JPH07116839A - 消耗電極式直流アーク溶接機 - Google Patents
消耗電極式直流アーク溶接機Info
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- JPH07116839A JPH07116839A JP5288679A JP28867993A JPH07116839A JP H07116839 A JPH07116839 A JP H07116839A JP 5288679 A JP5288679 A JP 5288679A JP 28867993 A JP28867993 A JP 28867993A JP H07116839 A JPH07116839 A JP H07116839A
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- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
- B23K9/0956—Monitoring or automatic control of welding parameters using sensing means, e.g. optical
Abstract
(57)【要約】
【目的】 短絡時の出力電流を低減してスパッタの発生
を抑え、しかもアーク遷移時の出力電流の不足を防止し
て溶接不良の発生を防止する。 【構成】 インバータ４の出力に設けた出力変圧器７の
３次巻線７ｃの出力電圧を検知し、整流器２９により整
流してその電圧信号Ｓｖを形成し、この信号Ｓｖと基準
電圧Ｓｒとの差を検知し、その差に基づいてインバータ
を制御して平均値的出力電圧を一定に維持する手段を具
備する消耗電極式直流アーク溶接機に、溶接負荷に流れ
る電流を電流検知器３６により検知し、この検知信号を
微分回路３５により微分した補正信号Ｓｘを上記基準信
号から減ずる手段が設けられる。
を抑え、しかもアーク遷移時の出力電流の不足を防止し
て溶接不良の発生を防止する。 【構成】 インバータ４の出力に設けた出力変圧器７の
３次巻線７ｃの出力電圧を検知し、整流器２９により整
流してその電圧信号Ｓｖを形成し、この信号Ｓｖと基準
電圧Ｓｒとの差を検知し、その差に基づいてインバータ
を制御して平均値的出力電圧を一定に維持する手段を具
備する消耗電極式直流アーク溶接機に、溶接負荷に流れ
る電流を電流検知器３６により検知し、この検知信号を
微分回路３５により微分した補正信号Ｓｘを上記基準信
号から減ずる手段が設けられる。
Description
【０００１】
【０００２】この発明は消耗電極式直流アーク溶接機に
関し、特にインバータ制御型の直流アーク溶接機に関す
る。
関し、特にインバータ制御型の直流アーク溶接機に関す
る。
【０００３】
【従来の技術】インバータ制御型の直流アーク溶接機
は、商用電源の交流電力を入力整流器で整流し、その直
流出力を半導体スイッチング素子で構成されたインバー
タにより高周波の交流電力に変換し、これを出力変圧器
で適当に降圧した後、再度整流して溶接用の直流電力を
得るようになっている。この型の溶接機は、大重量の入
力変圧器を要せず、インバータの出力周波数を高くする
ことにより、出力変圧器を小型化できるので、装置が小
型軽量化される上、出力電圧と所定の基準電圧の差を制
御電圧としてインバータのスイッチングを制御すること
により、出力電圧を効率よく安定化し得るという利点を
有する。
は、商用電源の交流電力を入力整流器で整流し、その直
流出力を半導体スイッチング素子で構成されたインバー
タにより高周波の交流電力に変換し、これを出力変圧器
で適当に降圧した後、再度整流して溶接用の直流電力を
得るようになっている。この型の溶接機は、大重量の入
力変圧器を要せず、インバータの出力周波数を高くする
ことにより、出力変圧器を小型化できるので、装置が小
型軽量化される上、出力電圧と所定の基準電圧の差を制
御電圧としてインバータのスイッチングを制御すること
により、出力電圧を効率よく安定化し得るという利点を
有する。
【０００４】ＣＯ２溶接、ＭＡＧ溶接、ＭＩＧ溶接等の
消耗電極式の直流アーク溶接機は、連続的に供給される
溶接用電極ワイヤと被溶接母材から形成される溶接負荷
に、溶接機から上記のような定電圧化された直流電力を
供給し、母材に短絡された電極ワイヤをその母材から引
き離してアークを形成し、以後同様に短絡とアークを繰
り返すことによって行われるが、溶接負荷に供給される
電流が短絡時に過大になると不都合なスパッタを生成す
る。このスパッタを制御するために、通常は溶接機の出
力側に大型の直流リアクトルを設けて負荷電流の急増を
防止しているが、これが溶接機の小型軽量化を妨げるこ
とになる。
消耗電極式の直流アーク溶接機は、連続的に供給される
溶接用電極ワイヤと被溶接母材から形成される溶接負荷
に、溶接機から上記のような定電圧化された直流電力を
供給し、母材に短絡された電極ワイヤをその母材から引
き離してアークを形成し、以後同様に短絡とアークを繰
り返すことによって行われるが、溶接負荷に供給される
電流が短絡時に過大になると不都合なスパッタを生成す
る。このスパッタを制御するために、通常は溶接機の出
力側に大型の直流リアクトルを設けて負荷電流の急増を
防止しているが、これが溶接機の小型軽量化を妨げるこ
とになる。
【０００５】本願発明者等は、先願の特願平４−８２６
７５号により、この無用のスパッタを防止する手段を提
案した。即ち、図６（ａ）のように変化する溶接機の出
力電圧Ｖから短絡期間Ｔｓを検知し、この期間中図６
（ｂ）のように上記の基準電圧Ｓｒを所定量Ｓｎだけ引
き下げる。その期間中、上記インバータの出力電圧を引
き下げ、これによって図６（ｃ）のように出力電流を低
減してスパッタを制御する。又、アーク期間Ｔａの初期
において出力電流の回復が遅れ、溶接負荷の給熱不足を
生じて、図７に示すように溶接部Ａが母材Ｂから急峻に
盛り上がり、このため、溶接領域が狭くなって溶接部の
機械的強度が低くなる。この溶接不良を防止するために
アーク期間Ｔａの初期を図６（ｂ）に示すように基準電
圧Ｓｒを所定ＳＰだけ立ち上げ、さらにＳＰを徐々に低
下させる。そしてこの期間、上記のインバータの出力電
圧を引き上げたのち、徐々に低下させて、図６（ｃ）に
示すように出力電流を上昇させて溶接負荷への給熱不足
を防止し、溶接部の急激な盛り上がりを防止し、溶接部
の機械的強度の低下を防いでいる。
７５号により、この無用のスパッタを防止する手段を提
案した。即ち、図６（ａ）のように変化する溶接機の出
力電圧Ｖから短絡期間Ｔｓを検知し、この期間中図６
（ｂ）のように上記の基準電圧Ｓｒを所定量Ｓｎだけ引
き下げる。その期間中、上記インバータの出力電圧を引
き下げ、これによって図６（ｃ）のように出力電流を低
減してスパッタを制御する。又、アーク期間Ｔａの初期
において出力電流の回復が遅れ、溶接負荷の給熱不足を
生じて、図７に示すように溶接部Ａが母材Ｂから急峻に
盛り上がり、このため、溶接領域が狭くなって溶接部の
機械的強度が低くなる。この溶接不良を防止するために
アーク期間Ｔａの初期を図６（ｂ）に示すように基準電
圧Ｓｒを所定ＳＰだけ立ち上げ、さらにＳＰを徐々に低
下させる。そしてこの期間、上記のインバータの出力電
圧を引き上げたのち、徐々に低下させて、図６（ｃ）に
示すように出力電流を上昇させて溶接負荷への給熱不足
を防止し、溶接部の急激な盛り上がりを防止し、溶接部
の機械的強度の低下を防いでいる。
【０００６】ところで、溶接機の出力電圧は本来図６
（ａ）のように変化するから、これから短絡期間Ｔｓと
アーク期間Ｔａを識別するのは容易であるが、実際には
これに雑音が重畳して遷移点が不明瞭になる。即ち、通
常溶接機の出力端子と溶接負荷とは、例えば１０〜２０
ｍの長いケーブルで接続されるため、出力端子間の電圧
は高周波リップルを含んでいる。従って、誤った検知が
生じ易く、スパッタ防止は困難である。出力端子電圧の
代わりに溶接負荷の両端間電圧を用いると、上記の高周
波リップルの影響を減じることができるが、電極と母材
が変わる度に電圧検知器を接続し直す必要があり、作業
が面倒である上、検知器の導線が破損し易くて漏電を生
じる危険もある。
（ａ）のように変化するから、これから短絡期間Ｔｓと
アーク期間Ｔａを識別するのは容易であるが、実際には
これに雑音が重畳して遷移点が不明瞭になる。即ち、通
常溶接機の出力端子と溶接負荷とは、例えば１０〜２０
ｍの長いケーブルで接続されるため、出力端子間の電圧
は高周波リップルを含んでいる。従って、誤った検知が
生じ易く、スパッタ防止は困難である。出力端子電圧の
代わりに溶接負荷の両端間電圧を用いると、上記の高周
波リップルの影響を減じることができるが、電極と母材
が変わる度に電圧検知器を接続し直す必要があり、作業
が面倒である上、検知器の導線が破損し易くて漏電を生
じる危険もある。
【０００７】そこで、本願出願人は、特願平３−３５３
３５６号により出力電流を検知する消耗電極式直流アー
ク溶接機を提案している。即ち、出力電圧を所定の基準
電圧との差を検知し、その差に従ってインバータを制御
して平均出力電圧を一定に維持する帰還制御手段を具備
するとともに、その溶接機の直流出力電流を検知して検
知信号を発生し、その検知信号を微分して得られた信号
の正レベルの間、上記基準電圧に所定値の低減補正を加
えることによって、溶接負荷の短絡期間だけ平均出力電
圧を余分に低下させている。
３５６号により出力電流を検知する消耗電極式直流アー
ク溶接機を提案している。即ち、出力電圧を所定の基準
電圧との差を検知し、その差に従ってインバータを制御
して平均出力電圧を一定に維持する帰還制御手段を具備
するとともに、その溶接機の直流出力電流を検知して検
知信号を発生し、その検知信号を微分して得られた信号
の正レベルの間、上記基準電圧に所定値の低減補正を加
えることによって、溶接負荷の短絡期間だけ平均出力電
圧を余分に低下させている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、、溶接負荷
は作業によってその都度変化するにもかかわらず、上記
の特願平３−３５３３５６号及び特願平４−８２６７５
号とも溶接負荷の短絡期間、基準電圧に所定値の低減補
正を加えるのみである。このため、平坦な開先を溶接す
る場合の溶接電流よりも手振れなどによる強固な短絡に
よって流れる大きな溶接電流により、アーク遷移時に大
きなワイヤの溶断が生じてスパッタが発生する。
は作業によってその都度変化するにもかかわらず、上記
の特願平３−３５３３５６号及び特願平４−８２６７５
号とも溶接負荷の短絡期間、基準電圧に所定値の低減補
正を加えるのみである。このため、平坦な開先を溶接す
る場合の溶接電流よりも手振れなどによる強固な短絡に
よって流れる大きな溶接電流により、アーク遷移時に大
きなワイヤの溶断が生じてスパッタが発生する。
【０００９】又、上述の特願平４−８２６７５号におい
ても、溶接負荷の変更にもかかわらず、アーク期間の初
期に基準電圧Ｓｒに所定量Ｓｐを立ち上げ、その徐々に
低下させる量も一定である。このため厚板を溶接する場
合、溶接負荷への供給が不足ぎみとなり、溶接部の機械
的強度が得られないことがある。一方、薄板を溶接する
場合、過大な給熱が行われ、薄板を損傷することがあ
る。さらに短絡からアークに遷移したとき、所定値Ｓｐ
による大きな立ち上がりの補正により給熱が大きく、ワ
イヤ焼き切れによるスパッタの発生がある。
ても、溶接負荷の変更にもかかわらず、アーク期間の初
期に基準電圧Ｓｒに所定量Ｓｐを立ち上げ、その徐々に
低下させる量も一定である。このため厚板を溶接する場
合、溶接負荷への供給が不足ぎみとなり、溶接部の機械
的強度が得られないことがある。一方、薄板を溶接する
場合、過大な給熱が行われ、薄板を損傷することがあ
る。さらに短絡からアークに遷移したとき、所定値Ｓｐ
による大きな立ち上がりの補正により給熱が大きく、ワ
イヤ焼き切れによるスパッタの発生がある。
【００１０】この発明の目的は、効果的にスパッタを防
止するとともに、溶接負荷への給熱を適正に行い溶接不
良の発生を防止するインバータ型の消耗電極式直流アー
ク溶接機を提供することにある。
止するとともに、溶接負荷への給熱を適正に行い溶接不
良の発生を防止するインバータ型の消耗電極式直流アー
ク溶接機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】交流電源電力を整流する
入力整流器と、その整流器の出力を高周波交流に変換す
るインバータと、そのインバータの出力を変圧する出力
変圧器と、変圧された出力を整流する出力整流器と、そ
の出力整流器の出力を溶接負荷に供給する手段とによっ
て消耗電極式直流アーク溶接機を構成する。さらに、変
圧器の出力電圧を検知し整流後、その電圧と所定の基準
電圧との差に基づいてインバータを駆動する帰還制御手
段と、溶接負荷に流れる電流を検知して対応する検知信
号を発生する手段と、上記検知信号を微分する微分回路
と、上記基準信号から微分回路の出力信号を減ずる補正
手段を設ける。
入力整流器と、その整流器の出力を高周波交流に変換す
るインバータと、そのインバータの出力を変圧する出力
変圧器と、変圧された出力を整流する出力整流器と、そ
の出力整流器の出力を溶接負荷に供給する手段とによっ
て消耗電極式直流アーク溶接機を構成する。さらに、変
圧器の出力電圧を検知し整流後、その電圧と所定の基準
電圧との差に基づいてインバータを駆動する帰還制御手
段と、溶接負荷に流れる電流を検知して対応する検知信
号を発生する手段と、上記検知信号を微分する微分回路
と、上記基準信号から微分回路の出力信号を減ずる補正
手段を設ける。
【００１２】又、微分回路と補正手段との間に積分回路
を設ける。
を設ける。
【００１３】溶接負荷の短絡期を検知し、所定時間後に
基準信号に短絡解除信号を加算する短絡解除補正手段を
設ける。
基準信号に短絡解除信号を加算する短絡解除補正手段を
設ける。
【００１４】また、微分回路の出力に複数の分圧回路
と、分圧回路を切り換える切換器を設ける。
と、分圧回路を切り換える切換器を設ける。
【００１５】微分回路と補正手段との間に負の微分回路
の出力信号を調整する絶対増幅器を設ける。
の出力信号を調整する絶対増幅器を設ける。
【００１６】
【作用】交流電力を入力整流器により整流し、その整流
器の出力をインバータにより高周波交流に変換する。こ
のインバータの出力を出力変圧器により変圧し、変圧さ
れた出力を整流し、溶接負荷に直流電力を供給する。変
圧器の出力電圧を検知し整流後、その電圧と所定の基準
電圧との差に基づいてインバータを駆動させ、帰還制御
して溶接負荷に印加する電圧を近似的平均値的に安定化
する。溶接負荷に流れる電流を検知して対応する検知信
号を発生させ、この検知信号を微分し基準信号から微分
された補正信号を減ずる。
器の出力をインバータにより高周波交流に変換する。こ
のインバータの出力を出力変圧器により変圧し、変圧さ
れた出力を整流し、溶接負荷に直流電力を供給する。変
圧器の出力電圧を検知し整流後、その電圧と所定の基準
電圧との差に基づいてインバータを駆動させ、帰還制御
して溶接負荷に印加する電圧を近似的平均値的に安定化
する。溶接負荷に流れる電流を検知して対応する検知信
号を発生させ、この検知信号を微分し基準信号から微分
された補正信号を減ずる。
【００１７】これにより溶接負荷の短絡時、短絡直後立
ち下がりが大きく徐々に上昇し、アーク遷移時は立ち上
がりが大きく、その後徐々に減少する誤差入力信号が得
られ、溶接負荷に流れる出力電流もその誤差入力信号に
応じた電流となる。そして、出力電流が大きくその立ち
上がりが大きいとき、短絡直後は立ち下がりをさらに大
きくし、出力電流を減少させアーク遷移時は立ち上がり
のさらに大きくなり、出力電流を増加させる。これによ
り、出力電流に対応して帰還制御させる。
ち下がりが大きく徐々に上昇し、アーク遷移時は立ち上
がりが大きく、その後徐々に減少する誤差入力信号が得
られ、溶接負荷に流れる出力電流もその誤差入力信号に
応じた電流となる。そして、出力電流が大きくその立ち
上がりが大きいとき、短絡直後は立ち下がりをさらに大
きくし、出力電流を減少させアーク遷移時は立ち上がり
のさらに大きくなり、出力電流を増加させる。これによ
り、出力電流に対応して帰還制御させる。
【００１８】又、微分回路の出力に積分回路を設けるこ
とにより、微分信号が緩慢になり、溶接負荷に印加する
出力電圧を定電圧制御性を高くする。
とにより、微分信号が緩慢になり、溶接負荷に印加する
出力電圧を定電圧制御性を高くする。
【００１９】短絡解除補正手段を設けることにより、溶
接負荷の短絡が長い場合に、基準信号に信号を加算し、
出力電流を増加させ溶接負荷の電極ワイヤを溶断して短
絡解除する。
接負荷の短絡が長い場合に、基準信号に信号を加算し、
出力電流を増加させ溶接負荷の電極ワイヤを溶断して短
絡解除する。
【００２０】複数の分圧回路と切換器を設けることによ
り、補正信号が調整される。
り、補正信号が調整される。
【００２１】絶対増幅器を設けることにより、微分信号
の負の信号のみ調整され、アーク遷移時の出力電流が調
整される。
の負の信号のみ調整され、アーク遷移時の出力電流が調
整される。
【００２２】
【実施例】本考案による消耗電極式直流アーク溶接機の
第１の実施例を図１ないし図３に示す。商用電源からの
交流電力が、溶接機の入力端子１を介して例えばダイオ
ードブリッジ構成の入力整流器２で整流され、平滑コン
デンサ３により平滑化されてインバータ４に供給され
る。インバータ４はＩＧＢＴ，バイポーラトランジス
タ，電界効果トランジスタ等の半導体スイッチング素子
４ａ，４ｂのフルブリッジ回路で構成され、インバータ
駆動回路２０の制御による高周波スイッチング動作によ
り高周波交流電力を生成する。この高周波電力は出力変
圧器７により適当に降圧された後、例えばダイオードブ
リッジ構成の出力整流器８により整流され、平滑兼電流
制御用のリアクトル９を介して正負の出力端子１０ｐ，
１０ｎから出力される。正の出力端子１０ｐは絶縁ケー
ブル１１ｐを介して供給機構によりフープから連続供給
される電極ワイヤ１３に接続され、負の出力端子１０ｎ
は絶縁ケーブル１１ｎを介して被溶接母材１４に接続さ
れる。電極ワイヤ１３と母材１４はその間にアークを発
生する溶接負荷１２を形成する。
第１の実施例を図１ないし図３に示す。商用電源からの
交流電力が、溶接機の入力端子１を介して例えばダイオ
ードブリッジ構成の入力整流器２で整流され、平滑コン
デンサ３により平滑化されてインバータ４に供給され
る。インバータ４はＩＧＢＴ，バイポーラトランジス
タ，電界効果トランジスタ等の半導体スイッチング素子
４ａ，４ｂのフルブリッジ回路で構成され、インバータ
駆動回路２０の制御による高周波スイッチング動作によ
り高周波交流電力を生成する。この高周波電力は出力変
圧器７により適当に降圧された後、例えばダイオードブ
リッジ構成の出力整流器８により整流され、平滑兼電流
制御用のリアクトル９を介して正負の出力端子１０ｐ，
１０ｎから出力される。正の出力端子１０ｐは絶縁ケー
ブル１１ｐを介して供給機構によりフープから連続供給
される電極ワイヤ１３に接続され、負の出力端子１０ｎ
は絶縁ケーブル１１ｎを介して被溶接母材１４に接続さ
れる。電極ワイヤ１３と母材１４はその間にアークを発
生する溶接負荷１２を形成する。
【００２３】出力変圧器７には３次巻線７ｃが巻かれ、
その出力は例えばダイオードブリッジ構成の補助整流器
２９により整流され、負の出力電圧信号Ｓｖとして抵抗
１７を介して、正入力端子が接地された演算増幅器２２
の負端子に供給される。演算増幅器２２の負端子には、
基準電源２８からの所定の正の基準電圧信号Ｓｒも抵抗
２６を介して供給される。
その出力は例えばダイオードブリッジ構成の補助整流器
２９により整流され、負の出力電圧信号Ｓｖとして抵抗
１７を介して、正入力端子が接地された演算増幅器２２
の負端子に供給される。演算増幅器２２の負端子には、
基準電源２８からの所定の正の基準電圧信号Ｓｒも抵抗
２６を介して供給される。
【００２４】さらに、溶接負荷１２に流れる出力電流
は、電流検知器３６により検知され、この検出信号を抵
抗３３，コンデンサ３４により構成される微分回路３５
により供給され、増幅器３０により増幅される。この増
幅された負信号を補正信号Ｓｘとして抵抗２５を介して
演算増幅器２２に供給される。なお、演算増幅器２２に
入力する３つの信号と抵抗２４，２５，２６により出力
設定手段２７を構成する。又、３１は抵抗を示し、図中
破線の３２はコンデンサであり、特に必要としないが、
コンデンサ３２を設けることによって演算増幅器３０と
ともに積分回路を構成する。
は、電流検知器３６により検知され、この検出信号を抵
抗３３，コンデンサ３４により構成される微分回路３５
により供給され、増幅器３０により増幅される。この増
幅された負信号を補正信号Ｓｘとして抵抗２５を介して
演算増幅器２２に供給される。なお、演算増幅器２２に
入力する３つの信号と抵抗２４，２５，２６により出力
設定手段２７を構成する。又、３１は抵抗を示し、図中
破線の３２はコンデンサであり、特に必要としないが、
コンデンサ３２を設けることによって演算増幅器３０と
ともに積分回路を構成する。
【００２５】従って、演算増幅器２２の誤差入力信号は
３つの信号の和（Ｓｒ−Ｓｖ−Ｓｘ）を増幅して誤差信
号Ｓｅを生成し、これを制御信号としてインバータ駆動
回路２０に供給する。駆動回路２０はこの誤差信号Ｓｅ
に応じてこれを零とするようにスイッチング素子の導通
時間を制御し、これによって出力変圧器７の３次巻線７
ｃの出力電圧を安定化する。２３は演算増幅器２２の帰
還抵抗である。
３つの信号の和（Ｓｒ−Ｓｖ−Ｓｘ）を増幅して誤差信
号Ｓｅを生成し、これを制御信号としてインバータ駆動
回路２０に供給する。駆動回路２０はこの誤差信号Ｓｅ
に応じてこれを零とするようにスイッチング素子の導通
時間を制御し、これによって出力変圧器７の３次巻線７
ｃの出力電圧を安定化する。２３は演算増幅器２２の帰
還抵抗である。
【００２６】出力変圧器７の３次巻線７ｃの出力電圧を
安定化することにより、出力変圧器７の出力２次巻線７
ｂの出力電圧は安定される。従って、溶接機の出力電圧
は出力整流器８，リアクトル９により電圧降下するが、
ほぼ平均値的に安定化される。
安定化することにより、出力変圧器７の出力２次巻線７
ｂの出力電圧は安定される。従って、溶接機の出力電圧
は出力整流器８，リアクトル９により電圧降下するが、
ほぼ平均値的に安定化される。
【００２７】そして、図２（ａ）に示すようにアーク状
態から電極ワイヤ１３が母材１４に短絡したとき、図２
（ｂ）に示すように短絡直後の出力電流の立ち上がりが
大きく、時間とともに小さくなる。この出力電流を電流
検知器３６により検知し、この検知信号が微分回路３５
に入力する。微分出力は図２（ｃ）に示すように内部の
遅れによって短絡直後急激に立ち上がり、その後徐々に
低下し、この微分出力が増幅され、補正信号をＳｘとし
て演算増幅器２２に入力する。演算増幅器２２には基準
電圧信号Ｓｒ，補正信号Ｓｘが入力し、図２（ｄ）に示
すように短絡直後レベルが急激に低下し、その後徐々に
低下していく。この信号に応じた溶接機の出力電圧によ
り出力電流は短絡直後低下する。
態から電極ワイヤ１３が母材１４に短絡したとき、図２
（ｂ）に示すように短絡直後の出力電流の立ち上がりが
大きく、時間とともに小さくなる。この出力電流を電流
検知器３６により検知し、この検知信号が微分回路３５
に入力する。微分出力は図２（ｃ）に示すように内部の
遅れによって短絡直後急激に立ち上がり、その後徐々に
低下し、この微分出力が増幅され、補正信号をＳｘとし
て演算増幅器２２に入力する。演算増幅器２２には基準
電圧信号Ｓｒ，補正信号Ｓｘが入力し、図２（ｄ）に示
すように短絡直後レベルが急激に低下し、その後徐々に
低下していく。この信号に応じた溶接機の出力電圧によ
り出力電流は短絡直後低下する。
【００２８】そして、溶接機の出力電流が大きい場合に
は、微分出力信号の立ち上がりが大きくなり、補正信号
の立ち下がりも大きい。従って溶接機の出力電圧が低く
なり出力電流は減少し短絡時及びアーク遷移時のスパッ
タの発生が抑制される。
は、微分出力信号の立ち上がりが大きくなり、補正信号
の立ち下がりも大きい。従って溶接機の出力電圧が低く
なり出力電流は減少し短絡時及びアーク遷移時のスパッ
タの発生が抑制される。
【００２９】又、図２（ａ）に示すように短絡状態から
アーク状態に遷移したとき、アーク遷移直後は図２
（ｃ）に示すように微分出力が急減に立ち下がり、その
後徐々に上昇する。そして、演算増幅器２２の入力は図
２（ｄ）に示すようにアーク遷移直後に立ち上がりが大
きくその後徐々に低下し、この信号に応じた出力電圧と
なり出力電流もアーク遷移直後増加する。
アーク状態に遷移したとき、アーク遷移直後は図２
（ｃ）に示すように微分出力が急減に立ち下がり、その
後徐々に上昇する。そして、演算増幅器２２の入力は図
２（ｄ）に示すようにアーク遷移直後に立ち上がりが大
きくその後徐々に低下し、この信号に応じた出力電圧と
なり出力電流もアーク遷移直後増加する。
【００３０】そして、溶接機の出力電流が大きい場合、
微分出力の立ち下がりが大きくなり、補正信号Ｓｘも大
きく、従って溶接機の出力電圧が高くなり、出力電流は
増加しアーク遷移時の溶接負荷への給熱が十分行われ
る。図３に示すような溶接領域の広い強固な溶接ができ
る。又、出力電流が小さい場合は、アーク遷移時の出力
電流は小さくなり薄板溶接において母材を損傷させるこ
とはない。
微分出力の立ち下がりが大きくなり、補正信号Ｓｘも大
きく、従って溶接機の出力電圧が高くなり、出力電流は
増加しアーク遷移時の溶接負荷への給熱が十分行われ
る。図３に示すような溶接領域の広い強固な溶接ができ
る。又、出力電流が小さい場合は、アーク遷移時の出力
電流は小さくなり薄板溶接において母材を損傷させるこ
とはない。
【００３１】なお、演算増幅器３０の入出力間にコンデ
ンサ３２を接続することによって、微分出力信号を積分
回路により小さく補正すれば、微分出力信号を緩慢に
し、低電圧制御を高くすることができる。特に電極ワイ
ヤが母材に短絡しないスプレー状態又はスプレー状態と
短絡が混在するグロビュラー状態で使用する場合、電流
変化の少ない定電圧制御が求められ、このスプレー状態
及びグロビュラー状態の使用に適する。
ンサ３２を接続することによって、微分出力信号を積分
回路により小さく補正すれば、微分出力信号を緩慢に
し、低電圧制御を高くすることができる。特に電極ワイ
ヤが母材に短絡しないスプレー状態又はスプレー状態と
短絡が混在するグロビュラー状態で使用する場合、電流
変化の少ない定電圧制御が求められ、このスプレー状態
及びグロビュラー状態の使用に適する。
【００３２】次に第２の実施例について図４により説明
する。図４の溶接機が図１の溶接機と異なる点は、溶接
機の出力電圧を電圧検知器４１により検知し、短絡時の
短絡時間を検知する短絡期間検知器４２を設け、検知器
４２から出力される正の短絡解除信号Ｓｙを抵抗４３を
介して演算増幅器２２に入力した点にある。
する。図４の溶接機が図１の溶接機と異なる点は、溶接
機の出力電圧を電圧検知器４１により検知し、短絡時の
短絡時間を検知する短絡期間検知器４２を設け、検知器
４２から出力される正の短絡解除信号Ｓｙを抵抗４３を
介して演算増幅器２２に入力した点にある。
【００３３】すなわち、溶接機の出力電流が小さいと
き、電極ワイヤ１３が母材１４に短絡した後、短絡を継
続しアークに遷移できない場合に動作させる。電極ワイ
ヤ１３が母材１４に短絡したとき、短絡期間を検知器４
２によりカウントし、所定期間に達すると、検知器４２
から出力される正の短絡解除信号Ｓｙを抵抗４３を介し
て演算増幅器２２に入力する。演算増幅器２２の誤差入
力信号は、４つの信号の和（Ｓｒ−Ｓｖ−Ｓｘ＋Ｓｙ）
が入力され、短絡解除信号が加算された分、出力電圧、
出力電流が増加し、ワイヤ１３と母材１４の短絡をすみ
やに解除する。
き、電極ワイヤ１３が母材１４に短絡した後、短絡を継
続しアークに遷移できない場合に動作させる。電極ワイ
ヤ１３が母材１４に短絡したとき、短絡期間を検知器４
２によりカウントし、所定期間に達すると、検知器４２
から出力される正の短絡解除信号Ｓｙを抵抗４３を介し
て演算増幅器２２に入力する。演算増幅器２２の誤差入
力信号は、４つの信号の和（Ｓｒ−Ｓｖ−Ｓｘ＋Ｓｙ）
が入力され、短絡解除信号が加算された分、出力電圧、
出力電流が増加し、ワイヤ１３と母材１４の短絡をすみ
やに解除する。
【００３４】第３の実施例について図５により説明す
る。図５の溶接機が図１の溶接機と異なる点は、微分回
路３５の微分出力信号を増幅した後、信号レベルを可変
する抵抗５１と，切換器５２及び切換器５２の出力に設
けられた抵抗５３ａ，５３ｂ，５３ｃ…を設けた点と、
微分出力信号を増幅する絶対増幅器５６と、絶対増幅器
５６の負の出力量を設定する絶対量設定器５７を設けた
ものである。
る。図５の溶接機が図１の溶接機と異なる点は、微分回
路３５の微分出力信号を増幅した後、信号レベルを可変
する抵抗５１と，切換器５２及び切換器５２の出力に設
けられた抵抗５３ａ，５３ｂ，５３ｃ…を設けた点と、
微分出力信号を増幅する絶対増幅器５６と、絶対増幅器
５６の負の出力量を設定する絶対量設定器５７を設けた
ものである。
【００３５】すなわち、電極ワイヤの径や材料等の種類
やシールドガスの種類によって、電極ワイヤ１３と母材
１４の短絡時及びアーク遷移時の要求される補正は異な
っている。このため微分出力信号の増幅信号を切換器５
２の切り換えにより信号レベルを変化させて電極ワイヤ
の種類やシールドガスの種類に応じて対応させる。
やシールドガスの種類によって、電極ワイヤ１３と母材
１４の短絡時及びアーク遷移時の要求される補正は異な
っている。このため微分出力信号の増幅信号を切換器５
２の切り換えにより信号レベルを変化させて電極ワイヤ
の種類やシールドガスの種類に応じて対応させる。
【００３６】又、微分出力信号の負の信号のみを絶対値
増幅器５６と設定器５７により可変させる。これによ
り、溶接負荷の短絡時は上述と同様に動作させ、アーク
遷移時の補正信号レベルを変化させることができ、溶接
負荷への給熱を調整でき、溶接領域と溶接深さを調整で
き、溶接負荷に最適な溶接が可能となる。なお、この場
合、抵抗５１，切換器５２，抵抗５３ａ，５３ｂ，５３
ｃを除くことができる。
増幅器５６と設定器５７により可変させる。これによ
り、溶接負荷の短絡時は上述と同様に動作させ、アーク
遷移時の補正信号レベルを変化させることができ、溶接
負荷への給熱を調整でき、溶接領域と溶接深さを調整で
き、溶接負荷に最適な溶接が可能となる。なお、この場
合、抵抗５１，切換器５２，抵抗５３ａ，５３ｂ，５３
ｃを除くことができる。
【００３７】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、以下に記載する効果を奏する。溶接負荷の
短絡時、出力電流が大きくその立ち上がりが狭いとき、
微分信号の立ち上がりを大きくして、誤差入力信号の立
ち下がりを大きくし、出力電圧を減少させ、出力電流を
減少させることができる。このため、短絡直後のスパッ
タを抑制することができる。また、短絡直後から徐々に
出力電流を上昇させているので、アーク遷移時には大き
な電極ワイヤの溶断がなく、スパッタの発生を防止でき
る。
ているため、以下に記載する効果を奏する。溶接負荷の
短絡時、出力電流が大きくその立ち上がりが狭いとき、
微分信号の立ち上がりを大きくして、誤差入力信号の立
ち下がりを大きくし、出力電圧を減少させ、出力電流を
減少させることができる。このため、短絡直後のスパッ
タを抑制することができる。また、短絡直後から徐々に
出力電流を上昇させているので、アーク遷移時には大き
な電極ワイヤの溶断がなく、スパッタの発生を防止でき
る。
【００３８】また、アーク遷移時、出力電流の立ち上が
りを大きくして、溶接負荷への給熱を大きくすることが
でき、溶接部の機械的強度を高くすることができるとと
もに、美観のよいビートが得られる。さらに薄板溶接
時、出力電流が小さくその出力電流の立ち上がりも小さ
いため、過大な給熱が行われることがなく、薄板を損傷
させることがない。このように溶接負荷の出力電流に応
じた制御を行うことができる。
りを大きくして、溶接負荷への給熱を大きくすることが
でき、溶接部の機械的強度を高くすることができるとと
もに、美観のよいビートが得られる。さらに薄板溶接
時、出力電流が小さくその出力電流の立ち上がりも小さ
いため、過大な給熱が行われることがなく、薄板を損傷
させることがない。このように溶接負荷の出力電流に応
じた制御を行うことができる。
【００３９】また、積分回路を設けることにより、溶接
機の出力を定電圧制御を高くすることができ、スプレー
状態の溶接及びグロビュラー状態の溶接で使用すること
ができる。
機の出力を定電圧制御を高くすることができ、スプレー
状態の溶接及びグロビュラー状態の溶接で使用すること
ができる。
【００４０】また、短絡解除補正手段を設けることによ
り、溶接負荷の長時間に渡る短絡に対し、出力電流を増
加させ強制的に電極ワイヤを溶断させ、溶接機の保護を
行うことができる。
り、溶接負荷の長時間に渡る短絡に対し、出力電流を増
加させ強制的に電極ワイヤを溶断させ、溶接機の保護を
行うことができる。
【００４１】また、分圧回路及び切換器を設けることに
より、溶接ワイヤの径や材質等の種類、シールドガスの
種類に適した補正ができ、これらに適した溶接を行うこ
とができる。
より、溶接ワイヤの径や材質等の種類、シールドガスの
種類に適した補正ができ、これらに適した溶接を行うこ
とができる。
【００４２】また、絶対値増幅器と設定器を設けること
により、アーク遷移時の溶接負荷への給熱を調整するこ
とができ、溶接領域と溶接深さを調整でき、溶接負荷に
適する溶接ができる。
により、アーク遷移時の溶接負荷への給熱を調整するこ
とができ、溶接領域と溶接深さを調整でき、溶接負荷に
適する溶接ができる。
【図１】本発明による消耗電極式直流アーク溶接機の第
１の実施例のブロック図である。
１の実施例のブロック図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は図１の各部の波形図である。
【図３】図１の溶接説明図である。
【図４】本発明の消耗電極式直流アーク溶接機の第２の
実施例のブロック図である。
実施例のブロック図である。
【図５】本発明の消耗電極式直流アーク溶接機の第３の
実施例のブロック図である。
実施例のブロック図である。
【図６】従来の溶接機の各部の波形図である。
【図７】従来の溶接機の溶接説明図である。
２ 入力整流器 ４ インバータ ７ 出力変圧器 ７ｃ ３次巻線 ８ 出力整流器 ９ 直流リアクトル １０ｐ，１０ｎ 出力端子 １１ｐ，１１ｎ 絶縁ケーブル １２ 溶接負荷 １３ 電極ワイヤ １４ 母材 ２０ インバータ駆動回路 ２２，３０ 演算増幅器 ２３，３１ 帰還抵抗 ２４，２５，２６ 抵抗 ２７ 出力設定手段 ２８ 基準電源 ２９ 補助整流器 ３３ 抵抗 ３４ コンデンサ ３５ 微分回路 ３６ 電流検知器 ４１ 電圧検知器 ４２ 短絡期間検地器 ４３ 抵抗 ５１ 抵抗 ５２ 切換器 ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ 抵抗 ５６ 絶対増幅器 ５７ 絶対量設定器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 檀上 謙三 大阪府大阪市東淀川区淡路２丁目14番３号 株式会社三社電機製作所内 (72)発明者 木下 敦史 大阪府大阪市東淀川区淡路２丁目14番３号 株式会社三社電機製作所内
Claims (5)
- 【請求項１】 交流電源電力を整流する入力整流器と、
その整流器の出力を高周波交流に変換するインバータ
と、そのインバータ出力を変圧する出力変圧器と、その
変圧器の出力を整流する出力整流器と、その出力整流器
の出力を溶接負荷に供給する手段とを含む消耗電極式直
流アーク溶接機において、上記変圧器の出力電圧を検知
し、整流後その電圧と所定の基準電圧との差に基づいて
上記インバータを駆動する帰還制御手段と、上記溶接負
に流れる電流を検知して対応する検知信号を発生する手
段と、上記検知信号を微分する微分回路と、上記基準信
号から上記微分回路の出力信号を減ずる補正手段を有す
ることを特徴とする消耗電極式直流アーク溶接機。 - 【請求項２】 請求項１記載の消耗電極式直流アーク溶
接機において、上記微分回路と上記補正手段との間に積
分回路を設けたことを特徴とする消耗電極式直流アーク
溶接機。 - 【請求項３】 請求項１記載の消耗電極式直流アーク溶
接機において、溶接負荷の短絡期間を検知し、所定時間
後に上記基準信号に短絡解除信号を加算する短絡解除補
正手段を有することを特徴とする消耗電極式直流アーク
溶接機。 - 【請求項４】 請求項１記載の消耗電極式直流アーク溶
接機において、上記微分回路の出力に複数の分圧回路と
分圧回路を切り換える切換器とを設けたことを特徴とす
る消耗電極式直流アーク溶接機。 - 【請求項５】 請求項１記載の消耗電極式直流アーク溶
接機において、上記微分回路と上記補正手段との間に負
の微分回路の出力信号を調整する絶対増幅器を設けたこ
とを特徴とする消耗電極式直流アーク溶接機。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5288679A JP2663098B2 (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 消耗電極式直流アーク溶接機 |
| US08/285,002 US5457300A (en) | 1993-10-25 | 1994-08-02 | Consumable electrode DC arc welder |
| CN94117571A CN1036508C (zh) | 1993-10-25 | 1994-10-20 | 熔化极直流电弧焊机 |
| KR1019940027777A KR0133151B1 (ko) | 1993-10-25 | 1994-10-25 | 전극소모식 직류아크 용접기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5288679A JP2663098B2 (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 消耗電極式直流アーク溶接機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07116839A true JPH07116839A (ja) | 1995-05-09 |
| JP2663098B2 JP2663098B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=17733288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5288679A Expired - Lifetime JP2663098B2 (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 消耗電極式直流アーク溶接機 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5457300A (ja) |
| JP (1) | JP2663098B2 (ja) |
| KR (1) | KR0133151B1 (ja) |
| CN (1) | CN1036508C (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100382125B1 (ko) * | 2001-02-14 | 2003-05-09 | 한국생산기술연구원 | 인버터 용접기에서의 입상용적이행 제어 방법 및 장치 |
| JP2004268095A (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Yaskawa Electric Corp | アーク溶接機の制御方法 |
| JP2016537962A (ja) * | 2013-11-06 | 2016-12-01 | リンカーン グローバル， インコーポレイテッドＬｉｎｃｏｌｎ Ｇｌｏｂａｌ， Ｉｎｃ． | Ａｃアーク溶接プロセス用の低い電流変動率をもたらすシステムおよび方法 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5751568A (en) * | 1996-12-03 | 1998-05-12 | Sansha Electric Manufacturing Company, Limited | Power supply apparatus for arc-utilizing equipment |
| JP3231649B2 (ja) * | 1997-01-22 | 2001-11-26 | 株式会社三社電機製作所 | 消耗電極式直流アーク溶接機 |
| US6025573A (en) * | 1998-10-19 | 2000-02-15 | Lincoln Global, Inc. | Controller and method for pulse welding |
| US7656682B1 (en) * | 2000-11-21 | 2010-02-02 | Intel Corporation | Electromagnetic noise reduction device |
| KR100456329B1 (ko) * | 2002-04-30 | 2004-11-09 | 삼성중공업 주식회사 | 연장선의 단락/단선에 따른 용접기 보호회로 |
| CN100334799C (zh) * | 2004-03-29 | 2007-08-29 | 台达电子工业股份有限公司 | 电流检测电路及具该电路的电源转换器 |
| JP5000224B2 (ja) * | 2006-07-25 | 2012-08-15 | 株式会社三社電機製作所 | 溶接用電源装置 |
| KR101251315B1 (ko) * | 2011-08-04 | 2013-04-05 | 한상택 | 장신용 체인 가공장치 |
| CN102513652A (zh) * | 2011-12-06 | 2012-06-27 | 张家港市紫光电焊机有限公司 | 直流电焊机 |
| CN103008836A (zh) * | 2013-01-16 | 2013-04-03 | 伊达新技术电源（昆山）有限公司 | 具有短路电弧熔滴控制功能的焊机 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1399101A (en) * | 1971-08-24 | 1975-06-25 | Welding Inst | Arc welding apparatus |
| FI58029C (fi) * | 1978-12-08 | 1980-11-10 | Kemppi Oy | Kopplingsanordning foer ett svetsaggregat |
| US4521672A (en) * | 1981-10-27 | 1985-06-04 | Miller Electric Manufacturing Company | Electronic welding apparatus |
| JPH05169258A (ja) * | 1991-12-16 | 1993-07-09 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | 消耗電極式直流アーク溶接機 |
| JPH05245635A (ja) * | 1992-03-03 | 1993-09-24 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | 消耗電極式直流アーク溶接機 |
-
1993
- 1993-10-25 JP JP5288679A patent/JP2663098B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-08-02 US US08/285,002 patent/US5457300A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-20 CN CN94117571A patent/CN1036508C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-25 KR KR1019940027777A patent/KR0133151B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100382125B1 (ko) * | 2001-02-14 | 2003-05-09 | 한국생산기술연구원 | 인버터 용접기에서의 입상용적이행 제어 방법 및 장치 |
| JP2004268095A (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Yaskawa Electric Corp | アーク溶接機の制御方法 |
| JP2016537962A (ja) * | 2013-11-06 | 2016-12-01 | リンカーン グローバル， インコーポレイテッドＬｉｎｃｏｌｎ Ｇｌｏｂａｌ， Ｉｎｃ． | Ａｃアーク溶接プロセス用の低い電流変動率をもたらすシステムおよび方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1105307A (zh) | 1995-07-19 |
| CN1036508C (zh) | 1997-11-26 |
| KR950011029A (ko) | 1995-05-15 |
| US5457300A (en) | 1995-10-10 |
| KR0133151B1 (ko) | 1998-04-17 |
| JP2663098B2 (ja) | 1997-10-15 |
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