JPS6219269B2 - - Google Patents
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- JPS6219269B2 JPS6219269B2 JP3892978A JP3892978A JPS6219269B2 JP S6219269 B2 JPS6219269 B2 JP S6219269B2 JP 3892978 A JP3892978 A JP 3892978A JP 3892978 A JP3892978 A JP 3892978A JP S6219269 B2 JPS6219269 B2 JP S6219269B2
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- resistor
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- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 35
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 13
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 6
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 6
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 6
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
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- Arc Welding Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はアーク溶接装置に関し、特にそのア
ークのスタート性を改善することを目的としてい
る。
ークのスタート性を改善することを目的としてい
る。
近年、アーク溶接に用いる溶接電源として、サ
イリスタの点弧位相、即ちサイリスタの導通時間
を制御して、その結果として出力電力が調整され
る溶接電源が普及している。これは、サイリスタ
を用いることによつて帰還制御が容易になり、１
次電圧の変動や周囲温度の変動等の外乱の影響を
うけにくく一度設定した溶接条件が変動しない利
点があるためである。このため、安定な溶接条件
が保持され、溶接作業性が向上する。ところが、
このサイリスタを用いた溶接電源においても、ア
ークのスタート性に関しては完全に解決されてい
なかつた。
イリスタの点弧位相、即ちサイリスタの導通時間
を制御して、その結果として出力電力が調整され
る溶接電源が普及している。これは、サイリスタ
を用いることによつて帰還制御が容易になり、１
次電圧の変動や周囲温度の変動等の外乱の影響を
うけにくく一度設定した溶接条件が変動しない利
点があるためである。このため、安定な溶接条件
が保持され、溶接作業性が向上する。ところが、
このサイリスタを用いた溶接電源においても、ア
ークのスタート性に関しては完全に解決されてい
なかつた。
ここで消耗性電極を用いた溶接のアークのスタ
ート性について説明すると、アークのスタート時
においては冷たい電極（以下ワイヤという）と冷
たい母材が接触し発熱してワイヤ先端がとけ、ワ
イヤ先端と母材間に空隙ができ、その後この空隙
間にアークが発生する。つまり、アークのスター
ト時においては、低温状態のワイヤと母材が接触
する為に、溶接時に加えるエネルギー以上のエネ
ルギーを加える必要がある。
ート性について説明すると、アークのスタート時
においては冷たい電極（以下ワイヤという）と冷
たい母材が接触し発熱してワイヤ先端がとけ、ワ
イヤ先端と母材間に空隙ができ、その後この空隙
間にアークが発生する。つまり、アークのスター
ト時においては、低温状態のワイヤと母材が接触
する為に、溶接時に加えるエネルギー以上のエネ
ルギーを加える必要がある。
ここで溶接装置の出力電力を高くすればワイヤ
と母材間に大きなエネルギーを加えることができ
るが、このエネルギーが過剰な場合には、アーク
がのびてワイヤに給電するためのチツプにまで達
して、チツプを溶かしてしまう場合がある（バン
バツク現象という）。また、アークのスタート時
にワイヤの先端が飛び散り、これが母材に溶着し
てしまつたり、アークのスタートからアークが安
定になるまでに時間がかかり、全体の溶接時間を
短縮できない等スタート時には種々の問題があつ
た。
と母材間に大きなエネルギーを加えることができ
るが、このエネルギーが過剰な場合には、アーク
がのびてワイヤに給電するためのチツプにまで達
して、チツプを溶かしてしまう場合がある（バン
バツク現象という）。また、アークのスタート時
にワイヤの先端が飛び散り、これが母材に溶着し
てしまつたり、アークのスタートからアークが安
定になるまでに時間がかかり、全体の溶接時間を
短縮できない等スタート時には種々の問題があつ
た。
そこで従来は、出力電力設定回路をアークのス
タート前と後とで切換えて溶接装置の出力電力を
アークのスタート前の方がアークのスタート後
（溶接中）よりも多少高くなるようにして、アー
クのスタート時に溶接中より大きなエネルギーを
ワイヤに加えるようにしてアークのスタート性を
改善していた。第１図に従来の回路方式の１例を
示す。この回路において、１は出力電力設定回
路、２は比較増巾回路、３はゲート回路、２０は
サイリスタ群で、ゲート回路３からの信号により
導通角が制御され、交流電源２１からの電力を変
化させて出力電力２２とするものである。なお、
この出力電力２２が溶接装置の出力となる。４，
５は出力電力調整用の可変抵抗、６は溶接電流が
流れたこと（アークのスタートしたこと）を検知
して開路状態となる常閉接点、７は溶接電流が流
れたことを検知して閉路状態となる常開接点、８
は出力電力設定信号に対する入力抵抗、９は出力
電力の帰還信号に対する入力抵抗、１０は比較増
巾器、１１は比較増巾器１０の帰還抵抗、１２は
比較増巾器の動作に時間遅れをもたせる為のコン
デンサである。アークのスタート前においては、
可変抵抗４によつて決定される出力電力設定信号
es1とその時の帰還信号ef1とによつて決定される
信号がゲート回路３の入力信号eg1となる。また
溶接中においては可変抵抗５によつて決定される
出力電圧設定信号es2とその時の帰還信号ef2とに
よつて決定される信号がゲート回路３の入力信号
eg2となる。そこでアークのスタート前の出力電
圧が、溶接時のそれよりも多少高くなるように可
変抵抗４を調整することによつて、アークのスタ
ート性を改善していた。ところが、アークがスタ
ートして接点６が開路状態になり、接点７が閉路
状態になつた瞬時においてゲート回路３の入力信
号がeg1からeg2に瞬時になることはない。つまり
接点６が開き、接点７が閉じた瞬時に可変抵抗５
を介して入力抵抗８から帰還抵抗１１へ流れる電
流値が変化し、コンデンサ１２の両端に加わる電
圧が変化するから、このコンデンサ１２の影響で
ゲート回路３の入力信号egは入力抵抗８の抵抗
値とコンデンサ１２の容量値の積の時定数でeg1
からeg2に変化する。一般に、このコンデンサ１
２の容量はシヨートアークのように短絡とアーク
を繰返すような場合においても、ゲート回路３の
入力信号egが変化しないように定めている。
タート前と後とで切換えて溶接装置の出力電力を
アークのスタート前の方がアークのスタート後
（溶接中）よりも多少高くなるようにして、アー
クのスタート時に溶接中より大きなエネルギーを
ワイヤに加えるようにしてアークのスタート性を
改善していた。第１図に従来の回路方式の１例を
示す。この回路において、１は出力電力設定回
路、２は比較増巾回路、３はゲート回路、２０は
サイリスタ群で、ゲート回路３からの信号により
導通角が制御され、交流電源２１からの電力を変
化させて出力電力２２とするものである。なお、
この出力電力２２が溶接装置の出力となる。４，
５は出力電力調整用の可変抵抗、６は溶接電流が
流れたこと（アークのスタートしたこと）を検知
して開路状態となる常閉接点、７は溶接電流が流
れたことを検知して閉路状態となる常開接点、８
は出力電力設定信号に対する入力抵抗、９は出力
電力の帰還信号に対する入力抵抗、１０は比較増
巾器、１１は比較増巾器１０の帰還抵抗、１２は
比較増巾器の動作に時間遅れをもたせる為のコン
デンサである。アークのスタート前においては、
可変抵抗４によつて決定される出力電力設定信号
es1とその時の帰還信号ef1とによつて決定される
信号がゲート回路３の入力信号eg1となる。また
溶接中においては可変抵抗５によつて決定される
出力電圧設定信号es2とその時の帰還信号ef2とに
よつて決定される信号がゲート回路３の入力信号
eg2となる。そこでアークのスタート前の出力電
圧が、溶接時のそれよりも多少高くなるように可
変抵抗４を調整することによつて、アークのスタ
ート性を改善していた。ところが、アークがスタ
ートして接点６が開路状態になり、接点７が閉路
状態になつた瞬時においてゲート回路３の入力信
号がeg1からeg2に瞬時になることはない。つまり
接点６が開き、接点７が閉じた瞬時に可変抵抗５
を介して入力抵抗８から帰還抵抗１１へ流れる電
流値が変化し、コンデンサ１２の両端に加わる電
圧が変化するから、このコンデンサ１２の影響で
ゲート回路３の入力信号egは入力抵抗８の抵抗
値とコンデンサ１２の容量値の積の時定数でeg1
からeg2に変化する。一般に、このコンデンサ１
２の容量はシヨートアークのように短絡とアーク
を繰返すような場合においても、ゲート回路３の
入力信号egが変化しないように定めている。
例えば、入力抵抗８の抵抗値が27KΩ、入力抵
抗９の抵抗値が100KΩ、帰還抵抗１１が470KΩ
の場合にはコンデンサ１２の容量値は3.3〜6.8μ
Ｆ程度が適正な値である。ここでコンデンサ１２
の容量値を4.7μＦとすれば入力抵抗８の抵抗値
とコンデンサ１２の容量値の積の時定数は約127
ｍsecになる。ある定常状態から次の定常状態に
完全に切替るまでには時定数の約３倍の時間が必
要だとすれば、この場合にはゲート回路３の入力
信号がeg1からeg2に切替るまでに約0.4secかかる
ことになる。
抗９の抵抗値が100KΩ、帰還抵抗１１が470KΩ
の場合にはコンデンサ１２の容量値は3.3〜6.8μ
Ｆ程度が適正な値である。ここでコンデンサ１２
の容量値を4.7μＦとすれば入力抵抗８の抵抗値
とコンデンサ１２の容量値の積の時定数は約127
ｍsecになる。ある定常状態から次の定常状態に
完全に切替るまでには時定数の約３倍の時間が必
要だとすれば、この場合にはゲート回路３の入力
信号がeg1からeg2に切替るまでに約0.4secかかる
ことになる。
この為、冷たいワイヤが母材に接触してアーク
がスタートしても溶接時の出力電力よりも高い出
力電力がワイヤ先端と母材間にかかることになり
アーク長が長くなる。最悪の場合にはバンバツク
現象が発生することがある。この為アークのスタ
ート前の出力電力はあまり高くできなかつた。
がスタートしても溶接時の出力電力よりも高い出
力電力がワイヤ先端と母材間にかかることになり
アーク長が長くなる。最悪の場合にはバンバツク
現象が発生することがある。この為アークのスタ
ート前の出力電力はあまり高くできなかつた。
本発明は上記の欠点を解決してアークのスター
ト性を改善することをその目的としたものであ
る。つまり、アークのスタート前の出力電力から
溶接時の出力電力に移行する時間を短縮してアー
クのスタート直後の不安定時間を短縮したもので
ある。
ト性を改善することをその目的としたものであ
る。つまり、アークのスタート前の出力電力から
溶接時の出力電力に移行する時間を短縮してアー
クのスタート直後の不安定時間を短縮したもので
ある。
第２図は本発明の具体的な実施例であり、第１
図と同一符号は同一または相当部分を示してい
る。なお、第２図においては第１図の２０〜２２
を省略してある。第２図において、１３は第１の
抵抗、１４は第２の抵抗、１５は溶接電流が流れ
たこと（アークが発生したこと）を検知して開路
状態となるスイツチング要素としての常閉接点で
ある。ただし、第１の抵抗１３の抵抗値は帰還抵
抗１１の抵抗値に比べて無視できるほど小さいも
のとする。
図と同一符号は同一または相当部分を示してい
る。なお、第２図においては第１図の２０〜２２
を省略してある。第２図において、１３は第１の
抵抗、１４は第２の抵抗、１５は溶接電流が流れ
たこと（アークが発生したこと）を検知して開路
状態となるスイツチング要素としての常閉接点で
ある。ただし、第１の抵抗１３の抵抗値は帰還抵
抗１１の抵抗値に比べて無視できるほど小さいも
のとする。
以上の構成において溶接時は接点１５が開路状
態であり、また第１の抵抵１３の抵抗値は帰還抵
抗１１の抵抗値に比べて無視できるほど小さく設
定してあり、出力電力設定信号es2とその時の帰
還信号ef2とゲート回路３の入力信号eg2の関係に
はほとんど従来回路とかわりはない。
態であり、また第１の抵抵１３の抵抗値は帰還抵
抗１１の抵抗値に比べて無視できるほど小さく設
定してあり、出力電力設定信号es2とその時の帰
還信号ef2とゲート回路３の入力信号eg2の関係に
はほとんど従来回路とかわりはない。
ところが、今仮に入力抵抗８の抵抗値が27K
Ω、帰還抵抗１１の抵抗値が470KΩ、第１の抵
抗１３の抵抗値が1KΩ、第２の抵抗１４の抵抗
値が3.3KΩとすると、常閉接点１５が関いてい
る溶接中の増幅度a2は a2＝４７０ＫΩ＋１ＫΩ／２７ＫΩ ≒17.4 常閉接点１５が閉じているアークのスタート前
の増幅度a1は a1＝４７０ＫΩ／２７ＫΩ×３．３ＫΩ＋１ＫΩ／
３．３ＫΩ ≒22.7 となり、アークスタート前の増幅度a1が大きいた
め、同一の出力電力設定信号に対しても、ゲート
回路３のアークスタート前の入力信号eg3を、溶
接中の入力信号eg2より大きくすることができ
る。
Ω、帰還抵抗１１の抵抗値が470KΩ、第１の抵
抗１３の抵抗値が1KΩ、第２の抵抗１４の抵抗
値が3.3KΩとすると、常閉接点１５が関いてい
る溶接中の増幅度a2は a2＝４７０ＫΩ＋１ＫΩ／２７ＫΩ ≒17.4 常閉接点１５が閉じているアークのスタート前
の増幅度a1は a1＝４７０ＫΩ／２７ＫΩ×３．３ＫΩ＋１ＫΩ／
３．３ＫΩ ≒22.7 となり、アークスタート前の増幅度a1が大きいた
め、同一の出力電力設定信号に対しても、ゲート
回路３のアークスタート前の入力信号eg3を、溶
接中の入力信号eg2より大きくすることができ
る。
またゲート回路３に対する入力信号がeg3から
eg2に変わるまでの時間は、常閉接点１５の開閉
に係わらず入力抵抗８から帰還抵抗１１側に流れ
る電流は変化せず、コンデンサ１２の両端の電圧
も変化しないため第１図に示した従来例のような
入力抵抗８とコンデンサ１２によつて決まる時定
数で遅れることはなく、瞬時に入力信号の切り換
えが行われる。
eg2に変わるまでの時間は、常閉接点１５の開閉
に係わらず入力抵抗８から帰還抵抗１１側に流れ
る電流は変化せず、コンデンサ１２の両端の電圧
も変化しないため第１図に示した従来例のような
入力抵抗８とコンデンサ１２によつて決まる時定
数で遅れることはなく、瞬時に入力信号の切り換
えが行われる。
従つてこの発明の実施例の回路においては、ア
ークのスタート前に溶接時よりも高い出力電力を
供給することが可能であり、また、アークのスタ
ート直後における溶接時の出力電力になるまでの
過渡時間を非常に短かくすることができる。
ークのスタート前に溶接時よりも高い出力電力を
供給することが可能であり、また、アークのスタ
ート直後における溶接時の出力電力になるまでの
過渡時間を非常に短かくすることができる。
上記過渡時間が短かくなれば、従来この過渡時
間が長い為にあまり高くすることができなかつた
アークのスタート前の出力電力を高くすることが
でき、このようにアークのスタート前の出力電力
を高めることによりアークのスタート性を向上さ
せることができる。しかも、過渡時間が短い為、
ワイヤがもえ上がり、アーク長が長くなる前に溶
接時の出力電力に切換わり、バンバツク現象もほ
とんど発生しない。
間が長い為にあまり高くすることができなかつた
アークのスタート前の出力電力を高くすることが
でき、このようにアークのスタート前の出力電力
を高めることによりアークのスタート性を向上さ
せることができる。しかも、過渡時間が短い為、
ワイヤがもえ上がり、アーク長が長くなる前に溶
接時の出力電力に切換わり、バンバツク現象もほ
とんど発生しない。
第２図においては、溶接電流を検知して開路状
態となるスイツチング要素として常閉接点１５を
用いて、比較増巾回路２の増巾率を変化させた
が、第３図に示すようにトランジスタ１６を用い
てもよく、さらに第４図に示すように溶接電流を
検知してある時限を経過した後開路状態となる時
限接点１７を用いてもよい。また、溶接電流を検
知して動作する開閉器でなくても、アークがスタ
ートしたことを検知して動作すれば、どのような
スイツチング要素でも良い。
態となるスイツチング要素として常閉接点１５を
用いて、比較増巾回路２の増巾率を変化させた
が、第３図に示すようにトランジスタ１６を用い
てもよく、さらに第４図に示すように溶接電流を
検知してある時限を経過した後開路状態となる時
限接点１７を用いてもよい。また、溶接電流を検
知して動作する開閉器でなくても、アークがスタ
ートしたことを検知して動作すれば、どのような
スイツチング要素でも良い。
このように本発明によれば、出力電力を帰還制
御する直流アーク溶接機の外乱に対して強い特徴
をそこなうことはなしに、従来の欠点であつたア
ークのスタート性を改善することができる。
御する直流アーク溶接機の外乱に対して強い特徴
をそこなうことはなしに、従来の欠点であつたア
ークのスタート性を改善することができる。
第１図は従来のアークのスタート性改善を計つ
た回路を示す図、第２図は本発明の具体的な実施
例を示す回路図、第３図および第４図はそれぞれ
他の実施例を示す回路図である。 図中、１は出力電力設定回路、２は比較増巾回
路、３はゲート回路、４，５は可変抵抗、１０は
比較増巾器、１１は帰還抵抗、１２はコンデン
サ、１３は第１の抵抗、１４は第２の抵抗、１
５，１６，１７はスイツチング要素としての常閉
接点、トランジスタ、時限接点である。なお、図
中同一符号は同一または相当部分を示す。
た回路を示す図、第２図は本発明の具体的な実施
例を示す回路図、第３図および第４図はそれぞれ
他の実施例を示す回路図である。 図中、１は出力電力設定回路、２は比較増巾回
路、３はゲート回路、４，５は可変抵抗、１０は
比較増巾器、１１は帰還抵抗、１２はコンデン
サ、１３は第１の抵抗、１４は第２の抵抗、１
５，１６，１７はスイツチング要素としての常閉
接点、トランジスタ、時限接点である。なお、図
中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- １ アーク発生前と発生後の各電源出力電圧を同
一に設定する出力電力設定回路１と、この設定回
路からの信号と上記電源出力に基づいて帰還され
る信号とを比較する比較増幅器１０と、この比較
増幅器の出力信号に基づいて溶接電源の出力を制
御するゲート回路３と、上記比較増幅器１０の出
力側から入力側に接続された帰還抵抗１１とコン
デンサ１２の並列回路と、上記比較増幅器１０の
出力側に接続された第１、第２の２つの抵抗１
３，１４とアークが発生したことにより開放され
るスイツチング要素１５，１６，１７との直列回
路とを備え、上記第１、第２の２つの抵抗１３，
１４は直列に接続されてこの間に電圧分圧点を設
け、この分圧点よりアース側に上記スイツチング
要素１５，１６，１７を接続するとともに、上記
分圧点に対し上記帰還抵抗１１とコンデンサ１２
の並列回路の上記比較増幅器１０出力側に接続さ
れるべき一端を接続し、さらに電圧分圧点から比
較増幅器１０の間に設けた上記第１の抵抗１３の
抵抗値と上記帰還抵抗１１の抵抗値の関係を、第
１の抵抗１３の抵抗値≪帰還抵抗１１の抵抗値と
設定したことを特徴とするアーク溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3892978A JPS54131547A (en) | 1978-04-03 | 1978-04-03 | Arc welder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3892978A JPS54131547A (en) | 1978-04-03 | 1978-04-03 | Arc welder |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54131547A JPS54131547A (en) | 1979-10-12 |
| JPS6219269B2 true JPS6219269B2 (ja) | 1987-04-27 |
Family
ID=12538911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3892978A Granted JPS54131547A (en) | 1978-04-03 | 1978-04-03 | Arc welder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54131547A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0521423Y2 (ja) * | 1987-12-22 | 1993-06-01 |
-
1978
- 1978-04-03 JP JP3892978A patent/JPS54131547A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0521423Y2 (ja) * | 1987-12-22 | 1993-06-01 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54131547A (en) | 1979-10-12 |
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