JPH0127826B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は消耗性電極を送給しながら溶接するパ
ルスアーク溶接用電源の制御装置に関するもので
ある。消耗性電極（以下、ワイヤという。）を溶
接部に送給して溶接するパルスアーク溶接方法
は、一般に、溶融したワイヤ先端の溶滴を細粒に
して円滑に移行（以下、スプレー移行という。）
させ、かつ、アーク長を一定に維持することによ
つて、安定したアークを発生させて均一な溶接結
果を得るとともにスパツタの発生の少ない溶接物
を得ようとするものである。このワイヤには、ス
プレー移行が行なわれない程度の低電流すなわち
臨界電流値以下のベース電流と周期的に臨界電流
値以上の高電流となるパルス電流とが供給されて
スプレー移行が行われる。

このようなパルスアーク溶接におけるパルス電
流が溶接結果に及ぼす影響について検討する。パ
ルスアーク溶接において、円滑なスプレー移行を
維持させるためのパルス電流の要素としては、パ
ルス電流のピーク値Ipとパルス継続時間（以下、
パルス幅という。）t_pとがある。このうちパルス
電流ピーク値Ipは、溶融したワイヤ先端からIp²
に比例するピンチ力によつて溶滴を離脱させる効
果を有する最も重要な要素であり、パルス電流値
Ipが大になれば細粒の溶滴が規則正しく移行し、
逆にパルス電流値Ipが小になれば大粒の溶滴が不
規則に移行するようになる。したがつて、パルス
電流値Ipを一定に保持しなければ円滑なスプレー
移行を行うことができない。さらに、溶融したワ
イヤ先端から溶融を離脱させる条件として、所定
のパルス幅t_pも必要であるが、溶滴の離脱がピン
チ力によるものであるから、パルス幅t_pは、上述
したパルス電流値Ipとの関連において溶滴の離脱
を左右する重要な要件である。そしてこれらを適
値に選定することによつてパルス電流の周期と溶
滴移行の周期とを一致させることができ、円滑な
スプレー移行が実現される。

このようにパルス電流を用いるアーク溶接にお
いては、パルス電流のピーク値Ipとその継続時間
であるパルス幅t_pとは重要な要件である。このう
ちパルスピーク値Ipを所定の値に定めることは、
パルス電流用電源に略定電流特性のものを使用し
たり、定電圧特性の直流電源からパルス電流を取
出すときにフイードバツク制御によりパルスピー
ク値を一定電流に抑えるなどの方法により比較的
容易に実現できる。しかしパルス幅t_pは通常その
立上りから立下りまでの時間を制御することによ
り決定されている。しかるに実際のパルス電流の
波形は、電源電圧、溶接機の出力回路のケーブル
等によるインピーダンス、アーク長、ワイヤ突き
出し長さなどの影響を強く受けるため、溶滴のス
プレー移行に有効となるパルス電流の実効的な幅
が変化し、パルス電流と溶滴移行とが同期した安
定なスプレー移行が望めなくなる。

この原因を図によつて説明する。第１図はこの
種のパルスアーク溶接用電源の制御装置の従来例
を示す接続図である。同図において、１はパルス
電流を供給するための直流電源、２は直流電源１
の出力をパルス状に制御するための電流制御素子
例えばトランジスタであり、３は直流リアクト
ル、４は溶接電流にアークを維持する程度のベー
ス電流分を供給するための直流電源である。５は
電流制御素子２の導通量および導通期間を決定す
るための信号を出力するパルス波形制御回路であ
り通常一定の振幅と周波数のパルスを発生するパ
ルス発振回路が用いられる。６はパルス波形制御
回路５の出力を電流制御素子２の制御に適した信
号に変換するための駆動回路である。また３１，
３２は出力端子、１０はフライホイールダイオー
ドである。

第１図の装置において電流制御素子２は、パル
ス波形制御回路５からの出力信号に応じて導通す
る。この結果出力端子３１，３２間に出力ケーブ
ルにて接続されたワイヤ７および被溶接物８にベ
ース電流用直流電源４の出力電流にパルス波形制
御回路５からの出力信号に対応したパルス電流が
重畳された電流が出力されてパルス溶接アーク９
を生ずる。このように従来の装置においては、パ
ルス波形制御回路５によつて定まるパルス幅にな
るように電流制御素子の導通量が制御されるもの
であるが、このときの様子を第２図の説明図によ
つて詳細に検討する。第２図ａは第１図の装置の
出力端子３１，３２から右側の負荷側の等価回路
を示し、r_lおよびL_lは出力端子から溶接負荷であ
るアーク発生点までの出力回路の抵抗分およびイ
ンダクタンス分を示し、Eaおよびr_aはアーク負
荷の溶接電圧および消耗性電極ワイヤの給電部以
降の突き出し長さ部分における抵抗である。また
パルス電流回路に直列に接続されているリアクト
ル３のインダクタンスをL₀とする。

このような回路構成のときに、パルス波形制御
回路５から第２図ｃに示すような幅t_pの矩形波状
の駆動信号が電流制御素子２に供給されたときを
考える。このときパルス用直流電源１の出力電圧
をE₁、上記出力回路の抵抗およびインダクタン
スを、Ｒ＝r_l＋r_a、Ｌ＝L_l＋L₀とするとパルス出
力電流Ipは、第２図ｂにＡで示すように、立上り
時定数Ｌ／Ｒで定常電流（E₁−Ea）／Ｒに向つ
て E₁−E_a／Ｒ（１−ε^-R/Lｔ） なる曲線に沿つて上昇する。この電流はパルス波
形制御回路５の出力信号の波高値によつて定まる
ピーク電流Ipに達した時刻t₁においてその上昇を
停止し、以後ほぼ一定値に保持される。パルス波
形制御回路５の出力が時間t_pの後に時刻t₃におい
て零となると電流制御素子２は遮断され、このパ
ルス期間t_pの間にリアクトル３に蓄えられた電磁
エネルギー（1/2L₀Ip²）はフライホイールダイオ
ード１０を通して放出される。ここで電源電圧が
変動して直流電源１の出力電圧がE₁からE₂に低
下した場合を考える。このときパルス電流は第２
図ｂにＢにて示すように、先の値より低い定常電
流（E₂−Ea）／Ｒに向つて同じ時定数Ｌ／Ｒで
上昇するため、その立上り速度は遅くなり、設定
電流Ipに達する時刻t₂は電源電圧が高かつたＡの
場合のt₁より遅くなる。一方、電流制御素子２に
対するパルス波形制御回路５の出力は、電源電圧
の変動にかかわらず時刻t₃で零となりかつ、電流
の下降速度はリアクトル３に蓄えられた電磁エネ
ルギーが1/2L₀Ip²と同じ値であるから変化するこ
とはない。この結果、設定電流のIpの値に保持さ
れている時間は指令信号が同一であるにもかかわ
らず短くなり、スプレー移行させるために有効と
なる真のパルス時間幅が狭くなり不足することに
なる。パルス電流の上昇速度は前述の式から判る
ように、電源電圧の他に、ケーブル長に関係する
r_l、L_l、アーク長によつて決定される溶接電圧
Ea、ワイヤ突き出し長さに関係するr_aの各成分
によつても同様に影響を受ける。このためパルス
電流波形は時々刻々その姿を変え、パルス波形制
御回路５からの指令信号の波形を如何に正確に一
定値としても、それは単に出力パルス電流波形の
うちの底部、即ちパルス電流の立上り時から立下
りの瞬間までを制御しているだけであるため、ス
プレー移行に有効となる臨界電流以上のパルス電
流の幅は規制できず、消耗性電極の溶滴がパルス
電流の周期に同期して円滑にスプレー移行する溶
接は実施し得ない。

さらに本発明者等は略矩形波に近い波形のパル
ス電流を用いて実験を行つた結果、溶滴をスプレ
ー移行させるためには、パルス周波数は無関係で
かつ、パルス電流値とパルス時間との間に特有の
関係が成立することが条件となることを見出し
た。第３図はアルミニユームおよびステンレス鋼
の溶接において、スプレー化に及ぼすパルスの周
波数、時間および電流の関係を示したものであ
り、縦軸にはパルス電流Ip(A)を、横軸はパルス時
間幅t_p（ｍｓ）を示し、材質、ワイヤの直径およ
びパルス周波数をパラメータとした。図中１ない
し４はステンレス、イおよびロはアルミニユーム
であり、１およびイは1.6mm、２およびロは1.2
mm、３は0.8mm、４は0.6mmの直径のワイヤを使用
したときを示す。また〇印および□印は、パルス
周波数を25Hzとしたときを示し＋印は50Hzとした
ときを示す。そして図の曲線より上方がスプレー
移行となる領域を示し、下方がドロツプ移行とな
る領域を示す。同図から判るようにスプレー移行
となるための条件として、パルス周波数はほとん
ど無関係であり、パルス時間t_pとパルス電流Ipと
が （Ip−I_c）ⁿ・t_p＝Ａ …(1) の関係を示す双曲線状となる。ここでI_cは溶滴が
スプレー状となるための臨界電流であり、ｎおよ
びＡは使用するワイヤの材質および直径によつて
定まる定数である。したがつて安定なスプレー移
行を得るためには従来のようにパルスピーク値と
パルス時間幅とをともに所定値に保つよう制御す
るかわりに（Ip−I_c）ⁿ・t_pを所定値以上となるよ
うに制御してもよいことが考えられる。

ところでパルス電流波形を上記実験におけるよ
うに完全な矩形波状とすることは困難であり通常
は第２図にて説明したようにある時定数で増加す
る梯形波状となる。そこで臨界電流以上のパルス
電流の各瞬時値に対しても上記(1)の実験式が成立
するはずであるから(1)式の（Ip−I_c）ⁿt_pはパルス
電流の瞬時値をｉとしたとき（ｉ−I_c）ⁿの時間積
分に置き換えることができる。したがつて ∫（ｉ−I_c）ⁿdtＡ …(2) が溶滴をスプレー化するための条件となる。そし
て上記(2)式において臨界電流I_cは、主として使用
するワイヤの直径によつて定まる値であるが、こ
のI_cのかわりにパルス電流のピーク値Ipより小さ
くかつ、パルス時以外にアークを維持するために
流すベース電流とは明確に区別し得る値Ixを定め
て、これを用いても大略目的が達せられると考え
られる。

そこで本発明においては、所定の周波数でパル
ス電流の流通を開始させ、パルス電流が基準電流
Ixを超える期間の時間積分値∫（ｉ−Ix）ⁿdtが基
準値ｋを超えたときにパルス電流の流通を停止さ
せることによつて溶滴の確実なスプレー移行を可
能となしたものである。

第４図は、本発明を実施する装置の例を示す接
続図である。図において第１図の装置と同様の機
能を有するものには同符号を付してある。１１は
出力電流ｉを検出する電流検出器、１２は基準電
流設定器、１３は電流検出器１１の出力ｉと基準
電流設定器１２の出力Ixとを比較しｉIxとなつ
たとき差信号ｉ−Ixを出力する減算器、１４はパ
ルス電流の周波数を決定するための発振器からな
るパルス周波数制御回路、１５は積分回路であつ
て比較器１３の出力を受けてｓ＝∫（ｉ−Ix）ⁿdt
の演算を行う。ここでｎは正数であり前述のよう
に溶接に使用するワイヤの材質によつて１ないし
３の範囲の値となる。１６は積分回路１５の積分
値の基準値ｋを設定するための基準値設定器、１
７は積分回路１５の出力ｓと基準値設定器１６の
出力ｋとを比較し、ｓｋとなつたとき出力を発
生する比較器である。１８はパルス周波数制御回
路１４の出力信号を受信したときから比較器１７
が出力を発生するまでの間、継続した信号を出力
するパルス信号発生回路であり、例えばパルス周
波数制御回路１４の出力信号の立上りによりセツ
トされ比較器１７の出力信号によりセツトされる
フリツプフロツプ回路が用いられる。またパルス
用直流電源１′はパルスピーク電流設定器１９に
よつてその出力電流の波高値が常に一定のパルス
ピーク値に定められる電源であり、電流制御素子
２′にはパルス用直流電源１′の出力を開閉するス
イツチング素子を用いる。第４図の装置の動作を
第５図の説明図により説明する。パルス周波数制
御回路１４の出力が第５図のｂに示すように所定
の周期で信号ｐを出力すると、パルス信号発生回
路１８はこの出力信号ｐの立上り時０から出力t_p
を生ずる。この出力t_pによつて駆動回路６はスイ
ツチング素子２′を導通させ溶接部にはパルス用
直流電源１′の出力が供給される。出力電流は電
流検出器１１によつて検出されて基準電流設定器
１２の設定値Ixと比較される。時刻０から立上つ
たパルス電流がその出力回路の時定数に従つて増
加し、ｉIxとなると減算器１３は差出力（ｉ−
Ix）を発し、積分回路１５の積分動作を開始させ
る。積分回路１５の積分値ｓが基準値設定器１６
の設定値ｋ以上となると、比較器１７は信号を発
し、パルス信号発生回路１８はこの比較器１７の
出力によりその出力を停止する。また比較器１７
の出力により積分回路１５はリセツトされる。ス
イツチング素子２′は遮断され、次にパルス周波
数制御回路１４からの出力が供給されるまでの間
遮断状態をつづける。

第４図の装置において電源電圧の変動やケーブ
ル長、溶接電圧、ワイヤ突き出し長さなどが変化
して出力回路のインピーダンスの変動が発生し
て、パルス電流の立上り速度が第５図のａに実線
で示す速度から破線で示す速度に低下したときを
考える。まず実線のように時刻０から立上つたパ
ルス電流の立上り速度が速い場合は、その電流ｉ
は比較的早い時刻t₁に基準電流設定器１２の設定
値Ixに達する。積分回路１５はこの時刻t₁から
（ｉ−Ix）ⁿの積分を開始し、比較器１７は第５図
ｃに示すようにこの積分値ｓが設定された基準値
に達した時刻t₃に出力を発生するからパルス信号
発生回路１８の出力は第５図ｄに示すように時刻
０からt₃に到るまでのt_p1の間継続する。時刻t₃に
おいてパルス信号発生回路１８の出力信号がなく
なるとスイツチング素子２′が遮断状態となるの
で出力電流ｉは先にリアクトル３に蓄えられた電
磁エネルギーをフライホイールダイオード１０を
通して放出し一定の時定数で減少する。これに対
して破線のように立上り速度が遅い場合には、そ
の電流ｉは実線の場合よりも遅れた時刻t₂におい
て設定値Ixに達するが、積分回路１５はこの時刻
t₂から積分を開始し積分値ｓが基準値ｋに達した
時刻t₄において比較器１７が出力を発生する。こ
の結果、スイツチング素子２′は時刻０からt₄に
至る間、導通をつづけることになる。したがつて
基準電流Ixを溶滴のスプレー移行に有効となる値
以上の値に設定しておけば、パルス電流は常に安
定なスプレー移行に必要な時間積のものが得られ
ることになる。この基準電流Ixは溶滴がスプレー
移行となる臨界電流以上で出力電流のピーク値を
超えない範囲に決定するのが望しいが臨界電流よ
り小さな値であつてもベース電流との間に明確な
差違がある場合には相当の効果が期待できる。

このように、ピーク電流Ipおよび基準値を超え
るパルス電流の時間積分を一定に制御することに
よつて安定した溶接が可能となる。しかし、アー
ク溶接においては被溶接物の凹凸や溶接トーチの
位置の変動あるいはワイヤ送給速度とワイヤ溶融
量とのわずかの不一致などによりアーク長が変化
することがある。これに対して、ピーク電流Ipお
よび時間積分値を一定に制御すると、ワイヤを加
熱溶融するために使われる電流の平均値もこれら
アーク長の変化に対して一定に保たれるために電
源特性によるアーク長の自己制御作用がない。こ
の結果、上述のような何らかの原因により一旦ア
ーク長が変化してしまうとこれを回復することが
できない。したがつて、例えばワイヤの溶融速度
に対してワイヤの送給速度にわずかの遅速が発生
した場合には、これが直ちに成長してワイヤのバ
ーンバツクや突立ちにつながる。このような現象
を防止するためには、第４図に一点鎖線で示した
ように溶接電圧Eaを検出し、これをパルス周波
数制御回路１４に供給し、その発生する指令パル
スの周波数をEaに対応して制御すればよい。即
ち、パルス電流の時間積分を一定のままパルスの
周波数を増加させると溶接電流の平均値は増加す
るから、ワイヤ溶融量もこれにつれて増加する。
したがつてアーク長が短かくなつて溶接電圧が低
くなるとこれに逆比例してパルス周波数を増加さ
せればパルス電流の平均値を増加し、これによつ
てワイヤの溶融量が増加してアーク長をもとに回
復する。逆にアーク長が長くなつて溶接電圧が高
くなると、これに逆比例させて周波数を減少させ
れば、ワイヤ溶融量が減少してアーク長がもとに
もどる。また溶接電流の平均値は、第４図に破線
にて示すように溶接電圧を検出して比較器１７の
基準値設定値１６の指令信号として用いて、パル
ス周波数は一定のまま溶接電圧に対応してパルス
電流の積分値の基準値を変化させても調整するこ
とができるのでこの方法によつてもアーク長の自
動制御が可能となる。

またワイヤの送給速度は一般にワイヤの直径お
よび使用する溶接電流値に応じて決定される。し
たがつてワイヤの送給速度とパルス電流の平均値
とは連動して調整する必要がある。これに対して
もワイヤ送給速度に略比例してパルス電流の時間
積分あるいはパルス周波数をかえることにより溶
接条件の一元調整が可能となる。このときもアー
ク長の変化に対しては電源特性によるアーク長の
自己制御は期待できないので、溶接電圧を検出
し、これに略逆比例してパルス周波数あるいはパ
ルス電流の時間積分を制御することによつてアー
ク長の自動制御を実施することが可能となる。

第４図においてはパルス供給用直流電源として
波高値が一定の値に制御された電源を用いて、こ
の直流電源の出力を出力回路に直列接続されたス
イツチング素子により開閉する方式の例を説明し
たが、パルス供給用直流電源としてはこれに限ら
ず略定電圧特性の直流電源を用いてもよく、この
場合は電流制御素子によりパルス期間とピーク値
との両方を制御すればよい。第６図はパルス期間
とピーク値をともに電流制御素子によりアナログ
制御する方式の実施例を示す接続図である。同図
において第１図および第４図と同様の機能を有す
るものには同符号を付してある。また電流検出器
１１′は第４図の場合と異なりパルス電流のみを
検出する電流検出器とする。２０は電流検出器１
１′の出力ｉとピー電流設定器１９の出力Ipとを
比較する第１の比較器であり、例えば両信号値の
差（Ip−ｉ）を得る減算器が用いられる。２１は
電流検出器１１′の出力ｉと基準電流設定器１
２′の出力Ixとを比較しｉIxのときのみ差出力
（ｉ−Ix）を発生する減算器、２２は減算器２１
の出力を積分しｓ＝∫（ｉ−Ix）ⁿdtを得る積分回
路、２３は積分回路２２の出力ｓと基準値設定器
１６の出力ｋとを比較しｓｋとなつたときに出
力を発生する第２の比較器である。２４は第１お
よび第２の比較器２０および２３の出力とパルス
周波数制御回路１４の出力とを入力する信号合成
回路であり、いま第１の比較器２０として、差信
号（Ip−ｉ）を得る減算器を用いると、この差信
号により波高値が定まり、パルス周波数制御回路
１４の出力信号の立上り時点から始まり第２の比
較器２３の出力信号が発生したときに終了するパ
ルス指令信号を出力して駆動回路６に供給し、電
流制御素子２を導通制御するものである。この信
号合成回路は前記のような機能を有するものであ
れば何でもよく、その一例を第７図に示す。第７
図は第６図の装置の信号合成回路２４の部分を取
り出してその入出力部とともに示した接続図であ
る。同図において２５はパルス周波数制御回路１
４の出力の立上りによりセツトされて第２の比較
器２３の出力によりリセツトされるフリツプフロ
ツプ回路であり、２６は第１の比較器の出力信号
（Ip−ｉ）をフリツプフロツプ回路２５の出力が
高レベルの間中、通過させて駆動回路６に伝達す
るアナログスイツチ回路である。

また第８図はスイツチング方式により制御を行
うように構成した信号合成回路の実施例を示す接
続図であり、第１の比較器２０′としてピーク電
流設定器Ipと電流検出値ｉとを比較しｉ＜Ipのと
きのみ電流制御素子を導通させる信号を発生する
回路を用いるときの例を示す。同図において２７
は第１の比較器２０′およびフリツプフロツプ回
路２５の出力を受けるAND回路であり、フリツ
プフロツプ回路２５が出力を発生している間でパ
ルス電流が基準電流Ipより小の間のみスイツチン
グ素子２を導通させる信号を出力する。第８図の
実施例の動作を説明する。一般に比較器には必ら
ず有限の不感帯が存在する。このため第１の比較
器２０′は出力電流ｉが基準値Ipより低い値から
増加するときには基準値Ipより若干高い値のIp₁
となつたときに出力を発し、逆に基準値より高い
値から減少するときには基準値Ipより若干低い値
のIp₂になるまでｉ＞Ipの出力を発生する。そし
てこれらの動作電流Ip₁とIp₂との間の差ΔIp＝Ip₁
−Ip₂は必らず有限の値となる。この結果、電流
制御素子２は出力電流ｉが小さな値からｉ＝Ip₁
に達するまで導通する。電流制御素子２がｉ＝
Ip₁で遮断すると、それまでリアクトル３に蓄え
られていた電磁エネルギーが放出されて出力電流
がIp₁の値から減少する。出力電流が減少してIp₂
に達すると再び電流制御素子２が導通し、ｉ＝
Ip₁に至るまで増加する。このように出力電流ｉ
はIp₁とIp₂との間を往復するように増減をくりか
えし、平均値として基準値Ipに保たれる。

信号合成回路として第８図に示した回路を用い
るときは、電流制御素子２をアナログ素子として
ではなく、スイツチング素子として使用するの
で、より安定な制御が可能となるのみでなく、ス
イツチング時の損失のみを負担すればよいから素
子の容量を小さいものとすることができる。

また第８図の信号合成回路においては、パルス
周波数制御回路１４の周波数よりも十分に高い周
波数の矩形波状の信号を発生する発振器を別途に
設けて、この信号をAND回路２７に他の２つの
信号とともに入力して出力信号をチヨツパ制御す
るようにしてもよい。

第６図の実施例においても第４図と同様にパル
ス電流の立上り速度には無関係に基準電流Ixを超
えたパルス電流が積算されるので種々の外部条件
の変動にもかかわらず、スプレー移行のために有
効となつた後のパルス電流の総量が常に一定とな
るので、常に安定した溶接が実施できる。もちろ
ん第６図の実施例においても、溶接電圧に対応し
た信号を得てこれをパルス周波数制御回路１４の
周波数指令とするか、あるいはこれを基準値設定
回路１６に供給して第２の比較器２３の基準値と
することによつてアーク長の変動による溶接電圧
の変動に対してこれを自動的に回復させるように
することができる。またワイヤの送給速度に対応
してパルス周波数あるいはパルス電流の時間積分
値である基準値ｋを定めればワイヤ送給量とパル
ス電流の平均値とを一元的に調整することが可能
となる。この場合、アーク長の変化に対してこれ
を自動制御するには、溶接電圧を検出して、これ
に略逆比例して基準値ｋあるいは周波数を制御す
ればよい。

さらに各実施例において、駆動回路６は前段の
パルス信号発生回路や信号合成回路の出力が十分
であれば特に設ける必要はない。また電流検出器
はベース電流を含めた全出力電流を検出するもの
でも、パルス電流分のみを検出するものでも、い
ずれの方法でもよく、それぞれの場合において基
準電流Ixの設定に際してこのベース電流分を考慮
すればよい。さらに駆動回路６にベース電流を流
すための小電流信号をパルス信号発生回路および
信号合成回路の出力信号に重畳するときはベース
電流供給用の直流電源４は省略することができ
る。この場合は第６図において電流検出器１１′
を第４図の例と同様にベース電流を含めた全出力
電流を検出する検出器とすれば、ベース電流時に
おいてもフイードバツク制御によりベース電流を
一定値に制御するように構成することができる。

以上のように本発明によるときは、パルスアー
ク溶接において最も重要な要件であるパルス電流
の積算値を、現実に溶滴がスプレー移行するため
に有効となる値における積算値として制御するの
で、電源電圧の変動や接続する出力ケーブルの取
替による出力回路のインピーダンス変化あるいは
アーク電圧の変化などによつても、常に必要な値
に確保出来ることになり、パルス電流に正確に同
期して溶滴をスプレー移行させることができ極め
て安定した溶接を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパルスアーク溶接における制御
方法を示す接続図、第２図ａ〜ｃは第１図の装置
の動作を説明するための説明図、第３図は溶滴の
スプレー化に影響するパルス電流値とパルス時間
幅との関係を調べた実験結果を示す線図、第４図
は本発明の実施例を示す接続図、第５図ａ〜ｆは
第４図の実施例の動作を説明するための説明図、
第６図は本発明の別の実施例を示す接続図、第７
図および第８図はそれぞれ第６図の実施例におけ
る信号合成回路の内部構造の例を示す接続図であ
る。 １……直流電源、２……電流制御素子、２′…
…スイツチング素子、１１，１１′……電流検出
器、１４……パルス周波数制御回路、１５，２２
……積分回路、１６……基準値設定器、１７……
比較器、１８……パルス信号発生回路、１９……
ピーク電流設定器、２０，２０′……第１の比較
器、２１……減算器、２３……第２の比較器、２
４……信号合成回路、２５……フリツプフロツプ
回路、２６……アナログスイツチ回路、２７……
AND回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 消耗性電極を所定の速度で溶接部に送給しな
   がら行うパルスアーク溶接において、所定のピー
   ク値の直流電流を出力する直流電源と、前記直流
   電源の出力を開閉してパルス状とするスイツチン
   グ素子と、出力電流のピーク値を超えない値Ixに
   設定された基準電流設定器と、出力電流ｉを検出
   する電流検出器と、パルス電流の通電を所定の周
   期でくりかえすためのパルス周波数制御回路と、
   前記基準電流設定器の出力信号Ixと前記電流検出
   器の出力信号ｉとを比較しｉIxとなつたときに
   差信号ｉ−Ixを出力する減算器と、前記減算器の
   出力を積分し∫（ｉ−Ix）ⁿdt（ｎは正数）を得る積
   分回路と、前記積分回路の出力に対してあらかじ
   め所定の基準値ｋを設定する基準値設定器と、前
   記積分回路の出力と前記基準値設定器の出力とを
   比較し∫（ｉ−Ix）ⁿdtｋとなつたときに出力を
   発する比較器と、前記パルス周波数制御回路の出
   力信号を受信した時から前記比較器が出力を発生
   するまで継続した信号を出力するパルス信号発生
   回路と、前記パルス信号発生回路の出力信号に応
   じて前記スイツチング素子を導通させるための駆
   動回路とを具備したパルスアーク溶接用電源の制
   御装置。 ２ 前記パルス周波数制御回路が、溶接電圧に対
   応した周波数のパルスを発生する回路である特許
   請求の範囲第１項に記載の制御装置。 ３ 前記パルス周波数制御回路が、消耗性電極の
   送給速度に対応した周波数のパルスを発生する回
   路である特許請求の範囲第１項に記載の制御装
   置。 ４ 前記基準値設定器が、溶接電圧に対応した値
   の信号を出力する設定器である特許請求の範囲第
   １項ないし第３項のいずれかに記載の制御装置。 ５ 前記基準値設定器が、消耗性電極の送給速度
   に対応した値の信号を出力する設定器である特許
   請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載
   の制御装置。 ６ 消耗性電極を溶接部に所定の速度で送給しな
   がら行うパルスアーク溶接において、直流電源
   と、前記直流電源の出力をパルス状に制御する電
   流制御素子と、出力電流のピーク値Ipを設定する
   ためのピーク電流設定器と、前記ピーク電流設定
   器によつて設定されるピーク値を超えない値Ixに
   定められた基準電流設定器と、出力電流ｉを検出
   する電流検出器と、パルス電流の流通を所定の周
   期でくりかえすためのパルス周波数制御回路と、
   前記ピーク電流設定器の出力信号Ipと前記電流検
   出器の出力信号ｉとを比較する第１の比較器と、
   前記基準電流設定器の出力信号Ixと前記パルス電
   流検出器の出力信号ｉとを比較しｉIxとなつた
   ときに差信号（ｉ−Ix）を出力する減算器と、前
   記減算器の出力を積分し∫（ｉ−Ix）ⁿdt（ｎは正
   数）を得る積分回路と、あらかじめ所定の基準値
   を設定する基準値設定器と、前記積分回路の出力
   と前記基準値設定器の出力とを比較し積分回路の
   出力が基準値設定器の出力を超えたときに出力を
   発する第２の比較器と、前記第１および第２の比
   較器の出力と前記パルス周波数制御回路の出力と
   を入力としパルス電流値とパルス幅とを決定する
   信号を出力する信号合成回路と、前記信号合成回
   路の出力信号に応じて前記電流制御素子を導通さ
   せるための駆動回路とを具備してなるパルスアー
   ク溶接用電源の制御装置。 ７ 前記第１の比較器が、前記ピーク電流設定器
   の出力信号Ipと前記電流検出器の出力信号ｉとの
   差信号（Ip−ｉ）を得る減算器であり、前記信号
   合成回路が、前記パルス周波数制御回路の出力信
   号を受信した時から前記第２の比較器の出力信号
   を受信するまでの間継続した信号を出力するパル
   ス時間制御回路と、前記パルス時間制御回路が出
   力を発生している期間中に前記第１の比較器の出
   力を前記駆動回路に伝達するアナログスイツチ回
   路とからなる特許請求の範囲第６項に記載の制御
   装置。 ８ 前記第１の比較器が、前記ピーク電流設定器
   の出力Ipと前記電流検出器の出力信号ｉとを比較
   しｉ＜Ipのときのみ前記電流制御素子を導通させ
   る信号を発生する比較器であり、前記信号合成回
   路が、前記パルス周波数制御回路の出力信号を受
   信した時から前記第２の比較器の出力信号を受信
   するまでの間継続した信号を出力するパルス時間
   制御回路と、前記パルス時間制御回路の出力と前
   記第１の比較器の出力とを入力とするAND回路
   とからなる特許請求の範囲第６項に記載の制御装
   置。 ９ 前記パルス周波数制御回路が、溶接電圧に対
   応した周波数のパルスを発生する回路である特許
   請求の範囲第６項ないし第８項のいずれかに記載
   の制御装置。 １０ 前記パルス周波数制御回路が、消耗性電極
   の送給速度に対応した周波数のパルスを発生する
   回路である特許請求の範囲第６項ないし第８項の
   いずれかに記載の制御装置。 １１ 前記基準値設定器が、溶接電圧に対応した
   値の信号を出力する設定器である特許請求の範囲
   第６項ないし第１０項のいずれかに記載の制御装
   置。 １２ 前記基準値設定器が、消耗性電極の送給速
   度に対応した信号を出力する設定器である特許請
   求の範囲第６項ないし第１０項のいずれかに記載
   の制御装置。