JPS61119379A - ア−ク溶接電源装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、Ｃ０２ガス雰囲気中において、電極（ワイ
ヤ）と母材との間にアークを発生させて溶接を行う消耗
電極式アーク溶接法に適用して好適なアーク溶接電源装
置に係シ、特に１溶接開始時に良好な溶接を行えるよう
にしたアーク溶接電源装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、ｃｏ２ガス雰囲気中忙おける消耗電極式アーク溶
接法の普及はめざましいものかあるか、この溶接法の大
きな技術課題の一つに溶接開始の円滑化があけられる。

溶接開始時には、電極ワイヤか、全く加熱していない母
材にまず接触するという特殊な状態か必ず起こるために
、種々の異常現象か発生し、ロボットなどによる溶接ラ
インの大きな問題となってきた。

以下、第５図を参照してこの問題点を説明する。

溶接の始動は、まず溶接電源電圧を電極ワイヤＣ以下単
に電極という）１と母材２との間に印加し、電極１を比
較的遅いスピードで母材２に向けて送給する。そして、
電極１の先端が母材２に接触した瞬間電源から電流か供
給され、電極先端部が一部溶融しく第５図（３）〜（４
））　、電極１かくびれて（同図（５））　、アーク３
か発生する（同図（６））。

こうして、−たんアーク３が発生すると、１１！極１の
先端部の溶融が進行し、溶滴か母材１と接触するまでこ
の状態か継続する（同図（６）、α）、（２））。

以下、同様にして短絡モード（同図（３）〜（５））と
アークモード（同図（６）〜伐））か繰り返され、この
間′ＷＬ極１が一定速度で供給され溶接か行われる。

また、この間アーク電圧Ｖａは溶接電流工Ｗの増減によ
って自動制御される。第を図はこの制御概要を説明する
ための概略図であシ、アーク電圧Ｖ＆と設定電圧ｖｒｅ
ｆの差か増幅器５を介して制御回路６に供給されると、
制御回路６は直流電源７をコントロールしてアーク電圧
’ＶＩＬを自動制御する。この場合、溶接電流ＩＷＫ注
目すると、第５図（７）に示すように、（３）〜（６）
の段階で増加するか、これは通常の溶接電源がアーク電
圧一定制御を行うからである。すなわち、（３）〜（６
）の間、アーク電圧Ｖ＆はほぼ零であシ設定電圧Ｖ　ｒ
ｅｆよシ低いなめ、溶接電流工Ｗを増加させて電極１を
溶融させ、電極母材間距離ｔを大きくシ、アーク電圧Ｖ
ａを高めようとする方向の自動制御がかかるからである
。

一方、（６）〜（３）の区間においては、（６）の時点
の溶接電流か大きく、この電流値でアーク再生した直後
はアーク電圧Ｖａが必ず設定電圧ｖｒｅｆを超えるなめ
、溶接電流工ｖを低下して電極ｌの溶融量を級じ、電極
母材間距１ｉｓｔを小さくしてアーク電圧Ｖ＆を低下さ
せようとする自動制御かかかる。

こうして、第５図（７）に示すような電流経過なたどシ
つつ、この現象を繰シ返すが、このような溶接　。

モードを短絡移行溶接と呼んでいる。なお、第６図中、
８は電流平滑用のりアクドル、９はコンタクトチップ、
１０はワイヤ送給用のモータである。

上述し上洛接法では、短絡中の溶接電流の立上シ勾配を
抑制しないと、スパッタの発生か極端に多くなり溶接か
安定せず、また電源のｔ流耐景にも間相がある。このた
め、溶接電源には電流リップル抑制のためのりアクドル
８か必ず挿入される。

ところで、このリアクトル８があるために、前述した溶
接の始動が円滑にな゛されないという問題がめつ叱。す
なわち、電極１か母材２に接触した瞬間に１直流電源７
の最大気圧ｇ　ｍａｘか印加されたとしても、リアクト
ル８のインダクタジスＬのためＫＳ浴接電流工Ｗの初期
勾配はＥ鵬ｘ　／　Ｌでしか上昇しない（第１図参照）
。通常の溶接電源においては、Ｅ　ｒｍｘ　＝　７０　
Ｖ　、°Ｌ＝ｉｏｏｐＨ程度であるため、溶接電流工Ｗ
の増加率は０．３！Ａ／μｓＫなってしまう。しかる忙
、実験によれば、母材２が高速移動中忙アークの始動性
を十分満足するためには、約二〇Ａ／μ３程度以上の立
上シ増加率が必要である（第２図参照：図中ｔｏは電極
ｌが母材２に接触した時刻である）。

この理由を、第２図を参照して説′明する。今、電極１
が母材２に接触すると（第２図（１））　、この瞬間に
一応電流が増加し、極くわずかな接触面積のため忙小さ
な＃Ｉ融部が発生する（同図（２））。しかしながら、
溶接開始時には電極１も母材２もほぼ完全に室温近くま
で冷却されていることが多いため、このときに−挙に電
流か立上らない限シ、前記溶融部は母材２側から冷却さ
れ、１！極１か母材２に完全に固着してしまう（同図（
３））。こうなると、短絡電流によるジュール熱で電極
１が溶融破断されるのを待つ以外疋なく、同図（４）〜
（６）のように溶接欠陥が発生する。

すなわち、母材２の速度か非常に速い場合には、第２図
（４）〜（６）の区間で電極（ワイヤ）１を曲げる力が
大きく働く★め、溶融破断の瞬間に同図（６）Ｋ示すよ
うな引き戻し力が電極ＩＫ作用し、アーク再生ができず
に最初の状態に戻ってしまう。これを何回か繰シ返すう
ちに母材２も暖まシ出し、どうにかアーク再生して通常
の溶接そ−ドへと移行する。しかしながら、この最初の
アーク始動失敗によって、第２０図（ロ）に示すように
溶接予定箇所か短＜２’Ｑ（同図ビ）の正常な溶接と対
比されたい）、かつ融着電極か母材２から突立ったよう
な欠陥を残してしまうなめ、必ず修復が必要となシ、自
動溶接化の致命的障害となってくる。

このような溶接始動時の不都合を解決するために１従来
は以下の一つの方法かとられていた。

第１は、第２ノ図に示すように、リアクトル８に並列接
続され九スイッチ１１を溶接始動時に閉じて、リアクト
ル８をショートする方式である。

この方式としては、スイッチ１１をサイリスタなどで実
施した例かあるが、スイッチ１１を切シ離すタイミング
を早くしないと電流か極端にはね上つ【しまう丸め、単
純なコンタクタなどでは実施かむずかしい。まな、スィ
ッチ１１オフ時に電流か−たん零となってしまう丸め（
リアクトル８の電流初期値が零のなめ）、再びアーク切
れを起こし易いという問題からつ九。

第コの方式は、第１−図に示すように１電極１と母材２
への電流供給端１ｚａ、１２ｂの間にコンデンサ１３と
スイッチ１４の直列回路を接続し、このスイッチ１４に
放電用ダイオード１５を並列接続し九ものである。この
方式では、溶接開始時に、電極１を降ろすと同時にスイ
ッチ１４とメインスイッチ１６を閉じるよう忙する。こ
うして、コンデンサ１３を直流電源電圧Ｅまで充電した
後、スイッチ１４をオフとする。この後、電極１が母材
２に接触すると、コンデンサ１３→ダイオード１５→浮
遊インダクタンスＬｏを介して放電電流か流れる。従っ
て、この放電電流の増加率かコＡ／μＳ以上となるよう
にしておけばアーク始動は良好に行える（例えば、ＬＯ
の値か一〇ｐｆ１程度以下ならばまず問題はない）。

〔発明か解決しようとする問題点〕 しかしながら、この第λの方式にも次の欠点かあつな。

（１）　　スイッチ１４．１６かオン状態にあると、リ
アクトル８とコンデンサ１３か共振回路を構成するなめ
、コンデンサ１３の電圧ＶＣが不安定となる。

例えば、溶接開始信号によシスイッチ１４　、１６をオ
ンとし、かつ電極１が母材２から離れているとすると、
リアクトル８とコンデンサ１３によって直列共振回路が
構成され、回路に抵抗分がない場合には、第１３図（ロ
）、（ハ）に破線で示すような永久共振が発生してしま
い、コンデンサ１３の電圧ｖＣＳ′ｊｌｆ流Ｉｃは正弦
波状に変化することになる。

実際には回路に抵抗分か存在するため、Ｔｉ、ＦＥＶ　
ｃ電流Ｉｃは実線のように次第に減衰し、電圧Ｖｃは電
源電圧Ｅに、電流ＩＣは零に各々収束していく。

この場合、電圧ＶＣか低いときに電極１か母材２に当接
し九とすれば、このような回路を設けた意味がまるでな
くなってしまう。特に、メインスイッチ１６かトランジ
スタなどの場合には逆阻止能力がないなめに、保眼用の
ダイオードを前記トランジスタに逆並列接続するケース
が多く、このダイオードを通して電流ｊｃが電源７側に
逆流してしまい極めて不都合である。これを抑制するた
めＫは、メインスイッチ１６と直列にダイオードを入れ
てやる必要があるが、とのダイオードには溶接電流か流
れる光め大電流容量のものが必要とな勺、コスト上問題
である−従って、通常は、電圧Ｖｃが安定するのを待っ
て電極１と母材２をショートするようにする。すなわち
、スイッチ１６゜１４オン後一定時間遅らせてから電極
１の送給を開始するようＫすればよい。

しかしなから、このような方法をとっても、別の問題が
生じる。以下、この問題について説明するが、スイッチ
１４は一般にサイリスタと考えるのが妥当である免め、
以後第２弘図に示すようにスイッチ１４はサイリスタで
あるとする。

（２）　　コンデンサ１３の電圧Ｖｃ安定後に電極１と
母材２とをショートし九場合、コンデンサ１３には負電
圧がかかるので電解コンデンサを使用することができず
、コスト面で非常に不利となる。

すなわち、第２ｊ図の時刻ｔｏにメインスイッチ１６と
サイリスタ１４とをオンとし、電圧ｖｃか安定した後の
時刻ｔ１に電極１か母材２に当接したとすると、サイリ
スタ１４か逆電圧によってオフされるとともに、コンデ
ンサ１３→ダイオード１５→浮遊インダクタンスＬＯ→
コンタクトチツプ９を通って電１＠ｒに溶接電流工Ｗか
流れる。

この溶接亀流工Ｗは、放電電流ＩＣと電源電流工１との
和電流で、−たんコンデンサ１３を放電した後、これを
逆方向に充電し、コンデンサ１３には電圧Ｅに近い負電
圧が印加されるととＫなる。

ここで、コンデンサ電圧Ｖｃを負にしないためには、コ
ンデンサ１３、ダイオード１５、浮遊インダクタンスＬ
Ｏ１電極１、母材２からなる直列回路の共振指標Ｑを１
付近の値とすればよいが、この場合、さらに別の問題が
発生する。

（３）上記直列回路のＱを小さくするとコンデンサ１３
の容１ｃか非現実的なイ直となり、″また、電流ピーク
値もはね上って、サイリスタ１４、ダイオード１５の電
流耐量からコスト高となる。

例えば上記直列回路の抵抗分をＲとすると、となるか、
抵抗分ＲはせいぜいｒｏｍΩ程度であシ、浮遊インダク
タンスＬＯか２０μＨ程度存在するから、Ｑ＝１とする
と、 という途方もない値となり、実用的ではない。

この発明は、上述し上告問題、特に上記（２）　、　（
３１０問題点を解決しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、この発明は、電流平滑リ
アクトルを介して母材と電極との間に直流気流を供給し
、これらの間にアークを発生させ【溶接を行わせるアー
ク溶接電源装置において、前記母材と電極との間の電圧
により、これらの間がアーク状態か短絡状態かを識別す
る第１識別手段と、前記電極および母材に溶接電流か流
れたことを識別する第コ識別手段と、溶接開始時に前記
電極および母材間に電圧を印加する制御手段と、前記電
極および母材への電流供給端間に接続されたコンデンサ
と第１ダイオードの直列回路で、該第１ダイオードか通
常の溶接電流に加算する向きに電、流を流せる極性に接
続された回路と、前記第２ダイオードと同方向の電流を
通流する向きに前記コンデンサに並列接続された第２ダ
イオードと、前記第２ダイオードと逆並列接続された逆
阻止形可変インピーダンス素子と、溶接開始指令が与え
られ、かつ前記溶接電流か流れておらず、かつ前記電極
と母材間ｆｉｌ圧がアーク状態を示すときのみ前記可変
インピーダンス素子をオンとするゲート駆動手段とを具
備することを特徴とする。

〔作用〕

上記手段によれば、溶接開始指令が与えられておシ、か
つ溶接電流か流れておらず、かつ電極母材間か非短絡状
態にあるときにサイリスタ等の可変インピーダンス素子
がオンとなシコンデンサが充電される。その後、電極と
母材か接触すると浮遊インダクタンスＬＯを介してコン
デンサか放電し十分な溶接開始電流が得られる。この放
を電流Ｉｃは、コンデンサの両端電圧が零になる時に最
大左なシ、以後、浮遊インダクタンスＬＯおよび第１．
第２ダイオード等からなる回路を環流し、この回路の抵
抗分によって減衰していくが、直流電源（溶接電源）か
ら供給される電流工１の増加率と放電電流Ｉｃの減少率
が一致し浮遊インダクタンスＬＯの起電力が零となった
時点で第１．第２ダイオードかオフし、以後直流電源か
らの電流１１１Ｃよって通常の溶接か行われる。

このとき、コンデンサは、並列に挿入された第コダイオ
ードの順方向電圧降下分まで逆方向に充電されるか、こ
の値は約Ｏ，６Ｖと極めて小さいので、前記コンデンサ
に小容量の電解コンデンサを使用することかできる。こ
の結果、ダイオードやサイリスタにも電流容量の小さな
ものを用いることかでき、装置の低廉化を実現すること
ができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照し【本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明の一実施例の電気的構成を示すブロック
図でラシ、第２≠図の各部に対応する部分には同一の符
号を付しである。

この図において、電極１と母材２との間の電圧（以下、
アーク電圧と称する）ｖａは、増幅器２１の出力として
検出され、溶接電流Ｉｆは電流路に直列に挿入されたシ
ャント抵抗２２の出力電圧を入力とする増幅器２３の出
力として検出される（以下、説明の便宜の叱め、これら
の検出出力もＶＩＬ、Ｉｆで示す）。検出され九アーク
電圧’Ｖａは、電圧設定器２４で設定され上段定電圧Ｖ
ｒｅｆと加え合わせ点２５で比較され、これらの電圧の
差が増幅器２６を介して最大値選択回路２７へ供給され
る。一方、検出された溶接電流ＩＷは、加え合わせ点２
８．２９へ供給され、最小電流設定器３０および最大電
流設定器３１で設定された最小電流ニーおよび最大電流
ＩｒｒＬａｘと各々比較され、ｌ−１ｓ　−工ｗが増幅
器３２を介して最大値選択回路２７へ、Ｔ　ｍａｘ　−
工ｖか増幅器３３を介して最小値選択回路３４へ各々供
給される。前記最大値選択回路２７は、Ｖ　ｒｅｆ　−
Ｖ　ａとＩ−’−−Ｉｆとの大きい方を選択して出力す
る一力、最小値選択回路３４は、最大値選択回路２７の
出力とＩｒｒａｘ　−ｉ　ｖとの小さい方を選択し、差
電圧ΔＶとして出力する。

この差電圧ΔＶは、コンパレータ３５で三角波ＴＷと比
較されてＰＷＭ　（パルス幅変調）され、ドライバ３６
を介してメインスイッチ１６をオン／オフ制御する。な
お、最小値選択回路３４の出力が接続され念コンパレー
タ３５の入力端とアースとの間にはスタート停止スイッ
チ３７が挿入され、スタートを停止できるようになって
いる。以上は従来と同様の構成で、構成要素２１〜３７
が制御回路３８を構成する。

次に、電極１および母材２への電流供給端１２ａ＋１２
ｂの間圧はコンデンサ４０とダイオード４１との直列回
路が接続され、このダイオード４１の＠性は溶接電流工
Ｗに加算する向きの′電流を流せる方向になっている。

また、コンデンサ４０にはダイオード４２と抵抗４３と
か並列接続され、該ダイオード４２は上記ダイオード４
１と同方向の電流を流せるよう罠なっている。さらに１
ダイオード４１にはサイリスタ４４が逆並列に接続され
、これかオンのときに直流電源７から供給される電流に
よってコンデンサ４０を充電するようになっている。

一方、上記検出されたアーク電圧ＶＪＬおよび溶接電流
ＩＷは、コンパレータ４５．４６に供給され、基準電圧
ｖＳおよび基準電流工３と各々比較される。ここで、基
準電圧ＶＳは、電極１と母材２が非短絡状態にあるとき
の電圧よシ低く設定され、非短絡状態にあるときにコン
パレータ４５の出力は′Ｈ”レベルになる。一方、基準
電流Ｉａは溶接電流工ｗ２５１流れたと判断しうる最小
の＠、流値（例えば／（７Ａ程度）に設定され、溶接電
流工Ｗか少しでも流れｔときにはコンパレータ４６の出
力が１Ｌ＃レベルに変わるようになっている。そして、
これらの出力が溶接スタート信号ＳＴと共にアンドゲー
ト４７の入力端へ供給され、アンドゲート４７の出力は
ドライバ４８を介してサイリスタ４４のゲートＧへ供給
される。

次に、本実施例の動作を、通常時の制御と溶接開始時の
制御とに別けて説明する。なお、通常時の制御は従来と
同様である。

（１）−通常時の制御 溶接電源の制御は通常、アーク寛王一定制御である。

この制御は、電極１の送給速度を一定とし、電極母材間
距離ｔの増減にともないアーク電圧Ｖａが増減する性質
を利用している。すなわち、アーク電圧Ｖａか設定電圧
ｖｒｅｆよシも低い場合は、溶接電流ｉｗを増加して電
極１の溶融散を増し、前記距１ｔｈｔを増加させ【アー
ク電圧Ｖａを上昇させ（第２図（ａ）　、　（ｂ）の区
間）、逆にアーク電圧Ｖａか設定電圧”（ｒｅｆよりも
高い場合には、溶接電流■ｗを減じて電極ｌの付出し量
を増し、距離ｔを小さくしてアーク電圧ｖａを下降させ
（第２図（）。

（ｄ）の区間）、アーク電圧Ｖａか設定電圧Ｖ　ｒｅｆ
と一致するように制御する（第２図（ｅ）の区間）。

念だし、電極ｌと母材２の短絡期間では、溶接電流工Ｗ
が増加して機器の耐量上不利である九め上限を設け、電
流ＩＷが最大電流１ｍａｘを超えると、最小値選択回路
３４において増幅器３３の出力を選択し、溶接電流ｉｗ
を制限する（第２図（ｂ）の区間）。一方、アーク電圧
Ｖａか設定電圧Ｖｒｅｆより高い状態が比較的長く続く
と、溶接電流工Ｗかどんどん減少し、ついにはアーク３
か切れてしまうので、溶接電流１ｖが最小電流ニーよシ
下がったときＫは最大値選択回路２７および最小値選択
回路３４で増幅器３２の出力を選択し、溶接電流工Ｗか
最小電流ニー以下にならないようにする（第１図（ｄ］
）。

なお、上記各動作において、最小値選択回路あの出力電
圧（差電圧）ΔＶか大きい程、メインスイッチ１６のオ
ンする割合（三角波ＴＷ／周期中に占めるオン幅の比率
）が増加し、アーク電圧ｙａか上昇する。すなわち、溶
接電流か一定となっているときは、アーク電圧Ｖ＆はＥ
Ｘ　（オンの割合）とほぼ一致する。

偉）溶接開始時の制御 溶接開始時の状態は次のとおシである。

■　電極１と母材２とは離れ℃おり、非短絡状態にある
。

■　従って、溶接電流工Ｗは零で最小電流ニー以下なの
で、制御回路３８はメインスイッチ１６をほぼ全期間オ
ンとする。

■　この九め、アーク電圧Ｖａは電源電圧Ｅ近くまで上
昇する。

この結果、溶接開始時（第２図に）の時刻ｔｏ）にはコ
ンパレータ４５．４６の出力かともに＠Ｈ”レベルとな
シ、溶接スタート信号ＳＴによってアンドゲート４７か
開かれ、ドライバ４８を介し℃サイリスタ４４かオンと
され（第２図（ホ））、コンデンサ４０は電源電圧Ｅに
近い値まで充電される（第２図（へ））、なお、サイリ
スタ４４は充電後もオン状態を保ち、抵抗ＲＫよる放電
を補う電流を流すようになっている。

やがて、電極ｌか送給され、第２図に）に示す時刻ｔｌ
Ｋ電極１が母材２に接触すると、アーク電圧ＶＢ÷Ｏと
なってコンパレータ４５の出力がｔ＃レベルになシ、ア
ンドゲート４７か閉じサイリスタ４４のゲートＧ・カソ
ードに間が短絡する。これによってコンデンサ４０から
は、コンデンサ４０→浮遊インダクタンスＬｏ→コンタ
クトチツプ→［極１→母材２→シャント抵抗２２→ダイ
オード４１→コンデンサ４０の経路で放電電流１ａが流
れ、　（第２図（ト）χこのとき、サイリスタ４４は逆
バイアスとなってオフする。一方、リアクトル８のイン
ダクタンスりはＬ＞＞Ｌｏであるなめ、コンデンサ４０
の電圧Ｖｃか放電によって低下しても、電源電流１１は
容易に立上れない。そして、′ＩＩｉ源亀流工１はコン
デンサ４０の放電を補うべく、当初はコンデンサ４０に
向って流れ、その放電時間を見かけ上長くする（第２図
（ト））。

さて、コンデンサ４０の放電電流ＩＣはＩｐなるピーク
値をとるか、これはｒ　ｐ＊ｇＪＦフＴ１で規定され、
この値をとる時点でコンデンサ電圧ＶＣか丁度零となる
（第２図（へ）、（ト））。これ以後は、ダイオード４
２→浮遊インダクタンスＬｏ→コンタクトチツプ９→電
極１→母材２→シヤント抵抗２２→ダイオード４１→ダ
イオード４２の経路で電流１ｃが環流し、この回路の抵
抗分によって減衰していき、電＠１ｍ流工１の増加率と
電流ｊｃの減少率とか一致し、浮遊インダクタンスＬｏ
の起電力か零となつ之時点でダイオード４１．４２かオ
フし、電流Ｉｃが零となシ、以後電源電流工ｌＫよって
通常の溶接が行われる。

このトキ、コンデンサ４０は、ダイオード４２の順方向
電圧降下分まで逆方向に充電されるものの、この値は約
ａ６ｖと小さい。従って、従来のよう罠コンデンサ１３
（第２≠図）の１直を太きくしてＱを下げ、これによっ
て逆方向の充電を防ぐといったような手段をとらなくて
も済み、コンデンサ４０の容量を必要最小限に選定する
ことができる。例えば、従来のｒａｏｏｏｐｙよシー桁
値を落として２００μＦ程度で十分である。この結釆、
ＬＯ＝２０ｐＫ、Ｃ＝！ｒ００ｐＦ、Ｅ＝７（７Ｖとす
ると、 となる。実際には抵抗分の影響があるため、工ｐ＝Ｊｊ
ＯＡ程度となシ、放電電流ＩＣが正となる期間は３００
μ３程度になるので、サイリスタ４４のターンオフタイ
ムは十分に確保することかできる。また、溶接開始に必
要な溶接電流を確保できることはいうまでもない。

次に１抵抗４３は感電防止の目的で挿入したものである
。すなわち、溶接開始指令が与えられ、を極１と母材２
か一度も接触しないうちに溶接を停止すると、コンデン
サ４０に電源電圧Ｅに近い電圧か残るため、人間か電極
ＩＫ触れると感を事故につながるおそれがある。そこで
、溶接停止指令か出てサイリスタ４４のゲートかオフさ
れｆｃ後、０．１〜ｄＪ秒の間に放電できるよう圧抵抗
４３を設けえ。

この抵抗は第ダ図に符号４３＆で示すように１１！流供
給端１２１．１２ｂ間に挿入してもよいか、この場合は
通常の＃液中の損失が大きくなるので抵抗値Ｒを大きく
しなければならず、放電時間を長くとる必要かある。例
えばアーク電圧Ｖ＆の平均値をｇａｖ、抵抗４３．４３
ａの値をコＯσｇとすると（第３図、第μ図参照）、第
３図の回路での定常ロスはＯＷ１第μ図の回路での定常
ロスは、 −〇〇 となる。

なお、本実施例において溶接中にアーク切れを起こし九
場合は、上述し上洛接開始時と全く同一〇条件になるた
め、アーク移行かスムーズに再び行えるという長所かあ
る。

また、通常溶接時にこの回路を働かさない最大の理由は
、通常溶接時は母材２の温度か十分高いこと、電極１の
先端に必らず溶滴を持っていることの２点から、十分円
滑にアーク再生かできるからである。

最後に、サイリスタ４４をダイオードで置き換えると、
アーク電圧Ｖａのわずかな上昇によって電源電流工１が
コンデンサ４０＆Ｃ流入してしまい、アークがたちどこ
ろに消滅してアーク切れを頻発し、正常な溶接ができな
くなってしまう。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明は、電極および母材へのｔ
ｉ供給端の間にコンデンサト第１ダイオードとの直列回
路を接続するとともに、前記第２ダイオードと逆並列に
サイリスタ等の可変インピーダンス素子を、前記コンデ
ンサと並列に第２ダイオードを各々接続し、溶接開始指
令が与えられており、かつ溶接電流が流れておらず、か
つ電極母材間が非短絡状態にあるときに＃記可変インピ
ーダンス素子をオンとして前記コンデンサを充電する一
方、前記電極と母材とか接触したときく前記コンデンサ
を放電し、コンデンサ電圧が零になった以降は第２．第
２のダイオードを通して電流を流し、前記コンデンサが
逆方向に充電されないようにしたので、このコンデンサ
に小容量の電解コンデンサを使用することかでき、充放
電電流が流れる素子の電流容量を小さくできることとあ
いまって、装置の低廉化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第２図は本発明の一実施例の電気的構成を示すブロック
図、第２図は同実施例におけるアーク電圧一定制御を説
明する七めの波形図、第３図、第φ図は感電防止用抵抗
４３．４３ａの挿入位置を示す回路図、第１図はアーク
溶接の各段階と溶接電流を示す図、第６図は従来のアー
ク電圧一定制御を説明するためのブロック図、第１図は
溶接開始時の溶接電流工Ｗの状態を説明する丸めの図、
第２図は溶接電流ｉｗの立上シ増加率を説明するための
図、第り図は溶接開始時の溶接不良か起こる理由を説明
する丸めの図、第ｉｏ図は良好な溶接（同図（イ））と
不良溶接（同図（ロ））とを対比して示した平面図、第
１／図、第１２図は溶接開始時の不良溶接を解消するた
めの従来方法を示す回路図、第１３図は第２コ図の回路
における放ｔ１！流工Ｃとコンデンサ％ＥＥＶｃの挙動
を示す波形図、第２≠図はサイリスタを甲いた従来回路
の一例を示す回路図、第２ｊ図は第２参図の回路におけ
る各部の波形を示す波形図である。 １・・・・・・電極、２・・・・・・母材、３・・・・
・・アーク、７・・・・・・直流截源、８・・・・・・
リアクトル、１２ｔＬ、１２ｂ・・・・・・電流供給端
、３８・・・・・・制御回路（制御手段）、４０・・・
・・・コンデンサ、４１・・・・・・第２ダイオード、
４２・・・・・・第２ダイオード、４３．４３ａ・・・
・・・抵抗、４４・・・・・・サイリスタ（可変インピ
ーダンス素子）、４５・・・・・・コンパレータ（第１
１ｍ別手段）、４６・・・・・・コンパレータ（第コ識
別手り、４７・・・・・・アンドゲート、４８・・・・
・・ドライバＣ以上４７．４８はゲート駆動手段）、工
１・・・・・・電源電流、ＩＣ・・・・・・放電電流、
ＩＷ・・・・・・溶接電流、ｖａ・・・・・・アーク電
ａＥ（電極・母材間電圧）、ＶＣ・・・・・・コンデン
サ電圧。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）電流平滑リアクトルを介して母材と電極との間に
   直流電流を供給し、これらの間にアークを発生させて溶
   接を行わせるアーク溶接電源装置において、前記母材と
   電極との間の電圧により、これらの間がアーク状態か短
   絡状態かを識別する第１識別手段と、前記電極および母
   材に溶接電流が流れたことを識別する第２識別手段と、
   溶接開始時に前記電極および母材間に電圧を印加する制
   御手段と、前記電極および母材への電流供給端間に接続
   されたコンデンサと第１ダイオードの直列回路で、該第
   １ダイオードが通常の溶接電流に加算する向きに電流を
   流せる極性に接続された回路と、前記第１ダイオードと
   同方向の電流を通流する向きに前記コンデンサに並列接
   続された第２ダイオードと、前記第１ダイオードと逆並
   列接続された逆阻止形可変インピーダンス素子と、溶接
   開始指令が与えられ、かつ前記溶接電流が流れておらず
   、かつ前記電極と母材間電圧がアーク状態を示すときの
   み前記可変インピーダンス素子をオンとするゲート駆動
   手段とを具備することを特徴とするアーク溶接電源装置
   。
2. （２）前記可変インピーダンス素子はサイリスタである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアーク溶
   接電源装置。
3. （３）前記コンデンサに放電用の抵抗を並列接続したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   のアーク溶接電源装置。
4. （４）前記コンデンサと第１ダイオードの直列回路に放
   電用の抵抗を並列接続したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項記載のアーク溶接電源装置。