JPS5838665A - 両極性短絡移行ア−ク溶接機 - Google Patents

両極性短絡移行ア−ク溶接機

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JPS5838665A
JPS5838665A JP56136624A JP13662481A JPS5838665A JP S5838665 A JPS5838665 A JP S5838665A JP 56136624 A JP56136624 A JP 56136624A JP 13662481 A JP13662481 A JP 13662481A JP S5838665 A JPS5838665 A JP S5838665A
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welding
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Yoichiro Tabata
要一郎 田畑
Shigeo Eguri
成夫 殖栗
Masatake Hiramoto
平本 誠剛
Koji Mizuno
孝治 水野
Hirohisa Segawa
瀬川 博久
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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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
    • B23K9/06Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc

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】 、?:、の発明は、ワイヤ電極(以下、単に「ワイヤ」
という)と母材との間で短絡とアーク発生とを頻繁に繰
り返して溶接を行う、飯茄移行アーク溶接機に関するも
のである。
先行技術に係るこの種のアーク溶接機として第1図に示
すようなものがあった。図において。
(11はワイヤ、(2)は被溶接物である母材、(3)
はワイヤ…を母材(2)の方向へ送シ込むためのワイヤ
送給用モータ、(4)はワイヤ(1:が貫通するトーチ
(5)は三相交流を整流する直流電源回路、(6)は直
流電源回路(5)の出力電圧をON、OFF するため
のトランジスタ尋のスイッチング素子、(7)はりアク
ドル、(8)はスイッチング素子(61のOFFの直後
にリアクトル(7)に蓄えられたエネルギーを環流させ
るためのフライホイールダイオード。
(9)はワイヤ(1)と母材(2)との間の電圧を検出
するための電圧検出器、 as、 anは電圧検出器(
9)によって検出されたアーク電圧と所定の電圧値とを
比較する第** II2の比較器、0は比較器anから
の信号に遅延時間Tを与えるためのタイマー。
■は比較器IIからのON指令、およびタイマー〇から
の0FIF指令を受け、スイッチング素子(6)のON
、0IFIPを指令するためのスイッチ指令回路、α−
は電圧検出器(9)の動作を確実にするための補助電源
である。
次にこの短絡移行アーク溶接機の動作を説明する。まず
、ワイヤ送給用モータ(31を駆動してワイヤ(11を
母材(2)の方向へ送り込む、補助電源aaにより、微
小電圧がワイヤ(11と母材(21との間に印加されて
おシ、電圧検出器(9)はワイヤ(11と母材(2)と
の間の短絡を、その電圧変化(よって検出する。検出さ
れた電圧Vは比較器11HCよって、ワイヤ(11と母
材(2)との間の短絡電圧に相当する所定の電圧vOと
比較され、V≦VQ  ならばスイッチ指令回路側から
スイッチング素子(61KON信号が発せられ、スイッ
チング素子(6)は導通状態となる。また、同様に検出
された電圧Vは比較器QIIKよってアーク電圧と見な
される所定の電圧Vaと比較され、V≧Va  ならば
必要に応じ所定の遅延時間Tが経過した後、スイッチ指
令回路Oからスイッチング素子(61KOFF信号が発
せられ、スイッチング素子(6)は遁断じ。
その後は、リアクトル(7)K蓄えられたエネルギーは
ワイヤ(11,母材(21,フライホイールダイオード
(8)を介して放出される。第2図(IL)、 (b)
は溶接時の電流・電圧波形図、同図(0)はワイヤ(1
1と母材(2)との間の短絡およびアーク発生の様子を
示す図で1図のように、電流波形ははぼ三角波となる。
この短絡移行アーク溶接機は以上のように構成され、電
気的な極性は主としてワイヤ(!)を陽&に、母材(2
1を陰極にするような逆極性に接続していた。逆極性の
場合、母材(2)への入熱量が多く、特に薄板の溶接に
おいては、母材(2)が溶は落ちてしまうなどの入熱過
大の現象が見られた。またワイヤ(1)を陰極に、母材
(2)を陽極にするような正極性に接続することもでき
るが、この場合はワイヤ(11の溶融量が大きくなり、
ビードが凸盤となる。また従来、正弦波交流を印加して
溶接を行わせる方法もあるが、これは溶接現象の短絡と
アーク発生との繰り返しと印加電圧波形との同期がとれ
ておらず2例えは溶接棒を被覆棒にするなどしてアーク
再生の容易化を図らざるを得なかった。
この発明は以上のような欠点を除去するためKなされた
もので、溶は込み量、余盛量を母材の形KK合わせ、任
意に広範囲Kf化させることができる短絡移行アーク溶
接機を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説明する。
IR3図はこの発明の一実施例の回路構成を示す図であ
る。第3図において、L9はパワートランジスタIn、
 J 131.641で構成されたイン、(−夕回路、
αQは遅延回路、(社)は操作箱、  (201)はア
ーク長設定ダイヤル、  (202)はワイヤ送給量設
定ダイヤル、  (ZOS)は極性比率設定ダイヤル。
(2)はパルス幅設定回路、@はパルス幅設定回路@υ
の出力電圧信号τを平均電圧変換器a[有]からの出力
電圧信号によって補正を行ない、出力電圧信号τ0を発
するパルス幅調整回路(2!11)。
(252)はパルス発生回路r、n、asはアーク期間
のピーク電流工poを設定する設定口M、 12sはア
ーク電流検出器、cI[9はアーク電流検出器(2)の
出力を増幅するための増幅器、CI?lは増幅器(2)
の出力とピーク寛流工i>oを設定する設定目跡(財)
からの出力信号IPOとを比較し、工≧工POならLレ
ベルの信号を発し、また工く工po”らHレベkc)信
号を発する比較器、  (3o11 (!102)はA
IJD回路でおって、このAND回路には比較器鰭の出
力信号、パルス発生回路r (2s1)の出力信号およ
び極性切り換器■の出力信号1.jが入力されている。
ムMD回路(xol)の出力信号はインバータ回路−円
のパワートランジスター、(財)のベースに入力されて
いる。またAND回路(5Ot)の出力信号はインバー
タ回路(至)内のパワートランジスタIll 、 Eの
ベースに入力されている。第4図体)はこの発明の極性
切シ換器(2)の出力信号1の信号波形、同図(1))
はアーク電流工の波形を示す図である。ちなみに、極性
切り換器■の出力信号、jは出力信号1の信号波形の反
転したものが出力される。図中、 QOはアーク期間の
最適電荷量を示し、破線で示した工0の波形は最適電荷
量qOを得るための所定の基準パルス波形電流を示す。
次に第3図の回路の動作について説明する。
直流電源回路(5)の出力はインバータ回M(2)に人
力され、このインバータ回路(ハ)において、アーク期
間のパルス電流の幅、短絡電流、および溶接アークの極
性を正極性又は逆極性に切り換え溶接機の操作として最
初にアーク長設定ダイヤル(201)と ワイヤ送給量
設定ダイヤル(202)と極性比率設定ダイヤル口とを
所定値に設定する。パルス幅設定回路仰は、設定された
アーク長と、ワイヤ送給量との組合せに応じた目標パル
ス幅信号τOをパルス幅調整回路taK人力する。同時
に平均電圧器−から溶接平均電圧信号をパルス幅調整回
路(2)に入力することによシ目標パルス幅τ0は平均
電圧信号に応じて補正され、パルス幅信号τとしてパル
ス発生回路■(232) K入力される。
目標パルス幅τ0を平均電圧信号に応じて。
補正することはトーチ(4)の手振れによるアーク長の
変動を防ぐためのものである。即ち1手振れKよりアー
ク長が伸びようとすれば、平均電圧信号が高くなるので
、この信号によって、目標パルス幅τ0よシ少し縮まる
ように補正してやれと、もとのアーク長にもどる。また
、アーク長が短かくなれは、逆に目標パルス幅τ0 よ
り少し長くなるように補正すればよい。なお。
ワイヤ送給量設定ダイヤル(202)の出力信号はモー
タ(31に入力され、所定のワイヤ送給速度Vで送給す
るように指令を行なっている。電圧検出器(9)の出力
は比較器軸においては短絡相当の電圧voと、また比較
器α]においては、アーク電圧相当の電圧Vaと比較さ
れ、V≦V、  の場合は比較器onから■レベルの出
力信号が発せられ。
V≧Va  の場合は比較器(111からHレベルの出
力電圧が発せられて遅延回路filに人力される。遅延
回路QIIにおいては必要に応じ、入出力電圧。
波形間の時間遅れTをとり、その出力はLレベルの信号
としてパルス発生回路1 (2M?)に、また、Hレベ
ルの信号としてパルス発生回路■(232)にそれぞれ
入力される。
このようにして、パルス発生回路I(2ss)の出力は
比較器(l[lによってV≦vo  のときHレベルと
なり、比較器QIIKよって、V≧va のときLレベ
ルとなり、AND回路(sol)、(se2)にそれぞ
れ入力される。一方、パルス発生回路TI(zsz)は
遅延回路0の出力信号がRレベルになった時。
出力をLレベルとする。なお遅延回路aりの出力信号が
Rレベルになった時点でパルス発生回路n (1st柄
に内蔵されている積分回路が働き・この積分回路の出力
電圧がパルス幅調整回路(2)からの出力電圧信号τと
尋しくなった時点(この時点な0の出力信号がRレベル
になった時点から7m、。Cとする)でパルス発生回路
■(252)の出力信−号はRレベルに反転する。
従って、遅嬌回路器の出力信号が■レベルになった時点
からτmao期間では、比較器−はシャントで検出され
たピーク電流IPと工po設定回路(2)からの出力信
号とを比較し、工po>xpならばRレベルの信号を出
力し、工po<IPならばLレベルの信号を出力する。
乏お、他の期間では、比較器−の出力は、パルス発生回
路(232)からのRレベルの信号が比較器罰に人力さ
れるため、Lレベルになっている。
また、溶接者が母材の形状、板厚等の溶接条件によって
操作箱−内の極性比率設定ダイヤル(203)を最適値
に設定すると極性切り換器nKより、設定した極性の比
率に応じて1信号、j信号がRレベルとLレベルを交互
Kmり返す。
さらに、AND回路(sol)、(sOt) K比較器
−の出力信号、パルス発生回路I (231)の出力信
号、および極性切換器■の出力信号1.jが入力され、
それぞれの入力が五レベルの時6み、AND回路(30
1)、(302)の出力信号はインバータ回路α9のト
ランジスタ6υ〜輌を駆動させるためのON信号が出力
される。ムND回路(3at)、(3o2)のそれぞれ
の出力信号によシ、インバータ回路α9のトランジスタ
In、−とトランジスタ關、−のON・OFF のタイ
ミングが替わり正極性の通電期間と逆極性の通電期間の
比率が設定値となるように制御される。
このように極性比率を所望値にワンタッチで詞節できる
ので、母材の形状に合わせて、溶は込み量、余盛量を任
意に広範四に変化させることができる。また、パルス幅
信号τは溶接電圧の平均値に応じて補正するように制御
したので。
常に安定なアーク長を保って溶接することができる。
この発明は直流電圧が印加されたワイヤ電極と母材との
間で短絡状態とアーク発生状態とを繰り返しながら溶接
するように構成されたものにおいて、直流電源から上記
ワイヤ電極と母材との間に給電される直流電圧をパルス
幅9周波数および極性可変に印加するインバータ回路。
上記ワイヤ電極と母材との間の印加電圧を検出する電圧
検出器、溶接電流を検出する溶接電流検出器、設定され
たアーク長及びワイヤ送給量から基準パルス電fIlt
l!形を設定する手段、溶接電流の正・逆極性の比率を
設定する手段および上記電圧検出器が短絡状態を検出し
たときから溶接音、流の通電を開始し上記溶接電流検出
器が検出した溶接電流を上記基準パルス電流波形と比較
し両者が一致するように、かつ設定された正・逆極性の
通電比率となるように上記インバータ回路を111!御
する手段を備えたことを49黴とするもので、母材の板
厚、形状等の溶接条件に合わせてアーク長、ワイヤ送給
量、正・逆極性比率を設定するだけで、最適なビート形
状を安定に維持しながら溶接できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は先行技術に係る短絡移行アーク溶接機の回路構
成を示す図、第2図はその電圧、電流波形および溶接現
象の概要、を示す図、第3図はこの発明の一実施例の回
路構成を示す図、第4図(IL) I (1))はそれ
ぞれこの実施例における1信号の切換タイミング図、電
流波形図である。 図において、(11はワイヤ電極、(2)は母材、(3
)ハフイヤ送給用モータ、 (5)、 fd)は直流電
源回路。 (61,眺(161)、(162)、(181)、(1
82)はスイッチング素子、(7)はりアクドル、 (
81,(sl)はフライホイールダイオード、(9)は
電圧検出器、tn、卸。 (1ot)、(111)は比較器、(2)、  (1s
t)はスイッチ指令回路、α−は補助電源、aStはイ
ンノく一夕回路。 aSは遅嬌回路。(財)は極性切換器、aSは操作箱。 (201)はアーク長設定ダイヤル、  (zoz)i
tワイ壕送給設定ダイヤル、  (WaS)は極性比率
設定ダイヤル、(2)は電圧関数回路、  (231)
、(232)はパルス発生回路Iおよびn、wはピーク
電流工p。 を設定する設定回路、@はアーク電流検出器。 (2)は増幅器、  (xol)、(3oz)はムND
回路である。 なお1図中、同一符号はそれぞれ同一または相当部分を
示す。 代理人 葛 野 信 −

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)直流電圧が印加されたワイヤ電極と母材との間で
    短絡状態とアーク発生状態とを繰り返しながら溶接する
    ように構成されたものにおいて、直流電源から上記ワイ
    ヤ電極と母材との間に給電される溶接電流をパルス幅、
    および極性可賢に制御するインバータ回路、上記ワイヤ
    電極と母材との間の印加電圧を検出する電圧検出器、溶
    接電流を検出する溶接11&検出器、設定されたアーク
    長及びワイヤ送給量から基準パルス電流波形を設定する
    手段。 溶接電流の正・逆極性の比率を設定する手段および上記
    電圧検出器が短絡状態を検出したときから溶接電流の通
    電を開始し上記溶接電流検出器が検出した溶接電流を上
    記基準パルス電流波形と比較し両者が一致するように。 かつ設定された正・逆極性の通電比率となるように上記
    インバータ回路を駆動する手段を備えたことを特徴とす
    る両極性短絡移行アーク溶接機。
  2. (2)  基準パルス電流波形をワイヤ電極の送給速度
    に応じて設定し、電圧検出器の平均出力電圧値が増加し
    または減少したとき上記基準パルス電流波形のパルス幅
    を減少しまたは増大させるごとく補正する補正手段を備
    えたことを特徴とする特許請求の範囲Sat項記載の両
    極性短絡移行アーク溶接機。
JP56136624A 1981-04-10 1981-08-31 両極性短絡移行ア−ク溶接機 Granted JPS5838665A (ja)

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GB08210579A GB2101427B (en) 1981-04-10 1982-04-08 Short circuit transfer arc welding machine
FR8206178A FR2503604B1 (fr) 1981-04-10 1982-04-08 Soudeuse a l'arc par transfert de court-circuit
DE19823213278 DE3213278A1 (de) 1981-04-10 1982-04-08 Mit kurzschluss arbeitende lichtbogen-uebertragschweissmaschine
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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008531283A (ja) * 2005-02-25 2008-08-14 フロニウス・インテルナツィオナール・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 溶接装置を制御及び/又は調節するための方法並びに溶接装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008531283A (ja) * 2005-02-25 2008-08-14 フロニウス・インテルナツィオナール・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 溶接装置を制御及び/又は調節するための方法並びに溶接装置
US9012808B2 (en) 2005-02-25 2015-04-21 Fronius International Gmbh Method for controlling and/or regulating a welding apparatus, and welding apparatus

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JPS6255954B2 (ja) 1987-11-24
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