JPH035077A

JPH035077A - 交流ティグ溶接装置

Info

Publication number: JPH035077A
Application number: JP13602489A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Mita; 常夫三田; Takayuki Kashima; 孝之鹿島; Yoshifumi Yamanaka; 山中　善文
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1991-01-10
Anticipated expiration: 2013-02-10
Also published as: JP2711137B2

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〕本発明は交流ティグ溶接装置に係り、特にアル、ミニラ
ムおよびその合金などの溶込み深さを制御するのに好適
な交流ティグ溶接装置に関する。

〔従来の技術〕１− 従来、交流ティグ溶接において溶込み深さの制。

御をする場合、たとえば特開昭５４−１２１２５５号公
報に記載されているように、棒マイナス（。

以下、ＥＮと略す。）電流の平均値と棒プラス（。

以下、ＥＰと略す。）を流の平均値との比率を変、１化
させていた。また、最近の溶接電源のインバータ化にと
もない、たとえば特開昭６３−１３６７７号公報に記載
されているように、ＥＰ電流とＥＮ期間を一定とし、Ｅ
Ｎ電流で浴込み深さを制御・する方法も提案されている
。

上記した方法によシ、たとえば、途中で板厚が変化する
継手の溶接であっても、必要とする溶込み深さを得るこ
とができた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記した公知例の前者では、溶１（・接
電流を一定にしてＥＮ時間で溶込み深さを制御すること
ができるものの、ＥＮ時間の変化に伴なってＥＰ待時間
相対的に変化し、クリーニング幅がＥＰ待時間略比例し
て変化してしまう。

一方、後者では、クリーニング幅を制御するこ１゜とが
できるものの、溶込み深さをＥＮ電流で制御するため、
母材への入熱量が大きく変化する。

従って、いずれの方法によっても、均一な溶接部を得る
ことがむづかしかった。

本発明の目的は、上記した課題を解決し、溶接電流およ
びクリーニング幅を変えることなく、溶込み深さを制御
することができる交流ティグ溶接装置を提供するにある
。

〔課題を解決するための手段〕

上記した公知例の前者では、交流周波数が溶込５み深さ
に与える影響について検討していない。

また、後者では、クリーニング幅會ＥＰ期間で・制御す
るため、交流周波数が変化するが、交流周波数の変化は
掻込み深さにはほとんど影響がないとして、ＥＮ電流を
変化させて溶込み深さを制御】０させている。

本発明者はさらに試験を重ねた結果、上記した。

課題は、溶接電流設定手段の設定値に応じた直流。

出力を出力する直流電源と、直流出力を交流出力に変換
する変換手段と、交流出力の１周期内のＥｌ。

ＮおよびＥＰＭ間を設定する期間設定手段と、切換手段
に接続した少なくとも２つの交流周波数の周波数設定器
を設け、期間設定手段と切換手段を変換手段に並列に接
続することによｐ解決される。

〔作　用〕

溶接電流を一定にしておき、交流周波数を変化させると
、第６図に示すように、電極直下のアーク圧力（以下、
最大アーク圧力と呼ぶ。）は交流周波数が高くなるにつ
れて高くな、！ｌ）、ＥＮ直流溶接の最大アーク圧力に
近付く。また、溶込み深さはアーク圧力に応じて変化す
る。一方、交流周波数の変化に伴なうクリーニング幅の
変化は小さい・。

従って、交流周波数を変化させることにょシ、溶接電流
およびクリーニング幅を変えることなく溶込み深さを制
御できる。

〔実施例〕

第１図は本発明を実施するための交流ティグ溶、接装置
の第１の実施例を示すものである。

同図において、１は商用周波数の交流を直流に整流する
入力側整流器。２はＭＯＳ−ＦＥＴで構１、。

成された入力側インバータで、上記直流’に２０に＆程
度の高周波交流に変換する。３は上記高周波交流のパル
ス幅を制御するパルス幅制御回路。４は溶接トランスで
、入力側は上記入力側インバータに接続されている。５
は溶接トランス４の出力側に接続された出力側整流器で
、上記高周波交流を再び直流に変換する。６は電流検出
器。７は出力側整流器５で整流された直流出力を平滑に
する・ための直流リアクタ。８は交流溶接を行うため、
直流を再び交流に変換するための出力側インバーへ器１
０〔ただし、ＥＰ期間比率−ＥＰ期間／（Ｅ・Ｐ期間十
ＥＮ期間）〕で設定される矩形波発生器・１１からの信
号に基づき、駆動回路１２によシ制ｔ。

御され、溶接トーチ１３に保持された電極１４と母材１
５との間に交流出力を印加する。

１６は切換装置。１７は溶接作業方法に応じて。

条件を選択するための溶接条件設定装置で、切換装置１
６の接点を切換え、周波数設定器９　ａ　ｒ　’Ｊ１５
ｂのいづれか一方を矩形波発生装置１１に接続する。

１８は溶接電流設定器で、誤差増幅器１９を介してパル
ス幅制御回路３に接続されている。そして、溶接時、誤
差増幅器１９は、電流検出器６に、１よシ検出した出力
側インバータ８への入力電流値と溶接電流設定器１８に
よシ設定された溶接電流値に対応する電流値とを比較し
、電流検出器６を流れる入力電流値の平均値が溶接電流
値に対応する電流値になるように、パルス幅制御回路３
を制・御する。

すなわち、周波数設定器９ａｉるいは周波数設定器９ｂ
のいずれに対しても、電流検出器６を流れる入力電流値
の平均値は溶接電流値に対応する・入力電流値に維持さ
れる。

以下、動作について説明する。

溶接にするにあたシ、溶接するワークに応じて。

あらかじめ溶接電流設定器１８により溶接電流を、また
、周波数設定器９ａ、９ｂとＥＰ期間比率設定器１０に
よシ交流出力の周波数とＥＰ期間比率、。

どを設定しておく。ここで、交流出力の周波数の設定は
、すでに求めであるデータ、たとえば第４図あるいは第
５図を参照して設定する。なお、第４図は、板厚３１１
ａのアルミニウム合金（Ａ５０５２）を、溶接電流１０
０Ａ、ＥＰ期間比率３０チ、電極と母材との距離３　ｙ
ｍ　、溶接速度３００８／ｍ’、シールドガスＡｒ１０
ｔ／ｍでティグ溶接したときの溶込み深さＰＤ、ビード
幅ＢＷおよびクリーニング幅ＣＷのデータである。また
、第５図は、板厚６朋のアルミニウム（ＡＩｌｏｏ）を
、溶接５電流２００Ａ％ＢＰ期間比率３０チ、電極と母
材・との距離３麿、溶接速度２５０順／囮、シールド・
ガスＡｒ１５ｔ／−でティグ溶接したときの溶込み深さ
ＰＤ、ビード幅ＢＷおよびクリーニング幅ＣＷのデータ
でらる。　　　　　　　　　　　　　ＩＬｌそして、溶
接時には、溶接条件設定装置１７からの指令によシ、溶
接部に応じた周波数で溶接す、る。

第２図は本発明を実施するための交流ティグ溶接装置の
第２の実施例を示すものである。　　　１゜この第２の
実施例は、上記第１の実施例における溶接電流設定器１
８１に溶接電流設定器１８ａ。

１８ｂの２個とし、切換装置２０を介して誤差増幅器１
９に接続したものであシ、たとえば、仮付溶接に引続い
て本溶接をするときに有効である。。

すなわち、仮付溶接では、それほど深い溶込みを必要と
せず、また、アークが集中しすぎると、溶融した金属が
溶融池の周囲に吹飛ばされて、２つの部材がなかなか接
合されないことがある。こ・のとき、溶接電流を一定に
したままで周波数を切・換えれば、アークの集中度合を
やわらげることが・でき、また、溶接電流も小さくすれ
ば、さらに作業性を向上させることができる。

なお、上記２つの実施例においては沼接条件設定装置１
７により周波数あるいは溶接電流を切換１．。

えるようにしたが、たとえば手動溶接の場合にはトーチ
スイッチ（図示せず）信号を用いてもよいことは言うま
でもない。

第３図は本発明を実施するための交流ティグ溶接装置の
第３の実施例を示すものである。　　　、。

この第３の実施例は、上記第２の実施例におけるＥＰ期
間比率設定器１０１ｋＥＰ期間比率設定器１０ａ、１．
Ｏｂの２個とし、切換装置２１を介して矩形波発生器１
１に接続したもので６４）、たとえは、水平固定管の全
姿勢溶接に有効である。すなわち、水平固定管の全姿勢
溶接では、初層、中層、最終層で溶接条件を変えるだけ
でなく、溶接姿勢によっても溶接条件管変える必要があ
るから・溶接電流とＥＰ期間比率だけでなく、周波数を
変えることによシ、均一な溶接部を得ることができ）る
。

なお、上記した第２、第３の実施例において、切換装置
１６．２０．２１は個別でも、あるいは連動して切換え
るようにしてもよいことは言うまでもない。　　　　　
　　　　　　　　　　　　　１（）また、溶接条件設定
装置１７は溶接の目的あるいは作業内容に応じて設定し
やすい表示をするよ、うにすれば、作業性をさらに向上
させることかで８きる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によれば、交流出力の周波
数を変えることによシ、溶接電流を一定としたまま、溶
込み深さを制御することができる。

しかも、このときクリーニング幅はほとんど変らない。

従って、母材への入熱量がｔｌとんど変らず、均−な溶
接部を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による交流ティグ溶接装置の第１の実施
例図。第２図は第２の実施例図。第３図は第３の実施例
図。第４図ないし第５図は本発明による周波数を設定す
るときに使用するデータの・例。第６図は周波数と最大
アーク圧力の関係を説明するための図。１・・・入力側整流器、　　２・・・入力側インバータ
１．．３・・・パルス幅制御回路、　４・・・溶接トラ
ンス、５・・・出力側整流器、　　８・・・出力側イン
バータ、９．９ａ、９ｂ・・−周波数設定器、　　１０
．１０ｍ＋１０ｂ・・・ＥＰ期間比率設定器、　１４・
・・電極、　　１５・・・母材、　　ｔ６，２０．２１
・・・切換１゜装置、　　１７・・・溶接条件設定装置
、　　１８，１８ａ、１８ｂ・・・溶接電流設定器、　
１９・・・誤差増幅器。特開平３５０７７　（６）交変ｎ５友敷

Claims

【特許請求の範囲】１、非消耗性の電極と母材との間に交流出力を印加する
交流テイグ溶接装置において、溶接電流を設定する電流
設定手段と、電流設定手段に接続され電流設定手段の設
定値に応じた直流出力を出力する直流電源と、直流電源
に接続され直流出力を交流出力に変換する変換手段と、
変換手段に接続され交流出力の１周期内における電極プ
ラスと電極マイナスの期間を設定する期間設定手段と、
変換手段に接続された第１の切換手段と、第１の切換手
段に接続され交流周波数の周波数を設定する少なくとも
２つの周波数設定器とからなることを特徴とする交流テ
イグ溶接装置。２、電流設定手段が第２の切換手段と、第２の切換手段
に接続された少なくとも２つの電流設定器であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の交流テイグ溶接
装置。３、期間設定手段が第３の切換手段と、第３の切換手段
に接続された少なくとも２つの期間設定器であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の交
流テイグ溶接装置。４、接続された切換手段のすべてを溶接条件設定装置に
接続させたことを特徴とす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交流テイグ溶接装置。