JPS5835062A - 高周波パルスア−ク溶接回路 - Google Patents

高周波パルスア−ク溶接回路

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JPS5835062A
JPS5835062A JP13451481A JP13451481A JPS5835062A JP S5835062 A JPS5835062 A JP S5835062A JP 13451481 A JP13451481 A JP 13451481A JP 13451481 A JP13451481 A JP 13451481A JP S5835062 A JPS5835062 A JP S5835062A
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Japan
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current
capacitor
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voltage
circuit
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JP13451481A
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JPH0138596B2 (ja
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Hitoshi Kono
等 河野
Kiyoshi Ikemura
池村 清
Yuzo Takakado
祐三 高門
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Shinko Electric Co Ltd
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Shinko Electric Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/09Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
    • B23K9/091Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

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、パルスアーク電流の一定化をはかった高周
波パルスアーク#接回路に関するものである。
まず、この穐の高周波パルスアーク溶接回路の動作原理
を第1図に基づいて説明する。この第1図に示す高周波
パルスアーク溶接回路において、1は出力電圧がEの直
流電圧源、2はサイリスタ(電流制御素子)8〜6と、
コンデンサ7 (容量C)とからなるブリッジ回路、8
はインダクタンxL(D誘導コイル(または配線インダ
クタンス)、9は被溶接物10と電極11とからなる溶
!i1部であり、12はアークを示している。
この絢成でおいて、サイリスタ8.6が点弧されると、
直流電圧i11、サイリスタ8、コンデンサ7、サイリ
スタ6、Ws誘導コイル、溶接部9によって直列共振回
路が構成され、コンデンサ7には容量Cとインダクタン
スLとにより決まる周波数!IC応じた正弦半波電流i
、が流れる。この電流iIが零になるとサイリスタ8,
6はオフし、またこの璽流曇、はコンデンサ7を充電す
るので電流i、が零となった時点でコンデンサ7の両端
間の電圧Vcが正方向VcIlk大となる。次にサイリ
スタ番、5が点弧されると、直流電圧源1、サイリスタ
5、コンデンサ7、サイリスタ番、誘導コイル8、溶接
部9によって直列共振回路が構成され、コンデンサ7に
は上述した電流iI とは逆方向に正弦半波電流i、が
流れる。この電流i、が零になると、サイリスタ4#6
はオフし、またこの時電圧Vcは負方向に最大となる。
以との動作を、第2Ii!!lの(イ)に示すサイリス
タ8゜6用の点弧電流Igssと、rre図の(ロ)に
示すサイリスタ4,6用の点弧電流Ignとによって高
周波数で繰り返せは、溶接部9に同図のに)に下すよう
な高周波の正弦半波状のパルスアーク電流lを供給する
ことができる。
ところで、この種の高周波パルス了−り溶接回路を用い
た場合、被溶接物を良好に溶接するためには、パルスア
ーク電流の平均値を所定の一定値に保つことが、すなわ
ち被溶接物の溶接個所を一様に溶解させることが極めて
重要であるoしかしながら第1図に示した溶接s9のよ
うなアーク負荷においては、その両端関知発生するアー
ク電圧Vaが Va=Vo+iB のように、定電圧成分vOと、パルスアーク電流iK対
する動抵抗RT/cよって発生される電圧it(との和
となり、かつこの動抵抗Rが、溶接条件(例えばアーク
12の長さ)に応じて大きく変動する。そして例えば、
この動抵抗Rが増大すると、前述した容量Cとインダク
タンスLとを含んでなる直列共振回路におけるQが減少
するためコンデンサ7の両端間電圧Vcの振幅は減少し
、これによりパルスアーク電流五のピーク値は減少し、
一方動抵抗Rが減少すると% NIJ記Qが増大するた
め電圧Vcの振幅は増大し、これによりパルスアーク電
流iのピーク値は増大する。第2図の(ハ)およびに)
は、この動抵抗Rの酔#に伴なう電圧Vcおよびパルス
アーク電流iの変化を示すもので、この図における期間
T、は動抵抗Rがある一定の値R0である場合、期間T
!は動抵抗Rが抵抗値島より大きな一定の値R8である
場合、期間T、は動抵抗Rが零の場合に各々対応してい
る。
このように第1図に示したような高周波パルスアーク溶
接回路においては、動抵抗Rの変IIIVC応じて電圧
Vcの振−が大きく変化し、またこれによりパルスアー
ク電流iの平均値が大きく変化してしまうという811
iがあった。
この発明は、このような事情VC#1みてなされたもの
で、その目的とするところは、パルスアーク電流の平均
値を一走に保持することができる高周波パルスアーク溶
掻回路を提供することにある。
以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第38!Jは、この発明の一実施例の構成を示す回路図
であり、この図において第1図の各部に対応する部分(
は同一の符号を付しである。第3図において、1は可変
型の直流電圧源であり、図示せぬ交流入力を1111%
角制御されたサイリスタによって整流する整流回路1m
と、この整流回路1mの整流出力を平滑するチ璽−クコ
イル1bと、平滑コンデンサICとからなっている。ブ
リッジ回路8vcおけるコンデンサフには、所定の磁束
飽和特性を持つ可飽和リアク)ル18が直列に介挿され
ると共【、巻線比がn対lのFランス14の1次巻*X
*aが並列に介挿されている。16はダイオード16.
1フ、18.19がブリッジ接続されてなる全波整流回
路であり、その交流入力端16礁、16bの間には前記
)ランス14の2次巻1114bが介挿され、またその
正側の直流出力端160は前記直流電圧源1の正側出力
端1dに接続され、負側の直流出力端16dは直流電圧
源lの負側出力端1eVc!1統されている。
次に以上の構i1X:おけるこの実施例の動作を第1図
に示すタイムチャートを参照しながら説明する。
今、時刻t1 において第μ図の(イ)72:示す点弧
電流Igssによりサイリスタ8,6が導通され、同図
のに)・に示すようにパルスアーク電流iが流れると、
電圧Vcは同図の(ハ)に示すように1昇し、これに伴
ないFランス14の2凍着11[14bのJi+端間電
圧V、は−■立」となって増大する。この場合、ダイオ
ード16〜19け未だいずれもオフ状態のため、パルス
アーク電流iはコンデンサフを介して流れる。そして時
刻t、 において電圧Vcが正方向に「nE」に連する
と、電圧V、もrEJに遠し、ダイオード16.19ま
たはダイオード17.18が導通j゛る。この結果、こ
の時刻t。
以後のパルスアーク電流iは、トランス14の/次春1
i 14 aを介して流れるようになり、コンデンサ7
に流れていた電流ic1は零となるから電圧VCは「n
E」以上には上昇しなくなる。そしてこの場合、トラン
ス14の/次巻@ 14 mに流れる電流によって発生
される電力(第1I図のに)の@1部分)は、このトラ
ンス14と整流回路15とを介して直流電圧源1へ回生
される。なおこの場合、時刻t!以後のパルスアーク電
流目ま第ダ図の(→に示すように、点線で示す正弦半波
波形には沿わず、直線的で減少する。次に、時刻t、に
おいて、第q図の(ロ)(示す点弧電流Ig匂によって
サイリスタ鳴、5tli導通された場合は、時刻t4に
おいて電圧Vcが負方向’Ic [nBJ VC達する
と、以後パルスアーク電流1はコンデンサ7を介さずト
ランス14の1次巻―トiを介して流れるようになり、
電圧Vcは「−nEJ以下には下降しなくなる。。また
この場合も、上述した動作と同様にトランス14の1次
巻@に流れる電流によって発生される電力は直流電圧源
1へ回生される。
このように、この実施例によれば、アーク12における
動抵抗Rと、コンデンサ7の容量Cと、誘導コイル8の
インダクタンスLとにより決まる直列共振回路のQが、
電圧Vcが「nBJまたは「−n)3JVc到達する程
度に大である範囲においては、動抵抗Rが如何に変動し
ても電圧Vcを「nEJと「−nBJとに各々クランプ
することが、すなわち電圧Vcの振幅を[JnEJに一
定化することができ、これによりパルスアーク電流iの
平均値を略一定に保持させることができる。
なお、パルスアーク電流iの平均値な増減させたい場合
は、整流回路1aにおけるサイリスタの導通角を変化さ
せて、直流電、圧源1の出力電圧Bを増減させ、これだ
より電圧Vcの振幅「2nE」を増減させ′ればよい。
またパルスアーク電流iの平均値を増減させる他の方法
としては、直流電圧源lの出力電圧Eを置市しておき、
サイリスタ8゜6とサイリスタ4,6の各点弧電流Ig
m、I g4゜の周期を増減させることも考えられる。
またこの実施例においては、この高周波パルスアーク溶
接回路がTIG溶m%に用いられる場合を考慮して、コ
ンデンサ7に直列に可飽和リアクトル18が介挿されて
いる。この可飽和リアクトル18は、サイリスタ8〜6
のターンオン時、りi −ンオ7時の11を減少させ、これによりパルスアーク
電流iが逆極性領域に入るのを防止するものであり、こ
の可飽和リアクトル18の作用によリアーク12が一層
安定化される。
以上説明したように、この発明による高周波パルスアー
ク溶接回路は、直流電圧源と、第1〜第ダのサイリスタ
とコンデンサとからなるブリッジ回路と、誘導コイルと
が直列接続されてなるものにおいて、前記コンデンサに
トランスを並列接続し、このトランスの出力を余波整流
して前記直流電圧源に回生するようにしたものであるか
ら、前記ブリッジ回路におけるコンデンサの両端間電圧
を開学な回路構成でより任意の一定i*にクランプさせ
ることができ、これによりパルスアーク電流を溶接条件
の如何にかかわらず一走化させることができるので、ま
たパルスアーク溶接法のもつ原理的特徴がいかんなく発
揮される故、溶接むらのない極めて良好な溶接を行なう
ことができる。またこの発明によれば、アーク負荷が短
絡された場合の回路の保論な行なうこともできる。また
前記ブリッジ回路におけるコンデンサに可飽和リアクシ
ルを直列に介挿したので、アーク電流が逆極性領域に入
ることがなくなり、極めて安定したTIG溶接等を行な
うことも可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の高周波パルスアーク溶接回路の回路図′
、第2図は同回路の動作を説明するためのタイムチャー
ト、第3図はこの発明の一実施例の111鱗を示す回路
図、第1図は同実施例の動作を説明するためのタイムチ
ャートである。 1・・・・・・直流電圧源、2・・・・・・ブリッジ回
路、8〜6・・・・・・電流II!御素子(サイリスタ
)、フ・・・・・・コンデンサ、8・・・・・・誘導コ
イル、9・・・・・・溶接部、18・・・・・・可飽和
リアクトル、14・・・・・・トランス、15・・・・
・・全波整流回路。 出−大神#IIIIIE機株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)■直流電圧源と、■順次直列に介挿された第八$
    2の電流制御素子と、順次直列に介挿、された第3、第
    グの電流制御素子とを同一電流方向に並列接続すると共
    に前記第1.第2の電流制御素子の接続点と前記第3、
    餉弘の電流制御素子の接続点との間にコンデンサを介挿
    してなるブリッジ回路と、■配線インダクタンスまたは
    誘導コイルと、を直列接続して共振回路を構威し、前記
    第1.第≠の電流制御素子と前記第2、第3の電流制御
    素子とを交互に導通させて前記共振回路に直列に介挿さ
    れる溶接部にパルスアーク電流を供給するようにした高
    周波パルスアーク溶接回路において、1?記コンデンサ
    に一次巻線が並列に介挿されるトランスと、交流入力端
    が前記トランスの2次巻伽に接続され直流出力端が前記
    直流電圧源に並列に接続される余波整流回路とを設けた
    ことを特徴とする高周波パルスアーク溶接回路。 (ffi)  IItlEコンデンサ忙可飽和リアクト
    ルを直列に介挿してなる特許請求の範囲第1項記載の高
    周波パルスアークW!I!11回路。
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