JPH0679457A - 両極性パルスアーク溶接方法及びその装置 - Google Patents
両極性パルスアーク溶接方法及びその装置Info
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- JPH0679457A JPH0679457A JP33533791A JP33533791A JPH0679457A JP H0679457 A JPH0679457 A JP H0679457A JP 33533791 A JP33533791 A JP 33533791A JP 33533791 A JP33533791 A JP 33533791A JP H0679457 A JPH0679457 A JP H0679457A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 薄板溶接又は高速溶接に際し、ワイヤ及び母
材への入熱をコントロールするために極性比率を調整し
ても、アーク長を一定に保持することができ、安定して
アーク溶接することができる両極性パルスアーク溶接方
法及び装置を提供することを目的とする。 【構成】 極性比率設定器１９から出力された極性比率
γにより、正極性期間設定器１８は所定の正極性期間Ｔ
ENをパルス波形選択回路２１に出力すると共に、アーク
電圧設定器２０はこの極性比率γに基づいて適正なアー
ク電圧を決め、これをベース期間設定器１７に出力す
る。ベース期間設定器１７は電圧検出器１１が出力する
アーク電圧検出値と前記アーク電圧の設定値とを比較
し、両者が一致するようにベース期間ＴBを設定し、こ
れをパルス波形選択回路２１に出力する。パルス波形選
択回路２１はこれらの設定値により出力制御回路２２を
介してインバータ４を駆動する。そして、極性比率γを
仮に大きくした場合には、アーク電圧設定器２０はアー
ク電圧の設定値を小さくし、これにより、極性比率の変
化に拘らず、アーク長が一定に保持される。
材への入熱をコントロールするために極性比率を調整し
ても、アーク長を一定に保持することができ、安定して
アーク溶接することができる両極性パルスアーク溶接方
法及び装置を提供することを目的とする。 【構成】 極性比率設定器１９から出力された極性比率
γにより、正極性期間設定器１８は所定の正極性期間Ｔ
ENをパルス波形選択回路２１に出力すると共に、アーク
電圧設定器２０はこの極性比率γに基づいて適正なアー
ク電圧を決め、これをベース期間設定器１７に出力す
る。ベース期間設定器１７は電圧検出器１１が出力する
アーク電圧検出値と前記アーク電圧の設定値とを比較
し、両者が一致するようにベース期間ＴBを設定し、こ
れをパルス波形選択回路２１に出力する。パルス波形選
択回路２１はこれらの設定値により出力制御回路２２を
介してインバータ４を駆動する。そして、極性比率γを
仮に大きくした場合には、アーク電圧設定器２０はアー
ク電圧の設定値を小さくし、これにより、極性比率の変
化に拘らず、アーク長が一定に保持される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は消耗電極（以下、ワイヤ
という）と溶接母材（以下、母材という）との間に正極
性電流と逆極性パルス電流とを交互に印加して溶接を行
う両極性パルスアーク溶接装置に関する。
という）と溶接母材（以下、母材という）との間に正極
性電流と逆極性パルス電流とを交互に印加して溶接を行
う両極性パルスアーク溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】両極性パルスアーク溶接方法は、母材と
ワイヤとの間に、母材側の入熱が大きい逆極性パルス電
流と、ワイヤ側の熱量が多い正極性電流とを交互に印加
する。これにより、薄板の溶接に適した浅溶け込みとス
パッタが少ないスプレー移行との両立が図られる。
ワイヤとの間に、母材側の入熱が大きい逆極性パルス電
流と、ワイヤ側の熱量が多い正極性電流とを交互に印加
する。これにより、薄板の溶接に適した浅溶け込みとス
パッタが少ないスプレー移行との両立が図られる。
【０００３】例えば、図４に示すように、逆極性成分
は、臨界電流値以上のパルス電流ＩPとアークを維持す
る程度の電流値のベース電流ＩBとからなる。また、図
５に示す電流パターンは図４に示すものが正極性アーク
から逆極性アークに極性が反転する際に、溶接電流の変
化量が大きいため、そのときに発生する溶接音が大きい
という欠点を解消するものであ。このため、図５に示す
電流パターンにおいては、正極性アークから逆極性アー
クに反転する際に、逆極性ベース電流ＩBによる アーク
を発生させ、その後逆極性パルス電流ＩPによるアーク
を発生させ、その 後再度逆極性ベース電流を通電した
後、正極性ベース電流ＩENに極性反転を行うようにして
ある（特開平1-150469号）。
は、臨界電流値以上のパルス電流ＩPとアークを維持す
る程度の電流値のベース電流ＩBとからなる。また、図
５に示す電流パターンは図４に示すものが正極性アーク
から逆極性アークに極性が反転する際に、溶接電流の変
化量が大きいため、そのときに発生する溶接音が大きい
という欠点を解消するものであ。このため、図５に示す
電流パターンにおいては、正極性アークから逆極性アー
クに反転する際に、逆極性ベース電流ＩBによる アーク
を発生させ、その後逆極性パルス電流ＩPによるアーク
を発生させ、その 後再度逆極性ベース電流を通電した
後、正極性ベース電流ＩENに極性反転を行うようにして
ある（特開平1-150469号）。
【０００４】ところで、薄板の溶接の場合には、ワイヤ
に加える熱量と母材に加える熱量とを制御してワイヤの
溶融量と母材への溶け込み量とを調整できることが、高
速溶接及び溶け落ち防止を図るために必要である。この
ような要請に応えるため、逆極性成分と正極性成分とを
交互に印加する両極性パルスアーク溶接においては、ワ
イヤの溶融を促進する正極性電流と母材の入熱が大きい
逆極性電流との出力値及び／又は通電時間の比率（以
下、極性比率という）を可変として母材の溶け込みを調
節することが考えられる。
に加える熱量と母材に加える熱量とを制御してワイヤの
溶融量と母材への溶け込み量とを調整できることが、高
速溶接及び溶け落ち防止を図るために必要である。この
ような要請に応えるため、逆極性成分と正極性成分とを
交互に印加する両極性パルスアーク溶接においては、ワ
イヤの溶融を促進する正極性電流と母材の入熱が大きい
逆極性電流との出力値及び／又は通電時間の比率（以
下、極性比率という）を可変として母材の溶け込みを調
節することが考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、両極性
パルスアーク溶接において、極性比率を変えると、アー
ク電圧が安定しないという欠点がある。
パルスアーク溶接において、極性比率を変えると、アー
ク電圧が安定しないという欠点がある。
【０００６】逆極性パルスアーク溶接においては、図６
に示すように、逆極性パルス電流ＩPと逆極性ベース電
流ＩBとを交互に印加するが、定速度送給されるワイヤ
の送給速度とワイヤ溶融速度との整合を図るため、ワイ
ヤ送給速度に対応した所定の値に設定されたアーク電圧
設定値と、検出されたアーク電圧検出値とが一致するよ
うに、平均電流を増減してワイヤ溶融速度を制御してい
る。逆極性パルスアーク溶接においては、このようにし
てアーク電圧をほぼ一定値に保持して、アーク長を一定
に保持している。
に示すように、逆極性パルス電流ＩPと逆極性ベース電
流ＩBとを交互に印加するが、定速度送給されるワイヤ
の送給速度とワイヤ溶融速度との整合を図るため、ワイ
ヤ送給速度に対応した所定の値に設定されたアーク電圧
設定値と、検出されたアーク電圧検出値とが一致するよ
うに、平均電流を増減してワイヤ溶融速度を制御してい
る。逆極性パルスアーク溶接においては、このようにし
てアーク電圧をほぼ一定値に保持して、アーク長を一定
に保持している。
【０００７】しかしながら、このアーク長制御を両極性
パルスアーク溶接に適用しても、以下に示すように、種
々の欠点がある。
パルスアーク溶接に適用しても、以下に示すように、種
々の欠点がある。
【０００８】先ず、、母材への溶け込みを大きくするた
めに、極性比率を大きくすると、ワイヤの燃え上がり
（消費量）が大きく、アーク長が極めて長くなる。逆
に、極性比率を小さくすると、ワイヤの溶融が少なく、
アーク長が著しく短くなる。このようなアーク長の変動
により、アンダーカット及びスタッピング等の溶接欠陥
が増大し、作業性が劣化する。
めに、極性比率を大きくすると、ワイヤの燃え上がり
（消費量）が大きく、アーク長が極めて長くなる。逆
に、極性比率を小さくすると、ワイヤの溶融が少なく、
アーク長が著しく短くなる。このようなアーク長の変動
により、アンダーカット及びスタッピング等の溶接欠陥
が増大し、作業性が劣化する。
【０００９】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、極性比率を変更しても、アーク長の変動が
抑制され、安定してアークを形成することができ、従来
アーク長の変動のために適用できなかった継ぎ手にもア
ーク溶接を適用することを可能とする両極性パルスアー
ク溶接装置を提供することを目的とする。
のであって、極性比率を変更しても、アーク長の変動が
抑制され、安定してアークを形成することができ、従来
アーク長の変動のために適用できなかった継ぎ手にもア
ーク溶接を適用することを可能とする両極性パルスアー
ク溶接装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の両極
性パルスアーク溶接装置は、消耗電極と溶接母材との間
に正極性電流と逆極性パルス電流とを交互に印加して溶
接を行う両極性パルスアーク溶接装置において、正極性
電流によるエネルギ供給量Ｅｐと逆極性電流によるエネ
ルギ供給量Ｅｎとの比Ｅｐ／Ｅｎ（極性比率γ）に基づ
いてアーク電圧の設定値を決めることを特徴とする。
性パルスアーク溶接装置は、消耗電極と溶接母材との間
に正極性電流と逆極性パルス電流とを交互に印加して溶
接を行う両極性パルスアーク溶接装置において、正極性
電流によるエネルギ供給量Ｅｐと逆極性電流によるエネ
ルギ供給量Ｅｎとの比Ｅｐ／Ｅｎ（極性比率γ）に基づ
いてアーク電圧の設定値を決めることを特徴とする。
【００１１】本発明に係る第２の両極性パルスアーク溶
接装置は、消耗電極と溶接母材との間に正極性電流と逆
極性パルス電流とを交互に印加する電源手段と、この電
源手段に対して前記正極性電流によるエネルギ供給量Ｅ
ｐと逆極性電流によるエネルギ供給量Ｅｎとの比Ｅｐ／
Ｅｎ（極性比率γ）を設定する極性比率設定手段と、こ
の極性比率設定手段にて設定された極性比率γに基づい
て前記電源手段に対してアーク電圧の設定値を出力する
アーク電圧設定手段とを有することを特徴とする。
接装置は、消耗電極と溶接母材との間に正極性電流と逆
極性パルス電流とを交互に印加する電源手段と、この電
源手段に対して前記正極性電流によるエネルギ供給量Ｅ
ｐと逆極性電流によるエネルギ供給量Ｅｎとの比Ｅｐ／
Ｅｎ（極性比率γ）を設定する極性比率設定手段と、こ
の極性比率設定手段にて設定された極性比率γに基づい
て前記電源手段に対してアーク電圧の設定値を出力する
アーク電圧設定手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明は、正極性電流によるエネルギ供給量Ｅ
ｐと逆極性電流によるエネルギ供給量Ｅｎとの比Ｅｐ／
Ｅｎ（以下、極性比率γという）に基づいてアーク電圧
の設定値を決め、例えば、極性比率γが大きくなると、
アーク電圧の設定値を低く、極性比率γが小さくなる
と、アーク電圧の設定値を高くする。これにより、極性
比率γがいずれの場合でも、常に、適正な安定したアー
ク長を得ることができる。
ｐと逆極性電流によるエネルギ供給量Ｅｎとの比Ｅｐ／
Ｅｎ（以下、極性比率γという）に基づいてアーク電圧
の設定値を決め、例えば、極性比率γが大きくなると、
アーク電圧の設定値を低く、極性比率γが小さくなる
と、アーク電圧の設定値を高くする。これにより、極性
比率γがいずれの場合でも、常に、適正な安定したアー
ク長を得ることができる。
【００１３】なお、エネルギ供給量とは、電流値及び通
電時間の積をいい、エネルギ供給量を変更するには、電
流値及び通電時間の少なくとも一方を変更する。
電時間の積をいい、エネルギ供給量を変更するには、電
流値及び通電時間の少なくとも一方を変更する。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して具体的に説明する。
を参照して具体的に説明する。
【００１５】図１は本発明の第１の実施例を示すブロッ
ク図である。先ず、パワー回路部系について説明する。
商用周波数の三相交流電源１に接続の第１の整流器２に
続き、平滑用コンデンサ３が接続されており、この整流
器２及び平滑コンデンサ３により、三相交流電源１の出
力電流が直流に整流される。
ク図である。先ず、パワー回路部系について説明する。
商用周波数の三相交流電源１に接続の第１の整流器２に
続き、平滑用コンデンサ３が接続されており、この整流
器２及び平滑コンデンサ３により、三相交流電源１の出
力電流が直流に整流される。
【００１６】この直流電流はスイッチング素子で構成さ
れた第１のインバータ４に供給され、この第１のインバ
ータ４は入力の直流電流を高周波交流電流に変換する。
この第１のインバータ４に接続のダウントランス５は入
力される高周波交流の電圧値を溶接に適する値に降圧す
る。このダウントランス５の出力側に接続された第２の
整流器６は出力される高周波交流を再度直流に変換す
る。直流リアクトル７は第２の整流器６で整流された直
流出力を平滑する。そして、この平滑された直流出力は
第２のインバータ８に入力され、比較的低周波の交流出
力に変換して、所定の速度で母材１０に向って定速送給
のワイヤ９に印加され、交流溶接がおこなわれる。な
お、母材１０とワイヤ９との間には、電圧検出器１１が
並列に接続されており、直流リアクトル７と第２のイン
バータ８との間には、電流検出器１２が直列に接続され
ている。
れた第１のインバータ４に供給され、この第１のインバ
ータ４は入力の直流電流を高周波交流電流に変換する。
この第１のインバータ４に接続のダウントランス５は入
力される高周波交流の電圧値を溶接に適する値に降圧す
る。このダウントランス５の出力側に接続された第２の
整流器６は出力される高周波交流を再度直流に変換す
る。直流リアクトル７は第２の整流器６で整流された直
流出力を平滑する。そして、この平滑された直流出力は
第２のインバータ８に入力され、比較的低周波の交流出
力に変換して、所定の速度で母材１０に向って定速送給
のワイヤ９に印加され、交流溶接がおこなわれる。な
お、母材１０とワイヤ９との間には、電圧検出器１１が
並列に接続されており、直流リアクトル７と第２のイン
バータ８との間には、電流検出器１２が直列に接続され
ている。
【００１７】次に、制御回路部分について説明する。
【００１８】使用するワイヤの材質及び直径等に基づい
て、まず、逆極性期間での１パルス１溶滴移行に最適な
パルス成分のパルス電流Ｉpとその印加期間であるパル
ス期間Ｔpがパルス電流設定器Ｂ及びパルス期間設定器
１６として設定され、アークを維持するのに十分なベー
ス電流ＩBがベース電流設定器１４にて設定され、接続
のパルス波形選択回路１２に各設定値が出力される。
て、まず、逆極性期間での１パルス１溶滴移行に最適な
パルス成分のパルス電流Ｉpとその印加期間であるパル
ス期間Ｔpがパルス電流設定器Ｂ及びパルス期間設定器
１６として設定され、アークを維持するのに十分なベー
ス電流ＩBがベース電流設定器１４にて設定され、接続
のパルス波形選択回路１２に各設定値が出力される。
【００１９】また、正極性期間でのワイヤを溶融させる
正極性電流ＩENが正極性電流設定器１５にて設定され、
接続のパルス波形選択回路１２に出力される。
正極性電流ＩENが正極性電流設定器１５にて設定され、
接続のパルス波形選択回路１２に出力される。
【００２０】次に、制御回路部分について説明する。パ
ルス電流設定器１３及びパルス期間設定器１６には、消
耗電極の材質及び直径等に基づいてスプレー移行に最適
なエネルギを消耗電極及び溶接母材に供給するために必
要なパルス電流ＩP及びパルス期間ＴPを入力する。これ
らのデータは各設定器１３，１６に設定され、各設定器
１３，１６からパルス波形選択回路２１に出力される。
ルス電流設定器１３及びパルス期間設定器１６には、消
耗電極の材質及び直径等に基づいてスプレー移行に最適
なエネルギを消耗電極及び溶接母材に供給するために必
要なパルス電流ＩP及びパルス期間ＴPを入力する。これ
らのデータは各設定器１３，１６に設定され、各設定器
１３，１６からパルス波形選択回路２１に出力される。
【００２１】ベース電流設定器１４には、アークを維持
するのに十分なベース電流値ＩBが設定され、この値は
設定器１４から選択回路２１に出力される。また、正極
性電流設定器１５には、ワイヤを溶融させるための正極
性電流ＩENが設定され、この設定信号が選択回路２１に
出力される。
するのに十分なベース電流値ＩBが設定され、この値は
設定器１４から選択回路２１に出力される。また、正極
性電流設定器１５には、ワイヤを溶融させるための正極
性電流ＩENが設定され、この設定信号が選択回路２１に
出力される。
【００２２】極性比率設定器１９では、正極性成分を通
電する通電期間が設定される。この比率設定信号は接続
の正極性期間設定器１８及びアーク電圧設定器２０に入
力される。正極性期間設定器１８には、図示せぬが、パ
ルス電流設定器１３及び正極性電流設定器１５にて設定
された逆極性パルス電流の設定値及び正極性電流の設定
値も入力されており、正極性期間設定器１８はこれらの
設定信号から、前記極性比率を満足する正極性期間ＴEN
を下記数式１に従って算出する。なお、溶接電源にマイ
コンを搭載すれば、前記各データ間の関係を予め求めて
集積したテーブルから前記各データに基づいて所定の正
極性期間を選択することもできる。
電する通電期間が設定される。この比率設定信号は接続
の正極性期間設定器１８及びアーク電圧設定器２０に入
力される。正極性期間設定器１８には、図示せぬが、パ
ルス電流設定器１３及び正極性電流設定器１５にて設定
された逆極性パルス電流の設定値及び正極性電流の設定
値も入力されており、正極性期間設定器１８はこれらの
設定信号から、前記極性比率を満足する正極性期間ＴEN
を下記数式１に従って算出する。なお、溶接電源にマイ
コンを搭載すれば、前記各データ間の関係を予め求めて
集積したテーブルから前記各データに基づいて所定の正
極性期間を選択することもできる。
【００２３】即ち、正極性電流によるエネルギ供給量Ｅ
ｐと逆極性電流によるエネルギ供給量Ｅｎとの比Ｅｐ／
Ｅｎとして定義される。そして、エネルギ量は電流Ｉと
期間Ｔとの積ＩＴとして把握され、極性比率γは、（Ｉ
EN×ＴEN）／（ＩP×ＴP＋ＩB×ＴB）となる。なお、Ｉ
ENは正極性電流値、ＴENは正極性期間、ＩPは逆極性パ
ルス電流値、ＴPは逆極性パルス電流期間、ＩBは逆極性
ベース電流値、ＴBは逆極性ベース電流期間である。但
し、この場合に、ベース電流値ＩB及びベース電流期間
ＴBはワイヤの溶融に殆ど影響を与えないので、このベ
ース電流期間を無視すると、下記数式１が得られる。
ｐと逆極性電流によるエネルギ供給量Ｅｎとの比Ｅｐ／
Ｅｎとして定義される。そして、エネルギ量は電流Ｉと
期間Ｔとの積ＩＴとして把握され、極性比率γは、（Ｉ
EN×ＴEN）／（ＩP×ＴP＋ＩB×ＴB）となる。なお、Ｉ
ENは正極性電流値、ＴENは正極性期間、ＩPは逆極性パ
ルス電流値、ＴPは逆極性パルス電流期間、ＩBは逆極性
ベース電流値、ＴBは逆極性ベース電流期間である。但
し、この場合に、ベース電流値ＩB及びベース電流期間
ＴBはワイヤの溶融に殆ど影響を与えないので、このベ
ース電流期間を無視すると、下記数式１が得られる。
【００２４】
【数１】γ＝（ＩEN×ＴEN）／（ＩP×ＴP）
【００２５】この式において、パルス電流ＩP、パルス
期間ＴP、正極性電流ＩEN及び極性比率γは各設定器１
３，１６，１５，１９を介して設定するものであるか
ら、既知であり、この数式１に基づいて正極性期間ＴEN
を一義的に決定することができる。その決定の正極性期
間ＴENは、接続のパルス波形選択回路２１に出力され
る。アーク電圧設定器２０には極性比率設定器１９から
の比率設定信号が入力され、この極性比率γに基づいて
所定のアーク電圧設定値Ｖ0を出力する。このアーク電
圧設定器２０は極性比率γが大きくなると、アーク電圧
設定値Ｖ0を小さくし、逆に極性比率γが小さくなる
と、アーク電圧設定値Ｖ0を大きくする。この場合に、
アーク電圧設定器２０は極性比率γに比例するようにア
ーク電圧設定値を決めてもよいし、極性比率γの関数と
してアーク電圧設定値を決めてもよい。
期間ＴP、正極性電流ＩEN及び極性比率γは各設定器１
３，１６，１５，１９を介して設定するものであるか
ら、既知であり、この数式１に基づいて正極性期間ＴEN
を一義的に決定することができる。その決定の正極性期
間ＴENは、接続のパルス波形選択回路２１に出力され
る。アーク電圧設定器２０には極性比率設定器１９から
の比率設定信号が入力され、この極性比率γに基づいて
所定のアーク電圧設定値Ｖ0を出力する。このアーク電
圧設定器２０は極性比率γが大きくなると、アーク電圧
設定値Ｖ0を小さくし、逆に極性比率γが小さくなる
と、アーク電圧設定値Ｖ0を大きくする。この場合に、
アーク電圧設定器２０は極性比率γに比例するようにア
ーク電圧設定値を決めてもよいし、極性比率γの関数と
してアーク電圧設定値を決めてもよい。
【００２６】アーク電圧設定器２０から出力されたアー
ク電圧設定値１６はベース期間設定器１７に入力され
る。ベース期間設定器１７には、更に電圧検出器１１か
ら検出溶接電圧ＶSが入力されている。そして、このベ
ース期間設定器１７は検出溶接電圧ＶSの平均値Ｖ1と、
アーク電圧設定値Ｖ0とを比較し、両者が一致するよう
に、ベース期間ＴBを決定する。このベース期間ＴBはパ
ルス波形選択回路２１に入力される。
ク電圧設定値１６はベース期間設定器１７に入力され
る。ベース期間設定器１７には、更に電圧検出器１１か
ら検出溶接電圧ＶSが入力されている。そして、このベ
ース期間設定器１７は検出溶接電圧ＶSの平均値Ｖ1と、
アーク電圧設定値Ｖ0とを比較し、両者が一致するよう
に、ベース期間ＴBを決定する。このベース期間ＴBはパ
ルス波形選択回路２１に入力される。
【００２７】パルス波形選択回路２１は各電流設定器１
３乃至１５の各電流設定信号と、パルス期間設定器１６
から入力のパルス期間設定信号と、ベース期間設定器１
７，正極性期間設定器１８から入力のベース期間ＴB及
び正極性期間ＴENの設定信号とを 入力して、パルス電
流ＩP、ベース電流ＩB及び正極性電流ＩENを経時的に所
定の期間、順次出力する。なお、この電流印加パターン
は図４に示すものとか、図５に示すもの等があるが、そ
の他いずれのパターンでもよい。
３乃至１５の各電流設定信号と、パルス期間設定器１６
から入力のパルス期間設定信号と、ベース期間設定器１
７，正極性期間設定器１８から入力のベース期間ＴB及
び正極性期間ＴENの設定信号とを 入力して、パルス電
流ＩP、ベース電流ＩB及び正極性電流ＩENを経時的に所
定の期間、順次出力する。なお、この電流印加パターン
は図４に示すものとか、図５に示すもの等があるが、そ
の他いずれのパターンでもよい。
【００２８】パルス波形選択回路２１の出力は、接続の
出力制御回路２２に出力され、出力制御回路２２は電流
印加パターンの各期間に対する設定電流と入力する電流
検出器１２からの出力電流検出値とを比較して両者が一
致するように第１のインバータ４を駆動する。
出力制御回路２２に出力され、出力制御回路２２は電流
印加パターンの各期間に対する設定電流と入力する電流
検出器１２からの出力電流検出値とを比較して両者が一
致するように第１のインバータ４を駆動する。
【００２９】また、極性制御回路２３には、パルス波形
選択回路２１からパルス電流ＩP、ベース電流ＩB及び正
極性電流ＩENのどの電流が出力制御回路２２に出力され
ているかを示す電流選択信号が入力され、極性制御回路
２３は、第２のインバータ８を制御して所望の交流波形
を得る。即ち、極性制御回路２３は前記電流選択信号に
より、パルス電流ＩP又はベース電流ＩBが選択されてい
ると認識した場合には、ワイヤ９が正、母材１０が負に
なるように第２のインバータ８を駆動し、正極性電流Ｉ
ENが選択されていると認識した場合には、ワイヤ９が
負、母材１０が正になるように第２のインバータ８を駆
動する。
選択回路２１からパルス電流ＩP、ベース電流ＩB及び正
極性電流ＩENのどの電流が出力制御回路２２に出力され
ているかを示す電流選択信号が入力され、極性制御回路
２３は、第２のインバータ８を制御して所望の交流波形
を得る。即ち、極性制御回路２３は前記電流選択信号に
より、パルス電流ＩP又はベース電流ＩBが選択されてい
ると認識した場合には、ワイヤ９が正、母材１０が負に
なるように第２のインバータ８を駆動し、正極性電流Ｉ
ENが選択されていると認識した場合には、ワイヤ９が
負、母材１０が正になるように第２のインバータ８を駆
動する。
【００３０】次に、第１の本実施例の動作について説明
する。先ず、極性比率設定器１９に所望の極性比率γを
例えばボリューム設定する。また、各設定器１３，１
４，１５，１６にて使用するワイヤ線及び材質等に基づ
き、所定の電流値及び期間等を例えばボリューム設定す
る。そして、溶接が開始され、ワイヤ９と母材１０との
間にパルスアークが発生し、溶接が施行される。
する。先ず、極性比率設定器１９に所望の極性比率γを
例えばボリューム設定する。また、各設定器１３，１
４，１５，１６にて使用するワイヤ線及び材質等に基づ
き、所定の電流値及び期間等を例えばボリューム設定す
る。そして、溶接が開始され、ワイヤ９と母材１０との
間にパルスアークが発生し、溶接が施行される。
【００３１】そして、極性比率設定器１９において、設
定値を大きくすると、この比率信号が正極性期間設定器
１８に入力され、設定器１８は正極性期間ＴENを増加さ
せる。これにより、極性比率γが増加する。同時に、こ
の極性比率γがアーク電圧設定器２０にも入力され、こ
のアーク電圧設定器２０はアーク電圧の設定値Ｖ0を小
さくする 。このアーク電圧設定値Ｖ0はベース期間設定
器１７に入力され、検出溶接電圧 の平均値Ｖ1と比較
し、平均値が設定値に一致するように、ベース期間ＴB
を長くしてワイヤの燃え上がりを抑制するよう平均電流
を低下させる。パルス波形選択回路２１はこの新たに設
定されたベース期間ＴBに基づいて第１のインバータ４
を駆動する。これにより、正極性の比率が増加すると同
時に、アーク電圧の設定値が低下するので、アーク長が
一定に保持される。
定値を大きくすると、この比率信号が正極性期間設定器
１８に入力され、設定器１８は正極性期間ＴENを増加さ
せる。これにより、極性比率γが増加する。同時に、こ
の極性比率γがアーク電圧設定器２０にも入力され、こ
のアーク電圧設定器２０はアーク電圧の設定値Ｖ0を小
さくする 。このアーク電圧設定値Ｖ0はベース期間設定
器１７に入力され、検出溶接電圧 の平均値Ｖ1と比較
し、平均値が設定値に一致するように、ベース期間ＴB
を長くしてワイヤの燃え上がりを抑制するよう平均電流
を低下させる。パルス波形選択回路２１はこの新たに設
定されたベース期間ＴBに基づいて第１のインバータ４
を駆動する。これにより、正極性の比率が増加すると同
時に、アーク電圧の設定値が低下するので、アーク長が
一定に保持される。
【００３２】仮に、正極性期間ＴENのみが増加し、アー
ク電圧設定値ＶOを変化させずにアーク電圧の平均値ＶI
が一定のままであるとすると、同一のアーク電圧に対し
ては正極性のアーク長が長くなるので、アーク長の平均
値が著しく長くなってしまう。しかしながら、第１の本
実施例のように、ベース期間ＴBを長くしてアーク 電圧
設定値ＶOを小さくすることにより、設定された極性比
率γに適したアーク 電圧になり、平均電流が抑制され
てワイヤの燃え上がりが抑制される。これにより、アー
ク長がほぼ一定に維持される。
ク電圧設定値ＶOを変化させずにアーク電圧の平均値ＶI
が一定のままであるとすると、同一のアーク電圧に対し
ては正極性のアーク長が長くなるので、アーク長の平均
値が著しく長くなってしまう。しかしながら、第１の本
実施例のように、ベース期間ＴBを長くしてアーク 電圧
設定値ＶOを小さくすることにより、設定された極性比
率γに適したアーク 電圧になり、平均電流が抑制され
てワイヤの燃え上がりが抑制される。これにより、アー
ク長がほぼ一定に維持される。
【００３３】また、逆に、極性比率設定器１９に設定す
る極性比率γを小さくすると、正極性期間設定器１８が
設定する正極性期間ＴENが短くなり、極性比率γが減少
する。同様に、この極性比率γは極性比率設定器１９か
らアーク電圧設定器２０にも入力され、アーク電圧設定
器２０はこの極性比率γの変化に対応してアーク電圧の
設定値Ｖ0を大きくする。これにより、検出溶接電圧の
平均値ＶIが設定値ＶOに一値するように、ベース期間Ｔ
Bを短くして平均電流を増加させる。その結果、アーク
長の過剰な減少を防止し、アーク長をほぼ一定に保持す
る。
る極性比率γを小さくすると、正極性期間設定器１８が
設定する正極性期間ＴENが短くなり、極性比率γが減少
する。同様に、この極性比率γは極性比率設定器１９か
らアーク電圧設定器２０にも入力され、アーク電圧設定
器２０はこの極性比率γの変化に対応してアーク電圧の
設定値Ｖ0を大きくする。これにより、検出溶接電圧の
平均値ＶIが設定値ＶOに一値するように、ベース期間Ｔ
Bを短くして平均電流を増加させる。その結果、アーク
長の過剰な減少を防止し、アーク長をほぼ一定に保持す
る。
【００３４】上述の如く、極性比率γに対応させてアー
ク電圧の設定値を変更することにより、アーク長を一定
に保持することができ、母材への溶け込み量の変更に伴
い従来発生していた作業性の劣化及び溶接欠陥を防止す
ることができる。
ク電圧の設定値を変更することにより、アーク長を一定
に保持することができ、母材への溶け込み量の変更に伴
い従来発生していた作業性の劣化及び溶接欠陥を防止す
ることができる。
【００３５】第１の実施例においては、極性比率γを前
記数式１のように正極性電流とパルス電流との電流値及
び通電時間の積の比により定義したが、出力電流値の比
率ＩEN／ＩP又は通電時間の比率ＴEN／ＴPのように電流
比率又は通電時間比率の一方を極性比率γとして定義
し、この比率に応じてアーク電圧の設定値を変更するこ
ととしてもよい。電流値又は通電時間の一方を極性比率
γに考慮しないため、多少の精度の劣化が考えられる
が、この場合でも、実質上、アーク長を一定に保持する
ことができる。
記数式１のように正極性電流とパルス電流との電流値及
び通電時間の積の比により定義したが、出力電流値の比
率ＩEN／ＩP又は通電時間の比率ＴEN／ＴPのように電流
比率又は通電時間比率の一方を極性比率γとして定義
し、この比率に応じてアーク電圧の設定値を変更するこ
ととしてもよい。電流値又は通電時間の一方を極性比率
γに考慮しないため、多少の精度の劣化が考えられる
が、この場合でも、実質上、アーク長を一定に保持する
ことができる。
【００３６】また、第１の実施例では、極性比率γの変
更のために、ＩENを一定にしてＴENを可変としたが、Ｔ
ENを固定にしてＩENを可変とするか、又は双方を可変と
してもよい。
更のために、ＩENを一定にしてＴENを可変としたが、Ｔ
ENを固定にしてＩENを可変とするか、又は双方を可変と
してもよい。
【００３７】更に、第１の実施例においては、パルス期
間ＴP，ベース期間ＴB，及び正極性期間ＴENにおける出
力は定電流特性としているが、１つ以上の期間におい
て、これを定電圧特性としてもよく、この場合もアーク
電圧の平均値ＶOがその設定値と一致するように制御す
れば、アーク長をほぼ一定に保持することができる。
間ＴP，ベース期間ＴB，及び正極性期間ＴENにおける出
力は定電流特性としているが、１つ以上の期間におい
て、これを定電圧特性としてもよく、この場合もアーク
電圧の平均値ＶOがその設定値と一致するように制御す
れば、アーク長をほぼ一定に保持することができる。
【００３８】一方、第１の実施例では、ベース期間ＴB
を除外して極性比率γを定義したが、より一層正確な極
性比率γをアーク電圧の設定値ＶOに反映させるため
に、以下に示すように、ベース期間ＴBも極性比率γの
定義に導入してもよい。
を除外して極性比率γを定義したが、より一層正確な極
性比率γをアーク電圧の設定値ＶOに反映させるため
に、以下に示すように、ベース期間ＴBも極性比率γの
定義に導入してもよい。
【００３９】次に、本発明における第２の実施例につい
て説明する。
て説明する。
【００４０】第２の実施例を示す図２は、前述の第１の
実施例の図１における制御回路部分に該当するもので、
他のパワー回路部分は、図１と同様であるので、図２に
図示していない。
実施例の図１における制御回路部分に該当するもので、
他のパワー回路部分は、図１と同様であるので、図２に
図示していない。
【００４１】また、図２の制御回路部分で第１の実施例
と同一符号を付したものについては、その詳細な説明は
省略する。
と同一符号を付したものについては、その詳細な説明は
省略する。
【００４２】図２にて、極性比率設定器１９の出力信号
は接続の正極性期間設定器１８にのみ入力される。ま
た、電圧検出器１１の出力はベース期間設定器１７の外
に、第２の実施例で新たに追加された比率検出器２４に
も入力される。電流検出器１２の出力は出力制御回路２
２の外に、比率検出器２４にも入力される。
は接続の正極性期間設定器１８にのみ入力される。ま
た、電圧検出器１１の出力はベース期間設定器１７の外
に、第２の実施例で新たに追加された比率検出器２４に
も入力される。電流検出器１２の出力は出力制御回路２
２の外に、比率検出器２４にも入力される。
【００４３】比率検出器２４は電流検出器１２及び電圧
検出器１１の電流検出値及び電圧検出値を入力して、そ
の入力値から実際の極性比率γを下記数式２から算出す
る。
検出器１１の電流検出値及び電圧検出値を入力して、そ
の入力値から実際の極性比率γを下記数式２から算出す
る。
【００４４】
【数２】 γ＝（ＩEN×ＴEN）／（ＩP×ＴP＋ＩB×ＴB）
【００４５】比率検出器２４は実際の極性比率γをアー
ク電圧設定器２０に出力する。このアーク電圧設定器２
０はこの実際の極性比率γを基に、所定のアーク電圧の
設定値を求め、これをパルス波形選択回路２１に出力す
る。
ク電圧設定器２０に出力する。このアーク電圧設定器２
０はこの実際の極性比率γを基に、所定のアーク電圧の
設定値を求め、これをパルス波形選択回路２１に出力す
る。
【００４６】第２の実施例においては、極性比率設定器
１９の設定極性比率γになるように正極性期間設定器１
８が正極性期間ＴENを求め、これをパルス波形選択回路
２１に出力する。これにより、正極性期間ＴENは他の設
定値と共に、パルス波形選択回路２１におけるパルス波
形の制御に供される。
１９の設定極性比率γになるように正極性期間設定器１
８が正極性期間ＴENを求め、これをパルス波形選択回路
２１に出力する。これにより、正極性期間ＴENは他の設
定値と共に、パルス波形選択回路２１におけるパルス波
形の制御に供される。
【００４７】いま、極性比率設定器１９の設定値を大き
くすると、正極性期間ＴENが増加し、その結果、ワイヤ
９と溶接母材１０との間に印加されている溶接電流の極
性比率γが増加する。そうすると、この溶接電流の極性
比率γの増加は電圧検出器１１及び電流検出器１２の検
出出力を基に比率検出器２４にて検出される。この比率
検出器２４により検出された極性比率γの増加に応じ
て、アーク電圧設定器２０はアーク電圧の設定値を小さ
くする。そうすると、ベース期間設定器１７は溶接電圧
検出器１１の検出電圧の平均値と、アーク電圧の設定値
とを比較し、両者が一致するように、ベース電流期間Ｔ
Bを大きくする。その設定信号を受けて、パルス波形選
択回路２１が、ベース電流期間ＴBが長くなるように、
出力制御回路２２を介して第１のインバータ４を駆動
し、極性制御回路２３を介して第２のインバータ８を駆
動する。これにより、平均電流が抑制されて、アークの
燃え上がりが抑制され、アーク長がほぼ一定に保持され
る。
くすると、正極性期間ＴENが増加し、その結果、ワイヤ
９と溶接母材１０との間に印加されている溶接電流の極
性比率γが増加する。そうすると、この溶接電流の極性
比率γの増加は電圧検出器１１及び電流検出器１２の検
出出力を基に比率検出器２４にて検出される。この比率
検出器２４により検出された極性比率γの増加に応じ
て、アーク電圧設定器２０はアーク電圧の設定値を小さ
くする。そうすると、ベース期間設定器１７は溶接電圧
検出器１１の検出電圧の平均値と、アーク電圧の設定値
とを比較し、両者が一致するように、ベース電流期間Ｔ
Bを大きくする。その設定信号を受けて、パルス波形選
択回路２１が、ベース電流期間ＴBが長くなるように、
出力制御回路２２を介して第１のインバータ４を駆動
し、極性制御回路２３を介して第２のインバータ８を駆
動する。これにより、平均電流が抑制されて、アークの
燃え上がりが抑制され、アーク長がほぼ一定に保持され
る。
【００４８】この場合に、アーク長制御のために、ベー
ス期間ＴBが変動する。これにより、例えば、ベース期
間ＴBが短くなると、極性比率γが多少増加し、アーク
長が若干長くなる。しかし、比率検出器２４により実際
の極性比率γが時々刻々と検出されており、この検出結
果に基づいてアーク電圧設定器２０によりアーク電圧の
設定値ＶOが調整され、前述の如く極性比率γが増加し
た場合にはアーク電圧 の設定値ＶOが小さくなるように
調整される。即ち、常に、実際の極性比率γの 検出値
に基づいて決められるアーク電圧の設定値Ｖ0と、実際
のアーク電圧の検出値の平均値ＶIとがベース期間設定
器１７にて比較され、これらが一致するように ベース
期間ＴBが設定される。従って、アーク長の制御時にベ
ース期間ＴBが変動しても、この変動が次第に収斂さ
れ、極性比率γに対応する適切なアーク電圧にバランス
する。
ス期間ＴBが変動する。これにより、例えば、ベース期
間ＴBが短くなると、極性比率γが多少増加し、アーク
長が若干長くなる。しかし、比率検出器２４により実際
の極性比率γが時々刻々と検出されており、この検出結
果に基づいてアーク電圧設定器２０によりアーク電圧の
設定値ＶOが調整され、前述の如く極性比率γが増加し
た場合にはアーク電圧 の設定値ＶOが小さくなるように
調整される。即ち、常に、実際の極性比率γの 検出値
に基づいて決められるアーク電圧の設定値Ｖ0と、実際
のアーク電圧の検出値の平均値ＶIとがベース期間設定
器１７にて比較され、これらが一致するように ベース
期間ＴBが設定される。従って、アーク長の制御時にベ
ース期間ＴBが変動しても、この変動が次第に収斂さ
れ、極性比率γに対応する適切なアーク電圧にバランス
する。
【００４９】このようにベース期間ＴBも含むように極
性比率γを定義することによって、極性比率γに対応す
るアーク電圧の設定値ＶOをより高精度で決定すること
ができ、安定したアーク長を得ることができる。
性比率γを定義することによって、極性比率γに対応す
るアーク電圧の設定値ＶOをより高精度で決定すること
ができ、安定したアーク長を得ることができる。
【００５０】上記第１及び第２の実施例においては、ア
ーク長制御のためにベース期間ＴBを可変としたが、ワ
イヤの溶融速度を調整するためには、他のパラメータＩ
P，ＴP，ＩB，ＴB，ＩEN，ＴENのうちのいずれか１つ又
はその組み合わせのパラメータを変更して平均電流を増
減することができる。しかしながら、ＩP，ＴPはスプレ
ー移行のためのエネルギを確保する必要があり、その値
の可変範囲には制約がある。また、ＩP，ＴP，ＩEN，Ｔ
ENは母材への入熱コントロールの点で重要なパラメータ
であり、用材の溶け込み深さの変動を防止するために過
剰な調整は困難である。このため、ベース期間ＴB及び
／又はベース電流ＩBを可変としてアーク長制御を行う
ことが実際上好ましい。
ーク長制御のためにベース期間ＴBを可変としたが、ワ
イヤの溶融速度を調整するためには、他のパラメータＩ
P，ＴP，ＩB，ＴB，ＩEN，ＴENのうちのいずれか１つ又
はその組み合わせのパラメータを変更して平均電流を増
減することができる。しかしながら、ＩP，ＴPはスプレ
ー移行のためのエネルギを確保する必要があり、その値
の可変範囲には制約がある。また、ＩP，ＴP，ＩEN，Ｔ
ENは母材への入熱コントロールの点で重要なパラメータ
であり、用材の溶け込み深さの変動を防止するために過
剰な調整は困難である。このため、ベース期間ＴB及び
／又はベース電流ＩBを可変としてアーク長制御を行う
ことが実際上好ましい。
【００５１】次に、上記第１及び第２の実施例と異なる
形態での本発明における第３の実施例について説明す
る。
形態での本発明における第３の実施例について説明す
る。
【００５２】図３はこの第３の実施例を示し、第２の実
施例の図２における制御回路部分に該当するもので、第
２の実施例と同じく、パワー回路部分は第１の実施例と
同様であるので図示していない。
施例の図２における制御回路部分に該当するもので、第
２の実施例と同じく、パワー回路部分は第１の実施例と
同様であるので図示していない。
【００５３】また、図３の制御回路部分で第２の実施例
と同一符号を付したものについては、その詳細な説明は
省略する。極性比率設定器１９の極性比率設定値は正極
性期間設定器１８の外に、パルス電圧設定器２６にも与
えられる。このパルス電圧設定器２６は極性比率設定器
１９から入力された極性比率設定値に基づき、極性比率
γに応じたパルス電圧設定値を出力する。一方、パルス
電圧検出器２５には電圧検出器１１の出力が入力され、
パルス電圧検出器２５はパルス期間の電圧を検出してこ
れをパルス電圧検出値として出力する。パルス電流制御
回路１３ａはこのパルス電圧検出値と前記パルス電圧設
定値とを比較し、検出値が設定値に一致するように、パ
ルス電流の設定値を求め、これをパルス波形選択回路２
１に出力する。
と同一符号を付したものについては、その詳細な説明は
省略する。極性比率設定器１９の極性比率設定値は正極
性期間設定器１８の外に、パルス電圧設定器２６にも与
えられる。このパルス電圧設定器２６は極性比率設定器
１９から入力された極性比率設定値に基づき、極性比率
γに応じたパルス電圧設定値を出力する。一方、パルス
電圧検出器２５には電圧検出器１１の出力が入力され、
パルス電圧検出器２５はパルス期間の電圧を検出してこ
れをパルス電圧検出値として出力する。パルス電流制御
回路１３ａはこのパルス電圧検出値と前記パルス電圧設
定値とを比較し、検出値が設定値に一致するように、パ
ルス電流の設定値を求め、これをパルス波形選択回路２
１に出力する。
【００５４】次に、パルス電流検出器２７は電流検出器
１２から電流検出値が入力され、ピーク期間の平均パル
ス電流値を検出し、このパルス電流検出値をベース期間
設定器１７に出力する。パルス電流設定器２８はスプレ
ー移行に適したパルス電流の基準値を設定し、これを出
力する。ベース期間設定器１７ａはこのパルス電流の検
出値と前記基準値とを比較し、両者が一致するようにベ
ース期間ＴB を決定し、これをパルス波形選択回路２１
に出力する。
１２から電流検出値が入力され、ピーク期間の平均パル
ス電流値を検出し、このパルス電流検出値をベース期間
設定器１７に出力する。パルス電流設定器２８はスプレ
ー移行に適したパルス電流の基準値を設定し、これを出
力する。ベース期間設定器１７ａはこのパルス電流の検
出値と前記基準値とを比較し、両者が一致するようにベ
ース期間ＴB を決定し、これをパルス波形選択回路２１
に出力する。
【００５５】このように構成された第３の実施例装置の
動作について説明する。第３の実施例においては、パル
ス期間は定電圧特性であり、その他の期間は定電流特性
の外部特性をもつ出力が得られる。即ち、第３の実施例
のアーク長制御において、手ぶれ等の何らかの外乱によ
りアーク長が長くなったとすると、パルス電圧は定電圧
特性であるため、アーク長が長くなると抵抗が増大し、
パルス電流が小さくなる。このパルス電流の減少がパル
ス電流検出器２７により検出され、ベース期間設定器１
７ａにてパルス電流の検出値がその基準値と比較され、
ベース期間設定器１７ａはベース期間ＴBを大きくす
る。これにより、平均電流が減少してワイヤの溶融速度
が低下し、アーク長が短くなる。アーク長が短くなる
と、アークの抵抗が減少し、パルス電流が増加する。そ
して、パルス電流検出器２７の出力であるパルス電流検
出値がパルス電流設定器２８にて設定されたパルス電流
基準値に一致するまで、ベース期間設定器１７ａがその
出力であるベース期間ＴBを調整し、パルス波形選択回
路２１及び出力制御回路２２がアーク長を一定に保持す
べく、インバータ４及び第２のインバータ８を制御す
る。
動作について説明する。第３の実施例においては、パル
ス期間は定電圧特性であり、その他の期間は定電流特性
の外部特性をもつ出力が得られる。即ち、第３の実施例
のアーク長制御において、手ぶれ等の何らかの外乱によ
りアーク長が長くなったとすると、パルス電圧は定電圧
特性であるため、アーク長が長くなると抵抗が増大し、
パルス電流が小さくなる。このパルス電流の減少がパル
ス電流検出器２７により検出され、ベース期間設定器１
７ａにてパルス電流の検出値がその基準値と比較され、
ベース期間設定器１７ａはベース期間ＴBを大きくす
る。これにより、平均電流が減少してワイヤの溶融速度
が低下し、アーク長が短くなる。アーク長が短くなる
と、アークの抵抗が減少し、パルス電流が増加する。そ
して、パルス電流検出器２７の出力であるパルス電流検
出値がパルス電流設定器２８にて設定されたパルス電流
基準値に一致するまで、ベース期間設定器１７ａがその
出力であるベース期間ＴBを調整し、パルス波形選択回
路２１及び出力制御回路２２がアーク長を一定に保持す
べく、インバータ４及び第２のインバータ８を制御す
る。
【００５６】このように、第３の本実施例においては、
パルス期間の電圧が所定値になるように定電圧制御して
おき、この期間の電流値の検出値が基準値に一致するよ
うに平均電流を制御してアーク長をほぼ一定に保持す
る。
パルス期間の電圧が所定値になるように定電圧制御して
おき、この期間の電流値の検出値が基準値に一致するよ
うに平均電流を制御してアーク長をほぼ一定に保持す
る。
【００５７】第３の実施例において、極性比率設定器１
９により極性比率γを大きくすると、正極性期間設定器
１８により設定される正極性期間ＴENが増加する。ま
た、この極性比率γは同時にパルス電圧設定器２６にも
入力され、このパルス電圧設定器２６は極性比率γの増
加に対応してパルス電圧の設定値を小さくする。このよ
うに、極性比率γの増加に対応して、逆極性期間に印加
されるパルス電圧を減少させることにより適正アーク長
を保持することができる。
９により極性比率γを大きくすると、正極性期間設定器
１８により設定される正極性期間ＴENが増加する。ま
た、この極性比率γは同時にパルス電圧設定器２６にも
入力され、このパルス電圧設定器２６は極性比率γの増
加に対応してパルス電圧の設定値を小さくする。このよ
うに、極性比率γの増加に対応して、逆極性期間に印加
されるパルス電圧を減少させることにより適正アーク長
を保持することができる。
【００５８】
【発明の効果】本発明によれば、極性比率γに対応させ
てそのアーク電圧設定値を決めるから、極性比率γを調
整してワイヤ及び母材への入熱をコントロールする際に
アーク長を略一定に保持することができる。このため、
溶接継手の種類に対応して適正なワイヤ溶着量及び母材
溶け込み深さを安定した作業性で得ることができ、従来
溶け込み不良及びアンダーカット等により不可能であっ
た薄板の溶接及び高速溶接にもアーク溶接を適用できる
ようになる等、本願発明は多大の効果を奏する。
てそのアーク電圧設定値を決めるから、極性比率γを調
整してワイヤ及び母材への入熱をコントロールする際に
アーク長を略一定に保持することができる。このため、
溶接継手の種類に対応して適正なワイヤ溶着量及び母材
溶け込み深さを安定した作業性で得ることができ、従来
溶け込み不良及びアンダーカット等により不可能であっ
た薄板の溶接及び高速溶接にもアーク溶接を適用できる
ようになる等、本願発明は多大の効果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施例に係る両極性パルスアー
ク溶接装置を示すブロック図である。
ク溶接装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る両極性パルスアー
ク溶接装置を示すブロック図である。
ク溶接装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施例に係る両極性パルスアー
ク溶接装置を示すブロック図である。
ク溶接装置を示すブロック図である。
【図４】パルス波形の一例を示す波形図である。
【図５】パルス波形の他の例を示す波形図である。
【図６】パルス波形の更に他の例を示す波形図である。
１；商用周波数三相交流電源 ２；第１の整流器 ３；平滑用コンデンサ ４；第１のインバータ ８；第２のインバータ ９；ワイヤ １０；溶接母材 １１；電圧検出器 １２；電流検出器 １３；パルス電流設定器 １４；ベース電流設定器 １５；正極性電流設定器 １６；パルス期間設定器 １７；ベース期間設定器 １８；正極性期間設定器 １９；極性比率設定器 ２０；アーク電圧設定器 ２１；パルス波形選択回路 ２２；出力制御回路 ２３；極性制御回路 ２４；極性比率検出器 ２５；パルス電圧検出器 ２６；パルス電圧設定器 ２７；パルス電流検出器 ２８；パルス電流設定器
【手続補正書】
【提出日】平成４年２月２９日
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 両極性パルスアーク溶接方法及びその
装置
装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は消耗電極（以下、ワイヤ
という）と溶接母材（以下、母材という）との間に正極
性電流と逆極性パルス電流とを交互に印加して溶接を行
う両極性パルスアーク溶接装置に関する。
という）と溶接母材（以下、母材という）との間に正極
性電流と逆極性パルス電流とを交互に印加して溶接を行
う両極性パルスアーク溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】両極性パルスアーク溶接方法は、母材と
ワイヤとの間に、母材側の入熱が大きい逆極性パルス電
流と、ワイヤ側の熱量が多い正極性電流とを交互に印加
する。これにより、薄板の溶接に適した浅溶け込みとス
パッタが少ないスプレー移行との両立が図られる。
ワイヤとの間に、母材側の入熱が大きい逆極性パルス電
流と、ワイヤ側の熱量が多い正極性電流とを交互に印加
する。これにより、薄板の溶接に適した浅溶け込みとス
パッタが少ないスプレー移行との両立が図られる。
【０００３】例えば、図４に示すように、逆極性成分
は、臨界電流値以上のパルス電流ＩPとアークを維持す
る程度の電流値のベース電流ＩBとからなる。また、図
５に示す電流パターンは図４に示すものが正極性アーク
から逆極性アークに極性が反転する際に、溶接電流の変
化量が大きいため、そのときに発生する溶接音が大きい
という欠点を解消するものであ。このため、図５に示す
電流パターンにおいては、正極性アークから逆極性アー
クに反転する際に、逆極性ベース電流ＩBによるアーク
を発生させ、その後逆極性パルス電流ＩPによるアーク
を発生させ、その後再度逆極性ベース電流を通電した
後、正極性ベース電流ＩENに極性反転を行うようにして
ある（特開平1-150469号）。
は、臨界電流値以上のパルス電流ＩPとアークを維持す
る程度の電流値のベース電流ＩBとからなる。また、図
５に示す電流パターンは図４に示すものが正極性アーク
から逆極性アークに極性が反転する際に、溶接電流の変
化量が大きいため、そのときに発生する溶接音が大きい
という欠点を解消するものであ。このため、図５に示す
電流パターンにおいては、正極性アークから逆極性アー
クに反転する際に、逆極性ベース電流ＩBによるアーク
を発生させ、その後逆極性パルス電流ＩPによるアーク
を発生させ、その後再度逆極性ベース電流を通電した
後、正極性ベース電流ＩENに極性反転を行うようにして
ある（特開平1-150469号）。
【０００４】ところで、薄板の溶接の場合には、ワイヤ
に加える熱量と母材に加える熱量とを制御してワイヤの
溶融量と母材への溶け込み量とを調整できることが、高
速溶接及び溶け落ち防止を図るために必要である。この
ような要請に応えるため、逆極性成分と正極性成分とを
交互に印加する両極性パルスアーク溶接においては、ワ
イヤの溶融を促進する正極性電流と母材の入熱が大きい
逆極性電流との出力値及び／又は通電時間の比率（以
下、極性比率という）を可変として母材の溶け込みを調
節することが考えられる。
に加える熱量と母材に加える熱量とを制御してワイヤの
溶融量と母材への溶け込み量とを調整できることが、高
速溶接及び溶け落ち防止を図るために必要である。この
ような要請に応えるため、逆極性成分と正極性成分とを
交互に印加する両極性パルスアーク溶接においては、ワ
イヤの溶融を促進する正極性電流と母材の入熱が大きい
逆極性電流との出力値及び／又は通電時間の比率（以
下、極性比率という）を可変として母材の溶け込みを調
節することが考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、両極性
パルスアーク溶接において、極性比率を変えると、アー
クが安定しないという欠点がある。
パルスアーク溶接において、極性比率を変えると、アー
クが安定しないという欠点がある。
【０００６】逆極性パルスアーク溶接においては、図６
に示すように、逆極性パルス電流ＩPと逆極性ベース電
流ＩBとを交互に印加するが、定速度送給されるワイヤ
の送給速度とワイヤ溶融速度との整合を図るため、ワイ
ヤ送給速度に対応した所定の値に設定されたアーク電圧
設定値と、検出されたアーク電圧検出値とが一致するよ
うに、平均電流を増減してワイヤ溶融速度を制御してい
る。逆極性パルスアーク溶接においては、このようにし
てアーク電圧をほぼ一定値に保持して、アーク長を一定
に保持している。
に示すように、逆極性パルス電流ＩPと逆極性ベース電
流ＩBとを交互に印加するが、定速度送給されるワイヤ
の送給速度とワイヤ溶融速度との整合を図るため、ワイ
ヤ送給速度に対応した所定の値に設定されたアーク電圧
設定値と、検出されたアーク電圧検出値とが一致するよ
うに、平均電流を増減してワイヤ溶融速度を制御してい
る。逆極性パルスアーク溶接においては、このようにし
てアーク電圧をほぼ一定値に保持して、アーク長を一定
に保持している。
【０００７】しかしながら、このアーク長制御を両極性
パルスアーク溶接に適用しても、以下に示すように、種
々の欠点がある。
パルスアーク溶接に適用しても、以下に示すように、種
々の欠点がある。
【０００８】先ず、、母材への溶け込みを浅くするため
に、極性比率を大きくすると、アーク長が極めて長くな
る。逆に、極性比率を小さくすると、アーク長が著しく
短くなる。このようなアーク長の変動により、アンダー
カット及びスタッピング等の溶接欠陥が増大し、作業性
が劣化する。
に、極性比率を大きくすると、アーク長が極めて長くな
る。逆に、極性比率を小さくすると、アーク長が著しく
短くなる。このようなアーク長の変動により、アンダー
カット及びスタッピング等の溶接欠陥が増大し、作業性
が劣化する。
【０００９】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、極性比率を変更しても、アーク長の変動が
抑制され、安定してアークを形成することができ、従来
アーク長の変動のために適用できなかった継ぎ手にもア
ーク溶接を適用することを可能とする両極性パルスアー
ク溶接方法及び装置を提供することを目的とする。
のであって、極性比率を変更しても、アーク長の変動が
抑制され、安定してアークを形成することができ、従来
アーク長の変動のために適用できなかった継ぎ手にもア
ーク溶接を適用することを可能とする両極性パルスアー
ク溶接方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
【００１１】本発明に係る両極性パルスアーク溶接装置
は、消耗電極と溶接母材との間に正極性電流と逆極性パ
ルス電流とを交互に印加する電源手段と、この電源手段
に対して前記正極性電流によるエネルギ供給量Ｅｐと逆
極性電流によるエネルギ供給量Ｅｎとの比Ｅｐ／（Ｅｐ
＋Ｅｎ）（極性比率γ）を設定する極性比率設定手段
と、この極性比率設定手段にて設定された極性比率γに
基づいて前記電源手段に対してアーク電圧の設定値を出
力するアーク電圧設定手段とを有することを特徴とす
る。本発明に係る両極性パルスアーク溶接方法は、消耗
電極と溶接母材との間に正極性電流と逆極性パルス電流
とを交互に印加して溶接を行う両極性パルスアーク溶接
方法において、正極性電流によるエネルギ供給量Ｅｐと
逆極性電流によるエネルギ供給量Ｅｎとの比Ｅｐ／（Ｅ
ｐ＋Ｅｎ）（極性比率γ）に基づいてアーク電圧の設定
値を増減することを特徴とする。
は、消耗電極と溶接母材との間に正極性電流と逆極性パ
ルス電流とを交互に印加する電源手段と、この電源手段
に対して前記正極性電流によるエネルギ供給量Ｅｐと逆
極性電流によるエネルギ供給量Ｅｎとの比Ｅｐ／（Ｅｐ
＋Ｅｎ）（極性比率γ）を設定する極性比率設定手段
と、この極性比率設定手段にて設定された極性比率γに
基づいて前記電源手段に対してアーク電圧の設定値を出
力するアーク電圧設定手段とを有することを特徴とす
る。本発明に係る両極性パルスアーク溶接方法は、消耗
電極と溶接母材との間に正極性電流と逆極性パルス電流
とを交互に印加して溶接を行う両極性パルスアーク溶接
方法において、正極性電流によるエネルギ供給量Ｅｐと
逆極性電流によるエネルギ供給量Ｅｎとの比Ｅｐ／（Ｅ
ｐ＋Ｅｎ）（極性比率γ）に基づいてアーク電圧の設定
値を増減することを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明は、正極性電流によるエネルギ供給量Ｅ
ｐと逆極性電流によるエネルギ供給量Ｅｎとの比Ｅｐ／
（Ｅｐ＋Ｅｎ）（以下、極性比率γという）に基づいて
アーク電圧の設定値を決め、例えば、極性比率γが大き
くなると、アーク電圧の設定値を低く、極性比率γが小
さくなると、アーク電圧の設定値を高くする。これによ
り、極性比率γがいずれの場合でも、常に、適正な安定
したアーク長を得ることができる。
ｐと逆極性電流によるエネルギ供給量Ｅｎとの比Ｅｐ／
（Ｅｐ＋Ｅｎ）（以下、極性比率γという）に基づいて
アーク電圧の設定値を決め、例えば、極性比率γが大き
くなると、アーク電圧の設定値を低く、極性比率γが小
さくなると、アーク電圧の設定値を高くする。これによ
り、極性比率γがいずれの場合でも、常に、適正な安定
したアーク長を得ることができる。
【００１３】なお、エネルギ供給量Ｅｎとは、電流値及
び通電時間の積をいい、エネルギ供給量を変更するに
は、電流値及び通電時間の少なくとも一方を変更する。
び通電時間の積をいい、エネルギ供給量を変更するに
は、電流値及び通電時間の少なくとも一方を変更する。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して具体的に説明する。
を参照して具体的に説明する。
【００１５】図１は本発明の第１の実施例を示すブロッ
ク図である。先ず、パワー回路部系について説明する。
商用周波数の三相交流電源１に接続の第１の整流器２に
続き、平滑用コンデンサ３が接続されており、この整流
器２及び平滑コンデンサ３により、三相交流電源１の出
力が直流に整流される。
ク図である。先ず、パワー回路部系について説明する。
商用周波数の三相交流電源１に接続の第１の整流器２に
続き、平滑用コンデンサ３が接続されており、この整流
器２及び平滑コンデンサ３により、三相交流電源１の出
力が直流に整流される。
【００１６】この直流はスイッチング素子で構成された
第１のインバータ４に供給され、この第１のインバータ
４は入力の直流を高周波交流に変換する。この第１のイ
ンバータ４に接続のダウントランス５は入力される高周
波交流の電圧値を溶接に適する値に降圧する。このダウ
ントランス５の出力側に接続された第２の整流器６は出
力される高周波交流を再度直流に変換する。直流リアク
トル７は第２の整流器６で整流された直流出力を平滑す
る。そして、この平滑された直流出力は第２のインバー
タ８に入力され、比較的低周波の交流出力に変換して、
所定の速度で母材１０に向って定速送給のワイヤ９に印
加され、交流溶接がおこなわれる。なお、母材１０とワ
イヤ９との間には、電圧検出器１１が並列に接続されて
おり、直流リアクトル７と第２のインバータ８との間に
は、電流検出器１２が直列に接続されている。
第１のインバータ４に供給され、この第１のインバータ
４は入力の直流を高周波交流に変換する。この第１のイ
ンバータ４に接続のダウントランス５は入力される高周
波交流の電圧値を溶接に適する値に降圧する。このダウ
ントランス５の出力側に接続された第２の整流器６は出
力される高周波交流を再度直流に変換する。直流リアク
トル７は第２の整流器６で整流された直流出力を平滑す
る。そして、この平滑された直流出力は第２のインバー
タ８に入力され、比較的低周波の交流出力に変換して、
所定の速度で母材１０に向って定速送給のワイヤ９に印
加され、交流溶接がおこなわれる。なお、母材１０とワ
イヤ９との間には、電圧検出器１１が並列に接続されて
おり、直流リアクトル７と第２のインバータ８との間に
は、電流検出器１２が直列に接続されている。
【００１７】次に、制御回路部分について説明する。
【００１８】使用するワイヤの材質及び直径等に基づい
て、まず、逆極性期間での１パルス１溶滴移行に最適な
パルス成分のパルス電流Ｉpとその印加期間であるパル
ス期間Ｔpがパルス電流設定器１３及びパルス期間設定
器１６にて設定され、アークを維持するのに十分なベー
ス電流ＩBがベース電流設定器１４にて設定され、接続
のパルス波形選択回路１２に各設定値が出力される。
て、まず、逆極性期間での１パルス１溶滴移行に最適な
パルス成分のパルス電流Ｉpとその印加期間であるパル
ス期間Ｔpがパルス電流設定器１３及びパルス期間設定
器１６にて設定され、アークを維持するのに十分なベー
ス電流ＩBがベース電流設定器１４にて設定され、接続
のパルス波形選択回路１２に各設定値が出力される。
【００１９】また、正極性期間でのワイヤを溶融させる
正極性電流ＩENが正極性電流設定器１５にて設定され、
接続のパルス波形選択回路１２に出力される。
正極性電流ＩENが正極性電流設定器１５にて設定され、
接続のパルス波形選択回路１２に出力される。
【００２０】極性比率設定器１９では、極性比率が設定
される。この比率設定信号は接続の正極性期間設定器１
８及びアーク電圧設定器２０に入力される。正極性期間
設定器１８には、図示せぬが、パルス電流設定器１３及
びパルス期間設定器１６並びに正極性電流設定器１５に
て設定された逆極性パルス電流及び逆極性パルス期間の
設定値及び正極性電流の設定値も入力されており、正極
性期間設定器１８はこれらの設定信号から、前記極性比
率γを満足する正極性期間ＴENを下記数式１に従って算
出する。なお、溶接電源にマイコンを搭載すれば、前記
各データ間の関係を予め求めて集積したテーブルから前
記各データに基づいて所定の正極性期間を選択すること
もできる。
される。この比率設定信号は接続の正極性期間設定器１
８及びアーク電圧設定器２０に入力される。正極性期間
設定器１８には、図示せぬが、パルス電流設定器１３及
びパルス期間設定器１６並びに正極性電流設定器１５に
て設定された逆極性パルス電流及び逆極性パルス期間の
設定値及び正極性電流の設定値も入力されており、正極
性期間設定器１８はこれらの設定信号から、前記極性比
率γを満足する正極性期間ＴENを下記数式１に従って算
出する。なお、溶接電源にマイコンを搭載すれば、前記
各データ間の関係を予め求めて集積したテーブルから前
記各データに基づいて所定の正極性期間を選択すること
もできる。
【００２１】即ち、極性比率γは、正極性電流によるエ
ネルギ供給量Ｅｐと逆極性電流によるエネルギ供給量Ｅ
ｎとの比Ｅｐ／（Ｅｐ＋Ｅｎ）として定義される。そし
て、エネルギ量は電流Ｉと期間Ｔとの積ＩＴとして把握
され、極性比率γは、（ＩEN×ＴEN）／｛（ＩP×ＴP＋
ＩB×ＴB）＋（ＩEn×ＴEn）｝となる。なお、ＩENは正
極性電流値、ＴENは正極性期間、ＩPは逆極性 パルス電
流値、ＴPは逆極性パルス電流期間、ＩBは逆極性ベース
電流値、ＴBは 逆極性ベース電流期間である。但し、こ
の場合に、ベース電流値ＩB及びベース 電流期間ＴBは
ワイヤ９の溶融に殆ど影響を与えないので、このベース
電流期間を 無視すると、下記数式１が得られる。
ネルギ供給量Ｅｐと逆極性電流によるエネルギ供給量Ｅ
ｎとの比Ｅｐ／（Ｅｐ＋Ｅｎ）として定義される。そし
て、エネルギ量は電流Ｉと期間Ｔとの積ＩＴとして把握
され、極性比率γは、（ＩEN×ＴEN）／｛（ＩP×ＴP＋
ＩB×ＴB）＋（ＩEn×ＴEn）｝となる。なお、ＩENは正
極性電流値、ＴENは正極性期間、ＩPは逆極性 パルス電
流値、ＴPは逆極性パルス電流期間、ＩBは逆極性ベース
電流値、ＴBは 逆極性ベース電流期間である。但し、こ
の場合に、ベース電流値ＩB及びベース 電流期間ＴBは
ワイヤ９の溶融に殆ど影響を与えないので、このベース
電流期間を 無視すると、下記数式１が得られる。
【００２２】
【数１】 γ＝（ＩEN×ＴEN）／（ＩP×ＴP ＋ＩEN×ＴEN）
【００２３】この式において、パルス電流ＩP、パルス
期間ＴP、正極性電流ＩEN及び極性比率γは各設定器１
３，１６，１５，１９を介して設定するものであるか
ら、この数式１に基づいて正極性期間ＴENを一義的に決
定することができる。この正極性期間ＴENは、接続のパ
ルス波形選択回路２１に出力される。 アーク電圧設定
器２０には極性比率設定器１９からの比率設定信号が入
力され、この極性比率γに基づいて所定のアーク電圧設
定値ＶC を出力する。このアー ク電圧設定器２０は極性
比率γが大きくなると、アーク電圧設定値ＶC を小さく
し、逆に極性比率γが小さくなると、アーク電圧設定値
ＶC を大きくする。この 場合に、アーク電圧設定器２０
は極性比率γに比例するようにアーク電圧設定値の増減
値を決めてもよいし、極性比率γの関数としてアーク電
圧設定値を決めてもよい。
期間ＴP、正極性電流ＩEN及び極性比率γは各設定器１
３，１６，１５，１９を介して設定するものであるか
ら、この数式１に基づいて正極性期間ＴENを一義的に決
定することができる。この正極性期間ＴENは、接続のパ
ルス波形選択回路２１に出力される。 アーク電圧設定
器２０には極性比率設定器１９からの比率設定信号が入
力され、この極性比率γに基づいて所定のアーク電圧設
定値ＶC を出力する。このアー ク電圧設定器２０は極性
比率γが大きくなると、アーク電圧設定値ＶC を小さく
し、逆に極性比率γが小さくなると、アーク電圧設定値
ＶC を大きくする。この 場合に、アーク電圧設定器２０
は極性比率γに比例するようにアーク電圧設定値の増減
値を決めてもよいし、極性比率γの関数としてアーク電
圧設定値を決めてもよい。
【００２４】アーク電圧設定器２０から出力されたアー
ク電圧設定値ＶC はベース期間設定器１７に入力され
る。ベース期間設定器１７には、更に電圧検出器１１か
ら検出溶接電圧ＶB が入力されている。そして、このベ
ース期間設定器１７は検出溶接電圧ＶB の平均値Ｖ1と、
アーク電圧設定値ＶC とを比較し、両者が一致するよ う
に、ベース期間ＴBを決定する。このベース期間ＴBはパ
ルス波形選択回路２１に入力される。
ク電圧設定値ＶC はベース期間設定器１７に入力され
る。ベース期間設定器１７には、更に電圧検出器１１か
ら検出溶接電圧ＶB が入力されている。そして、このベ
ース期間設定器１７は検出溶接電圧ＶB の平均値Ｖ1と、
アーク電圧設定値ＶC とを比較し、両者が一致するよ う
に、ベース期間ＴBを決定する。このベース期間ＴBはパ
ルス波形選択回路２１に入力される。
【００２５】パルス波形選択回路２１は各電流設定器１
３，１４，１５の各電流設定信号と、パルス期間設定器
１６から入力のパルス期間設定信号と、ベース期間設定
器１７，正極性期間設定器１８から入力のベース期間Ｔ
B及び正極性期間ＴENの設定信号とを 入力して、パルス
電流ＩP、ベース電流ＩB及び正極性電流ＩENを経時的に
所定の期間、順次出力する。なお、この電流印加パター
ンは図４に示すものとか、図５に示すもの等があるが、
その他いずれのパターンでもよい。
３，１４，１５の各電流設定信号と、パルス期間設定器
１６から入力のパルス期間設定信号と、ベース期間設定
器１７，正極性期間設定器１８から入力のベース期間Ｔ
B及び正極性期間ＴENの設定信号とを 入力して、パルス
電流ＩP、ベース電流ＩB及び正極性電流ＩENを経時的に
所定の期間、順次出力する。なお、この電流印加パター
ンは図４に示すものとか、図５に示すもの等があるが、
その他いずれのパターンでもよい。
【００２６】パルス波形選択回路２１の出力は、接続の
出力制御回路２２に出力され、出力制御回路２２は電流
印加パターンの各期間に対する設定電流と入力する電流
検出器１２からの出力電流検出値とを比較して両者が一
致するように第１のインバータ４を駆動する。
出力制御回路２２に出力され、出力制御回路２２は電流
印加パターンの各期間に対する設定電流と入力する電流
検出器１２からの出力電流検出値とを比較して両者が一
致するように第１のインバータ４を駆動する。
【００２７】また、極性制御回路２３には、パルス波形
選択回路２１からパルス電流ＩP、ベース電流ＩB及び正
極性電流ＩENのどの電流が出力制御回路２２に出力され
ているかを示す電流選択信号が入力され、極性制御回路
２３は、第２のインバータ８を制御して所望の交流波形
を得る。即ち、極性制御回路２３は前記電流選択信号に
より、パルス電流ＩP又はベース電流ＩBが選択されてい
ると認識した場合には、ワイヤ９が正、母材１０が負に
なるように第２のインバータ８を駆動し、正極性電流Ｉ
ENが選択されていると認識した場合には、ワイヤ９が
負、母材１０が正になるように第２のインバータ８を駆
動する。
選択回路２１からパルス電流ＩP、ベース電流ＩB及び正
極性電流ＩENのどの電流が出力制御回路２２に出力され
ているかを示す電流選択信号が入力され、極性制御回路
２３は、第２のインバータ８を制御して所望の交流波形
を得る。即ち、極性制御回路２３は前記電流選択信号に
より、パルス電流ＩP又はベース電流ＩBが選択されてい
ると認識した場合には、ワイヤ９が正、母材１０が負に
なるように第２のインバータ８を駆動し、正極性電流Ｉ
ENが選択されていると認識した場合には、ワイヤ９が
負、母材１０が正になるように第２のインバータ８を駆
動する。
【００２８】次に、第１の本実施例の動作について説明
する。先ず、極性比率設定器１９に所望の極性比率γを
例えばボリューム設定する。また、各設定器１３，１
４，１５，１６にて使用するワイヤ径及び材質等に基づ
き、所定の電流値及び期間等を例えばボリューム設定す
る。そして、溶接が開始され、ワイヤ９と母材１０との
間にパルスアークが発生し、溶接が施工される。
する。先ず、極性比率設定器１９に所望の極性比率γを
例えばボリューム設定する。また、各設定器１３，１
４，１５，１６にて使用するワイヤ径及び材質等に基づ
き、所定の電流値及び期間等を例えばボリューム設定す
る。そして、溶接が開始され、ワイヤ９と母材１０との
間にパルスアークが発生し、溶接が施工される。
【００２９】そして、極性比率設定器１９において、設
定値を大きくすると、この比率設定信号が正極性期間設
定器１８に入力され、正極性期間設定器１８は正極性期
間ＴENを増加させる。これにより、極性比率γが増加す
る。同時に、この極性比率γがアーク電圧設定器２０に
も入力され、このアーク電圧設定器２０はアーク電圧の
設定値ＶC を小さくする 。このアーク電圧設定値ＶC は
ベース期間設定器１７に入力され、検出溶接電圧 の平
均値Ｖ1と比較し、平均値Ｖ1 が設定値に一致するよう
に、ベース期間ＴBを長くする。パルス波形選択回路２
１はこの新たに設定されたベース期間ＴBに基づいて第
１のインバータ４及び第２のインバータ８を駆動する。
これにより、正極性の比率が増加すると同時に、アーク
電圧の設定値が低下するので、ワイヤ９の燃え上がりを
抑制するよう平均電流を低下させてアーク長が一定に保
持される。
定値を大きくすると、この比率設定信号が正極性期間設
定器１８に入力され、正極性期間設定器１８は正極性期
間ＴENを増加させる。これにより、極性比率γが増加す
る。同時に、この極性比率γがアーク電圧設定器２０に
も入力され、このアーク電圧設定器２０はアーク電圧の
設定値ＶC を小さくする 。このアーク電圧設定値ＶC は
ベース期間設定器１７に入力され、検出溶接電圧 の平
均値Ｖ1と比較し、平均値Ｖ1 が設定値に一致するよう
に、ベース期間ＴBを長くする。パルス波形選択回路２
１はこの新たに設定されたベース期間ＴBに基づいて第
１のインバータ４及び第２のインバータ８を駆動する。
これにより、正極性の比率が増加すると同時に、アーク
電圧の設定値が低下するので、ワイヤ９の燃え上がりを
抑制するよう平均電流を低下させてアーク長が一定に保
持される。
【００３０】仮に、正極性期間ＴENのみが増加し、アー
ク電圧設定値ＶC を変化させずに検出溶接電圧ＶB の平均
値Ｖ1 が一定のままであるとすると、同一のアーク電圧
に対して は正極性のアーク長が長くなるので、アーク
長の平均値が著しく長くなってしまう。しかしながら、
第１の本実施例のように、アーク 電圧設定値ＶC を小さ
くすることにより、設定された極性比率γに適したアー
ク 電圧になり、ベース期間ＴBを長くして平均電流が抑
制されてワイヤの燃え上がりが抑制される。これによ
り、アーク長がほぼ一定に維持される。
ク電圧設定値ＶC を変化させずに検出溶接電圧ＶB の平均
値Ｖ1 が一定のままであるとすると、同一のアーク電圧
に対して は正極性のアーク長が長くなるので、アーク
長の平均値が著しく長くなってしまう。しかしながら、
第１の本実施例のように、アーク 電圧設定値ＶC を小さ
くすることにより、設定された極性比率γに適したアー
ク 電圧になり、ベース期間ＴBを長くして平均電流が抑
制されてワイヤの燃え上がりが抑制される。これによ
り、アーク長がほぼ一定に維持される。
【００３１】また、逆に、極性比率設定器１９に設定す
る極性比率γを小さくすると、正極性期間設定器１８が
設定する正極性期間ＴENが短くなり、極性比率γが減少
する。同様に、この極性比率γは極性比率設定器１９か
らアーク電圧設定器２０にも入力され、アーク電圧設定
器２０はこの極性比率γの変化に対応してアーク電圧設
定値ＶC を大きくする。これにより、検出溶接電圧の平
均値Ｖ1 がアーク電圧設定値ＶC に一値するように、ベー
ス期間ＴBを短くして平均電流を増加させる。その結
果、アーク長の過剰な減少を防止し、アーク長をほぼ一
定に保持する。
る極性比率γを小さくすると、正極性期間設定器１８が
設定する正極性期間ＴENが短くなり、極性比率γが減少
する。同様に、この極性比率γは極性比率設定器１９か
らアーク電圧設定器２０にも入力され、アーク電圧設定
器２０はこの極性比率γの変化に対応してアーク電圧設
定値ＶC を大きくする。これにより、検出溶接電圧の平
均値Ｖ1 がアーク電圧設定値ＶC に一値するように、ベー
ス期間ＴBを短くして平均電流を増加させる。その結
果、アーク長の過剰な減少を防止し、アーク長をほぼ一
定に保持する。
【００３２】上述の如く、極性比率γに対応させてアー
ク電圧設定値ＶC を変更することにより、アーク長を一
定に保持することができ、母材１０への溶け込み量の変
更に伴い従来発生していた作業性の劣化及び溶接欠陥を
防止することができる。
ク電圧設定値ＶC を変更することにより、アーク長を一
定に保持することができ、母材１０への溶け込み量の変
更に伴い従来発生していた作業性の劣化及び溶接欠陥を
防止することができる。
【００３３】第１の実施例においては、極性比率γを前
記数式１のように正極性電流ＩEN とパルス電流ＩP との
電流値及び通電時間の積の比により定義したが、出力電
流値の比率ＩEN／ＩP又は通電時間の比率ＴEN／ＴPのよ
うに電流比率又は通電時間比率の一方を極性比率γとし
て定義し、この比率に応じてアーク電圧の設定値を変更
することとしてもよい。電流値又は通電時間の一方を極
性比率γに考慮しないため、多少の精度の劣化が考えら
れるが、この場合でも、実質上、アーク長を一定に保持
することができる。
記数式１のように正極性電流ＩEN とパルス電流ＩP との
電流値及び通電時間の積の比により定義したが、出力電
流値の比率ＩEN／ＩP又は通電時間の比率ＴEN／ＴPのよ
うに電流比率又は通電時間比率の一方を極性比率γとし
て定義し、この比率に応じてアーク電圧の設定値を変更
することとしてもよい。電流値又は通電時間の一方を極
性比率γに考慮しないため、多少の精度の劣化が考えら
れるが、この場合でも、実質上、アーク長を一定に保持
することができる。
【００３４】また、第１の実施例では、極性比率γの変
更のために、正極性電流ＩENを一定にして正極性期間Ｔ
ENを可変としたが、正極性期間ＴENを固定にして 正極
性電流ＩENを可変とするか、又は双方を可変としてもよ
い。
更のために、正極性電流ＩENを一定にして正極性期間Ｔ
ENを可変としたが、正極性期間ＴENを固定にして 正極
性電流ＩENを可変とするか、又は双方を可変としてもよ
い。
【００３５】更に、第１の実施例においては、パルス期
間ＴP，ベース期間ＴB，及び正極性期間ＴENにおける出
力は定電流特性としているが、１つ以上の期間におい
て、これを定電圧特性としてもよく、この場合もアーク
電圧平均値ＶC がその設定値 と一致するように制御すれ
ば、アーク長をほぼ一定に保持することができる。
間ＴP，ベース期間ＴB，及び正極性期間ＴENにおける出
力は定電流特性としているが、１つ以上の期間におい
て、これを定電圧特性としてもよく、この場合もアーク
電圧平均値ＶC がその設定値 と一致するように制御すれ
ば、アーク長をほぼ一定に保持することができる。
【００３６】一方、第１の実施例では、ベース期間ＴB
を除外して極性比率γを定義したが、より一層正確な極
性比率γをアーク電圧設定値ＶC に反映させるために、
以 下に示すように、ベース期間ＴBも極性比率γの定義
に導入してもよい。
を除外して極性比率γを定義したが、より一層正確な極
性比率γをアーク電圧設定値ＶC に反映させるために、
以 下に示すように、ベース期間ＴBも極性比率γの定義
に導入してもよい。
【００３７】ここで、第１の実施例においては、ワイヤ
送給速度が一定の場合の各構成並びに動作について述べ
たが、ワイヤ送給速度を変更する場合で、ワイヤ送給速
度の増加と共に、適正なアーク電圧設定値ＶCも増加さ
せる必要がある。この場合に、アーク電圧設定器２０に
は極性比率設定器１９からの比率信号の他に、図１では
図示されていないが、ワイヤ送給速度の信号が入力され
る。
送給速度が一定の場合の各構成並びに動作について述べ
たが、ワイヤ送給速度を変更する場合で、ワイヤ送給速
度の増加と共に、適正なアーク電圧設定値ＶCも増加さ
せる必要がある。この場合に、アーク電圧設定器２０に
は極性比率設定器１９からの比率信号の他に、図１では
図示されていないが、ワイヤ送給速度の信号が入力され
る。
【００３８】次に、本発明における第２の実施例につい
て説明する。
て説明する。
【００３９】第２の実施例を示す図２は、前述の第１の
実施例の図１における制御回路部分に該当するもので、
他のパワー回路部分は、図１と同様であるので、図２に
図示していない。
実施例の図１における制御回路部分に該当するもので、
他のパワー回路部分は、図１と同様であるので、図２に
図示していない。
【００４０】また、図２の制御回路部分で第１の実施例
と同一符号を付したものについては、その詳細な説明は
省略する。
と同一符号を付したものについては、その詳細な説明は
省略する。
【００４１】図２にて、極性比率設定器１９の比率設定
信号は接続の正極性期間設定器１８にのみ入力される。
また、電圧検出器１１の出力はベース期間設定器１７の
ほかに、第２の実施例で新たに追加された極性判定器２
９に入力される。この極性判定器２９は、検出溶接電圧
ＶSが正か負か、すなわち、正極性出力か逆極性出力か
を判定して正極性出力の時は“Ｈ”、逆極性出力の時は
“Ｌ”の極性信号を比率検出器２４に出力する。電流検
出器１２の出力は出力制御回路２２のほかに、第２の実
施例で新たに追加された比率検出器２４にも入力され
る。
信号は接続の正極性期間設定器１８にのみ入力される。
また、電圧検出器１１の出力はベース期間設定器１７の
ほかに、第２の実施例で新たに追加された極性判定器２
９に入力される。この極性判定器２９は、検出溶接電圧
ＶSが正か負か、すなわち、正極性出力か逆極性出力か
を判定して正極性出力の時は“Ｈ”、逆極性出力の時は
“Ｌ”の極性信号を比率検出器２４に出力する。電流検
出器１２の出力は出力制御回路２２のほかに、第２の実
施例で新たに追加された比率検出器２４にも入力され
る。
【００４２】比率検出器２４は電流検出器１２及び電圧
検出器１１の電流検出値及び検出溶接電圧ＶB を入力し
て、その入力値から実際の極性比率γf を下記数式２か
ら算出する。
検出器１１の電流検出値及び検出溶接電圧ＶB を入力し
て、その入力値から実際の極性比率γf を下記数式２か
ら算出する。
【００４３】
【数２】γf ＝（ＩEN×ＴEN）／（ＩP×ＴP＋ＩB×ＴB）
【００４４】比率検出器２４は実際の極性比率γf をア
ーク電圧設定器２０に出力する。このアーク電圧設定器
２０はこの実際の極性比率γf を基に、所定のアーク電
圧設定値ＶC を求め、これをパルス波形選択回路２１に
出力する。
ーク電圧設定器２０に出力する。このアーク電圧設定器
２０はこの実際の極性比率γf を基に、所定のアーク電
圧設定値ＶC を求め、これをパルス波形選択回路２１に
出力する。
【００４５】第２の実施例においては、極性比率設定器
１９の設定極性比率γになるように正極性期間設定器１
８が正極性期間ＴENを求め、これをパルス波形選択回路
２１に出力する。これにより、正極性期間ＴENは他の設
定値と共に、パルス波形選択回路２１におけるパルス波
形の制御に供される。
１９の設定極性比率γになるように正極性期間設定器１
８が正極性期間ＴENを求め、これをパルス波形選択回路
２１に出力する。これにより、正極性期間ＴENは他の設
定値と共に、パルス波形選択回路２１におけるパルス波
形の制御に供される。
【００４６】いま、極性比率設定器１９の設定値を大き
くすると、正極性期間ＴENが増加し、その結果、ワイヤ
９と溶接母材１０との間に印加されている溶接電流の極
性比率γf が増加する。そうすると、この溶接電流の極
性比率γf の増加は極性判定器２９及び電流検出器１２
の電流検出値を基に比率検出器２４にて検出される。こ
の比率検出器２４により検出された極性比率γf の増加
に応じて、アーク電圧設定器２０はアーク電圧設定値Ｖ
C を小さくする。そうすると、ベース期間設定器１７は
電圧検出器１１の検出溶接電圧ＶS の平均値Ｖ1 と、アー
ク電圧設定値ＶC とを比較し、両者が一致するように、
ベース電流期間ＴBを大きくする。その設定信号を受け
て、 パルス波形選択回路２１が、ベース電流期間ＴBが
長くなるように、出力制御回路２２を介して第１のイン
バータ４を駆動し、極性制御回路２３を介して第２のイ
ンバータ８を駆動する。これにより、平均電流が抑制さ
れて、アークの燃え上がりが抑制され、アーク長がほぼ
一定に保持される。
くすると、正極性期間ＴENが増加し、その結果、ワイヤ
９と溶接母材１０との間に印加されている溶接電流の極
性比率γf が増加する。そうすると、この溶接電流の極
性比率γf の増加は極性判定器２９及び電流検出器１２
の電流検出値を基に比率検出器２４にて検出される。こ
の比率検出器２４により検出された極性比率γf の増加
に応じて、アーク電圧設定器２０はアーク電圧設定値Ｖ
C を小さくする。そうすると、ベース期間設定器１７は
電圧検出器１１の検出溶接電圧ＶS の平均値Ｖ1 と、アー
ク電圧設定値ＶC とを比較し、両者が一致するように、
ベース電流期間ＴBを大きくする。その設定信号を受け
て、 パルス波形選択回路２１が、ベース電流期間ＴBが
長くなるように、出力制御回路２２を介して第１のイン
バータ４を駆動し、極性制御回路２３を介して第２のイ
ンバータ８を駆動する。これにより、平均電流が抑制さ
れて、アークの燃え上がりが抑制され、アーク長がほぼ
一定に保持される。
【００４７】この場合に、アーク長制御のために、ベー
ス期間ＴBが変動する。これにより、例えば、ベース期
間ＴBが短くなると、極性比率γf が多少増加し、アーク
長が若干長くなる。しかし、比率検出器２４により実際
の極性比率γf が時々刻々と検出されており、この検出
結果に基づいてアーク電圧設定器２０によりアーク電圧
設定値ＶC が調整され、前述の如く極性比率γf が増加し
た場合にはアーク電圧設定値ＶC が小さくなるように調
整される。即ち、常に、実際の極性比率γf の検出値に
基づいて決められるアーク電圧設定値ＶC と、実際のア
ーク電圧の溶接電圧ＶS の平均値Ｖ1 とがベース期間設定
器１７にて比較され、これらが一致するように ベース
期間ＴBが設定される。従って、アーク長の制御時にベ
ース期間ＴBが変動しても、この変動が次第に収斂さ
れ、極性比率γに対応する適切なアーク電圧にバランス
する。
ス期間ＴBが変動する。これにより、例えば、ベース期
間ＴBが短くなると、極性比率γf が多少増加し、アーク
長が若干長くなる。しかし、比率検出器２４により実際
の極性比率γf が時々刻々と検出されており、この検出
結果に基づいてアーク電圧設定器２０によりアーク電圧
設定値ＶC が調整され、前述の如く極性比率γf が増加し
た場合にはアーク電圧設定値ＶC が小さくなるように調
整される。即ち、常に、実際の極性比率γf の検出値に
基づいて決められるアーク電圧設定値ＶC と、実際のア
ーク電圧の溶接電圧ＶS の平均値Ｖ1 とがベース期間設定
器１７にて比較され、これらが一致するように ベース
期間ＴBが設定される。従って、アーク長の制御時にベ
ース期間ＴBが変動しても、この変動が次第に収斂さ
れ、極性比率γに対応する適切なアーク電圧にバランス
する。
【００４８】このようにベース期間ＴBも含むように極
性比率γを定義することによって、極性比率γに対応す
るアーク電圧設定値ＶC をより高精度で決定することが
で き、安定したアーク長を得ることができる。
性比率γを定義することによって、極性比率γに対応す
るアーク電圧設定値ＶC をより高精度で決定することが
で き、安定したアーク長を得ることができる。
【００４９】上記第１及び第２の実施例においては、ア
ーク長制御のためにベース期間ＴBを可変としたが、ワ
イヤ９の溶融速度を調整するためには、他のパラメータ
ＩP， ＴP，ＩB，ＴB，ＩEN，ＴENのうちのいずれか１
つ又はその組み合わせのパラメ ータを変更して平均電
流を増減することができる。しかしながら、ＩP，ＴPは
スプレー移行のためのエネルギを確保する必要があり、
その値の可変範囲には制約がある。また、ＩP，ＴP，Ｉ
EN，ＴENは母材１０への入熱コントロールの点で重要な
パラメータであり、母材１０の溶け込み深さの変動を防
止するために過剰な調整は困難である。このため、ベー
ス期間ＴB及び／又はベース電流ＩBを可変としてアーク
長制御を行うことが実際上好ましい。
ーク長制御のためにベース期間ＴBを可変としたが、ワ
イヤ９の溶融速度を調整するためには、他のパラメータ
ＩP， ＴP，ＩB，ＴB，ＩEN，ＴENのうちのいずれか１
つ又はその組み合わせのパラメ ータを変更して平均電
流を増減することができる。しかしながら、ＩP，ＴPは
スプレー移行のためのエネルギを確保する必要があり、
その値の可変範囲には制約がある。また、ＩP，ＴP，Ｉ
EN，ＴENは母材１０への入熱コントロールの点で重要な
パラメータであり、母材１０の溶け込み深さの変動を防
止するために過剰な調整は困難である。このため、ベー
ス期間ＴB及び／又はベース電流ＩBを可変としてアーク
長制御を行うことが実際上好ましい。
【００５０】次に、上記第１及び第２の実施例と異なる
形態での本発明における第３の実施例について説明す
る。
形態での本発明における第３の実施例について説明す
る。
【００５１】図３はこの第３の実施例を示し、第２の実
施例の図２における制御回路部分に該当するもので、第
２の実施例と同じく、パワー回路部分は第１の実施例と
同様であるので図示していない。
施例の図２における制御回路部分に該当するもので、第
２の実施例と同じく、パワー回路部分は第１の実施例と
同様であるので図示していない。
【００５２】また、図３の制御回路部分で第２の実施例
と同一符号を付したものについては、その詳細な説明は
省略する。極性比率設定器１９の極性比率設定値は正極
性期間設定器１８のほかに、パルス電圧設定器２６にも
与えられる。このパルス電圧設定器２６は極性比率設定
器１９から入力された極性比率設定値に基づき、極性比
率γに応じたパルス電圧設定値ＶP を出力する。一方、
パルス電圧検出器２５には電圧検出器１１の出力が入力
され、パルス電圧検出器２５はパルス期間の電圧を検出
してこれをパルス電圧検出値Ｖpf として出力する。パル
ス電流制御回路１３ａはこのパルス電圧検出値Ｖpf と前
記パルス電圧設定値ＶP とを比較し、検出値が設定値に
一致するように、パルス電流ＩP の設定値を求め、これ
をパルス波形選択回路２１に出力する。
と同一符号を付したものについては、その詳細な説明は
省略する。極性比率設定器１９の極性比率設定値は正極
性期間設定器１８のほかに、パルス電圧設定器２６にも
与えられる。このパルス電圧設定器２６は極性比率設定
器１９から入力された極性比率設定値に基づき、極性比
率γに応じたパルス電圧設定値ＶP を出力する。一方、
パルス電圧検出器２５には電圧検出器１１の出力が入力
され、パルス電圧検出器２５はパルス期間の電圧を検出
してこれをパルス電圧検出値Ｖpf として出力する。パル
ス電流制御回路１３ａはこのパルス電圧検出値Ｖpf と前
記パルス電圧設定値ＶP とを比較し、検出値が設定値に
一致するように、パルス電流ＩP の設定値を求め、これ
をパルス波形選択回路２１に出力する。
【００５３】次に、パルス電流検出器２７は電流検出器
１２から電流検出値が入力され、ピーク期間の平均パル
ス電流値を検出し、この平均パルス電流検出値ｉpfをベ
ース期間設定器１７ａに出力する。パルス電流設定器２
８はスプレー移行に適したパルス電流ＩP の基準値ｉpr
を設定し、これを出力する。ベース期間設定器１７ａは
このパルス電流ＩP の検出値ｉpfと前記基準値ｉprとを
比較し、両者が一致するようにベース期間ＴB を決定
し、これをパルス波形選択回路２１に出力する。
１２から電流検出値が入力され、ピーク期間の平均パル
ス電流値を検出し、この平均パルス電流検出値ｉpfをベ
ース期間設定器１７ａに出力する。パルス電流設定器２
８はスプレー移行に適したパルス電流ＩP の基準値ｉpr
を設定し、これを出力する。ベース期間設定器１７ａは
このパルス電流ＩP の検出値ｉpfと前記基準値ｉprとを
比較し、両者が一致するようにベース期間ＴB を決定
し、これをパルス波形選択回路２１に出力する。
【００５４】このように構成された第３の実施例装置の
動作について説明する。第３の実施例においては、パル
ス期間は定電圧特性であり、その他の期間は定電流特性
の外部特性をもつ出力が得られる。即ち、第３の実施例
のアーク長制御において、手ぶれ等の何らかの外乱によ
りアーク長が長くなったとすると、パルス電圧は定電圧
特性であるため、アーク長が長くなると抵抗が増大し、
パルス電流ＩP が小さくなる。このパルス電流ＩP の減少
がパルス電流検出器２７により検出され、ベース期間設
定器１７ａにてパルス電流ＩP の検出値ｉpfがその基準
値ｉprと比較され、ベース期間設定器１７ａはベース期
間ＴBを大きくする。これにより、平均電流が減少して
ワイ ヤ９の溶融速度が低下し、アーク長が短くなる。
アーク長が短くなると、アークの抵抗が減少し、パルス
電流ＩP が増加する。そして、パルス電流検出器２７の
出力であるパルス電流検出値ｉpfがパルス電流設定器２
８にて設定されたパルス電流基準値ｉprに一致するま
で、ベース期間設定器１７ａがその出力であるベース期
間ＴBを調整し、パルス波形選択回路２１及び出力制御
回路２２がアーク長を一定に保持すべく、インバータ４
及び第２のインバータ８を制御する。
動作について説明する。第３の実施例においては、パル
ス期間は定電圧特性であり、その他の期間は定電流特性
の外部特性をもつ出力が得られる。即ち、第３の実施例
のアーク長制御において、手ぶれ等の何らかの外乱によ
りアーク長が長くなったとすると、パルス電圧は定電圧
特性であるため、アーク長が長くなると抵抗が増大し、
パルス電流ＩP が小さくなる。このパルス電流ＩP の減少
がパルス電流検出器２７により検出され、ベース期間設
定器１７ａにてパルス電流ＩP の検出値ｉpfがその基準
値ｉprと比較され、ベース期間設定器１７ａはベース期
間ＴBを大きくする。これにより、平均電流が減少して
ワイ ヤ９の溶融速度が低下し、アーク長が短くなる。
アーク長が短くなると、アークの抵抗が減少し、パルス
電流ＩP が増加する。そして、パルス電流検出器２７の
出力であるパルス電流検出値ｉpfがパルス電流設定器２
８にて設定されたパルス電流基準値ｉprに一致するま
で、ベース期間設定器１７ａがその出力であるベース期
間ＴBを調整し、パルス波形選択回路２１及び出力制御
回路２２がアーク長を一定に保持すべく、インバータ４
及び第２のインバータ８を制御する。
【００５５】このように、第３の本実施例においては、
パルス期間の電圧が所定値になるように定電圧制御して
おき、この期間の電流値の検出値が基準値に一致するよ
うに平均電流を制御してアーク長をほぼ一定に保持す
る。
パルス期間の電圧が所定値になるように定電圧制御して
おき、この期間の電流値の検出値が基準値に一致するよ
うに平均電流を制御してアーク長をほぼ一定に保持す
る。
【００５６】第３の実施例において、極性比率設定器１
９により極性比率γを大きくすると、正極性期間設定器
１８により設定される正極性期間ＴENが増加する。ま
た、この極性比率γは同時にパルス電圧設定器２６にも
入力され、このパルス電圧設定器２６は極性比率γの増
加に対応してパルス電圧の設定値ＶP を小さくする。こ
のように、極性比率γの増加に対応して、逆極性期間に
印加されるパルス電圧を減少させることにより適正アー
ク長を保持することができる。
９により極性比率γを大きくすると、正極性期間設定器
１８により設定される正極性期間ＴENが増加する。ま
た、この極性比率γは同時にパルス電圧設定器２６にも
入力され、このパルス電圧設定器２６は極性比率γの増
加に対応してパルス電圧の設定値ＶP を小さくする。こ
のように、極性比率γの増加に対応して、逆極性期間に
印加されるパルス電圧を減少させることにより適正アー
ク長を保持することができる。
【００５７】
【発明の効果】本発明によれば、極性比率γに対応させ
てそのアーク電圧設定値ＶC を決めるから、極性比率γ
を調整してワイヤ９及び母材１０への入熱をコントロー
ルする際にアーク長を略一定に保持することができる。
このため、溶接継手の種類に対応して適正なワイヤ溶着
量及び母材溶け込み深さを安定した作業性で得ることが
でき、従来溶け込み不良及びアンダーカット等により不
可能であった薄板の溶接及び高速溶接にもアーク溶接を
適用できるようになる等、本願発明は多大の効果を奏す
る。
てそのアーク電圧設定値ＶC を決めるから、極性比率γ
を調整してワイヤ９及び母材１０への入熱をコントロー
ルする際にアーク長を略一定に保持することができる。
このため、溶接継手の種類に対応して適正なワイヤ溶着
量及び母材溶け込み深さを安定した作業性で得ることが
でき、従来溶け込み不良及びアンダーカット等により不
可能であった薄板の溶接及び高速溶接にもアーク溶接を
適用できるようになる等、本願発明は多大の効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る両極性パルスアー
ク溶接装置を示すブロック図である。
ク溶接装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る両極性パルスアー
ク溶接装置を示すブロック図である。
ク溶接装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施例に係る両極性パルスアー
ク溶接装置を示すブロック図である。
ク溶接装置を示すブロック図である。
【図４】両極性パルス波形の一例を示す波形図である。
【図５】両極性パルス波形の他の例を示す波形図であ
る。
る。
【図６】直流逆極性パルス波形の例を示す波形図であ
る。
る。
【符号の説明】 １；商用周波数三相交流電源 ２；第１の整流器 ３；平滑用コンデンサ ４；第１のインバータ ８；第２のインバータ ９；ワイヤ １０；溶接母材 １１；電圧検出器 １２；電流検出器 １３；パルス電流設定器 １４；ベース電流設定器 １５；正極性電流設定器 １６；パルス期間設定器 １７；ベース期間設定器 １８；正極性期間設定器 １９；極性比率設定器 ２０；アーク電圧設定器 ２１；パルス波形選択回路 ２２；出力制御回路 ２３；極性制御回路 ２４；極性比率検出器 ２５；パルス電圧検出器 ２６；パルス電圧設定器 ２７；パルス電流検出器 ２８；パルス電流設定器２９；極性判定器
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
Claims (2)
- 【請求項１】 消耗電極と溶接母材との間に正極性電流
と逆極性パルス電流とを交互に印加して溶接を行う両極
性パルスアーク溶接装置において、正極性電流によるエ
ネルギ供給量Ｅｐと逆極性電流によるエネルギ供給量Ｅ
ｎとの比Ｅｐ／Ｅｎ（極性比率γ）に基づいてアーク電
圧の設定値を決めることを特徴とする両極性パルスアー
ク溶接装置。 - 【請求項２】 消耗電極と溶接母材との間に正極性電流
と逆極性パルス電流とを交互に印加する電源手段と、こ
の電源手段に対して前記正極性電流によるエネルギ供給
量Ｅｐと逆極性電流によるエネルギ供給量Ｅｎとの比Ｅ
ｐ／Ｅｎ（極性比率γ）を設定する極性比率設定手段
と、この極性比率設定手段にて設定された極性比率γに
基づいて前記電源手段に対してアーク電圧の設定値を出
力するアーク電圧設定手段とを有することを特徴とする
両極性パルスアーク溶接装置。
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|---|---|---|---|
| JP03335337A JP3117513B2 (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 両極性パルスアーク溶接装置 |
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| JP03335337A JP3117513B2 (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 両極性パルスアーク溶接装置 |
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| JP (1) | JP3117513B2 (ja) |
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-
1991
- 1991-12-18 JP JP03335337A patent/JP3117513B2/ja not_active Expired - Fee Related
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