JPS6352992B2 - - Google Patents

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JPS6352992B2
JPS6352992B2 JP57227842A JP22784282A JPS6352992B2 JP S6352992 B2 JPS6352992 B2 JP S6352992B2 JP 57227842 A JP57227842 A JP 57227842A JP 22784282 A JP22784282 A JP 22784282A JP S6352992 B2 JPS6352992 B2 JP S6352992B2
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JP
Japan
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dynamic
static
control device
welding
power supply
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Puushunaa Peetaa
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Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of JPS58151964A publication Critical patent/JPS58151964A/ja
Publication of JPS6352992B2 publication Critical patent/JPS6352992B2/ja
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    • 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
    • B23K9/10Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
    • B23K9/1006Power supply
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/575Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices characterised by the feedback circuit

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアーク溶接用電子的電源に関する。
変換器またはサイリスタにより段階的にまたは
連続的に静特性を変えることができる溶接エネル
ギ源は知られている。このような装置の欠点は、
動特性が構造上個々の素子によつて決定されてし
まい、プロセス(加工処理)の進行中またはプロ
セスのいろいろな相中に変更することができない
と言う点にある。また、静特性の変化がしばしば
不本意にも動特性の変化を惹起するのも欠点であ
る。
溶接エネルギ源の静特性は静電圧−電流曲線
(V−曲線)で表わすことができる。この静動
性は、静特作状態、即ち負荷が一定である状態で
決定することができる。動特性は、時間対電圧
{u=f(t)}および時間対電流{i=f(t)}
曲線また動作点の移動として時間で評価した電流
対電圧〔u(t)=f{i(t)}〕曲線で表わすこと
ができる。
静および動的挙動(静および動特性)は、溶接
エネルギ源したがつてまた溶接プロセス(加工)
の特性に影響を及ぼす。この溶接エネルギ源の挙
動が特定のプロセスに対して最適でないことがし
ばしば生ずる。静および動特性間における相互干
渉の結果として、相応に不規則で最適化すること
ができないプロセスの経過が生ずる。
本発明の目的は、このような難点を除去もしく
は軽減することにある。
本発明によれば、本発明によれば、アーク溶接
用の電子的電源であつて、溶接プロセス装置に電
力を供給するための電力ユニツトを有しており、
かつ第1のスタテイツク制御装置と第2のダイナ
ミツク制御装置とによつて制御され、その際、前
記スタテイツク制御装置は前記電源の静的(スタ
テイツク)電流/電圧特性を決定し、かつ該静的
電流/電圧特性からの前記溶接プロセスの動作特
性の偏差を検出し、かつ検出された前記偏差に関
連する誤差信号を発生するように構成されてお
り、前記ダイナミツク制御装置は前記電源のダイ
ナミツク特性を与えるダイナミツク時間関数を決
定し、かつ前記ダイナミツク制御装置は、前記誤
差信号を低減するため前記電力ユニツトを制御す
る制御信号を形成するように前記ダイナミツク時
間関数によつて変換処理を、前記スタテイツク制
御装置からの誤差信号に対してなすように構成さ
れており、前記電力ユニツトは0から少なくとも
数KHzまでの応答周波数特性を有していることを
特徴とするアーク溶接用電子的電源が提案され
る。
本発明の1実施例においては、溶接エネルギ源
の特性は、デイジタル的にプログラムすることが
できる抵抗回路である調節可能なポテンシヨメー
タまたはアナログ電圧によつて調節される電子的
スイツチング回路により決定される。さらに、こ
の電子的スイツチング回路は、外部からの信号例
えば溶接プロセスから派生され例えばプロセス計
算機または発生器等外部から到来する信号を処理
することができる。これら信号には、例えばアー
ク電流およびアーク電圧、溶接電圧または電子的
溶接エネルギ源の端子電圧が含まれる。
本発明の実施例による電子的溶接エネルギ源
は、個別的にまたは組合わさつて電子的スイツチ
ング回路により実現される機能を司る個々のモジ
ユールを特徴とする。本発明の理解を容易にする
ために、次のような4つの機能モジユールを定義
することができる(図面中第1図参照)。
(1) 指令もしくは制御モジユール (2) スタテイツク(静的)モジユール (3) ダイナミツク(動的)モジユール (4) 電力モジユール 本発明の実施例において、電子的要素が実際に
このようなモジユール形態で存在するかあるいは
複数のモジユール機能が適当な回路構成で1つの
動作ユニツトに実現されるかは本発明にとつて重
要ではない。複数のモジユール機能を1つの動作
単位に実現することは回路費用を低減する上で実
際には望ましいことである。同様にして、全べて
の機能モジユールを設ける必要は必ずしもない。
例えば、テイグ溶接またはプラズマ・プロセスに
だけしか用いられない電子的溶接エネルギ源の場
合には、ダイナミツク(動的)モジユールは省略
することができる。
モジユール機能の1つは、全体的にまたは部分
的に計算機および対応の計算機プログラムで実現
することができよう。
本発明の実施例の1つの特徴は、溶接電流回路
におけるチヨークまたは例えば既知の漂遊インダ
クタンスを有する変圧器の構造の結果として、慣
用の溶接エネルギ源の場合のように、電力モジユ
ールが溶接プロセスに適応された特性を有してい
ない点にある。同様にして、電子的溶接エネルギ
源が特定の仕方で応答するプロセス状態は、簡略
に直接溶接エネルギ源の溶接電流端子で行なうこ
とができる溶接プロセスの電圧および/または電
流を測定し、そしてスタテイツクおよび/または
ダイナミツク・モジユールのような電子的ユニツ
トで処理することにより対処するのが重要であ
る。この処理の結果を用いてモジユールを制御す
る。この方式は、短絡が生ずるアーク溶接プロセ
スおよびMIGまたはMAGパルス・アーク溶接で
特に有益である。
本発明の実施例による電子的溶接エネルギ源は
先に述べた4つのモジユールのそれぞれ単一の使
用に制限されるものではない。個々のモジユール
を二重に設けて、溶接エネルギ源が異なつたプロ
セス要件に対し異なつた仕方で応答するようにす
ることができる。したがつて本発明による溶接エ
ネルギ源は、例えば、CO2プロセスの短絡持続期
間に依存して切換えられる異なつたダイナミツク
(動的)モジユールを具備することができる。ス
タテイツク・モジユールおよびダイナミツク・モ
ジユールはまた、例えば、溶接プロセスの電圧ま
たは電流の方向変化を検出して評価すると言う点
で、微分作用を有することができる。
以下添付図面を参照し本発明の1実施例につい
て説明する。
以下に述べる実施例は、短絡を伴なうまたは伴
わず材料が切換えられるシールド・アーク溶接お
よびサブマージ・アーク溶接ならびにMIGまた
はMAGパルス・アーク溶接に好適に用いること
ができる。
本発明による溶接エネルギ源の1つの要素は被
制御増幅器(チヨツパ)またはアナログ的に動作
する増幅器を基にして構成された電子的電力ユニ
ツトもしくはモジユールである。この被制御増幅
器は、従来技術にしたがつてサイリスタまたはト
ランジスタを用いて実現することができ、他方ア
ナログ増幅器はトランジスタだけで実現すること
ができる。電力ユニツトもしくはモジユールは、
一定の伝送特性で、0ないし2〜3kHz、理想的
には0ないし2〜3MHzの周波数特性を有するよ
うにするのが有利である。現在の技術レベルで
は、アナログ増幅器は、限界周波数が100kHzな
いし500kHzの範囲内にあつて2000Aまでの出力電
流を発生することができるように具現することが
できる。例として、アナログ的な仕方で作用する
変数または可変因子を電力モジユールのための出
発点として用いられよう。
第2図に示すように、変圧器M1は整流器G1
介してコンデンサC1を充電する。コンデンサC1
直列トランジスタT1および溶接プロセスの直列
接続が2次回路もしくは溶接電流回路を表わす。
変圧器M1の目的は、できる限りコンデンサC1
一定の動作電圧UBに保持することである。この
動作電圧UBは、溶接プロセスに供給される最大
電圧よりも若干大きくするのが好ましい。それぞ
れ100ないし250Wの電力消費を有する10ないし
100個台の通常の市販されている電力トランジス
タおよび対応の駆動トランジスタの並列接続とす
ることができる直列トランジスタT1のベースは、
所要の溶接プロセスを駆動するために大電力の電
子的に制御可能な定電流源が得られるように増幅
器V4で制御するのが有利である。この目的で、
好ましくは分路Shおよび対応の増幅器V2を介し
て実際の電流を測定し、かくして得られた測定電
流信号をインバータV3を通し所望の電流信号と
比較した後に調整器V4に供給する。この調整器
V4の出力で溶接電流回路の電力トランジスタを
制御する。調整器V4は、高い増幅率を有する比
例調整器として設計するのが好ましい。増幅度が
無限であるとすると、このような電力装置によつ
て発生される電圧−電流特性図における電流特性
曲線は垂直になる。したがつてI≠f(u)、電流
特性曲線は上部をコンデンサ電圧によつて制限さ
れる。実施例においては、ポテンシヨメータP1
によつて調節することができる調整器V4の100な
いし1000の範囲の増幅率が、1V〓100Aの基準
で、充分であると考えられる。電力モジユール
は、ispll(目標値)によつて表わされる端子で制御
される。なお図示を明隙にするために、ブリツジ
整流器G1を備えた単相変圧器M1だけしか示して
いないが、やはりサイリスタで制御することがで
きる多相の整流器または変圧器をも使用し得るこ
とは言うまでもない。
特殊な事例においては、変圧器M1および整流
器G1の代りに適当な容量を有する蓄電池をも用
いることができる。
電力モジユールの入力端ispllには、ダイナミツ
ク(動的)モジユールの出力端Adyoが接続されて
いる。このモジユールの入力端Edyoはスタテイツ
ク(静的)モジユールの出力端Astatに接続され
ている(第3図参照)。調整器V7を備えた制御ル
ープは、調節可能な勾配を有する静特性曲線を発
生する働きをなす。この目的で標準化された無負
荷電圧値が、指令もしくは制御モジユールにより
例えばポテンシヨメータP2で入力「所望値U」
にプリセツトされる。1V〓(相当を示す)(電源
の端子電圧に対する指令電圧)を標準として選択
するのが好ましい。uist信号は増幅器V6によつて
反転され、標準化されて、増幅器V5からの「所
望値U」と共に可変利得増幅器V7に供給される。
該増幅器V7の増幅率はポテンシヨメータP3によ
り調節可能である。V7の調整出力はV8を介して
スタテイツク・モジユールAstatの出力端に供給
される。なお、V8はV9と同様に理想ダイオード
として接続されている。増幅器V7の増幅率にし
たがつてまた電源の特性曲線の勾配は指令もしく
は制御モジユールのポテンシヨメータP3によつ
て調節することができる。所望値U=4VでV7
増幅率が2である場合には、U0=40VおよびIK
800Aの特性曲線(第4図)が得られる。
最小電流は理想ダイオードV9を介し、指令モ
ジユールのポテンシヨメータP4を介してプリセ
ツトされた所望値Iに基づきプリセツトすること
ができる(第5図)。したがつて、スタテイツ
ク・モジユールAstatの出力は零となることはで
きず、その結果あらゆる状況下でアークに電流を
与えて電離を維持することができる。
第6図は、入力Edyoおよび出力Adyoを有する単
純なダイナミツクもしくは動的モジユールを示
す。このモジユールは2つのバツフア増幅器V10
およびV11ならびにP5とC2とからなる調節可能な
R−C回路を有している。P5は制御モジユール
の要素である。動作において、溶接エネルギ源
は、溶接電流回路におけるチヨークのような挙動
を示す。このチヨーク作用はまた、溶接中、P5
の抵抗値を変えることにより変更することができ
る。
第7図はダイナミツク・モジユールの別の有利
な実施例を示す。指令モジユールのP6を介して
調節可能である増幅率を有する可変利得増幅器
V12は入力信号および該モジユールの出力信号を
インバータV13を介して比較して、比較から生ず
る制御偏差を増幅し、制御モジユールの2つのポ
テンシヨメータP7およびP8を介して2つの増幅
器V14およびV15を制御する。増幅器V14および
V15は制御可能な定電流源として接続されておつ
て、それぞれ、反対極性のダイオードD1および
D2を介してコンデンサC3を充電および放電する。
増幅器V16は高い入力抵抗を有するバツフア増幅
器としての働きをなし、出力信号Adyoを発生す
る。
V12の増幅率をポテンシヨメータP6およびP7
より1に等しくし、そしてP7がP8に等しくなる
ように調節されている場合には、モジユールは第
6図に示したものに類似のR−C回路としての働
きをなす。時定数は、P7およびP8によつて決定
される分圧比で調節される。入力信号における急
激な変化を伴なう過渡応答はe関数で表わされ
る。
V12の増幅率をP6により無限に調節した場合に
は、スロープないし立上りないし立下り(側縁)
関数となり、時間に対するV16の出力信号は、水
平(UA=UEの場合)かまたは立上る(UE>UA
場合)かまたは立下る(UE<UAの場合)直線で
あり、この場合勾配はP7およびP8により調節可
能である。P7の分圧比をP8の分圧比と異なるよ
うに選択した場合には、異なつた速度での立上り
および立下りが生ずる。このことはV12の全べて
の調節可能な増幅率に関して言える。P6の中間
値を用いることが可能であることは言うまでもな
い。
電力モジユールの電流特性曲線したがつてまた
溶接プロセスの電流はダイナミツク・モジユール
の出力信号に応じて変化する。
次に第8図および第9図を参照し、CO2下での
MAG溶接中の1短絡サイクルにおける全動作経
過に関し説明する。出発点として、特性曲線KB
ならびに電圧U1および電流I1でアークは定常状態
で発生しているものとする。4Vの電圧がP2によ
りプリセツトされ、V7の増幅率が2に等しく選
択されているものとすると、上述の標準値では、
静特性曲線KsからU0=40VでIK=800Aとなる
(第9図参照)、U1およびI1から得られる動作点
A1は静特性曲線およびプロセス抵抗によつて決
定される。この状態が時点t1以前に充分長く存在
する場合には、動的もしくはダイナミツク・モジ
ユールに対してEdyo=Adyoが成り立つ。即ち入力
信号は出力信号に等しくなる。したがつて、電子
モジユールは定信号によつて制御されて、電流I1
で特性曲線K1にしたがい給電を行なう(第9図
参照)。
プロセス中、時点t2で短絡が生ずると、先ず、
V7の入力において「所望値U」とuistとの間の差
が急激に変化する。その理由は、プロセス動作点
が電力モジユールの静特性曲線K1にしたがいA1
からA2に変位しているからである。短絡中、プ
ロセス特性曲線はKRであると仮定する。なおこ
の特性曲線は説明の簡便上短絡回路の持続期間中
一定であると仮定する。時点t2以前に、Edyo
Adyoが成立つとすると、t2後はEdyo>Adyoである。
V12の増幅率を1に等しく選択すると、時点t2
には零に等しかつたV12の出力は時点t2で正の値
即ち(Edyo−Adyo)×1をとり、定電流源V14を切
換えて、D1を介しコンデンサC3を充電せしめる。
充電中、出力信号はV13を経る帰還信号により減
少され、したがつて定電流源V14の電流も減少す
る。C3の電圧は緩慢に立上る。即ち、e関数に
したがつて増加してV16の出力を介し電力モジユ
ールを制御する。その結果、溶接プロセスの電流
は指数関数的に上昇する。電流特性曲線はK1
らK2に変位する。プロセスの短絡特性は一定で
あると見做されているので、動作点はKRに沿い
A2からA3に変位する。点A3は、U3およびI3によ
り記述される(第8図、第9図参照)。物理的効
果の結果として、短絡回路ブリツジは時点t3で破
壊され、そしてアークが再び飛ぶ。プロセス抵抗
は急激に上昇する。電力モジユールのK2は依然
作用しているので、この電力モジユールの出力電
圧はU3からU4に急激に増加し、動作点はA3から
A4に変位する。プロセス特性曲線は、アークの
再発生時にKWであるとする。時点t3後直ちに、
スタテイツク(静的)モジユールはV6を介して
電圧情報U4を受け、この電圧値が設定された静
特性曲線Ksの埓外にあると言う事実を確定する。
U4<U0で、V7の出力端には小さい正の値が設定
され、U4>U0の場合には負の値が設定される。
この結果、Edyoは急激に減少する。U4も、プロ
セス特性曲線KWに依存してU0よりも大きくなる
ことができ、したがつてV7の出力が負になり得
るので、最小値は、P4により、Edyoがいずれの場
合にも正に留まつて極限条件下でもアークが安定
に留まるようにプリセツトすることができる。こ
の時点でEdyoはAdyoより小さいので、電流源V15
が切換えられてC3が放電され、その結果電力モ
ジユールの電流特性曲線K2はアークのK1および
KsならびにKBにより定められる静止動作点A1
再び達せられるまで、再びより低い電流値に向つ
て変位される。アーク状態が変動する場合には、
瞬時プロセス特性曲線KWはA4からA1およびKW
からKBへの遷移中連続的に変動する。電源およ
びプロセスが特性曲線の遷移を惹起する。
指令モジユールのポテンシヨメータP7および
P8の位置が異なれば、電流の立上りおよび立下
りに対する時定数も異なつて来る(第8図参照)。
動的もしくはダイナミツク・プロセス相中に生ず
る動作点の移動は、静特性曲線Ks上に位置する
必要はないことが判つた。しかしながら静的モジ
ユールもしくはスタテイツク・モジユールは、瞬
時動作点が確定された特性曲線Ksの上に位置す
るかあるいは下に位置するかを検出して、動的も
しくはダイナミツク・モジユールを制御するため
の対応の信号を発生する。そこで該ダイナミツ
ク・モジユール、調節可能な時間挙動を媒介とし
て瞬時動作点を静特性曲線Ks上に復帰するよう
に動作する。
例えば、ポテンシヨメータP2を備えた指令モ
ジユールから供給される静入力信号の代りに、調
節可能なパルス振幅、パルス幅およびパルス周波
数を有するパルス発生器をV5の入力(所望値U)
に結合するようにすれば、本発明による電子的溶
接エネルギ源のさらに有利な構造が得られる。こ
のような仕方で制御される溶接エネルギ源は、謂
ゆる基本電流を所望値Iを媒介として調節するこ
とにより、MIGまたはMAGパルス溶接に特に適
している。
1.2mmのワイヤ電極を用い82%のArおよび18%
のCO2からなる混合ガス下でのパルス溶接プロセ
スでは、パルス振幅は例えば38V(標準化3.8V)
に選択されかつパルス持続時間またはパルス幅は
例えば2msに選択される。パルスの終末後に、
V5の入力信号が0に切換し戻されずに最小アー
ク支持電圧よりも若干小さい値に切換されると、
スタテイツク・モジユールは、付加的に、電極と
溶融湯もしくは工作物との間における短絡による
アークの消弧に際してダイナミツク・モジユール
の適当な制御により自動的に、短絡回路ブリツジ
が開いてアークが再び飛ぶまで、電流立上りパル
スを発生する検出器としての働きをなす。このよ
うにして、従来では不可能であつた溶接プロセス
の安定化が達成される。
所望値Uを零にし、そしてエネルギ源を入力所
望値Iだけを媒介として制御するようにした場合
にはさらに他の有利な構造が得られる。即ち、テ
イグ溶接、プラズマおよび棒電極溶接のための電
源が得られる。パルスもしくは関数発生器を、指
令モジユールのP4ではなくV9の入力端に接続し
た場合には、スロープないし立上りないし立下り
(側縁)時間が調節可能なパルスまたは電流プロ
グラムを備えた電源が得られる。
本発明による溶接エネルギ源の特に有利な実施
例においては、増幅器V5およびV9の2つの入力
は計算機のアナログ出力によつて制御される。指
令モジユールのポテンシヨメータP3,P6,P7
P8ならびに必要に応じP1およびP5を全べてプロ
グラマブルな抵抗回路で置換し、計算機のデイジ
タル出力で制御することができる。
上に述べたモジユールの機能は、計算機が例え
ば直接アナログ出力を介して電力モジユールの所
望値入力ispllに作用するようにソフトウエアによ
る対応のアルゴリズムにより完全にまたは部分的
に実現できることは言うまでもない。帰還信号
uistはこの場合アナログ入力を介して計算機に供
給することができる。
以上に述べた例は、本発明の思想の有利な具現
化の幾つかの可能な例を示すに留まる。モジユー
ルの機能は並列接続その他の相互接続で電子的に
実施することも可能であることは勿論である。本
発明にとつて重要なのは、溶接エネルギ源の静お
よび動特性が1つまたは2つ以上の電力装置を制
御する電子的スイツチング回路によつて発生され
ると言うことである。スイツチング機能により呼
出すことができて異なつた特性を有するモジユー
ルもまた同様に本発明の範囲内で想到し得るもの
であり、呼出しは、例えばプロセス自体による要
求で行なうことができる。
以上に述べた本発明により斎らされる利点は次
の通りである。
(1) 溶接電源をその静および動的挙動に関して自
由に調節することができる。
(2) 溶接中でも全べての特性を変更して最適化す
ることができる。
(3) 全べての調節は再現可能でありかつ伝達可能
である。
(4) 調節された溶接電源特性は駆動部に依存する
ことは全くない。
(5) 異なつた立上りおよび立下り挙動でプロセス
制御チヨーク作用を達成することができる。
(6) MIG/MAGアーク・パルス溶接の場合に
は、強いドライビング・アークまたは弱い非ド
ライビング・アークを惹起する特性でアークを
発生することができる。
(7) ダイナミツク・モジユールの応答速度を最適
化することにより、高いパルス周波数で妨害作
用をなすアーク雑音を最小に減少することがで
きる。
(8) MIG/MAGパルス中、基本電流をプロセス
安定化用限界値まで下げることができる。
(9) パルス溶接のための全べてのパラメータを駆
動主要部(ドライブ・メイン)に関係なく自由
に選択することができる。
(10) スタテイツク(静的)モジユールの検出器作
用により、溶接中ならびにまた点弧相双方にお
いてMIG/MAGパルス中高いプロセス安定性
が達成される。
(11) MIG/MAGおよびサブマージ・アーク溶接
中プリセツトすることができる最小電流で溶接
プロセスの安定性が高揚される。
(12) 非対称チヨーク作用で、材料橋絡後のアーク
の再弧中スパツタリングが減少される。
(13) 全べての溶接プログラムを計算機で制御し
かつ記憶することができる。
(14) 特性モジユールは、大きい電流強さでの溶
接プロセスに対し並列に接続された複数個の電
力モジユールを制御することができる。この場
合には、電力モジユールが定電流源として動作
すれば、電流の分配に関する問題は生じない。
(15) 電子的溶接エネルギ源は蓄電池を用いて極
めて良好に作動することができる。
上の説明ならびに第2図、第3図、第6図およ
び第7図と関連して、電子スイツチング回路のた
めの全べての電源電圧および補助電圧を示さず
に、信号の変化および信号処理と関連する本発明
の思想を明隙にするのに有用な電圧を示すに留め
たことを付記しておく。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による溶接エネルギ源の全体的
構成を示すブロツク回路図、第2図は第1図の電
力モジユールの詳細な回路図、第3図は第1図の
スタテイツク(静的)モジユールの詳細な回路
図、第4図および第5図は第3図のモジユールの
特性を図解するグラフ図、第6図および第7図は
それぞれ、第1図のダイナミツク(動的)モジユ
ールの実施例を示す回路図、そして第8図および
第9図は短絡に対する溶接エネルギ源の挙動を図
解するグラフ図である。 M1……変圧器、G1……整流器、C1〜C3……コ
ンデンサ、T1……トランジスタ、P1〜P8……ポ
テンシヨメータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アーク溶接用の電源であつて、溶接プロセス
    装置に電力を提供するための電力ユニツトを有し
    ており、かつ第1のスタテイツク制御装置と第2
    のダイナミツク制御装置とによつて制御され、そ
    の際、前記スタテイツク制御装置は前記電源の静
    的(スタテイツク)電流/電圧特性を決定し、か
    つ該静的電流/電圧特性からの前記溶接プロセス
    の動作特性の偏差を検出し、かつ検出された前記
    偏差に関連する誤差信号を発生するように構成さ
    れており、前記ダイナミツク制御装置は前記電源
    のダイナミツク特性を与えるダイナミツク時間関
    数を決定し、かつ前記ダイナミツク制御装置は、
    前記誤差信号を低減するため前記電力ユニツトを
    制御する制御信号を形成するように前記ダイナミ
    ツク時間関数によつて変化処理を、前記スタテイ
    ツク制御装置からの誤差信号に対してなすように
    構成されており、前記電力ユニツトは0から少な
    くとも数KHzまでの応答周波数特性を有している
    ことを特徴とするアーク溶接用電子的電源。 2 電流上昇および降下に対して同じまたは異な
    つた時定数を有する複数の指数関数または直線状
    時間関数を設定できるようにダイナミツク制御装
    置を構成した特許請求の範囲第1項記載の電源。 3 誤差信号を発生するために、スタテイツク制
    御装置において所望の値と電源または溶接プロセ
    ス電圧との電圧比較が行なわれるように構成した
    特許請求の範囲第1項記載の電源。 4 スタテイツク制御装置の誤差信号出力に加え
    て、更に別の制御信号がダイナミツク制御装置か
    または電力ユニツトかのいずれか一方の入力側に
    結合されており、その際、前記入力側に現われる
    前記2つの信号のうちそのつど一方の信号だけが
    ダイナミツク制御装置か電力ユニツトを制御する
    ように構成した特許請求の範囲第1項記載の電
    源。 5 別の制御信号はダイナミツク制御装置の入力
    側に供給され、かつ関数発生器によつて発生され
    るように構成した特許請求の範囲第4項記載の電
    源。 6 電流の所望値を表わす別の制御信号は、瞬時
    の比較的大きな信号だけが後続段を制御するよう
    に誤差信号と比較されるように構成した特許請求
    の範囲第5項記載の電源。 7 所望の電圧値は、調整可能な周波数、振幅お
    よび持続期間のパルスを1回、複数回、周期的ま
    たはフイードバツク回路によつて決定されたよう
    に送出する関数発生器によつて制御されるように
    構成した特許請求の範囲第3項記載の電源。 8 所望の電圧値は零に調整することができ、所
    望の電流値は所定の形、振幅および持続期間のパ
    ルスを少なくとも1回、または周期的またはフイ
    ードバツク回路によつて、制御されたように送出
    する関数発生器によつて制御されるように構成し
    た特許請求の範囲第3項記載の電源。 9 所望の電圧値を制御する関数発生器の信号
    は、パルスの終端にて、アークの最小点孤電圧を
    僅かに下回る値に低減されるように構成されてい
    る特許請求の範囲第7項記載の電源。 10 溶接電流のための値は、アークが所望の電
    流値によつて形成されている間決定される特許請
    求の範囲第9項記載の電源。 11 交互に組合わせた複数のスタテイツク制御
    装置とダイナミツク制御装置を構成するために、
    2つ以上のダイナミツク制御装置ないしスタテイ
    ツク制御装置が設けられている特許請求の範囲第
    1項記載の電源。 12 ダイナミツク制御装置ないしスタテイツク
    制御装置の機能動作は完全にまたは部分的に計算
    機およびソフトウエアを介した相応のアルゴリズ
    ムないし回路のプロセス信号によつて実施され、
    前記回路のプロセス信号はプロセス計算機または
    発生器によつて制御され、または溶接プロセスか
    ら導出されるように構成した特許請求の範囲第1
    項記載の電源。
JP57227842A 1982-01-05 1982-12-28 アーク溶接用電子的電源 Granted JPS58151964A (ja)

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