JPH0615108B2 - ホツトワイヤｔｉｇ溶接装置 - Google Patents
ホツトワイヤｔｉｇ溶接装置Info
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- JPH0615108B2 JPH0615108B2 JP60046673A JP4667385A JPH0615108B2 JP H0615108 B2 JPH0615108 B2 JP H0615108B2 JP 60046673 A JP60046673 A JP 60046673A JP 4667385 A JP4667385 A JP 4667385A JP H0615108 B2 JPH0615108 B2 JP H0615108B2
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Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はホツトワイヤTIG溶接装置に係り、特に安価で
大溶融量を達成することができる電源構成を有する溶接
装置に関する。
大溶融量を達成することができる電源構成を有する溶接
装置に関する。
＜従来の技術及びその問題点＞ TIG溶接は高い溶接品質が得られるという長所を持つ反
面、溶接速度が遅く能率が低いという短所を持つてい
る。この対策として考案されたのが溶接部に供給するワ
イヤをあらかじめ加熱しておくホツトワイヤTIG溶接法
である。第５図はその原理を示したものである。
面、溶接速度が遅く能率が低いという短所を持つてい
る。この対策として考案されたのが溶接部に供給するワ
イヤをあらかじめ加熱しておくホツトワイヤTIG溶接法
である。第５図はその原理を示したものである。
トーチ３に取り付けたタングステン電極４と母材８の間
にアーク５を発生させ母材を溶融させる。その際単にワ
イヤを添加して溶接するのであれば通常のTIG溶接であ
るが、ホツトワイヤTIG溶接では、ワイヤ加熱電源２を
コンタクトチツプ７と母材８に接続し、ワイヤに通電
し、ジユール熱によつて加熱しながら溶接することによ
り溶接能率を大幅に向上させることができる。
にアーク５を発生させ母材を溶融させる。その際単にワ
イヤを添加して溶接するのであれば通常のTIG溶接であ
るが、ホツトワイヤTIG溶接では、ワイヤ加熱電源２を
コンタクトチツプ７と母材８に接続し、ワイヤに通電
し、ジユール熱によつて加熱しながら溶接することによ
り溶接能率を大幅に向上させることができる。
しかし、この方法は、ワイヤ加熱用電流により発生する
磁界とアークとが干渉しアーク５が偏向するいわゆる磁
気吹き現象が発生し、作業性が非常に悪くなる。このた
め、適正溶接条件範囲は非常に狭くなり、また溶着量も
せいぜい40g／分程度が限界である。
磁界とアークとが干渉しアーク５が偏向するいわゆる磁
気吹き現象が発生し、作業性が非常に悪くなる。このた
め、適正溶接条件範囲は非常に狭くなり、また溶着量も
せいぜい40g／分程度が限界である。
そこで、この磁気吹きの問題を解決し、高品質，良好な
作業性を維持したまま更に溶着能率を向上させる方法と
してホツトワイヤスイツチングTIG（以下HSTと略記）溶
接法が考案された。第７図にHST溶接の電流通電原理を
示すが、アーク電流をピーク（IAP），ベース（IAB）を
持つパルス状の電流とし、IAP期間はワイヤ加熱用の通
電を行わずIAB期間のみワイヤを通電加熱し、実質的に
磁気吹きの影響をなくした方法である。
作業性を維持したまま更に溶着能率を向上させる方法と
してホツトワイヤスイツチングTIG（以下HSTと略記）溶
接法が考案された。第７図にHST溶接の電流通電原理を
示すが、アーク電流をピーク（IAP），ベース（IAB）を
持つパルス状の電流とし、IAP期間はワイヤ加熱用の通
電を行わずIAB期間のみワイヤを通電加熱し、実質的に
磁気吹きの影響をなくした方法である。
第６図はHST溶接電源の基本構成を示している。TIG電源
１とワイヤ加熱電源２の２つの電源を持ち、それぞれ内
部にトランジスタ13等よりなるスイツチング部を持つて
おり制御回路11によりアーク電流とワイヤ電流を相互に
通電する。この方法によれば、100g／分以上の高能率で
溶接が可能であり、かつ実質的に磁気吹き現象を防止で
きるので溶接品質も向上する。
１とワイヤ加熱電源２の２つの電源を持ち、それぞれ内
部にトランジスタ13等よりなるスイツチング部を持つて
おり制御回路11によりアーク電流とワイヤ電流を相互に
通電する。この方法によれば、100g／分以上の高能率で
溶接が可能であり、かつ実質的に磁気吹き現象を防止で
きるので溶接品質も向上する。
ところで、この電源は、アーク電流およびワイヤ電流値
をアナログ的に制御してスイツチングを行つており、大
容量のトランジスタを多数必要とし制御回路も複雑であ
る。さらにトランスが大形であるので、電源は非常に高
価で大形のものとなつている。
をアナログ的に制御してスイツチングを行つており、大
容量のトランジスタを多数必要とし制御回路も複雑であ
る。さらにトランスが大形であるので、電源は非常に高
価で大形のものとなつている。
これらの問題点を解決すべく発明者等は先に第４図の方
法を特願昭58-177124として提案した。この方式はワイ
ヤの適正加熱制御を通電時間で行うものである。ワイヤ
と直列でアークと並列に接続したGTO（ゲートターンオ
フサイリスタ）９を導通させることにより、TIG電源１
よりアーク５に出力されている電流をワイヤ６側へ分流
させて加熱するものである。さらにこれと並列に接続し
たGTO10を導通させてワイヤへの通電時間を調整し、さ
らに両GTO9,10は同一の回路20内に並列に配置した。
法を特願昭58-177124として提案した。この方式はワイ
ヤの適正加熱制御を通電時間で行うものである。ワイヤ
と直列でアークと並列に接続したGTO（ゲートターンオ
フサイリスタ）９を導通させることにより、TIG電源１
よりアーク５に出力されている電流をワイヤ６側へ分流
させて加熱するものである。さらにこれと並列に接続し
たGTO10を導通させてワイヤへの通電時間を調整し、さ
らに両GTO9,10は同一の回路20内に並列に配置した。
この方式は、１つの電源でアークおよびワイヤに電流を
供給することができるので、第５図の方式よりさらに電
流を安価にすることができるが、溶着能率はせいぜい30
〜40g／分程度であり、溶着能率の向上にはあまり役立
つていない。
供給することができるので、第５図の方式よりさらに電
流を安価にすることができるが、溶着能率はせいぜい30
〜40g／分程度であり、溶着能率の向上にはあまり役立
つていない。
＜本発明の目的＞ 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、磁
気吹きの影響なしに高能率が得られ、しかも安価で実用
的な大溶融能力をもつホツトワイヤTIG溶接装置を提供
するにある。
気吹きの影響なしに高能率が得られ、しかも安価で実用
的な大溶融能力をもつホツトワイヤTIG溶接装置を提供
するにある。
＜本発明の概要＞ 要するにこの発明は、アーク電流とワイヤ電流とを交互
に通電して溶接を行う溶接装置において、アーク電源回
路に対してアークと並列にスイツチング素子を配置して
パルスアーク電流を形成するように構成し、ホツトワイ
ヤ加熱用電源回路に対して、ワイヤと直列に他のスイツ
チング素子を配置し、これら各スイツチング素子を、ア
ーク用電源回路のスイツチング素子がＯＮの期間中にの
みワイヤ加熱用電源回路のスイツチング素子をＯＮとす
るように制御する制御回路に各々接続したことを特徴と
するホツトワイヤＴＩＧ溶接装置である。
に通電して溶接を行う溶接装置において、アーク電源回
路に対してアークと並列にスイツチング素子を配置して
パルスアーク電流を形成するように構成し、ホツトワイ
ヤ加熱用電源回路に対して、ワイヤと直列に他のスイツ
チング素子を配置し、これら各スイツチング素子を、ア
ーク用電源回路のスイツチング素子がＯＮの期間中にの
みワイヤ加熱用電源回路のスイツチング素子をＯＮとす
るように制御する制御回路に各々接続したことを特徴と
するホツトワイヤＴＩＧ溶接装置である。
＜実施例＞ 第１図に本発明によるHST電源構成の一例を示す。TIG電
源１には、設定電流可変の定電流電源の出力に対してア
ーク５と並列にGTO９が接続してあり、これを周期的にO
N-OFFすることによりパルスアーク電流を形成すること
ができるよう回路21が形成してある。一方、ワイヤ加熱
電源２には、設定電圧可変の定電圧電源の出力に対して
ワイヤ６と直列になるようGTO10を接続して回路22を構
成し、両回路を母材８を介して接続し、アーク電源が低
くなつた期間にワイヤを周期的に通電加熱するよう構成
する。符号11は両回路の電流の制御を行う制御回路であ
る。
源１には、設定電流可変の定電流電源の出力に対してア
ーク５と並列にGTO９が接続してあり、これを周期的にO
N-OFFすることによりパルスアーク電流を形成すること
ができるよう回路21が形成してある。一方、ワイヤ加熱
電源２には、設定電圧可変の定電圧電源の出力に対して
ワイヤ６と直列になるようGTO10を接続して回路22を構
成し、両回路を母材８を介して接続し、アーク電源が低
くなつた期間にワイヤを周期的に通電加熱するよう構成
する。符号11は両回路の電流の制御を行う制御回路であ
る。
第２図に、アークおよびワイヤ電流の時間的変化とGTO
１（符号９）とGTO２（符号10）のON-OFFのタイミング
を示す。
１（符号９）とGTO２（符号10）のON-OFFのタイミング
を示す。
アーク電流は、GIT１(９)のON-OFFの繰返しによりパル
ス状に変化させるわけであるが、GTO１が導通し電流が
電源１内で短絡されている期間には電極４側に出力され
るアーク電流は実質的に０となりアークが消失する。こ
のため、何らかの方法でアーク５を維持する必要があ
る。しかし、タングステン電極４と母材８の間がプラズ
マ状態にあるうちにアークに電流を供給すると再点弧す
ることが知られており、周期Ｔが０．５秒以下なら問題
はなく、事実上アークは連続的に形成されるのとほぼ同
じ状態となる。その他、GTOの発熱，アークのちらつき
などを考慮するとスイツチング周波数1/Tは30〜200Hzが
適当である。また、アーク電流の通電時間比Ｔα／Ｔは
0.5〜1.0、ワイヤ電流の通電時間比Ｔω／Ｔは送給速度
に合わせて０〜0.5の範囲で変化させるとよい。
ス状に変化させるわけであるが、GTO１が導通し電流が
電源１内で短絡されている期間には電極４側に出力され
るアーク電流は実質的に０となりアークが消失する。こ
のため、何らかの方法でアーク５を維持する必要があ
る。しかし、タングステン電極４と母材８の間がプラズ
マ状態にあるうちにアークに電流を供給すると再点弧す
ることが知られており、周期Ｔが０．５秒以下なら問題
はなく、事実上アークは連続的に形成されるのとほぼ同
じ状態となる。その他、GTOの発熱，アークのちらつき
などを考慮するとスイツチング周波数1/Tは30〜200Hzが
適当である。また、アーク電流の通電時間比Ｔα／Ｔは
0.5〜1.0、ワイヤ電流の通電時間比Ｔω／Ｔは送給速度
に合わせて０〜0.5の範囲で変化させるとよい。
ワイアへの通電加熱は、GTO１が導通し、アーク電流が
短絡されている期間にGTO２を導通させて行うわけであ
るが、このときワイヤ加熱電源の出力電圧を制御して通
電電流のピーク値IWPを制御すると共に、ワイヤ通電時
間TWを調整して、ワイヤ送給速度に見合つたワイヤ加熱
電力を供給するように制御する。
短絡されている期間にGTO２を導通させて行うわけであ
るが、このときワイヤ加熱電源の出力電圧を制御して通
電電流のピーク値IWPを制御すると共に、ワイヤ通電時
間TWを調整して、ワイヤ送給速度に見合つたワイヤ加熱
電力を供給するように制御する。
第３図はアークを発生させずワイヤ通電のみでワイヤを
溶融させたときの、ワイヤ溶融速度VWとワイヤへの印加
電力はPwの関係を示したものであるが、両者は比例関係
にあり、Pwを変えることによりワイヤの適正加熱量を得
ることができることを示している。
溶融させたときの、ワイヤ溶融速度VWとワイヤへの印加
電力はPwの関係を示したものであるが、両者は比例関係
にあり、Pwを変えることによりワイヤの適正加熱量を得
ることができることを示している。
すなわち、ワイヤの加熱量制御はワイヤ加熱電源の出力
電圧を制御して通電電流のピーク値を変化させても、ま
た第２図のように通電時間を変化させることによつても
行える。
電圧を制御して通電電流のピーク値を変化させても、ま
た第２図のように通電時間を変化させることによつても
行える。
従つて、ワイヤ加熱電流の出力電圧を初め適正値に設定
しておき、その値を一定保持させる形に制御し、溶接中
にコンタクトチツプ７と母材８間の距離が変化してワイ
ヤ抵抗が変わりIWPが変化したときは、ワイヤ通電時間T
wを変化させて電力を一定に調整することができ、ワイ
ヤの適正加熱制御を容易に行うことができる。
しておき、その値を一定保持させる形に制御し、溶接中
にコンタクトチツプ７と母材８間の距離が変化してワイ
ヤ抵抗が変わりIWPが変化したときは、ワイヤ通電時間T
wを変化させて電力を一定に調整することができ、ワイ
ヤの適正加熱制御を容易に行うことができる。
すなわち、本発明は、ワイヤの加熱を電流のON-OFFでデ
ジタル的に制御できるようにしたため、第６図，第７図
に示したように電流値をアナログ的に変化させる従来方
式に比べて、制御回路が非常に簡単になり、しかも汎用
の定電流形および定電圧形の溶接電源にスイツチング素
子を並列あるいは直列に接続するという簡単な改造を加
えて使用できるので、非常に安価に構成できるようにな
つた。
ジタル的に制御できるようにしたため、第６図，第７図
に示したように電流値をアナログ的に変化させる従来方
式に比べて、制御回路が非常に簡単になり、しかも汎用
の定電流形および定電圧形の溶接電源にスイツチング素
子を並列あるいは直列に接続するという簡単な改造を加
えて使用できるので、非常に安価に構成できるようにな
つた。
なお、第１図に示す例ではスイツチング素子としてGTO
を用いた例を示したが、これに限るものではなく、大容
量トランジスタ等であつても良い。
を用いた例を示したが、これに限るものではなく、大容
量トランジスタ等であつても良い。
本来ＨＳＴ溶接は、磁気吹きの影響をなくし高能率高品
質が得られる溶接法である。従来のHST電源では、アー
ク電流とワイヤ電流のスイツチングをアナログ的に行つ
ていたため大容量のトランジスタを多数使用しておりト
ランスも大きいため高価で大形の電源となつていた。本
発明のHST電源では、スイツチング制御をデジタル的に
行うようにしたため制御が非常に簡単になり、しかも汎
用の電源の簡単の改造で使用できるので、従来方式と同
様の性能をもつにもかからず電源のコストは約４分の１
にすることができる。
質が得られる溶接法である。従来のHST電源では、アー
ク電流とワイヤ電流のスイツチングをアナログ的に行つ
ていたため大容量のトランジスタを多数使用しておりト
ランスも大きいため高価で大形の電源となつていた。本
発明のHST電源では、スイツチング制御をデジタル的に
行うようにしたため制御が非常に簡単になり、しかも汎
用の電源の簡単の改造で使用できるので、従来方式と同
様の性能をもつにもかからず電源のコストは約４分の１
にすることができる。
＜効 果＞ 本発明は以上のとおり制御がきわめて容易となり、高い
溶接品質を保持しながら電源コストとを大幅に低下させ
ることができる。
溶接品質を保持しながら電源コストとを大幅に低下させ
ることができる。
第１図は本発明のHST電源の構成の一例を示す図、第２
図はその通電原理を示す線図、第３図はワイヤに通電し
たときのワイヤ溶融速度と加熱電力との関係を示す線
図、第４図は本発明に先行する技術を示す回路図、第５
図は一般のホツトワイヤTIG溶接の原理を示す図、第６
図は従来のHST電源の原理を示す図、第７図は従来技術
の通電原理を示す線図である。 １……TIG電源、２……ワイヤ加熱電源 ５……アーク、６……ワイヤ 9,10……GTO、11……制御回路
図はその通電原理を示す線図、第３図はワイヤに通電し
たときのワイヤ溶融速度と加熱電力との関係を示す線
図、第４図は本発明に先行する技術を示す回路図、第５
図は一般のホツトワイヤTIG溶接の原理を示す図、第６
図は従来のHST電源の原理を示す図、第７図は従来技術
の通電原理を示す線図である。 １……TIG電源、２……ワイヤ加熱電源 ５……アーク、６……ワイヤ 9,10……GTO、11……制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 由英 広島県呉市宝町６番９号 バブコツク日立 株式会社呉工場内 (56)参考文献 特開 昭59−179274（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】アーク電流とワイヤ電流とを交互に通電し
て溶接を行う溶接装置において、アーク電源回路に対し
てアークと並列にスイツチング素子を配置してパルスア
ーク電流を形成するように構成し、ホツトワイヤ加熱用
電源回路に対して、ワイヤと直列に他のスイツチング素
子を配置し、これら各スイツチング素子を、アーク用電
源回路のスイツチング素子がＯＮの期間中にのみワイヤ
加熱用電源回路のスイツチング素子をＯＮとするように
制御する制御回路に対して各々接続したことを特徴とす
るホツトワイヤＴＩＧ溶接装置。 - 【請求項２】ワイヤ加熱用電源を設定電圧可変の定電圧
電源とし、かつこれに加えて、前記制御回路にワイヤ通
電時間の制御機能も付与し、ワイヤの加熱制御を電源の
出力電圧の調節及び通電時間の調節のいずれかの方法に
よつても行える構成にしたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のホツトワイヤＴＩＧ溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60046673A JPH0615108B2 (ja) | 1985-03-11 | 1985-03-11 | ホツトワイヤｔｉｇ溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60046673A JPH0615108B2 (ja) | 1985-03-11 | 1985-03-11 | ホツトワイヤｔｉｇ溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61206567A JPS61206567A (ja) | 1986-09-12 |
| JPH0615108B2 true JPH0615108B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=12753883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60046673A Expired - Lifetime JPH0615108B2 (ja) | 1985-03-11 | 1985-03-11 | ホツトワイヤｔｉｇ溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615108B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59179274A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-10-11 | Hitachi Ltd | ホットワイヤを用いた溶接装置 |
-
1985
- 1985-03-11 JP JP60046673A patent/JPH0615108B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61206567A (ja) | 1986-09-12 |
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