JPS6068164A - 直流ア−ク溶接機 - Google Patents

直流ア−ク溶接機

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JPS6068164A
JPS6068164A JP17528383A JP17528383A JPS6068164A JP S6068164 A JPS6068164 A JP S6068164A JP 17528383 A JP17528383 A JP 17528383A JP 17528383 A JP17528383 A JP 17528383A JP S6068164 A JPS6068164 A JP S6068164A
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JP
Japan
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output
current
signal
arc
welding
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Pending
Application number
JP17528383A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuyuki Higuchi
樋口 泰行
Nobuyuki Haji
信幸 土師
Junzo Tanimoto
順三 谷本
Hideyuki Koyama
秀行 小山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6068164A publication Critical patent/JPS6068164A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • B23K9/073Stabilising the arc

Landscapes

  • 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】 産業上の利用分野 本発明は消耗性電極を被溶接物の溶接部に送給し、アー
クと短絡とを交互に、連続的にくり返して発生させ、ア
ーク継続期間中に溶融された電極鴬先端の溶融粒を被溶
接物に形成された溶融池上に短絡させることによって、
その溶滴を被溶接物に移行させる直流アーク溶接機に関
するものである。
従来例の構成とその問題点 トランジスタ等の出力制御用素子を有する従来の直流ア
ーク溶接機の構成を第1図に示す。第1図において、1
は消耗性電極、2は母相、3は電極送給用電動機および
送給装置、4は前記消耗性電極1と前記母材2との間に
発生する溶接部、5け交流入力を整流するだめの整流器
、6は前記整流器5によって整流された直流電力を平滑
するためのコンデンサ、7はパワートランジスタにより
構成され直流電力を交流に変換すると共に出力制御を行
なうインバータ部、8は変換された交流を降圧する変圧
器、9は降圧された交流電力を再び整流するだめの整流
器、10はアーク特性の改善用リアクトル、11は前記
インバータ部γの出力制御素子のスイッチング・デユー
ティを制御する制御回路である。
以−1−のように構成された従来の直流アーク溶接機に
ついて以下その動作を説明する。
アーク溶接機に入力された交流入力は整流器5により整
流され、コンデンサ6によって平滑されて直流の電力と
なる。そののちインバータ部7のトランジスタのスイッ
チング動作によって1〜100曲の比較的高い周波数の
交流に変換されるが、このときトランジスタのスイッチ
ングの1周期中のON時間の比率(スイッチング・デユ
ーティ)によって溶接出力の制御を行っている。そして
前記インバータ部7の交流出力は、変圧器8により溶接
に適した電圧に降圧され、整流器9にょし平滑され直流
電力となり、溶接特性改善用リアクトル10を介して消
耗性電極1と母材2にてなる溶接部に供給される。前記
消耗性電極1は電極送給用電動機および送給装置3によ
り定速度で母材2へ送給されて、前記消耗性電極1と角
材2間にて溶接が行われる。なお溶接中における溶接電
流の波形を第2図に示す。図に示すようにtl、t3の
期間よりなる短絡とt2.t4の期間よりな・るアーク
を交互に連続的に繰返して行われる。
第2図において短絡期間t11 t3では消耗性電極1
が母材2に短絡し、短絡電流が流れる。消耗性電極1は
短絡電流のジュール熱により溶融し、その後アークが発
生し、t2.t4期間となる。アーク発生後電流はりア
クドル1oの作用により徐々に低下し、次の短絡が開始
されるまで減少を続ける。
ところで一般に溶接中のアーク切れ発生は、溶接電流が
eoA〜100Aといった小電流領域において最も問題
となるのであるが、アーク時間中に前記のごとく、溶接
電流が低下し溶接電流の瞬時値がアーク中にある臨界電
流値以下になることによって起こる。第3図は期間t5
においてアーク切れを起こした時に溶接電流波形を示す
ものであるが、溶接電流が臨界電流工。以下になった時
点てアークが切れる様子を示している。
特に溶接電源側の特性として低電流域で溶接負荷に対し
て供給可能な電力が相対的に小さい場合あるいは前記イ
ンバータ部7の中の出力制御素子のスイッチング周波数
が低く、前記出力制御素子の連続オフ時間が長い場合、
出力電流は臨界電流以下に低下しやすく、アーク切れが
起こりやすい欠点があった。
発明の目的 本発明は前記従来の欠点に鑑みてなされたもので、消耗
性電極と母材との間の距離の溶接中の変化等のアーク負
荷状態の急激な変化に対してもアーク切れを起こしにく
く、溶接電源の種々の動的・静的特性にかかわり々く、
アークが切れにく、同一溶接電流値における安定下限溶
接電圧が低く、広範囲な溶接出力条件で安定な溶接が実
現できる直流アーク溶接機を提供することを目的とする
ものである。
発明の構成 この目的を達成するために本発明の直流アーク溶接機は
、アーク溶接負荷に直流電力を供給する主回路を設け、
前記主回路の出力電流を検出する電流検出回路を設け、
基準信号を発生する基準信号発生回路と前記電流検出信
号と前記基糸信号を比較し前記基準信号に比し、前記電
流検出信号が小さいときに出力信号を出す比較器を設け
、前記比較器の出力信号により前記出力信号制御信号を
増大し出力制御素子のスイッチング・デユーティを上げ
ることにより前記出力電流の減少を抑制し出力電流の下
限値を設定した制御回路を設けたものである。この構成
により出力電流が設定した下限値より低下せず安定した
アーク溶接電流を得ることができるものである。
実施例の説明 以下本発明の一実施例について、図面の第4図および第
5図a、b、cに沿って説明する。
第4図において1.2,3,4,5,6,7,8゜9.
1oはそれぞれ従来と同様の消耗性電極5月材、電極送
給用電動機および送給装置、溶接部。
整流器、平滑用コンデンサ、インバータ部、変圧器、整
流器、リアクトルである。12は出力溶接電流に比例し
た信号を検出するだめの電流検出器、13は前記電流検
出器12によって検出された信号を増巾する増巾器、1
4は所定の基準電圧を発生する基/Ilf;電圧発生回
路、15は前記増巾器12によって増巾された信号と前
記基準電圧とを比較し、前者の値の方が小さい場合に信
号を出す比較器であり、一定のヒステリシス幅を有する
比較レベルを持っている。16は出力制御信号を発生さ
せる出力制御信号発生回路、17は前記比較器15から
の信号を受けると、出力制御信号を増幅する機能を持つ
増幅器、18は前記増幅器17の出力信号を受けて、前
記出力信号に比例するようにインバータ部7のスイッチ
ング・デユーティ−を制御する制御回路である。
以上のように構成した直流アーク溶接機について、以下
その動作を説明する。電源入力端子より入力された交流
電力は整流器5により直流電力に変換され平滑用コンデ
ンサ6で平滑される。そして、パワートランジスタで組
まれだインバータ部7により再び、交流に変換される。
つぎに変圧器8により降圧され、整流器9で整流されて
直流電力となり直流リアクトル10を介して、溶接出力
として供給させる。以上のパワー回路によって、直流電
力が消耗性電極1と母材2の間に供給されると同時に電
極送給用電動機および送給装置3により電極が送給され
て、消耗性電極1と母材2の間で短絡とアークが繰返し
行われる。
つぎに制御回路の動作を第6図a、b、cのチャートを
用いて説明する。第5図aに示す溶接電流を電流検出器
12によって検出し、増幅器13によって増幅して、第
5図すに示すような溶接電流に比例した増幅器出力を得
る。前記増幅器出力は基準電圧発生回路14によって発
生した基準電圧v8(第5図す参照)と比較器15によ
って比較される。比較器16の比較レベルは基準電圧■
により決まるが比較レベルに一定のヒステリシス幅を持
っており、比較レベル下限値を■8.上限値をVbとす
る。(vb>v8〉■a)前記基準電圧■。
および比較器16の比較レベル幅V、、Vbはいずれも
、アーク期間中に溶接電流が減少し、アーク切れが発生
しやすい臨界電流工。に対して電流検出器12および増
幅器13によって増幅された電圧■ により高くなるよ
うに設定されている。
アーク期間中において溶接電流が低下し、増幅器13の
出力が低下して、比較器15の比較レベルの下値va以
下になると比較器15は増幅器17に対して第5図Cに
示すような出力を送り、前記増幅器17は出力信号発生
回路16より受けた出力制御信号を増幅する。前記増幅
された出力制御信号は制御回路18に送られ、制御回路
18は前記出力制御信号に比例して、インバータ部7の
トランジスタのスイッチング・デユーティを高めるよう
に動作する。インバータ部子のスイッチング・デユーテ
ィと溶接機の出力電力は比例関係にあシ、デユーティが
高まることにより溶接機の出力電力は高くなり、溶接電
流は増加する。前記の過程が第5図b tlにて示す部
分である。そして増幅器17の増幅作用により溶接電流
が増加すると、検出器12および溶接電流増幅器13に
よって前記電流の増加は比較器15に伝達され、溶接電
流が比較レベルの上限値vbに達すると、比較器15は
出力を停止し、増幅器17は増幅を停止して、溶接機の
出力電力は低下して、溶接電流は下降する。この過程は
第5図12にて示す期間である。
アーク時間中のこのような制御の繰返しによって、本発
明では、溶接電流の下限電流を設定することができアー
ク時間中のアーク切れを起こり難くしている。
なお、本実施例においては、第4図の増幅器17は出力
信号発生回路16の出力である出力制御信号を比較器1
5の出力を受けて増幅する場合について記載しているが
、比較器15の出力を受けることにより、出力制御信号
にある一定信号を加算する演算器であってもよいし、ま
た出力制御信号弓を別に設定された高い設定信号に切換
る回路であっても、効果は同じであり、いずれも広義の
増幅器とする。
発明の効果 本発明によれば、アーク中においてアーク電流が低下し
てもアーク切れを起こし難く、溶接電源の動的および静
的特性にか\わりなく、アーク切れが発生し難くなり、
同一溶接電流値における安定下限溶接電圧が低くなり、
広範囲な溶接出力条件で安定な溶接〃:実現できる優れ
た効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の直流アーク溶接機の説明図、第2図は従
来の直流アーク溶接機による溶接電流波形図、第3図は
従来の直流アーク溶接機によるアーク切れ時の溶接電流
波形図、第4図は本発明の一実施例における直流アーク
溶接機の説明図、第5図a、b、cは溶接電流、増幅器
出力、比較器出力の波形図である。 1・・・・・・消耗性電極、2・・・・・・母材、3・
・・・・・電極送給用電動機および送給装置、4・・・
・溶接部、5・・・・・・整流器、6・・・・・・コン
デンサ、7・・・・・・インバータ部、8・・・・・・
変圧器、9・・・・・・整流器、10・・・・リアクト
ル、12・・・・・・電流検出器、13・・・・・増幅
器、14・・・・・・基準電圧発生回路、15・・・・
・・比較器、16・・・・・・出力信号発生回路、17
・・・・・・増幅器、18・・・・・・制御回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 可閏 3図 第4図 手続補正書(′8犬p 昭和69年2 月27日 1事件の表示 昭和58年特許願第175283号 2発明の名称 直流アーク溶接慨 3補正をする者 41イ′1債の関係 特 許 出 願 人任 所 大阪
府門真市大字門真1006番地名 称 (582)松下
電器産業株式会社代表者 山 下 俊 彦 4代理人 〒571 住 所 大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産
業株式会社内 5補正命令の日付 昭和59年1月31日 方式 7、補正の内容 明細書第11頁第9行〜第10行の「第5図a。 b 、C2Jを「第5図」に補正いたし1す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. トランジスタ等の出力制御素子を有し、消耗性電極と母
    材との間に発生するアーク溶接負荷に直流電力を供給す
    る主回路を設け、前記主回路の出力電流を検出しその出
    力電流にはソ比例しだ電流検出信号を出力する電流検出
    器を設け、基準信号を発生する基準信号発生回路と前記
    電流検出信号と前記基準信号を比較し前記基準信号に比
    し前記電流検出信号が小さいときに出力信号を出す比較
    器を設け、前記比較器の出力信号により前記出力制御信
    号を増大し、出力制御素子のスイッチング・デユーティ
    を上げることにより前記出力電流の減少を抑制し出力電
    流の下限値を設定した制御回路を設けた直流アーク溶接
    機。
JP17528383A 1983-09-21 1983-09-21 直流ア−ク溶接機 Pending JPS6068164A (ja)

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Cited By (2)

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US10118243B2 (en) 2011-10-14 2018-11-06 Lincoln Global, Inc. Real time inductance monitoring in welding and cutting power supply
US11623292B2 (en) 2019-03-29 2023-04-11 Lincoln Global, Inc. Real time resistance monitoring of an arc welding circuit

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JPS5110149A (ja) * 1974-07-16 1976-01-27 Mitsubishi Electric Corp Chokuryuteidenatsutokuseigataaakuyosetsuki
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