JPH02280965A

JPH02280965A - アーク溶接機

Info

Publication number: JPH02280965A
Application number: JP1098732A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Haji; 信幸土師; Koji Fujii; 孝治藤井; Taido Muto; 武藤　泰道
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-04-20
Filing date: 1989-04-20
Publication date: 1990-11-16

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）本発明は電流垂下特性をもつアーク溶接機においてアー
ク長が変化した場合のアーク溶接機制御方式に関するも
のである。

（従来の技術）一般に非消耗電極を用いてアーク溶接を行う場合、アー
ク長変動に対するアークの安定性、および電極の寿命な
どの理由により電流垂下特性をもつアーク溶接機が使用
されている。この種の溶接機の出力特性は第２図に示さ
れるごとくで、アーク長が変動してアークの負荷線がａ
からｂに変動しても安定してアークを持続できる。

（発明が解決しようとする課題）しかし、上記従来のアーク溶接機ではアーク長が変動す
ると、アーク電流が一定であっても、第３図に示すよう
にアーク自身の拡がりが存在し、このため、母材への入
熱量は変化せずとも、母材の電流密度が変化し、母材の
溶は込み深さを大きく変動させることになる。このため
、従来のアーク溶接機においては、アーク長の変動を極
力起こさないようにせねばならず、作業者に過度の負担
を課してきた。また自動溶接においても母材の変形、電
極の消耗、ならい精度の限界等からアーク長が変動する
ことはさけられず、このため溶接結果に欠陥、特に母材
の溶は込み不足を生ずる場合があった。

本発明の目的は、従来の欠点を解消し、アーク長が変動
し、母材の電流密度が変化しようとした場合、アーク長
を検出し、その値に応じて、電流密度を調整することに
より、アーク長変動に対する母材の溶は込み深さの変動
をなくすることのできるアーク溶接機を提供することで
ある。

（課題を解決するための手段）本発明のアーク溶接機は、一端が溶接用電極に。

他の一端が母材に接続され、溶接用電極と母材間にアー
クを発生させる電源と、アークに直列に挿入される電流
検出手段と、電源の出力電流を設定する第１の電流設定
手段および第２の電流設定手段と、第１の電流設定手段
および、第２の電流設定手段により設定された出力電流
値を交互に切替える切替手段と、第２の電流設定手段に
より設定された出力電流の出力期間にアーク電圧を検出
する手段と、アーク電圧を入力してアーク電圧の函数と
して信号を発生する函数発生手段を持つものである。ま
た函数発生手段の出力信号を第１の電流設定手段の出力
信号に加算する手段を持つものであり、さらに函数発生
手段の出力信号を第１の電流設定手段と第２の電流設定
手段を切替える切替手段に入力し、第１の電流設定手段
により設定される出力電流値と、第２の電流設定手段に
より設定される出力電流値の時間比を変化させる手段を
持つものである。

（作　用）アーク電圧とアーク長は第４図に示す関係をもっており
、一定のアーク電流が流れているときのアーク電圧を測
定すれば、アーク長はアーク電圧の函数としてあられさ
れる。このため、アーク溶接中に、アーク長測定のため
のサンプリング期間を設け、この期間中、アーク電流を
アーク長測定用のサンプリング電流に変化させ、このと
きのアーク電圧を測定する。このサンプリング電流に対
応する基準アーク長の基準アーク電圧と、測定したアー
ク電圧を比較することにより、アーク長が基準アーク長
より長くなっておれば、アーク電流を増加させ、反対に
アーク長が基準アーク長より短い場合には、アーク電流
を減少させる。

この制御により、母材への電流密度を一定とすることが
でき、アーク長変動による溶は込み深さの変化をなくす
ることができる。

（実施例）本発明の一実施例を第１図に基づいて説明する。

第１図は本発明のアーク溶接機の概略説明図である。同
図において、１は半導体スイッチング素子等で構成され
、出力電流の制御を行う主回路部で、整流回路、平滑化
回路、スイッチング回路を含んでいる。電源１の出力の
一端は電極２、他端は母材３に接続され、アーク４を発
生させる。シャント５はアーク電流を検出し、増幅回路
を含んだアーク電流検出器６を経て誤差増幅器７の一端
に入力される。出力電流設定器８は所定のアーク電流の
中心値を定めるもので、作業者が操作する。アーク電圧
検出器９はアーク４の両端電圧を検出し。

サンプルホールド回路１０に入力する。サンプルホール
ド回路ｌＯはタイミング回路１１からの信号に応じアー
ク電圧信号をサンプリングし、その値をホールドして１
次回路に送る動作をする。アーク電圧のサンプリング中
はアーク電圧信号は函数発生器１２に入力されるが、ア
ーク電流も基準電流設定器１３で定められた基準電流と
なっている。サンプリングされたアーク電圧が、基準電
流が流れたときの基準アーク電圧より高ければ函数発生
器１２の信号は大となり、加算器１４が行われる出力電
流設定器８の出力信号との加算結果は大となる６分配器
１５はタイミング回路１１の信号に応じ、加算器１４の
出力信号と基準電流設定器１３の出力信号の切替えを行
い、アーク電圧をサンプリング中は基準電流設定器１３
の信号が出力に現れる。したがって、誤差増幅器７の他
の一端には、アーク電圧のサンプリング中は基準電流設
定器１３の信号が入力され。

出力制御回路１６は電源１を制御し、アーク電流は基準
電流設定器１３で設定された基準電流となる。

また、サンプリング時間外においては、誤差増幅器７に
は加算器１４の出力信号が入力されるが、アーク電圧が
基準アーク電圧より高ければ、加算器１４の出力信号は
出力電流設定器８の出力信号より大となっているためア
ーク電流は増加する。また逆にアーク電圧が基準アーク
電圧より低ければ、アーク電流は減少する。

第１図においては、アーク電流を変化させる手段として
、加算器１４の出力を変化させる構成を示したが、函数
発生器１２の出力をタイミング回路に加えて、サンプリ
ング時間を非サンプリング時間の比率、またはサンプリ
ング時間を一定のままでサンプリング周波数を変化させ
てもよい。

（発明の効果）本発明によれば、電極の母材間の距離が変化した場合、
アーク電流を距離の変化に応じて増減させ、アーク電流
密度を一定に保つことができ、したがって母材溶融部の
溶は込み深さを一定に保つことができ、その実用上の効
果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるアーク溶接機の概略
説明図、第２図は非消耗電極を用いるアーク溶接機の一
特性例を示す図、第３図は電極。母材間の距離が変化した場合に発生するアークの拡がり
を説明する図、第４図はアーク長変化に対応するアーク
電圧変化の一例を示す図である。ｌ　・・・電源、　２　・・・電極、　３　・・・母材
。４　・・・　アーク、　５　・・・　シャント、　６　
・・・アーク電流検出器、　７・・・誤差増幅器、８・
・・出力電流設定器、　９　・・・アーク電圧検出器、
１０・・・サンプルホールド回路、１１・・・タイミン
グ回路、１２・・・函数発生器、１３・・・基準電流設
定器、１４・・・加算器、１５・・・分配器、１６・・
・出力制御回路。特許出願人　松下電器産業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一端が溶接用電極に、他の一端が母材に接続され
、前記溶接用電極と母材間にアークを発生させる電源と
、前記アークに直列に挿入される電流検出手段と、前記
電源の出力電流を設定する第１の電流設定手段および第
２の電流設定手段と、前記第１の電流設定手段および、
前記第２の電流設定手段によって設定された出力電流値
を交互に切替える切替手段と、前記第２の電流設定手段
により設定された電流の出力期間にアーク電圧を検出す
る手段と、前記アーク電圧を入力してアーク電圧の函数
として信号を発生する函数発生手段を持つことを特徴と
するアーク溶接機。
（２）函数発生手段の出力信号を第１の電流設定手段の
出力信号に加算する手段を持つ請求項（１）記載のアー
ク溶接機。
（３）函数発生手段の出力信号を第１の電流設定手段と
第２の電流設定手段を切替える切替手段に入力し、前記
第１の電流設定手段により設定される出力電流値と、前
記第２の電流設定手段により設定される出力電流値の時
間比を変化させる手段を持つ請求項（１）記載のアーク
溶接機。