JPS58202976A - ガスシ−ルドア−ク溶接用インパルス溶接装置 - 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】 、：、、、’：１１１ｉ１１１ 本発明はがスシールドアーク浴接用インノ９ルス　　１
溶接装置に関し、特に直流電源から供給され、・ゼワー
トランジスタを有し、インパルス発生器によって制御さ
れるトランジスタ回路を角し、イーれｅ（よってＩ＠接
綴棒、低電流レベルと高電流レベルとの間でインノ４ル
ス巾を変えるような浴接ｔ　Ｕｔｂ　’ｃ供給されるガ
スシールドアーク浴接用イン・ンルス浴接装置に関する
。

ガスシールドアーク浴接は直流或は脈＃ｈ１１流のいず
れかを用いて達成される。脈動′ｉ！１流にょる浴接は
電力消費が少くてすむ利点を有するが、イノ・ヤルス体
止間、′ＭＩ流が完全に切れるのではなく、低アンにア
のｔ流を保ちながら流れているので、被加工材と溶接棒
の間に存するアークが休まらないということに性態しな
ければならない。イン・にルス溶接中の電流インパルス
は２５　Ｈｚから１００Ｈｚの間の繰返し周波数を有す
る。接続されるべき電流の強さは約６００から７００ア
ンペアである。

インパルス発生器、およそ１００アンペアの間隔血流が
流れる。原則的には、インパルス発生用の）憂ワースイ
ッチとしてはサイリスタを用いる。しかしながら、その
ように扁いノ９ワーレペルで回路に適するサイリスクは
、方形イン・臂ルス波形が丸められることＫよりて、ス
イッチング・ヘジティシ、ンを起す、後縁が急勾配のイ
ン・ｆルスをもった方形インノ譬ルスはアーク保持に必
要である。この方形インパルス発生器生サイリスタより
も早い開閉動作をするトランジスタが適する。並列に接
続された多数のノ譬ワートランジスタが既知のイン・譬
ルス溶接装置で用いられている。これらのトランジスタ
はインパルス発生器で同期的に制御され、且つ高導電率
や状態と低導電率の状態の間で交互に切り換見られる。

低導電率の状態忙おいては、約１００アンイアの間隔電
流が、トランジスタ回路及びアークを通って流れる。こ
れに対して高導電率の状態においては、インノ４ルス電
流は約７００７ンイアである。この脈動電流の強度は一
般に直流電源電圧で決定される。その直流電源にはトラ
ンジスタからの直列接続とアークからの直列接続がつな
がれている。高電流レベルにおいて、トランジスタは完
全に導電しているのでほんの僅かのノ譬ワーロスがある
だけである。他方低電流レベルては、トランジスタは部
分的に導電している状態に切り換えられる。この状態で
はノ臂ワートランジスタは高電圧下にあり、同時にそれ
を通って充電電流が流れる。このことは、トランジスタ
が相対的に高いノ４ワ一ロスを有し、且つかなりな温度
に熱せられることを意味する。したがって、既知のイン
パルス溶接装置のトランジスタ回路は大−の冷却水を必
要とする。

／ぐワートランジスタの高いノ々ワーロスは、既知のイ
ン、４ルス溶接装置が大変重く且高価であるように設計
され、又、脈動要素が常に直流供給要素と構造的に一体
となる結果となる。特に、その直流溶接システムもイン
・平ルス溶接に用いられ得るために、直流溶接システム
に接続して操作されるような付属装置は（”Ｔもな１い
。

溶接回路に機械的なスイッチ又は限流抵抗が並列に接続
されている整流子を接続することによってインパルス溶
接電流を発生さ、せることも知られｉ１・：′ ている（　ＩＥＩＪ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｂｎ
　’Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ａｎｄＧ＠ｎ＠ｒａｌ　Ａｐｐ
ｌｉｃａｔｉｏｎｓ　＊　Ｖｏｌ、　ＩＯＡ　−２＋　
４３　＋Ｍａｙ／Ｊｕｎｅ１９６６、Ｐ、２２５−２２
７）。

結局、溶接回路に直列接続されるスイッチイングトラン
ジスタ及び第１のインダクタンスを含む直列電流・母ス
及びこれに並列接続される限流抵抗及び第２のインダク
タンスを含む並列電流・ぐスを有するインパルス溶接装
置（ＪＡ−Ａ−７５−１９１６３）が知られている。電
流トランジスタはノ９ルス発生器によってオン及びオフ
状ＩＩＫ周期的に切シ換えられる。結果として生じる溶
接電流はインダクタンスによって次第に消えるようなノ
臂ルス列にょって形成される。特に溶接ノ母ルスの後縁
のスロープにおいては、形成された電流の流入により溶
接アークの中断を起すことがある。

したがって、本発明の目的は、改良型イン・母ルス溶接
装置を提供することである。

さらに１本発明の第２の目的は、従来のインパルス溶接
装置の電力消費よりも著しく少くてすむトランジスタ回
路を有するインｔＪ？ルス溶接装置を提供することであ
・・る１、。

。８．。、４３゜１０、□２，２８゜□５　　゛溶接ア
ークの中断が発生しないことを保証し、溶接材温が適切
にできることを保証するイン・ンルス溶接装置を提供す
ることである。

本発明の第４の目的は、トランジスタ回路の冷却のだめ
の消費を減じるようなインパルス溶接装置を提供するこ
とである。

上記の目的を達成するため本発明によれば＃点棒と、直
流電源と、該直流電源によって電力が供給される複数の
・臂ワートランジスタを含みアーク溶接電流を与えるだ
めの前記溶接棒に接続されるトランジスタ回路を有する
第１の電流パスと、大撮巾及び小振巾を有する脈動アー
ク溶接電流が前記溶接棒に供給されるように低導通状態
と高導通状態の間で前記トランジスタ回路の・！ワート
ランジスタを周期的に働かせるだめのイン・臂ルス発生
器と、無視しつる誘導抵抗を有し、前記多数の・譬ワー
トランジスタに並列に接続され且つ前記直流電源と上記
溶接棒に直列に接続されている少くとも１つの実質的に
純粋な抵抗から成る第２の［流・母スとを有し、前記第
１の電流）９スと前記第２の電流ノヤスが実際の誘導リ
アクタンスから自由で、それによって前記脈動アーク溶
接電流の前記小振巾電流が少くとも前記トランジスタの
多数が低導通状態にある時は前記抵抗を通過するような
、ガスシールドアーク溶接に適するイン・母ルス溶接装
置が提供される。好ましくは、前記インパルス発生器、
トランジスタ回路及び抵抗は分離して構成され前記直流
電源に接続される構成を有する。

本発明の目的、特徴及び利点は添付図面を参照しつつ以
下に示す実施例の詳細な説明から明らかとなる。

本発明によれば、トランジスタ回路のＡワートランジス
タは、溶接電流のより低い値で非導通状態におかれてお
り、又、低い電流値に応じた値を有する電流を常時通す
る少くとも１個の抵抗が７９ワートランジスタに並列に
接続されている。

本発明にもと４′″くインパルス溶接装置においては、
・母ワートランジスタは間隔電流が低電流値で流れてい
るイン・臂ルス体止間は非導通状態におかれている。こ
のようにして、非導通状態と導通状態の間だけ切シ換え
られるスイ、チングトランジスタを用いることが可＃ヒ
である。イン・ぐルス発生中、・クワ−トランジスタの
電流は間隔電流に付加される。ノ９ワートランジスタは
インノｆルス休止中に非導通状態に切シ換えられるので
、電流は・臂ワートランジスタを通るきわめて小さな残
留電流のみとなる。従って非導通状態における・母ワー
ロスはきわめて小さい。従って、・臂ワートランジスタ
は何ら水冷却を必要とせず、空気冷却だけで十分である
。このことは、インパルス溶接装置のインノクルス発生
部がきわめて小さく作られ、直流前、源の付加装置とし
て比較的軽量に作ることが可能であるという結果を生ず
る。このようにして、従来の直流溶接システムがインパ
ルス溶接装置使われるためには付加装置を装着すれば良
い。この目的のため、本発明の実施例によれば、イン・
臂ルス発生器、トランジスタ回路、抵抗体及び選択的に
コンデンサを有する装置が直流電源に接続される。

’、ｊ１１．１．・ トランジスタ回路で発生する電流イン・譬ルスが方形状
を保持するために、トランジスタ回路に並列に接続され
る抵抗が純粋な抵抗であることが重要である。高電流強
度の故に、特に抵抗のインダクタンス要素がインノ譬ル
スの形状に関して不利な影響を与える。従って抵抗体は
多数の相互に反対方向に巻かれる巻線部に分けられるべ
きであシ、これによシ単−巻線部のインダクタンスは相
殺される。

トランジスタ回路が作動されるインパルス繰シ返し周波
数及びインノ４ルスの発生対休止比は、アークが休むこ
となく、多量の炭酸ガス（ＣＯ２）と少量の不活性ガス
を含むシールドガスでの作業を可能にするように適当に
調整される。

以下本発明を添付図面の実施例について詳細に貌鴫する
。

紀１図によれは、直流電源１０は変圧器（図示せず）と
ブリ、ジ整流器１１を有しこれには交流が供給される。

直流電源１０は一定の直流電圧を出方する。この直流電
源は通常のタイプの直流電源で足りる。

パルス状の溶接電流を形成する溶接電流形成回路１２が
ｔｉ流電源１ｏの出方に接続されグラス端子１４とマイ
ナス端子１５の間に、電流を平滑にするだめにコンデン
サ１３を有する。グラス端子１４は被溶接材１６に接続
される。一方、マイナス端子１５はパワートランジスタ
１７１，１７２のエミ、りに接続される。トランジスタ
回路１７は並列接続された多数のノＪ？ワートランジス
タを有するのであるが、図には２個のノＪ？ワートラン
ジスタ１７１．１７２だけが示されている。全べてのノ
臂ワートランジスタのコレクタが相互に接続され溶接棒
１８に接続される。ノｆワートランジスタ１７１．１７
２のペースは増幅器１９を介してイン・ゼルス発生器２
０によって動作する。イン／ｌルス発生器２０は、繰９
返し周波数が５０〜３００　ＨｚのインノＪ？ルスを選
択可能に発生する。・ｆツートランジスタ１フ１．１７
２ａ（ンノ母ルスニヨっテ導通状態に切シ換えられる一
方で、イン・々ルス休止中は・母ワートランジスタは完
全に非導通状態になる。非導通状態の場合にも必要なこ
とは、／＃’７−トランジスタのペースに電圧が加わる
ことである。

この電圧はエミッタに加わるマイナス電圧以下でアリ、
高くても、エミッタの電圧に勢しい程度である。

抵抗２１が）ぐワートランジスタ１７１，１７２に並列
に接続される。この抵抗２１は一方がエミ、りに、他方
はノ母ワートランジスタのコレクタに接続される。この
抵抗は二重巻コイルを有しており、例えば０．４オーム
の抵抗値である。この抵抗２１は溶接４１１８と被溶接
材１６との間でできるアーク及び端子１４と１５と直列
に接続されるので゛、アークが発生している間は抵抗２
１を通して電流が一定に流れる。この電流の強度は１０
０アン（ア程度である。

抵抗２１の値は、インノＩルス体止間に流れる間隔電流
強度を変えるために、段階的に変えることができる。

第２図は時間ｔの関数としての溶接電流を示す・この図
によれば１００ムの間隔電流が、インノ４’ルス休止間
即ち・母ワートランジスタが非導通状態にあるとき、流
れる。インノ臂ルス発生中即ち）臂ワートランジスタの
導通状態のときは、溶接電流の全電流強度は６００アン
ペアまで増加する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインｔ４ルス溶接装置の圓略図、
第２図は溶接電流の値を示すグラフである。 １０・・・直流電源、１１・・・ブリ、ジ整流器、１２
・・・溶接電流形成回路、１３・・・コンデンサ、１４
゜１５・・・端子、１６・・・被溶接材、１７・・・ト
ランジスタ回路、１７１，１７２・・・ノ母ワートラン
ジスタ、１８・・・溶接棒、２０・・・インノ９ルス発
生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　直流電源を有するガスシールドアーク浴誉用
   インノ４ルスにおいて、溶接棒と、 前記直流電源によって電力を供給され、複数の・９ワー
   トランジスタを有し、アーク溶接Ｉｌ流を与えるだめに
   前記溶接−に接続されるトランジスタ回路を有する第１
   の電流・ｆスと、 大振巾及び小振巾から成る脈動アーク＃ｗＭ！ｍが前記
   溶・綴棒に供給されるようＫ、低導通状態と高導通状態
   の間に前記トランジスタ回路の・Ｉワートランジスタを
   周期的に作動させるためのインパルス発生器と、 前記多数のノ母ワートランジスタに並列に接続さｎ１且
   つ前記直流篭障及び前記溶接棒に直列に恢続される無視
   しつる誘導抵抗を有する少くとも一つの実質的に純粋な
   抵抗を有する第２の電流ノ譬スとを有し、 前記第１の電流・臂ス及び前記第２の電流パスは′＊＾
   的な誘導リアクタンスから自由であり、それによって＃
   記脈動アーク静接電流の前記小振巾電流か、少くとも前
   記複数のノ９ワートランジスタか低・Ｓ通状態にある時
   に、前記抵抗を通過するガス／−ルドアーク溶檄用イン
   ノ９ルス溶接装置。 （２）前ｉピ抵抗は二本巻線から成る特許請求の範囲第
   １項記載のインノ譬ルス溶接装置。 （３）前記インパルス発生器、トランジスタ回路及び抵
   抗が分離した装置になっておシ前記直流電源と接続され
   る特許請求の範囲第１項記載のイン・ぞルス溶接装置、
   。 （４）前記イン・臂ルス発生器、トランジスタ回路及び
   抵抗が分離した装置になっており前記直流電源と接続さ
   れる特許請求の範囲第２項記載のイン・ぐルス溶接装置
   ・ （５）　　前記分離装置はさらに、前記直流電源と並列
   に接続される少くとも１箇のコンデンサを有する特許請
   求の範囲第３項記載のインノ母ルス溶接装置。 （６）　　前記分離装置はさらに、前記直流ｖＬ源に並
   列に接続された少くとも１箇のコンデンサを有する特許
   請求の範囲第４項□記載のイン・９ルス俗侭装置。 （７）　　前記直流ｖｔ源と並列ｅこ嶺続きれる少くと
   も１箇のコンデンサ７−をさらに具える特許請求の範囲
   第１項記載のインパルス溶接装置。 （８）　　前記直流電源は交流を！Ｉ流するための手段
   を有する特許請求の範囲第１項記載のイン・母ルス浴接
   装置。 （９）前記直流電源は交流を電流するための手段を有す
   る特許請求の範囲第２項記載のイン・にルス浴接装置。 ０リ　前記脈動アーク浴咲電流の前記手掘＋＋Ｊ−派が
   、溶接装置の作動中に前記抵抗を実實的に連続的に通過
   する特許請求の範囲第１項記載のイ／・臂ルス浴接装置
   。 ｏ℃前記トランジスタ回路の前記複数の・千ワートラン
   ジスタは並列に＃絖されている特許請求の範囲第１項記
   載のイン・にルス浴接装置。 ０．５　　前記トランジスタ回路の６１」記複叙のノ９
   ワード７ンジスタは並列に咲続されている特許請求の範
   囲第１１項記載のインパルス溶接装置。 Ｏ：ｉ　　Ｍ＋Ｊ　Ｉ！ｌ己トランジスタ回路の前記複
   数の・平ワートランジスタは並列に接続されている特許
   請求の範囲第１０項記載のイン・量ルス溶接装置。 α４　前記トランジスタ回路の前記複数のノぞワートラ
   ンジスタは鼓動に接続されている特許請求の範囲第８項
   記載のインパルス溶接装置。 Ｑ５　　Ａｉ１記トランランタ回路の前記複数の７９ワ
   ートランジスタは並列Ｋｍ続されている特許請求の範囲
   第７′ｇ４記載のイン・ｆルス溶接装置。 ０６　　前記トランジスタのエミッタは直流電源の１極
   に接続されコレクタは溶接棒に接続されており、該トラ
   ンジスタがエミッタ回路で作動する特許請求の範囲第１
   項記載のイン・！ルス溶接装置。