JPS5913573A - ア−ク「鎔」接機の電撃防止装置 - 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】 本発明はアーク溶接機の電撃防止装置に関するもので酸
化皮膜層あるいは汚損層が表面に形成された被熔接物の
溶接時高周波を利用して熔接棒と被溶接物表面の酸化さ
れた皮膜あるいは塗料等を燃焼させ熔接棒と被熔接物と
の間で通電を行わせて１次主電気が通電され熔接するよ
うにするだめの装置に関するものである。従来溶接機の
電撃防止装置は熔琳工の感電事故防止を主目的とするも
のであって、電撃防止機能は充分はたしているけれども
被熔接物の表面に酸化物皮膜が形成されている場合或は
塗料等によって汚染されている場合にはアークが発生さ
れなくなり熔接できなくなるため作業の遅延に伴う能率
低下をもたらした。まだ高感度型電撃防止装置は熔接ケ
ーブルが長くなると外来高周波パルス電流によって誤動
作が起き電撃防止の機能を喪失する場合があった。

即ち、高周波電流によりアーク溶接を行うと高周波パル
ス電流の脈動によって熔接される熔接棒と被熔接物は高
周波電流の発生により熔融物の中に含れる不純物である
有害窒素又は水素等が放出される。又溶接後悪い影響を
与える酸化珪素のような不純物を浮上させ熔融物から揮
散させる作用をするためブローホール（ＢＩＯＷ　ｈｏ
ｌｅ　）現象の発生を抑制する役割をするようになる。

又熔融物は高周波振動により凝固結晶するとき金属粒子
間の結合強度を高める結果をもたらすもので溶接部分の
結晶粒子を微細化させ溶接強度を高める作用をすること
が知られている。

しかしながら上記のような作用を満足に行うだめには高
周波パルスの電流波形が高い働程よいが高周波パルス電
流の流れる長さ即ちケーブルが長くなればいくら振幅が
大きい高周波パルスの電流であっても・ξルス電流の振
幅が小さくなり溶接部分の品質改善を期待することがで
きなくなる欠点がある。

このような欠点を解決するため溶接装置と溶接棒を握る
トーチ間の長さを５ｍ以内におくようにすることが実公
昭５２−２１３１６号公報に示されている。

又感電事故のような電撃を防止するため誤動作のない電
流検出装置即ち溶接変圧器の出力回路に変流器を挿入し
て出力電流を検出して動作させることにより電撃防止を
する方法が多（採択されている。

即ちアークが消滅されると溶接機の２次電圧が上昇する
ことを利用してリレーを働かせ溶接機の電源回路に挿入
した電磁接触器を制御して回路を開放することも知られ
ている。しかし上記のような場合リレーのコイル接続電
線の断線又は接続端子がゆるんで接触不良の場合２次電
圧が上昇して危険な状態が起る。特公昭４０−６９６８
号公報及び同第５６−６３５３４号公報にはこのような
問題点を解決するため溶接機と同一極性の操作用変圧器
を接続してこのような変圧器の２次電圧と溶接機の２次
電圧との差をもつ電圧を電磁接触器の励磁コイルに印加
するように構成されている。

本発明の目的は溶接作業をしないときトーチに通電され
ても人体に感電されない程度に通電し初期溶接時にもア
ークがよくおきるように初期感知゛相補助電源を一般交
流の周波数（６０１１ｚ　）を使用せず初期感知用補助
電源は高周波を利用しトーチの溶接棒と被溶接物が通電
すると始めて１次の主電気が通電されアークが発生する
ようにした溶接機の電撃防止装置を提供するだめのもの
である。

以下に本発明を添付した図面に表わした一実施例の回路
を参照して詳細に説明すると次のようである。

図において（１）は主電源であり溶接機（２）の１次コ
イル（Ｌｌ）とリレー（３）の接点が直列に連結されて
いる。溶接機（２）の２次コイル（Ｌ、）には高周波発
振器（４）、高周波増幅器（６）及び高周波誘導変圧器
（５）からなる高周波発生部を接続し変圧器（５）の２
次コイルには同調変圧器（８１０１次巻線（ｓ−１）　
２次巻線（８−２）からなる感知回路装置及び高周波通
電が容易で商用周波数で高いインピーダン−スをもつコ
ンデンサ（ＣＩ　）を接続し高周波発振器（４）から発
振する正弦波が高周波発生部と感知回路装置を通ったと
き商用周波数では高いインピーダンスをもつようニスル
。

従ってこのような高周波成分は溶接機（２）の２次コイ
ル（Ｌ、）に高いインピーダンスの成分をもつようＫな
り高周波は若干の損失だけ発生するようにしている。

このような電力損失により高周波同調変圧器（８）の２
次巻線（８−２）に同調信号が発生し同調信号の１部は
変動増幅部のダイオード（Ｄυで検波されコンデンサ（
Ｃ８）で直流化される。又直流化された電流は抵抗（Ｒ
１）をへて流れる。この直流電圧は高周波感知器（８）
で自己発振成分だけ同調するため外来雑音及び高周波信
号には影響を受けないようになっている。

このとき溶接棒０禿が被溶接物０２１表面の酸化物とか
不純物に接触する場合溶接棒（１，１と被溶接物０４の
間に損失率の大きい容量成分が発生する。このような酸
化物皮膜とか不純物層は容量成分をへて高周波が通電さ
れるので高周波の熱のだめ酸化物皮膜が加熱され破壊さ
れる。このようになると高周波電流が多く流れるためコ
ンデンサ（Ｃ３）の電位が高くなるようになっているた
め瞬間大きい電圧が発生する。

従ってこのような変動分増幅部ＯＦアンプ（７）（高入
力インピーダンスをもつＯＰアンプ）の入力端（−）に
瞬間大きい電圧がそのまま印加され抵抗（Ｒ２）を通っ
てコンデンサ（Ｃ４）が充電されるまでＯＰアンプ（力
の入力端（＋）（−）間には電圧差が発生することにな
る。このような電圧差は抵抗（Ｒ３）と抵抗（Ｒ４）に
て決まる増幅率によって増幅して変動増幅部に出力を得
てコンパレータ（８）を抵抗（鳥）と抵抗（Ｒ８）にて
設定することにより設定電圧以下になりコンパレータ（
８）の出力は低レベルＬから高レベルＩ■に変化しこの
ときトリガ用ＮＡＮＤゲートθυがトリガされＮｈＮＤ
ｙ−）（ｌυの出力は低レベルＬになると同時にデー）
（９）ＧＯ）に構成される記憶回路中ケ゛−ト（１０）
は高レベルＨ，ＮＡＮＤ／７’−ト（９）は低レベルＬ
に転換される。従ってこのようなＮＡＮＤゲートＱＯ）
の出力は抵抗（Ｒ＋　ｓ　）を通じてトランジスタ（Ｑ
、）のベースに電圧を印加しエミッタコレクタが導電さ
れリレー（３）を励磁させリレーの接点がオンされ溶接
機（２）の１次コイル（Ｌ、）に主電源（１）が印加さ
れる。

従って、溶接機（２）の−２次コイル（Ｒ２）に誘起さ
れる高周波電流が溶接棒（１階と被溶接物（１２１の酸
化皮膜を破壊し通電しながら高周波加熱することにより
スムースな主電源アークが発生し熔接される。ＯＰアン
プ（力は抵抗（馬）をへてコンデンサ（Ｃ１）に充電が
完全に行われＯＰアンプ（力の入力端（＋８−）間には
電圧差がなくなるためコンパレータ（８）の出力は低レ
ベルＬになるとともにＮＡＮＤゲ゛−）（１１）の出力
は高レベル■（に復帰しＮＡＮＤゲート００）の出力は
高周波発振器（４）の発掘を停止するように構成するこ
とにより主電源にてアーク溶接をするようにする。

上記のような過程をへて熔接が終ると溶接機（２）の２
次コイル（Ｒ２）Ｋは高い無負荷電圧が発生しこのよう
な無負荷電圧は抵抗（Ｒ７）と抵抗（Ｒ８）間にて分割
される。分割電圧は溶接待ツェナーダイオード（Ｚｎ）
電圧をこえないように設定することにより熔接が終って
高い電圧になっだ時抵抗（Ｒ３）の両端電圧はダイオー
ド（Ｄ、）で半波整流されコンデンサ（Ｃ６）にて直流
になりツェナーダイオード（ＺＤ　）のツェナー電圧を
こえることになりこの電流はさらに抵抗（ＲＩＯ）　、
　（ＴＬＩ＋）で分割されトランジスター（Ｃ２）のベ
ースに電圧が印加されＱ、のエミッタコレクタがオンさ
れる。従ってトランジスタ（Ｃ２）のコレクタ電圧が低
レベルＬになると共にコンデンサ（Ｃ７）両端の電位は
抵抗（ａ＋Ｊを通じて放電されることになっている。

このような電圧放電はダイオード（Ｄ３）のため逆方向
にのみ放電され放電された電圧がＮＡＮＤゲー　ト（９
）を作動する電圧に１で至る時定数は電撃防止の遅延時
間にて決定してよい。

このように設定された遅延時間がすぎるとＮＡＮＤゲー
ト（９）が動作すると共に記憶回路が復帰される。従っ
てＮＡＮＤゲー）　（１０）の出力はＬになりトランジ
スタ（Ｑｌ）をオフすると共にリレー（３）の接点を開
放し主電源（１）を溶接機（２）の１次コイル（Ｌｌ）
から遮断すると同時に高周波発振されこの時高周波の出
力変動が起き再びコンパレータ（８）の出力が高レベル
ＨになってもＮＡＮＤゲート（９）の出力が高レベルＨ
になり逆方向のダイオード（Ｄ３）と並列＃験ツされた
抵抗（ＲＩ４）を通してコンデンサ（Ｃ５）を充電する
ようになっているだめＮＡＮＤゲートＣ１１）のＮＡＮ
Ｄ構成になるまでの時間を遅延させることによりＯＦア
ンプ（力が安定された後にＮＡＮＤケ′−ト圓はＮＡＮ
Ｄ構成ができるため溶接機（２）の１次コイル（Ｌ、）
から電源が遮断される。

第１図中０２はコンデンサ、Ｒ，、１１，Ｉｏｌ　Ｒ，
、ｌ　Ｒ，２は抵抗である。

以上の如く本発明によれば従来のような誤動作とかケー
ブルの長さにか＼わらず安全に熔接が可能であるのみな
らず作業中電気的衝撃を防止することもできる。また被
溶接物の表面が汚損されている場合にも電撃防止器を取
シつけだために、発生する初期アークが充分発生しにく
いといった弊害がなくなシ作業能率が向上される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアーク溶接機の電撃防止装置の電気回
路図である。 特許出願人　　ホン　ナム　キ リ−ヨン　ギュ 代理人　弁理士　小　島　浦　和

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アーク溶接機の電撃防止装置において溶接機の電源制御
   回路に高周波発振器（４）、高周波増幅器（６）及び高
   周波誘導変圧器（５）とからなる高周波発生部を接続し
   高周波誘導変圧器（５）の２次コイルを感知器（８５及
   びコンデンサ（Ｃ１）からなる感知部と溶接機２次コイ
   ルに接続し感知部の２次コイル（８−２）に感知用変動
   増幅器を接続したことを特徴とするアーク溶接機の電撃
   防止装置。