JPS5946710B2 - 点弧パルスによる溶接電弧の安定化及び点弧装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、１方で引続く半波電流を発生する充電電流源
に接続され、他方では少くとも１つの制御可能のスイッ
チ並びに２次側で電極及び被加工材に接続される′ゞル
ス中継器の１次巻線を含む放電回路に配置される少くと
も１つの点弧コンデンサーの衝撃的放電によつて生ぜし
められる極性の交代する点弧パルスが電極及び被加工材
の間に発生される如くなされている交流溶接電弧の安定
化及び点弧装置に関する。

交流による溶接の際に溶接電圧に対して高周波電圧を重
畳して与えることが知られている。

このような比較的大なる附加的電圧は溶接交流電圧が夫
々零となつた時確実な再点弧を行いこれによつて電弧を
安定化させる。これと共にこの高周波電圧はよく知られ
ている如く交流溶接電弧の点弧の為にも利用されている
。このような点弧方法の特別な利点は、電極が被加工材
に対して電弧を点弧するのに電極と被加工材との直接の
接触を必要とせず例えば２乃至４７！１ｍの距離に近接
させるだけでよいことである。併し電弧に継続的に重畳
して与えられるこのような高周波電圧はラジオ及びテレ
ビジヨンに対する障害を生ぜしめ、屡々官庁による規定
の許容程１度を超過することがある。

このような欠点は、溶接電弧の安定化及び点弧の為に電
極及び被加工材の間に夫々正しい時点で少数の点弧パル
スしか発生せしめない方法及び装置の開発を促進させた
。交流による溶接の場合例えば点弧ノマルスが溶接交流
電圧が零になつた直後に夫々同じ数だけ発生出来るよう
になす（独国特許１００２０９７及び独国特許１０６１
００６）上述の目的の為に専ら開発された回路によつて
達成出来る。上述の独国特許１００２０９７に示される
交流熔接電弧安定化装置に於ては第１０図に示されるよ
うに交流熔接電流が零を通過する時に点弧コンデンサー
１０９が衝撃的に電圧に関係するスイツチ素子１１０及
び電弧発生部１０３，１０４を経て放電されるようにな
つていて、この点弧コンデンサー１０９は１次側が熔接
電王に接続される中継器１０６によつて充電されて、こ
の中継器１０６はそのコアが鉄合金より成り、交代する
磁場による磁気誘導が急峻に殆ど一定の飽和値まで上昇
し、約１０ボルトの熔接電圧で磁気的に飽和されるよう
になつている。又独国特許１０６００６に示される交流
熔接電弧安定化装置に於ては第１１図に示されるように
１次側が熔接電圧に接続される中継器２０６２に並列に
接続されて電流が零を通過する時に衝撃的に、電圧に関
係して変化するスイツチ素子とし−て働く火花間隙２１
０を経て放電される充電コンデンサー２０９を有し、中
継器２０６の容量は、中継器２０６の磁気エネルギーが
充電コンデンサー２０９の充電エネルギーに適応する積
分状態になるように定められ、変化可能の電圧に関係す
るスイツチ素子２１０は、交流熔接電流が零を通過する
時に２つの同じ大きさの密接して続く電圧パルス又は２
倍の大きさの１つのパルスを発生するようになつている
。このような溶接電弧の安定化及び点弧の為の公知の装
置に於ては火花間隙として構成ミれたスイツチを経て電
極及び被加工材を通り衝撃的に放電される点弧コンデン
サーが利用される。この場合点弧パルスは常に溶接交流
電圧の点弧を行う半波と同じ極性を有する。交流電弧の
安定化の為の点弧ノぐルスのエネルギーはこの公知の方
法に於ては溶接電流回路から取出される電力の損失を生
ずる。何故ならば点弧パルスの時間的制御はこのように
して最も簡単に溶接電圧の時間的経過に関連して行われ
るからである。最後に述べられた溶接電弧の安定化及び
点弧の為の方法は実際上正しいことが示され、ラジオ及
びテレビジヨンの障害に関して官庁の規定を満足する。

併しこれらの方法は尚若干の欠点を有し、それを排除す
ることが望まれている。即ちこの場合点弧パルスを発生
させる為のエネルギーの供給の問題が重要となる。

このエネルギーは既述の如く溶接電流回路から取出され
て電力損失を生じ、しかもこのような方法は溶接電流回
路に障害を与える逆作用を生ぜしめるのである。公知の
装置の他の欠点は点弧コンデンサーの放電回路に利用さ
れる常に全点弧パルスエネルギーによる負荷を与えられ
ているスイツチ（火花間隙用）のかなり早期の消耗の点
にある。従つてこの構成機素を再配設即ち交換すること
が必要である。更に点弧パルスが発生される為の全回路
ユニツトを全点弧電圧に対して適応させることが必要で
ある。このことは比較的大なる費用を要し、−スイッチ
の消耗と相俟つて一装置の価格を大となす結果となる。
上述の欠点を避ける為に第１２図に示されるような点弧
コンデサ一３１３、充電電流源３１１，３１２、半導体
３２０、中継器３１９、火花間隙３０２，３０３を含む
電弧安定化装置を示す独国公告１６１５３６３並びに第
１３図に示されるような直流電源４０７、放電回路４１
０、半導体整流器４１４、火花間隙４０５、中継器４１
２、パルス発生器４１６を含む電弧安定化装置を示す独
国公告１９３７８７９により点弧コンデンサーが１方で
は充電電流回路に並列に接続され、他方では少くとも１
つの制御可能のスイツチ（半導体）を含む放電回路に配
置される装置が知られている。

このような装置は特に点弧パルス発生の点で特に有利で
ある。更に独国公開公報２２３５７５１には第１４図に
示されるような電弧安定化装置が開示されているが、こ
の電弧安定化装置は、２つの制御可能の半導体及び２つ
の点弧コンデンサーによつて極性が交代する点弧パルス
が発生される如き装置が知られている。

併し独国公開公報２２３５７５１並びに独国特許１００
２０９７及び独国特許１０６１００６に記載されている
交代する点弧パルスを発生する装置は、コンデンサーの
放電の間従つて点弧パルスの発生の間一パルス中継器に
蓄積されるエネルギーが点弧パルスの制御不能の振動減
衰（Ａｕｓｓｃｈｗｉｎｇｅｎ）を生ずる欠点を有する
のである。

併しこのことは更に特にラジオ及びテレビジヨンの障害
に関して適用される規定に関して不利である。何故なら
ばこれによつて振動減衰が隣接の中継チヤンネルに対す
る障害を避けられないからである。本発明の目的は、上
述の欠点を有せず、特にパルス中継器に蓄積されたエネ
ルギーが点弧パルスの振動状態に何等影響を及ぼさない
ように構成された冒頭に述べた種類の装置を提供するこ
とである。

本発明の特徴は、充電電流源に接続されると共に、２個
の制御可能のスイツチの交代の閉路により、その２次側
が溶接電極及び被加工材に接続されたパルス中継器の１
次巻線に極性の交代する電流が流れるようになつている
放電回路に接続された点弧コンデンサーを備え、前記点
弧コンデンサーからの上記の閉路による放電が上記の１
次巻線に於て極性の交代する衝撃的放電となつて、これ
により上記の２次側に生ぜしめられる極性の交代する点
弧パルスが前記溶接電極及び前記被加工材の間に、同間
に加わる交流電力の交流位相に対して同極性でかつ同期
的に加わる如くされている交流溶接電弧の点弧及び安定
化装置に於て、上記の１次巻線に結線される整流器を設
け、前記点弧コンデンサー２０の衝撃的放電により前記
１次巻線に流れる電流を前記整流器と、前記２個の制御
可能のスイツチの何れか一方の閉路されたスイツチとに
よつて前記１次巻線に流れる極性の交代する電流の何れ
にも持続性を与えるように短絡し、もつて上記の衝撃的
放電毎に前記ノマルス中継器に蓄積されるエネルギーを
各放電毎に持続的に放出するように前記放電回路を構成
した点にある。

このような放電回路によつて、パルス発生の間に蓄積さ
れるエネルギーが点弧パルスの振動状態に何等影響を与
えない利点が得られるのである。従つて簡単な構造及び
簡単なパルス発生の点で有利な点弧装置の構造を保有し
、更に簡単なしかも殆ど多くの費用を生じない本発明に
よる構成によつて減衰の１よい点弧パルスを得ることが
出来、その際点弧パルスは点弧を行う半波と同じ極性を
有する如くなされるのである。更に本発明によつてスイ
ツチの最良の特性決定及び有効利用が可能となる。

何故ならば、従来のものとは異なり、点弧パルスの減衰
を生じないからスイツチに何等影響を与えない。このこ
とは特にスイツチが半導体構成機素として一本発明によ
つて望ましいものとして提案される通り一構成される場
合に重要である。何故ならばこの半導体構成機素が従来
技術とは反対に電圧に関して２倍の大きさで利用出来る
からである。従つてこれによつて７５００Ｖにて１０−
１５Ａのパルスの作用に対して迅速に接続可能の比較的
小さい、約１００Ａのサイリスターパルス電流に対して
８００Ｖで４−６Ａで接続可能のサイリスターの利用が
有利に可能とされる。本発明に於ては半導体構成機素と
してサイリスター、サイリスターダイオード、トランジ
スター、ダイニスタ一（Ｄｙｎｉｓｔａｒ），ＰＵＴ及
び同様のものの如き構成機素が含まれる。併し本発明は
自明の如くスイツチとして火花間隙又は放電管（ＲＯｈ
ｒｅ）を有する装置にも有利に応用可能である〇更に本
発明によつて溶接電流回路に対する最初の振動から減衰
すること（Ｒｕｅｃｋｓｃｈｗｉｎｇｕｎｇ）が回避さ
れ、これによつてラジオ送信チヤンネルに対する障害が
殆ど完全に排除されるのである。

点弧コンデンサーが直流を放出する充電電流源と接続さ
れる如き本発明の実施形態に於ては本発明の特徴によつ
て点弧コンデンサー０）１方の極が２部分より成る１次
巻線の中央タツプに接続されると共に１次巻線の両端が
２つのスイツチを経てコンデンサーの第２の極に接続さ
れ、更に２部分より成る１次巻線の第１の１次巻線に対
して直列に接続される第１のスイツチ及び整流器を有す
る第１の放電電流通路が配置され、又第２０）１次巻線
が第２の放電電流通路に配置され、この電流通路が第２
のスイツチ及びこれと直列の整流器を有する如くなすこ
とが提案される（後述の第１及び２図）。点弧コンデン
サーが交流充電電流源に接続される如き本発明の望まし
い実施形態に於ては、本発明の特徴によつて放電電流回
路に２つの整流器の ．―内の夫々１つが２つのスイツ
チの内の夫々１つ及びパルス申継器の１次巻線と直列に
配置され、又更に放電電流回路内に２つのバイパス整流
器（Ｆｒｅｉｌａｕｆｇｌｅｉｃｈｒｉｃｈｔｅｒ）が
接続され、これらの整流器が両方のスイツチの夫々１つ
及び１１次巻線と直列に配置されるようになされる（後
述の第３乃至６図）。

本発明により更に、点弧コンデンサーの放電によつて発
生される両方の溶接交流半波毎にこの半波の方向に対応
する方向に生ずる点弧パルスは夫１夫０．３−３μＳｅ
ｃの範囲の持続時間を有し、これの短いパルス時間は４
００−５００μＨの溶接電流チヨーク及び３０００乃至
４０００Ｖのパルスピーク電圧に対応し、長いパルス時
間（１−１０μＳｅｃ）は４００−８００μＨの溶接電
流チヨ一股ク及び３０００−６０００Ｖのピーク電圧に
対応゛，する如くなすことが有利に可能となされる。

本発明によつてパルス中継器に蓄積される磁気エネルギ
ーは点弧パルスの減衰に対して何等影響を与えないから
、従つて短時間に零に降下する、 〉減衰を生じない点
弧パルスを得ることが出来るから、この高電圧点弧パル
スに低電圧パルスを重畳して与え、このパルスが点弧パ
ルスの降下時間を制御可能に且つ調節可能に延長させる
ことが有利に可能となされる。この為に本発明によつて
、パｊルス中継器の２次回路に第２の低電圧パルスを発
生させる為に直列接続してコンデンサー及び抵抗が設け
られるようになすことが提案される。コンデンサー及び
抵抗は本発明により、低電王パルスの時間が大体１０乃
至５０μＳｅｃの範囲にＪあるように特性決定が行われ
る。コンデンサーの容量に関しては、これが点弧コンデ
ンサーの値の少くとも４倍の大きさとなされることが提
案される。

スイツチとして半導体構成機素を有する装置の場合には
容量は点弧コンデン４サ一の値の１０倍の大さきになさ
れるのが望ましい。火花間隙を有する装置の場合にはコ
ンデンサーは２μＦ乃至１６μＦの範囲の容量値を有す
る。本発明による低電圧パルスによつて、近接する中継
チヤンネルの障害を小さくする点で特に有利な短い高電
圧パルスの時間（約０．３乃至１０μＳｅｃ）にもか＼
わらず、溶接電弧の発生の為に比較的長い時間（約２５
μＳｅｃ）が得られる利点が達成される。本発明の更に
詳細な事項及び有利な特徴は以下の実施例の説明及び末
尾の記載により示される。

第１図に於て交流溶接電流源１０、被加工材１１、トー
チ１２、パルス発生用作動ユニツト１３及びパルスの時
間的制御用トリガ−ユニツト１４ａが示されている。作
動ユニツト１３は入力側にて溶接電流源１０に接続され
るが、１次側が電源１０の入力に接続される充電電流源
１５を経て接続されている。

この充電電流源１５は本質的には分離変圧器（Ｔｒｅｎ
ｎｔｒａｎｓｆＯｒｍａｔＯｒ）１６を有し、これの２
次側はブリツジ整流器１７及びこれに配置される平滑化
ユニツト（コンデンサー１８、抵抗１９）に接続されて
いる。

充電電流源１５のこの構成によつて直流が充電電流源１
５に並列に接続された点弧コンデンサー２０に生ずる。
点弧コンデンサー２０は整流器１７から出ている平滑化
ユニツト１８，１９、充電チヨーク２１並びに対妨害チ
ヨーク２２を含む点弧コンデンサー充電回路内に配置さ
れる。

チヨーク２２はその為に電流勾配ｑ±が使用されている
サイリスターＤｔ２３，２６の最高許容値以下にあるよ
うに電流勾配を緩やかになすのに役立つ。

点弧コンデンサー放電回路は夫々１つの溶接電流半波に
対する２つの放電部分回路より成り、これらの内の１つ
の放電部分回路は点弧コンデンサー２０、対妨害チヨー
ク２２、第１のサイリスタースイツチ２３並びにパルス
中継器２５の第１の１次部分巻線２４を含み、又他方の
放電部分回路は同様に点弧コンデンサー２０、対妨害チ
ヨーク２２並びに第２のサイリスタースイツチ２６及び
第２の１次部分巻線２７を含んでいる。

この場合点弧コンデンサー２０の正極２８は対妨害チヨ
ーク２２を経て２部分から成る分離されたノマルス中継
器１次巻線２４，２７の中央タツプ２９に接続されてい
る。

１次巻線２４或いは２７の両方の端部３０或いは３１は
サイリスタースイツチ２３或いは２６を経て点弧コンデ
ンサー２０の負極３２に接続されている。

この場合サイリスタ一２３或いは２６は、陰極３３或い
は３４が互に接続される如く接続されている。更に第１
０）１次部分巻線２４には第１の放電電流通路が配置さ
れ、このものは直列接続の部分巻線２４、サイリスター
２３並びに製流器３５を有している。

同様に第２０）１次部分巻線には直列接続の部分巻線２
７、第２のサイリスター２６並びに整流器３５を含む放
電電流通路が配置されている。このような放電電流通路
によつて本発明により、点弧パルス発生によりパルス中
継器２５内に蓄積される磁気エネルギーが短絡された１
次部分巻線２４，２７を経てのみしか放電されず、点弧
パルスの減衰の影響が生じないようになすことが可能と
なる。パルス中継器２５の２次側はコンデンサー８５及
び抵抗８６を経て溶接電流回路に接続される。

サイリスター２３，２６のトリガ−ユニツト１４ａは１
次側が溶接交流電圧に接続される変王器３６を含み、こ
の変圧器は２つの互に分離された２次巻線３７，３８を
有し、これらの巻線はダイオード３９或いは４０及びポ
テンシヨメータ一４１或いは４２に接続されている。ダ
イオード３９，４０はプツシユプル接続状態に配置され
ている。ポテンシヨメータ一４１或いは４２の夫々のタ
ツプは抵抗４６及び制御点弧コンデンサー４７を経て電
圧に関係するスイツチ機素例えば４層ダイオード４３或
いは４４に接続されている。抵抗４５を経て与えられる
ダイオード４３或いは４４の出力信号はサイリスター２
３或いは２６のトリガ−パルス或いは接続パルスとして
役立つ。ポテンシヨメータ一４１，４２によつてトリガ
−パルス従つて点弧パルスの開始並びに溶接の際に点弧
パルスが出さなければならない作動電圧の大きさが夫々
の半波に対して別々に調節可能となされる。溶接電流回
路には電源１０の出力と並列にパルス電圧ピークに対し
て溶接電流源１０を保護する為のコンデンサー４８が設
けられている。

更に溶接電流回路にはコンデンサーの組４９が設けられ
、これが交流溶接の際にアルミニウムにより生ずる・い
わゆる整流作用の補償に役立つのである。点弧パルスを
接続する為に溶接電流回路にはチヨーク５０、望ましく
はフエライトコアーチヨークが設けられている。４００
乃至８００１ｔＨのフエライトコアチヨークが約１８０
，３５０及び６５０Ａの最大溶接電流の強さに対して特
に好都合であることが証明されている。

第２図に示された本発明の実施例は実質的に第１図の例
と対応し、対応する構成部分は同じ符号を附されている
。

第１図にて設けられている充電チヨーク２１の代りに点
弧コンデサ一２０に並列に遮断コンデンサー（Ｔｒｅｎ
ｎｋＯｎｄｅｎｓａｔＯｒ）５１が設けられ、これが放
電抵抗５２によつてブリツジされている。この遮断コン
デンサー５１は点弧コンデンサー２０の夫々の放電の際
にコンデンサー２０及び５１の受電電圧が同じ大きさで
あるが極性が反対で、コンデンサー２０の放電電流が零
になる迄充電されるようになつている。これによつてサ
イリスター２３，２６が夫々の点弧パルスの後で確実に
抑止されることが確実になされるのである。然る後放電
抵抗５２によつて遮断コンデンサー５１は短時間（例え
ば１０ｍｓｅｃ）にて放電され、遮断コンデンサー５１
は後続する半波にて対応して作動される。これにより遮
断コンデンサー５１及び放電抵抗５２の配置は充電チヨ
ーク２１と同じ目的を果すのである。更に第２図による
トリガ−ユニツト１４ｂは入力変圧器を有しない。

トリガ−パルスの発生は電圧に関係するスイツチとして
役立つＤＩＡＣスイツチ５３，５４を経て行われる。夫
々の溶接電流半波にて唯一つの制御パルスしか発生され
ないようにする為にコンデンサー４７に並列に同様に遮
断コンデンサー５５が設けられ、これが放電抵抗５６に
よつてブリツジされている。第１及び２図に示された交
流溶接電弧の安定化及び点弧の為の装置は以下に示す如
く作動する。

Ｉ 安定化直流荷電電流源１５によつて点弧コンデンサ
ー２０が充電される。

コンデンサー２０の衝撃的な放電はサイリスター２３が
トリガ−ユニツト１４ａ，１４ｂからの制御パルスを受
けた瞬間に行われる〇この制御パルスは夫々の場合溶接
交流電圧の対応する半波が零になつた直後に生ずる。コ
ンデンサー２０はチヨーク２２、１次部分巻線２４及び
サイリスター２３より成る放電回路を経て放電され、そ
の際パルス中継器を経て正の溶接半波の安定化の為の例
えば正の方向に向く点弧パルスが生ずる。点弧コンデン
サー２０の放電の後で第１図による充電チヨーク２１或
いは第２図による遮断コンデンサー５１によつてコンデ
ンサー２０の速かな再荷重は阻止され、従つて定められ
た時間の間サイリスター２３を通る放電電流は零となり
、これによつてサイリスター２３は解除時間（約１０乃
至！５０ｔｔｓｅｃ）の経過後に抑止される。この現象
と同時にパルス中継器は磁化され、しかも点弧コンデン
サーの放電の間に磁化される。

点弧コンデンサー２０からパルス中継器２５に電圧が与
えられなくなつた後で、パルス中継器２５１は発電機と
して働き、部分巻線２４の電圧は極性を変化し、電流パ
ルスの形態の蓄積されたエネルギーが放出される。この
電流パルスは従来の如く変圧によつてパルス中継器２５
の２次側、従つて溶接電流回路に伝えられるのではなく
、むしろこ ｌの電流パルスは欲電電流通路によつて短
絡された部分巻線２４を経て放出される。何故ならば、
電流パルスはなお開いているサイリスター２３、ダイオ
ード３５及び部分巻線２４を経て「自然消滅」（ＴＯｔ
ｌａｕｆｅｎ）するからである。この現象はサイ ２り
スター２３が抑止される時遮断される。然る後充電電流
源１５によつて点弧コンデンサー２０は再び荷電される
。

コンデンサー２０の放電はサイリスター２６のトリカー
によつて行われ、これによつてパルス中継器２５の部分
巻線２７を２経て負の方向に向く点弧パルスが負の溶接
半波を安定化させる如く発生する。この場合にもパルス
中継器内には放電電流によつて放出されるエネルギーが
蓄積されるが、この放電はコンデンサー２０の放電が行
われた後でなお短時間開いている３サイリスター２６、
ダイオード３５並びに部分巻線２７により行われる。上
述の現象の経過は全体的に溶接交流電流の周期の時間、
従つて５０Ｈｚの交流の場合５０ｍｓｅｃの時間に対応
する。

この時間の間に電流半波につ３いて夫々１つの点弧パル
スがパルス中継器の２次側内に変圧される。併し蓄積さ
れたエネルギーによつて生ずるパルスは２次側には変圧
されないで夫々の場合働く放電電流通路を経て放出され
る。従つて戻り振動を生ぜずに点弧パルスが発生され、
４この点弧パルスに於ては降下側の経過伏態が磁気エネ
ルギーによつて影響されないのである。Ｈ点弧上述の装
置は溶接（安定化）に対して種々異なる条件の何らかの
調節の変更を伴わずにそれ自体電弧の点弧の際に適合さ
れる。

唯１つの差異は、点弧の為に点弧パルスが溶接電流源１
０の無負荷最大電圧（Ｌｅｅｒｌａｕｆｓｐａｎｎｕｎ
ｇｓｍａｘｉｍｕｍ）になる直前にトリガ−ユニツト１
４ａ，１４ｂによつて発動されることである。点弧の際
にもパルス中継器２５内に本発明により電弧の安定化の
場合と同様に放出されるエネルギーが蓄積される。第１
及び２図に示された装置は点弧コンデンサー２０の充電
の為の直流を発生する荷電電流源１５に指向されるもの
である。以下に於て第３乃至７図によつて点弧コンデン
サーが溶接交流電流の周波数と同じ周波数の交流電流に
よつて充電される如き実施例が説明される。第３乃至７
図に於ても第１及び２図によつて説明された構成部分或
いは構成群は同じ符号を附されている。

第３図より判る如く、点弧コンデンサー２００）充電の
為の交流は約１０００Ωの保護抵抗６０を経て直接に溶
接電流源１００）１次側２２０或いは３８０或いは５０
０Ｖより受入れられ、これにより作動ユニツト１３は中
間に接続される変圧器を要せずに供給を受けるようにな
されるのである。

作動ユニツト１３は点弧コンデンサー２０に蓄積される
エネルギーの為の２つの放電回路を含み、その場合２つ
の整流器６１或いは６２の夫々１つが２つのスイツチ６
３或いは６４の夫々１つ並びにパルス中継器６６０）１
次巻線６５と直列に配置される。更に放電回路には１つ
の遮断コンデンサー５１が設けられ、このものは放電抵
抗５２によつてブリツジされている。

２つ１放電電流通路は夫々バイパス整流器６７或いは６
８を有し、これが２つのスイツチ６３或いは６４の夫々
１つ並びに１次巻線６５に直列に白己置されている。

トリガ−ユニツト１４ｃは第２図に示されたトリガーユ
ニツトと同様に構成されているが、制御点弧コンデンサ
ー４７の放電が４層ダイオード４３，４４並びに中継器
６９，７０を経て行われるのである。

中継器６９，７００）１次巻線７１，７２はダイオード
７３，７４を経て短絡される。第３図による実施例に於
ては溶接電流回路からの交流３８０Ｖ／５０Ｈｚの導電
状態の分離は第１にパルス中継器６６の分離された巻線
により、又第２には２つの低圧中継器６９及び７０によ
つて行われる。第４図に於て第３図に対応して構成され
た作動部１３を有する装置が示されている。

併しこの場合点弧コンデンサー２０の充電は電源１０の
２次側に接続された分離された１次巻線及び２次巻線を
有する変圧器７５によつて行われる。トリガ−ユニツト
１４ｄに対する給電はチヨーク７９の後方で電源１０の
２次側に接続された分離された１次巻線及び２次巻線を
有する入力変圧器７６（７０Ｖ／２０Ｖ）によつて行わ
れ、これの２次巻線７７或いは７８は同様に互に分離さ
れている。この場合作動部・変圧器７５の接続は電源１
０の２次出力及び溶接電流の調節チヨーク７９の間にて
行われ、１方入力変圧器７６はチヨーク７９の後方に接
続されている。これによつて得られる位相のずれ（Ｐｈ
ａｓｅｎｖｅｒｓｃｈｉｅｂｕｎｇ）（６０〜７０の）
はトリガ−パルスが発生する前に点弧コンデンサー２０
が充電されるのを確実になす。スイツチ６３及び６４は
第３及び４図による実施例に於てはサイリスターとして
構成され、これに対応するトリガ−ユニツトが所属する
ようになされている。有利な更に他の構成に於てはスイ
ツチ６３及び６４が電流又は電圧に関係するダイニスタ
（４）ＹｎｉｓｔＯｒ）、火花間隙等の如き接続機素と
して構成されることが提案される一。第５図に示される
ダイニスタ一を有する配置は、特別のトリガ−ユニツト
を必要としない利点がある。この配置はなお第４図に対
応して構成される作動部１３を有する０この場合交流・
充電電流源１５は分離された１次巻線及び２次巻線を有
する変圧器８０を含み、これの１次電圧は溶接無負荷電
圧（約７０Ｖ）に相当し、これの２次電圧は半導体構成
機素の接続電圧（２００Ｖ）或いは作動電圧（２００〜
８００Ｖ）に相当する。これに所寓するパルス中継器６
６は接続或いは作動電圧に対応して有利に２次電圧（２
５００〜７５００Ｖ）に対する１次電圧（２００〜８０
０Ｖ）の変圧比を有し、この変圧比は大体１：８及び１
：４０の間の範囲にある。ダイニスタ一又は等価的な半
導体構成機素の代りに接続機素として火花間隙を第５図
にて６３ａ及び６４ａによつて示されている如く挿入す
ることも可能である。この場合有利に点弧コンデンサー
２０の荷電の為の交流が分離された巻線を有する変圧器
８０によつて供給されることが出来るが、これの１次電
圧が溶接電流源１０に対し、これの２次電圧が火花間隙
に対応して約１０００一３０００Ｖの値になされる。こ
の場合更に点弧コンデンサー２０の放電回路に配置され
るパルス中継器６６が少くとも１：１望ましくは１：２
．５の値の１次対２次巻線の変圧比を有する如くなされ
るのが望ましい。特に１０００−３０００Ｖに対する１
次巻線数及び２５００−７５００Ｖに対する２次巻線数
となされるのが適している。第５図に示された装置に於
て、点弧コンデンサー２０に定められた電圧が得られた
時に電圧に関係する接続機素が接続即ち導通され、コン
デンサー２０が遮断コンデンサー５１及びパルス中継器
６６を経て放電される。遮断コンデンサー５１によつて
、常に交代する極性の２つのパルスのみが夫々の周期に
生ずることが可能となる。第６図は、第５図に示された
点弧装置を直流又は交流溶接の為の選択的作動を行う如
くなされた溶接装置に接続された状態で示して居り、そ
の際電源１０にスイツチ８１によつて選択的に接続可能
の整流器８２が後置接続されている。

交流溶接の場合にはこの装置は点弧の間も又溶接の間も
作動する。

これに反して直流の場合には点弧装置は点弧の後で自動
的に遮断される。何故ならば直流溶接の場合の入力電圧
が点弧装置を作動させるのに低過ぎて、点弧装置内に電
圧閉路（Ｓｐａｎｎｕｎｇｓｕｅｂｅｒｓｃｈｌａｇ）
が行われ得ないからである。他の図面による点弧装置も
同様に利用出来る。なお指摘されるべきことは３相ブリ
ツジ整流器を有する溶接整流器に於ても点弧装置が溶接
直流の点弧の為に利用出来ることである。この場合接続
は３相ブリツジ整流器に対する３つの交流導憩の内の２
つに対して行われる。第７図による実施例に於ては作動
ユニツト１３内に２つの点弧コンデンサー２０が設けら
れ、１方のものは正のパルスの発生に、又他方のものは
負のパルスの発生に役立つようになつている。

点弧コンデンサー２０の荷重はダイオード８３により行
わね １方パルス中継器６６の磁気エネルギーの放出の
為にバイパス整流器（ダイオード）８４が設けられてい
る。トリガ−ユニツト１４の構成は第１図のユニツ卜１
４ａに相当する。

第１及び７図による実施例に於て変圧器３６の１次回路
には高低抗放電抵抗９１を有する遮断コンデンサー９０
が設けられ、これによつて変圧器３６の１次巻線がコン
デンサーの組４９の他方の側に接続された時特にＴＩＧ
交流溶接の際に生ずる直流電圧成分によつて熱的に過負
荷されないようになされている。

第８ａ乃至８ｄ図に於ては溶接交流の周期の間の点弧コ
ンデンサー２０の放電回路内の電流の経過状態が示され
ている。

これらの図面によつて第３乃至６図による装置の作動態
様が以下に説明される。第８ａ図に２０によつて示され
．正の半波によつて充電された点弧コンデンサーはサイ
リスター▲６３が制御パルスを受けた瞬間に放電される
。

この放電は点弧コンデンサー２０、遮断コンデンサー５
１、ダイオード６１、サイリスター６３並びに１次巻線
６５が直列に接続されて設けられている放電回路によつ
て行われる。この放電回路は第８ａ図にて太い線によつ
て示されている。コンデンサーの放電によつてパルス申
継器を経て第９図に８８によつて示された正の点弧パル
スが発生される０この場合コンデンサー２０はその電圧
が点弧コンデンサー２０によつて充電される遮断コンデ
ンサー５１の電圧と対応する如くなされる迄放電される
。両方のコンデンサーの電圧が同じ大きさになると、点
弧コンデンサー放電電流は零となる。何故ならば両方の
コンデンサー電王は反対の方向であるからである。然る
後サイリスター６３は開放時間（Ｆｒｅｉｗｅｒｄｅｚ
ｅｉｔ）（約１０〜５０μＳｅｃ）の経過後に抑止され
る。この現象と同時にパルス中継器６６は磁化されてこ
れにより或るエネルギーを蓄積される〇これによりパル
ス中継器６６に於て電王は極性を変化する。

何故ならばこの時に中継器６６は発電機として働き、蓄
積されたエネルギーが短絡電流を第８ｂ図に太い線で示
される如く１次巻線６５、バイパス整流器６７及びサイ
リスター６３を含む放電電流通路を通つて流すからであ
る。これによつて蓄積されたエネルギーがサイリスター
の抑止の前に流れて「自然消滅」することが可能となる
。然る後、従つて両方のサイリスター６３及び６４が抑
止される時間の間遮断コンデンサー５１は抵抗５２を経
て最大１０ｍｓｅｃの時間放電される。

こ＼で点弧コンデンサー２０が交流の第２の（負の）半
波によつて反対方向に充電され、サイリスター６４が開
かれると、コンデンサー２０の放電によつて次の溶接電
流半波の安定化又は点弧の為に極性が第１の点弧パルス
の極性とは反対の第２の点弧パルスが生ずる。

第８ｃ図から判る如く、コンデンサー２０は太い線で示
された如き１次巻線６５、コンデンサー２０及び５１、
整流器６２並びにサイリスター６４より成る放電回路を
経て放電する。この放電はコンデンサー２０及び５１の
互に反対方向の電圧が再び同じ大きさになる迄行われる
。

然る後サイリスター６４は放電電流がなくなることによ
つて開放時間の経過後に抑止される。然る後第８ｄ図に
示される如くその間にパルス中継器に蓄積されたエネル
ギーの同様な放出が行われる。１次巻線６５は再び発電
機となつて短絡電流を放電電流通路（１次巻線６５、バ
イパス整流器６８、サイリスター６４）を経て流し、こ
れにより磁気エネルギーがサイリスター６４の抑止の前
に放出される。

然る後遮断コンデンサー５１が放電され、この現象は溶
接交流電流の次の周期について繰返される０第８ａ乃至
８ｄ図に示され、説明された電流の経過状態は全体的に
溶接交流電流の１周期の間行われる。

従つてその際夫々の半波に対して０．３乃至３μＳｅｃ
となされるのが望ましい持続時間を有する１つの点弧パ
ルスが発生さ粍点弧パルスは溶接電流半波と同じ極性を
有する。中継器６６に蓄積されたエネルギーによる戻り
振動は点弧パルスの長さ及び形状に何等影響を与えない
。

何故ならば時間的に短絡される２次側によつてこのエネ
ルギーは申継器の１次側及び溶接電流回路に伝えられな
いからである。更に第１乃至７図より判る如く、パルス
中継器２５或いは６６の２次回路には直列接続にてコン
デンサー８５及び抵抗８６が設けられている。

このコンデンサーは点弧パルス８８が重畳される抵電圧
パルス８７の発生に役立ち、その際コンデンサー８５は
無負荷電圧或いは溶接電圧によつて荷電されるのである
。パルス８７はコンデンサー８５の放電によつて１次巻
線従つて中継器２５或いは６６０）２次巻線が短絡され
る時間の間に生ずる。この低電圧パルスは大体１０乃至
５０μＳｅｃの範囲の持続時間を有するのが望ましい。
特に有利なのはコンデンサー８５の容量が点弧コンデン
サーの容量の少くとも４倍望ましくは１０倍となされる
ことである。スイツチとして半導体構成機素を有する装
置に於ける望ましい特性値は、コンデンサー８５が約４
５−１１０Ｖで５μＦ１抵抗８６が５Ω、コンデンサー
２０が約４００Ｖで０．５μＦである。これによつて点
弧及び安定化の為に短い高電圧パルス（０．３−３μＳ
ｅｃ）及び長い（例えば２５μＳｅｃ）低電圧パルスよ
り成る組合されたパルスが得られ、これによつて従来の
装置に対比して点弧及び安定化特性が本質的に改善され
るのである。

更に、第１乃至７図による例に於て充電電流源１５の入
力電圧は種々の入力電圧に設定することが有利に可能と
なる。これによつて装置の選択的な接続（２２０Ｖ又は
３８０Ｖ）により約３２５０Ｖから６０００Ｖ迄のパル
ス電圧の調節が可能となり、ＶＤＥＯ８７５にて許され
た最大ＨＦ障害即ち３２５０Ｖにて住居地に於ける作動
に対して１５ｍの距離に於けるＨＦ障害及び６０００Ｖ
にて工場及び工業地帯に於て５０ｍの距離に於けるＨＦ
障害を超過しないことが保証されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１乃至７図は夫々交流又は直流溶接電弧の安定化及点
弧の為の本発明による種々の装置を示す回路図、第８ａ
乃至８ｄ図は第３乃至６図による装置に於ける溶接交流
電流の１周期の間の点弧コンデンサーの放電回路に於け
る電流の経過伏態を示す回路図。 第９図は点弧パルスの時間的経過を示す線図。第１０図
乃至第１４図は夫々従来技術の電弧安定化装置を示す回
路図。１０・・・・・・交流電流源、１１・・・・・・
被加工材、１２・・・・・・トーチ、１３・・・・・・
作動ユニツト、１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ
・・・・・・トリガ−ユニツト、１５・・・・・・充電
電流源、１６・・・・・・分離変圧器、１７・・・・・
・ブリツジ整流器、２０・・・・・・点弧コンデンサー
２３，２６・・・・・・サイリスター ２５・・・・・
・パルス中継器、３５・・・・・・整流器、３９，４０
・・・・・・ダイオード、４１，４２・・・・・・ポテ
ンシヨメータ一、４３，４４・・・・・・４層ダイオー
ド、４７・・・・・・制御点弧コンデンサー、４９・・
・・・・コンデンサーの組、５１・・・・・・遮断コン
デンサー、５２・・・・・・放電抵抗、５３，５４・・
・・・・ＤＩＡＣスイツチ、６０・・・・・・保護抵抗
、６１，６２・・・・・・整流器、６３，６４・・・・
・・サイリスタースイツチ、６６・・・・・・パルス中
継器、６７，６８・・・・・・バイパス整流器、６９，
７０・・・・・・低電圧中継器、７３，７４・・・・・
・ダイオード、７５・・・・・・変圧器、７６・・・・
・・入力変圧器、７９・・・・・・調節チヨーク、８０
・・・・・・変圧器、８１・・・・・・スイツチ、８２
・・・・・・整流器、８３・・・・・・ダイオード、８
４・・・・・・バイパス整流器、８５・・・・・・コン
デンサー、８６・・・・・・抵抗、９０・・・・・・遮
断コンデンサー′９１・・・・・・放電抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 充電電流源に接続されると共に、２個の制御可能の
   スイッチ２３、２６；６３、６４の交代の閉路により、
   その２次側が溶接電極１２及び被加工材１１に接続され
   たパルス中継器２５、６６の１次巻線２４、２７；６５
   に極性の交代する電流が流れるようになつている放電回
   路に接続された点弧コンデンサー２０を備え、前記点弧
   コンデンサーからの上記の閉路による放電が上記の１次
   巻線に於て極性の交代する衝撃的放電となつて、これに
   より上記の２次側に生ぜしめられる極性の交代する点弧
   パルスが前記溶接電極１２及び前記被加工材１１の間に
   、同間に加わる交流電力の交流位相に対して同極性でか
   つ同期的に加わる如くされている交流溶接電弧の点弧及
   び安定化装置に於て、上記の１次巻線２４、２７；６５
   に結線される整流器３５、６７、６８；８４を設け、前
   記点弧コンデンサー２０の衝撃的放電により前記１次巻
   線２４、２７；６５に流れる電流を前記整流器３５；６
   ７、６８；８４と、前記２個の制御可能のスイッチ２３
   、２６；６３、６４の何れか一方の閉路されたスイッチ
   とによつて前記１次巻線２４、２７；６５に流れる極性
   の交代する電流の何れにも持続性を与えるように短絡し
   、もつて上記の衝撃的放電毎に前記パルス中継器２５、
   ６６に蓄積されるエネルギーを各放電毎に持続的に放出
   するように前記剖電回路を構成したことを特徴とする装
   置。