると、正極性分が増加してワイ
ヤ溶融量が増え、入熱量が減少し、溶け込み不良
や表ビードが凸になり過ぎ、オーバラツプが発生
する。また、極性比率の設定値は設定短絡回数の
整数比となり、その中間の比率がとれないためき
めの細かい制御を行うことが難しいという問題が
あつた。
と、逆極性分が増加して入熱量が増え、溶落ちや
表ビードのアンダーカツトが生じ、逆に実際に極
性比率が大きくなると、正極性分が増加してワイ
ヤ溶融量が増え、入熱量が減少し、溶け込み不良
や表ビードが凸になり過ぎ、オーバラツプが発生
する。また、極性比率の設定値は設定短絡回数の
整数比となり、その中間の比率がとれないためき
めの細かい制御を行うことが難しいという問題が
あつた。
また、極性切換えを通電時間に基づいて行う方
法もあるが、この方法では、短絡とアークを繰り
返す中電流領域においては、短絡期間が通電時間
に算入されるため、短絡期間が変動すると、母材
溶け込み量が変動する。
法もあるが、この方法では、短絡とアークを繰り
返す中電流領域においては、短絡期間が通電時間
に算入されるため、短絡期間が変動すると、母材
溶け込み量が変動する。
この発明は上記した問題点を解消するためにな
されたもので、低電流域から高電流域まで所望通
りの極性比率を安定して得ることができる消耗電
極式交流アーク溶接用電源の出力制御方法を提供
することを目的とする。
されたもので、低電流域から高電流域まで所望通
りの極性比率を安定して得ることができる消耗電
極式交流アーク溶接用電源の出力制御方法を提供
することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は上記目的を達成するため、正極性時
および逆極性時のアーク時間をそれぞれ検出し、
このアーク時間が設定時間に達した時に、極性切
換えを行う構成としたものである。
および逆極性時のアーク時間をそれぞれ検出し、
このアーク時間が設定時間に達した時に、極性切
換えを行う構成としたものである。
この発明では、正極性時と逆極性時のアークエ
ネルギー供給時間比に基づいて極性切換えが行わ
れるので、極性比率が安定し、該極性比率をきめ
細かく調節することができる。
ネルギー供給時間比に基づいて極性切換えが行わ
れるので、極性比率が安定し、該極性比率をきめ
細かく調節することができる。
以下、この発明の一実施例を図面を参照して説
明する。
明する。
第1図において、1は直流電源、2は単相イン
バータ主回路であつて、トランジスタQr1〜Qr4を
ブリツジ接続して構成されている。3はワイヤ、
4は母材である。
バータ主回路であつて、トランジスタQr1〜Qr4を
ブリツジ接続して構成されている。3はワイヤ、
4は母材である。
第2図はインバータ主回路2の制御回路を示し
たもので、5は電圧検出器であつて、ワイヤ3と
母材4との間の溶接電圧Vaを検出する。6は絶
対値回路、7は短絡判定回路である。8は極性比
率設定回路、9はアーク時間設定回路である。ア
ーク時間設定回路9は極性比率設定回路8が送出
する極性比率設定値PTを取り込んで、逆極性時
のアーク時間TRPと正極性時のアーク時間TSPを、
PT=TSP/(TSP+TRP)に基づき演算して設定し
ている。10は極性切換制御回路であつて、時間
積算を行つて、短絡判定回路7の出力がHレベル
の間(アーク期間)は計時動作を行い、出力がL
レベルの間(短絡期間)は計時動作を中断する。
極性切換制御回路10は計数値Tがアーク時間設
定値TRPになると、その出力がHレベルからLレ
ベルに変化してアーク時間設定回路9からアーク
時間設定値TSPを取り込み、また、計数値Tがア
ーク時間設定値TSPと等しくなると、この出力が
LレベルからHレベルに変化して、アーク時間設
定値TRPを取り込む。11はトランジスタ駆動回
路であつて、極性切換制御回路10の出力がHレ
ベルの時(逆極性時)は、トランジスタQr1,Qr4
をオン、トランジスタQr2,Qr3をオフさせ、出力
がLレベルの時(正極性時)は、トランジスタ
Qr1,Qr4をオフ、トランジスタQr2,Qr3をオンさ
せるベース信号をインバータ主回路2に送出す
る。なお、直流電源1には、アーク発生中での極
性切換え時における再点弧を保障する機能(高電
圧を瞬時に印加する)を具備させてある。
たもので、5は電圧検出器であつて、ワイヤ3と
母材4との間の溶接電圧Vaを検出する。6は絶
対値回路、7は短絡判定回路である。8は極性比
率設定回路、9はアーク時間設定回路である。ア
ーク時間設定回路9は極性比率設定回路8が送出
する極性比率設定値PTを取り込んで、逆極性時
のアーク時間TRPと正極性時のアーク時間TSPを、
PT=TSP/(TSP+TRP)に基づき演算して設定し
ている。10は極性切換制御回路であつて、時間
積算を行つて、短絡判定回路7の出力がHレベル
の間(アーク期間)は計時動作を行い、出力がL
レベルの間(短絡期間)は計時動作を中断する。
極性切換制御回路10は計数値Tがアーク時間設
定値TRPになると、その出力がHレベルからLレ
ベルに変化してアーク時間設定回路9からアーク
時間設定値TSPを取り込み、また、計数値Tがア
ーク時間設定値TSPと等しくなると、この出力が
LレベルからHレベルに変化して、アーク時間設
定値TRPを取り込む。11はトランジスタ駆動回
路であつて、極性切換制御回路10の出力がHレ
ベルの時(逆極性時)は、トランジスタQr1,Qr4
をオン、トランジスタQr2,Qr3をオフさせ、出力
がLレベルの時(正極性時)は、トランジスタ
Qr1,Qr4をオフ、トランジスタQr2,Qr3をオンさ
せるベース信号をインバータ主回路2に送出す
る。なお、直流電源1には、アーク発生中での極
性切換え時における再点弧を保障する機能(高電
圧を瞬時に印加する)を具備させてある。
次に、この装置の動作を第3図の波形タイムチ
ヤートを参照して説明する。
ヤートを参照して説明する。
今、第3図の時刻t0で極性切換制御回路10の
出力がLレベルにあり、トランジスタQr1,Qr4が
オン、トランジスタQr2,Qr3がオフして、逆極性
溶接状態にあるとする。この時、極性切換制御回
路10はアーク時間設定回路9から逆極性時のア
ーク時間設定値TRPを取り込んで、計時動作を行
つており、その計数値Tをアーク時間設定値TRP
と比較している。時刻t1で、ワイヤ3と母材4が
接触すると、短絡判定回路7の出力がLレベルに
変化するので、極性切換制御回路10は計時動作
を停止して、計数値T1を保持し、時刻t2になつ
て、再びアークが発生すると計時動作を開始す
る。極性切換制御回路10の計数値T=T1+T2
が、時刻t3になつた時に、T=TRPになつたとす
ると、極性切換制御回路10の出力はLレベルに
なるので、トランジスタQr1,Qr4がオフ、トラン
ジスタQr2,Qr3がオンして、正極性溶接状態に切
換わる。これにより極性切換制御回路10はリセ
ツトされると同時にアーク時間設定値TSPを取り
込んで、計時動作を再開し、時刻t4で、ワイヤ3
と母材4が再び接触すると、短絡判定回路7の出
力が0レベルに変化するので、極性切換制御回路
10は計時動作を停止して、計数値T3を保持し、
時刻t5になつて、再びアークが発生すると、計時
動作を開始する。極性切換制御回路10の計数値
T=T3+T4が、時刻t6になつた時に、T=TSPに
なつたとすると、極性切換制御回路10の出力は
Hレベルになるので、トランジスタQr1,Qr4がオ
ン、トランジスタQr2,Qr3がオフして、逆極性溶
接状態に切換わる。以後、この動作が繰り返され
る。
出力がLレベルにあり、トランジスタQr1,Qr4が
オン、トランジスタQr2,Qr3がオフして、逆極性
溶接状態にあるとする。この時、極性切換制御回
路10はアーク時間設定回路9から逆極性時のア
ーク時間設定値TRPを取り込んで、計時動作を行
つており、その計数値Tをアーク時間設定値TRP
と比較している。時刻t1で、ワイヤ3と母材4が
接触すると、短絡判定回路7の出力がLレベルに
変化するので、極性切換制御回路10は計時動作
を停止して、計数値T1を保持し、時刻t2になつ
て、再びアークが発生すると計時動作を開始す
る。極性切換制御回路10の計数値T=T1+T2
が、時刻t3になつた時に、T=TRPになつたとす
ると、極性切換制御回路10の出力はLレベルに
なるので、トランジスタQr1,Qr4がオフ、トラン
ジスタQr2,Qr3がオンして、正極性溶接状態に切
換わる。これにより極性切換制御回路10はリセ
ツトされると同時にアーク時間設定値TSPを取り
込んで、計時動作を再開し、時刻t4で、ワイヤ3
と母材4が再び接触すると、短絡判定回路7の出
力が0レベルに変化するので、極性切換制御回路
10は計時動作を停止して、計数値T3を保持し、
時刻t5になつて、再びアークが発生すると、計時
動作を開始する。極性切換制御回路10の計数値
T=T3+T4が、時刻t6になつた時に、T=TSPに
なつたとすると、極性切換制御回路10の出力は
Hレベルになるので、トランジスタQr1,Qr4がオ
ン、トランジスタQr2,Qr3がオフして、逆極性溶
接状態に切換わる。以後、この動作が繰り返され
る。
第4図aは、逆極性アーク時間設定値TRPと正
極性アーク時間設定値TSPとを比較的小さく設定
した場合の溶接電圧Vaと溶接電流量Iaの波形図
であり、実際のアーク時間Tがアーク時間設定値
TRPに達しないまま短絡移行に移つても(期間
TS1)、極性切換えは行われず、アークが再発生
してからの実アーク時間TRP4と短絡移行前の実ア
ーク時間TRP3との和がアーク時間設定値TRPに等
しくなつた時に始めて、極性切換えが行われてい
る。これは正極性の場合も同様で、期間TS2にお
けるように、短絡移行前の実際のアーク時間TSP4
がアーク時間設定値TSPに達していないのに短絡
移行しても、極性は切換わらず、アークが再発生
してからの実アーク時間TSP5と短絡移行前の実ア
ーク時間TSP4との和がアーク時間設定値TSPに等
しくなつた時に極性切換えが行われている。な
お、TRP1,TRP2,TRP3……、TSP1,TSP2,TSP3…
…は実アーク時間を示し、TS1,TS2,TS3、……
は短絡時間を示している。
極性アーク時間設定値TSPとを比較的小さく設定
した場合の溶接電圧Vaと溶接電流量Iaの波形図
であり、実際のアーク時間Tがアーク時間設定値
TRPに達しないまま短絡移行に移つても(期間
TS1)、極性切換えは行われず、アークが再発生
してからの実アーク時間TRP4と短絡移行前の実ア
ーク時間TRP3との和がアーク時間設定値TRPに等
しくなつた時に始めて、極性切換えが行われてい
る。これは正極性の場合も同様で、期間TS2にお
けるように、短絡移行前の実際のアーク時間TSP4
がアーク時間設定値TSPに達していないのに短絡
移行しても、極性は切換わらず、アークが再発生
してからの実アーク時間TSP5と短絡移行前の実ア
ーク時間TSP4との和がアーク時間設定値TSPに等
しくなつた時に極性切換えが行われている。な
お、TRP1,TRP2,TRP3……、TSP1,TSP2,TSP3…
…は実アーク時間を示し、TS1,TS2,TS3、……
は短絡時間を示している。
第4図bは正極性アーク時間設定値TSPと逆極
性アーク時間設定値TRPを比較的大きく設定した
場合の溶接電圧Vaおよび溶接電流Iaの波形図で
あつて、逆極性溶接時には、実アーク時間T=
TRP1+TRP2+TRP3が、T=TRPになると正極性に
切換え、正極性溶接時は、実アーク時間T=TSP1
+TSP2が、T=TSPになると逆極性に切換つてい
る。
性アーク時間設定値TRPを比較的大きく設定した
場合の溶接電圧Vaおよび溶接電流Iaの波形図で
あつて、逆極性溶接時には、実アーク時間T=
TRP1+TRP2+TRP3が、T=TRPになると正極性に
切換え、正極性溶接時は、実アーク時間T=TSP1
+TSP2が、T=TSPになると逆極性に切換つてい
る。
なお、正極性と逆極性のアーク時間設定値は、
ビード外観や溶け込み量の均一性確保の点から短
い方が望ましく、TSP+TRP100msとすることが
好ましい。
ビード外観や溶け込み量の均一性確保の点から短
い方が望ましく、TSP+TRP100msとすることが
好ましい。
このように、本実施例では、母材の溶融に直接
寄与するアークエネルギーに着目し、アークエネ
ルギー供給時間が設定値に達した時に極性切換え
を行うので、溶融池の揺動、溶接速度の変動、ワ
イヤ突出長の変動等による短絡期間、アーク期間
の変動があつても、極性比率は安定し、設定比率
から大きくずれることはない。
寄与するアークエネルギーに着目し、アークエネ
ルギー供給時間が設定値に達した時に極性切換え
を行うので、溶融池の揺動、溶接速度の変動、ワ
イヤ突出長の変動等による短絡期間、アーク期間
の変動があつても、極性比率は安定し、設定比率
から大きくずれることはない。
また、極性比率は無段階に設定することができ
るので、母材溶け込み量やワイヤ溶融量を任意
に、継手形状やギヤツプに最適な値を選択するこ
とができる。
るので、母材溶け込み量やワイヤ溶融量を任意
に、継手形状やギヤツプに最適な値を選択するこ
とができる。
また、上記のように極性比率は無段階に選択す
ることができるので、短絡移行が不規則で短絡回
数が少ない中電流域でも、極性切換え周期を短か
くしてきめ細かい極性切換えが可能になり、高速
度溶接においても均一ビードを得ることができ
る。
ることができるので、短絡移行が不規則で短絡回
数が少ない中電流域でも、極性切換え周期を短か
くしてきめ細かい極性切換えが可能になり、高速
度溶接においても均一ビードを得ることができ
る。
この発明は以上説明した通り、短絡回数比ある
いは単なる通電時間比に基づいて極性切換えを行
うのではなく、正極性時と逆極性時のアークエネ
ルギー供給時間比に基づいて極性切換えを行うの
で、極性比率を安定させることができる上、該極
性比率をきめ細かく調節することができるので、
入熱の変動を防止するだけでなく、入熱を精密に
制御することができ、従来に比して、溶接品質を
大幅に向上することができる。
いは単なる通電時間比に基づいて極性切換えを行
うのではなく、正極性時と逆極性時のアークエネ
ルギー供給時間比に基づいて極性切換えを行うの
で、極性比率を安定させることができる上、該極
性比率をきめ細かく調節することができるので、
入熱の変動を防止するだけでなく、入熱を精密に
制御することができ、従来に比して、溶接品質を
大幅に向上することができる。
第1図はこの発明を実施した溶接電源装置の主
回路を示す回路図、第2図は上記主回路の制御装
置を示すブロツク図、第3図は上記実施例の動作
を説明するための波形タイムチヤート、第4図a
とbは上記実施例による溶接電圧波形と溶接電流
波形を示す図である。 2……インバータ主回路、7……短絡判定回
路、8……極性比率設定回路、9……アーク時間
設定回路、10……極性切換制御回路、11……
トランジスタ駆動回路。
回路を示す回路図、第2図は上記主回路の制御装
置を示すブロツク図、第3図は上記実施例の動作
を説明するための波形タイムチヤート、第4図a
とbは上記実施例による溶接電圧波形と溶接電流
波形を示す図である。 2……インバータ主回路、7……短絡判定回
路、8……極性比率設定回路、9……アーク時間
設定回路、10……極性切換制御回路、11……
トランジスタ駆動回路。
Claims (1)
- 1 消耗電極と母材間に逆極性の電圧と正極性の
電圧を交互に繰り返し印加する消耗電極式交流ア
ーク溶接において、逆極性時および正極性時の短
絡時間を除外したアーク時間をそれぞれ検出し、
このアーク時間が設定値に達した時に極性切換え
を行なうことを特徴とする消耗電極式交流アーク
溶接用電源の出力制御方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28944687A JPH01133679A (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | 消耗電極式交流アーク溶接用電源の出力制御方法 |
US07/192,622 US4877941A (en) | 1987-05-12 | 1988-05-11 | Power supply system for consumable electrode arc welding and method of controlling the same |
KR1019880005472A KR910004997B1 (ko) | 1987-05-12 | 1988-05-11 | 소모전극식 아크용접용 전원시스템 |
DE3816238A DE3816238A1 (de) | 1987-05-12 | 1988-05-11 | Stromversorgungssystem zur abschmelzelektroden-lichtbogenschweissung und verfahren zum steuern desselben |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28944687A JPH01133679A (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | 消耗電極式交流アーク溶接用電源の出力制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01133679A JPH01133679A (ja) | 1989-05-25 |
JPH0372384B2 true JPH0372384B2 (ja) | 1991-11-18 |
Family
ID=17743368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28944687A Granted JPH01133679A (ja) | 1987-05-12 | 1987-11-18 | 消耗電極式交流アーク溶接用電源の出力制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01133679A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100700994B1 (ko) | 2002-03-06 | 2007-04-02 | 링컨 글로발, 인크. | 전기 아크 용접기 및 그 작동 방법 |
JP4916759B2 (ja) * | 2006-04-20 | 2012-04-18 | 株式会社ダイヘン | 消耗電極交流パルスアーク溶接の極性切換制御方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4842951A (ja) * | 1971-10-06 | 1973-06-21 | ||
JPS5870973A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-04-27 | Mitsubishi Electric Corp | 消耗電極式ア−ク溶接機 |
-
1987
- 1987-11-18 JP JP28944687A patent/JPH01133679A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4842951A (ja) * | 1971-10-06 | 1973-06-21 | ||
JPS5870973A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-04-27 | Mitsubishi Electric Corp | 消耗電極式ア−ク溶接機 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01133679A (ja) | 1989-05-25 |
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