JPH10286669A - 手溶接／ｔｉｇ溶接兼用アーク溶接機 - Google Patents
手溶接／ｔｉｇ溶接兼用アーク溶接機Info
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- JPH10286669A JPH10286669A JP11341797A JP11341797A JPH10286669A JP H10286669 A JPH10286669 A JP H10286669A JP 11341797 A JP11341797 A JP 11341797A JP 11341797 A JP11341797 A JP 11341797A JP H10286669 A JPH10286669 A JP H10286669A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 手溶接／ＴＩＧ溶接兼用のアーク溶接機にお
いて、入力側電流が過大にならずまた装置全体が小形で
安価かつ電力変換効率のよい溶接機を得る 【解決手段】 交流電源からの電力を整流して直流とす
る整流回路と、整流回路の出力を高周波交流に変換する
インバータ回路と、インバータ回路の出力を手溶接に適
した電圧に変換する変圧器と、変圧器の２次巻線に設け
たセンタータップと、変圧器の二次巻線の両端子間に接
続したブリッジ形整流回路とを備え、前記ブリッジ形整
流回路の出力端子と前記変圧器の２次巻線のセンタータ
ップとから手溶接用およびＴＩＧ溶接用出力を取り出す
手溶接／ＴＩＧ溶接兼用アーク溶接機。
いて、入力側電流が過大にならずまた装置全体が小形で
安価かつ電力変換効率のよい溶接機を得る 【解決手段】 交流電源からの電力を整流して直流とす
る整流回路と、整流回路の出力を高周波交流に変換する
インバータ回路と、インバータ回路の出力を手溶接に適
した電圧に変換する変圧器と、変圧器の２次巻線に設け
たセンタータップと、変圧器の二次巻線の両端子間に接
続したブリッジ形整流回路とを備え、前記ブリッジ形整
流回路の出力端子と前記変圧器の２次巻線のセンタータ
ップとから手溶接用およびＴＩＧ溶接用出力を取り出す
手溶接／ＴＩＧ溶接兼用アーク溶接機。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、手溶接とＴＩＧ溶
接とに兼用できるアーク溶接機の改良に関するものであ
る。
接とに兼用できるアーク溶接機の改良に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、手溶接とＴＩＧ溶接とに兼用でき
るようにしたアーク溶接機としては、図３に示すように
溶接用の電源部は共通で、シールドガスの制御、溶接ト
ーチの冷却水の制御、アーク起動用高周波電源の制御な
どをＴＩＧ溶接時にのみ有効とするものが用いられてい
た。
るようにしたアーク溶接機としては、図３に示すように
溶接用の電源部は共通で、シールドガスの制御、溶接ト
ーチの冷却水の制御、アーク起動用高周波電源の制御な
どをＴＩＧ溶接時にのみ有効とするものが用いられてい
た。
【０００３】図３において、１ないし３は一次入力線、
４は溶接電源部、５は電極側ケーブル、６は電極、７は
被溶接物、８は被溶接物側ケーブル、ＴＳ１は起動スイ
ッチ、ＲＶ１は出力調整器、ＳＷ１は手溶接・ＴＩＧ溶
接切替スイッチ、ＳＯＬ１はＴＩＧ溶接用のシールドガ
スを溶接トーチに供給するときに開く電磁弁、ＳＯＬ２
は電極６を保持する溶接トーチに冷却水を供給するため
の電磁弁である。溶接電源部４において、ＤＲ１ないし
ＤＲ３は整流器、Ｃ１は平滑用コンデンサ、ＴＲ１ない
しＴＲ４はスイッチング用トランジスタ、ＣＲ１ないし
ＣＲ４はサージ電圧吸収用のスナバ回路であり、通常は
コンデンサと抵抗器とで構成され、このスイッチングト
ランジスタＴＲ１ないしＴＲ４によってインバータ回路
が構成されている。Ｔ１は変圧器であり、一次巻線Ｎｐ
と二次巻線Ｎs1，Ｎs2とを有する。Ｌ１は直流リアクト
ル、ＣＴ１は出力電流検出器、ＣＴＬ１は出力制御回
路、ＨＦはアーク点弧用高周波発生器、ＣＣは高周波発
生器ＨＦの出力を溶接電源の出力に重畳させるためのカ
ップリングコイル、ＳＣ１は切替スイッチＳＷ１および
起動スイッチＴＳ１の各指令に応じて電磁弁ＳＯＬ１，
ＳＯＬ２の開閉、出力制御回路ＣＴＬ１、高周波発生器
ＨＦの起動・停止などを制御するシーケンス制御回路で
ある。
４は溶接電源部、５は電極側ケーブル、６は電極、７は
被溶接物、８は被溶接物側ケーブル、ＴＳ１は起動スイ
ッチ、ＲＶ１は出力調整器、ＳＷ１は手溶接・ＴＩＧ溶
接切替スイッチ、ＳＯＬ１はＴＩＧ溶接用のシールドガ
スを溶接トーチに供給するときに開く電磁弁、ＳＯＬ２
は電極６を保持する溶接トーチに冷却水を供給するため
の電磁弁である。溶接電源部４において、ＤＲ１ないし
ＤＲ３は整流器、Ｃ１は平滑用コンデンサ、ＴＲ１ない
しＴＲ４はスイッチング用トランジスタ、ＣＲ１ないし
ＣＲ４はサージ電圧吸収用のスナバ回路であり、通常は
コンデンサと抵抗器とで構成され、このスイッチングト
ランジスタＴＲ１ないしＴＲ４によってインバータ回路
が構成されている。Ｔ１は変圧器であり、一次巻線Ｎｐ
と二次巻線Ｎs1，Ｎs2とを有する。Ｌ１は直流リアクト
ル、ＣＴ１は出力電流検出器、ＣＴＬ１は出力制御回
路、ＨＦはアーク点弧用高周波発生器、ＣＣは高周波発
生器ＨＦの出力を溶接電源の出力に重畳させるためのカ
ップリングコイル、ＳＣ１は切替スイッチＳＷ１および
起動スイッチＴＳ１の各指令に応じて電磁弁ＳＯＬ１，
ＳＯＬ２の開閉、出力制御回路ＣＴＬ１、高周波発生器
ＨＦの起動・停止などを制御するシーケンス制御回路で
ある。
【０００４】図３において、切替スイッチＳＷ１が
「手」溶接側にあるときは、シーケンス制御回路ＳＣ１
は、電磁弁ＳＯＬ１，ＳＯＬ２を常時遮断とし、高周波
発生器ＨＦも常時停止とする。また出力制御回路ＣＴＬ
１に対しては、起動スイッチＴＳ１の出力にかかわらず
常時起動指令信号を供給する。この結果、溶接電源部４
において、整流器ＤＲ１には一次入力線１ないし３から
３相の商用周波数交流が加えられ、整流器ＤＲ１はこの
商用周波数交流を整流する。その出力は平滑コンデンサ
Ｃ１が平滑する。インバータトランジスタＴＲ１〜４は
ＴＲ１，４とＴＲ２，３を１組として交互にＯＮ，ＯＦ
Ｆして整流器ＤＲ１の出力を商用周波数よりはるかに高
い周波数の交流を作りだし、インバータトランスＴ１の
一次巻線に加える。Ｔ１の２次巻線に現れた電圧は整流
器ＤＲ２，ＤＲ３にて整流されて直流となり直流リアク
トルＬ１、電極側ケーブル５および被溶接物側ケーブル
８を通して電極６と被溶接物７との間に供給される。こ
の状態で電極６が被溶接物７に接触すると短絡電流が流
れ、つぎに接触が解消された時点でアークが発生する。
このときの出力電流は出力電流検出器ＣＴ１にて検出さ
れて出力制御回路ＣＴＬ１にて出力調整器ＲＶ１からの
設定信号と比較されて、差が減少するようにスイッチン
グトランジスタＴＲ１ないしＴＲ４の導通時間率が制御
されて、これによって出力電流が設定値に保たれること
になる。
「手」溶接側にあるときは、シーケンス制御回路ＳＣ１
は、電磁弁ＳＯＬ１，ＳＯＬ２を常時遮断とし、高周波
発生器ＨＦも常時停止とする。また出力制御回路ＣＴＬ
１に対しては、起動スイッチＴＳ１の出力にかかわらず
常時起動指令信号を供給する。この結果、溶接電源部４
において、整流器ＤＲ１には一次入力線１ないし３から
３相の商用周波数交流が加えられ、整流器ＤＲ１はこの
商用周波数交流を整流する。その出力は平滑コンデンサ
Ｃ１が平滑する。インバータトランジスタＴＲ１〜４は
ＴＲ１，４とＴＲ２，３を１組として交互にＯＮ，ＯＦ
Ｆして整流器ＤＲ１の出力を商用周波数よりはるかに高
い周波数の交流を作りだし、インバータトランスＴ１の
一次巻線に加える。Ｔ１の２次巻線に現れた電圧は整流
器ＤＲ２，ＤＲ３にて整流されて直流となり直流リアク
トルＬ１、電極側ケーブル５および被溶接物側ケーブル
８を通して電極６と被溶接物７との間に供給される。こ
の状態で電極６が被溶接物７に接触すると短絡電流が流
れ、つぎに接触が解消された時点でアークが発生する。
このときの出力電流は出力電流検出器ＣＴ１にて検出さ
れて出力制御回路ＣＴＬ１にて出力調整器ＲＶ１からの
設定信号と比較されて、差が減少するようにスイッチン
グトランジスタＴＲ１ないしＴＲ４の導通時間率が制御
されて、これによって出力電流が設定値に保たれること
になる。
【０００５】一方、切替スイッチＳＷ１がＴＩＧ側にあ
るときは、起動スイッチＴＳ１が閉路されるまではシー
ケンス制御回路は何ら動作せず、出力制御回路ＣＴＬ１
も動作を停止しており、出力端子Ｓt1，Ｓt2間には何ら
出力は表れない。起動スイッチＴＳ１が閉路されるとシ
ーケンス制御回路ＳＣ１はこれを受けて動作を開始し、
電磁弁ＳＯＬ１，ＳＯＬ２を開いてシールドガスと冷却
水の放出を開始する。電磁弁ＳＯＬ１，ＳＯＬ２を開い
た後所定の時間が経過すると、シーケンス制御回路ＳＣ
１は出力制御回路ＣＴＬ１に起動指令を送ると同時に高
周波発生器ＨＦにも起動指令を送る。この結果、スイッ
チングトランジスタＴＲ１ないしＴＲ４は手溶接の場合
と同時に出力電流が設定値になるようにＯＮ−ＯＦＦ動
作を開始し、同時に高周波発生器は高周波高電圧を発生
してカップリングコイルＣＣを介して電極６と被溶接物
７との間に供給する。この状態で電極６の先端を被溶接
物７に近づけると、ある距離になったところで両者間の
絶縁が高周波高電圧によって破壊されて火花放電が発生
し、これが溶接アークに成長して溶接が開始される。溶
接アークが発生すると、この電流は検出器ＣＴ１によっ
て検出されてその値が出力制御回路ＣＴＬ１にフィード
バックされて出力電流を出力調整器ＲＶ１の設定値に保
つよう制御されると同時に、この出力電流検出器ＣＴ１
の検出信号がシーケンス制御回路ＳＣ１に供給されて高
周波発生器ＨＦの出力を停止させる。また、この頃まで
には先に開いた電磁弁ＳＯＬ１によって供給されるシー
ルドガスが電極６の周囲を包囲するように流れて溶接部
を保護しており、また電磁弁ＳＯＬ２によって冷却水が
電極６を保持する溶接トーチを冷却して、溶接トーチの
過熱を防止する。
るときは、起動スイッチＴＳ１が閉路されるまではシー
ケンス制御回路は何ら動作せず、出力制御回路ＣＴＬ１
も動作を停止しており、出力端子Ｓt1，Ｓt2間には何ら
出力は表れない。起動スイッチＴＳ１が閉路されるとシ
ーケンス制御回路ＳＣ１はこれを受けて動作を開始し、
電磁弁ＳＯＬ１，ＳＯＬ２を開いてシールドガスと冷却
水の放出を開始する。電磁弁ＳＯＬ１，ＳＯＬ２を開い
た後所定の時間が経過すると、シーケンス制御回路ＳＣ
１は出力制御回路ＣＴＬ１に起動指令を送ると同時に高
周波発生器ＨＦにも起動指令を送る。この結果、スイッ
チングトランジスタＴＲ１ないしＴＲ４は手溶接の場合
と同時に出力電流が設定値になるようにＯＮ−ＯＦＦ動
作を開始し、同時に高周波発生器は高周波高電圧を発生
してカップリングコイルＣＣを介して電極６と被溶接物
７との間に供給する。この状態で電極６の先端を被溶接
物７に近づけると、ある距離になったところで両者間の
絶縁が高周波高電圧によって破壊されて火花放電が発生
し、これが溶接アークに成長して溶接が開始される。溶
接アークが発生すると、この電流は検出器ＣＴ１によっ
て検出されてその値が出力制御回路ＣＴＬ１にフィード
バックされて出力電流を出力調整器ＲＶ１の設定値に保
つよう制御されると同時に、この出力電流検出器ＣＴ１
の検出信号がシーケンス制御回路ＳＣ１に供給されて高
周波発生器ＨＦの出力を停止させる。また、この頃まで
には先に開いた電磁弁ＳＯＬ１によって供給されるシー
ルドガスが電極６の周囲を包囲するように流れて溶接部
を保護しており、また電磁弁ＳＯＬ２によって冷却水が
電極６を保持する溶接トーチを冷却して、溶接トーチの
過熱を防止する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
手溶接／ＴＩＧ溶接兼用溶接器は電源部分は全く同じも
のを用いており、手溶接時とＴＩＧ溶接時とは単に電源
の起動、シールドガスおよび冷却水の供給、高周波の起
動などを行うか否かを選択しているにすぎないものであ
った。
手溶接／ＴＩＧ溶接兼用溶接器は電源部分は全く同じも
のを用いており、手溶接時とＴＩＧ溶接時とは単に電源
の起動、シールドガスおよび冷却水の供給、高周波の起
動などを行うか否かを選択しているにすぎないものであ
った。
【０００７】しかるに、手溶接とＴＩＧ溶接とを比較し
たとき、アーク電圧は手溶接の方がかなり高い値に設定
しないと安定にアーク溶接が継続できない。一般に定格
溶接電圧として必要な電圧は、溶接電流をＩ2 としたと
き、手溶接では（２０＋０．０４・Ｉ2 ）ボルト、ＴＩ
Ｇ溶接では（１０＋０．０４・Ｉ2 ）ボルトといわれて
いる。この式から通常手溶接やＴＩＧ溶接が実施される
１００Ａないし２００Ａ程度の範囲においては、アーク
はそれぞれ 手溶接……２４Ｖないし２８Ｖ ＴＩＧ溶接……１４Ｖないし１８Ｖ となる。
たとき、アーク電圧は手溶接の方がかなり高い値に設定
しないと安定にアーク溶接が継続できない。一般に定格
溶接電圧として必要な電圧は、溶接電流をＩ2 としたと
き、手溶接では（２０＋０．０４・Ｉ2 ）ボルト、ＴＩ
Ｇ溶接では（１０＋０．０４・Ｉ2 ）ボルトといわれて
いる。この式から通常手溶接やＴＩＧ溶接が実施される
１００Ａないし２００Ａ程度の範囲においては、アーク
はそれぞれ 手溶接……２４Ｖないし２８Ｖ ＴＩＧ溶接……１４Ｖないし１８Ｖ となる。
【０００８】さらに電源の容量は一定であるから、手溶
接時とＴＩＧ溶接時とにおいて略同程度の定格電力とな
るようにそれぞれのときの定格出力を定めることが必要
となる。それ故、例えばＴＩＧ溶接時の定格出力が２０
０Ａ，１８Ｖとすると、これを手溶接兼用とするときに
は、手溶接時の定格出力は１３０Ａ，２５．２Ｖのよう
に定めていた。さらに手溶接は溶接棒の手ぶれ等による
アーク切れを防止するために手溶接時の最大出力電圧を
上記の定格出力の１．５倍程度になるように設計せざる
を得なかった。
接時とＴＩＧ溶接時とにおいて略同程度の定格電力とな
るようにそれぞれのときの定格出力を定めることが必要
となる。それ故、例えばＴＩＧ溶接時の定格出力が２０
０Ａ，１８Ｖとすると、これを手溶接兼用とするときに
は、手溶接時の定格出力は１３０Ａ，２５．２Ｖのよう
に定めていた。さらに手溶接は溶接棒の手ぶれ等による
アーク切れを防止するために手溶接時の最大出力電圧を
上記の定格出力の１．５倍程度になるように設計せざる
を得なかった。
【０００９】また電源内部のインピーダンスにより溶接
機の最大出力電圧は１００Ａ当り２Ｖ程度の電圧降下が
さけられない。
機の最大出力電圧は１００Ａ当り２Ｖ程度の電圧降下が
さけられない。
【００１０】それ故、ＴＩＧ溶接に適するように定格が
２００Ａ，１８Ｖが得られるように設計された溶接電源
では、１３０Ａ時の最大出力電圧は、１８Ｖ＋２×（７
０／１００）＝１９．４Ｖとなる。これに対して、手溶
接において必要とされる定格アーク電圧は２０＋０．０
４×１３０＝２５．２Ｖであり、手振れが発生してもア
ーク切れが起りにくいようにするためには最大出力電圧
をこの１．５倍、即ち２５．２×１．５＝３７．８Ｖと
なる。この３７．８Ｖが１３０Ａ時に確保できるように
設計された溶接電源をそのまま２００ＡでＴＩＧ溶接に
用いると、そのときのアーク電圧は３７．８−２×（７
０／１００）＝３６．４Ｖとなる。それ故、ＴＩＧ溶接
用に設計したときと手溶接用に設計したときとでは１
９．４Ｖ／３７．８Ｖ＝１．９５ １８Ｖ／３６．４
Ｖ＝２．０のように略二倍の電圧差が必要である。した
がってＴＩＧ溶接時２００Ａ，１８Ｖ、手溶接時１３０
Ａ，２５．２Ｖの定格出力を確保する手溶接／ＴＩＧ溶
接兼用のアーク溶接機を実現するためには、図３のよう
な構造のものにおいては最大出力電圧として３７．８Ｖ
（１３０Ａ出力時）となるように変圧器Ｔ１の巻数比を
決定しなければならない。
２００Ａ，１８Ｖが得られるように設計された溶接電源
では、１３０Ａ時の最大出力電圧は、１８Ｖ＋２×（７
０／１００）＝１９．４Ｖとなる。これに対して、手溶
接において必要とされる定格アーク電圧は２０＋０．０
４×１３０＝２５．２Ｖであり、手振れが発生してもア
ーク切れが起りにくいようにするためには最大出力電圧
をこの１．５倍、即ち２５．２×１．５＝３７．８Ｖと
なる。この３７．８Ｖが１３０Ａ時に確保できるように
設計された溶接電源をそのまま２００ＡでＴＩＧ溶接に
用いると、そのときのアーク電圧は３７．８−２×（７
０／１００）＝３６．４Ｖとなる。それ故、ＴＩＧ溶接
用に設計したときと手溶接用に設計したときとでは１
９．４Ｖ／３７．８Ｖ＝１．９５ １８Ｖ／３６．４
Ｖ＝２．０のように略二倍の電圧差が必要である。した
がってＴＩＧ溶接時２００Ａ，１８Ｖ、手溶接時１３０
Ａ，２５．２Ｖの定格出力を確保する手溶接／ＴＩＧ溶
接兼用のアーク溶接機を実現するためには、図３のよう
な構造のものにおいては最大出力電圧として３７．８Ｖ
（１３０Ａ出力時）となるように変圧器Ｔ１の巻数比を
決定しなければならない。
【００１１】一方、ＴＩＧ溶接専用機であれば２００
Ａ，１８Ｖの定格出力でよいので電源内部の電圧降下を
考慮しても１３０Ａにおいて１９．４Ｖの最大出力電圧
があればよいので、一次巻線Ｎp のまきすうをｎp 、二
次巻線Ｎs1及びＮs2の巻数をｎsとすると巻数比ｎp ／
ｎs は３７．８Ｖを確保するときの２倍にすることがで
きる。変圧器の一次側を流れる電流は巻数比ｎp ／ｎs
に逆比例するので、上記のような手溶接／ＴＩＧ溶接兼
用機はＴＩＧ溶接専用機にくらべて一次側電流は約２倍
となる。このために、手溶接／ＴＩＧ溶接兼用機をＴＩ
Ｇ溶接に用いるときは入力電力は１３０Ａ出力のときに
ＴＩＧ溶接専用機における２００Ａ出力時の２倍とな
り、この状態で定格出力電流の２００Ａを取り出すとそ
の一次電流は手溶接時にくらべても非常に大きな値とな
る。変圧器Ｔ１の巻数比ｎp ／ｎs をα1 とするとＴＩ
Ｇ溶接時２００Ａの溶接電流を取り出すときは一次電流
Ｉt1＝２００・α1 となり、手溶接で１３０Ａの溶接電
流を取り出すときはＩm1＝１３０・α1 であり、これに
対して、ＴＩＧ専用機の場合には巻数比をα2 とすると
変圧器の一次電流はＩt2＝２００・α2 となる。ここ
で、２α2 ＝α1 であるのでＩt1＝４００・α2 ，Ｉm1
＝２６０・α2 となる。
Ａ，１８Ｖの定格出力でよいので電源内部の電圧降下を
考慮しても１３０Ａにおいて１９．４Ｖの最大出力電圧
があればよいので、一次巻線Ｎp のまきすうをｎp 、二
次巻線Ｎs1及びＮs2の巻数をｎsとすると巻数比ｎp ／
ｎs は３７．８Ｖを確保するときの２倍にすることがで
きる。変圧器の一次側を流れる電流は巻数比ｎp ／ｎs
に逆比例するので、上記のような手溶接／ＴＩＧ溶接兼
用機はＴＩＧ溶接専用機にくらべて一次側電流は約２倍
となる。このために、手溶接／ＴＩＧ溶接兼用機をＴＩ
Ｇ溶接に用いるときは入力電力は１３０Ａ出力のときに
ＴＩＧ溶接専用機における２００Ａ出力時の２倍とな
り、この状態で定格出力電流の２００Ａを取り出すとそ
の一次電流は手溶接時にくらべても非常に大きな値とな
る。変圧器Ｔ１の巻数比ｎp ／ｎs をα1 とするとＴＩ
Ｇ溶接時２００Ａの溶接電流を取り出すときは一次電流
Ｉt1＝２００・α1 となり、手溶接で１３０Ａの溶接電
流を取り出すときはＩm1＝１３０・α1 であり、これに
対して、ＴＩＧ専用機の場合には巻数比をα2 とすると
変圧器の一次電流はＩt2＝２００・α2 となる。ここ
で、２α2 ＝α1 であるのでＩt1＝４００・α2 ，Ｉm1
＝２６０・α2 となる。
【００１２】それ故、変圧器の一次側に流れる電流の最
大値は、手溶接時に必要な最大電流の１．５４倍、ＴＩ
Ｇ専用機における最大電流の２倍にもなる。このために
変圧器の一次巻線や一次側に設けるインバータ回路や整
流回路を流れる電流も大きくなるのでこれらの電流容量
を大きなものとすることが必要となり、さらにこのよう
な大きな電流をＯＮ−ＯＦＦするスイッチングトランジ
スタＴＲ１ないしＴＲ４に発生するサージ電圧も大きく
なるためにこれを制御するためのスナバ回路ＣＲ１ない
しＣＲ４も大容量のものが必要となって、装置が大形で
高価となるばかりでなく、電力変換効率も悪く不経済な
溶接機となっていた。
大値は、手溶接時に必要な最大電流の１．５４倍、ＴＩ
Ｇ専用機における最大電流の２倍にもなる。このために
変圧器の一次巻線や一次側に設けるインバータ回路や整
流回路を流れる電流も大きくなるのでこれらの電流容量
を大きなものとすることが必要となり、さらにこのよう
な大きな電流をＯＮ−ＯＦＦするスイッチングトランジ
スタＴＲ１ないしＴＲ４に発生するサージ電圧も大きく
なるためにこれを制御するためのスナバ回路ＣＲ１ない
しＣＲ４も大容量のものが必要となって、装置が大形で
高価となるばかりでなく、電力変換効率も悪く不経済な
溶接機となっていた。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来の技
術の課題を解決するために、交流電源からの電力を整流
して直流とする整流回路と、前記整流回路の出力を高周
波交流に変換するインバータ回路と、前記インバータ回
路の出力を手溶接に適した電圧に変換する変圧器と、前
記変圧器の２次巻線に設けたセンタータップと、前記変
圧器の二次巻線の両端子間に接続したブリッジ形両波整
流回路とを備え、前記ブリッジ形整流回路の出力端子と
前記変圧器の２次巻線のセンタータップとから手溶接用
またはＴＩＧ溶接用出力を取り出す手溶接／ＴＩＧ溶接
兼用アーク溶接機を提案したものである。
術の課題を解決するために、交流電源からの電力を整流
して直流とする整流回路と、前記整流回路の出力を高周
波交流に変換するインバータ回路と、前記インバータ回
路の出力を手溶接に適した電圧に変換する変圧器と、前
記変圧器の２次巻線に設けたセンタータップと、前記変
圧器の二次巻線の両端子間に接続したブリッジ形両波整
流回路とを備え、前記ブリッジ形整流回路の出力端子と
前記変圧器の２次巻線のセンタータップとから手溶接用
またはＴＩＧ溶接用出力を取り出す手溶接／ＴＩＧ溶接
兼用アーク溶接機を提案したものである。
【００１４】また、第２の発明として前記ブリッジ形両
波整流回路の一方の出力と前記センタータップとの間か
ら一般用ＴＩＧ溶接のための出力を取り出し、前記ブリ
ッジ形両波整流回路の両出力端子から手溶接用または小
電流ＴＩＧアーク溶接用出力を取り出す請求項１に記載
の手溶接／ＴＩＧ溶接兼用アーク溶接機を提案したもの
である。
波整流回路の一方の出力と前記センタータップとの間か
ら一般用ＴＩＧ溶接のための出力を取り出し、前記ブリ
ッジ形両波整流回路の両出力端子から手溶接用または小
電流ＴＩＧアーク溶接用出力を取り出す請求項１に記載
の手溶接／ＴＩＧ溶接兼用アーク溶接機を提案したもの
である。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を示す
接続図である。同図において、Ｔ２は変圧器であり、そ
の２次巻線にはセンタータップを設けて巻線Ｎs1，Ｎs2
に２分してある。また変圧器の出力は巻線Ｎs1とＮs2の
両端の出力を両波整流するように整流器ＤＲ４ないしＤ
Ｒ７からなるブリッジ形両波整流回路にて整流して、そ
の出力を出力端子Ｓt3およびＳt4にリアクトルＬ１を介
して接続してある。また変圧器Ｔ２の２次巻線のセンタ
ータップとなるＮs1とＮs2の接続点は別の出力端子Ｓt5
に接続してある。その他は図３の従来例と同機能のもの
に同符号を付して詳細な説明を省略する。
接続図である。同図において、Ｔ２は変圧器であり、そ
の２次巻線にはセンタータップを設けて巻線Ｎs1，Ｎs2
に２分してある。また変圧器の出力は巻線Ｎs1とＮs2の
両端の出力を両波整流するように整流器ＤＲ４ないしＤ
Ｒ７からなるブリッジ形両波整流回路にて整流して、そ
の出力を出力端子Ｓt3およびＳt4にリアクトルＬ１を介
して接続してある。また変圧器Ｔ２の２次巻線のセンタ
ータップとなるＮs1とＮs2の接続点は別の出力端子Ｓt5
に接続してある。その他は図３の従来例と同機能のもの
に同符号を付して詳細な説明を省略する。
【００１６】図１の装置において、整流器ＤＲ１で直流
に変換された入力電力は、スイッチングトランジスタＴ
Ｒ１ないしＴＲ４からなるインバータ回路によって高周
波交流に変換されて変圧器Ｔ２の一次側に供給される。
変圧器Ｔ２は入力電圧を巻数比に応じて変圧して二次巻
線Ｎs1，Ｎs2に出力する。二次巻線Ｎs1，Ｎs2の合計の
出力電圧はその両端の電圧がブリッジ接続された整流器
ＤＲ４ないしＤＲ７によって両波整流されて、リアクト
ルＬ１を介して出力端子ＳＴ3 とＳＴ5 との間に出力さ
れる。また二次巻線の中間タップは出力端子ＳＴ5 に接
続されているので二次巻線Ｎs1とＮs2の各出力電圧が整
流器ＤＲ４とＤＲ６または整流器ＤＲ５とＤＲ７とによ
ってセンタータップ式両波整流されることになり、出力
端子Ｓｔ5 には出力端子Ｓｔ3 とＳｔ4 との中間の電位
の出力が現われることになる。
に変換された入力電力は、スイッチングトランジスタＴ
Ｒ１ないしＴＲ４からなるインバータ回路によって高周
波交流に変換されて変圧器Ｔ２の一次側に供給される。
変圧器Ｔ２は入力電圧を巻数比に応じて変圧して二次巻
線Ｎs1，Ｎs2に出力する。二次巻線Ｎs1，Ｎs2の合計の
出力電圧はその両端の電圧がブリッジ接続された整流器
ＤＲ４ないしＤＲ７によって両波整流されて、リアクト
ルＬ１を介して出力端子ＳＴ3 とＳＴ5 との間に出力さ
れる。また二次巻線の中間タップは出力端子ＳＴ5 に接
続されているので二次巻線Ｎs1とＮs2の各出力電圧が整
流器ＤＲ４とＤＲ６または整流器ＤＲ５とＤＲ７とによ
ってセンタータップ式両波整流されることになり、出力
端子Ｓｔ5 には出力端子Ｓｔ3 とＳｔ4 との中間の電位
の出力が現われることになる。
【００１７】ここで、図３の従来技術において例示した
ようにＴＩＧ溶接用として定格出力２００Ａ，１８Ｖ、
手溶接用として１３０Ａ，３７．８Ｖを得るときを考え
ると、出力端子Ｓｔ3 とＳｔ4 とを手溶接用の出力端子
とし、出力端子Ｓｔ3 とＳｔ5 とをＴＩＧ溶接端子とし
て、また出力端子Ｓｔ3 とＳｔ4 との間の最大出力電圧
を３７．８Ｖ程度になるように変圧器Ｔ２の巻数を定め
ておけばよい。
ようにＴＩＧ溶接用として定格出力２００Ａ，１８Ｖ、
手溶接用として１３０Ａ，３７．８Ｖを得るときを考え
ると、出力端子Ｓｔ3 とＳｔ4 とを手溶接用の出力端子
とし、出力端子Ｓｔ3 とＳｔ5 とをＴＩＧ溶接端子とし
て、また出力端子Ｓｔ3 とＳｔ4 との間の最大出力電圧
を３７．８Ｖ程度になるように変圧器Ｔ２の巻数を定め
ておけばよい。
【００１８】この場合、変圧器Ｔ２の巻数比は、手溶接
時とＴＩＧ溶接時とにおいて１：２となり、それぞれ従
来の手溶接専用機およびＴＩＧ溶接専用機と同じ巻数比
α1及びα2 でよいことになる。この結果、変圧器Ｔ２
の一次巻線に流れる電流も手溶接時に１３０×α1 ＝１
３０×２×α2 ，ＴＩＧ溶接時に２００×α2 となり、
その最大値は２６０・α2 である。このために、一次側
電流は図３の従来装置における電流に比べて２６０／４
００＝０．６５，即ち６５％でよいことになる。ところ
で、ＴＩＧ溶接においては、一般にアーク電圧はシール
ドガスに不活性ガスを用い、かつ電極に被消耗のタング
ステン電極を用いることから比較的低く、電流の増加に
対して若干の上昇傾向を示す正特性を示すが、電流が小
さくなるとその変化の様子が変ってくることが知られて
いる。図２はＴＩＧ溶接における電流とアーク電圧との
関係を示した線図であり、横軸に電流，縦軸にアーク電
圧を示してある。同図からわかるように、アーク電圧は
電流が７０Ａ前後よりも大きいときは電流の増加にした
っがってわずかに上昇する正特性を示すが７０Ａよりも
低くなると逆に負特性となり、電流が減少すればアーク
電圧が急上昇する。
時とＴＩＧ溶接時とにおいて１：２となり、それぞれ従
来の手溶接専用機およびＴＩＧ溶接専用機と同じ巻数比
α1及びα2 でよいことになる。この結果、変圧器Ｔ２
の一次巻線に流れる電流も手溶接時に１３０×α1 ＝１
３０×２×α2 ，ＴＩＧ溶接時に２００×α2 となり、
その最大値は２６０・α2 である。このために、一次側
電流は図３の従来装置における電流に比べて２６０／４
００＝０．６５，即ち６５％でよいことになる。ところ
で、ＴＩＧ溶接においては、一般にアーク電圧はシール
ドガスに不活性ガスを用い、かつ電極に被消耗のタング
ステン電極を用いることから比較的低く、電流の増加に
対して若干の上昇傾向を示す正特性を示すが、電流が小
さくなるとその変化の様子が変ってくることが知られて
いる。図２はＴＩＧ溶接における電流とアーク電圧との
関係を示した線図であり、横軸に電流，縦軸にアーク電
圧を示してある。同図からわかるように、アーク電圧は
電流が７０Ａ前後よりも大きいときは電流の増加にした
っがってわずかに上昇する正特性を示すが７０Ａよりも
低くなると逆に負特性となり、電流が減少すればアーク
電圧が急上昇する。
【００１９】このために図１で説明したように出力端子
Ｓｔ3 とＳｔ5 との間には低い電圧しか得られないの
で、溶接電流が小さいときには、アーク電圧をまかなう
ことができなくなる。したっがって小電流域において
は、ＴＩＧ溶接においても出力端子Ｓｔ3 とＳｔ4 との
間の高い出力電圧を用いることが必要になる。この場合
には、ＴＩＧ溶接において巻数比が手溶接と同じとなる
が、出力電流が小さい領域であるので変圧器一次側に流
れる電流が過大となることはない。
Ｓｔ3 とＳｔ5 との間には低い電圧しか得られないの
で、溶接電流が小さいときには、アーク電圧をまかなう
ことができなくなる。したっがって小電流域において
は、ＴＩＧ溶接においても出力端子Ｓｔ3 とＳｔ4 との
間の高い出力電圧を用いることが必要になる。この場合
には、ＴＩＧ溶接において巻数比が手溶接と同じとなる
が、出力電流が小さい領域であるので変圧器一次側に流
れる電流が過大となることはない。
【００２０】
【発明の効果】本発明のアーク溶接機は、上記の通りで
あるので、手溶接／ＴＩＧ溶接兼用としても入力側電流
が過大になることがないので、装置全体が大形となるこ
とがなく、安価であり、かつ、電力変換効率もよいので
経済性にすぐれた装置を得ることができる。
あるので、手溶接／ＴＩＧ溶接兼用としても入力側電流
が過大になることがないので、装置全体が大形となるこ
とがなく、安価であり、かつ、電力変換効率もよいので
経済性にすぐれた装置を得ることができる。
【図１】本発明の実施の形態の例を示す接続図。
【図２】ＴＩＧアーク溶接における溶接電流とアーク電
圧との関係を示す線図。
圧との関係を示す線図。
【図３】従来の例を示す接続図。
ＤＲ１ないしＤＲ７ 整流器 ＴＲ１ないしＴＲ４ スイッチングトランジスタ Ｌ１ 直流リアクトル ＣＴ１ 出力電流検出器 ＣＴＬ１ 出力制御回路 ＳＣ１ シーケンス制御回路 Ｔ１，Ｔ２ 変圧器 ＳＯＬ１，ＳＯＬ２ 電磁弁 ＳＷ１ 切替スイッチ ＲＶ１ 出力調整器 ＨＦ 高周波発生器 ４ 溶接電源部 ６ 電極 ７ 被溶接物 Ｓt1ないしＳt5 出力端子 ＴＳ１ 起動スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土居 敏光 大阪市淀川区田川２丁目１番11号 株式会 社ダイヘン内 (72)発明者 服部 靖 大阪市淀川区田川２丁目１番11号 株式会 社ダイヘン内
Claims (2)
- 【請求項１】 交流電源からの電力を整流して直流とす
る整流回路と、前記整流回路の出力を高周波交流に変換
するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力を手
溶接に適した電圧に変換する変圧器と、前記変圧器の２
次巻線に設けたセンタータップと、前記変圧器の二次巻
線の両端子間に接続したブリッジ形整流回路とを備え、
前記ブリッジ形整流回路の出力端子と前記変圧器の２次
巻線のセンタータップとから手溶接用およびＴＩＧ溶接
用出力を取り出す手溶接／ＴＩＧ溶接兼用アーク溶接
機。 - 【請求項２】 前記ブリッジ形両波整流回路の一方の出
力と前記センタータップとの間から一般用ＴＩＧ溶接の
ための出力を取り出し、前記ブリッジ形両波整流回路の
両出力端子から手溶接用または小電流ＴＩＧ溶接用出力
を取り出す請求項１に記載の手溶接／ＴＩＧ溶接兼用ア
ーク溶接機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11341797A JPH10286669A (ja) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | 手溶接／ｔｉｇ溶接兼用アーク溶接機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11341797A JPH10286669A (ja) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | 手溶接／ｔｉｇ溶接兼用アーク溶接機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10286669A true JPH10286669A (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=14611737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11341797A Pending JPH10286669A (ja) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | 手溶接／ｔｉｇ溶接兼用アーク溶接機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10286669A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100343006C (zh) * | 2004-01-15 | 2007-10-17 | 沈阳工业大学 | 多功能一体式焊接切割设备 |
| JP2021028077A (ja) * | 2019-08-09 | 2021-02-25 | 育良精機株式会社 | バッテリーｔｉｇ溶接機 |
-
1997
- 1997-04-14 JP JP11341797A patent/JPH10286669A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100343006C (zh) * | 2004-01-15 | 2007-10-17 | 沈阳工业大学 | 多功能一体式焊接切割设备 |
| JP2021028077A (ja) * | 2019-08-09 | 2021-02-25 | 育良精機株式会社 | バッテリーｔｉｇ溶接機 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040312 |
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060612 |
|
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|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060808 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070220 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |