JPH0386379A - プラズマ溶接、切断装置 - 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〕 本発明はプラズマ溶接、切断装置に係り、特に主アーク
（プラズマアーク）への移行を安定に行うためのパイロ
ットアークの制御に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、プラズマ溶接、切断装置におけるパイロットアー
クの制御については、（１）主アーク起動時のみパイロ
ットアークを発生させ、主アークへの移行後はパイロッ
トアーク電流を切る方式と、（２）主アークへの移行後
もパイロットアーク電流を流し続ける方式とがある。

（２）の方式は、何らかの原因により一たん発生した主
アークが切れかかった場合でもパイロ・ントアークの補
助により主アークを維持しアーク切れを防止できるため
、アーク長が大きく変動する場合や小電流でプラズマ溶
接、切断を行う場合に有効であるが、従来、この方式を
用いたプラズマ溶接、切断装置では、主アーク起動時お
よび主アークへの移行後のパイロットアーク電流値を、
パイロットアーク電流調整抵抗により設定される一定の
値としていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、主アークへの移行後も一定の大きさ
のパイロットアーク電流を流し続けるため、パイロット
アーク電流調整抵抗の発熱や電力損失の面から、（１）
の方式に比べ流し得るパイロットアーク電流値が低く抑
えられてしまう、このため、主アーク起動時にプラズマ
トーチのノズル先端から放出されるパイロットアークの
アーク力が主アークへの移行を安定に行うのに十分でな
く、プラズマトーチを母材にかなり近付けないと主アー
クへの移行ができないという問題があり、特に自動機と
して使用する場合、致命的問題となるアークスタート不
良が生じやすかった。

本発明の目的は、アーク切れ防止のためにパイロットア
ークを定常的に発生させておき、主アーク起動時には安
定に主アークに移行させることができるプラズマ溶接、
切断装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明は、電極−母材間に主
アーク電流を流す主アーク用回路と、電＼〆 極ノズル間にパイロットアーク電流を流すパイロットア
ーク用回路を有し、主アークへの移行後もパイロットア
ーク電流を流し続けるようにしたプラズマ溶接、切断装
置において、パイロットアーク用回路に接続されたパイ
ロットアーク電流調整抵抗と、主アーク用回路に接続さ
れた主アーク電流検出器と、主アーク起動を指令する信
号に応答してパイロットアーク電流を一時的に定常値よ
り増加させ、前記主アーク電流検出器からの検出信号に
応答してパイロットアーク電流を定常値にもどすように
パイロットアーク電流調整抵抗の抵抗値を切り換える制
御手段とを備えたことを特徴とする。

〔作用〕

上記ｍ＊により、主アーク起動時には、主アークへの移
行を安定に行うのに十分な大きさのパイロットアーク電
流を流してパイロットアークのアーク力を強め、主アー
クへの移行後は、主アークの維持に必要な定常値までパ
イロットアーク電流値を下げて、パイロットアーク電流
調整抵抗の発熱や電力損失を小さく抑えることができる
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

第１図は本発明によるプラズマ溶接装置の回路図で、（
ａ）は主回路、（ｂ）は制御回路を示す。第２図は制御
動作の説明図である。

第１図において、９はプラズマトーチで、電極１０、ノ
ズル１１．シールドキャップ１２からなり、電極−ノズ
ル間１３よりプラズマガスを、またノズルシールドキャ
ップ間１４よりシールドガスをそれぞれ放出する。１５
は母材である。１は主アーク用直流電源、２はパイロッ
トアーク用直流電源で、電源１は主アーク用回路３を通
じて電極−母材間に電圧を印加し、また電源２はパイロ
ットアーク用回路４を通じて電極−ノズル間に電圧を印
加し、それぞれ主アーク電流１．４、パイロットアーク
電流Ｉ、を供給する。５は高周波電源で、カップリング
コイル６を介して主アーク用回路３とパイロットアーク
用回路４に結合されている。７はパイロットアーク用回
路４に接続されたパイロットアーク電流調整抵抗、８は
主アーク用回路３に接続されたシャント抵抗などの主ア
ーク電流検出器である。このほか制御要素として、パイ
ロットアーク電流検出用リレーＹ３、主アーク電流検出
用リレーＹ冨、パイロットアーク起動用リレーＸｌｓ主
アーク起動用リレーＸＮ、パイロットアーク起動スイッ
チＳＷ＋、主アーク起動スイッチＳＷｚ、プラズマガス
電磁弁ＭＶなどが設けられている。

リレーＸ１の常開接点Ｘ、はパイロットアーク用直流電
源２に、リレーＸ８の常開接点Ｘ。の一つは主アーク用
直流電源１に、またリレーＹＩの常閉接点Ｙｌｂは高周
波電源５にそれぞれ接続され、電源の起動、停止を行う
、また、リレーＸｚの常開接点ｘｔｍの他の一つとリレ
ーＹｔの常閉接点Ｙｚｂはパイロットアーク電流調整抵
抗７の一端Ａと中間端子Ｂの間に直列に接続され、主ア
ーク起動を指令する信号と主アーク電流検出信号に応答
して抵抗７の抵抗値を切り換える制御手段１６を構成し
ている。

プラズマ溶接は概路次のような順序で行う。

まずプラズマトーチ９にプラズマガスを供給し、高周波
電源５とパイロットアーク用直流電源２により電極１０
とノズル１１の間にパイロットアークを発生させる。つ
いで、主アーク用直流電源１により電極ｌＯと母材１５
の間に電圧を印加し、プラズマトーチ９を母材１５に近
付けて主アークに移行させ、溶接を開始する。プラズマ
溶接では、アーク長が変動したときや小電流溶接時のア
ーク切れを防止するため、主アークへの移行後もパイロ
ットアークを発生させておくのが普通である。

本発明によるプラズマ溶接装置の制御動作を第１図およ
び第２図により説明すると、次のようである。すなわち
、パイロットアーク起動スイッチＳＷｌの操作により、
プラズマガス電磁弁ＭＶ。

高周波電源５、パイロットアーク起動用リレーＸ。

がそれぞれ動作し、プラズマガスの供給と高周波電ｉ１
！５、パイロットアーク用直流電源２からの電圧印加に
より電極１０とノズル１１の間にパイロットアークを発
生させる。パイロットアークが発生すると、パイロット
アーク電流検出用リレーＹ、が動作し、常閉接点ＹＩ６
が開いて高周波電源５の動作を停止させる。この時のパ
イロットアーク電流値は、パイロットアーク電流調整抵
抗７の全抵抗値により設定された定常値■、Ｉ（例えば
５Ａ）である。ついで、主アーク起動を指令する主アー
ク起動スイッチＳＷ！の操作により、主アーク起動用リ
レーＸ２が動作し、主アーク用直流電源１より電極１０
と母材１５の間に電圧が印加される。同時に、リレーＸ
ｓの常開接点ＸＺａが閉じることによって、パイロット
アーク電流調整抵抗７は抵抗値が小さくなるように切り
換えられるため、パイロットアーク電流値は一時的に定
常値より高い値■□（例えば１０Ａ）となる。その後、
主アークへの移行に伴い主アーク電流検出器８からの出
力によって主アーク電流検出用リレーＹ！が動作すると
、常閉接点Ｙｔｂが開くことにより、パイロットアーク
電流調整抵抗７は再び抵抗値が大きくなるように切り換
えられ、−時増加したパイロットアーク電流値は元の定
常値■１にもどる。

このようにすると、主アーク起動時にパイロットアーク
電流値が一時的に増加するため、ノズル先端より放出さ
れるパイロットアークのアーク力が定常時より強くなる
ので、プラズマトーチを母材に極端に近付けなくても主
アークへの移行が安定に行われる。したがって、主アー
クのアークスタート不良がなくなり、溶接作業がやりや
すく、自動化にも適している。

主アークへの移行後は、何らかの原因で主アークが切れ
かかった時でも電極−母材間には高温のプラズマが存在
しているため、起動時より低いパイロットアーク電流値
で主アークを維持することができる。

上記実施例ではプラズマ溶接装置について述べたが、本
発明はプラズマ切断装置にも同様に適用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、アーク切れ防止のためにパイロットア
ークを定常的に発生させておくプラズマ溶接、切断装置
において、従来のようにプラズマトーチを母材に極端に
近付けなくても主アークへの移行が安定に行われるため
、溶接、切断作業がやりやすくなり、特に自動機として
使用する場合に問題となるアークスタート不良をなくす
ことが′できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図はその
制御動作説明図である。 ３・・・主アーク用回路、４・・・パイロットアーク用
回路、７・・・パイロットアーク電流調整抵抗、８・・
・主アーク電流検出器、９・・・プラズマトーチ、１０
・・・電極、１１・・・ノズル、１５・・・母材、１６
・・・抵抗値切換用制御手段、ＳＷ、・・・パイロット
アーク起動スイッチ、ＳＷｚ・・・主アーク起動スイッ
チ、Ｘｌ・・・ノくイロットアーク起動用リレー、Ｘ！
・・・主アーク起動用リレー、Ｙｌ・・・パイロットア
ーク電流検出用リレー、Ｙ！・・・主アーク電流検出用
リレー−〜０寸０ト■０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電極−母材間に主アーク電流を流す主アーク用回路
   と、電極−ノズル間にパイロットアーク電流を流すパイ
   ロットアーク用回路を有し、主アークへの移行後もパイ
   ロットアーク電流を流し続けるようにしたプラズマ溶接
   、切断装置において、パイロットアーク用回路に接続さ
   れたパイロットアーク電流調整抵抗と、主アーク用回路
   に接続された主アーク電流検出器と、主アーク起動を指
   令する信号に応答してパイロットアーク電流を一時的に
   定常値より増加させ、前記主アーク電流検出器からの検
   出信号に応答してパイロットアーク電流を定常値にもど
   すように前記パイロットアーク電流調整抵抗の抵抗値を
   切り換える制御手段とを備えたことを特徴とするプラズ
   マ溶接、切断装置。