JPS61266178A - Power source for arc welding - Google Patents
Power source for arc weldingInfo
- Publication number
- JPS61266178A JPS61266178A JP10599285A JP10599285A JPS61266178A JP S61266178 A JPS61266178 A JP S61266178A JP 10599285 A JP10599285 A JP 10599285A JP 10599285 A JP10599285 A JP 10599285A JP S61266178 A JPS61266178 A JP S61266178A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- arc
- time
- state
- output current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
1一
本発明は、消耗性電極を用いる自動アーク溶接、特に短
絡移行によるCO2アーク溶接に好適なアーク溶接用電
源に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] 11 The present invention relates to an arc welding power source suitable for automatic arc welding using a consumable electrode, particularly for CO2 arc welding by short-circuit transfer.
短絡移行によるCO2アーク溶接においてLi、何らか
の原因により短絡状態が長く続くと、過大な短絡電流が
流れてアーク再生の瞬間に大粒のスパッタが発生し、ま
たアーク状態が長時間続くと、電流の減少によりアーク
切れが生じ、ビード形状が不良になる。In CO2 arc welding due to short-circuit transfer, if the short-circuit condition continues for a long time due to some reason, an excessive short-circuit current will flow and large spatter will occur at the moment of arc regeneration, and if the arc condition continues for a long time, the current will decrease. This causes arc breakage and poor bead shape.
従来、これらの対策として、スパッタの低減については
、第3図に示すように出力電流がある設定値IHを越え
ると電流の増加を抑制する手段を設けて短絡電流のピー
ク値IPを制限し、過大電流■P′が流れないようにす
る工夫がなされ、またアーク切れの防止については、第
4図に示すようにアーク発生期間に出力電流がある設定
値ILより下がると出力電流を増加、または定電流に制
御する手段を設けて電流がゼロにならないようにする工
夫がなされていた。これらは、パワートラン−2=
ジスタのような高速スイッチング素子を用いて出力を制
御するインバータ制御のアーク溶接用電源の実現により
可能となったものである。Conventionally, to reduce spatter, as shown in Fig. 3, measures have been taken to limit the peak value IP of the short-circuit current by providing means to suppress the increase in current when the output current exceeds a certain set value IH. Efforts have been made to prevent excessive current ■P' from flowing, and to prevent arc breakage, as shown in Figure 4, if the output current drops below a certain set value IL during the arc generation period, the output current is increased or Efforts have been made to prevent the current from reaching zero by providing a means to control the current to constant. These have been made possible by the realization of an inverter-controlled arc welding power source that controls the output using a high-speed switching element such as a power transistor.
しかし、以」−の従来技術により大粒のスパッタの発生
を防止し、かつアーク切れを防止しようとすると、
(1)電流値検出手段
(2)TI設定手段
(3)電流増加抑制手段
(4)Tl、、設定手段
(5)電流減少抑制手段
が必要となり、制御回路が複雑で高価なものになる。However, when trying to prevent the generation of large spatter and arc breakage using the following conventional techniques, (1) current value detection means (2) TI setting means (3) current increase suppressing means (4) Tl, setting means (5) Current reduction suppressing means is required, making the control circuit complicated and expensive.
本発明の目的は、」二側従来技術のように(1)〜(5
)の手段を用いることなく、簡単で安価な構成により、
スパッタの低減およびアーク切れ防止の効果を十分上げ
ることができるアーク溶接用電源を提供することにある
。The purpose of the present invention is to solve the following problems as in the prior art:
), with a simple and inexpensive configuration,
An object of the present invention is to provide an arc welding power source that can sufficiently reduce spatter and prevent arc breakage.
3一
本発明は、パワートランジスタのような高速スイッチン
グ素子により出力を制御する消耗電極式アーク溶接用電
源において、出力電流の変化率に対応した信号を発生す
る電流変化率検出手段と、−ト記電流変化率に対応した
信号を増幅して出力制御信号に加算することにより出力
電流の変化を抑制するように上記高速スイッチング素子
のオンオフ時間比を変化させる出力電流制御手段とを備
え、−上記電流変化率に対応した信号を増幅する増幅回
路は、アーク負荷がアーク状態から短絡状態に移った時
点および短絡状態からアーク状態に移った時点からの時
間の経過とともにそれぞれ増幅度が大きくなるように構
成されていることを特徴とする。31 The present invention provides, in a consumable electrode type arc welding power source whose output is controlled by a high-speed switching element such as a power transistor, current change rate detection means for generating a signal corresponding to the change rate of output current; output current control means for changing the on-off time ratio of the high-speed switching element so as to suppress a change in the output current by amplifying a signal corresponding to the current change rate and adding it to the output control signal; The amplifier circuit that amplifies the signal corresponding to the rate of change is configured such that the amplification degree increases with time from the time when the arc load changes from the arc state to the short circuit state and from the time from the time when the short circuit state changes to the arc state. It is characterized by being
そもそも短絡移行によるCO27−ク溶接において、過
大電流による大粒のスパッタが発生するのは短絡状態が
長時間続いた場合であり、また電流の減少によるアーク
切れが生じるのもアーク長の変動によりアーク状態が長
時間続いた場合である。In the first place, in CO27-k welding due to short-circuit transition, large spatters due to excessive current occur when the short-circuit condition continues for a long time, and arc breakage due to decrease in current occurs due to changes in the arc condition. This is when it continues for a long time.
4一
本発明はこの事実に着目し、長時間の短絡状態および長
時間のアーク状態が続いたときは出力電流の変化に対す
る抑制を強める(定電流性向に近づける)ようにしたも
ので、しかも設定電流や設定時間で切換えるのではなく
、第5図に示すように時間の経過とともにほぼ指数関数
的に出力電流の変化をゆるやかにすることにより、制御
回路の簡素化を図ったものである。41 The present invention focuses on this fact and strengthens the suppression of changes in output current (brings it closer to constant current propensity) when short-circuit conditions and long-term arc conditions continue. Rather than switching based on current or set time, the control circuit is simplified by making the change in output current gradual, almost exponentially, over time, as shown in FIG.
本発明の一実施例を第1図に示す。 An embodiment of the present invention is shown in FIG.
本実施例は、商用交流電源1からの入力を整流回路2で
直流に変換し、平滑コンデンサ3により平滑化した後、
パワートランジスタまたはMOSFET等の高速スイッ
チング素子5を用いたインバータ回路4により高周波交
流(例えば20kHz)に変換し、これを溶接トランス
6で降圧した後、出力側整流器7により再度直流に変換
し、直流リアクタ8により平滑化してアーク負荷12に
直流出力を供給するインバータ制御のアーク溶接用電源
であり、10は消耗性電極として用いられる溶接ワイヤ
、11はワイヤ送給ローラ、13は母材である。In this embodiment, input from a commercial AC power supply 1 is converted into DC by a rectifier circuit 2, smoothed by a smoothing capacitor 3, and then
The inverter circuit 4 using a high-speed switching element 5 such as a power transistor or MOSFET converts the current into high-frequency alternating current (for example, 20 kHz), steps down the voltage through the welding transformer 6, converts it back to direct current through the output rectifier 7, and connects the DC reactor. 8 is an inverter-controlled arc welding power supply that smoothes and supplies DC output to an arc load 12; 10 is a welding wire used as a consumable electrode; 11 is a wire feed roller; and 13 is a base material.
上記直流リアクタ8は高周波交流分を平滑化するだけの
小形のもので、溶接特性上必要なインダクタンスとして
の機能は次に述べる電流変化率検出手段と出力電流制御
手段によって実現される。The DC reactor 8 is small enough to smooth the high-frequency AC component, and its function as an inductance, which is necessary for welding characteristics, is achieved by current change rate detection means and output current control means, which will be described below.
本実施例では、電流変化率検出手段として直流リアクタ
8に二次巻線9を設け、この二次巻線9に誘起する電圧
をアーク負荷12に供給される出力電流■の変化率(d
i/dt、)に対応した信号として用いている。出力電
流制御手段は、−に起工次巻線9の誘起電圧を増幅回路
14で増幅し、加算回路15で出力電圧設定器16から
の出力制御信号に加算して駆動回路17に加え、パルス
幅変調した信号でインバータ回路4の高速スイッチング
素子5を駆動することにより、出力電流■が増加しよう
とする時は上記スイッチング素子のオン時間幅を狭くし
、逆に出力電流Iが減少しようとする時は上記スイッチ
ング素子のオン時間幅を広くして電流変化を抑制する機
能を持たせたもので、アーク負荷12の短絡期間におけ
る電流上昇率およびアーク発生期間における電流低下率
はいずれも増幅回路14の増幅度(ゲイン)によって決
まる。In this embodiment, a secondary winding 9 is provided in the DC reactor 8 as current change rate detection means, and the voltage induced in the secondary winding 9 is determined by the rate of change (d) of the output current supplied to the arc load 12.
i/dt, ). The output current control means amplifies the induced voltage of the next winding 9 in the - amplification circuit 14, adds it to the output control signal from the output voltage setter 16 in the adder circuit 15, applies it to the drive circuit 17, and adjusts the pulse width. By driving the high-speed switching element 5 of the inverter circuit 4 with a modulated signal, when the output current ■ is about to increase, the on-time width of the switching element is narrowed, and when the output current I is about to decrease, conversely. has the function of suppressing current changes by widening the on-time width of the switching element, and both the current increase rate during the short-circuit period of the arc load 12 and the current decrease rate during the arc generation period are determined by the amplifier circuit 14. Determined by the degree of amplification (gain).
増幅回路14は、直流リアクタ8の二次巻線9からの電
圧をオペアンプTC1で増幅し、その出力を抵抗Rユを
通してオペアンプTC2の(−)入力端子に加え、さら
に増幅して加算回路15に出力するようになっており、
オペアンプ■C2は帰還抵抗R8およびこの帰還抵抗と
並列のコンデンサC□、抵抗R2からなる遅れ要素を有
し、(+)入力端子は抵抗R4を通して接地されている
。The amplifier circuit 14 amplifies the voltage from the secondary winding 9 of the DC reactor 8 with an operational amplifier TC1, applies the output to the (-) input terminal of the operational amplifier TC2 through a resistor R, and further amplifies it to the adder circuit 15. It is designed to output
The operational amplifier ■C2 has a delay element consisting of a feedback resistor R8, a capacitor C□ in parallel with the feedback resistor, and a resistor R2, and its (+) input terminal is grounded through the resistor R4.
−1−記増幅回路14におけるオペアンプ■C2の増幅
度は直流的にはR3/R,で決定されるが、コンデンサ
C2、抵抗R□〜R3の値を適当に選定することにより
、アーク負荷12がアーク状態から短絡状態に移った瞬
間および短絡状態からアーク状態に移った瞬間にはオペ
アンプTC2の増幅度をほぼ(R2・Ra/R2+R3
)/R□と小さくし、時間の経過とともに指数関数的に
増幅度をR3/ R1へと大きくすることができる。-1- The amplification degree of the operational amplifier C2 in the amplifier circuit 14 is determined by R3/R in DC terms, but by appropriately selecting the values of the capacitor C2 and the resistors R□ to R3, the arc load 12 The amplification degree of operational amplifier TC2 is approximately (R2・Ra/R2+R3
)/R□, and the amplification degree can be increased exponentially to R3/R1 over time.
第2図は出力電流波形と各部信号波形を示す。FIG. 2 shows the output current waveform and each part signal waveform.
すなわち、アーク負荷12がアーク状態から短絡状態に
移った時点からの時間の経過とともにオペアンプ丁C2
の増幅度が大きくなるため、出力信号の時間的変化が第
2図a→bのようにゆるやかとなって、出力電流■の増
加に対する抑制を強めるように働き、また短絡状態から
アーク状態に移った時も同様で、この時点からの時間の
経過とともにオペアンプ■C2の増幅度が大きくなるた
め、出力信号の時間的変化が第2図c−+dのようにゆ
るやかとなって、出力電流■の減少に対する抑制を強め
るように働く。That is, as time passes from the time when the arc load 12 changes from the arc state to the short circuit state, the operational amplifier C2
As the degree of amplification increases, the temporal change in the output signal becomes gradual as shown in Figure 2 a → b, which acts to strengthen the suppression of the increase in the output current ■, and also causes the transition from the short circuit state to the arc state. The same is true when the time elapses from this point on, as the amplification degree of operational amplifier ■C2 increases, the temporal change in the output signal becomes gradual as shown in Figure 2 c-+d, and the output current ■ increases. It works to strengthen the control against decline.
第5図は出力電流■の制御の様子を示す図で、短絡期間
およびアーク発生期間の初期には電流変化を急にして通
常の溶接状態での適正な短絡周期(単位時間当りの短絡
回数)を確保しながら、短絡状態が長く続いたときの電
流のピーク値IPを低く抑えて過大電流■P′による大
粒のスパッタの発生を防止することができ、またアーク
状態が長く続いたときの電流の減少を抑えてアーク切れ
を防止することができる。Figure 5 is a diagram showing how the output current ■ is controlled. At the beginning of the short-circuit period and the arc generation period, the current changes rapidly to obtain an appropriate short-circuit period (number of short-circuits per unit time) under normal welding conditions. It is possible to prevent the generation of large spatter due to excessive current ■P' by keeping the current peak value IP low when the short-circuit condition continues for a long time while ensuring that the current peak value IP when the short-circuit condition continues for a long time. arc breakage can be prevented by suppressing the decrease in
〜8−
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は
」−記実施例の構成に限定されるものでなく、例えば電
流変化率検出手段としては、」1記実施例のように直流
リアクタ8に二次巻線9を設ける代わりに、電流検出器
を用いて出力電流■を電圧に変換し、この電圧を微分回
路に加えて出力電流の変化率に対応した信号を得てもよ
い。~8- Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the configuration of the embodiment described in "-". For example, as a current change rate detection means, it may be Instead of providing a secondary winding 9 in the DC reactor 8, a current detector is used to convert the output current ■ into a voltage, and this voltage is applied to a differentiator circuit to obtain a signal corresponding to the rate of change of the output current. Good too.
また、増幅度を時間の経過と共に大きくする手段として
は上記実施例のように遅れ要素による方法だけでなく、
増幅回路14に外部制御信号により増幅度が変化する可
変利得増幅回路(ゲインコントロールTC)を用い、ア
ーク状態から短絡状態に移った時点および短絡状態から
アーク状態に移った時点での出力電圧、電流の変化を利
用してリセットされる積分信号などを外部制御信号とし
て増幅度を時間の経過とともに大きくするようにしても
よい。Furthermore, as a means for increasing the degree of amplification over time, there is not only a method using a delay element as in the above embodiment;
A variable gain amplifier circuit (gain control TC) whose amplification degree is changed by an external control signal is used in the amplifier circuit 14, and the output voltage and current are determined at the time of transition from the arc state to the short circuit state and the time of transition from the short circuit state to the arc state. The degree of amplification may be increased over time by using an integral signal or the like that is reset using changes in as an external control signal.
本発明によれば、出力電流の変化率に対応した信号を増
幅して出力制御信号に加算する増幅回路の増幅度を、ア
ーク負荷がアーク状態から短絡状態に移った時点および
短絡状態からアーク状態に移った時点からの時間の経過
とともに大きくすることで、電流変化に対する抑制を強
めるようにしたため、前記従来技術のように出力電流が
設定値を越えたときに電流の増加を抑える手段と出力電
流が設定値より下がったときに電流の減少を抑える手段
を別個に設ける必要がなく、より簡畦で安価な回路構成
により、過大電流による大粒のスパッタの発生製防止し
、かつ電流の減少によるアーク切れを防止する効果を十
分発揮させることができる。According to the present invention, the amplification degree of the amplifier circuit that amplifies a signal corresponding to the rate of change of the output current and adds it to the output control signal is adjusted at the time when the arc load changes from the arc state to the short circuit state and from the short circuit state to the arc state. By increasing the current change over time from the point when the current changes, the suppression of current changes is strengthened. There is no need to separately provide a means to suppress the decrease in current when the current decreases below the set value, and the simpler and cheaper circuit configuration prevents the generation of large spatters due to excessive current, and prevents arcing due to decrease in current. The effect of preventing cuts can be fully exhibited.
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
本実施例における出力電流波形と各部信号波形を示す図
、第3図はスパッタ低減に関する従来技術を説明するた
めの電流波形図、第4図はアーク切れ防止に関する従来
技術を説明するための電流波形図、第5図は本発明の詳
細な説明するための電流波形図である。
−10=
5・・・高速スイッチング素子
9・・・電流変化率検出手段(直流リアクタの二次巻線
)
10・・・消耗性電極(溶接ワイヤ)
12・・・アーク負荷
14.15・・・出力電流制御手段(14・・・増幅回
路15・・・加算回路)FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the output current waveform and each part signal waveform in this embodiment, and FIG. 3 is a current waveform for explaining the conventional technology related to spatter reduction. 4 are current waveform diagrams for explaining the prior art related to prevention of arc breakage, and FIG. 5 is a current waveform diagram for explaining the present invention in detail. -10= 5... High-speed switching element 9... Current change rate detection means (secondary winding of DC reactor) 10... Consumable electrode (welding wire) 12... Arc load 14.15...・Output current control means (14... amplifier circuit 15... addition circuit)
Claims (1)
り出力を制御する消耗電極式アーク溶接用電源において
、出力電流の変化率に対応した信号を発生する電流変化
率検出手段と、上記電流変化率に対応した信号を増幅し
て出力制御信号に加算することにより出力電流の変化を
抑制するように上記高速スイッチング素子のオンオフ時
間比を変化させる出力電流制御手段とを備え、上記電流
変化率に対応した信号を増幅する増幅回路は、アーク負
荷がアーク状態から短絡状態に移った時点および短絡状
態からアーク状態に移った時点からの時間の経過ととも
にそれぞれ増幅度が大きくなるように構成されてなるこ
とを特徴とするアーク溶接用電源。A consumable electrode type arc welding power source whose output is controlled by a high-speed switching element such as a power transistor includes a current change rate detection means that generates a signal corresponding to the rate of change of the output current, and a current change rate detection means that generates a signal corresponding to the rate of change of the current. output current control means for changing the on/off time ratio of the high-speed switching element so as to suppress changes in the output current by amplifying and adding the amplified signal to the output control signal, and amplifying the signal corresponding to the current change rate. The amplifier circuit is characterized in that it is configured such that the degree of amplification increases with time from the time when the arc load changes from the arc state to the short circuit state and from the time when the arc load changes from the short circuit state to the arc state. Power source for welding.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10599285A JPS61266178A (en) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | Power source for arc welding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10599285A JPS61266178A (en) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | Power source for arc welding |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61266178A true JPS61266178A (en) | 1986-11-25 |
JPH0453619B2 JPH0453619B2 (en) | 1992-08-27 |
Family
ID=14422216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10599285A Granted JPS61266178A (en) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | Power source for arc welding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61266178A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004268095A (en) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Yaskawa Electric Corp | Control method for arc welding machine |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6064763A (en) * | 1983-04-30 | 1985-04-13 | Kobe Steel Ltd | Method for controlling output of welding power source accompanying short circut transfer |
-
1985
- 1985-05-20 JP JP10599285A patent/JPS61266178A/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6064763A (en) * | 1983-04-30 | 1985-04-13 | Kobe Steel Ltd | Method for controlling output of welding power source accompanying short circut transfer |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004268095A (en) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Yaskawa Electric Corp | Control method for arc welding machine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0453619B2 (en) | 1992-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH07116839A (en) | Consumable electrode dc arc welding machine | |
JPS61266178A (en) | Power source for arc welding | |
JPH10174428A (en) | Power factor improvement circuit | |
JP2509546B2 (en) | Welding power supply | |
JPH0753313B2 (en) | Power control device for inverter type resistance welding machine | |
JP3253822B2 (en) | Welding machine control device | |
JP2978598B2 (en) | Pulse arc welding method | |
JPH01162573A (en) | Arc welding power source | |
JP3981208B2 (en) | Arc machining power supply | |
JP2842941B2 (en) | Pre-regulated output variable power supply | |
JPH08168248A (en) | Ac-dc converter | |
JP2707016B2 (en) | DC TIG arc welding machine | |
JPS61286068A (en) | Power source for arc welding | |
JPH0622758B2 (en) | DC arc welding machine | |
JPS6228075A (en) | Consumable electrode type arc welding machine | |
JPS62192264A (en) | Pulse arc welding power source | |
JPH0355226B2 (en) | ||
JPS62124075A (en) | Power source for arc welding | |
JPH02112881A (en) | Power source for arc welding and cutting | |
JPH02187270A (en) | Consumable electrode arc welding output controller | |
JPH0574583A (en) | Lighting apparatus of hid lamp | |
JPH02205264A (en) | High-pulse welding power source | |
JPH0696194B2 (en) | Waveform control method for short-circuit arc welding | |
JP2021114807A (en) | Arc machining power source device | |
JPH05185226A (en) | Dc arc welding machine |