JPH026063A

JPH026063A - 交流ｔｉｇ　アーク溶接機

Info

Publication number: JPH026063A
Application number: JP14938488A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Nakane; 中根　龍治
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-06-17
Filing date: 1988-06-17
Publication date: 1990-01-10

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、安定した溶接開始時の動作が得られる交流
ＴＩＧアーク溶接機に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は溶接電源部にスイッチング素子を用いた従来の
交流ＴＩＧアーク溶接機の構成を示すブロック図であり
、ここでは説明し易いように、溶接電源部は二つの直流
電源を組み合わせて交流出力を得る構成としである。図
において、（１）は溶接機本体、（２）は直列接続され
た上記二つの直流電源、（３）は直流電源（２）の出力
電流（溶接電流■）を制御する溶接電流制御回路、（４
）はアークスタート時（溶接開始時）の溶接電流を設定
する溶接、電流設定器、（５）は交流溶接の周波数（溶
接電源部の二次出力周波数）を制御するための制御パル
スを発生するパルス発生器、（６）はこのパルス発生器
（５）の出力パルスの周波数を設定する周波数設定器、
（７）はパルス発生器（５）の出力パルスのパルス幅（
占有）率を調整するパルス幅率調整回路、（８）はこの
パルス幅率調整回路（７）で調整するパルス幅率を設定
するパルス幅率設定器、（９）ハ制御装置（ｌＯ）から
の溶接起動指令及び溶接電流値設定指令と上記パルス幅
率調整回路（７）からのパルス幅率指令とに基づいてス
イッチング素子（Ｓｌ、Ｓ２）　（１１）、（１２）を
０Ｎ１０ＦＦさせると共に上記溶接電流制御回路（３）
を起動させる溶接シーケンス制御回路で、制御装置（１
０）はスイッチング素子（１１）、（１２）を制御する
ｃｐｕ　　（マイクロコンピュータにて構成される）を
搭載しており、スイッチング素子（１１）、（１２）は
直流電源（２）から成る溶接電源部の主回路に接続され
ている。（１３）は溶接電源部の二次出力端子に接続さ
れた溶接トーチ、（１４）は溶接トーチ（Ｉ３）に固定
接続されたタングステン電極、（１５）は被溶接物であ
る母材、（１６）はアークスタート時にタングステン電
極（１４）と母材（１５）との間の絶縁を破壊するため
に印加電圧（出力電圧Ｖ）に高周波電圧を重畳させるカ
ップリングコイル、（１７）はこの高周波電圧を発生さ
せるための高周波発生器、（１８）はタングステン電極
（１４）と母材（１５）との間に流れる溶接電流を検出
する電流検出器、（１９）は溶接電源部の主回路に挿入
された直流リアクトル、（２０）は該交流１４Ｇア一ク
溶接機を稼動させる溶接スイッチ（ＦＢＩ）で、上記制
御装置（１０）に起動信号及び停止信号を出力する。な
お、（２１）はタングステン電極（１４）と母材（１５
）との間に発生する溶接アークを示している。

次に動作について説明する。

溶接スイッチ（２０）をＯＮにすると、制御装置（１０
）が起動し、本体内の溶接シーケンス制御回路（９）に
溶接スタート信号が送出される。そして、図外のガス制
御手段により溶接トーチ（１３）に対するシールドガス
の供給が開始され、タングステン電極（１４）と母材（
１５）とが外気から遮断される。次いで、周波数設定器
（６）の設定値に応じた制御パルスがパルス発生器（５
）から出力され、この制御パルスか、パルス幅率調整回
路（ア）にてパルス幅率設定器（８）の設定値に応じた
パルス幅率に調整された後、溶接シーケンス制御回路（
９）へ入力される。そして、このｉｂ制御パルスに従っ
てスイッチング素子（１１）、（１２）の切換制御が行
われる。

方、制御装置（１０）から溶接スタート信号を受けた溶
接シーケンス制御回路（９）は、溶接電流制御回路（３
）へ起動信号を出力する。これにより、直流電源（２）
が起動され、タングステン電極（１４）と母材（１５）
との間に無負荷電圧が印加されると共に、高周波発生器
（１７）によりカップリングコイル（１６）を通して高
周波電圧が同時に印加される。そして、この高周波電圧
によりタングステン電極（１４）と母材（１５）との間
の絶縁が破壊されて溶接アーク（２１）を発生し、上記
制御パルスに従って切換制御されるスイッチング素子（
＋　１）、（１２）の動作に応じた極性で溶接電流■が
流れ始める。このアークスタート時に流れる溶接電流は
、溶接電流設定器（４）により設定される。そして、電
流検出器（１８）によってタングステン電極（１４）と
母材（１５）との間に溶接電流が流れたことが検出され
ると、上記高周波発生器（１７）の出力はＯＦＦとなる
。

第４図は上述した一連の溶接シーケンスの流れを示した
ものである。図中、Ｖｏ、は逆極性時の無負荷電圧、ｖ
ｌは逆極性時のアーク電圧、ｖ２は正極性時のアーク電
圧をそれぞれ示している。図示のように、スイッチング
素子（１１）、（１２）が交互に０Ｎ１０ＦＦを繰り返
すことにより交流出力が得られる。また、シールドガス
は、アークスタート時に所定のブリフロー時間供給され
ると共に、溶接停止時に所定のアフターフロー時間供給
される。

また第５図は、アークスタート時の溶接シーケンスの詳
細を示したものである。溶接電流設定器（４）に使用さ
れている調整ボリュームＶＲ，と制御装置（１０）のｃ
ｐｕによる電流指令値の切換え状態は図のようになって
おり、溶接開始直後はＣＰＵの動作を停止している。す
なわち、前述したように、アークスタート時に高周波電
圧を印加するので高ノイズが発生し、このノイズが制御
装置（ｌＯ）のｃｐｕに悪７１２　ＱＪを与えるため、
高周波発生時には制御装置（ｌＯ）内のＣＰＵにリセッ
トを掛けて停止させ、制御装置（１０）を独立して設け
た溶接電流設定器（１４）により電流指令値を与えてい
る。この際、ある程度アークが安定した後、溶接電流制
御回路（３）からの信号で制御装置（１０）のＣＰＵの
リセットを解除し、制御装置（１０）からの電流指令値
に切換える゛までに遅延時間ＴＡを設けている。なお、
ｖＯ２は正極性時の無負荷電圧を示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の交流ＴＩＧアーク溶接機は以上のように構成され
ており、アークスタート時にアークが安定しない状態で
スイッチング素子（１１）、（１２）が交互にＯＮ１０
　Ｆ　Ｆを繰り返して交流電圧がタングステン電極（１
４）と母材（１５）との間に印加されるため、−度溶接
アーク（２１）が発生しても交流電圧の極性が切替わる
時に一瞬電圧がＯ［Ｖ］になり、タングステン電極（１
４）が冷陰極として動作している間は熱電子放出能力が
低くなるので溶接アーク（２１）が消失し、再び高周波
発生器（１７）を起動させなければならず、アークスタ
ート時に溶接アーク（２１）が安定するまでに長時間要
するという課題があった。

また、溶接アーク（２１）が消失した場合は再び高周波
発生器（１７）を起動してアークスタートを行う溶接シ
ーケンスになっているため、この高周波電圧が溶接機と
組み合わされたマイクロコンピュータ等に電磁誘導や静
電誘導による誤動作を引き起こす原因となり、自動溶接
機として満足に稼動させることができないという課題が
あった。

この発明は、このような課題を解決するためになされた
もので、アークスタート時に短時間にて安定した溶接ア
ークが得られ、また自動溶接機として誤動作なく使用で
きる交流ＴＩＧアーク溶接機を得ることを目的としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る交流ＴＩＧアーク溶接機は、溶接開始時
に溶接電源部の主回路に接続したスイッチング素子を制
御し、この制御に基づき溶接電源部の二次出力端子に接
続されたタングステン電極と被溶接物との極性に関して
上記タングステン電極が熱陰極となるように正極性に固
定する極性制御回路を設けたものである。

〔作用〕

この発明における極性制御回路は、溶接開始時にタング
ステン電極と被溶接物の極性とを所定時間正極性に固定
するのて、溶接開始時にタングステン電極と被溶接物と
の間の電圧が０［■］になる瞬間がなく、安定した溶接
アークが得られる。

〔実施例〕以下、この発明の一実施例を第１図及び第２図に基づい
て説明する。

第１図はこの発明によるＴＩＧ溶接機の構成を示すブロ
ック図であり、図中（１）〜（２１）は前述した従来の
第３図のものと同一の構成部分であるのて、重複する説
明は省略する。（２２）は溶接電源部の二次出力端子に
接続されたタングステン電極（１４）と被溶接物である
母材（１５）との極性を、アークスタート時にスイッチ
ング素子（１１）、（１２）を制御しで所定時間タング
ステン電極（１４）が熱陰極となるように正極性に固定
する極性制御回路で、アークスタート時には溶接シーケ
ンス制御回路（９）からの指令信号に関係なくスイッチ
ング素子（１１）をＯＮ、スイッチング素子（１２）を
ＯＦＦにそれぞれ固定する。

このように構成された交流ＴＩＧアーク溶接機において
は、アークスタート時にタングステン電極（１４）と母
材（１５）の極性が極性制御回路（２２）により所定時
間正極性に固定され、従来のようにアークスタート時に
タングステン電極（１４）と母材（１５）との間の電圧
が０［ｖ］になることはない。すなわち、直流でアーク
スタートするので短時間にて安定した溶接アーク（２１
）が得られ、アーク発生後タングステン電極（１４）が
熱陰極となってから交流電圧が印加されるので、タング
ステン電極（１４）の熱電子放出能力が大きくなり、短
時間で安定したアークスタート動作が得られる。この後
の動作は、前述の従来例と同様であるので省略する。

第２図は上述した溶接シーケンスの流れを示したもので
ある。上記のように、タングステン電極（１４）が短時
間で熱陰極となり、熱電子放出能力か大きくなるので、
アーク切れや、これに伴う溶接不良がなくなる。また、
アークスタート時に短時間にて安定した溶接アーク（２
１）が得られるので、高周波発生器（１７）を再起動さ
せる必要がなくなり、ノイズの発生が抑制される。この
ため、マイクロコンピュータ等と組み合わせた自動溶接
機として、誤動作することなく満足に使用できることと
なる。第２図中Ｔは、正極性でアークが発生した後、交
流溶接に切換えてもアーク切れしない時間だけタングス
テン電極（１４）を正極性で加熱するための遅延時間で
あり、これが前述のアークスタート時にタングステン電
極（１４）と母材（１５）との極性を固定する所定時間
となる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、溶接開始時にタングス
テン電極と被溶接物の極性を所定時間正極性に固定した
ため、溶接開始時に短時間にて安定した溶接アークが得
られ、また高周波発生器を再起動する必要がなくなるの
でノイズの発生が抑制され、自動溶接機として誤動作な
く使用できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
はこめ溶接シーケンスの流れを示すタイムチャート、第
３図は従来の交流ＴＩＧアーク溶接機の構成を示すブロ
ック図、第４図は従来の溶接シーケンスの流れを示すタ
イムチャート、第５図は第４図の溶接シーケンスのアー
クスタート時の詳細を示すタイムチャートである。（１）・・・溶接機本体、（２）・・・直流電源、（１
０）・・・制御装置、（１１）、（１２）・・・スイッ
チング素子、（Ｉ３）・・・溶接トーチ、（１４）・・
・タングステン電極、（１５）−・・母材（被溶接物）
、（２２）−・・極性制御回路。なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

溶接電源部の主回路に接続したスイッチング素子を制御
することにより、該溶接電源部の二次出力端子の極性を
交互に切換えて交流出力を供給する交流ＴＩＧアーク溶
接機において、溶接開始時に上記スイッチング素子を制
御し、上記溶接電源部の二次出力端子に接続されたタン
グステン電極と被溶接物の極性に関して所定時間上記タ
ングステン電極が熱陰極となるように正極性に固定する
極性制御回路を設けたことを特徴とする交流ＴＩＧアー
ク溶接機。