JPH08243744A - 非消耗電極式アーク溶接機 - Google Patents
非消耗電極式アーク溶接機Info
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- JPH08243744A JPH08243744A JP7458595A JP7458595A JPH08243744A JP H08243744 A JPH08243744 A JP H08243744A JP 7458595 A JP7458595 A JP 7458595A JP 7458595 A JP7458595 A JP 7458595A JP H08243744 A JPH08243744 A JP H08243744A
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Abstract
制御し負荷12にシールドガスを供給し、ガスプリフロー
時間Tpriの経過後、初期電流Icを負荷12に供給するよう
にD/A 変換器34を介しインバータ制御装置38にインバー
タ6を制御させる。スイッチ32のオフでパルス電流Ipま
で電流をアップスロープ時間Tuの間に増加させる。その
後ベース電流Ibに重畳して電流Ipを周期Tfごとにパルス
時間Tp流す。溶接終了時スイッチ32をオンとし、ダウン
スロープ時間Tdの間に電流をクレータ電流Icまで減少さ
せる。スイッチ32のオフで電流Icを遮断し、これからガ
スアフターフロー時間Taの経過後ガスを遮断する。電流
Ipを設定器20で、時間設定器22で時間Tdを、設定器24で
周期Tfを設定すると、時間Tpri、Ta、Tu、電流Ib、Ii、
Ic、時間Tpがマイクロコンピュータ18で自動設定され
る。
Description
ラズマアーク溶接に用いられる非消耗電極式アーク溶接
機に関するもので、特にこれら溶接機における各種の設
定に関するものである。
は、商用交流電源を入力側整流器によって整流し、これ
を電力スイッチング素子で高周波スイッチングすること
によって、高周波化して、高周波トランスに供給して、
所定の高周波電圧としてから、再び出力側整流器によっ
て整流して、電極と溶接ワークとからなる負荷に供給す
る。また、負荷に供給されている出力電流を検出し、こ
の検出信号に基づき電力スイッチング素子を制御するフ
ィードバック制御して、出力電流を定電流化している。
ように、まず起動時に電極を溶接ワークに接近させ、こ
れらの間に、シールドガスを予め定めたガスプリフロー
時間Tpri にわたって供給する。次に、電極と溶接ワー
クとの間に高電圧を印加してアークを発生させ、電極と
溶接ワークとの間に初期電流Iiを流して、溶接ワーク
を予熱する。初期電流Iiを流した後、急激な加熱によ
って溶接ワークが溶接割れを生じるのを防止するため、
徐々に出力電流を増加させるアップスローを行う。この
アップスローを行うアップスロー時間Tuは、予め設定
される。
電流Ibと、パルス電流Ipとを流す。パルス電流Ip
は、溶け込み深さを高めたり、アークの集中性を高める
ために用い、パルス周期Tfのうちパルス時間Tp時間
だけ流している。また、パルス電流Ipの周波数が低周
波の場合、溶け込み深さが大きくなり、厚板の溶接に適
する。また、パルス電流Ipを高周波にした場合、アー
クの集中性が高められ、薄板の溶接が可能となる。この
パルス電流Ipとベース電流Ibとによって溶接が行わ
れる。
レータ)が形成されるのを防止するため、徐々に電流を
クレータ電流Icまで減少させるダウンスロープを行
う。このダウンスロープを行うダウンスロープ時間Td
も予め定められている。
供給している電流を遮断する。この後もシールドガスを
短時間であるガスアフターフロー時間Taだけ流した
後、シールドガスも遮断する。
は、スポット溶接を行うが、この場合には、ベース電流
Ibやパルス電流Ipに代えて、短時間だけ大電流のス
ポット電流を流すことがある。
とベース電流Ibとを用いたパルス溶接を行っている
が、これらに代えて連続的に直流電流を流すこともあ
る。
は、初期電流Ii、パルス電流Ip、ベース電流Ib、
クレータ電流Icをそれぞれ調整する必要があり、さら
にアップスロープ時間Tu、パルス周期Tf、パルス時
間Tp、ダウンスロープ時間Tdも調整する必要があ
る。また、スポット溶接を行うときには、アップスロー
プ時間Tu、ダウンスロープ時間Tdの他に、スポット
時間Tsを調整する必要があり、また連続的に直流電流
を流す場合にも、パルス電流Ip、ベース電流Ibに代
えてその直流電流を調整する必要がある。
期電流Ii、パルス電流Ip、ベース電流Ib、クレー
タ電流Ic等の出力電流、アップスロープ時間Tu、パ
ルス周期Tf、パルス時間Tp、ダウンスロープ時間T
d等の時間の調整が行われるが、汎用のアーク溶接機で
は、上記出力電流、時間の調整が非常に煩雑で、調整に
時間がかかるという問題点があった。さらに、上記各出
力電流、各時間それぞれに対する調整器がパネルに多数
設けられるので、調整作業が面倒になる上に、各調整器
がパネルに占める面積が多くなり、溶接機の小型化に障
害となっていた。
やすくした非消耗電極式溶接機を提供することを目的と
する。
流に向かってアップスロープ時間にわたって徐々に電流
を増加させ、その後に溶接電流を流し、該溶接電流から
ダウンスロープ時間にわたって徐々に電流を減少させる
非消耗電極式アーク溶接機において、前記溶接電流を設
定する溶接電流設定手段と、前記ダウンスロープ時間を
設定する時間設定手段と、該時間設定手段によって設定
されたダウンスロープ時間に応じて前記アップスロープ
時間を自動的に設定する第1の自動設定手段とを、具備
するものである。
記アップスロープの開始時点の電流が、予め設定された
初期電流であり、該初期電流の設定が、前記溶接電流設
定手段によって設定された前記溶接電流に応じて第2の
自動設定手段によって自動的に設定されるものである。
おいて、前記ダウンスロープの終了時点の電流が、予め
設定されたクレータ電流であり、該クレータ電流の設定
が、前記溶接電流設定手段によって設定された前記溶接
電流に応じて第3の自動設定手段によって自動的に設定
されるものである。
おいて、前記初期電流の供給開始から、予め設定したガ
スプリフロー時間だけ逆上った時点からシールドガスを
流し、前記ガスプリフロー時間の設定が、前記溶接電流
設定手段によって設定された前記溶接電流に応じて第4
の自動設定手段によって自動的に設定されるものであ
る。
おいて、前記クレータ電流の供給停止後にも前記シール
ドガスを、予め設定したガスアフターフロー時間だけ流
し、前記ガスアフターフロー時間の設定が、前記溶接電
流設定手段によって設定された前記溶接電流に応じて第
5の自動設定手段によって自動的に設定されるものであ
る。
ずれかにおいて、前記溶接電流が、パルス電流であるも
のである。本第7の発明は、第6の発明において、前記
パルス電流が、パルス周期ごとに、パルス時間だけ発生
し、前記パルス周期の設定手段と、該設定手段によって
設定された前記パルス周期に応じて前記パルス時間を自
動的に設定する第6の自動設定手段を、具備するもので
ある。本第8の発明は、第1乃至第5の発明いずれかに
おいて、前記溶接電流が連続的な直流電流であるもので
ある。
ウンスロープ時間を設定すると、これに応じて第1の自
動設定手段によってアップスロープ時間が自動的に設定
される。一般に、アップスロープ時間はダウンスロープ
時間と相関関係がある。従って、ダウンスロープ時間の
設定に応じてアップスロープ時間を自動的に設定でき
る。
よって溶接電流を設定すると、これに応じて第2の自動
設定手段によって、初期電流が自動的に設定される。初
期電流は溶接電流と相関関係があるので、溶接電流の設
定に応じて自動的に初期電流が設定される。
よって溶接電流を設定すると、これに応じて第3の自動
設定手段によって、クレータ電流が自動的に設定され
る。クレータ電流は溶接電流と相関関係があるので、溶
接電流の設定に応じて自動的にクレータ電流が設定され
る。
よって溶接電流を設定すると、第4の自動設定手段によ
ってガスプリフロー時間が自動的に設定される。このガ
スプリフロー時間も、溶接電流と相関関係があるので、
溶接電流の設定に応じてガスプリフロー時間を自動設定
することができる。
よって溶接電流を設定すると、第5の自動設定手段によ
って、ガスアフターフロー時間が自動的に設定される。
ス電流が使用され、第7の発明によれば、パルス電流
が、一定のパルス周期ごとに、一定のパルス時間だけ発
生するものであって、パルス周期の設定手段が、パルス
周期を設定すると、これに応じてパルス時間を第6の自
動設定手段が自動的に設定する。パルス周期の調整によ
って、溶け込み深さやアークの集中性が調整される。パ
ルス時間は、パルス周期内の値であり、パルス周期に対
して相関関係がある。従って、パルス周期の設定に応じ
て、自動的にパルス時間を設定することができる。ま
た、第8の発明によれば、溶接電流は、連続的な直流電
流である。
明を実施したもので、図1に示すように、商用交流電源
が入力される入力端子2を有している。入力端子2の商
用交流電源は、入力側整流器4によって整流され、これ
を例えばIGBT、MOSFET、電力トランジスタ等
の電力スイッチング素子を内蔵するインバータ6によっ
て高周波交流に変換される。このインバータ6からの高
周波交流は、高周波トランス8によって所定の電圧に変
圧され、再び出力側整流器10によって整流され、電極
と溶接ワークとからなる溶接負荷12に供給する。な
お、電極は、図示していないが、トーチに設けられてお
り、このトーチには、シールドガス供給源(図示せず)
からシールドガスが供給され、後述するガス開閉装置3
6によって、供給源からトーチへのシールドガスの供給
が制御される。
は、出力側整流器10と負荷12との間に設けられた電
流検出器14によって検出され、A/D変換器16によ
ってディジタル信号に変換された後、マイクロコンピュ
ータ18に供給される。このA/D変換器16には、後
述する溶接電流設定器20、時間設定器22、周波数設
定器24からの信号も供給されて、これらもディジタル
信号に変換した後、マイクロコンピュータ18に供給さ
れる。
上記各設定器20、22、24のモード切換スイッチ2
6、28、30が接続され、さらに、負荷12の電極と
共にトーチに設けられているトーチスイッチ32も接続
されている。
れているプログラムに従って、A/D変換器16からの
デジタル信号及び各スイッチ26、28、30、32の
状態に応じて、D/A変換器34にディジタル制御指令
信号を供給する。このディジタル制御指令信号は、D/
A変換器34によってアナログ指令信号に変換され、ガ
ス開閉装置36に供給されたり、インバータ6を制御す
るインバータ制御装置38に供給される。
パルス溶接の場合には、図5に示すようなパルス電流I
pを、直流溶接の場合には、図6に示すようにアップス
ロー時間Tuとダウンスロー時間Tdとの間に連続的に
流す直流電流を、設定するもので、パルス電流と直流電
流との設定切換は、モード切換スイッチ26の操作によ
って行う。また、直流電流のモードにおいては、スポッ
ト溶接のスポット電流の値を設定することもできる。
たガスプリフロー時間Tpri とガスアフターフロー時間
Taとは、相関関係、例えば図2に示すようにほぼ比例
の関係が必要で、溶接電流を大きく設定した場合には、
ガスプリフロー時間Tpri とガスアフターフロー時間T
aも大きく設定する必要がある。従って、マイクロコン
ピュータ18は、溶接電流が設定されると、設定された
溶接電流に比例したガスプリフロー時間Tpri とガスア
フターフロー時間Taを自動的に設定する。
流Iiとクレータ電流Icも、図2に示したのと同様
に、相関関係、例えば溶接電流に対して20乃至30%
の値である比例関係が必要である。従って、マイクロコ
ンピュータ18は、溶接電流が設定されると、設定され
た溶接電流に比例した初期電流Iiとクレータ電流Ic
を自動的に設定する。
は、ベース電流Ibに重畳されて供給される。ベース電
流Ibは、溶接ワークの板厚によって、パルス電流Ip
の1/2乃至1/5に選択されることが多く、通常には
1/3に選択されることが多い。従って、マイクロコン
ピュータ18は、モード切換スイッチ26によってパル
ス溶接が選択されている場合には、設定された溶接電
流、即ちパルス電流Ipの1/3に自動的にベース電流
Ibを設定する。
dやスポット溶接時のスポット時間Tsを設定するため
のものである。ダウンスロープ時間Tdを設定する場合
には、モード切換スイッチ28を例えば開放して、ダウ
ンスロープ時間の設定モードとして、時間設定器2を操
作する。一方、ダウンスロープ時間Tdとアップスロー
プ時間Tuとに、相関関係があり、例えば図3に示すよ
うにダウンスロープ時間Tdに対してアップスロープ時
間Tuを約30乃至50%に設定するのが一般的であ
る。そこで、この実施例では、マイクロコンピュータ1
8は、ダウンスロープ時間Tdが設定されると、その5
0%にアップスロープ時間Tuを自動的に設定する。
と、スポット溶接時のスポット時間Tsとは一対一に対
応しないので、モード切換スイッチ28を例えば閉成
し、スポット時間Tsの設定モードとして、スポット時
間Tsを設定する。この場合、モード切換スイッチ28
を開放した状態で設定したダウンスロープ時間Tdは有
効である。
ルス電流Ipの周波数(1/Tf)を設定するためのも
のである。このパルス電流Ipの周波数は、溶け込み深
さを深くする場合には高周波に、またアークの集中性を
高めることによって薄板の溶接を行う場合には低周波に
設定する。1つの周波数設定器24によって、高い周波
数から低い周波数まで設定するには、その設定範囲が広
すぎるので、切換スイッチ30によって周波数範囲を高
周波と低周波とに切り換えている。
ス電流Ipの周期Tfに対して30乃至50%とするの
が一般的であり、汎用溶接機では50%とするのが一般
的である。そこで、マイクロコンピュータ18は、パル
ス電流Ipの周期Tfの50%にパルス電流のパルス時
間Tpを自動的に設定する。
0、22、24及び各スイッチ26、28、30の状態
に応じて、ガスプリフロー時間Tpri 、ガスアフターフ
ロー時間Ta、初期電流Ii、クレータ電流Ic、ベー
ス電流Ib、パルス電流Ipのパルス時間Tpが、それ
ぞれ自動的に設定されるので、設定が容易に行えるし、
備えなければならない設定器の個数も減少させることが
できる。さらに、スイッチ26、28、30を用いて、
1つの設定器が複数の設定器として使用できるようにし
ているので、益々設定器の個数を減少させることができ
る。
トーチスイッチ32をオンすると、これを検出したマイ
クロコンピュータ18からD/A変換器34を介してガ
ス開閉装置36にガス供給開始指令が供給され、トーチ
からワーク母材に向かってシールドガスが噴射される。
マイクロコンピュータ18は、この噴射と同時に計時を
開始し、この噴射開始からガスプリフロー時間Tpri 経
過後に、D/A変換器34を介してインバータ制御装置
38に、インバータ6の起動を指令し、溶接負荷12の
電極と溶接ワークとの間に高電圧を印加して、アークス
タートさせ、溶接負荷12に初期電流Iiを流させる。
上記ガスプリフロー時間Tpri 及び初期電流Iiは、溶
接電流設定器20によって設定した溶接電流(この場
合、パルス電流Ip)の値によって、マイクロコンピュ
ータ18が自動的に設定したものである。
状態において、トーチスイッチ32をオフさせると、こ
れを検出したマイクロコンピュータ18は、D/A変換
器34を介してインバータ制御装置38にアップスロー
プ開始の指令信号を供給する。これに応じてインバータ
制御装置38は、溶接負荷12に供給する出力電流を徐
々に増加させて、アップスロープ時間Tuの経過後にパ
ルス電流Ipに出力電流がなるようにインバータ6を制
御する。このアップスロープ時間Tuは、時間設定器2
2によってダウンスロープ時間Td を設定したのに応じ
て、マイクロコンピュータ18が自動的に設定してい
る。なお、このアップスロープ時間Tu中に、溶接負荷
12に供給される電流も、図5から明らかなようにパル
ス電流である。
クロコンピュータ18は、D/A変換器34を介してイ
ンバータ制御装置38に溶接制御指令を供給し、これに
応じて、インバータ制御装置38は、出力電流が溶接電
流設定器20によって設定したパルス電流Ipとなり、
パルス周期Tfが周波数設定器24によって設定した周
期となり、パルス時間Tpが、パルス周期Tfの設定に
応じてマイクロコンピュータ18が自動的に設定した値
となり、ベース電流Ibがパルス電流Ipの1/3とな
るように、インバータ6を制御する。なお、この制御は
電流検出器14からの出力電流検出値も利用した定電流
制御によって行われている。このような制御は、溶接が
行われている間、継続される。
ッチ32をオンさせる。これを検出したマイクロコンピ
ュータ18は、D/A変換器34を介してインバータ制
御装置38にダウンスロープ指令を供給する。これに応
じてインバータ制御装置38は、出力電流を徐々に減少
させ、ダウンスロープ時間Tuの経過時にはクレータ電
流Icまで減少させる。このダウンスロープ時間Tu
は、時間設定器22によって設定したものである。
流Icを流している状態で、トーチスイッチ24をオフ
させると、これをマイクロコンピュータ18が検知し、
マイクロコンピュータ18は、D/A変換器34を介し
てインバータ制御装置38に停止指令を供給する。これ
に応じてインバータ制御装置38は、クレータ電流Ic
を遮断するように、インバータ6を制御する。同時にマ
イクロコンピュータ18は、アフターフロー時間Taの
経過を待ち、このアフターフロー時間Taの経過後、D
/A変換器34を介してガス開閉装置36に対してシー
ルドガスの供給の停止を指令する。これによって、シー
ルドガスの供給が停止される。
電流を設定したが、例えば仮溶接を行う場合には、初期
電流を流す必要がないので、これを除去してもよい。ま
た、溶接の仕上がりの信頼性を余り要求されない場合に
は、クレータ電流を流す必要がないので、これを除去し
てもよい。また、上記の実施例の説明は、パルス溶接の
場合であるが、直流溶接やスポット溶接の場合にも、上
記の説明と同様に、各種の設定が自動的に行われる。な
お、直流溶接の場合には、図6に示すように溶接が行わ
れる間に溶接負荷12に供給される電流は直流電流であ
り、アップスロープ時間Tu及びダウンスロープ時間T
dの間に、溶接負荷12に供給される電流は、パルス電
流が連続的に増加するものではなく、直流電流が連続的
に増加するものとなる。
明によれば、溶接電流設定手段や、時間設定手段や、パ
ルス周期設定手段等を操作して、溶接電流、ダウンスロ
ープ時間、パルス周期等を設定すると、これら設定値と
関連を有する設定値が自動的に設定される。従って、上
記のように溶接電流の設定に応じて初期電流及びクレー
タ電流を自動設定することや、ダウンスロープ時間の設
定に応じてアップスロープ時間を自動設定することや、
パルス周期の設定に応じてパルス時間を自動設定するこ
とができるので、調整箇所が少なくなり、設定作業が容
易になる上に、操作しなけれならない設定手段の数も少
なくできるので、溶接機のパネル面に設ける設定手段の
数も減少するので、スペースをとらず、溶接機を小型化
することができる。
施例のブロック図である。
タ電流、ガスプリフロー時間及びガスアフターフロー時
間との関係を示す図である。
スロープ時間との関係を示す図である。
関係を示す図である。
図である。
である。
段) 20 溶接電流設定器(溶接電流設定手段) 22 時間設定器(時間設定手段) 24 周波数設定器(パルス周期設定手段) Tpri ガスプリフロー時間 Ta ガスアフターフロー時間 Tu アップスロープ時間 Td ダウンスロープ時間 Tf パルス周期 Tp パルス時間 Ii 初期電流 Ic クレータ電流 Ib ベース電流 Ip パルス電流
Claims (8)
- 【請求項1】 溶接電流に向かってアップスロープ時間
にわたって徐々に電流を増加させ、その後に溶接電流を
流し、該溶接電流からダウンスロープ時間にわたって徐
々に電流を減少させる非消耗電極式アーク溶接機におい
て、 前記溶接電流を設定する溶接電流設定手段と、前記ダウ
ンスロープ時間を設定する時間設定手段と、該時間設定
手段によって設定されたダウンスロープ時間に応じて前
記アップスロープ時間を自動的に設定する第1の自動設
定手段とを、具備する非消耗電極式アーク溶接機。 - 【請求項2】 請求項1記載の非消耗電極式アーク溶接
機において、前記アップスロープの開始時点の電流が、
予め設定された初期電流であり、該初期電流の設定が、
前記溶接電流設定手段によって設定された前記溶接電流
に応じて第2の自動設定手段によって自動的に設定され
ることを特徴とする非消耗電極式アーク溶接機。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の非消耗電極式ア
ーク溶接機において、前記ダウンスロープの終了時点の
電流が、予め設定されたクレータ電流であり、該クレー
タ電流の設定が、前記溶接電流設定手段によって設定さ
れた前記溶接電流に応じて第3の自動設定手段によって
自動的に設定されることを特徴とする非消耗電極式アー
ク溶接機。 - 【請求項4】 請求項2または3記載の非消耗電極式ア
ーク溶接機において、前記初期電流の供給開始から、予
め設定したガスプリフロー時間だけ逆上った時点からシ
ールドガスを流し、前記ガスプリフロー時間の設定が、
前記溶接電流設定手段によって設定された前記溶接電流
に応じて第4の自動設定手段によって自動的に設定され
ることを特徴とする非消耗電極式アーク溶接機。 - 【請求項5】 請求項2または3記載の非消耗電極式ア
ーク溶接機において、前記クレータ電流の供給停止後に
も前記シールドガスを、予め設定したガスアフターフロ
ー時間だけ流し、前記ガスアフターフロー時間の設定
が、前記溶接電流設定手段によって設定された前記溶接
電流に応じて第5の自動設定手段によって自動的に設定
されることを特徴とする非消耗電極式アーク溶接機。 - 【請求項6】 請求項1乃至5いずれか記載の非消耗電
極式アーク溶接機において、前記溶接電流が、パルス電
流であることを特徴とする非消耗電極式アーク溶接機。 - 【請求項7】 請求項6記載の非消耗電極式アーク溶接
機において、前記パルス電流は、パルス周期ごとに、パ
ルス時間だけ発生し、前記パルス周期の設定手段と、該
設定手段によって設定された前記パルス周期に応じて前
記パルス時間を自動的に設定する第6の自動設定手段
を、具備することを特徴とする非消耗電極式アーク溶接
機。 - 【請求項8】 請求項1乃至5いずれか記載の非消耗電
極式アーク溶接機において、前記溶接電流が連続的な直
流電流であることを特徴とする非消耗電極式アーク溶接
機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7074585A JP3004889B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | 非消耗電極式アーク溶接機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7074585A JP3004889B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | 非消耗電極式アーク溶接機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08243744A true JPH08243744A (ja) | 1996-09-24 |
JP3004889B2 JP3004889B2 (ja) | 2000-01-31 |
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ID=13551394
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---|---|---|---|
JP7074585A Expired - Fee Related JP3004889B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | 非消耗電極式アーク溶接機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3004889B2 (ja) |
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