JPH0255676A - パルスアーク溶接装置 - 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〕 この発明は、リール式の消耗電極を使用したパルスアー
ク溶接装置に関し、特に消耗電極の送給速度の急変に拘
わらず安定してアーク放電を行うことができるパルスア
ーク溶接装置に関するものである。

（従来の技術） 第３図は、従来の消耗電極式パルスアーク溶接装置を示
す構成図であり、（１）はモータ回路で、外部からの溶
接電流設定値を入力とし、その出力は消耗電極送給モー
タ（５）の入力へ接続されている。（２）は差動増幅器
で、外部からの溶接電圧設定値と、溶接時の出力電圧を
電圧フィードバックとして各々差動入力に入力している
。（３）はパルス波形発生回路でそのパルス周波数設定
入力（ｆ）には、上記溶接電流設定値を入力すると共に
、パルス幅設定入力（Ｔ）には、上記差動増幅器（２）
の出力を入力している。（４）は出力発生器で、上記パ
ルス波形発生回路（３）の出力を入力としている。

次に動作について説明する。モータ回路（１）は、外部
からの溶接電流設定値を入力し、その入力に応じて回転
出力を消耗電極送給１モータ（５）に出力する。その結
果、消耗電極送給モータ（５）は電流設定値相応の速度
で回転し消耗電極の送給を被溶接物方向に行なう。この
消耗電極には、出力発生器（４）の出力がチップ（図示
せず）を介して給電されており、消耗電極と被溶接物（
図示せず）との間にアークを出して溶接が実施される。

然して、上記出力発生器（４）にはパルス波形発生回路
（３）の出力が入力されているので、溶接電流波形は上
記パルス波形発生回路（３）の出力に比例したものとな
っている。そしてこの時の溶接電流波形のパルス周波数
は、パルス波形発生回路（３）のパルス周波数設定入力
（ｆ）に入力された溶接電流設定値によって決められて
いる。一方上記溶接電流波形のパルス幅は、パルス波形
発生回路（３）のパルス幅設定入力（Ｔ）に入力された
差動増幅器（２）の出力によって決められている。また
、差動増幅器（２）の出力は外部からの溶接電圧設定値
に対し、溶接時の出力電圧の電圧フィードバック値を差
動増幅したものである。このように溶接電圧フィードバ
ック値に基づきパルス幅を制御する効果としてチップと
被溶接物間の距離が変化するなどしてアーク長が変化し
ても外部からの溶接電圧設定値に比例したアーク電圧が
、溶接電流波形のパルス幅を変化させることで常にパル
ス幅が一定に維持される。その結果、均一品質の溶接を
定常的に行なうことができる。一方、上記パルス波形発
生回路（３）では、消耗電極の送り量と、パルス周波数
との間に、消耗電極の直径、材質で決まる一定の比例関
係を持たせるべく各パラメータが設定されており、溶接
電流の１パルス部で、消耗電極を略１ｆ！滴、被溶接物
側へ非短絡状態で溶滴径行させることができる。但し、
この時パルス部のピーク電流値も一定の値に選択される
必要があるのは言うまでもない。第４図は上記の内容で
示された溶接電流設定値とパルス周波数の関係を説明す
るパルス周波数特性図であり、横軸に溶接電流設定値（
消耗電極送給速度設定値となる）、縦軸にパルス周波数
をとった時、パルス波形発生回路は図のような比例関係
に設定されていることを示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の消耗電極式パルスアーク溶接装置は、以上のよう
に構成されているので、アークスタート時、又は溶接条
件変更時に消耗電極送給モータの送り速度（回転数）は
、第５図に示すように慣性等により溶接電流設定値（回
転設定値）に対し追従できず電流設定値と送給速度に比
例関係がなくなく事態が発生する。このように電極送給
速度が不安定となり電極と被溶接物間のギャップが一定
とならない期間であっても、パルス溶接電流の周波数は
溶接電流設定値のみで決定されていたので、規定のパル
ス幅制御では制御しきれない程度までのアーク長伸縮現
象、アーク不安定及びアーク切れ等を発生させ、消耗電
極の溶滴径行が不規則となり良好なしかも安定したパル
スアーク溶接が行えない問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、溶接電流設定値に対して消耗電極送給モータ
の送り速度が比例関係を失っても、消耗電極の溶滴径行
を一定化し、アーク不安定、アーク切れ等の発生を防ぐ
ことのできるパルスアーク、溶接装置を得ることを目的
とする。

（課題を解決するための手段〕 この発明に係るパルスアーク溶接装置は溶接用消耗電極
を送給する電動機と、該消耗電極に印加するパルス電流
の周波数とパルス幅を電動機駆動電流設定値、及び溶接
電圧設定値と溶接電圧フィードバック値との偏差量に基
づいてそれぞれ設定し、規定のパルス波形を生成するパ
ルス波形発生回路と、該パルス波形に応じたパルス溶接
電流を消耗電極へ出力する出力発生器と、上記電動機駆
動電流設定値と電動機駆動電流とを比較し、一致、不一
致に応じた信号を出力する比較器と、上記電動機駆動電
流設定値、溶接電圧偏差量、及びパルス幅設定用の直流
電源を入力すると共に、上記一致信号入力時にはパルス
波形発生回路のパルス周波数設定入力として電動機駆動
電流設定値を、パルス幅設定入力として溶接電圧偏差量
を入力し、不一致信号入力時にはパルス周波数設定入力
を溶接電圧偏差量に、パルス幅設定入力を直流電源出力
に切り換える切換器とを設けたものである。

〔作　用〕

以上のようにこの発明によれば、消耗電極送給用電動機
の急変に伴なって変動するアーク溶接電圧フィードバッ
ク値と溶接電圧設定値の偏差に応じてパルス波形発生回
路でパルス溶接電流の周波数を制御すると共に、パルス
幅を直流電源出力によって固定化するようにしたので、
消耗電極送給速度の急変に追従してパルス周波数制御が
なされたパルス溶接電流を消耗電極に給電することで、
安定したパルスアークを被溶接物に発生することができ
る。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は本実施例におけるパルスアーク溶接装置の全体構成
図である。図中、第３図と同一符号は、同−又は相当部
分を示す。第１図において、（１１）は回転数比較器で
、溶接電流設定値と、モータ（５）の電機子電圧を各々
比較入力とする。

（１２）は切換器で溶接電流設定値と、差動増幅器（２
）の出力と、直流電源（１３）の出力を被切換入力に入
力しており、且つ上記回転比較器（１１）の出力を、切
換指令入力に入力している。（１４）は積分器で、アー
ク発生時の出力電圧の電圧フィードバックを入力とし、
その出力は、上記差動増幅器（２）の差動入力へ、電圧
フィードバックに代わって入力されている。

次に動作について説明する。外部からの溶接電流設定値
を入力してモータ回路（１）は、その入力に応じた回転
出力を消耗電極送給モータ（５）に出力する。その結果
、上記モータ（５）は、相応の速度で回転し消耗電極の
送給を行なうが、この消耗電極には、出力発生器（４）
の出力がチップ（図示せず）を介して給電されており、
被溶接物（図示せず）との間にアークを出して溶接が実
施される。この時、上記出力発生器（４）　には、パル
ス波形発生回路（３）の出力が入力されており、その結
果、溶接電流波形は、上記パルス波形発生回路（３）の
出力に比例したものとなっている。溶接電流設定値は、
比較器（１１）にも入力されており、この値と、比較器
（１１）の他方の入力であるモータ（５）の電機子電圧
とが比較され、一致か、不一致かの信号を切換器（１２
）の切換指令入力に出力する。また切換器（１２）の被
切換入力へは、差動増幅器（２）への出力、外部からの
溶接電流設定値、及び一定の出力電圧を出力する直流電
源（１３）の出力３種類が入力されており、上記比較器
（１１）から、一致信号が入力されていれば、パルス波
形発生回路（３）のパルス周波数設定入力（ｆ）に切換
器（１２）を経由して溶接電流設定値が入力され、一方
パルス幅設定入力（Ｔ）には、差動増幅器（２）の出力
値がやはり切換器（１２）を経由して入力される。この
結果、消耗電極送給速度に比例した一定のパルス周波数
を有したパルス電流が溶接部に流れ、従来例と同様にこ
の時アーク長の一定化は、パルス幅の変化で実施される
。

次に、上記比較器（１１）から、不一致信号が入力され
ていれば、パルス波形発生回路（３）のパルス周波数設
定入力（ｆ）には差動増幅器（２）の出力値が切換器（
１２）を経由して入力され、一方、パルス幅設定入力（
Ｔ）には直流電源（１３）の出力が切換器（１２）を経
由して入力される。なお、この時、上記直流電源（１３
）の出力値は、消耗電極の直径、材質に応じた所要の値
を必要とする。以上の結果、定の固定されたパルス幅を
有したパルス電流が溶接部に流れるが、この時パルス周
波数は、溶接電圧設定値に対応する溶接電圧、すなわち
設定された一定のアーク長になるべく必然的に設定され
ることとなり、異常なアーク長になりアークに不安定を
引き起こすことはない。

差動増幅器（２）へは、溶接電圧設定値と、差動入力と
して積分器（１４）の出力が入力されているが、この積
分器（１４）の役目は、溶接電圧のフイードパツク値を
入力しつつ、急峻な溶接電圧変化があった時に、それに
応じて溶接出力も変化することをさけ、アークの急激な
変化を抑えることにある。以上のように差動増幅器（２
）の出力を用いて出力制御すれば、基本的には従来例の
ようにパルス幅を変化させるだけでも、常にアーク長を
一定にできるように思われるが、実際には、パルス電流
は溶接機の出力側に接続されるケーブル等の影響で、そ
の立上り、立下りが曲線を描き、第２図で示すパルス電
流波形で見るようにその一定値で定められたピーク値に
到達するまでにＴｏという時間を要し、これ以上のパル
ス幅ではそのピーク値は一定でなくなる（第２図破線の
例）。この結果、Ｔｏ以下のパルス幅時には消耗電極の
溶滴移行は不規則となり、モータ回転がその設定に達し
ない時にこのような状況が生じ観測ではアーク切れも発
生することがあった。また、一方、常にパルス幅を固定
しパルス周波数の変化だけでアーク長を一定化させるよ
うにすると、定常溶接中に、チップと被溶接物間の距離
は、常時変化するが、その度にパルス周波数が変わる為
、同一溶接中の消耗電極の溶滴移行回数が常に変化し、
均一ビードにならなかったり、アーク音が常に変化し溶
接作業者にとって非常な不快感を与える等で、通常溶接
中ではあまり一般に実施されていない。

また、回転数比較器（１１）は、ヒステリシス形回転数
比較器とし、回転数設定値とモータ回転数が一致した後
は、一定態上の差が生じないかぎりその出力を変化させ
ないようにすることで、比較値付近で、不安定に切り換
ることを防ぐことができる。

（発明の効果） 以上のようにこの発明よれば、消耗電極送給電動機の回
転数急変検出時には、回転数急変に伴なって変動するア
ーク溶接電圧とアーク溶接電圧設定値との偏差に応じて
パルス波形発生回路でパルス電流の周波数を制御し、パ
ルス周波数を回転数の急変に追従できるよう制御してパ
ルス溶接電流を消耗電極に給電することで、消耗電極送
給速度の変動にも拘らず良好でしかも安定したアークを
被溶接物に対して発生し、確実な溶滴移行を実現できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるパルスアーク溶接装
置の全体構成図、第２図はパルス電流波形の一例を示す
波形図、第３図は従来装置の全体構成図、第４図は溶接
電流所定値（消耗電極送給速度設定値）とパルス周波数
の関係を示す図、第５図は溶接開始時のモータ回転数設
定値と定回転数の関係を示す図である。 図において、（１）はモータ回路、（２）は差動増幅器
、（３）はパルス波形発生回路、（４）は出力発生器、
（５）消耗電極送給モータ、（１１）は回転比較器、（
１２）は切換器、（１３）に直流電源。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶接用消耗電極を送給する電動機と、該消耗電極に印加
   するパルス電流の周波数とパルス幅を電動機駆動電流設
   定値、及び溶接電圧設定値と溶接電圧フィードバック値
   との偏差量に基づいてそれぞれ設定し、規定のパルス波
   形を生成するパルス波形発生回路と、該パルス波形に応
   じたパルス溶接電流を消耗電極へ出力する出力発生器と
   、上記電動機駆動電流設定値と電動機駆動電流とを比較
   し、一致、不一致に応じた信号を出力する比較器と、上
   記電動機駆動電流設定値、溶接電圧偏差量、及びパルス
   幅設定用の直流電源を入力すると共に、上記一致信号入
   力時にはパルス波形発生回路のパルス周波数設定入力と
   して電動機駆動電流設定値を、パルス幅設定入力として
   溶接電圧偏差量を入力し、不一致信号入力時にはパルス
   周波数設定入力を溶接電圧偏差量に、パルス幅設定入力
   を直流電源出力に切り換える切換器とを備えたことを特
   徴とするパルスアーク溶接装置。