JPS58173082A - パルスア−ク溶接装置 - 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】 本発明は消耗電極式パルスアーク溶接におけるアークの
安定性を向上させる方法および装置Ｉｌｌに関するもの
である。低いベース電流に周期的。

に、大きい電流値のパルス電流を重畳し、ベー。

スミ流時に消耗性電極を弱いアークで溶融し、パルス電
流時にピンチ力により溶滴を離脱させることにより溶滴
を移行８せることか行なわれ１５る。

比較的低い入熱で溶滴をスプレー移行させるような消耗
電極を用いたパルスアーク溶接は、第１図に示すような
略台形波状又は三角波形状の電流波形で行なわれる。ａ
は消耗電極が加熱、２．。

溶融され、溶滴となって成長するピーク電ｆｉＩＰの立
上り区間、ｂは溶滴が電磁ピンチ力を受け・るピーク区
間、Ｃは消耗電極から溶滴が離脱し母材へ移行するピー
ク電流Ｉｐの立下り区間、ｄ。

は消耗電極がベース電流ＩＢにより予熱されるべ５−ス
ト間である◎ このようガ溶接に用いられる溶接機は第２図。

に示すような構成となっている。

１は整流機、２はピーク電流Ｉｐｔ制御するため。

のトランジスタ、３はベース電流ＩＢを制御するｌｆ＋
ためのトランジスタ、４は主としてピーク電流。

Ｉｐに関係する平滑リアクタ、５はベース１［Ｅ流Ｉｎ
。

の平滑リアクタ（ＬＢ）、６はトランジスタ２がＯＦＦ
の時に平滑リアクタ４の電圧値に応じたフライホイル電
流ｉｐｄを流すだめのダイオード、１゜７はトランジス
タ３が０Ｆｌｉ’の時にリアフタ５の電圧値に応じたフ
ライホイル電流１ｂｄを流すた。

めのダイオードである。１０はワイヤ送給制御回路１３
によって駆動されるワイヤ送給ローラ１１によって母材
１２を溶接するために供給される消耗、））電極性の溶
接ワイヤである。

ピーク信号発生回路１８はピーク電流設定器１４で設定
される電流値と出力電流検出器８からの・信号を増幅し
出力電流１ａｉ求める出力電流検出回路１７で検出した
電流値とを比較し、出力電流５検出回路１７の電流値が
ピーク電流設定器１４の設定値と一致するように、トラ
ンジスタ２をＯＮ　−０ＦＦ　　させる信号をトランジ
スタ駆動回路２２に。

送る。１９は切換スイッチでパルス周波数設定器。

１５で設定された第３図に示すピーク時間（ｔｐ）　Ｉ
ＩＬ１ペース時間（ｔｂ　）に応じて時間ｔｐのみＯＮ
となる。。

ベース信号発生回路２１はベース電流設定器１６゜で設
定される電流値とベース電流検出器９から。

の信号を増幅し、ベース電流（ｔｂ）を求めるベース電
流検出回路２０で検出した電流値を比較し、１゜このベ
ース電流検出回路２０からの電流値かベース電流設定器
１６の設定値と一致するようトラン。

ジフタ３をＯＮ、ＯＦＦさせる信号をベース電流側。

御トランジスタ駆動回路２３に送る。

ピーク電流Ｉｐは、刺・４図に示すように出力型、１゜
流ｉａがｉａ（■ｐ＋αの時はトランジスタ２を常時Ｏ
Ｎ、１ａ＝Ｉｐ＋αの時はトランジスタ２をＯＦＦと・
し、１ａ）Ｉｐ−αの時はトランジスタ２を常時ＯＦＦ
、　ｉａ冨Ｉｐ−αの時はトランジスタ２をＯＮといっ
たサイクルをくり返すようにトランジスタ５２をＯＮ、
ＯＦＦ制御して得られる。ベース電ｆｉＩｂ・について
も同様に１ｎ＝Ｉｎ±βの範囲でトランク。

フタ３をＯＮ、ＯＦＦ制御して得られる。ここにα６゜
βは回路の構成によって決する定数である。

第２図に示した溶接機について出力電流１ａト＋。

ランジフタ３のエミッタ電流ｉｂｅ、ダイオード。

７のフライホイル電流ｉｂｄ　、ベース電流ｌＢは、。

その−例を示すと、第４図あるいは第５図に示。

したようになる。ベース電流ｉｎはエンツタ軍流ｉｂｅ
とフライホイル電流１ｂｄの和である。　　　１゜すな
わち時間ｔｐ期間中にもベースを流ＩＢは流。

九でおり、０とはならない。まだ、その値もべ。

−スト間からピーク電流Ｉｐの立上り区間へ移行するタ
イミング（移行する時のベース電流ＩＢの。

値）により変化する。ピーク電流Ｉｐは出力電流、２．
１ｉａＯ値を用いて制御されている。すなわちビー・り
電流Ｉｐはトランジスタ２によって発生する電。

流ｌｐとトランジスタ３によって発生する電流ｌＢ。

の和として制御される。１ｎ＝ｏであれば１ｐ＝Ｉｐ。

となるが、ＩＢ；０の場合、１ｐ＝Ｉｐであり、ビー５
り電流１ｐはベース電流ｉＢの値によって変化する。

それにともガい平滑リアクタ４に発生する電圧Ｖｐも変
化する。電圧Ｖｐに出力電圧Ｖａの和はほぼ一定である
から％電圧Ｖｐが変化すると出力電圧。

■ａも変化することになる。また、ピーク電流７１０ラ
イホイルダイオード６に流れる電流ｉｄｐは電。

圧ＶｐＯ値によって決まるため電圧Ｖｐが変化する。

と電流１ＰＩ）も変化することになる。その結果ピ。

−ク蒐流Ｉｐの立上り波形およびトランジスタ２゜のＯ
Ｎ、ＯＦＦ周期がベース電流１Ｂの値に応じて変、。

化することになり時間ｔｐ期間中の出力電流１ａに。

均一性がなくなる。

時間ｔｐ期間中の出力電流ｉａは溶滴の成長、移。

行を制御し、パルスアーク溶接における最も重。

要な因子であり、溶滴の移行、アークの安定性、。

に大きな影響を与える。す々わち時間ｔｐ期間中の出力
電流１ａが均一で々ければ、溶滴移行も均一性に欠け、
アークの安定性が悪くなり溶接績・釆に悪影響を及ぼす
。

また、ｌｐの立下り区間に注目するとベース電へ流ｉＢ
はベース区間より大きいＩ＋ｉとなっている。

立下り区間では、トランジスタ２がＯＦＦとなりワイヤ
１０母材１２間には、フライホイルダイオ−。

ドＤｐによるフライホイル電流１ｄｐが流れている。

一方トランジスタ３はベース電流検出器９に流１゜れる
電流ＩＢがＩＢ±βとなるように制御されている。トラ
ンジスタ２がＯＮの場合、′１！流直の低い。

ベース電流ｉＢは制限を受けるがＯＦＦ時にはダイオー
ド６がＯＮとなっており、ダイオード６の両。

端は短絡されたのと同じであり、見かけ上ダイ１１、オ
ード６を逆流するような電流を発生させると。

とによりベース電流ｔＢはベース区間と同様に平均値が
ＩＢとなるようにトランジスタ３を０Ｎ−ＯＦＦするこ
とによって保たれる。その結果立下り区間のベース電流
ｔＢは、第４図あるいは第５図に２１１示したような波
形を示す。

出力電流１ａ立下り時の電流波形を詳細に観察。

すると、牙６図に示すようにトランジスタ３のＯＦＦ時
に出力電流１ａの減少率が変化し錨をは小さくなってい
る。出力電流ｉａの立下り時のべ一５ス電流ｔＢが０で
ある場合に比べ、立下り波形と・破線で囲まれる範囲に
相当する熱量が多くなる。・また、第６図の出力電圧Ｖ
ａについてみると、立・下り時の弄（あるいはｄｉＦ　
）はベース時のそ。

れより小さいためダイオード７のフライホイルｌ。

電流ｉｂｄの流れる時間すなわち％　ｊ４からｔ５まで
。

及びｔ６からｔ７’ｔでの２つの区間における時間が。

長くなる。その結果、立下り区間からベース区間への移
行が遅れる。（［ｔｓ−ｔ＊］　−［ｔｙ−ｔｓ〕。

によって与えられる時間分の遅Ａ’ｉ生じる。）１゜こ
の移行遅れ分だけ入熱が少なくなるため、ア。

−ク状態の不安定、溶滴移行の不均一などを生。

じ溶接性が悪化するということがあった。

本発明の目的は上記した従来技術の欠点を々。

くし消耗電極式パルスアーク溶接におけるアー２．。

・　７ りの安定性を向上させた溶接機を提供するにあ・る。

上記目的を達成する為に本発明においては、ピーク電流
Ｉｐの立上り区間及びピーク区間にお・いて流れるベー
ス電流ＩＢを阻止することにより、５ビーク電流Ｉｐに
よる入熱が均一になるようにし。

て溶滴移行の均一性を向上シ、更にピーク電流の立下り
区間において流れるベース電流ｔｎを阻止することによ
り、ピーク電流Ｉｐの立下り区間。

からベース区間への移行遅れをなくしてアークＨ１の安
定性を向上させるようにしたパルスアーク溶接機である
。

以下本発明の一実施例を牙７図乃至牙１１図を。

用いて詳細に説明する。

オフ図は本発明に係るパルスアーク溶接機を１゜示すブ
ロック図である。同図において第２図と同一部分は同一
符号を付す。

オフ図はピーク電流Ｉｐの立上り区間、ピーク区間およ
びＩｐの立下り区間のＩＢを阻止し、第８図に示した出
力波形ｌａミラるための実施例であり１１ ・　８ る。

以下の牙２図との相異点について説明する。

第２図と比較するとベース電流検出器９および・ベース
電流検出回路２０を々くし１出力電流検出器８および出
力電流検出回路１７によって検出される）電流値をピー
ク信号発生回路１８およびベース信号発生回路２１に入
力し、それぞれの設定器１４および１６の設定値と比較
してピーク信号量ベース。

信号を発生させる。このようにすると出力電流ｉａが１
ａ＝ＪＢ−βとなるまでトランジスタ３はＯＮ、、。

しないから、第８図に示す出力電流波形が得ら９れる。

この波形の出力電流によれば、ピーク電流■ｐによる溶
接入熱が各々の電流ピーク毎に均一に繰返され、溶滴移
行の際の溶融金属粒が同じ大、。

きさとなり溶接ビードが均一化される。更にピーク電流
工ｐの立下り区間からベース区間への移。

行が円滑で、アークが安定な溶接を行なうこと。

ができる。また、ピーク電流を流す間ベース電。

流を流すことをしないので制御回路の構成を簡２．）酪
化することができる。

牙９図は本発明の他の実施例を示すブロック図で、オフ
図と同一部分は同一符号を付す。同。

図において２５は出力電流検出器８および出力電流検出
回路１７により検出される電流値がペース。

開始電流設定器２４で設定された値より小さくな。

つた時に正の信号を発生させるペース電流開始。

信号発生回路である。２１は牙２図と同様にペース電流
検出器９およびベース電流検出回路２０により検出され
る電流値が、ベース電流設定器１６．、。

で設定された値より小さくなった時に、正の信。

号を発生させるベース信号発生回路である。　。

２６はペース開始信号発生回路２５およびベース信。

号発生回路２１から正の信号が発生した時にトラ。

ンジフタ３ｔＯＮさせ、２５および２１のいずれかが１
゜０となると、トランジスタ３をＯＦＦさせるため。

の信号をトランジスタ駆動回路２３に送るに０回。

路である。

ペース開始電流設定器２４とベース電流設定器１６は、
どちらか１つにして共用してもよいが１２１１それぞれ
別個に設けたほうが、ピーク電流Ｉｐの・立下り区間か
らベース区間への移行遅れによつ・て生じる電流の落ち
込みが生じた場合ペース開・始電流設定器２４の設定値
をベース電流設定器１６・の設定値より多少高目にする
と防止でき有効で５ある。この災流側によっても、第１
の実施例と。

同様に第８図に示す電流波形の出力電流を得る・ことが
できる。この実施例の溶接機は第１の実。

流側と同様の作用効果に加えて、ピーク電流の。

立下り区間からベース区間への移行が更に円滑１゜であ
り、移行遅れが無い。ベース電流回路に遅、れ要素が介
在しても出力電流１ａの落ち込みが無。

いのでアークの安定さも更に改良される。

牙１０図は本発明の更に他の実施例を示すプロ。

ツク図でオフ、８図と同一部分は同一符号を付、５す。

同図にｐいて１９はパルス周波数設定器１５で。

設定されたｔｐ　、　ｔＢに応じてビーク讐ベースを切
り換えるスイッチであるが、トランジスタ駆動。

回路２２につながるスイッチＳｗｐとトランジスタ。

駆動回路２３につながるスイッチＳｗｐが連動して、。

・　１１・ おり、ピーク電流を通電している時はＳｗｐがＯＮ。

ＳＷＢがＯＦＦ　、ペース電流を通電している時は勢力
ＯＦＦ　ｓ　　ＳＷＢがＯＮとなる。この実施例によれ
ば箋出力電流波形は牙１１図に示すようになる。即ち。

牙１及び第２の実施例と比較してピーク電流の。

立下り区間からベース区間までの改善が為され。

ていないが、第２図に示した従来の制御回路を。

基本としてスイッチ１９とその周辺の接続を変え。

るだけの簡単な回路変更により、ピーク電流即。

ち溶接人熱全均−化して溶滴を均一なものとす１゜るこ
とかできる。

以上詳述したように本発明は、溶接ピーク電。

流Ｉｐの導通期間の所定の区間においてベース電。

流の供給を阻止し、更にピーク電流Ｉｐの立下り区。

間からベース区間においてもペース電流の供給１゜を阻
屯するようにしたので、ピーク電流による入熱が均一に
なり溶滴移行が均一化するから溶接欠陥が無くきれいな
溶接ビードが得られ、更に、ピーク電流からペース電流
への移行が円滑でアークの安定性を向上することができ
る。

１２・

【図面の簡単な説明】

牙１図はパルス溶接の電流波形の説明図であ゛る。第２
図は従来のパールス溶接機のブロック図である。第３図
はピーク時間ｔｐ、ベース時間ｔＢ“の説明するための
波形図である。牙４図、第５コ図及び第６図は牙２図に
おける電流波形図であ゛る。牙７図は本発明の一実施例
を示すブロック。 図、牙８図はオフ図の動作を説明するための波形図であ
る・第９図は、本発明の他の実施例の・ブロック図、第
１０図は本本発明の更に他の実施ｌｆ１例を示すブロッ
ク図、第１１図は牙１０図の動作を・説明するための波
１形図である。 ２．３・・・トランジスタ、　　４，５・・・平滑りア
ク・り、　　６Ｔ７・・・ダイオード、　　８，９・・
・電流検・出量、１０・・・溶接ワイヤ、１２・・・母
材、１４．１５１６・・・電流設定器、　１７　、２０
・・・電流検出回路、１９・・・ピーク、ベース切換ス
イッチ、２２・・・ピーク電流制御トランジスタ制御回
路、２３・・・ベー。 第３図 稟４圀 察５図 稟６図 稟７図 ０ ネ　３図 ネ９図 ０

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ベース電流とピーク電流とが加え合わされた
   出力電流と発生する溶接電源を用いて浴接５ワイヤと母
   材との間にアークを発生させ、ビ８−ク電流によるピン
   チ力を利用して溶接ワイ。 ヤから溶滴を離脱させるパルスアーク溶接に。 おいて、ピーク電流が流される時間の所定区。 間のベース電流の供給を停止するようにしたＩｌｌこと
   を特徴とするパルスアーク溶接装置。　。
2. （２）　　ピーク電流の立上り時間！ピーク時間及び。 立下り時間のベース電流の供給を停止するようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲オ。 １項記載のパルスアーク溶接装置。　　　　１゜（３）
   　　出力電流値変化によって生じるペース開始信号と、
   ペース開始信号と１ベース電流の変化によって生じるペ
   ース開始信号を入力する。 分の回路を設け、このＡＮＤ回路の出力により、ベース
   電流の立上り区間、ピーク区間および、。 立下り区間にベース電流の供給を停止するよ・（４）　
   　ピーク電流の立上り時間およびピーク時間にベース電
   流の供給を停止するようにしたと５