JPH08318374A - アーク分割ワイヤ加熱装置 - Google Patents
アーク分割ワイヤ加熱装置Info
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- JPH08318374A JPH08318374A JP12618495A JP12618495A JPH08318374A JP H08318374 A JPH08318374 A JP H08318374A JP 12618495 A JP12618495 A JP 12618495A JP 12618495 A JP12618495 A JP 12618495A JP H08318374 A JPH08318374 A JP H08318374A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接速度が変化しても安定した溶接が行える
アーク分割ワイヤ加熱装置を提供する。 【構成】 溶接すべき母材２との間にアークを発生させ
るアーク電極１と、そのアークによって形成される溶融
プール４にフィラーワイヤ５を供給するワイヤ送り出し
機構６とを備えたアークワイヤ加熱装置において、三相
交流電源と、その三相交流電源の２相分を交−直変換し
て母材２とアーク電極１との間に供給するアーク電極側
電源回路４５、４６と、１相分を交−直変換してフィラ
ーワイヤ５とアーク電極１との間に供給するフィラーワ
イヤ側電源回路４７とを備えたことを特徴としている。
アーク分割ワイヤ加熱装置を提供する。 【構成】 溶接すべき母材２との間にアークを発生させ
るアーク電極１と、そのアークによって形成される溶融
プール４にフィラーワイヤ５を供給するワイヤ送り出し
機構６とを備えたアークワイヤ加熱装置において、三相
交流電源と、その三相交流電源の２相分を交−直変換し
て母材２とアーク電極１との間に供給するアーク電極側
電源回路４５、４６と、１相分を交−直変換してフィラ
ーワイヤ５とアーク電極１との間に供給するフィラーワ
イヤ側電源回路４７とを備えたことを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アーク分割ワイヤ加熱
装置に関する。
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】アークワイヤ加熱装置の中にＴＩＧ(gas
shieled tungsten arc welding)溶接機がある。このＴ
ＩＧ溶接機は、図５の従来例に示すように、アーク電極
１と、溶接すべき母材２とアーク電極１との間にアーク
を発生させるアーク電源３と、母材２上の溶融プール４
に先端部が接触するようにフィラーワイヤ（以下「ワイ
ヤ」という。）５を供給するワイヤ送り出し機構６と、
ワイヤ５と母材２との間に電流を流してワイヤ５を加熱
させるワイヤ加熱電源７とで構成されている。
shieled tungsten arc welding)溶接機がある。このＴ
ＩＧ溶接機は、図５の従来例に示すように、アーク電極
１と、溶接すべき母材２とアーク電極１との間にアーク
を発生させるアーク電源３と、母材２上の溶融プール４
に先端部が接触するようにフィラーワイヤ（以下「ワイ
ヤ」という。）５を供給するワイヤ送り出し機構６と、
ワイヤ５と母材２との間に電流を流してワイヤ５を加熱
させるワイヤ加熱電源７とで構成されている。
【０００３】ここでワイヤの加熱原理について述べる。
【０００４】ワイヤ５の給電点８と、ワイヤ５と母材２
との接触点（ワイヤ先端）９との２点間の電位差をＶW
（Ｖ）とし、２点間の抵抗をＲW （Ω）とし、電流をＩ
W （Ａ）とすると、ｔ秒間に生じるジュール熱の熱量Ｈ
（ｃａｌ）は、数１式で表されることが知られている。
との接触点（ワイヤ先端）９との２点間の電位差をＶW
（Ｖ）とし、２点間の抵抗をＲW （Ω）とし、電流をＩ
W （Ａ）とすると、ｔ秒間に生じるジュール熱の熱量Ｈ
（ｃａｌ）は、数１式で表されることが知られている。
【０００５】
【数１】 Ｈ＝０．２４ＶW ・ＩW ・ｔ ＝０．２３９ＲW ・ＩW 2 ・ｔ ＴＩＧ溶接機は、アーク電極１と母材２との間でアーク
を発生させると共に、ワイヤ５に加熱電流を流してジュ
ール熱を発生させることにより、ワイヤ５の溶融が極め
て速く、ワイヤ供給量が多いという長所がある。
を発生させると共に、ワイヤ５に加熱電流を流してジュ
ール熱を発生させることにより、ワイヤ５の溶融が極め
て速く、ワイヤ供給量が多いという長所がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来例には以下のような問題点がある。
来例には以下のような問題点がある。
【０００７】1)ワイヤに発生するジュール熱はワイヤに
流れる電流のわずかな変化や、ワイヤの供給速度の変化
によって大きく変動し、安定に加熱させるのが難しい。
流れる電流のわずかな変化や、ワイヤの供給速度の変化
によって大きく変動し、安定に加熱させるのが難しい。
【０００８】2)溶接速度が変化すると溶接プールの形状
が変化するため安定したワイヤ加熱を保持するのが難し
い。
が変化するため安定したワイヤ加熱を保持するのが難し
い。
【０００９】3)溶接中に母材からワイヤの先端が離れる
（トーチのアークでワイヤが溶断される）と、ワイヤに
電流が流れなくなってワイヤの温度が低下し、冷えたワ
イヤが溶融プールに供給され、安定した溶接ができなく
なる。特に溶接速度を速くするとこの傾向が大きい。
（トーチのアークでワイヤが溶断される）と、ワイヤに
電流が流れなくなってワイヤの温度が低下し、冷えたワ
イヤが溶融プールに供給され、安定した溶接ができなく
なる。特に溶接速度を速くするとこの傾向が大きい。
【００１０】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、溶接速度が変化しても安定した溶接が行えるアーク
分割ワイヤ加熱装置を提供することにある。
し、溶接速度が変化しても安定した溶接が行えるアーク
分割ワイヤ加熱装置を提供することにある。
【００１１】
【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、溶接すべき母材との間にアークを発生させ
るアーク電極と、そのアークによって形成される溶融プ
ールにフィラーワイヤを供給するワイヤ送り出し機構と
を備えたアークワイヤ加熱装置において、三相交流電源
と、その三相交流電源の２相分を交−直変換して母材と
アーク電極との間に供給するアーク電極側電源回路と、
１相分を交−直変換してフィラーワイヤとアーク電極と
の間に供給するフィラーワイヤ側電源回路とを備えたも
のである。
に本発明は、溶接すべき母材との間にアークを発生させ
るアーク電極と、そのアークによって形成される溶融プ
ールにフィラーワイヤを供給するワイヤ送り出し機構と
を備えたアークワイヤ加熱装置において、三相交流電源
と、その三相交流電源の２相分を交−直変換して母材と
アーク電極との間に供給するアーク電極側電源回路と、
１相分を交−直変換してフィラーワイヤとアーク電極と
の間に供給するフィラーワイヤ側電源回路とを備えたも
のである。
【００１２】上記構成に加え本発明は、アーク電極側電
源回路は、三相交流電源のいずれか２相を電圧変換する
トランスと、その二次側をそれぞれ整流する交直変換部
とからなり、フィラーワイヤ側電源回路は、三相交流電
源の残りの１相を電圧変換するトランスと、その二次側
を整流する交直変換部とからなるものである。
源回路は、三相交流電源のいずれか２相を電圧変換する
トランスと、その二次側をそれぞれ整流する交直変換部
とからなり、フィラーワイヤ側電源回路は、三相交流電
源の残りの１相を電圧変換するトランスと、その二次側
を整流する交直変換部とからなるものである。
【００１３】上記構成に加え本発明は、両アーク電極側
電源回路のトランスの一次コイルとフィラーワイヤ側電
源回路のトランスの一次コイルに三相交流が入力されて
おり、交直変換部が、各二次コイルの二次側を全波整流
するための一対のサイリスタをそれぞれ有するものであ
る。
電源回路のトランスの一次コイルとフィラーワイヤ側電
源回路のトランスの一次コイルに三相交流が入力されて
おり、交直変換部が、各二次コイルの二次側を全波整流
するための一対のサイリスタをそれぞれ有するものであ
る。
【００１４】上記構成に加え本発明は、各サイリスタ
は、各トランスの一次側に同期してゲート制御されて、
アーク電極側電源回路とフィラーワイヤ側電源回路の各
電源の位相角制御を行うものである。
は、各トランスの一次側に同期してゲート制御されて、
アーク電極側電源回路とフィラーワイヤ側電源回路の各
電源の位相角制御を行うものである。
【００１５】
【作用】上記構成によれば、３相交流電源の２相分で母
材とアーク電極との間にアークを発生させることによ
り、母材、アーク電極間のアークが安定し、母材上に安
定した溶融プールが形成される。３相交流電源の残りの
１相分でアーク電極とフィラーワイヤとの間にアークを
発生させることにより、溶接速度が変化してフィラーワ
イヤが溶融プールから離れてもフィラーワイヤには常に
電流が流れてジュール熱が生じるので安定した溶接が行
われる。
材とアーク電極との間にアークを発生させることによ
り、母材、アーク電極間のアークが安定し、母材上に安
定した溶融プールが形成される。３相交流電源の残りの
１相分でアーク電極とフィラーワイヤとの間にアークを
発生させることにより、溶接速度が変化してフィラーワ
イヤが溶融プールから離れてもフィラーワイヤには常に
電流が流れてジュール熱が生じるので安定した溶接が行
われる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
て詳述する。
【００１７】図１は本発明のアーク分割ワイヤ加熱装置
の一実施例の回路図である。尚、従来例と同様の部材に
は共通の符号を用いた。
の一実施例の回路図である。尚、従来例と同様の部材に
は共通の符号を用いた。
【００１８】同図において、１０、１１、１２は分巻ト
ランスであり、各分巻トランス１０〜１２は互いに巻数
が等しい二次コイル１３〜１８を有している。各二次コ
イル１３〜１８は一次コイル１９、２０、２１に対して
減極性を有している。各分巻トランス１０〜１２の一次
コイル１９〜２１はΔ結線されており、かつ各一次コイ
ル１９〜２１にはゲート同期回路２２、２３、２４がそ
れぞれ並列接続されている。ゲート同期回路２２、２
３、２４は、例えば一次コイル１９〜２１に入力される
交流電流が「０」になったときを検出して信号を発生す
る回路である。
ランスであり、各分巻トランス１０〜１２は互いに巻数
が等しい二次コイル１３〜１８を有している。各二次コ
イル１３〜１８は一次コイル１９、２０、２１に対して
減極性を有している。各分巻トランス１０〜１２の一次
コイル１９〜２１はΔ結線されており、かつ各一次コイ
ル１９〜２１にはゲート同期回路２２、２３、２４がそ
れぞれ並列接続されている。ゲート同期回路２２、２
３、２４は、例えば一次コイル１９〜２１に入力される
交流電流が「０」になったときを検出して信号を発生す
る回路である。
【００１９】分巻トランス１０の一方の二次コイル１３
側には、サイリスタ（以下「ＳＣＲ」という。）２５
と、ＳＣＲ２５を点弧させるためのゲート回路２６とか
らなる半波整流回路２７が形成されている。分巻トラン
ス１０の他方の二次コイル１４側には、ＳＣＲ２８とゲ
ート回路２９とからなり、二次コイル１３側に形成され
た半波整流回路２７とは位相が逆の半波整流回路３０が
形成されている。これら両半波整流回路２７、３０の同
極同士が接続されて交直変換部としての全波整流回路３
１が形成されている。ゲート回路２６、２９はゲート同
期回路２２に同期したパルス信号をＳＣＲ２５、２８の
ゲート、カソード間に印加してＳＣＲ２５、２８をそれ
ぞれ点弧させるようになっている。
側には、サイリスタ（以下「ＳＣＲ」という。）２５
と、ＳＣＲ２５を点弧させるためのゲート回路２６とか
らなる半波整流回路２７が形成されている。分巻トラン
ス１０の他方の二次コイル１４側には、ＳＣＲ２８とゲ
ート回路２９とからなり、二次コイル１３側に形成され
た半波整流回路２７とは位相が逆の半波整流回路３０が
形成されている。これら両半波整流回路２７、３０の同
極同士が接続されて交直変換部としての全波整流回路３
１が形成されている。ゲート回路２６、２９はゲート同
期回路２２に同期したパルス信号をＳＣＲ２５、２８の
ゲート、カソード間に印加してＳＣＲ２５、２８をそれ
ぞれ点弧させるようになっている。
【００２０】同様に、分巻トランス１１の二次コイル１
５、１６側と、分巻トランス１２の二次コイル１７、１
８側にもＳＣＲ３２、３３、３４、３５とゲート回路３
６、３７、３８、３９とからなる全波整流回路４０、４
１が形成されている。
５、１６側と、分巻トランス１２の二次コイル１７、１
８側にもＳＣＲ３２、３３、３４、３５とゲート回路３
６、３７、３８、３９とからなる全波整流回路４０、４
１が形成されている。
【００２１】各ＳＣＲ２５、２８、３２、３３、３４、
３５のアノードにはアーク放電による過電流からＳＣＲ
２５、２８、３２、３３、３４、３５や分巻トランス１
０〜１２の損傷を保護するための過電流保護トランス４
２、４３、４４がそれぞれ直列接続されている。
３５のアノードにはアーク放電による過電流からＳＣＲ
２５、２８、３２、３３、３４、３５や分巻トランス１
０〜１２の損傷を保護するための過電流保護トランス４
２、４３、４４がそれぞれ直列接続されている。
【００２２】これら分巻トランス１０、１１、ゲート同
期回路２２、２３、ゲート回路２６、２９、３６、３
７、ＳＣＲ２５、２８、３２、３３及び過電流保護トラ
ンス４２、４３でアーク電極側電源回路（以下「電極側
電源回路」という。）４５、４６が構成されている。ま
た、分巻トランス１２、ゲート同期回路２４、ゲート回
路３８、３９、ＳＣＲ３４、３５及び過電流保護トラン
ス４４でフィラーワイヤ側電源回路（以下「ワイヤ側電
源回路」という。）４７が構成されている。
期回路２２、２３、ゲート回路２６、２９、３６、３
７、ＳＣＲ２５、２８、３２、３３及び過電流保護トラ
ンス４２、４３でアーク電極側電源回路（以下「電極側
電源回路」という。）４５、４６が構成されている。ま
た、分巻トランス１２、ゲート同期回路２４、ゲート回
路３８、３９、ＳＣＲ３４、３５及び過電流保護トラン
ス４４でフィラーワイヤ側電源回路（以下「ワイヤ側電
源回路」という。）４７が構成されている。
【００２３】両電極側電源回路４５、４６の陽極は母材
２に接続され、両電極側電源回路４５、４６の陰極はア
ーク電極（例えばタングステンからなる）１に接続され
ている。ワイヤ側電源回路４７の陽極は、母材２上に形
成される溶融プール４にワイヤ５を供給するワイヤ送り
出し機構６の給電点８に接続され、その陰極はアーク電
極１に接続されている。尚、図中の二重丸は分巻トラン
ス１０〜１２、４２〜４４の巻き線の方向が共通である
ことを示す記号である。
２に接続され、両電極側電源回路４５、４６の陰極はア
ーク電極（例えばタングステンからなる）１に接続され
ている。ワイヤ側電源回路４７の陽極は、母材２上に形
成される溶融プール４にワイヤ５を供給するワイヤ送り
出し機構６の給電点８に接続され、その陰極はアーク電
極１に接続されている。尚、図中の二重丸は分巻トラン
ス１０〜１２、４２〜４４の巻き線の方向が共通である
ことを示す記号である。
【００２４】ここでＳＣＲを用いた電源回路の動作原理
について図２及び図３を参照して説明する。図２は図１
に示したアーク分割ワイヤ加熱装置に用いられる電源回
路を示し、図３は図２に示した電源回路に流れる電流波
形を示す。図３において横軸が時間を示し、縦軸が電流
を示す。
について図２及び図３を参照して説明する。図２は図１
に示したアーク分割ワイヤ加熱装置に用いられる電源回
路を示し、図３は図２に示した電源回路に流れる電流波
形を示す。図３において横軸が時間を示し、縦軸が電流
を示す。
【００２５】同図に示すように分巻トランス４８の一次
コイル４９にはゲート同期回路５０１が並列接続されて
いる。分巻トランス４８の二次コイル５０、５１は巻数
が同一で一次コイル４９に対して減極性を有している。
一方の二次コイル（図では上側）５０には、巻き方向表
示側が陽極になるように、ＳＣＲ５２とゲート回路５３
とからなる半波整流回路５４が形成されている。分巻ト
ランス４８の他方の二次コイル（図では下側）５１には
巻き方向表示側が陰極になるように、ＳＣＲ５５とゲー
ト回路５６とからなる半波整流回路５７が形成されてい
る。これら両半波整流回路５４、５７の同極同士が接続
されて全波整流回路５８が形成されている。全波整流回
路５８のＳＣＲ５２、５５のアノードには過電流保護ト
ランス５９が接続されて電源回路が形成されている。
尚、６０は負荷である。
コイル４９にはゲート同期回路５０１が並列接続されて
いる。分巻トランス４８の二次コイル５０、５１は巻数
が同一で一次コイル４９に対して減極性を有している。
一方の二次コイル（図では上側）５０には、巻き方向表
示側が陽極になるように、ＳＣＲ５２とゲート回路５３
とからなる半波整流回路５４が形成されている。分巻ト
ランス４８の他方の二次コイル（図では下側）５１には
巻き方向表示側が陰極になるように、ＳＣＲ５５とゲー
ト回路５６とからなる半波整流回路５７が形成されてい
る。これら両半波整流回路５４、５７の同極同士が接続
されて全波整流回路５８が形成されている。全波整流回
路５８のＳＣＲ５２、５５のアノードには過電流保護ト
ランス５９が接続されて電源回路が形成されている。
尚、６０は負荷である。
【００２６】ゲート同期回路５０１は、分巻トランス４
８の一次コイル４９に入力される交流電流が「０」にな
ったときにこれを検出してゲート回路５３、５６に信号
を送る。ゲート回路５３、５６はゲート同期回路５０１
からの信号を受けると、一次コイル４９に入力される交
流電流が「０」になってから時間ｔ0 後にＳＣＲ５２、
５５のゲート、カソード間にパルス信号を印加する。Ｓ
ＣＲ５２、５５はパルス信号が印加されると点弧（通
電）してそれぞれ順方向電流が流れる。
８の一次コイル４９に入力される交流電流が「０」にな
ったときにこれを検出してゲート回路５３、５６に信号
を送る。ゲート回路５３、５６はゲート同期回路５０１
からの信号を受けると、一次コイル４９に入力される交
流電流が「０」になってから時間ｔ0 後にＳＣＲ５２、
５５のゲート、カソード間にパルス信号を印加する。Ｓ
ＣＲ５２、５５はパルス信号が印加されると点弧（通
電）してそれぞれ順方向電流が流れる。
【００２７】すなわち、分巻トランス４８の一次コイル
４９に図３（ａ）に示すような単相交流が印加される
と、二次コイル５０、５１には変圧された交流がそれぞ
れ発生する。ＳＣＲ５２のゲート、カソードにはゲート
回路５３からパルス信号が印加され、電流Ｉが「０」と
なってから時間ｔ0 経過後ダイオードとして機能するの
で、図３（ｂ）の斜線部に示すような電流が流れる。Ｓ
ＣＲ５５のゲート、カソードにはゲート回路５６からパ
ルスが印加され、電流Ｉが「０」となってから時間ｔ0
経過後ダイオードとして機能するので、図３（ｃ）の斜
線部に示すような電流が流れる。負荷６０には両半波整
流回路５４、５７の出力（単相全波整流出力）が重畳さ
れて図３（ｄ）の斜線部に示すような電流が流れる。
尚、点弧電流はゲート回路５３、５６のパルス信号の間
隔、すなわち位相角を制御することにより調整できる。
４９に図３（ａ）に示すような単相交流が印加される
と、二次コイル５０、５１には変圧された交流がそれぞ
れ発生する。ＳＣＲ５２のゲート、カソードにはゲート
回路５３からパルス信号が印加され、電流Ｉが「０」と
なってから時間ｔ0 経過後ダイオードとして機能するの
で、図３（ｂ）の斜線部に示すような電流が流れる。Ｓ
ＣＲ５５のゲート、カソードにはゲート回路５６からパ
ルスが印加され、電流Ｉが「０」となってから時間ｔ0
経過後ダイオードとして機能するので、図３（ｃ）の斜
線部に示すような電流が流れる。負荷６０には両半波整
流回路５４、５７の出力（単相全波整流出力）が重畳さ
れて図３（ｄ）の斜線部に示すような電流が流れる。
尚、点弧電流はゲート回路５３、５６のパルス信号の間
隔、すなわち位相角を制御することにより調整できる。
【００２８】図１及び図４を参照して本実施例のアーク
分割ワイヤ加熱装置の作用について述べる。
分割ワイヤ加熱装置の作用について述べる。
【００２９】図４は図１に示したアーク分割ワイヤ加熱
装置の電極側電源回路とワイヤ側電源回路の電流波形で
ある。
装置の電極側電源回路とワイヤ側電源回路の電流波形で
ある。
【００３０】図１及び図４において、分巻トランス１０
の一次コイル１９に３相交流のＲ相が印加され、分巻ト
ランス１１の一次コイル２０にＳ相が印加され、分巻ト
ランス１２の一次コイル２１にＴ相がそれぞれ印加され
るとする。
の一次コイル１９に３相交流のＲ相が印加され、分巻ト
ランス１１の一次コイル２０にＳ相が印加され、分巻ト
ランス１２の一次コイル２１にＴ相がそれぞれ印加され
るとする。
【００３１】分巻トランス１０のゲート同期回路２２
は、Ｒ相の電流が「０」となるとこれを検出してゲート
回路２６、２９に信号を送る。ゲート回路２６、２９は
Ｒ相の電流が「０」となってから時間ｔ1 後に両ＳＣＲ
２５、２８を点弧させる。両ＳＣＲ２５、２８が点弧さ
れると、アーク電極１と母材２との間には図４（ａ）の
斜線部で表されるような電流が流れる。
は、Ｒ相の電流が「０」となるとこれを検出してゲート
回路２６、２９に信号を送る。ゲート回路２６、２９は
Ｒ相の電流が「０」となってから時間ｔ1 後に両ＳＣＲ
２５、２８を点弧させる。両ＳＣＲ２５、２８が点弧さ
れると、アーク電極１と母材２との間には図４（ａ）の
斜線部で表されるような電流が流れる。
【００３２】電極側電源回路４５から出た電流は、Ｒ相
の電流が「０」となってから時間ｔ1 後に母材２、溶融
プール４、アーク、アーク電極１及び過電流保護トラン
ス４２を経てＳＣＲ２５、２８に戻る。
の電流が「０」となってから時間ｔ1 後に母材２、溶融
プール４、アーク、アーク電極１及び過電流保護トラン
ス４２を経てＳＣＲ２５、２８に戻る。
【００３３】分巻トランス１１のゲート同期回路２３
は、Ｓ相の電流が「０」となるとこれを検出してゲート
回路３６、３７に信号を送る。ゲート回路３６、３７は
Ｓ相の電流が「０」となってから時間ｔ2 後に両ＳＣＲ
３２、３３を点弧させる。両ＳＣＲ３２、３３が点弧さ
れると、アーク電極１と母材２との間には図４（ｂ）の
斜線部で表されるような電流が流れる。Ｓ相はＲ相より
位相が１２０°遅れているが、二次コイル１５、１６側
で全波整流されるため、出力電流の位相差は半分の６０
°となる。すなわち、アーク電極１と母材２との間に流
れる電流は、図４（ａ）に示される電流より位相差が６
０°遅れて流れる。
は、Ｓ相の電流が「０」となるとこれを検出してゲート
回路３６、３７に信号を送る。ゲート回路３６、３７は
Ｓ相の電流が「０」となってから時間ｔ2 後に両ＳＣＲ
３２、３３を点弧させる。両ＳＣＲ３２、３３が点弧さ
れると、アーク電極１と母材２との間には図４（ｂ）の
斜線部で表されるような電流が流れる。Ｓ相はＲ相より
位相が１２０°遅れているが、二次コイル１５、１６側
で全波整流されるため、出力電流の位相差は半分の６０
°となる。すなわち、アーク電極１と母材２との間に流
れる電流は、図４（ａ）に示される電流より位相差が６
０°遅れて流れる。
【００３４】電極側電源回路４６から出た電流は、Ｓ相
の電流が「０」となってから時間ｔ2 後に母材２、溶融
プール４、アーク、アーク電極１及び過電流保護トラン
ス４３を経てＳＣＲ３２、３３に戻る。
の電流が「０」となってから時間ｔ2 後に母材２、溶融
プール４、アーク、アーク電極１及び過電流保護トラン
ス４３を経てＳＣＲ３２、３３に戻る。
【００３５】アーク電極１と母材２とには電極側電源回
路４５、４６が並列に接続されているので、アーク電極
１と母材２との間には図４（ａ）に示される電流と図４
（ｂ）に示される電流とが重畳された電流が印加され
る。
路４５、４６が並列に接続されているので、アーク電極
１と母材２との間には図４（ａ）に示される電流と図４
（ｂ）に示される電流とが重畳された電流が印加され
る。
【００３６】他方、分巻トランス１２のゲート同期回路
２４は、Ｔ相の電流が「０」となるとこれを検出してゲ
ート回路３８、３９に信号を送る。ゲート回路３８、３
９はＴ相の電流が「０」となってから時間ｔ3 後に両Ｓ
ＣＲ３４、３５を点弧させる。ＳＣＲ３４、３５が点弧
されると、アーク電極１とワイヤ先端９との間でアーク
が生じ、図４（ｃ）の斜線部で表されるような電流が流
れる。Ｔ相はＲ相より位相が２４０°遅れているが、二
次コイル１７、１８側で全波整流されるため、出力電流
の位相差は半分の１２０°となる。すなわち、アーク電
極１とワイヤ先端９との間に流れる電流は、図４（ａ）
に示される電流より位相差１２０°遅れて流れる。
２４は、Ｔ相の電流が「０」となるとこれを検出してゲ
ート回路３８、３９に信号を送る。ゲート回路３８、３
９はＴ相の電流が「０」となってから時間ｔ3 後に両Ｓ
ＣＲ３４、３５を点弧させる。ＳＣＲ３４、３５が点弧
されると、アーク電極１とワイヤ先端９との間でアーク
が生じ、図４（ｃ）の斜線部で表されるような電流が流
れる。Ｔ相はＲ相より位相が２４０°遅れているが、二
次コイル１７、１８側で全波整流されるため、出力電流
の位相差は半分の１２０°となる。すなわち、アーク電
極１とワイヤ先端９との間に流れる電流は、図４（ａ）
に示される電流より位相差１２０°遅れて流れる。
【００３７】ワイヤ側電源回路４７から出た電流は、Ｔ
相の電流が「０」となってから時間ｔ3 後に給電点８、
ワイヤ５、ワイヤ先端９、アーク、アーク電極１及び過
電流保護トランス４４を経てＳＣＲ３４、３５に戻る。
ワイヤ先端９とアーク電極１との間でアークが生じてい
る間は給電点８とワイヤ先端９との間で電流が流れるの
でワイヤ５にジュール熱が生じる。
相の電流が「０」となってから時間ｔ3 後に給電点８、
ワイヤ５、ワイヤ先端９、アーク、アーク電極１及び過
電流保護トランス４４を経てＳＣＲ３４、３５に戻る。
ワイヤ先端９とアーク電極１との間でアークが生じてい
る間は給電点８とワイヤ先端９との間で電流が流れるの
でワイヤ５にジュール熱が生じる。
【００３８】尚、電流の逆流を防止する整流素子Ｄ１、
Ｄ２は、アーク電極母材間で発生する電圧と、アーク電
極ワイヤ間で発生する電圧との差にかかわらず図４
（ａ）〜図４（ｃ）に示した電流の流れを成立させる。
Ｄ２は、アーク電極母材間で発生する電圧と、アーク電
極ワイヤ間で発生する電圧との差にかかわらず図４
（ａ）〜図４（ｃ）に示した電流の流れを成立させる。
【００３９】つまり本実施例のアーク分割ワイヤ加熱装
置は、母材２とアーク電極１との間でアークが発生する
と共に、アーク電極１とワイヤ先端９との間でアークが
発生することにより、溶接速度が変化して（特に高速に
なって）ワイヤ先端９が溶融プール４から離れても冷え
ることがなくなる。
置は、母材２とアーク電極１との間でアークが発生する
と共に、アーク電極１とワイヤ先端９との間でアークが
発生することにより、溶接速度が変化して（特に高速に
なって）ワイヤ先端９が溶融プール４から離れても冷え
ることがなくなる。
【００４０】尚、本実施例のアーク分割ワイヤ加熱装置
において、例えば出力電流が３００Ａ（平均値）がアー
ク電極１と母材２との間に流れると、その内アーク電極
１、母材２間には２００Ａが流れ、アーク電極１、ワイ
ヤ５間には１００Ａ流れることになるがこれに限定され
るものではない。
において、例えば出力電流が３００Ａ（平均値）がアー
ク電極１と母材２との間に流れると、その内アーク電極
１、母材２間には２００Ａが流れ、アーク電極１、ワイ
ヤ５間には１００Ａ流れることになるがこれに限定され
るものではない。
【００４１】以上において本実施例のアーク分割ワイヤ
加熱装置は、以下のような優れた効果が得られる。
加熱装置は、以下のような優れた効果が得られる。
【００４２】1)アーク電極のアーク炎でワイヤが溶断さ
れて冷えたワイヤが溶融プールに供給されることがな
い。
れて冷えたワイヤが溶融プールに供給されることがな
い。
【００４３】2)アーク電極、ワイヤ間でアークを発生さ
せ、このアークで強制的にワイヤを溶かす。このアーク
には電流が流れるため、ワイヤの加熱電流がとぎれるこ
とがない。
せ、このアークで強制的にワイヤを溶かす。このアーク
には電流が流れるため、ワイヤの加熱電流がとぎれるこ
とがない。
【００４４】3)ジュール熱によるワイヤの加熱原理は従
来と同様であるが、アーク電極、ワイヤ間でアークを発
生させるため、ワイヤの溶融プールへの挿入位置が多少
ずれても、その方向にアークが指向する。そのため、従
来のようにワイヤの挿入位置のわずかなずれでアークが
乱れるようなことがない。
来と同様であるが、アーク電極、ワイヤ間でアークを発
生させるため、ワイヤの溶融プールへの挿入位置が多少
ずれても、その方向にアークが指向する。そのため、従
来のようにワイヤの挿入位置のわずかなずれでアークが
乱れるようなことがない。
【００４５】4)ワイヤが母材又は溶融プールから離れる
（溶断）ことがあっても、ワイヤ側に指向するアーク
と、このアークを通してワイヤに流れる電流によるジュ
ール熱のため安定してワイヤが加熱して容易に溶かすこ
とができる。
（溶断）ことがあっても、ワイヤ側に指向するアーク
と、このアークを通してワイヤに流れる電流によるジュ
ール熱のため安定してワイヤが加熱して容易に溶かすこ
とができる。
【００４６】5)母材側のアークは、アーク電極と母材方
向に流れるため、安定した溶融プールが形成される。
向に流れるため、安定した溶融プールが形成される。
【００４７】6)従来はワイヤに加熱電流を流すには、ア
ーク電極用の電源とは別電源を必要とした。このためア
ーク電極と母材との間で生じるアークが、ワイヤの加熱
電流により発生する磁界による影響を受けて安定しにく
かったが、本実施例では各アークが位相差（１２０°）
を有するため独立し、アークが安定する。
ーク電極用の電源とは別電源を必要とした。このためア
ーク電極と母材との間で生じるアークが、ワイヤの加熱
電流により発生する磁界による影響を受けて安定しにく
かったが、本実施例では各アークが位相差（１２０°）
を有するため独立し、アークが安定する。
【００４８】尚、本実施例では両アーク電極側電源回路
のトランスの一次コイルとフィラーワイヤ側電源回路の
トランスの一次コイルがΔ結線されているが、これに限
定されるものではなくＹ結線されていてもよいのはいう
までもない。
のトランスの一次コイルとフィラーワイヤ側電源回路の
トランスの一次コイルがΔ結線されているが、これに限
定されるものではなくＹ結線されていてもよいのはいう
までもない。
【００４９】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００５０】３相交流電源の２相分で母材とアーク電極
との間にアークを発生させ、残りの１相分でアーク電極
とフィラーワイヤとの間にアークを発生させるので、溶
接速度が変化しても安定した溶接が行えるアーク分割ワ
イヤ加熱装置を実現することができる。
との間にアークを発生させ、残りの１相分でアーク電極
とフィラーワイヤとの間にアークを発生させるので、溶
接速度が変化しても安定した溶接が行えるアーク分割ワ
イヤ加熱装置を実現することができる。
【図１】本発明のアーク分割ワイヤ加熱装置の一実施例
の回路図である。
の回路図である。
【図２】図１に示したアーク分割ワイヤ加熱装置に用い
られるＳＣＲ整流回路を示す。
られるＳＣＲ整流回路を示す。
【図３】図２に示したＳＣＲ整流回路に流れる電流波形
である。
である。
【図４】図１に示したアーク分割ワイヤ加熱装置のアー
ク電極側電源回路とフィラーワイヤ側電源回路の電流波
形である。
ク電極側電源回路とフィラーワイヤ側電源回路の電流波
形である。
【図５】アーク分割ワイヤ加熱装置の従来例である。
１ アーク電極 ２ 母材 ４ 溶融プール ５ フィラーワイヤ（ワイヤ） ６ ワイヤ送り出し機構 ４５、４６ アーク電極側電源回路（電極側電源回路） ４７ フィラーワイヤ側電源回路（ワイヤ側電源回路） Ｄ１、Ｄ２ 整流素子（逆流防止用）
Claims (4)
- 【請求項１】 溶接すべき母材との間にアークを発生さ
せるアーク電極と、そのアークによって形成される溶融
プールにフィラーワイヤを供給するワイヤ送り出し機構
とを備えたアークワイヤ加熱装置において、三相交流電
源と、その三相交流電源の２相分を交−直変換して上記
母材とアーク電極との間に供給するアーク電極側電源回
路と、１相分を交−直変換して上記フィラーワイヤとア
ーク電極との間に供給するフィラーワイヤ側電源回路と
を備えたことを特徴とするアーク分割ワイヤ加熱装置。 - 【請求項２】 アーク電極側電源回路は、三相交流電源
のいずれか２相を電圧変換するトランスと、その二次側
をそれぞれ整流する交直変換部とからなり、フィラーワ
イヤ側電源回路は、三相交流電源の残りの１相を電圧変
換するトランスと、その二次側を整流する交直変換部と
からなる請求項１記載のアーク分割ワイヤ加熱装置。 - 【請求項３】 両アーク電極側電源回路のトランスの一
次コイルとフィラーワイヤ側電源回路のトランスの一次
コイルに三相交流が入力されており、交直変換部が、各
二次コイルの二次側を全波整流するための一対のサイリ
スタをそれぞれ有する請求項２記載のアーク分割ワイヤ
加熱装置。 - 【請求項４】 各サイリスタは、各トランスの一次側に
同期してゲート制御されて、アーク電極側電源回路とフ
ィラーワイヤ側電源回路の各電源の位相角制御を行う請
求項３記載のアーク分割ワイヤ加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12618495A JP3451791B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | アーク分割ワイヤ加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12618495A JP3451791B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | アーク分割ワイヤ加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08318374A true JPH08318374A (ja) | 1996-12-03 |
| JP3451791B2 JP3451791B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=14928775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12618495A Expired - Fee Related JP3451791B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | アーク分割ワイヤ加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3451791B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012108789A1 (ru) * | 2011-02-08 | 2012-08-16 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Совтехсвар" | Способ дуговой сварки трехфазной дугой и устройство для дуговой сварки |
| CN112439983A (zh) * | 2019-08-27 | 2021-03-05 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 用于使用多相电弧预加热以进行焊丝表面氧化去除和/或焊丝预加热的系统和方法 |
-
1995
- 1995-05-25 JP JP12618495A patent/JP3451791B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012108789A1 (ru) * | 2011-02-08 | 2012-08-16 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Совтехсвар" | Способ дуговой сварки трехфазной дугой и устройство для дуговой сварки |
| RU2467846C2 (ru) * | 2011-02-08 | 2012-11-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Совтехсвар" | Способ дуговой сварки трехфазной дугой |
| CN112439983A (zh) * | 2019-08-27 | 2021-03-05 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 用于使用多相电弧预加热以进行焊丝表面氧化去除和/或焊丝预加热的系统和方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3451791B2 (ja) | 2003-09-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |