JPS58119471A - ホツトワイヤ式ア−ク溶接機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ワイヤに電圧を印加して加熱し。

８日熱されたワイヤを浴接部に送給しながら非消耗電極
で溶接を行なうホットワイヤ式アーク溶接機、に関する
ものであり、特に、溶接開始時の制御回路に関するもの
である。

一般に仰られているホットワイヤ式アーク溶接機を第１
図にしたがって説、明すると９図におイテ（１）ｉｄ’
ｊングステン電極を示し、アーク電源（２）から供給さ
れる電流によって母材（３）との間にアーク（４）全発
生する。（５）はそのアーク（４）により母材（３）に
形成された溶融池である。（６）はワイヤ（４） であり、モータ（７）および躯動ローラ（８）からなる
ワイヤ送給手段により、給電チップ（９）および絶縁ガ
イド（ｌ（）を行て、浴接部へ送＠略れる。ワイヤ（６
）にはワイヤカロ熱′電源（１１）から給電チップ（９
）。

ワイヤ（６）、溶融池（５）、母材（３）の糸路で電圧
が印刀目されており、抵抗加熱される。このように旨温
に叩熱てれたワイヤ（６ン全浴融ａ（５）へ挿入すると
、アーク（４）および溶融池（５）の保有熱とによねＪ
ＪＩＪ熱これて容易に溶融する。（１４はこのようにし
て母材（３）Ｋ形成された溶接金属である。でお。

ｔ、１３はシールドノズル、０４）はワイヤリール状に
巻ｔ／′Ｉたワイヤリールである。

ワイヤ（６）への給電は給電チップ（９）の先端部（以
下給電点と称する）　（９ａ）ｆて行なわれるので。

ワイヤ（６）の面熱はこの給電点（９ａ）を通過したと
きから始′ｆ１′）、母材（３）に到達すると微ｖｃｖ
適湖度ＶＣ，１する。従って、溶接開始時において、上
記給電点（９ａ）より母材（３）側にあるワイヤ（６）
は上記最適借１度より低い温度で溶融池（５）に挿入さ
れることになる。特に、ｆ）材（３）近傍のワイヤ（０
）は（５） はとんど力日熱されておらず、この状態で溶接が開始さ
れると、ワイヤ（６）の溶融池（５）への突込み。

あるいは未溶融ワイヤの飛び出しが起こり、溶接開始部
において溶接欠陥が発生してしゴうという欠点があった
。

従来、上記欠点の対蛍例として第２図の別命１法が提案
されている。この図はワイヤ送給量およびワイヤ加熱電
流が時間とともに変る動作を示したもので９図のように
、ワイヤ送給量およびワイヤ加熱電流を同期させてスロ
ープ状に上昇京せることにより、急激な変化を避けると
と本に、常に適正なワイヤ送給量が得られるようにした
ものである。しかしながら、この方法は何らアーク電流
の制御を考慮していないために。

溶接開始直後の低速送給時においては、ワイヤ（６）は
アーク熱による力日熱のみで溶融し、更３図のように母
材（３）に到達する前に溶滴０υとなる。

この結果ワイヤ（６）のｌ１ｌｌ各ソ゛寝などにより、
ワイヤ（６）がタングステン電極（１）に接近すると、
溶滴ｌＪ→がタンゲス電罹（１）に付着し、良好彦溶接
が不（６） 可能となる事態が度々発生する欠点があった。

こＬ発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、溶接開始時において、アーク電
流、ワイヤ送給量およびワイヤ加熱電圧の３因子ゲ制ｒ
（財）することにより。

溶接欠陥を発生ぜず、また、ワイヤ浴部がタングステン
重陽に付着することなく溶接開始のできるホットワイヤ
式アーク溶接ｉｎ＋提供することを目的としている。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第４
図において、第１図の従来例と同一部分には同一符号を
付し説明を省略する。図中。

（イ）はアーク電源（２）のアーク電流制御装置、　（
２１＋はワイヤ加熱電源（１１）のワイヤ印加電圧制＠
１装置である。

（２２）けモータ駆動ｆイ源で、因）けそのモータ電圧
制御装置〒ある。例は基準電圧発生器でその出力電圧が
各制御装置（２））〜カッに入力として入る。ｂ；けア
ーク起ｉａｎ時の初期電流設定、佑で、その出力側がア
ーク電流制御ａ１］装置Ｉ凛に接続ばれている。

（７） 基準電圧発生器（２４）は設定時間内に設定値までスロ
ープ状に増加する出力電圧？発生するものである。この
出力電圧は、アーク電流制＠装置（イ）に入力され、ア
ーク電源（２）の出力電流を制御する信号に変換てれる
。また同時にモータ電圧制御装置（２３）にも入力され
モータ駆動電源１２２１の出力電圧を制御する信号に変
換される。さらにワイヤ印加電圧制御装置（２１）にも
入力され、ワイヤ卯熱電＄、　＋、１１）の出力電圧を
制橿１する信号に変換される。

まず、溶接開始指令を与えると電極（１）と母材（３）
との闇にアーク（４）が点弧されるが、アーク電源（２
）から供給されるアーク電流は初期電流設定器（２５：
にて設定された電流値となる。次に、スロープ開始指令
を与えると基準電圧発生器（２４１の出力電圧は、設定
値ゴで設定したスロープ時間で増加するので、アーク電
流制御装置−の入力は初期電流設定器（２５；の出力電
圧に基準電圧発生器（２４）からの出力電圧’ｅ７１Ｄ
算したものとなり、従ってアーク電流は初期電流より設
定した溶接電流（８） すてスロープ状に増加する。同時にモータ駆動寛臨吸）
の出力電圧即ち、モータの回転数（ワイヤ送給量）およ
び、ワイヤ加熱電源（［＋）の出力電圧、即ちワイヤ印
加電圧も設定値までスロープ状に増加する。以上のリグ
１作を、アーク電流、ワイヤ送給翫、ワイヤ印加゛曳圧
が時開とともに変るｌｌ７１Ｊ作で示すと第５図のよう
マ゛ある。

以上のように、この発明によれば、アーク′ル流？ワイ
ヤ送給量およびワイヤ印加電圧に同期させて、スロープ
状に上昇させているのでスロープ開始石抜の低速ワイヤ
送給時においても。

ワイヤ溶滴０５）がタングステン電極０均に付着するほ
ど太餐く成長することはなく、速やかにワイヤ（６）が
母相（３）に到達するので、安定して艮好な溶４−８開
始部が得られる効果μある。

第６図は今一つのこの発明の実施例を示すもので、第５
図と異なる点は、ワイヤ印加電圧のスロープ時間をワイ
ヤ送給量のスロープＤ　Ｉ’ａ’ｌより遅延させるもの
である。ワイヤ径、ワイヤ材質によっては上昇スロープ
の終点近くでワイヤ（９） の溶断が発生する場合があった。このときには。

第６図のようにワイヤ印加′亀圧のスロープ時間をワイ
ヤ送給量のそれより長くすると溶断することはなくなり
効果があった。堺４図に対応するブロック図は第７図の
ようになり、基準電圧発生器咀の出力電圧を積分器（財
）で積分して遅延させ、その出力電圧をワイヤ印加電圧
刊側ｊ装置悶）に入力している。

この発明を実施するにあたっては次の点に留意する必要
がある。溶接開始前のワイヤ（６）の先端位置がいつも
タングステン電極（１）の近傍にあればよいが、ペンチ
で切断するなどして、絶縁ガイド（１，０＋の出口付近
にある場合、そこからスロープ上昇を開始したのでは、
ワイヤ（６）が送給されて母材（３）に到達するときに
は、アーク電流。

ワイヤ送給量およびワイヤ印加電圧がスロープの中間に
達しており、何らスロープ制御の効果が発揮できないこ
とになる。このためワイヤ（６）が母材に接触したこと
、またはワイヤ（６）がアーク（４）中に入ったことを
検知してからそれぞれス（１０） ローブ上昇ｋ　ｌｊ＋４始するよう構成する必要があり
。

第８図、第９図は享らに今一つのこの発明の実ｉｆ−例
を示すものである。第８図において、＋２７１は溶接ト
ーチに１１！、！り付けられているトリガースイッチで
あわ、これｆＯＮすることにより、溶接開始指令を与え
るリレー圀）を投入する。従ってこのリレー（２８１の
常開接点（２９）がＯＮ　ｊ、、アーク′直諒（２）か
ら初期電流がアーク（４）に流ねる。（５０１は電流検
出リレーで初期電流が流れることによＩＩ）ＯＮし、仰
ってその常閉接、４１．１１ｉもＯＮする。しかしなが
らこのときは市だトリガスイッチ（１（ＪｆＯＮしてい
るのでリレー鯛）の常閉接点（３２）がＯＦＦ　してお
わ、モータ駆動リレー（３３）もＯＦＦ　したチｆでワ
イヤ（６）は送給されない。次にトリガースイッチ曽を
離すとリレー既ｊがＯＦＦ　Ｌ、従ってその常閉接点（
３２）がＯＮ　ｌ、、モータ駆動リレー（、召）かＯＮ
し。

その常開接点ｔ３ｄｌがＯＮＩ、てワイヤ（６）が送給
される。このときのワイヤ速度はｖＪ４月ワイヤ送Ｋｇ
　毎設定券＋３５：　ｒより設定これる。そしてワイヤ
（６）が母材（３）に向かって送給これ、アーク（４）
中に入る（１１） と（または母材（３）と短絡すると）短絡倹知：百輛）
が朋１作してスロープ開始指令を基準重圧発生、１メの
）に与え、スロープが開始される。第９図は。

この１Ｒ１１作を時間とともに変わる図で示したもので
ある。

したがって１以上のように、さらに今一つの発明によれ
ば、更にワイヤの先端位ｌｉｔに関わらず常に艮好な溶
接開始ができ、溶接作−゛ぐが容易となる効果がある。

なお１以上の各図示実施ｆｌｌにおいては、アーク発生
軍刀の制御として′電流制御を打力うようにし、ｆだワ
イヤ加熱′セ力の制御として′亀千制御卸を行なうよう
に構成しているが、こ、＋１−に限定されるものではな
く、アーク発生電力制御は電圧制御卸によりヂたワイヤ
＋−１１１熱電力制御は電流制御によることも可曲であ
り、このように構成しても１ｈ１４の効果を奏し得るも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のホットワイヤ式アーク溶接機？示す講成
図、第２図は従来法の溶接開始時の（１２） 動作図、第３図は従来法の欠点を説明するアーク部の詳
細図、５４ｉＪＪ４図はこの発明の一実７ｉｌ１例によ
るホットワイヤ式アーク溶接＃＆ヲ示す購成図。 第５１シ１けｆ！　４図の実姉側溶接機の溶接開始時の
一１ｉｌｌ　作図、第６１￥１は今一つのこの発明の実
施例の溶接機における溶接開始時の動作［シ１．第７図
は英６し１のｉ’ｉｌ１作図を実施するこの発明の他の
実画例によるホットワイヤ式アーク溶接檄ヲ示す構成１
ンｌ、′４！８図はζらに今一つのこの発明の実画例に
よるホットワイヤ式アーク溶接機を示す構成１ンＩ、第
９図は第８図の夷廁例浴接機の溶接開始時の１５ｊ作図
１である。 （］）・・・タングステン電極、（２）・・・アーク電
ｍ、　（３）・・・母材、　（４）・・・アーク、（６
）・・・ワイヤ、（７）・・・モータ。 （８）・・・駆・３ｎローラ、　（１，１）・・・ワイ
ヤ加熱電−１＠ｐ・・・アーク電流イ、１］御装置、（
２ト・・ワイヤ印加判Ｉ−Ｅ制御装置、　（２２＋・・
・モータ駆動電源、（お）・・・モータ電ｌＥ制抑装置
１．　（２４１・・・基ｆ′＠ゼトト、光生益、１ゐ；
・・・初期電流設定器、（２［］：・・・槓分器、　ｉ
２／ｌ・・・トリガースイッチ、　（：＋Ｕ＋・・・電
流検出リレー、伽１・・・初期ワイヤ送：＃量設定都。 （１３） （３６ｊ・・・文〜ｉ絡トラ）に（０器。 万お１図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。 代理人　葛　野　信　− （１４）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）非消耗型ｉ％と、この非消耗電極と母判とのＩＣ
   １１に点弧づれるアーク［電流全供給する電圧供給手段
   と、この電流１．ＩＪ：稍手段の出力電流を制御するア
   ーク電流供給手段と、ワイヤをアーク部に送給するワイ
   ヤ送給手段と、このワイヤ送給手段の送給量を制＜１Ｉ
   ４１するワイヤ送給量、、ＩＴ制御手段と、ワイヤ・母
   材）■に電圧を供給する電圧供給手段と、この電圧供給
   手段の出力電圧を制御１するワイヤ印加電圧制宿Ｉ手段
   と。 スロープ状＝ｆたけステップ状に上昇する出力電圧全発
   生する基準電圧発生器とを有し、この基準電圧発生器の
   出力側を、上記アーク電流制憫ｊ−ｆ−没、ワイヤ送鞘
   量制卸手股およびワイヤ印加電圧制８：ｌ］手段の入力
   側に接続したことを特徴とするホットワイヤ式アーク溶
   接機。 ｊ２＋　　非消耗屯燦と、この非消耗電極と母材との（
   １） 間に点弧されるアークに上流を供給する電流供給手段と
   、この電流供給手段の出力電流を制御するアーク電流側
   ＋ａｌ１手段と、ワイヤをアーク部に送給するワイヤ送
   給手段と、このワイヤ送給手段の送宿量を制御するワイ
   ヤ送給量制御手段と、ワイヤ・母材間に′電圧を供給す
   る電圧供給手段と、この電圧供給手段の出力電圧を制御
   ）するワイヤ印加直圧、）；ＩＪ　’ｌ卸手段と。 スロープ状チたはステップ状に上昇する出力電圧を発生
   する基準電圧発生器とを有し、この基準電圧発生器の出
   力側を上記アーク電流制御手段、ワイヤ送給量制御手段
   およびワイヤ印加電圧制御手段の入力側に接続するとと
   もに、上記基準電圧発生器の出力電圧金制団］してその
   スロープ時間を遅延させる遅延回路を設け、この遅延１
   回路の出力側をワイヤ印加電圧判割手段の入力側に接続
   するよう構成したことを特徴とするホットワイヤ式アー
   ク溶接機。 （３）非消耗電惰と、この非消耗電極と母材との（２） 闇に点弧されるアークに電流全供給する電流供給手段と
   、この直流供給手段の出力電流を制御するアーク電流制
   御手段と、ワイヤをアーク部に送給するワイヤ送給手段
   と、このワイヤ送給手段の送給量？　悄Ｊするワイヤ送
   姶量制叫Ｉ＋段と、ワイヤ・母材間に電圧？供給する電
   圧供給手段と、この電圧供給手段の出力電圧金利価ｊす
   るワイヤ印加上圧制ｊ；！１１手段と。 スロープ状またはステップ状に上昇する出力電圧を発生
   する基準電圧発生器とを有し、このＸ、準電圧発生器の
   出力側を、上記アーク電流制御手段、ワイヤ送給量制御
   手段およびワイヤ印加電圧′ｒ＠１卸手段の入力側に接
   続するようにするとともに、切間電流設定器を設け。 その出力側を上記アーク電流制御手段の入力側に接続し
   、初期ワイヤ送給量設定器を設け。 その出力側をワイヤ送給量“制■手段の入力側に接続し
   、かつアーク電流検出器を設け、ワイヤが母材と短絡す
   るかまたはワイヤがアーク中に挿入されたこと全検出し
   、上記基準′市（３） 千発生器のスロープ上昇を開始させる短絡検知器全段け
   、付勢により初期電流設定器にて設定したアーク電流を
   供給ζせ、上記アーク電流検出器がアーク電流を検出し
   た状態での開放によりイカ期ワイヤ送給量設定器にて設
   定したワイヤ送給量でワイヤ送給全開始させるトリガス
   イッチを設けて成ること全特徴とするホットワイヤ式ア
   ーク溶接機。