JPH0313945B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は消耗性電極を用いた直流アーク溶接機
の直流リアクタの特性を制御する方法に関するも
のである。

消耗性電極を用いた直流アーク溶接機における
アーク特性は出力回路に直列に接続された直流リ
アクタによつて大きく左右される。そしてこの直
流リアクタのインダクタンスの値は溶融金属が短
絡移行を行なう小電流域に於いては小さい方が移
行がスムーズでアークが安定であり、また溶融金
属がスプレー移行を行う大電流域に於いては大き
い方がスパツタが少なく、アークが安定である。

しかし鉄心入りの直流リアクタに於いては鉄心
の磁化特性の関係から直流電流が小さいときはリ
アクタンスが大きく、直流電流が大きいときは小
さくなり、前記した適正リアクタ値と電流の関係
とは逆にある。したがつて同一の直流リアクタで
大電流域から小電流域まで安定に溶接することは
難しく、適正な溶接電流範囲はせまくなる。

又溶接電流に合わせて直流リアクタの値を変え
ようとすれば取扱いがめんどうになると同時にそ
の制御装置が必要であり高価なものになるという
ことがあつた。

本発明は上記従来の欠点を除去したもので直流
アーク溶接用電源の出力回路に接続された直流リ
アクタに制御巻線を設け、こと制御巻線を上記直
流アーク溶接用電源の出力に応じて励磁し、直流
リアクタのインダクタンスを調節するようにした
直流アーク溶接機である。

以下、本発明の一実施例を示す第１図乃至第４
図に従い詳細に説明する。

第１図は本発明に係る直流アーク溶接機の一実
施例を示す回路図である。同図に於いて、１は出
力電圧を可変できる直流アーク溶接用の定電圧電
源、２は鉄心入りの直流リアクタ主巻線で、３は
その鉄心である。４は鉄心３に巻回された制御巻
線で、インピーダンス５と直列接続されている。
この直列回路は定電圧電源１の出力端子間に接続
されていて、定電圧電源１の出力電圧で励磁され
るようになつている。

制御巻線４の巻線方向は、直流定電圧電源１の
出力電圧によつて流れる制御巻線電流による鉄心
３の励磁方向と直流リアクタ主巻線２を流れる溶
接機出力電流による励磁方向とが逆になるように
巻かれている。５は制御巻線に流れる電流を調整
する抵抗またはインピーダンス、６は消耗性電
極、７は被溶接物である。

次にその動作について説明する。溶接中消耗電
極６が被溶接物７とほとんど短絡しないで出力電
圧が高く、溶接電流が大きく、ワイヤが溶融移行
する、いわゆるスプレーアーク領域では、第２図
に示す如く溶接電流の脈動はほとんどなく、直流
リアクタＡの主巻線２から制御合巻線４への誘起
電圧はほとんどなくなり、直流リアクタＡは直流
定電圧電源１の出力電圧で励磁される。したがつ
て、直流リアクタＡは制御巻線４による逆励磁分
だけ鉄心３の飽和が起きにくくなり、インダクタ
ンス値が大きくなつて、リアクタンスが増加され
るので、出力電流のリツプルが少なくアークが安
定になり、スパツタも少なくなる。

消耗電極が短絡とアークを繰り返しながら溶融
移行する出力電圧が低く、溶接電流が小さい、い
わゆるシヨートアーク領域では、第３図に示す如
く溶接電流の脈動は大きくなる。この領域では、
短絡とアークに応じて、直流リアクタＡには脈動
電圧が印加される結果、制御巻線４に変圧器作用
で電圧が誘起される。直流リアクタＡの主巻線２
と制御巻線４は逆励磁の関係にあるので、消耗電
極６が短絡したときは制御巻線４と直列に接続さ
れたインピーダンス５には高い電圧が印加され大
きい電流が流れる。この電流による主巻線２側へ
の逆誘起電流が、溶接電流と加え合わされるの
で、その分短絡電流が増加し消耗電極６の溶断が
早くおこなわれる。

次に短絡が切れてアークになつたときは、上記
インピーダンス５には低電圧が印加され、小さい
電流が流れる。この電流変化が主巻線２側への逆
誘起電流の変化となつて直流リアクタＡの蓄積エ
ネルギーのアーク側への放出による電流を小さく
する。すなわち直流リアクタＡに加わる短絡時の
電圧によつて制御巻線４に流れる電流により短絡
した瞬間および短絡からアークに移行する瞬間に
直流リアクタＡに流れる電流を制御巻線４に流れ
る電流の変化分に対して、リアクタ巻線の巻数と
制御巻線の巻数に逆比例した電圧値分だけ急峻に
立上がりおよび立下がる。この結果、アーク力が
低減され、次の短絡が起こりやすくなり、また短
絡時の溶滴移行が円滑に行なわれシヨートアーク
溶接が安定に持続される。如上の現象は等価的に
直流リアクタのインダクタンスを小さくしたこと
になる。

すなわち、短絡移行をおこなう小電流域では、
インダクタンスを小さくできる。

以上のように本発明によれば、リアクタの巻数
を切換えることなくスプレーアークもシヨートア
ークも安定にすることができ、安価で性能のすぐ
れたものとなる。第４図は本発明の他の実施例を
示す。同図において、第１図と同一部分には同一
の符号を付す。制御巻線４は直流リアクタ主巻線
２と極性が一致するように鉄心３に巻回されてい
る。制御巻線４の１端は直流リアクトル主巻線２
の負荷（溶接ワイヤ電極６）側に接され、他端は
抵抗５を介して被溶接物７側に接続されている。

以上述べた如く本発明は、直流アーク溶接用電
源の出力回路に接続された直流リアクタに制御巻
線を設け、この制御巻線を上記直流アーク溶接用
電源の出力に応じて励磁し、直流リアクタのイン
ダクタンスを調節するようにした直流アーク溶接
機であるから、直流リアクタＡの主巻線２の巻数
をスプレーアーク溶接時とシヨートアーク溶接時
とで切換えることなく、簡単な構成で安定したア
ークが実現できる。また、大電流溶接すなわちス
プレーアーク溶接域においてもスパツタの少ない
アーク溶接を行うことができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。第２図ａはスプレーアーク溶接時の制御巻線
電流波形図、同図ｂはスプレーアーク溶接時の溶
接電流波形図、第３図ａはシヨートアーク溶接時
の制御巻線電流波形図、同図ｂはシヨートアーク
溶接時の溶接電流波形図である。第４図は本発明
の他の実施例を示す回路図である。 １……定電圧電源、Ａ……直流リアクタ、２…
…直流リアクタ主巻線、３……鉄心、４……制御
巻線、５……抵抗、６……溶接ワイヤ、７……被
溶接物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直流アーク溶接用電源と、この直流アーク溶
   接用電源の出力側に接続された直流リアクタと、
   この直流リアクタの主巻線に磁気結合され且つ上
   記直流アーク溶接用電源と並列に接続された制御
   巻線と、この制御巻線に直列接続された電流制限
   用抵抗又は低インピーダンスとを有し、シヨート
   アーク領域においては上記制御巻線から上記主巻
   線の側への逆誘起電流による溶接電流を制御する
   ようにしたことを特徴とする直流アーク溶接機。