JPH10166145A - Tig溶接機 - Google Patents

Tig溶接機

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JPH10166145A
JPH10166145A JP32256496A JP32256496A JPH10166145A JP H10166145 A JPH10166145 A JP H10166145A JP 32256496 A JP32256496 A JP 32256496A JP 32256496 A JP32256496 A JP 32256496A JP H10166145 A JPH10166145 A JP H10166145A
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tig welding
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憲和 大崎
Kohaku Hirota
幸伯 廣田
Takuji Hayashi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 TIG溶接機において、アークスタート性能
を向上させつつノイズの低減と小型化を図ることを目的
とする。 【解決手段】 交流入力を溶接に適した電圧に変換する
センタータップを有する主変圧器3の2次巻線間に出力
される交流無負荷電圧を高速整流回路5により整流し、
アーク起動用高周波発生装置6に供給し、その入力電圧
値が設定値を越えるとアーク起動用高周波電圧を発生さ
せるTIG溶接機。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アーク起動用高周
波発生装置を備えたTIG溶接機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、TIG溶接機のアーク起動は電
極と母材が非接触で行われるため、TIG溶接機にはア
ーク起動用高周波発生装置が備えられている。
【0003】以下、アーク起動用高周波発生装置を備え
た従来のTIG溶接機について図4および図5に沿って
説明する。
【0004】図4および図5において、1は三相または
単相の交流入力を直流に変換する1次側整流回路、2は
前記1次側整流回路で整流された直流を交流に変換し電
力制御するインバータ回路、3は前記インバータ回路2
の交流出力を溶接に適した電圧に変換する主変圧器、4
は前記主変圧器3の交流出力を整流する2次側整流回
路、5はアーク起動用高周波発生装置6に直流電源を入
力するためのダイオードブリッジ整流回路、7は前記ア
ーク起動用高周波発生装置6の高周電圧を印加するカッ
プリングコイル、10はアーク起動用高周波発生装置6
に電源を供給するダウントランス、8は電極、9は母材
である。
【0005】つぎに、図4のTIG溶接機の動作につい
て、説明する。TIG溶接機に起動信号が入力されると
インバータ回路2が動作し、主変圧器3の2次側に交流
電圧が発生し、前記交流電圧は整流回路4により整流さ
れて出力電圧となり電極8と母材9の間に供給される。
一方、アーク起動用高周波発生装置6には溶接機の入力
側からダウントランス10およびダイオードブリッジ整
流回路5を通して商用交流電圧を整流した電圧が供給さ
れており、起動信号によってアーク起動用高周波発生装
置6が発信を開始し、カップリングコイル7を通して高
周波電圧を電極8と母材9の間に印加する。この高周波
電圧によって電極8と母材9の間で絶縁破壊が起こり主
回路との間でアーク放電回路が形成され溶接が開始され
る。そして、溶接電流を検出すると高周波発生装置6は
自動的に動作を停止する。
【0006】なお、TIG溶接機の回路の簡略化を図る
ため、図5のように、アーク起動用高周波発生装置の入
力電圧を溶接機の出力側からとるTIG溶接機もある。
【0007】つぎに、図5のTIG溶接機の動作につい
て説明する。TIG溶接機に起動信号が入力されるとイ
ンバータ回路2が動作し、主変圧器3の2次側に交流電
圧が発生し、整流回路4により整流されて直流電圧とな
り電極8と母材9の間に供給される。一方アーク起動用
高周波発生装置6には前記整流回路4により整流された
電圧が供給され、起動信号によってアーク起動用高周波
発生装置6が発信を開始し、カップリングコイル7を通
して高周波電圧を電極8と母材9の間に印加する。この
高周波電圧によって電極8と母材9の間で絶縁破壊が起
こり主回路との間でアーク放電回路が形成され溶接が開
始される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成を採用
すれば、溶接開始時に電極8と母材9間に高周波電圧を
供給でき、TIG溶接における非接触アーク起動が可能
となる。
【0009】しかしながら、上記図4の構成ではアーク
起動用高周波発生装置6に電源を供給するダウントラン
ス10が必要であるため、TIG溶接機の小形化を実現
することが困難であった。
【0010】また、図5の従来の構成では,通常整流回
路4で整流された電圧は主変圧器3の2次巻線両端間電
圧の2分の1となり、アーク起動用高周波発生装置6に
よりアークスタートを安定して行える高周波電圧を発生
させるには十分ではなかった。
【0011】本発明は前記従来の課題を解決するもの
で、TIG溶接機の小形化を図るとともに、アークスタ
ート性能の向上とノイズ低減を実現するTIG溶接機を
提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の第1手段のTIG溶接機は、交流入力を溶
接に適した電圧に変換するセンタータップを有する主変
圧器と、前記主変圧器の出力を整流する2次側整流回路
を備えたTIG溶接機であって、前記主変圧器の2次巻
線両端より出力される交流電圧を入力とし、前記交流電
圧を整流する高速整流回路と、前記高速ダイオードブリ
ッジの出力電圧が設定値を越えると信号出力する判別回
路を有し、前記判別回路の信号により高周波電圧を発生
するアーク起動用高周波発生装置を備えたものである。
【0013】また、本発明の第2手段は、前記第1手段
のTIG溶接機に、アーク起動信号が入力されてから、
一定時間以内に電流検出が行われなかった場合にアーク
起動用高周波発生装置への入力回路を遮断する遮断回路
を設けたものである。
【0014】また、本発明の第3手段は、前記第1手段
または第2手段のTIG溶接機の判別回路を、選択可能
な2個以上の判別値を持つ判別回路としたものである。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の第1手段の構成によれ
ば、溶接開始時にTIG溶接機の主変圧器の2次巻線に
出力される交流無負荷電圧を高速整流回路により整流
し、アーク起動用高周波発生装置に入力し、その入力電
圧値が設定値を越えるとアーク起動用高周波電圧を発生
させる作用を有するものである。
【0016】また、本発明の第2手段の構成により、一
定時間以内にアークが発生しない場合に、高周波電圧を
停止する作用を有するものである。
【0017】また、本発明の第3手段の構成により、T
IG溶接機の使用条件に合わせて、判別回路の判別値を
選択することにより、高周波電圧の値を変えることがで
きる作用を有するものである。
【0018】以下、本発明の実施の形態につき、図1な
いし図3に沿って説明する。 (実施の形態1)図1は、本発明をインバータ式のTI
G溶接機に適用した場合の実施の形態1を示すものであ
る。図1において、1は三相または単相の交流入力を直
流に変換する1次側整流回路、2は1次側整流回路で整
流された直流を交流に変換し電力制御するインバータ回
路、3は前記交流を溶接に適した電圧に変換する主変圧
器、4は主変圧器3の出力を整流する2次側整流回路、
5は主変圧器3の2次巻線より出力される交流電圧を整
流しアーク起動用高周波発生装置6に直流電源を入力す
るための高速ダイオードブリッジ整流回路(高速整流回
路)、13は平滑用コンデンサ、14は前記整流回路5
の出力電圧が設定値を越えると導通するツェナーダイオ
ード(判別回路)、6はアーク起動用高周波発生装置、
7はカップリングコイル、8は電極、9は母材である。
【0019】つぎに、本実施の形態1におけるTIG溶
接機について、その動作を説明する。
【0020】TIG溶接機に起動信号が入力されるとイ
ンバータ回路2が動作し、主変圧器3の2次側に交流電
圧が発生し、前記交流電圧は整流回路4により整流され
て出力電圧となり電極8と母材9の間に供給される。そ
して、電極8と母材9の間でアークが発生するまでの無
負荷時は、前記出力電圧は無負荷電圧でありその値はお
よそ40Vから80V程度である。そして、アーク起動
用高周波発生装置6には前記主変圧器3の2次巻線の両
端間に発生した交流電圧が整流用の高速整流回路5を通
して整流され、平滑コンデンサ13にて平滑された電圧
が供給される。尚、無負荷時には前記交流電圧の値はお
よそ80Vから160Vであり、これを高速整流回路5
で整流した電圧は平滑コンデンサ13を充電し、その充
電電圧が判別回路14のツェナー電圧(設定電圧)を越
えると判別回路14の信号がアーク起動用高周波発生装
置6を動作させ高周波電圧を発生させる。このように、
アーク起動用高周波発生装置6が動作すると、その動作
電流により平滑コンデンサ13の充電電圧は低下し、高
周波電圧の発生は停止する。また、再び平滑コンデンサ
13が充電され、その充電電圧が判別回路14の設定電
圧を越えると前記のように高周波電圧が発生し、これら
の動作を繰り返す。この高周波電圧はカップリングコイ
ル7を介して電極8と母材9の間に印加され、前記高周
波電圧によって電極8と母材9の間で絶縁破壊が起こり
主回路との間でアーク放電回路が形成され溶接が開始さ
れる。
【0021】通常、TIG溶接機の主回路は高速インバ
ータ回路で構成されるため、主変圧器3の2次巻線両端
間に発生する交流電圧は数kHzから数十kHzの周波
数を有しており、高速整流回路5に高速型の整流素子を
用いることによって、高速インバータから汎用的なサイ
リスタを使用した商用周波数整流方式まで幅広く適用す
ることができる。
【0022】また、アーク起動用高周波発生装置6の入
力電圧は、主変圧器3の2次巻線の両端間に発生する高
速交流電圧を高速整流回路5によって全波整流するた
め、電圧の立ち上がりが速く、しかも2次側整流回路4
で整流された出力電圧に比較して2倍の電圧を得ること
ができる。これにより、アーク起動用高周波発生装置6
から出力される高周波電圧は高い電圧と速い応答速度を
得ることができ、電極8と母材9の間に高周波電圧を速
やかに引加して、アークスタート性能を向上させること
ができる。
【0023】そして、溶接が開始されると電極8と母材
9の間はアーク電圧に下がるため、主変圧器3の2次巻
線両端間の交流電圧も低下し、アーク起動用高周波発生
装置6への入力電圧も下がり、アーク起動用高周波発生
装置6はアーク発生と同時に高周波停止信号無しでも自
動的に動作を停止する。
【0024】(実施の形態2)以下本発明の実施の形態
2について図2を参照しながら説明する。図2におい
て、符号1ないし14は図1と同じであるので、説明を
省略する。
【0025】図2は図1に対して、アーク起動信号が入
力されてから、一定時間以内に主回路での電流検出が行
われなかった場合にアーク起動用高周波発生装置6への
入力回路を遮断する遮断回路を設けたものである。すな
わち18は主回路に電流が流れたことを検出する電流検
出器、19は起動信号を受け、一定時間内に電流検出し
ない場合に高周波停止信号を出力するタイマー回路、2
0は前記タイマー回路19の信号を受けてアーク起動用
高周波発生装置6への入力回路を遮断する遮断回路で、
この遮断回路20以外の構成は図1と同一である。
【0026】そして、図2のTIG溶接機において、高
周波発生までの基本的な動作は前記図2の回路動作と同
じであるが、タイマー回路19は起動信号入力から一定
時間内に電流検出器18からの電流検出信号が入力され
ない場合、遮断回路20に高周波停止信号を送り、遮断
回路20がアーク起動用高周波発生装置6への入力回路
を遮断して高周波が停止する。このため、アークスター
ト失敗時においても高周波ノイズの発生を最小限に抑え
ることができる。
【0027】(実施の形態3)以下本発明の実施の形態
3のTIG溶接機ついて図3を参照しながら説明する。
図3において、符号1ないし13は図1と同じであるの
で、説明を省略する。
【0028】図3は図1に対して判別回路14Aの判別
値を2個以上選択可能にしたもので、14aは第1判別
値を持つ第1ツェナーダイオード、14Saは第1ツェ
ナーダイオード14aを選択する第1スイッチ、14b
は第2判別値を持つ第2ツェナーダイオード、14Sb
は第2ツェナーダイオード14bを選択する第2スイッ
チであり、この判別回路14A以外の部分は図1と同じ
である。
【0029】そして、図3のTIG溶接機の、基本的な
動作は前記図1の回路動作と同じであるが、第1ツェナ
ーダイオード14aおよび第2ツェナーダイオード14
bの判別値をそれぞれ主回路のケーブル長等の溶接機の
使用条件に合わせた値に設定しておくことによって、第
1スイッチ14Saまたは第2スイッチ14Sbを選択
投入するだけで、アーク起動用高周波発生装置6の動作
電圧を変え、高周波電圧の値を変えることができる。例
えば、第1ツェナーダイオード14aを溶接機の出力ケ
ーブルが短い場合に選択される低い値、第2ツェナーダ
イオード14bを溶接機の出力ケーブルが長い場合に選
択される高い値に設定しておけば、出力ケーブルが短い
場合には第1スイッチ14Saを閉じれば高周波電圧は
低くなり、アークスタート性能を確保しつつ高周波ノイ
ズを抑えることができ、出力ケーブルが長い場合には第
2スイッチ14Sbを閉じれば高周波電圧は高くなり、
アークスタート性能を維持できる。なお、ツェナーダイ
オードとスイッチの数は条件の数だけ増やせることは言
うまでもない。
【0030】また、前記判別回路14Aとしてはツェナ
ーダイオード以外に、クランプ回路等の構成を用いるこ
とも可能である。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明の第1手段によれ
ば、アークスタート性能を向上させつつ溶接機の小形化
を実現できるとともに、溶接開始と同時に高周波が停止
するため、アークスタート時の高周波ノイズ低減を実現
できることや、アーク起動用高周波発生装置への入力電
圧を判別して設定された入力電圧値で高周波電圧を発生
させるため、主変圧器の2次巻線間の電圧が変動しても
アーク起動用高周波電圧がその影響を受けることが少な
いという優れた効果を奏するものである。
【0032】また、本発明の第2手段によれば、アーク
スタートしない場合でも、高周波電圧が停止するため、
周辺機器への高周波ノイズの影響を抑えることができる
という優れた効果を奏するものである。
【0033】また、本発明の第3手段によれば、主回路
のケーブル長などの溶接機の使用条件に合わせて高周波
電圧の値を選択できるため、溶接機の出力側ケーブルを
延長した場合でも、良好なアークスタートが得られる優
れた効果を奏するものである。
【0034】本発明は、従来の回路構成への適用も簡単
に実現でき、良好なアークスタートを得る極めて優れた
効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるTIG溶接機の
回路構成図
【図2】同実施の形態2におけるTIG溶接機の回路構
成図
【図3】同実施の形態3におけるTIG溶接機の回路構
成図
【図4】従来のTIG溶接機の回路構成図
【図5】従来の他のTIG溶接機の回路構成図
【符号の説明】
3 主変圧器 4 2次側整流回路 5 高速整流回路 6 アーク起動用高周波発生装置 14,14A 判別回路 20 遮断回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】交流入力溶接に適した電圧に変換するセン
    タータップを有する主変圧器と、前記主変圧器の出力を
    整流する2次側整流回路を備えたTIG溶接機であっ
    て、前記主変圧器の2次巻線両端より出力される交流電
    圧を入力とし、その交流電圧を整流する高速整流回路
    と、前記高速整流回路の出力電圧が設定値を越えると信
    号を出力する判別回路を有し、前記判別回路の信号によ
    り高周波電圧を発生するアーク起動用高周波発生装置を
    備えたTIG溶接機。
  2. 【請求項2】アーク起動信号が入力され、一定時間以内
    に電流検出が行われなかった場合にアーク起動用高周波
    発生装置への入力回路を遮断する遮断回路を設けた請求
    項1記載のTIG溶接機。
  3. 【請求項3】判別回路は選択可能な2個以上の判別値を
    持ち、ケーブル延長使用などの溶接機の使用条件によ
    り、前記判別値を選択可能にした請求項1または2記載
    のTIG溶接機。
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