JPS5820377A - パルスアーク溶接装置 - 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】 本発明は清祥性電極を送給しながら溶接する／ｆルスア
ーク溶接方法およびその装置に関するものである。消耗
性電極（以下、ワイヤという。）を溶接部に送給して溶
接するパルスアーク溶接方法は、一般に、溶融したワイ
ヤ先端の溶滴を細粒にして円滑に移行（以下、スプレー
移行とし１う。）させ、かつ、アーク長を一定に維持す
ることによって、安定したアークを発生させて均一な溶
接結果を得るとともにスパッタの発生の少ない溶接物を
得ようとするものである。このワイヤには、スプレー移
行が行なわれない程度の低電流すなわち臨界電流値以下
のベース電流と周期的に臨界電流値以上の高電流となる
パルス電流とが供給されてスプレー移行が行われる。

このようなパルスアーク溶接における／、ｓルス電流が
溶接結果に及ぼす影響について検討する。ノくルスアー
ク溶接に射いて、円滑なスプレー移行を維持させるため
のパルス電流の要素としては、一般にパルス電流のピー
ク値ＩＰとパルス継続時間の下、パルス幅という。）ｔ
ｐとがある。。このうちパルス電流ピーク値Ｉｐは、溶
融したワイヤ先端から電磁ピンチ力によって溶滴を離脱
させる効果を有する最も重要な要素であり、パルス電流
値Ｉｐが臨界電流により大になれば細粒の溶滴が規則正
しく移行し、逆にパルス電流値１ｐが臨界電流より小に
なれば大粒の溶滴が不規則に移行するようになる。

したがって、パルス電流値１ｐを一定値以上に保持しな
ければ円滑なスプレー移行を行うことができない。さら
に、溶融したワイヤ先端か・ら溶滴を離脱させる条件と
して、所定のパルス幅【Ｐも必要であるが、溶滴の離脱
がピンチ力によるものであるカラ、パルス幅ｔｐは、上
述したパルス電流値Ｉｐとの関連において溶滴の離脱を
左右する重要な要件である。そしてこれらを適値に選定
することによってパルス電流の周期と溶滴移行の周期と
を一致させることができ、円滑なスプレー移行が実現さ
れる。

このようにパルス電流を用いるアーク溶接においては、
パルス電流のピーク値Ｉｐとその継続時間であるパルス
幅【Ｐとは重要な要件で′ある。このうチハルスピーク
値ｉｐを所定の値以上に定めることは、パルス電流用電
源に略門電流特性のものを使用したり、定電圧特性の直
流電源からパルス電流を取出すときにフィードバック制
御によりパルス電流値を一定電流に維持するなどの方法
により比較的容易に実現できる。しかしパルス幅ｔｐは
通常その立上りから立下りまでの時間を制御することに
より決定さ６れている。しかるに実際のパルス電流の波
形は、電源電圧、溶接機の出力回路のケーブル等による
インピーダンス、アーク長、ワイヤ突き出し長さなどの
影、響を強く受けるため、溶滴のスプレー移行に誓効と
なるパルス電流の実効的な幅が変化し、パルス電流と溶
滴移行とが同期した安定なスプレー移行が望めなくなる
。

この原因を図によって説明する。第１図はこの種のパル
スアーク溶接用電源の制御装置の従来例を示す接続図で
ある。同図において、１は直流電源、２は直流電源１の
出力をパルス状に制御するための電流制御素子例えばト
ランジスタであり、３は直流リアクトル、４は溶接電流
にアークを維持する程度のベース電流分を供給するため
の別の直流電源モある。５は電流制御素子２の導通量お
よび夷通期間を決定するための信号を出力するパルス波
形制御回路であり通常一定の振幅と周波数のパルスを発
生するパルス発振回路が用いられる。

６はパルス波形制御回路５の出力を電流制御素子２の制
御に適した信号に変換するための駆動回路である。°ま
た３１．３２は出力端子、１０はフライホイールダイオ
ードである。

第１図の装置において電流制御素子２は、パルス波形制
御回路５からの出力信号に応じて導通する。この結果出
力端子３１．３２間に出カケープルにて接続されたワイ
ヤ７および被溶接物８にベース電流用直流電源４の出力
電流にパルス波形制御回路５からの出力信号に対応した
パルス電流が重畳された電流が出力されてパルス溶接ア
ーク９を生ずる。このように従来の装置においては、パ
ルス波形制御回路５によって定まるパルス幅になるよう
に電流制御素子の導通量が制御されるもの・であるが、
このときの様子を第２図の説明図によって詳細薯（検討
する。。第２図（ａ）は第１図の装置の出力端子３１．
３２から右側の負荷側の等価回路を示し、ｒｌおよびＬ
／は出力端子から溶接負荷であるアーク発生点までの出
力回路の抵°抗分およびインダクタンス分を示し、Ｅａ
およびｒａはアーク負荷の溶接電圧および□消耗性電極
ワイヤの給電部以降の突き出し長さ部分における抵抗で
ある。またパルス電流回路に直列に接続されているリア
クトル３のインダクタンスをＬＯとする。

このような回、路構成のときに、パルス波形制御回路５
から第２図（Ｃ）に示すような幅ｔｐの矩形波状の駆動
信号が電流制御素子２に供給されたときを考える。この
ときパルス用直流電源１の出力電圧をＥｌ、上記出力回
路の抵抗およびインダクタンスを、Ｒ＝ｒｚ　＋　ｒａ
　、　Ｌ　＝Ｌｘ　＋　Ｌｏとするとパルス出力電流Ｉ
ｐは、第２図（ｂ）にＡで示すよう番ζ、立上り時定数
Ｌ／Ｒで定常電流（Ｅｌ−Ｅａ　）／　Ｒに向ってなる
曲線に沿って上昇する。この電流はパルス波形制御回路
５の出力信号の波高値によって定まるピーク電流ｉｐに
達した時刻ｔに右いてその上昇を！ 停止し、以後はぼ一定値に保持される。パルス波形制御
回路５の出力が時間【Ｐの後（時刻′ｔ３ｉｎ′おいて
零となると電流制御素子２は遮断され、このパルス期間
ｔｐの間にリアクトル３に蓄えられた電磁エネルギーは
フライホイールダイオード１０を通して放−される。こ
こで電源電圧が変動して直流電源１の出力電圧がＥｌか
らＥ２に低下した場合を考える。このときパルス電流は
第２図（ｂｌに符号Ｂにて示すように、先の値より低い
定常電流（Ｅ２−Ｅｘ）／Ｒに向って同じ時定数Ｌ／Ｒ
で上昇するため、その立上り速度は遅くなり、設定電流
やに達する時刻ｔ２は電源電圧が高かったＡの場合のｔ
ｌより遅くなる。一方、電流制置素子２に対するパルス
波形制御回路５の出力は、電源電圧の変動にかかわらず
時刻、【３で零となりかつ、電流の下降速度はりアクド
ル３に蓄えられた電磁エネルギーが先の場合と同じ値で
あるから変化することはない。この結果、設定電流のＩ
ｐの値に保持されている時間は指令信号が同一であるに
もかかわらず短くなり、スプレー、移行させるために有
効となる真のパルス時間幅が狭くなり不足す°ることに
なる。

パルス電流の上昇速度は前述の式か°ら判るように、電
源電圧の他に、ケーブル長に関係するＴｚ　、　Ｌｘ、
アーク長によって決定される溶接電圧Ｅ３、ワイヤ突き
出し長さに関係するｒａの各成分によっても同様に影響
を受ける。このためパルス電流波形は時々刻々その姿を
変え、パルス波形制御回路５からの指令信号の波形を如
何に正確に一定値としても、それは単に出力パルス電流
波形のうちの底部、即ちパルス電流の立上り時から立下
りの瞬間までを制御しているだけであるため、スプレー
移行に有ｉとなる臨界電流以上のパルス電流の幅は規制
できず、消耗性電極の溶滴がパルス電流の周期に同期し
て円滑にスプレー移行する溶接は実施し得ない。

そこで本発明者等は略矩形波に近い波形のパルス電流を
用いて実験を行った結果、溶滴をスプレー移行させるた
めには、パルス周波数は無関係でかつ、パルス電流値と
パルス時間との間Ｇζ特有の関係が成立することが条件
となることを見出した。

第３図は軟鋼、アルミニュ、−ムおよびステンレス鋼の
溶接において、スプレー化番こ及ｉキすパルスの周波数
９時間および電流の関係を示したものであり、縦軸には
パルス電流１ｐ（Ａ）を、横軸にはノずルス時間幅ｃｐ
（ｍｓ）をそれぞれ対数目盛で（縦軸は横軸の脩寸目盛
）示し、材質、°ワイヤの直径およびパルス周波数をパ
ラメータとしてスプレー化、の可能な限界値を求めた。

１！Ｉ中の符号は下表の遥＜ｎいて溶滴がスプレー化さ
れる臨界電流である。

同図から判るようにスプレー移行と蛙るための限界条件
は、材質およびワイヤの直径が与えられると予め設定し
たパル不周波数にはほとんど無側係でありかつパルスピ
ーク値１ｐがそれぞれの条件での臨界電流値１ｃ以上で
あること、およびこのＩｐ≧Ｉｃを満足する範囲ではパ
ルス時間ｔｐとノｆ７レス電流Ｉｐとが対数グラフ上で
直線関係にあることになる。即ち材質およびワイヤ直径
が定まれば、Ｉｐ”−Ｔｐ＝Ａ　　・・・−（１１ （ただしｎおよびＡは材質およびワイヤ直径によって定
まる定数） なる関係が成立することになる。

さらに第３図を詳細にみると、スプレー′化の限界を示
す各直線はそれぞれの条件によって定まる臨界電流を示
す直線上の点から始まっている。このことは、溶滴の完
全なスプレー化は溶接電流が臨界電流に達したときに急
に始まり、それ以下で、は発生しないことを示している
。したがってパルス電流によって溶滴に作用する力は臨
界電流に達しない間はスプレー化に全く寄与せず、臨界
電流を超えたときから急に有効となる。つまり溶滴に作
用する力は臨界電流を境にして急激な変化があるものと
推定できる。しかも前述のようにスプレー化の限界が（
１）式で示される関係となるから、溶滴のスプレー化に
は、全溶接電流１ｐが有効でありかつその有効となる期
間は臨界電流Ｉｃを超える期間であることが結論づけら
れ４゜ 以上の結果から安定なスプレー移行を得るためには従来
のようにパルスピーク値と／（ルス時間幅とをともに所
定値に保つよう制御するかわりにｌｐ”−ｔｐを所定値
以上となるよう番こ制御すればよいことが考えられる。

ところでパルス電流波形を上記実験におけるよう、に完
全な矩形波状とすることは困難であり通常は第２図にて
説明したようにある時定数で増加する梯形波状となる。

このような場合についても本発明者は、さらに種々のパ
ルス波形を使用して実験を進めた結果、矩形波状のパル
ス電流波形を使用した実験で得られた上述の結果は、任
意の波形のパルス電流を使用する場合にもその値が臨界
電流値を超える範囲を有する限り成立することを確認し
た。この場合、Ｉｐ”−Ｔｐはパルス電流の瞬時値をｉ
としたときｉｎのｉ≧Ｉｃの期間における時間積分に置
きかえることができる。したがって、 ｆｉ　ｎｄ　ｔ≧Ａ　　　・・・・・・・・・　（２）
が溶誦をスプレー化するための条件となる。そして上記
（２）式に関して臨界電流ＩＣは、主として使用するワ
イヤの直径によって定まる値であるが、このＩのかわり
にパルス電流のピーク値ＩＰより小さくかつ、パルス時
以外にアークを維持するために流すベース電流とは明確
に区別し得る値Ｉｘを定めて、これを用いても大略目的
が達せられると考え本発明は上記実験結果および考察か
らなされたもので、所定の周波数でパルス電流の流通を
開始させ、出力電流が基準電流！Ｘを超える期間の時間
積分値　Ｊｉ　”　ｄ　Ｌ　　が基準値ｋを超えたと、
きにパルス電流の流通を停止させることによって溶滴の
確実なスプレー移行を可能となしたものである。

第４図は、本発明を実施する装置の例を示す接続図であ
る。図において９１Ｋ１図の装置と同様の機能を有する
ものには同符号を付しである。１１は出力電流儀を検出
する電流検出器、１２は基準電流設定器、１３は電流検
出器１１の出力１と基準電流設定１１１２の出力−とを
比較し雀≧Ｉ冨の期間のみ論理信号、例えば１を出力す
る比較器１３１および比較器１３１の出力により入力信
号儀の積分を開始１．　Ｊｌ”ｄｌ　　の演算を行う積
分器１３２からなる積分回路である。ここで論は正数で
あり前述のように溶接に使用するワイヤの材質によって
２ないし４の＠閣の値に連室する。１４はパルス電流の
周波数を決定するための発振器からなるパルス周波数制
御回路、１６は積分回路１３の積分値の基準値賑を設定
するための基準値設定器、１７は積分回路１３の出力Ｓ
と基準値設定器１６の出力にとを比較し、−≧翫となっ
たと自出力を発生する比較器である。１８はパルス周波
数制御回路１４の出力信号を受信したと会から比較＠１
７が出力を発生するまでの閤、継続した信号を出力する
パルス信号発生回路であり、例えばパルス周波数制御回
路１４の出力信号の立上りによりセットされ比較器１７
の出力信号によりリセットされるフリップフロップ回路
が用いられる。またパルス用直流電源ｆはパルスピーク
電流設定器１９によってその出力電流の波高値が常に所
定のパルスピーク値に設定される電源であり、電流制御
素子２′にはパルス用直流電源１′の゛出力を開閉する
スイッチング素子を用いる。第４図の装置の動作を第５
図の説明図により説明する。パルス周波数制御回路１４
の出力が第５図の（ｂ）に示すように所定の周期で信号
Ｐを出力すると、パルス信号発生回路１８はこの出力信
号Ｐの立上り時０から出力ｔｐを生ずる。この出力ＥＰ
によって駆動回路６１マスイツチング素子２を導通させ
溶接部にはパルス用直流電源１′の出力が供給される。

出力電流は電流検出器１１によらて検出されて基準電流
設定器１２の設定値Ｉｘと比較される。時刻０から立上
ったパル゛ス電汝がその出力回路の時定数に従って増加
し、。

ｉ≧ｌｘとなると比較器１３１が論理出力１を発し、積
分器１３２の積分動作を開始させる。積分器１３２の積
分値１が基準値設定器１６の設定値に以上となると、比
較器１７は信号を発し、パルス信号発生回路１８はこの
比較器１７の出力によりその出力を停止する。また比較
器１７の出力により積分器１３２はリセットさ、れる。

スイッチング素子２′は遮断され、次にパルス周波数制
御回路１４からの出力が供給されるまでの間遠断状態を
つづける。

第４図の装置において電源電圧の変動やケーブル長、溶
接電圧、ワイヤ突き出し長さなどが変化して出力回路の
インピーダンスの変動が発生して、パルス電流の立上り
速度が第５図の（ａ）に実線で示す速度から破線で示す
速度に低下したときを考える。まず実線のように時刻０
から立上ったパルス電流の立上り速度が速い場合は、そ
の電流ｉは比較的早い時刻ｔ１に基準電流設定器１２の
設定値！Ｘに達する。積分器１３２はこの時刻ｔ１から
Ｊｉｎｄｔの積分を開始し、比較器１７は第５図（Ｃ）
に示すようにこの積分値亀が設定された基準値に達した
時刻ｔ３に出力を発生するからパルス信号発生回路１８
の一力は第５図（ｄ）に示すように時刻０からｔ３に到
るま１でのｔｐｌの間継続する。時刻【３１乙おいてパ
ルス信号発生回路１８の出力信号がなくなるとスイッチ
ング素子２′が遮断状態となるので出力電流ｉは先にリ
アクトル３に蓄えられた電磁エネルギーをフライホイー
ルダイオード１０を通して放出し一定の時定数で減少す
る。これに対して破線のように立上り速度が遅い場合に
は、その電流ｉは実線の場合よりも遅れた時刻ｔ２にお
いて設定値ｌｘに達するが、積分回路１３はこの時刻ｔ
２から積分を２開始し積分値１が基準値ｋに達した時刻
ｔ４において比較器１７が出力を発生する。この結果、
スイッチング素子２′は時刻０からｔ４に至る間、導通
をつづけることになる。したがって基準電流ｌｘを溶滴
のスプレー移行に有効となる値以上“の値に設定してお
けば、パルス電流は常に安定なスプレー移行に必要な時
間積のものが得られることになる。

″この電率電流ｌｘは溶滴がスプレー移行となる臨界電
流以上で出力電流のピーク値を超えない範囲に決定する
のが望ましいが臨界電流より小さな値であってもベース
電流との間に明確な差違がある場合には相当の効果が期
待でき゛る。

このように、ピーク電流１ｐおよび基準値を超える出力
電流の時間積分を一定に制御することによって安定した
溶接が可能となる。しかし、アーク溶接においては被溶
接物の凹凸や溶接トーチの位置の変動あるいはワイヤ送
給速度とワイ、ヤ溶融量とのかずかの不一致などにより
アーク長が変化することがある。これに対して、ピーク
電流Ｉｐおよび時間積分値を一定に制御すると、ワイヤ
を加熱溶融するために使われる電流の平均値もこれらア
ーク長の変化に対して一定に保たれるために電源特性に
よるアーク長の自己制御作用がない。この結果、上述の
ような何らかの原因により制置アーク長が変化してしま
うとこれを回復することができない。したがって、例え
ばワイヤの溶融速度に対してワイヤの送給速度にわずか
の遅速が発生した場合には、これが直ちに成長してワイ
ヤのパーンバックや突立ちにつながる。このような現象
を防止するためには、第４図に一点鎖線で示したように
溶接電圧Ｅａを検出し、これをパルス周波数制御回路１
４に供給し、その発生する指令パルスの周波数をＥａに
対応して制御すればよい。即ち、パルスミ流の時間積分
を一定のままパルスの周波数を増加させると溶接電流の
平均値は増加するから、ワイヤ溶融量もこれ１こつれて
増加する。したがってアーク長が短かくなって溶接電圧
が低くなるとこれに逆比例してパルス周波数を増加させ
れば／Ｎｌｌルス電流の平均値を増加し、これによって
ワイヤの溶融量が増加してアーク長をもとに回復する。

逆にアーク長が長くなって溶接電圧が高くなると、これ
に逆比例させて周波数を減少させれば、ワイヤ溶融量が
減少してアーク長がもとにもどる。また溶接電流の平均
値は、第４図に破線にて示すように溶接電圧を検出して
比較器１７の基準値設定器１６の指令信号として用いて
、パルス周波数は一定のまま溶接電圧に対応して出力電
流の積分値の基準値を変化させても調整することができ
名のでこの方法によってもアーク長の自動制御が可能′
となる。

またワイヤの送給速度は一般にワイヤの直径および使用
する溶接電流値に応じて決定される。しとは連動して調
整する必要がある。これに対してもワイヤ送給速度に略
比例してパルス電流の時間積分あるいはパルス周波数を
かえることにより溶接条件の一元調整が可能となる。こ
の、ときもアーク長の変化に対しては電源特性によるア
ーク長の自己制御は期待できないので、溶接電圧を検出
し、これに略逆比例してパルス周波数あるいはパルス電
流の時間積分を制御することによってアーク長の自動制
御を実施することが可能となる。

第４図においてはパルス供給用直流電源として波高値が
一定の値に制御された電源を用いて、この直流電源の出
力を出力回路に直列接続されたスイッチング素子により
開閉する方式の例を説明したが、パルス供給用直流電源
としてはこれに限らず略定電圧特性の直流電源を用いて
もよく、この場合は電流制御素子によりパルス期間とピ
ーク値との両方を制御すればよい。第６図はパルス期間
とピーク値をともに電流制御素子によりアナログ制御す
る方式の実施例を示す接続図である。同図向おいて第１
図および第４図と同様の機能を有するものには同符号を
付しである。２０は電流検出器１１′の出力ｉとピーク
電流設定器１９の出力１ｐとを比較する第１の比較器で
あり、例えば両信号号値の差（Ｉｐ−ｉ）を得る減算器
が用いられる。２１は積分回路１３の出力希と基準値設
定器１６の出力にとを比較し　￥≧ｋ　となったときに
出力を発生する第２の比較器である。２２は第１および
第２の比較器２０および２１の出力とパルス周波数制御
回路１４の出力とを入力とする信号合成回路であり、い
ま第１の比較器２０として、差信号（Ｉｐ−ｉ）を得る
減算器を用いると、この差信号により波高値が定まり、
パルス周波数制御回路１４の出力信号の立上り時点から
始まり第２の比較器２１の出力信号が発生したときに終
了するパルス指令信号を出力して駆動回路６に供給し、
電流制御素子２を導通制御するものである。この信号合
成回路は前記のような機能を有するものであれば何でも
よく、その−例を第７図に示す。第７図は第６図の装置
の信号合成回路２２の部分を取り出してその入出力部と
ともに示した接続図である。

同図において２３はパルス周波数制御回路１４の出力の
立上りによりセットされて第２の比較器２１の出力によ
りリセットされるフリップフロップ回路であり、２４は
、第１の比較器の出、力信号（Ｉｐ−ｉ）をフリップフ
ロップ回路２３の出力が高レベルの間中、通過させて駆
動回路６に伝達するアナログスイッチ回路である。

また第８図はスイッチング方式により制御を行うように
構成した信号合成回路の実施例を示す接続図であり、第
１の比較器２０’としてピーク電流設定器Ｉｐと電流検
出値ｉとを比較しｉ’（’ｉｐのときのみ電流制御素子
を導通させる信号を発生する回路を用いるときの例を示
す。同図において２５は第１の比較器２０９およびフリ
ップフロップ回路２３゛の出力を受けるＡＮＤ回路であ
り、フリップフロップ回路２３が出力を発生している間
で出力電流ｉが基準電流Ｉｐより小の間のみスイッチン
グ素子２を導通させる信号を出力子る。第８図の実施例
の動衿を説明する。一般に比較器には必らず有限の不感
帯が存在する。このため第１の比較器２０’は出力電流
ｉが基準値１ｐより低い値から増加するときには基準値
１ｐより若干高い値のＩｐｌとなったときに出力を発し
、逆に基準値より高い値から減少するときには基準値Ｉ
ｐより若干低い値のＩｐ２になるまで１）Ｉｐの出力を
発生する。そしてこれらの動作電流１ｐｌ”とＩｐ２と
の間の差ΔＩｐ＝Ｉｐｔ−Ｉｐ２は必らず有限の値とな
る。この結果、電流制御素子２は出力電流ｉが小さな値
からｉ　＝　Ｉｐｌに達するまで導通する。電流制御素
子２がｉ　＝ｉ　ｉｐｌで遮断すると、それまでリアク
トル３に蓄えられていた電磁エネルギーが放出されて出
力電流がＩＰｌの値から減少する。出力電流が減少して
ＩＦ５に達すると再び電流制御素子２が導通し、ｉ　＝
　Ｉｐｌに至るまで増加する。このように出力電流ｉは
ＩＰＩとＩＦ５との間を往復するように増減を（りかえ
し、平均値として基準値Ｉｐに保たれる。

信号合成回路として第８図に示した回路を用いるときは
、電流制御素子２をアナログ素子としてではな（、スイ
ッチング素子として使用するので、より安定な制御が可
能となるのみでなく、スイッチング時の損失のみを負担
すればよいから素子の容量を小さいものとすることがで
きる。

また第８図の信号合成回路においては、パルス周波数制
御回路１４の周波数よりも十分に高い周波数の矩形波状
の信号を発生する発振器を別途に設けて、この信号をＡ
ＮＤ回路２５に他の２つの信号ととも番と入力して出方
信号をチョッパ制御するようにしてもよい。

第６図の実施例においても第４図と同様にパルス電流の
立上り速度には無関係に基準電流ｌｘを超えた期間の出
力電流が積分されるので種々の外部条件の変動にもかか
わらず、スプレー移行のために有効となつｈ後のパルス
電流の総量が常に一定となるので、常に安定した溶接が
実施できる。もちろん第６図の実施例において′も、溶
接電圧に対応した信号を得てこれをパルス周波数制御回
路１４の周波数指令とするか、あるいはこれを基準値設
定回路１６に供給して第２の比較器２１の基準値とする
ことによってアーク長の変動による溶接電圧の変動に対
してこれを自動的に回復させるよう応してパルス周波数
あるいは出力電流の時間積分値である基準値ｋを定めれ
ばワイヤ送給量とパルス電流の平均値とを一元的に調整
することが可能となる。この場合、アーク長の変化に対
してこれを自動制御するには、溶接電圧を検出して、こ
れ、に略逆比例して基準値にあるいは周波数を制御すれ
ばよい。

さらに各実施例において、駆゛動回路６は前段のパルス
信号発生回路や信号合成回路の出力が十分であれば特に
設ける必要はない。さらに駆動回路６にベース電流を流
すた゛めの小電流信号をパルス信号発生回路お゛よび信
号合成回路の出力信号に重畳するときはベース電流供給
用の直流電源４は省略することができる。この場合は第
６図においてベース電流時にもフィードバック制御によ
りベース電流を一定値に制御することができる。

以上のように本発明によるときは、パルスアーク溶接に
おいて最も重要な要件であるパルス電流の積分値を、現
実に溶滴がスプレー移行するために有効となる値におけ
る積算値として制御するので、電源電圧の変動や接続す
る出カケープルの取替による出力回路のインピーダンス
変化あるいはアーク電圧の変化などによっても、常に必
要な値に確保出来ることになり、パルス電流に正確に同
期して溶滴をスプレー移行させることができ極めて安定
した溶接を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパルスアーク溶接における制御方法を示
す接続図、第２図（ａ）〜（Ｃ）は第１図の装置の動作
を説明するための説明図、第３図は溶滴のスプレー化に
影響するパルス電流値とパルス時間幅との関係を調べた
実験結果を示す線図、第４図は本発明の実施例を示す接
続図、第５図（ａ）〜（ｆｌは第４図の実施例の動作を
説明するための説明図、第６図は本発明の別の、実施例
を示す接続図、第７図および第８図はそれぞれ第６図の
実施例における信号合成回路の内部構造の例を示す接続
図である。 １・・・直流電源、２・・・電流制御素子、２′・・・
スイッチング素子、１１−・電流検出器、１４・・・パ
ルス周波数制御回路、１２・−積分回路、１６・・・基
準値設定器、１７−・・比□較器、１８−パルス信号発
生回路、１９−・ピーク電流設定器、２０．２０’−第
１の比較器、２．ｉ５、−第２の比較器、２２・−信号
合成回路、２　ｓ−’−７リツプフロツプ回路、２４−
・・アナログスイッチ回路、２５−ＡＮＤ回路。 代理人　弁理士　　中　井　　宏 間両の浄書（内容に大更なし） 第１図 第２図 第８図 →Ｌｐ　（ｍｓｌ 第４図 第５図 第６図 − 特許庁長官　　　　　昭和鍛６年８月３１日着出２、発
明の名称 パルスアーク溶接方法および装置 ３、　ｍ圧する者 事件との関係　　特許出願人 住　　所　　〒５３２大阪市淀川区田用２丁目１番１１
号名　　称　　（０２６）　　大阪変圧器株式会社代表
者　　取締役社長小林啓次部 ４、代理人 住　　所　　〒５３２大阪市淀川医用用２丁目１番１１
号５、　補正命令の日付　　　自　発 ６　補正の対象　　　　「図　面」および「明細帯」７
　補正の内容　　　　　別紙の通り ［明細書および図面の浄書 （内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、消耗性電極を所定の速度で溶接部に送給しながら行
   うパルスアーク溶接において、出力電流のピーク値を所
   定値に保つとともに所定のくりかえし周波数でパルス電
   流の通電を開始させ、出力電流の瞬時値ｉがあらかじめ
   定めた基準値ｆｉ馳、　　（ｎは任意の正数）が所定の
   値を超えたときにパルス電流期間を終了させるパルスア
   ーク溶接方法。 ２、消耗性電極を所定の速度で溶接部に送給しながら行
   うパルスアーク溶接において、所定のピーク値の直流電
   流を出力する直流電源と、前記直流電源の出力を開閉し
   てパルス状とするスイッチング素子と、出力電流のピー
   ク値を超えない値Ｉｘに設定された基準電流設定器と、
   出力電流ｉを検出する電流検出器と、パルス電流の通電
   を所定の周期でくりかえすためのパルス周波数制御回路
   と、前記基準電流設定器の出力信号にと前記電流検出器
   の出力信号ｉとをｉ≧ＩＸとなったときに前記電流検出
   器の出力を積分しｆ＊　”　ｄ　ｔ　（ｎは任意の正数
   ）を得る積分回路と、前記積分回路の出力に対してあら
   かじめ所定の基準値ｋを設定する基準値設定器と、前記
   積分回路の出力と前記基準値設定器の出力とを比較し　
   　ｆｉ”ｄｔ≧にとなったときに出力を発する比較器と
   、前記パルス周波数制御回路の出力信号を受信した時か
   ら前記比較器が出力を発生するまで継続した信号を出力
   するパルス信号発生回路と、前記パルス信号発生回路の
   出力信号に応じて前記スイッチング素子を導通させるた
   めの駆動回路とを具備したパルスアーク溶接装置。 ３、前記パルス周波数制御回路が、溶接電圧に対応した
   周波数のパルスを発生する回路である特許請求の範囲第
   ２項に記載の装置。 ４、前記ノぐルス周波数制御回路が、消耗性電極の送給
   速度に対応した周波数のパルスを発生する回路である特
   許請求の範囲第２項に記載の装置。 ５、前記基準値設定器が、溶接電圧に対応した値の信号
   を出力する設定器である特許請求の範囲第２項ないし第
   ４項のいずれかに記載の装置。 ６、前記基準植設定器が、消耗性電極の送給速度に対応
   した値の信号を出力する設定器である特許請求の範囲第
   ２項ないし第４項のいずれかに記載の装置。 ７、消耗性電極を溶接部に所定の速度で送給しながら行
   うパルスアーク溶接において、直流電源と、前記直流電
   源の出力をパルス状に制御する電流制御素子と、出力電
   流のピーク値Ｉｐを設定するためのピーク電流設定器と
   、前記ピーク電流設定器によって設定されるピーク値を
   超えない値Ｉｘに定められた基準電流設定器と、出力電
   流ｉを検出する電流検出器と、パルス電流の流通を所定
   の周期でくりかえすためのパルス周波数制御回路と、前
   記ピーク電流設定器の出力信号Ｉｐと前記電流検出器の
   出力信号ｉとを比較する第１の比較器と、前記基準電流
   設定器の出力信号ｌｘと前記パルス電流検出器の出力信
   号ｉとを入力としｉ≧ｌｘとなったとき、に前記電流検
   出器の出力を積分しｆｉ　”ａ、ｔ　（ｎは任意の正数
   ）を得る積分回路と、あらかじめ所定の基準値を設定す
   る基準値設定器と、前記積分回路の出力と前記基準値設
   定器の出力とを比較し、Ｊｉ”ｄｔ≧にとなったときに
   出力を発する第２の比較器と、前記第１および第♀の比
   較器の出力と前記パル虫周波数制御回路の出力とを入力
   としパルス電流値とパルス幅とを決定する信号を出力す
   る信号合成回路と、前記信号合成回路の出力信号に応じ
   て前記電流制御素子を導通させるための駆動回路とを具
   備してなるパルスアーク溶接装置。 ８、前記第１の比較器が、前記ピーク電流設定器の出力
   信号Ｉｐと励記電流検出器の出力信号ｉとの差信号（Ｉ
   ｐ−ｉ）を得る減算器であり、前記信号合成回路が、前
   記パルス周波数制御回路の出力信号を受信した時から前
   記第２の比較器の出力信号を受信するまでの間継続した
   信号を出力するパルス時間制御回路と、前記、−ｅルス
   時間制御回路が出力を発生している期間中に前記第１の
   比較器の出力を前記駆動回粋に伝達するアナログスイッ
   チ回路とからなる特許請求の範囲第７項に記載の装置。 ９、前記第１の比較器が、前記ピーク電流設定器の出力
   Ｉｐと前記電流検出器の出力信号ｉとを比較し１（Ｉｐ
   のときのみ前記電流制御素子を導通させる信号を発生す
   る比較器であり、前記信号合成回路が、前記パルス周波
   数制御回路の出力信号を受信した時から前記第２の比較
   器の出力信号を受信するまでの間継続した信号を出力す
   るパルス時間制御回路と、前記パルス時間制御回路の出
   力と前記第１の比較器の出力とを入力とするＡＮＤ回路
   とからなる特許請求の範囲第７項に記載の装置。 １０、前記パルス周波数制御回路が、溶接電圧に対応し
   た周波数のパルスを発生する回路である特許請求の範囲
   第７項ないし第９項のし）ずれ力）に記載の装置。 １１、前記パルス周波数制御回路が、消耗性電極の送給
   速度に対応した周波数の、＜７レスを発生する回路であ
   る特許請求の範囲第７項なし）シ第９項のいずれかに記
   載の装置。 １２、前記基準値設定器が、溶接電圧に対応した値の信
   号を出力する設定器である特許請求の範囲第７項ないし
   第１１項のいずれかに記載の装置。 １３、前記基準値設定器が、消耗性電極の送給速度に対
   応した信号を出力する設定器である特許請求の範囲第７
   項ないし第１１項のいずれかに記載の装置。