JPS6316863A - 消耗電極式ア−ク溶接機 - 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、Ｃ０２ガスやアルゴンガス等で構成さ電極孟
ｔｅ溶接部に連続的に送給して溶融溶接を２　・、−− 行う消耗電極式アーク溶接機に関するものである。

従来の技術 従来、この種のアーク溶接機では、整流波形の脈動分の
低減のためと１短絡移行溶接時における短絡電流値を制
御するために、第３図に示す通り１溶接機二次側直流回
路に直流リアクトルを含むのが普通である。

第３図中、１は変圧器及び制御整流素子を含む直流電源
部、２は直流リアクトル、３は溶接アーり、４は母材で
ある。第＼図は定電圧特性、又はそれに近い外部特性を
有する直流アーク溶接機による、ワイヤ送給量を一定と
した場合の短絡移行溶接時の溶接電流波形を示している
。

第４図において、ＯＰは直流リアクトルのインダクタン
スが小さい場合の溶接電流波形であり、電流の立上りが
早いため１アーク再生に至る時間ｔ、が短かく、アーク
再生時の溶接電流値Ｉ、が一＝− トＰが大である。このためアーク再生時に溶融池を吹き
飛ばし１スパツタが多く発生する。

直流リアクトルのインダクタンスを大きくすれば、溶接
電流波形はＯＱＯごとくになり、電流の立上がりが適度
となって、アーク再生に至る時間ｔ２はｔ、より小さく
なる。このためアーク再生時のスパッタは減少する。

直流リアクトルのインダクタンス量をさらに大きくする
と、電流の立上りが遅くなり、アーク再生に至る時間ｔ
３は長くなり、アーク再生時の溶接電流値は小さくなっ
てアーク不安定となる。

以上の様な理由で、この種の直流アーク溶接機ではに次
側直流回路に適正なインダクタンスが必要である。

しかしながら、アーク起動時のみを考えると１溶接電流
の立上りが急峻である方がアークに移行し易いために、
第６図に示す様に、直流リアクトル２を短絡するスイッ
チ素子６が接続されている。

第３図の動作内容は次の通りである。アーク起動時に於
ては、スイッチ素子６は導通状態にあり、溶接起動電流
は、スイッチ素子６を通して流れ、直流リアクトルには
流れない。このため溶接電流の立上りが急峻となり１ア
ークに移行し易く々る。

一方アークの再生後にはすみやかにスイッチ素子５は開
放され１溶接電流は直流リアクトルを通して流れるため
に適正な溶接電流の立上りとなりｂ良好な溶接結果を得
ていた。

発明が解決しようとする問題点 従来のこの方式によって、アーク起動時と定常アーク起
動時で溶接電流の立上りを可変にすることによってアー
クの起動特性は改善されたものの。

この方式はアーク起動時に、第６図に示した様にアーク
切れｉ。が発生し易く、特に接触起動を行うと、アーク
切れの区間Ｔ１が長くなって、溶接ワイヤ電極とチップ
とが融着するという問題点を有している。

さらにアーク切れが発生すると、アーク切れのない瞬時
起動時に比しスパッタが多いという問題も有している。

第７図は、アーク起動時に於て、消耗電極７が母材４方
向に送給されて接触した時の状態を示す。

この状態における溶接電流通路のインピーダンス６　　
、　。

をＲ４，Ｒ２，Ｒ３で示す。Ｒ１は消耗電極子と通電チ
ップ６との接触抵抗１Ｒ２は消耗電極７の内部抵抗、Ｒ
３は消耗電極７と母材電極４との接触抵抗を示す。通常
Ｒ１の値はきわめて小さく１またＲ３は消耗電極７の先
端部の状態により、異った値を示す。しかし通常Ｒ，＞
Ｒ２，Ｒ，であり、今、溶接電流１が流れるとＲ３１の
エネルギーによって消耗電極ワイヤの先端部附近は溶融
飛散してアークが起動する。この場合、ワイヤと母材と
の接触抵抗Ｒ３の値が太きいと１溶融エネルギーが増大
して、アーク再生後のワイヤの燃え上りが大きくなる。

アーク起動時における印加電圧と消耗電極送給量との関
係を第８図に示す。消耗電極が母材に接触して短絡電流
が流れ始めてから一定時限Ｔ２期間１通常の溶接時の溶
接電圧より高めの電圧１即ちホット電圧が印加され、ま
だ１消耗電極送給量度は、最初スローダウン速度で通常
溶接時の送給速度に比して低く１短絡電流が流れてから
徐々に定常溶接時の送給速度となる。このような制御力
６へ一 式に於てはアーク起動時においてアークが再生した時に
は、ホット電圧が印加されていて、かつ消耗電極の送給
速度が通常、溶接時に比し低いため、消耗電極先端部の
燃え上りを助けてしまう。これらの２つの理由によって
、燃え上りが大きくなってチップ融着あるいはアーク切
れが生じる。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するため、本発明の消耗電極式アーク
溶接機は、特に、アーク起動時に、最初の短絡後、アー
クが発生したことを検出する手段法、アークが発生した
ときのアーク電流値を通常の溶接時のアーク電流の制御
値とは異った値に制御する手段とを備えてなるものであ
る。

作用 上記構成により、アーク起動時において、消耗性電極が
溶接母材と短絡して後、アークに移行した時のアーク電
流値をホット電圧で定まる溶接電流値とは異なる電流値
に制限する。すなわち、アーク再生後のエネルギーを制
限することにより。

アークの燃え上りを防いでアーク切れを防ぐ。

実施例 以下、本発明の実施例について、第１図、第２図を参照
して説明する。なお、第１図、第２図において、１〜７
は第３図、第６図、第７図における１〜７と同一部品を
示し、説明を省略する。

第１図に於て、８はトランジスタなどで構成される出力
制御回路、９は主トランス、１０は主トランス９の出力
を整流する為の整流回路であり、これらは、直流電源１
を構成する構成因子である。

１１は溶接電流の流れを検出する電流検出回路、１２は
溶接電圧波形を入力信号として溶接状態がアーク時であ
るか短絡時であるかを判別するアーク短絡判別回路であ
る。アーク起動時に於て１溶接ワイヤが母材と短絡して
溶接電流が流れると電流検出回路１１から電流検出信号
が出力されアーク起動電流抑制回路１３に入力される。

壕だ短絡電流が流れて後、アークが再生すると、アーク
発生信号がアーク短絡判別回路１２より出力され。

アーク起動電流抑制回路１３に入力される。

即ち、アーク起動時に於て、アークが再生すると、アー
ク起動電流抑制回路１３は電流検出回路１１及びアーク
短絡判別回路１２の信号を受けて。

出力抑制信号をトランジスタ制御回路１４に出力する。

このため、出力制御回路８はトランジスタ制御回路１４
の信号を受けて出力を低下させる。

この結果、アーク起動時に於けるアーク再生電流による
アークの燃え上りは抑制され、アーク切れおよびチップ
融着を防ぐことができる。

第２図に、アーク起動時の電流波形を、本実施例と従来
例とを比較して示す。図より明らかな様に１短絡からア
ークに移行した時の電流波形に差異が見られる。１６は
従来例による波形１１６は本実施例による波形である。

従来例によるアーク再生直後の電流値は通常のアーク電
流値ｉｔに比　　　　　し、大きな電流である。しかし
、本実施例の場合。

アーク再生直後の電流は１６に示した様に消耗電極の送
り量によって定まる一定値ｉｔ２に限定される。この結
果、アーク切れ及びチップ融着は発生しなくなる。

発明の効果 ９７、 以上のように本発明によればアーク起動時におけるアー
ク再生後のアーク電流値をある一定値に抑制することに
より、従来より問題となっていたアーク起動時のアーク
切れがなくなり、このためアーク起動時のスパッタを大
巾に減少させることが出来る。さらにアークの燃え上り
によるチップ融着かなくなり溶接作業能率は大巾に向上
し、また溶接開始部の溶接品質の向上を図ることが出来
、産業界に貢献するものはきわめて多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す消耗電極式アーク溶接
機のブロック回路図、第２図はアーク起動時の電流波形
図、第３図は従来のアーク溶接機の回路図、第４図は溶
接電流波形図、第６図は従来の他のアーク溶接機の回路
図、第６図はアーク起動時の電流波形図、第７図はアー
ク起動時における消耗電極と母材の断面図、第８図はア
ーク起動時における印加電圧と消耗電極送給量との関係
を示す特性図である。 ８・・・・・・出力制御回路、１１・・・・・°電流検
出回路ｔ１２・・・・・・アーク短絡判別回路、１３・
・・・・アーク起動電流抑制回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 第３図 ！ 第十図 第７図 第　δ　図 −一Δλ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 消耗電極を用い、出力制御手段として１個あるいは複数
   個の制御素子を用い、出力状態がアーク状態であるか短
   絡状態であるかを検知する手段を設け、前記制御素子の
   導通位相を溶接状態に応じて制御することにより溶接出
   力制御を行う消耗電極式アーク溶接機において、アーク
   起動時に、最初の短絡後アークが発生したことを検出す
   る手段と、前記アークが発生したときのアーク電流値を
   通常の溶接時のアーク電流の制御値とは異った値に制御
   する手段とを具備したことを特徴とする消耗電極式アー
   ク溶接機。