JPS6245027B2 - - Google Patents

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JPS6245027B2
JPS6245027B2 JP12332882A JP12332882A JPS6245027B2 JP S6245027 B2 JPS6245027 B2 JP S6245027B2 JP 12332882 A JP12332882 A JP 12332882A JP 12332882 A JP12332882 A JP 12332882A JP S6245027 B2 JPS6245027 B2 JP S6245027B2
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JP
Japan
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current
signal
section
pulse
switch
Prior art date
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Expired
Application number
JP12332882A
Other languages
English (en)
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JPS5913572A (ja
Inventor
Kunio Kano
Masahiro Aoyama
Haruo Moriguchi
Hideo Ishii
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sansha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority to JP12332882A priority Critical patent/JPS5913572A/ja
Publication of JPS5913572A publication Critical patent/JPS5913572A/ja
Publication of JPS6245027B2 publication Critical patent/JPS6245027B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/09Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
    • B23K9/091Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、溶接負荷にベース電流およびパル
ス電流を交互に供給するパルスアーク溶接機に関
し、構成を簡単にするとともに、ベース電流のリ
ツプルを小さくして良好なパルスアーク溶接を行
なえるようにすることを目的とする。
一般に、パルスアーク溶接は、電極および母材
からなる溶接負荷に低出力のベース電流およびパ
ルス状の電流を交互に供給して溶接するものであ
り、パルス状の電流による大電流のピンチ力によ
り、送給されたワイヤの溶融金属がスプレー状の
小粒子となり、先端から高速度で離脱するのでス
パツタの発生が少ない利点がある。
そして、従来のパルスアーク溶接機は、たとえ
ば第1図および第2図に示すように構成されてい
る。それらの図面において、1は交流電源、2は
入力端が電源1に接続され電源1からの交流を整
流する整流回路部、3は入力端が整流回路部2の
一方の出力端に接続されたベース電流供給部、4
は一端がベース電流供給部3の出力端に接続され
た第1直流リアクトル、5は入力端が整流回路部
2の出力端に接続されたパルス電流供給部、6は
一端がパルス電流供給部5の一方の出力端に接続
された第2直流リアクトル、7は両直流リアクト
ル4,6の他端に接続され2個の送給ローラ8に
より送給れる溶接ワイヤ、9は整流回路部2の他
方の出力端に接続されワイヤ7とともに溶接負荷
10を構成する母材であり、第2図aに示すよう
に、低出力のベース電流がベース電流供給部3か
ら溶接負荷10に供給されるとともに、同図bに
示すように、前記ベース電流につづいて高出力の
パルス電流がパルス電流供給部5から溶接負荷1
0に供給され、同図cに示すように、ベース電流
およびパルス電流からなる溶接電流が溶接負荷1
0に供給され、ベース電流によりワイヤ7の先端
部が溶融するとともに、パルス電流により溶融し
たワイヤ7の先端部がスプレー状となつて母材9
に噴射され、溶接が行なわれる。
しかし、この場合、ベース電流供給部3および
パルス電流供給部5を必要とするため、構成が複
雑になるという欠点がある。また、ベース電流の
リツプルが大きく、前記リツプルを低減するため
に、各リアクトル4,6に大容量のものを使用す
ることが行なわれているが、回路の応答が悪くな
り、良好なパルスアーク溶接を行なうことができ
ないという不都合が生じる。
この発明は、前記の点に留意してなされたもの
であり、入力直流をスイツチングして間欠出力す
るスイツチ部と、該スイツチ部の出力を平滑して
溶接負荷に供給するリアクトルと、リアクトルの
蓄積エネルギーを前記負荷に回生するフライホイ
ールダイオードと、前記スイツチ部の駆動を制御
して前記負荷にベース電流とパルス電流とを交互
に供給する制御部とを備えたパルスアーク溶接機
において、負荷電流を検出する電流検出器を備え
るとともに、前記制御部に、前記検出信号をベー
ス電流制御用の一定増幅率で増幅する第1演算増
幅器と、前記検出信号を前記第1演算増幅器の増
幅率より小さなパルス電流制御用の一定増幅率で
増幅する第2演算増幅器と、前記両演算増幅器の
出力信号を交互に出力するスイツチ手段と、前記
負荷電流のレベル調整用の定レベルの基準信号を
出力する基準信号発生部と、前記スイツチ手段の
出力信号と前記基準信号との加算信号によつて駆
動され、前記スイツチ部の駆動制御用の信号を出
力するシユミツトトリガ回路とを設けたことを特
徴とするパルスアーク溶接機を提供するものであ
る。
したがつて、この発明のパルスアーク溶接機に
よると、電流検出器によりベース電流およびパル
ス電流を検出して検出信号を出力し、第1、第2
演算増幅器によりベース電流通流時およびパルス
電流通流時の前記検出信号を増幅するとともに、
比較部により両演算増幅器からの信号と基準信号
とを比較して比較信号を前記スイツチ部に出力す
るようにしたことにより、前記比較部からの比較
信号により前記スイツチ部の作動を制御して1個
のスイツチ部からベース電流およびパルス電流を
交互に出力させることができ、構成を簡単にする
ことができるとともに、前記演算増幅器の増幅率
を調整してベース電流のリツプルを小さくするこ
とができ、良好なパルスアーク溶接を行なうこと
ができる。
つぎに、この発明の1実施例を示した第3図以
下の図面について説明する。
それらの図面において、第1図と同一記号は同
一のものを示し、11は入力端が整流回路部2の
一方の出力端に接続されたトランジスタ等からな
る1個のスイツチ部、12は両端がスイツチ部1
1の出力端およびワイヤ7に接続された直流リア
クトルであり、スイツチ部11とともに、電源1
および整流回路部2と溶接負荷10のワイヤ7と
の通電路に設けられ、スイツチ部11により、溶
接電流のベース電流およびパルス電流がリアクト
ル12を介して溶接負荷10に供給される。13
はカソード、アノードがスイツチ部11の出力端
子および整流回路部2の他方の出力端に接続され
たフライホイールダイオード、14は溶接負荷1
0の母材9と整流回路部2との通電路に設けられ
ベース電流およびパルス電流を検出して検出信号
を出力する電流検出器、15は電流検出器14か
らの検出信号が入力されてスイツチ部11の信号
入力端に作動制御用の比較信号を出力する制御部
であり、つぎに制御部15を示した第4図につい
て説明する。
同図において、16は一端が電流検出器14の
一方の出力端に接続された抵抗値R1の第1抵
抗、17は非反転入力端子および反転入力端子が
それぞれ電流検出器14の両出力端に接続された
第1演算増幅器(以下第1オペアンプと称す)で
あり、出力端子が抵抗値R2(>R1)の第2の抵抗
18を介して非反転入力端子に接続され、反転入
力端子が接地されており、ベース電流通流時に電
流検出器14から出力される検出信号を、第2、
第1抵抗18,16の抵抗値の比R2/R1に等し
い増幅率で増幅する。19は一端が電流検出器1
4の一方の出力端に接続された抵抗値R3の第3
抵抗、20は非反転入力端子および反転入力端子
がそれぞれ電流検出器14の両出力端に接続され
た第2演算増幅器(以下第2オペアンプと称す)
であり、出力端子が抵抗値R4(>R3)の第4抵抗
21を介して非反転入力端子に接続され、反転入
力端子が接地されており、パルス電流通流時に電
流検出器14から出力される検出信号を、第4、
第3抵抗21,19の抵抗値の比R4/R3(<
R2/R1)に等しい増幅率で増幅する。
22は一端が第1オペアンプ17の出力端子に
接続され切換部(図示せず)によりオンされて第
1オペアンプ17と後述の比較部との通電路を開
閉する第1開閉器であり、アナログスイツチから
なる。23は一端が第2オペアンプ20の出力端
子に接続され切換部によりオンされて第2オペア
ンプ20と後述の比較部との通電路を開閉する第
2開閉器であり、アナログスイツチからなる。2
4は一端が両開閉器22,23の他端に接続され
た第5抵抗、25は基準信号発生部(図示せず)
に接続された接続端子、26は一端が接続端子2
5に接続され他端が接地された可変抵抗、27は
一端が可変抵抗26の可動端子に接続された第6
抵抗、28は反転入力端子が第5、第6抵抗2
4,27の他端に接続された比較部であるコンパ
レータ、29は両端がコンパレータ28の出力端
子および非反転入力端子に接続された第7抵抗、
30は一端がコンパレータ28の非反転入力端子
に接続され他端が接地された第8抵抗であり、第
5〜第8抵抗24,27,29,30、可変抵抗
26およびコンパレータ28によりシユミツトト
リガ回路31が構成されており、コンパレータ2
8からの比較信号が駆動部32を介してスイツチ
部11の信号入力端に出力され、スイツチ部11
が作動制御されて所定のベース電流およびパルス
電流が供給される。
つぎに、前記実施例の動作について説明する。
ところで、交互に供給されるベース電流、パル
ス電流の期間が予め設定され、第1,第2開閉器
22,23を切換える切換部は、ベース電流の期
間に開閉器22のみをオンし、パルス電流の期間
に開閉器23のみをオンするため、水晶振動子な
どを用いて形成された高周波の基準クロツクパル
スを分周器などによつて分周し、たとえば、ベー
ス電流の期間とパルス電流の期間とでレベルが反
転する切換信号を形成し、該切換信号を両開閉器
22,23に供給する。
さらに、第1開閉器22は、ベース電流の期間
の切換信号のレベルでオンし、第2開閉器23
は、パルス電流の期間の切換信号のレベルでオン
する。
そして、切換部から出力されたベース電流の期
間の切換信号にもとづき、t1時に、第1、第2開
閉器22,23がオン、オフそれぞれになつて溶
接が開始され、制御部15からスイツチ部11に
比較信号が出力されると、スイツチ部11が作動
して時刻t1に整流回路2、スイツチ部11、リア
クトル12、ワイヤ7、母材9、電流検出器14
からなる直列回路に電流が流れるとともに、前記
電流が電流検出器14により検出されて検出信号
が出力され、前記検出信号が第1オペアンプ17
により増幅されて増幅信号が出力され、可変抵抗
26により設定される基準信号と前記増幅信号と
が加算された加算信号がコンパレータ28の反転
入力端子に入力され、コンパレータ28から出力
されるハイレベルの電流信号である比較信号によ
る第7、第8抵抗29,30の接続点の電位、す
なわちコンパレータ28の非反転入力端子の電位
を基準とするシユミツトトリガ回路31の不感帯
域に比べ、前記加算信号によるコンパレータ28
の反転入力端子の電位が低いため、コンパレータ
28からはハイレベルの比較信号が出力され続け
るとともに、前記ハイレベルの比較信号によりス
イツチ部11が作動し続けて溶接負荷10に電流
が流れる。このとき、リアクトル12の作用によ
り、第5図に示すように、溶接負荷10に流れる
電流が徐々に上昇するとともに、前記電流により
リアクトル12にエネルギーが蓄えられる。
つぎに、溶接負荷10に流れる電流が上昇して
時刻t2に所定のレベル1bに達すると、電流検
出器14からの検出信号が第1オペアンプ17に
より増幅された増幅信号と基準信号との加算信号
によるコンパレータ28の反転入力端子の電位
が、シユミツトトリガ回路31の不感帯域よりも
高くなるため、コンパレータ28からの比較信号
がローレベルに反転するとともに、スイツチ部1
1の作動が停止して整流回路2と溶接負荷10と
の通電路が遮断されると同時に、リアクトル12
に蓄えられたエネルギーによる電流がワイヤ7、
母材9、フライホイールダイオード13からなる
直列回路に流れる。このとき、リアクトル12の
エネルギーが放出されるため、溶接負荷10に流
れる電流は徐々に減少する。
そして、リアクトル12の蓄積エネルギーによ
り溶接負荷10に流れる電流が減少して時刻t3
に所定のレベルIb′(<Ib)に達すると、電流検
出器14からの検出信号が第1オペアンプ17に
より増幅された増幅信号と基準信号との加算信号
によるコンパレータ28の反転入力端子の電位
が、シユミツトトリガ回路31の不感帯域よりも
低くなるため、コンパレータ28からの比較信号
がハイレベルに反転するとともに、スイツチ部1
1が再び作動して溶接負荷10に電源1、整流回
路2からの電流が流れ、これらの動作を繰り返し
て第5図に示すような低出力のベース電流が溶接
負荷10に供給される。
つぎに、切換信号のレベルが反転してパルス電
流の期間になり、第1、第2開閉器22,23が
オフ、オンそれぞれに反転し、時刻t4に制御部
15からスイツチ部11に比較信号が出力される
と、前記ベース電流通流時と同様にして溶接負荷
10に電流が流れる。このとき、第2オペアンプ
20の増幅率R4/R3が第1オペアンプ17の増
幅率R2/R1よりも小さいため、シユミツトトリ
ガ回路31が作動するときの第2オペアンプ20
からの増幅信号を得るのに必要な電流検出器14
からの検出信号は、第1オペアンプ17からの増
幅信号を得るのに必要な電流検出器14からの検
出信号よりも大きくなり、溶接負荷10に流れる
電流は前記のベース電流に比べ第2、第1オペア
ンプ20,17の増幅率の比R/R/R/R
ほぼ比例し て大きくなる。
つぎに、溶接負荷10に流れる電流が上昇して
時刻t5に所定のレベルIpに達すると、前記ベー
ス電流通流時と同様の動作により、スイツチ部1
1が作動を停止してリアクトル12に蓄えられた
エネルギーによる電流が溶接負荷10に流れると
ともに、溶接負荷10への電流が減少して時刻t
6に所定のレベルIp′(<Ip)に達すると、前記
ベース電流通流時と同様にしてスイツチ部11が
再び作動して溶接負荷10に電源1、整流回路2
からの電流が流れ、これらの動作を繰り返して第
5図に示すような高出力のパルス電流が溶接負荷
10に供給される。そして、切換信号にもとづく
第1、第2開閉器22,23の交互のオンによ
り、溶接負荷10にベース電流およびパルス電流
からなる溶接電流が供給される。
したがつて、前記実施例によると、電流検出器
14によりベース電流およびパルス電流を検出し
て検出信号を出力し、第1、第2オペアンプ1
7,20によりベース電流通流時およびパルス電
流通流時の前記検出信号を増幅するとともに、コ
ンパレータ28により両オペアンプ17,20か
らの信号と基準信号とを比較して比較信号をスイ
ツチ部11に出力するようにしたことにより、コ
ンパレータ28からの比較信号によりスイツチ部
11の作動を制御して1個のスイツチ部11から
ベース電流およびパルス電流を交互に出力させる
ことができ、構成を簡単にすることができる。
また、第1、第2オペアンプ17,20の増幅
率R2/R1,R4/R3をR2/R1>R4/R3に設定する
とともに、ベース電流およびパルス電流の通流時
における電流波形の山および谷の各電流値が(Ib
−Ib′)/Ib≒(Ip−Ip′)/Ipになるようにシユ
ミツトトリガ回路31の不感帯域を設定すること
により、ベース電流通流時におけるスイツチ部1
1の作動、作動停止の周期をパルス電流通流時よ
りも早くすることができ、ベース電流のリツプル
を小さくすることができ、アーク切れを防止して
良好なパルスアーク溶接を行なうことができる。
さらに、スイツチ部11を周期的に作動、作動
停止させるため、リアクトル12は容量の小さい
ものでよく、安価になるとともに、回路の応答が
良好になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のパルスアーク溶接機の結線図、
第2図は第1図の動作説明用タイミングチヤー
ト、第3図以下の図面はこの発明のパルスアーク
溶接機の1実施例を示し、第3図は結線図、第4
図は一部の詳細な結線図、第5図は溶接電流の波
形図である。 1…交流電源、10…溶接負荷、11…スイツ
チ部、14…電流検出器、17,20…第1、第
2演算増幅器、22,23…第1、第2開閉器、
28…コンパレータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 入力直流をスイツチングして間欠出力するス
    イツチ部と、該スイツチ部の出力を平滑して溶接
    負荷に供給するリアクトルと、該リアクトルの蓄
    積エネルギーを前記負荷に回生するフライホイー
    ルダイオードと、前記スイツチ部の駆動を制御し
    て前記負荷にベース電流とパルス電流とを交互に
    供給する制御部とを備えたパルスアーク溶接機に
    おいて、負荷電流を検出する電流検出器を備える
    とともに、前記制御部に、前記検出信号をベース
    電流制御用の一定増幅率で増幅する第1演算増幅
    器と、前記検出信号を前記第1演算増幅器の増幅
    率より小さなパルス電流制御用の一定増幅率で増
    幅する第2演算増幅器と、前記両演算増幅器の出
    力信号を交互に出力するスイツチ手段と、前記負
    荷電流のレベル調整用の定レベルの基準信号を出
    力する基準信号発生部と、前記スイツチ手段の出
    力信号と前記基準信号との加算信号によつて駆動
    され、前記スイツチ部の駆動制御用の信号を出力
    するシユミツトトリガ回路とを設けたことを特徴
    とするパルスアーク溶接機。
JP12332882A 1982-07-14 1982-07-14 パルスア−ク溶接機 Granted JPS5913572A (ja)

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JPS62192264A (ja) * 1986-02-19 1987-08-22 Hitachi Seiko Ltd パルスア−ク溶接電源
JP4570444B2 (ja) * 2004-11-02 2010-10-27 株式会社安川電機 アーク溶接装置

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