JPS6232027B2 - - Google Patents
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- JPS6232027B2 JPS6232027B2 JP53030161A JP3016178A JPS6232027B2 JP S6232027 B2 JPS6232027 B2 JP S6232027B2 JP 53030161 A JP53030161 A JP 53030161A JP 3016178 A JP3016178 A JP 3016178A JP S6232027 B2 JPS6232027 B2 JP S6232027B2
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- Japan
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- arc
- polarity
- arc welding
- voltage
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は交流溶接電源にアーク点弧用高周波ま
たはパルスを重畳して用いる交流アーク溶接装置
に関するものである。
たはパルスを重畳して用いる交流アーク溶接装置
に関するものである。
交流溶接電源を用いてアーク溶接を行うとき、
そのアークスタート時および交流溶接電流が零点
を通過した後のアーク再点弧を容易にするため
に、一般に高い高周波電圧またはパルス電圧を溶
接電源出力に重畳して用いる。第1図は従来一般
に用いられている高周波重畳回路の要部のみを示
す接続図であり端子1,2は交流電源に接続さ
れ、端子3は交流溶接電源の出力端子にまた端子
4はアーク負荷に接続される。T1は昇圧変圧器
であり昇圧比数十倍ないし百倍程度のものであり
二次出力端子に数千ボルトの高電圧を発生する。
l1,l2およびc1,c2はそれぞれチヨークコイルお
よびコンデンサであり高周波電圧が電源回路に混
入するのを防止するためのフイルター回路であ
る。同図の装置においては溶接開始と同時に端子
1,2間に交流電圧が印加され昇圧変圧器T1の
二次側に数千ボルトの高電圧が誘起される。この
昇圧変圧器T1の二次出力は並列接続されたコン
デンサC3を充電する。コンデンサC3の端子電
圧が放電間隔SGの絶縁破壊電圧を起えると放電
しこの放電間隙およびカツプリングコイルC.Cを
通してコンデンサC3の電荷は放電される。この
放電電流は回路のリアクタンス分および容量分に
よつて振動電流となりカツプリングコイルC.Cに
て結合された溶接回路に高電圧の高周波電圧を誘
起する。この高電圧によつて端子4に接続された
溶接負荷の絶縁を破壊して補助放電を起し主たる
アーク放電を誘発させる。このときのカツプリン
グコイルC.Cの出力電圧は作業者に対する感電事
故を防止するため数メガヘルツ程度の高周波とな
るよう回路定数が選定されているが、このためこ
の高周波が空中および電源ラインに伝播し通信障
害を誘発して一種の公害源となつている。このた
め高周波電圧はできるだけそのエネルギーを低い
値にする必要があるが、このエネルギーを低くす
ることはアークの点弧性を悪くすることにつなが
り高周波を重畳させる本来の目的が達成されない
ことになり限界があつた。ところでアーク溶接を
考案するとき溶接開始時を除けばアークの再点弧
の難易に方向性のあることが判る。即ち、溶接電
極により被溶接物を溶接するとき、電極側が負電
圧となるためいわゆる正極性時には一且アークが
発生してタングステン電極が加熱されると赤熱さ
れた電極からは熱電子放出により容易に電子が放
出されるために、アークの再点弧は容易でありほ
とんど高周波電圧を印加しなくてもよい。逆に被
溶接物が負電位となる逆極性時には被溶接物は熱
電子放出能力が劣るためアークの再点弧には高い
電圧が要求され高周波電圧を重畳しないとしばし
ばアークの再点弧に失敗してアーク切れをおこし
たり再点弧位相が遅れたりする。特にタングステ
ン電極によりアルミニユームの溶接を行うとき
は、この傾向が強く逆極性時にはほとんどアーク
の再点弧に失敗しアーク切れとなる。したがつて
高周波電圧はこの逆極性のときに多く必要とさ
れ、正極性時には全く必要でないかまたは溶接ア
ーク起動時にタングステンが未だ加熱されていな
い冷陰極状態のときに正極性のアークが発生しに
くいのを補助する目的あるいはアーク起動直後の
充分電極が加熱されない間における正極性のアー
クがとぎれやすいのを防止する目的のために、ア
ークが発生していないときのみに高周波電圧を供
給すればよい。
そのアークスタート時および交流溶接電流が零点
を通過した後のアーク再点弧を容易にするため
に、一般に高い高周波電圧またはパルス電圧を溶
接電源出力に重畳して用いる。第1図は従来一般
に用いられている高周波重畳回路の要部のみを示
す接続図であり端子1,2は交流電源に接続さ
れ、端子3は交流溶接電源の出力端子にまた端子
4はアーク負荷に接続される。T1は昇圧変圧器
であり昇圧比数十倍ないし百倍程度のものであり
二次出力端子に数千ボルトの高電圧を発生する。
l1,l2およびc1,c2はそれぞれチヨークコイルお
よびコンデンサであり高周波電圧が電源回路に混
入するのを防止するためのフイルター回路であ
る。同図の装置においては溶接開始と同時に端子
1,2間に交流電圧が印加され昇圧変圧器T1の
二次側に数千ボルトの高電圧が誘起される。この
昇圧変圧器T1の二次出力は並列接続されたコン
デンサC3を充電する。コンデンサC3の端子電
圧が放電間隔SGの絶縁破壊電圧を起えると放電
しこの放電間隙およびカツプリングコイルC.Cを
通してコンデンサC3の電荷は放電される。この
放電電流は回路のリアクタンス分および容量分に
よつて振動電流となりカツプリングコイルC.Cに
て結合された溶接回路に高電圧の高周波電圧を誘
起する。この高電圧によつて端子4に接続された
溶接負荷の絶縁を破壊して補助放電を起し主たる
アーク放電を誘発させる。このときのカツプリン
グコイルC.Cの出力電圧は作業者に対する感電事
故を防止するため数メガヘルツ程度の高周波とな
るよう回路定数が選定されているが、このためこ
の高周波が空中および電源ラインに伝播し通信障
害を誘発して一種の公害源となつている。このた
め高周波電圧はできるだけそのエネルギーを低い
値にする必要があるが、このエネルギーを低くす
ることはアークの点弧性を悪くすることにつなが
り高周波を重畳させる本来の目的が達成されない
ことになり限界があつた。ところでアーク溶接を
考案するとき溶接開始時を除けばアークの再点弧
の難易に方向性のあることが判る。即ち、溶接電
極により被溶接物を溶接するとき、電極側が負電
圧となるためいわゆる正極性時には一且アークが
発生してタングステン電極が加熱されると赤熱さ
れた電極からは熱電子放出により容易に電子が放
出されるために、アークの再点弧は容易でありほ
とんど高周波電圧を印加しなくてもよい。逆に被
溶接物が負電位となる逆極性時には被溶接物は熱
電子放出能力が劣るためアークの再点弧には高い
電圧が要求され高周波電圧を重畳しないとしばし
ばアークの再点弧に失敗してアーク切れをおこし
たり再点弧位相が遅れたりする。特にタングステ
ン電極によりアルミニユームの溶接を行うとき
は、この傾向が強く逆極性時にはほとんどアーク
の再点弧に失敗しアーク切れとなる。したがつて
高周波電圧はこの逆極性のときに多く必要とさ
れ、正極性時には全く必要でないかまたは溶接ア
ーク起動時にタングステンが未だ加熱されていな
い冷陰極状態のときに正極性のアークが発生しに
くいのを補助する目的あるいはアーク起動直後の
充分電極が加熱されない間における正極性のアー
クがとぎれやすいのを防止する目的のために、ア
ークが発生していないときのみに高周波電圧を供
給すればよい。
本発明は上記に着目して、従来、極性に関係な
く供給されていた高周波または再点弧用パルスを
正極性時と逆極性時とでその発生のタイミングを
異にしたものであつて、高周波または再点弧用パ
ルスを必要な時に最も効率よく供給してアークの
再点弧を確実にするとともに、通信障害を極力低
減させた交流アーク溶接装置を提供するものであ
る。
く供給されていた高周波または再点弧用パルスを
正極性時と逆極性時とでその発生のタイミングを
異にしたものであつて、高周波または再点弧用パ
ルスを必要な時に最も効率よく供給してアークの
再点弧を確実にするとともに、通信障害を極力低
減させた交流アーク溶接装置を提供するものであ
る。
第2図は本発明の装置の実施例を示す接続図で
ある。同図において5は交流電源、6は電磁接触
器などの溶接中にのみ閉じる開閉器、7は溶接変
圧器であり、一般の交流アーク溶接機に用いられ
る垂下特性の変圧器が使用される。8は溶接電
極、9は被溶接物である。また10は高周波発生
回路であり、D1は整流器である。その他l1,
l2,c1,c2,T1,SGおよびC.Cは第1図に示し
た従来例と同様の機能を有するものである。同図
において開閉器6が閉じると溶接変圧器7の出力
電圧はチヨークコイルl1,l2および整流器D1を
通して昇圧変圧器T1の一次側にも印加される
が、整流器D1のために被溶接物9が負電位とな
る逆極性時には昇圧変圧器T1に大なる電流が流
れ、二次側に接続されたコンデンサC3を急速に
充電する。この結果、カツプリングコイルC.Cは
逆極性時に無負荷時またはアーク発生時にかかわ
らず、高周波電圧を誘起して逆極性のアークの再
点弧を助ける。R1は整流器D1に並列接続され
た抵抗器であつて正極性時の無負荷電圧が発生し
たときにのみ高周波を溶接部に供給するために用
いる。この抵抗器の抵抗値を、アーク電圧では高
周波が発生しないで、アークが消滅して溶接変圧
器7が完全な無負荷状態となり高い無負荷電圧が
印加されたときにのみ高周波が発生するように選
択しておけばアーク起動時に冷陰極状態のタング
ステンでも正極性アークの発生が容易となりまた
正極性時においてまれに発生するアーク切れをも
防止することができる。なおC4,C5はコンデ
ンサであり、溶接変圧器7に高周波電圧が混入す
るのを防止するためのバイパスコンデンサであ
る。
ある。同図において5は交流電源、6は電磁接触
器などの溶接中にのみ閉じる開閉器、7は溶接変
圧器であり、一般の交流アーク溶接機に用いられ
る垂下特性の変圧器が使用される。8は溶接電
極、9は被溶接物である。また10は高周波発生
回路であり、D1は整流器である。その他l1,
l2,c1,c2,T1,SGおよびC.Cは第1図に示し
た従来例と同様の機能を有するものである。同図
において開閉器6が閉じると溶接変圧器7の出力
電圧はチヨークコイルl1,l2および整流器D1を
通して昇圧変圧器T1の一次側にも印加される
が、整流器D1のために被溶接物9が負電位とな
る逆極性時には昇圧変圧器T1に大なる電流が流
れ、二次側に接続されたコンデンサC3を急速に
充電する。この結果、カツプリングコイルC.Cは
逆極性時に無負荷時またはアーク発生時にかかわ
らず、高周波電圧を誘起して逆極性のアークの再
点弧を助ける。R1は整流器D1に並列接続され
た抵抗器であつて正極性時の無負荷電圧が発生し
たときにのみ高周波を溶接部に供給するために用
いる。この抵抗器の抵抗値を、アーク電圧では高
周波が発生しないで、アークが消滅して溶接変圧
器7が完全な無負荷状態となり高い無負荷電圧が
印加されたときにのみ高周波が発生するように選
択しておけばアーク起動時に冷陰極状態のタング
ステンでも正極性アークの発生が容易となりまた
正極性時においてまれに発生するアーク切れをも
防止することができる。なおC4,C5はコンデ
ンサであり、溶接変圧器7に高周波電圧が混入す
るのを防止するためのバイパスコンデンサであ
る。
第3図は本発明の別の実施例を示す接続図であ
る。同図において、5,6,8,9,C4,C
5,SGおよびC.Cは第2図に示した実施例と同
様の機能を有するものである。7は溶接変圧器で
あるが第3図の場合は一般の変圧器と同様にほぼ
定電圧特性の変圧器を使用する。SCR1,SCR
2は出力電流を制御する第1の半導体スイツチン
グ素子であり、逆並列接続された単方向性サイリ
スタ、トランジスタなどが用いられる。15は電
流検出器、11は基準信号設定回路、12は電流
検出器15および基準信号設定回路11の出力信
号の差を取出す比較回路、13は比較回路12の
出力に応じて第1の半導体スイツチング素子
SCR1,SCR2の導通量を制御する導通制御回
路である。14は交流電源5から電力を供給され
る補助変圧器であり整流器D2、抵抗器R2,R
3、第1のコンデンサC6、第2のコンデンサC
7、第2のスイツチング素子SCR3、昇圧変圧
器T1および放電間隙SGとともに高周波発生回
路10を構成する。昇圧変圧器T1の一次と二次
との巻数比を適当に選べば、この補助変圧器14
は省略してもよい。昇圧変圧器T1は第2図の実
施例と異なり一次巻線P1、二次巻線Sの他に第
3の巻線P2を有するものである。溶接の開始に
際して開閉器6が閉じると溶接変圧器7に交流電
源5が接続される。電流検出器15の出力信号と
基準信号設定回路11の出力信号とは比較器12
にて比較され、両信号の差信号が導通制御回路1
3に入力される。導通制御回路13は入力信号に
応じて導通指令信号を第1の半導体スイツチング
素子SCR1およびSCR2に供給してこれを導通
させ、その結果電極8および被溶接物9に供給さ
れる電流は基準信号設定回路11の設定に応じた
一定電流となる。一方、交流電源5の電圧は補助
変圧器14にも供給される。補助変圧器14の出
力電圧は整流器D2および抵抗器R2を通して第
1のコンデンサC6を充電する。このとき溶接変
圧器7および補助変圧器14の極性を図中に記載
の通りの極性とすると、コンデンサC6は電極8
が陰極となる正極性時にのみ充電される。導通制
御回路13の出力信号のうち逆極性用半導体スイ
ツチング素子SCR1を導通させる方の出力信号
は、コンデンサC6の端子に接続されたサイリス
タなどの第2のスイツチング素子SCR3にも供
給される。この結果、正極性時に充電されたコン
デンサC6の電荷は、第2のスイツチング素子
SCR3および昇圧変圧器T1の一次巻線P1を
通して放電し、昇圧変圧器T1の2次巻線Sにパ
ルス状の高電圧を発生する。昇圧変圧器T1の二
次巻線に発生した高電圧は第2のコンデンサC7
を充電し、その充電電荷は放電間隙SGおよびカ
ツプリングコイルC.Cを通して放電して溶接部に
高周波電圧を供給する。この結果、溶接部には逆
極性時電圧が印加された時点からコンデンサC6
の放電する間の極く短時間にのみ高周波電圧が供
給されることになる。昇圧変圧器T1に設けられ
た第3の巻線P2は、抵抗器R3を通して図中
A,Bで示す位置に接続され主として正極性時の
アーク発生を容易にし、アーク切れを防止する役
目を果す。T1の第3の巻線P2の接続位置は図
のA′,Bでもよく、この場合は第4図に示すよ
うにP2に高周波電圧が印加されないように、フ
イルタl3,l4が必要となる。R3の抵抗値は第2
図のR1と同様に、アーク電圧では高周波が発生
しないで、アークが消滅してA−B間または
A′−B間に高い無負荷電圧が印加されたときに
のみ高周波が発生するように選択しておく。
る。同図において、5,6,8,9,C4,C
5,SGおよびC.Cは第2図に示した実施例と同
様の機能を有するものである。7は溶接変圧器で
あるが第3図の場合は一般の変圧器と同様にほぼ
定電圧特性の変圧器を使用する。SCR1,SCR
2は出力電流を制御する第1の半導体スイツチン
グ素子であり、逆並列接続された単方向性サイリ
スタ、トランジスタなどが用いられる。15は電
流検出器、11は基準信号設定回路、12は電流
検出器15および基準信号設定回路11の出力信
号の差を取出す比較回路、13は比較回路12の
出力に応じて第1の半導体スイツチング素子
SCR1,SCR2の導通量を制御する導通制御回
路である。14は交流電源5から電力を供給され
る補助変圧器であり整流器D2、抵抗器R2,R
3、第1のコンデンサC6、第2のコンデンサC
7、第2のスイツチング素子SCR3、昇圧変圧
器T1および放電間隙SGとともに高周波発生回
路10を構成する。昇圧変圧器T1の一次と二次
との巻数比を適当に選べば、この補助変圧器14
は省略してもよい。昇圧変圧器T1は第2図の実
施例と異なり一次巻線P1、二次巻線Sの他に第
3の巻線P2を有するものである。溶接の開始に
際して開閉器6が閉じると溶接変圧器7に交流電
源5が接続される。電流検出器15の出力信号と
基準信号設定回路11の出力信号とは比較器12
にて比較され、両信号の差信号が導通制御回路1
3に入力される。導通制御回路13は入力信号に
応じて導通指令信号を第1の半導体スイツチング
素子SCR1およびSCR2に供給してこれを導通
させ、その結果電極8および被溶接物9に供給さ
れる電流は基準信号設定回路11の設定に応じた
一定電流となる。一方、交流電源5の電圧は補助
変圧器14にも供給される。補助変圧器14の出
力電圧は整流器D2および抵抗器R2を通して第
1のコンデンサC6を充電する。このとき溶接変
圧器7および補助変圧器14の極性を図中に記載
の通りの極性とすると、コンデンサC6は電極8
が陰極となる正極性時にのみ充電される。導通制
御回路13の出力信号のうち逆極性用半導体スイ
ツチング素子SCR1を導通させる方の出力信号
は、コンデンサC6の端子に接続されたサイリス
タなどの第2のスイツチング素子SCR3にも供
給される。この結果、正極性時に充電されたコン
デンサC6の電荷は、第2のスイツチング素子
SCR3および昇圧変圧器T1の一次巻線P1を
通して放電し、昇圧変圧器T1の2次巻線Sにパ
ルス状の高電圧を発生する。昇圧変圧器T1の二
次巻線に発生した高電圧は第2のコンデンサC7
を充電し、その充電電荷は放電間隙SGおよびカ
ツプリングコイルC.Cを通して放電して溶接部に
高周波電圧を供給する。この結果、溶接部には逆
極性時電圧が印加された時点からコンデンサC6
の放電する間の極く短時間にのみ高周波電圧が供
給されることになる。昇圧変圧器T1に設けられ
た第3の巻線P2は、抵抗器R3を通して図中
A,Bで示す位置に接続され主として正極性時の
アーク発生を容易にし、アーク切れを防止する役
目を果す。T1の第3の巻線P2の接続位置は図
のA′,Bでもよく、この場合は第4図に示すよ
うにP2に高周波電圧が印加されないように、フ
イルタl3,l4が必要となる。R3の抵抗値は第2
図のR1と同様に、アーク電圧では高周波が発生
しないで、アークが消滅してA−B間または
A′−B間に高い無負荷電圧が印加されたときに
のみ高周波が発生するように選択しておく。
以上のように本発明の装置においては、高周波
電圧発生回路または再点弧用パルス発生回路の出
力を正極性時と逆極性時とにおいてその発生タイ
ミングを異にし、高周波電圧または再点弧用パル
スを必要時にのみ供給するようにしたので、交流
アーク溶接におけるアークスタートが容易で再点
弧が確実となり、また通信障害も極力減少させる
ことができるものである。
電圧発生回路または再点弧用パルス発生回路の出
力を正極性時と逆極性時とにおいてその発生タイ
ミングを異にし、高周波電圧または再点弧用パル
スを必要時にのみ供給するようにしたので、交流
アーク溶接におけるアークスタートが容易で再点
弧が確実となり、また通信障害も極力減少させる
ことができるものである。
第1図は従来の高周波重畳回路の例を示す接続
図、第2図、第3図および第4図は本発明の装置
の実施例を示す接続図である。 7……溶接変圧器、10……高周波発生回路、
T1……昇圧変圧器、SG……放電間隙、C.C…
…カツプリングコイル。
図、第2図、第3図および第4図は本発明の装置
の実施例を示す接続図である。 7……溶接変圧器、10……高周波発生回路、
T1……昇圧変圧器、SG……放電間隙、C.C…
…カツプリングコイル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 交流アーク溶接電源と高周波電圧発生回路ま
たはアークの再点弧用パルス発生回路とから溶接
電極と被溶接物に電力を供給するアーク溶接装置
において、前記高周波電圧発生回路または再点弧
用パルス発生回路が溶接電極が正電位となる逆極
性時には無負荷時またはアーク発生時にかかわら
ず高周波または再点弧用パルスを発生し、溶接電
極が負電位となる正極性時においては無負荷電圧
が発生したときにのみ高周波または再点弧用パル
スを発生する交流アーク溶接装置。 2 前記高周波電圧発生回路または再点弧用パル
ス発生回路は逆極性時における出力電力が正極性
時における出力電力よりも大である特許請求の範
囲第1項に記載のアーク溶接装置。 3 前記交流アーク溶接電源が第1の半導体スイ
ツチング素子により溶接電流が制御される電源で
あり、かつ前記高周波電圧発生装置のうち逆極性
時の高周波発生回路が交流アーク溶接電源の入力
電圧または出力電圧によつて正極性時にのみ充電
される第1のコンデンサと前記第1のコンデンサ
の電荷を昇圧変圧器の一次側を通して放電する第
2のスイツチング素子と前記昇圧変圧器の二次側
に接続された第2のコンデンサと前記第2のコン
デンサに並例に接続された放電間隙およびカツプ
リングコイルの直列回路とからなり前記交流アー
ク溶接電源の出力が逆極性となる方の前記第1の
スイツチング素子への点弧信号またはこの点弧信
号に同期する信号を前記第2のスイツチング素子
の点弧信号とした特許請求の範囲第1項記載の交
流アーク溶接装置。 4 前記高周波発生装置のうち正極性時の高周波
発生回路が前記昇圧変圧器に設けた第3の巻線に
前記交流アーク溶接電源の出力を接続した回路で
ある特許請求の範囲第3項に記載の交流アーク溶
接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3016178A JPS54121254A (en) | 1978-03-14 | 1978-03-14 | Alternate current arc welding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3016178A JPS54121254A (en) | 1978-03-14 | 1978-03-14 | Alternate current arc welding apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54121254A JPS54121254A (en) | 1979-09-20 |
| JPS6232027B2 true JPS6232027B2 (ja) | 1987-07-11 |
Family
ID=12296024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3016178A Granted JPS54121254A (en) | 1978-03-14 | 1978-03-14 | Alternate current arc welding apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54121254A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011105022A1 (ja) | 2010-02-23 | 2011-09-01 | パナソニック株式会社 | 交流アーク溶接方法および交流アーク溶接装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2449557C2 (de) * | 1974-10-18 | 1976-11-25 | Messer Griesheim Gmbh | Schaltanordnung zum stabilisieren und zuenden von schweisslichtboegen durch zuendimpulse |
-
1978
- 1978-03-14 JP JP3016178A patent/JPS54121254A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011105022A1 (ja) | 2010-02-23 | 2011-09-01 | パナソニック株式会社 | 交流アーク溶接方法および交流アーク溶接装置 |
| US9162307B2 (en) | 2010-02-23 | 2015-10-20 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Alternating-current welding method and alternating-current welding device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54121254A (en) | 1979-09-20 |
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