JPS62267085A - 消耗電極式パルス溶接用電源 - 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 本発明は溶接電流をパルス部とベース部に分は互換に出
力することにより溶接用ワイヤ先端の溶融部をスプレー
状に離脱せしめて溶接をおこなう消耗電極式パルス溶接
用電源に関するものである。

従来の技術 従来の消耗電極式パルス溶接用電源のパルス電流立上り
勾配やパルス電流立下り勾配は溶接アーりと直列に接続
された溶接用電源内のりアクタにより決定されていた。

従って、これら勾配を変化させるためにはリアクタの巻
数を変化させて延長ケーブル使用によるパルス電流勾配
の鈍化やアーク特性改善のため対応していた。また、溶
接出力制御素子を詳細に制御してパルス電流の立上り勾
配や立下り勾配を変化させ、アークブロー現象防止やア
ーク特性改善をはかつていた従来のパルス溶接用電源も
、これら勾配の制御は溶接出力を設定する出力調整器の
設定値とは全く関係なく状況に応じて手動設定していた
。

発明が解決しようとする問題点 パルス溶接の使用目的は本来、スプレー移行しない低速
度ワイヤ送給量領域（低電流領域）において急峻なパル
ス電流の立上りやピーク値を印加することにより強制的
にスプレー移行させてスパッタの低減やビード形状制御
、溶着効率の向上をはかるだめのものである。しかし、
ワイヤ材料とワイヤ径で決まるスプレー臨界電流値を越
えると特に溶接出力をパルス状に印加しないでもスプレ
ー移行することが従来から知られている。このスプレー
臨界電流値以上の領域ではむしろ溶接出力を急峻なパル
ス状としない方が溶接結果や作業性が芳しい。たとえば
溶接ビードにおいては溶接電流をパルス状に加えるより
も平坦に加える方が溶融池のアーク力による振動が少く
、結果として良好な溶接ビードが得られる。また、アー
ク音においても急峻なパルス電流を加えるほど金属的な
大きな音となり作業環境上好ましくない。従って従来の
パルス溶接用電源では低電流域でのスプレー移行の促進
のためには溶接アークと直列て接続された溶接用電源内
のりアクタの巻数を減じ、高電流域では逆にリアクタの
巻数を増加させたり、パルス印加しないＭＡＧ（ＭＩＧ
）溶接に切換えて対処しなければならなかった。

問題点を解決するだめの手段 本発明は前記問題点の解決のため消耗電極である溶接用
ワイヤの送給量の平均値を変化させて溶接出力を設定す
る出力調整信号を出力する溶接出力調整器と、前記出力
調整信号を入力とし、パルス電流部の電流設定値とベー
ス電流部の電流設定値との二値を交互に設定する電流設
定値信号と、ベース部からパルス部に移行する時のパル
ス電流の立上り速度を設定するパルス立上り勾配設定信
号と、パルス部からベース部に移行する時のパルス電流
の立下り速度を設定するパルス立下り勾配設定信号とを
出力する演算回路部と、前記電流設定値信号と前記パル
ス立上り勾配設定信号と前記パルス立下り勾配設定信号
とを入力とし、前記電流設定値信号がベース部からパル
ス部に移行した時に前記パルス立上り勾配設定信号によ
り決められる時間的勾配を持ってベース部からパルス部
への電流設定値となる電流命令値信号を出力し、前記電
流設定値信号がパルス部からベース部に移行した時に前
記パルス立下り勾配設定信号により決められる時間的勾
配を持ってパルス部からベース部への電流設定値となる
電流命令値信号を出力するパルス勾配制御回路部と、前
記電流命令値信号と溶接電流値検出回路部からの電流検
出値信号とを入力とし、電流命令値と電流検出値とを比
較して溶接電流値が電流命令値と一致するように制御し
て溶接出力制御素子に制御信号を出力する比較制御回路
部とで構成される。

作　　用 前記構成により、溶接出力が低く設定される低電流領域
ではこの出力調整信号によりパルス立上り勾配、パルス
立下り勾配が大なる値に設定され、バルスカの強いスプ
レー移行の円滑な溶接とすることができる。逆に溶接出
力が高く設定される場合はパルス立上り勾配、パルス立
下り勾配共に小なる値に設定され、この結果溶融池の振
動が抑制されて良好な溶接ビードを実現すると共に、金
属的なアーク音を低減することができる。

実施例 第１図に本発明による実施例を示す。図において、１は
溶接用電源の入力端子、２は溶接用主変圧器部、３は整
流、平滑回路部、４は溶接出力制御素子、５は電流回生
用ダイオード、６はリアクトル、７は分流器、８は溶接
用電源の出力端子、９は通電用コンタクトチップ、１ｏ
は溶接用ワイャ、１１は被溶接物、１２は溶接電流値検
出回路部、１３は比較制御回路部、１４はパルス勾配制
御回路部、１５は演算回路部、１６は溶接出力調整器で
ある。

作業者が設定する溶接出力調整器１６からの出力調整信
号により演算回路部１５はワイヤ送給速度（溶接電流）
の設定値を読取ることができる。

これによりパルス周波数、パルス電流、ベース電流等を
決定して出力するのであるが、同時にワイヤ送給量に応
じてスプレー臨界電流よりも小なる溶接電流が設定され
るほど急峻な大なる値のパルス立上り勾配設定信号とパ
ルス立下り勾配設定信号を出力する。ワイヤ送給量が大
に設定され、スプレー臨界電流よりも大なる溶接電流が
設定されるほど緩慢な小なる値のパルス立上り勾配設定
信号とパルス立下り勾配を出力する。第２図とは前者の
場合、第２図すは後者の場合の演算回路部１５の入出力
信号例である。このような動作をする演算回路部１６は
マイクロコンピュータ−等で容易に実現することができ
る。第３図は演算回路部１６にマイクロコンピュータを
使用した場合の実施例であり、１５ａはアナログ信号で
ある出力調整信号をディジタル信号に変換しマイコンに
取り入ハる入力ポートを兼用するアナログ／ディジタル
変換回路部、１６ｂはディジタル信号の出力調整信号に
より出力調整値に応じてパルス立上り勾配設定信号をパ
ルス立上り勾配出力ポート１５Ｃに、パルス立下り勾配
設定信号をパルス立下り勾配出力ポート１５ｄに、パル
ス部電流設定信号を出力ポートとディジタル／アナログ
変換器を兼ねたパルス電流設定出力ポート１５ｅに、ベ
ース部電流設定信号を出力ポートとディジタル／アナロ
グ変換器を兼ねたベース電流設定出力ポート１５ｆに、
パルス周期とその中におけるパルス部とベース部の時間
的配分とを設定する信号を出力ポートとタイマ回路を兼
ねたインターバルタイマ回路部１５ｇとに出力するＣＰ
Ｕ部である。これを実現するプログラムは出力調整値信
号をアドレスとし、そのアドレス内にパルス立上り勾配
設定値やパルス立下り勾配設定値のデータをテーブルと
して予め格納しておくことにより容易に実現できる。１
５（ｉはプログラム可能なタイマＩＣで構成されるイン
ターバルタイマ回路で、これも前記と同様にデータテー
ブル方式により容易に適正なパルス周期時間、その中に
おけるパルス部゛とベース部の時間的な配分をプログラ
ムで設定できる。１５ｈは前記インターバルタイマ回路
１６ｇの出力により前記パルス電流設定信号か前記ベー
ス電流設定信号かのいずれかを選択して電流設定値信号
として出力するスイッチ素子である。以上の実施例によ
り第２図の波形を実現できる。

演算回路部１５から出力された電流設定値信号、パルス
立上り勾配設定信号、パルス立下り勾配設定信号はパル
ス勾配制御回路部１４に入力され、第４図に示すような
立上り勾配、立下り勾配を有した電流命令値信号として
出力される。第４図に示す入出力波形は第Ｓ図の実施例
にて実現される。

第Ｓ図において１４ａ１１４ｂはディジタル信号である
Ｄ入力によりア〜ケのいずれかの交叉点のスイッチがＯ
ＮするクロスポイントスイッチＩＣである。これと抵抗
１４Ｃ１１４ｄの抵抗値の組合わせにより任意の直列抵
抗値が選択できる。これとダイオード１４ｅ、１４ｆ１
コンデンサ１４ｇによりＣＲの充放電回路を形成し、パ
ルス立上り部の勾配は１４８，１４Ｃ，１４９，１４ｑ
にて、パルス立下り部の勾配は１４ｂ、１４ｄ、１４ｆ
。

１４Ｃ１にて形成され、第４図の如き入出力信号波形を
実現することができる。

溶接電流値を分流器７により検出された信号は溶接電流
値検出回路部１２にて制御回路で扱い易いレベルに増幅
された電流検出値信号は前記パルス勾配制御回路部１４
からの出力である電流命令値と共に比較制御回路部１３
に入力され、比較制御されて電流命令値が電流検出値信
号よりも犬である時はＬレベル、小である時はＨレベル
の信号として溶接出力制御素子４に制御信号を出力する
。

従って溶接出力制御素子４のトランジスタはそのベース
端子入力がＬの時はＯＦＦ、Ｈの時はＯＮとなって溶接
出力を電流命令値信号と同等の波形となるようフィード
バック制御される。第５図の比絞制御回路部１３の入出
力波形は第６図の如くとなる。なお、第５図のａ、ｂは
第２図のａ、、ｂに対応する。この動作を実現する実施
例としては市販の演算比較器にて容易にできるので具体
回路の実施例は省略する。

以上の実施例により前記作用は実現される。なお、第１
図の構成例としてトランジスタによるチゴッパ一方式を
示したがこれをインバータ方式としても本発明の主旨に
変りない。

発明の効果 以上のように、本発明によればワイヤ送給量の低い低電
流領域では急峻な立上り、立下り勾配のパルス波形とで
きる結果、スプレー移行の安定化がはかれ、ワイヤ送給
量の大なる高電流領域では緩慢な立上り、立下り勾配の
パルス波形とできる結果、ビード外観向上や溶接音低減
がはかれ、産業界に貢献するものは大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す消耗電極式パルス溶接用
電源のブロック構成図、第２図は同電源の演算回路部に
おける入出力信号波形図、第３図は同演算回路部のブロ
ック構成図、第４図は同電源のパルス勾配制御回路部に
おける入出力信号波形図、第５図は同パルス勾配制御回
路部の回路図、第６図は同電源の比較制御回路部におけ
る入出力信号波形図である。 ４・・・・・溶接出力制御素子、１２・・・・・・溶接
電流値検出回路、１３・・・・・・比較制御回路部、１
４・・・・・・パルス勾配制御回路部、１５・・・・・
・演算回路部、１６・・・・・・溶接出力調整器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名Ｃ＼
　　　　　　　　〜　　　　　　　　句第４図　　　　
　　（の （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 消耗電極である溶接用ワイヤの送給量の平均値を変化さ
   せて溶接出力を設定する出力調整信号を出力する溶接出
   力調整器と、前記出力調整信号を入力とし、パルス電流
   部の電流設定値とベース電流部の電流設定値との二値を
   交互に設定する電流設定値信号と、ベース部からパルス
   部に移行する時のパルス電流の立上り速度を設定するパ
   ルス立上り勾配設定信号と、パルス部からベース部に移
   行する時のパルス電流の立下り速度を設定するパルス立
   下り勾配設定信号とを出力する演算回路部と、前記電流
   設定値信号と前記パルス立上り勾配設定信号と前記パル
   ス立下り勾配設定信号とを入力とし、前記電流設定値信
   号がベース部からパルス部に移行した時に前記パルス立
   上り勾配設定信号により決められる時間的勾配を持って
   ベース部からパルス部への電流設定値となる電流命令値
   信号を出力し、前記電流設定値信号がパルス部からベー
   ス部に移行した時に前記パルス立下り勾配設定信号によ
   り決められる時間的勾配を持ってパルス部からベース部
   への電流設定値となる電流命令値信号を出力するパルス
   勾配制御回路部と、前記電流命令値信号と溶接電流値検
   出回路部からの電流検出値信号とを入力とし、電流命令
   値と電流検出値とを比較して溶接電流値が電流命令値と
   一致するように制御して溶接出力制御素子に制御信号を
   出力する比較制御回路部とで構成されることを特徴とす
   る消耗電極式パルス溶接用電源。