JPH0539832Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はTIG溶接のアーク長制御に係り、常時
アーク長を一定に保つことにより良好な溶接部が
得られるTIG溶接機に関する。

〔従来の技術〕

タングステン電極と母材の間にアークを発生さ
せ溶融池を作り、フイラワイヤを送給しながら溶
接するTIG溶接においては、アーク長を一定に保
ちながら溶接するためにAVC（Arc Voltage
Control）という制御が使用されることが多い。

VACとは、TIG溶接におけるアーク電圧がア
ーク長に依存するという物理的性質を利用し、溶
接中に検出したアーク電圧とあらかじめ設定した
設定電圧とを比較し、両電圧が一致するように溶
接トーチを上下させアーク長を一定に保つ制御で
ある。

ところで、TIG溶接ではビード外観をより良好
にするために、あるいは全姿勢溶接などで溶融池
の垂れ落ちを防止するために、電流に0.2〜10Hz
の周期で高低差をつけたパルス電流が用いられる
ことが多い。この場合に通常のAVCでは、同じ
アーク長でも電流により電圧が異なるので、電流
のパルスに同期してトーチが上下することにな
る。

そこで、上記したAVCの欠点を解決する方法
として、アーク電圧の測定（検出）をパルス電流
のピーク期間のみ、あるいはベース期間のみ行な
い、この電圧が一定になるようトーチを上下させ
るアーク長の自動制御方法が提案されている。
（特公昭54−30977号） しかし、溶接中にアーク長が頻繁に変わるよう
な場合、例えばトーチを左右に振りながら（ウイ
ービングしながら）肉盛溶接を行なう時には、第
３図に示すようにトーチが先行ビート側にいつた
ときと逆側にいつた時にはアーク長がかなり異な
るためパルス電流のピークあるいはベース期間の
片方のみの電圧でトーチの上下制御を行なつてい
たのでは、電極が溶接池と接触したりして良好な
溶接の続行が困難になる。なお、図中の３１は母
材、３２はトーチである。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記従来技術のアーク長制御方法では、パルス
電流のピーク期間、ベース期間の片方のみのアー
ク電圧を検出することによりアーク電流の差によ
る電圧差が生じるのを防止し、アーク長が一定に
なるように制御している。そのため、ウイービン
グしながら溶接する時のようにアーク長が頻繁に
変わる時には、アーク電圧の検出を行なつていな
い期間に電極が溶融池に接触することがあるた
め、良好な溶接の続行が困難になるという問題点
があつた。

本考案の目的は、パルス電流を用いた時に、ピ
ーク期間、ベース期間に関係なく常時アーク電圧
を検出し、アーク長を一定に保つ制御が行なえる
TIG溶接機を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本考案は、パルス電
流のピーク期間とベース期間を判別する回路、溶
接開始直後か溶接中かを判別する回路、ピーク期
間及びベース期間の電圧をそれぞれ記憶するメモ
リ、ピーク期間及びベース期間のそれぞれの電圧
を比較する比較回路を、アーク長制御器に設け
る。

そして溶接を開始して溶融池ができた後、ワイ
ヤが送給されはじめた時点で、すなわち溶接が定
常状態になつた時点で、ピーク期間及びベース期
間のそれぞれのアーク電圧を測定し、それぞれを
E_p，E_bとして記憶する。

その後は、ピーク期間に検出した電圧はE_pと、
ベース期間に検出した電圧はE_bと比較しながら、
それらが一致するようにトーチの上下制御を行な
うことを特徴とするものである。

〔作用〕

溶接開始時に測定したE_p，E_bはそれぞれパル
ス電流のピーク期間、ベース期間における現在の
アーク長でのアーク電圧に対応している。従つ
て、その後検出した電圧Ｅは、ピーク期間には
E_pと、ベース期間にはE_bと比較してその差が０
になるようにトーチを上下させれば、ピーク期間
もベース期間も常にアーク長を一定に制御するこ
とができる。

〔考案の実施例〕

第１図は、本考案によるTIG溶接機の全体構成
を示す図である。TIG電源３の２次側出力をトー
チ４、母材６に接続してアークを発生させる。ト
ーチ４はトーチ上下駆動器２に取り付けて、トー
チ４を上下に移動できるようにする。溶接中は、
アーク長制御器１にアーク電圧を取込み、タング
ステン電極５と母材６の距離が常に一定になるよ
うトーチ上下駆動器２を自動制御する。また自動
制御とは別に、手元操作箱７によりトーチ４の上
下インチング操作を行なうこともできる。

第２図は本考案によるTIG溶接機のアーク長制
御器の回路構成を示すブロツク図である。

アーク電圧は、先ず分圧フイルタ回路８に入力
され電圧のリツプル分を除去する。次にバツフア
アンプ９により増幅され、AD変換回路１０によ
り電圧値をメモリできるようデイジタル値に変換
する。同時にピーク、ベース検出回路１１でパル
ス電流のピーク期間かベース期間かを検出する。
判別回路１２では、現在溶接開始時かあるいは続
行中かを判別して、開始時であればピーク電圧は
ピーク基準電圧メモリ１３に、ベース電圧はベー
ス基準電圧メモリ１４にそれぞれ記憶させる。溶
接続行中には、ピーク電圧メモリ１５、ベース電
圧メモリ１６にそれぞれの電圧を記憶し、ピーク
期間にはピーク電圧比較回路１７で、ベース期間
にはベース電圧比較回路１８でそれぞれの基準電
圧と比較し、その差が0Vになるようにトーチ上
昇リレー１９、トーチ下降リレー２０を作動させ
る。

アーク長制御器１に入力されたアーク電圧は、
溶接が開始されて溶融池を形成しフイラワイヤが
送給されはじめた時点で、パルス電流のピーク電
圧をE_p、ベース電圧をE_bとしてそれぞれピーク
基準電圧メモリ１３、ベース基準電圧メモリ１４
へ記憶する。ここで、現在溶接中の実際のアーク
長での基準電圧をピーク期間、ベース期間とも設
定できる。

その後は、ピーク電圧はE_p′として、ベース電
圧はE_b′としてそれぞれピーク電圧メモリ１５、
ベース電圧メモリ１６に記憶する。ピーク期間に
はピーク電圧比較回路１７でE_pとE_p′を比較し、
ベース期間にはベース電圧比較回路１８でE_bと
E_b′を比較し、ベース期間にはベース電圧比較回
路１８でE_bとE_b′を比較してその差が０になるよ
うにリレーを作動しトーチを上下する。

このように、パルス電流のピーク及びベースの
両期間でアーク長が一定になるよう連続して制御
することができるので、ウイービングしながらの
溶接のようにアーク長変化の大きい溶接において
もタングステン電極が溶融池に接触するようなこ
とはなく安定した溶接を行なうことができる。

また、溶接開始時に実際のアーク長での電圧を
測定して基準電圧としているので、設定電圧を間
違えるようなミスがない。

尚、溶接中にアーク長を手動により変化させた
時には、トーチの移動を終えた直後の電圧を再び
ピーク、ベースのそれぞれの基準電圧メモリに書
き直して基準電圧を変更する。

〔考案の効果〕

本考案によれば、パルス電流のピーク及びベー
スの両期間でアーク長制御ができるので、溶接中
にアーク長が大きく変化しても、アーク長制御を
ピークあるいはベース期間のみ行なう方法のよう
に電極が溶融値に接触するようなことはなく、安
定した溶接を行なうことができる。

また、制御の基準となる電圧を溶接開始時に記
憶するので、あらかじめアーク長に対する電流、
電圧特性を実験により求める必要もなく基準電圧
の設定間違いがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案になるTIG溶接機の全体構成
図、第２図はそのTIG溶接機のアーク長制御器の
回路構成ブロツク図、第３図はウイービングにお
けるトーチの動きを示す説明図である。 １１……ピーク、ベース検出回路、１２……判
別回路、１３……ピーク基準電圧メモリ、１４…
…ベース基準電圧メモリ、１５……ピーク電圧メ
モリ、１６……ベース電圧メモリ、１７……ピー
ク電圧比較回路、１８……ベース電圧比較回路、
１９……トーチ上昇リレー、２０……トーチ下降
リレー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. トーチの上下駆動機構と溶接中にアーク長を一
   定に保つアーク長制御器を持ちパルス電流を用い
   るTIG溶接機において、アーク長制御器に、パル
   ス電流のピーク期間とベース期間を判別する回
   路、溶接開始直後か溶接続行中かを判別する回
   路、ピーク期間及びベース期間の電圧をそれぞれ
   記憶するメモリ、ピーク期間及びベース期間のそ
   れぞれの電圧を比較する比較回路を設け、溶接開
   始時のアークのピーク及びベースの電圧を記憶
   し、以後これらの電圧を基準電圧として、パルス
   電流のピーク及びベースの両期間とのアーク長制
   御を行なうように構成されていることを特徴とす
   るTIG溶接機。