JPH07136764A - ホットワイヤｔｉｇ溶接装置 - Google Patents
ホットワイヤｔｉｇ溶接装置Info
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- JPH07136764A JPH07136764A JP29069293A JP29069293A JPH07136764A JP H07136764 A JPH07136764 A JP H07136764A JP 29069293 A JP29069293 A JP 29069293A JP 29069293 A JP29069293 A JP 29069293A JP H07136764 A JPH07136764 A JP H07136764A
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Landscapes
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- Arc Welding Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 トーチに接続されるパワーケーブルの本数を
減少することによって、溶接作業者の負担が小さく、作
業性に優れた半自動ホットワイヤＴＩＧ溶接装置を構成
する。 【構成】 交流電源１の出力端子の一方を、ＴＩＧアー
クトーチ３内に備えられたタングステン電極４とダイオ
ード５のアノードとにそれぞれ接続し、該ダイオードの
カソードにワイヤ通電用のコンタクトチップを介して添
加ワイヤを直列に接続する。また、交流電源の出力端子
の他方は、母材８に接続する。交流電源から供給される
交流電流の極性がタングステン電極側で負となる半波期
間においてはタングステン電極と母材間にアークを形成
して通電し、交流電源から供給される交流電流の極性が
タングステン電極側で正となる半波期間においてはワイ
ヤ通電にする。
減少することによって、溶接作業者の負担が小さく、作
業性に優れた半自動ホットワイヤＴＩＧ溶接装置を構成
する。 【構成】 交流電源１の出力端子の一方を、ＴＩＧアー
クトーチ３内に備えられたタングステン電極４とダイオ
ード５のアノードとにそれぞれ接続し、該ダイオードの
カソードにワイヤ通電用のコンタクトチップを介して添
加ワイヤを直列に接続する。また、交流電源の出力端子
の他方は、母材８に接続する。交流電源から供給される
交流電流の極性がタングステン電極側で負となる半波期
間においてはタングステン電極と母材間にアークを形成
して通電し、交流電源から供給される交流電流の極性が
タングステン電極側で正となる半波期間においてはワイ
ヤ通電にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はホットワイヤＴＩＧ溶接
に係わり、特に溶接トーチ近傍までの配線を簡素化し半
自動ホットワイヤＴＩＧ溶接するに好適な溶接装置に関
する。
に係わり、特に溶接トーチ近傍までの配線を簡素化し半
自動ホットワイヤＴＩＧ溶接するに好適な溶接装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、ＴＩＧ溶接の能率向上を図る場
合にしばしば使用される、ホットワイヤＴＩＧ溶接法の
原理を示すものである。この溶接法は、同図から明らか
なように、ＴＩＧアーク電源２７の出力端子をタングス
テン電極４と母材８とに接続して、これらタングステン
電極４と母材８との間にアーク９を形成すると共に、ワ
イヤ加熱電源２８の出力端子をコンタクトチップ６と母
材８とに接続して、ワイヤ送給装置１０から送給されて
くるワイヤ１２に電流を流し、これを加熱しながら溶接
する方法である。この溶接法によると、ワイヤ１２が母
材８に達する前に溶融状態に近付くので、ワイヤ溶融速
度を大幅に向上させることができ、通常のＴＩＧ溶接に
比べて２倍以上の能率向上が望める。しかし、その反
面、この溶接法は、ＴＩＧアーク用及びワイヤ加熱用の
２つの電源２７，２８が必要で、各電源２７，２８から
夫々２本ずつ、合計４本のパワーケーブル２９ａ，２９
ｂ，３０ａ，３０ｂの配線を必要とするので、電源設定
部と溶接作業場所とが離れている場合、配線のための作
業負担が大きいという問題がある。例えば、大型プラン
トの建設現地などでは、電源設定部と溶接作業場所との
距離が５０ｍ乃至１００ｍにも及ぶことが珍しくないた
め、４本のパワーケーブルを配線するための作業負担が
甚大で、本溶接法の採用を妨げる一因となつていた。
合にしばしば使用される、ホットワイヤＴＩＧ溶接法の
原理を示すものである。この溶接法は、同図から明らか
なように、ＴＩＧアーク電源２７の出力端子をタングス
テン電極４と母材８とに接続して、これらタングステン
電極４と母材８との間にアーク９を形成すると共に、ワ
イヤ加熱電源２８の出力端子をコンタクトチップ６と母
材８とに接続して、ワイヤ送給装置１０から送給されて
くるワイヤ１２に電流を流し、これを加熱しながら溶接
する方法である。この溶接法によると、ワイヤ１２が母
材８に達する前に溶融状態に近付くので、ワイヤ溶融速
度を大幅に向上させることができ、通常のＴＩＧ溶接に
比べて２倍以上の能率向上が望める。しかし、その反
面、この溶接法は、ＴＩＧアーク用及びワイヤ加熱用の
２つの電源２７，２８が必要で、各電源２７，２８から
夫々２本ずつ、合計４本のパワーケーブル２９ａ，２９
ｂ，３０ａ，３０ｂの配線を必要とするので、電源設定
部と溶接作業場所とが離れている場合、配線のための作
業負担が大きいという問題がある。例えば、大型プラン
トの建設現地などでは、電源設定部と溶接作業場所との
距離が５０ｍ乃至１００ｍにも及ぶことが珍しくないた
め、４本のパワーケーブルを配線するための作業負担が
甚大で、本溶接法の採用を妨げる一因となつていた。
【０００３】そこで、本願発明者らは先に、パワーケー
ブルの量を減らし、配線作業を容易化すべく、図６の方
法を提案した（特願平０２−２４２８０９号）。すなわ
ち、交流アーク電源３１の出力端子に接続された一方の
パワーケーブル３２ａの先端部に２個のダイオード３３
ａ，３３ｂを並列に接続し、一方のダイオード３３ａの
出力端とタングステン電極４とをパワーケーブル３５ａ
で接続すると共に、他方のダイオード３３ｂの出力端と
コンタクトチップ６とをパワーケーブル３５ｂで接続す
る。また、交流アーク電源３１の出力端子に接続された
他方のパワーケーブル３２ｂを母材８に接続する。ここ
で、ダイオード３３ａは、母材８からタングステン電極
４へアーク電流が流れるように接続し、ダイオード３３
ｂは、ワイヤ１２から母材８へワイヤ電流が流れるよう
に接続している。したがって、交流アーク電源３１の出
力のマイナス電流はＴＩＧアーク電流に、プラス電流は
ワイヤ加熱電流になるように分流され、アーク９とワイ
ヤ１２に交互に電流が流されるので、ホットワイヤＴＩ
Ｇ溶接を行うことができる。かかる構成にすると、溶接
作業場所の近くに分流装置３４を置くことによって、溶
接作業場所の近くまでの配線を、２本のパワーケーブル
３２ａ，３２ｂのみとすることができるので、図５の場
合に比べてパワーケーブルの配線が簡単になり、大型プ
ラントの建設現地等におけるホットワイヤ自動ＴＩＧ溶
接装置の使用を容易なものにすることができる。
ブルの量を減らし、配線作業を容易化すべく、図６の方
法を提案した（特願平０２−２４２８０９号）。すなわ
ち、交流アーク電源３１の出力端子に接続された一方の
パワーケーブル３２ａの先端部に２個のダイオード３３
ａ，３３ｂを並列に接続し、一方のダイオード３３ａの
出力端とタングステン電極４とをパワーケーブル３５ａ
で接続すると共に、他方のダイオード３３ｂの出力端と
コンタクトチップ６とをパワーケーブル３５ｂで接続す
る。また、交流アーク電源３１の出力端子に接続された
他方のパワーケーブル３２ｂを母材８に接続する。ここ
で、ダイオード３３ａは、母材８からタングステン電極
４へアーク電流が流れるように接続し、ダイオード３３
ｂは、ワイヤ１２から母材８へワイヤ電流が流れるよう
に接続している。したがって、交流アーク電源３１の出
力のマイナス電流はＴＩＧアーク電流に、プラス電流は
ワイヤ加熱電流になるように分流され、アーク９とワイ
ヤ１２に交互に電流が流されるので、ホットワイヤＴＩ
Ｇ溶接を行うことができる。かかる構成にすると、溶接
作業場所の近くに分流装置３４を置くことによって、溶
接作業場所の近くまでの配線を、２本のパワーケーブル
３２ａ，３２ｂのみとすることができるので、図５の場
合に比べてパワーケーブルの配線が簡単になり、大型プ
ラントの建設現地等におけるホットワイヤ自動ＴＩＧ溶
接装置の使用を容易なものにすることができる。
【０００４】しかし、半自動ホットワイヤＴＩＧ溶接の
採用を考えるとき、図６のような構成であっても、タン
グステン電極４とワイヤ１２へ通電するための２本のパ
ワーケーブル３５ａ，３５ｂが付いたトーチを片手に持
つて溶接しなければならない。実際には、図示していな
いが、この他に、ワイヤ用コンジット、シールドガス用
のホース、冷却水が往復するためのホース、それにトー
チスイッチなどの制御ケーブルが接続されるので、トー
チを片手に持つてＴＩＧ溶接するには労力的に負担が大
きく、作業を長時間続けることは実際上無理である。す
なわち、従来のホットワイヤＴＩＧ溶接装置は、トーチ
を片手で支える半自動ホットワイヤＴＩＧ溶接を行う際
の溶接作業者の労力の軽減については配慮が不十分で、
さらに改善すべき点があった。
採用を考えるとき、図６のような構成であっても、タン
グステン電極４とワイヤ１２へ通電するための２本のパ
ワーケーブル３５ａ，３５ｂが付いたトーチを片手に持
つて溶接しなければならない。実際には、図示していな
いが、この他に、ワイヤ用コンジット、シールドガス用
のホース、冷却水が往復するためのホース、それにトー
チスイッチなどの制御ケーブルが接続されるので、トー
チを片手に持つてＴＩＧ溶接するには労力的に負担が大
きく、作業を長時間続けることは実際上無理である。す
なわち、従来のホットワイヤＴＩＧ溶接装置は、トーチ
を片手で支える半自動ホットワイヤＴＩＧ溶接を行う際
の溶接作業者の労力の軽減については配慮が不十分で、
さらに改善すべき点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】かように、従来のホッ
トワイヤＴＩＧ溶接装置のトーチには、多数のケーブル
やホース類が付いており、これを片手で支えて半自動ホ
ットワイヤＴＩＧ溶接を行うことは、溶接作業者の負担
が大きく、長時間に渡って作業をすることもできない。
かかる不都合を解消するためには、トーチに接続される
パワーケーブルの数量を減少可能な技術の開発が不可欠
である。
トワイヤＴＩＧ溶接装置のトーチには、多数のケーブル
やホース類が付いており、これを片手で支えて半自動ホ
ットワイヤＴＩＧ溶接を行うことは、溶接作業者の負担
が大きく、長時間に渡って作業をすることもできない。
かかる不都合を解消するためには、トーチに接続される
パワーケーブルの数量を減少可能な技術の開発が不可欠
である。
【０００６】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたものであって、その目的は、溶接作業者の負担を
より軽減できる半自動ホットワイヤＴＩＧ溶接装置を提
供することにある。
されたものであって、その目的は、溶接作業者の負担を
より軽減できる半自動ホットワイヤＴＩＧ溶接装置を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するため、交流電源と、ＴＩＧアークトーチと、ワ
イヤ送給装置とを備えたホットワイヤＴＩＧ溶接装置に
おいて、前記交流電源の出力端子の一方を、前記ＴＩＧ
アークトーチ内に備えられたタングステン電極とダイオ
ードのアノードとにそれぞれ接続し、前記ダイオードの
カソードにワイヤ通電用のコンタクトチップを介して添
加ワイヤを直列に接続すると共に、前記交流電源の出力
端子の他方を母材に接続して、前記タングステン電極と
母材間でアークを発生する回路を構成し、前記交流電源
から供給される交流電流の極性がタングステン電極側で
負となる半波期間においては前記タングステン電極と母
材間にアークを形成して通電し、前記交流電源から供給
される交流電流の極性がタングステン電極側で正となる
半波期間においては前記ワイヤ通電にする構成にした。
解決するため、交流電源と、ＴＩＧアークトーチと、ワ
イヤ送給装置とを備えたホットワイヤＴＩＧ溶接装置に
おいて、前記交流電源の出力端子の一方を、前記ＴＩＧ
アークトーチ内に備えられたタングステン電極とダイオ
ードのアノードとにそれぞれ接続し、前記ダイオードの
カソードにワイヤ通電用のコンタクトチップを介して添
加ワイヤを直列に接続すると共に、前記交流電源の出力
端子の他方を母材に接続して、前記タングステン電極と
母材間でアークを発生する回路を構成し、前記交流電源
から供給される交流電流の極性がタングステン電極側で
負となる半波期間においては前記タングステン電極と母
材間にアークを形成して通電し、前記交流電源から供給
される交流電流の極性がタングステン電極側で正となる
半波期間においては前記ワイヤ通電にする構成にした。
【０００８】
【作用】交流電源から供給される交流電流の極性がタン
グステン電極側で負となる半波期間（以下、この期間を
ＥＮ期間という）においては、電流の向きがダイオード
に対して逆方向になるので、電流はワイヤには流れず、
もつぱらタングステン電極に流れて、アークを形成す
る。これに対して、交流電源から供給される交流電流の
極性がタングステン電極側で正となる半波期間（以下、
この期間をＥＰ期間という）においては、電流の向きが
ダイオードに対して順方向になるので、ワイヤに電流が
流れる。このとき、ワイヤとダイオードによる電圧降下
がタングステン電極と母材間の電圧となるが、通常のワ
イヤ通電時のワイヤ電圧は９Ｖ以下であり、実際上アー
ク側にはほとんど電流が流れない。このように、交流電
流のＥＮ期間ではアーク通電、ＥＰ期間ではワイヤ通電
となるので、１本のパワーケーブルでアーク電流及びワ
イヤ電流を供給することができる。よって、溶接作業者
の負担を軽減することができ、実用性の高い半自動ホッ
トワイヤＴＩＧ溶接装置とすることができる。なお、Ｅ
Ｐ期間においてアーク電流がとぎれても、ＥＰ期間を適
当な長さ、例えば３ｍｓ以下に保てば、タングステン電
極の温度を十分に高く保つことができ、したがって熱電
子放出能力を十分に残留させることができるので、ＥＮ
期間に入ったときに直ちに再点弧でき、実用上何らの支
障も生じない。
グステン電極側で負となる半波期間（以下、この期間を
ＥＮ期間という）においては、電流の向きがダイオード
に対して逆方向になるので、電流はワイヤには流れず、
もつぱらタングステン電極に流れて、アークを形成す
る。これに対して、交流電源から供給される交流電流の
極性がタングステン電極側で正となる半波期間（以下、
この期間をＥＰ期間という）においては、電流の向きが
ダイオードに対して順方向になるので、ワイヤに電流が
流れる。このとき、ワイヤとダイオードによる電圧降下
がタングステン電極と母材間の電圧となるが、通常のワ
イヤ通電時のワイヤ電圧は９Ｖ以下であり、実際上アー
ク側にはほとんど電流が流れない。このように、交流電
流のＥＮ期間ではアーク通電、ＥＰ期間ではワイヤ通電
となるので、１本のパワーケーブルでアーク電流及びワ
イヤ電流を供給することができる。よって、溶接作業者
の負担を軽減することができ、実用性の高い半自動ホッ
トワイヤＴＩＧ溶接装置とすることができる。なお、Ｅ
Ｐ期間においてアーク電流がとぎれても、ＥＰ期間を適
当な長さ、例えば３ｍｓ以下に保てば、タングステン電
極の温度を十分に高く保つことができ、したがって熱電
子放出能力を十分に残留させることができるので、ＥＮ
期間に入ったときに直ちに再点弧でき、実用上何らの支
障も生じない。
【０００９】
【実施例】図１に、実施例に係るホットワイヤＴＩＧ溶
接装置の構成を示す。この図から明らかなように、本実
施例のホットワイヤＴＩＧ溶接装置は、交流電源１のト
ーチ側出力端子に接続した１本のパワーケーブル２を半
自動溶接トーチ３まで延長して、該トーチ３内でタング
ステン電極４と分流用ダイオード５のアノードに接続
し、該ダイオード５のカソードをワイヤ通電用のコンタ
クトチップ６に接続している。また、交流電源１の母材
側出力端子に接続した他の１本のパワーケーブル７は、
母材８に接続している。そして、本例の溶接装置は、タ
ングステン電極４と母材８間にアーク９を発生しつつ、
ワイヤ送給装置１０からコンジット１１を経てコンタク
トチップ６にワイヤ１２を送給し、母材８上の溶融池１
３にワイヤ１２の先端を到達させて溶接を進行していく
構成になっている。
接装置の構成を示す。この図から明らかなように、本実
施例のホットワイヤＴＩＧ溶接装置は、交流電源１のト
ーチ側出力端子に接続した１本のパワーケーブル２を半
自動溶接トーチ３まで延長して、該トーチ３内でタング
ステン電極４と分流用ダイオード５のアノードに接続
し、該ダイオード５のカソードをワイヤ通電用のコンタ
クトチップ６に接続している。また、交流電源１の母材
側出力端子に接続した他の１本のパワーケーブル７は、
母材８に接続している。そして、本例の溶接装置は、タ
ングステン電極４と母材８間にアーク９を発生しつつ、
ワイヤ送給装置１０からコンジット１１を経てコンタク
トチップ６にワイヤ１２を送給し、母材８上の溶融池１
３にワイヤ１２の先端を到達させて溶接を進行していく
構成になっている。
【００１０】交流電源１は、直流定電流電源部１４と、
該直流定電流電源部１４の出力側に接続された大容量の
トランジスタからなるＨブリッジ１５と、該Ｈブリッジ
１５の出力側に設けられたアークスタート用の高周波発
生装置２３とから主に構成されている。なお、図中の符
号２６ａ，２６ｂは、回路保護用のバイパス・コンデン
サを示している。
該直流定電流電源部１４の出力側に接続された大容量の
トランジスタからなるＨブリッジ１５と、該Ｈブリッジ
１５の出力側に設けられたアークスタート用の高周波発
生装置２３とから主に構成されている。なお、図中の符
号２６ａ，２６ｂは、回路保護用のバイパス・コンデン
サを示している。
【００１１】また、図中の符号２７は前記交流電源１の
制御回路であって、発振器１６と、発振器１６からの発
振周波数信号からハイレベルのＥＰ期間制御信号を生成
するＥＰ期間制御回路１７と、ＥＮ期間のワイヤ電圧か
らワイヤ１２が母材８に接触しているかどうかを検出す
るタッチ検出回路１８と、タッチ検出回路１８の出力端
子に並列に設けられたインバータ１９と、タッチ検出回
路１８から出力されるＤＣ信号又はインバータ１９から
出力されるＡＣ信号を選択するスイッチ２０と、ＥＰ期
間制御回路１７からのＥＰ期間制御信号とスイッチ２０
の選択信号とを入力するＮＡＮＤ回路２１と、ＮＡＮＤ
回路２１の出力信号がローレベルのとき、交流電源１が
ＥＰ半波を出力するようにＨブリッジ１５を制御するＨ
ブリッジ制御回路２２と、Ｈブリッジ１５の出力端子に
設けられた電流検出器２４の検出信号に基づいて直流定
電流電源部１４の出力電流を制御する電流制御回路２５
とから構成されている。
制御回路であって、発振器１６と、発振器１６からの発
振周波数信号からハイレベルのＥＰ期間制御信号を生成
するＥＰ期間制御回路１７と、ＥＮ期間のワイヤ電圧か
らワイヤ１２が母材８に接触しているかどうかを検出す
るタッチ検出回路１８と、タッチ検出回路１８の出力端
子に並列に設けられたインバータ１９と、タッチ検出回
路１８から出力されるＤＣ信号又はインバータ１９から
出力されるＡＣ信号を選択するスイッチ２０と、ＥＰ期
間制御回路１７からのＥＰ期間制御信号とスイッチ２０
の選択信号とを入力するＮＡＮＤ回路２１と、ＮＡＮＤ
回路２１の出力信号がローレベルのとき、交流電源１が
ＥＰ半波を出力するようにＨブリッジ１５を制御するＨ
ブリッジ制御回路２２と、Ｈブリッジ１５の出力端子に
設けられた電流検出器２４の検出信号に基づいて直流定
電流電源部１４の出力電流を制御する電流制御回路２５
とから構成されている。
【００１２】前記タッチ検出回路１８は、ワイヤ１２と
母材８間の電圧を検出して、ＥＮ期間中のワイヤ電圧か
らワイヤ１２が母材８に接触しているかどうかを識別
し、接触しているときにはハイレベルの信号を、分離し
ているときにはローレベルの信号を出力する。ＥＮ期間
中においてワイヤ１２が母材８と接触しているときに
は、ワイヤ１２には通電がなされないのでワイヤ電圧が
０Ｖになるが、ワイヤ１２の先端が母材８から離れ、ア
ーク９のプラズマ中にあるときには、一般に−４Ｖより
マイナス側のプラズマ電位を示すので、タッチ検出回路
１８ではこの電圧レベルからワイヤ１２が母材８と接触
しているかどうかを判別している。また、前記スイッチ
２０は、母材８が軟鋼やステンレス鋼のときにはＤＣ側
に切り換えられ、母材８がアルミニウムのときにはＡＣ
側に切り換えられる。
母材８間の電圧を検出して、ＥＮ期間中のワイヤ電圧か
らワイヤ１２が母材８に接触しているかどうかを識別
し、接触しているときにはハイレベルの信号を、分離し
ているときにはローレベルの信号を出力する。ＥＮ期間
中においてワイヤ１２が母材８と接触しているときに
は、ワイヤ１２には通電がなされないのでワイヤ電圧が
０Ｖになるが、ワイヤ１２の先端が母材８から離れ、ア
ーク９のプラズマ中にあるときには、一般に−４Ｖより
マイナス側のプラズマ電位を示すので、タッチ検出回路
１８ではこの電圧レベルからワイヤ１２が母材８と接触
しているかどうかを判別している。また、前記スイッチ
２０は、母材８が軟鋼やステンレス鋼のときにはＤＣ側
に切り換えられ、母材８がアルミニウムのときにはＡＣ
側に切り換えられる。
【００１３】図２に、母材８が軟鋼やステンレス鋼であ
り、スイッチ２０がＤＣ側に切り換えられた場合におけ
る回路各部の出力信号と、交流電源１からの出力電流の
状態を示す。
り、スイッチ２０がＤＣ側に切り換えられた場合におけ
る回路各部の出力信号と、交流電源１からの出力電流の
状態を示す。
【００１４】発振器１６からは、図２（ａ）に示すよう
に、例えば１００Ｈｚの発振周波数信号が出力される。
ＥＰ期間制御回路１７は、図２（ｂ）に示すように、発
振周波数信号の立上がりをトリガにして、ＥＰ期間信号
を生成する。図２（ｃ）に示すように、溶接中において
は、ワイヤ１２と母材８とが繰り返し断接する。タッチ
検出回路１８は、図２（ｄ）に示すように、ＥＮ期間中
にワイヤ１２が母材８に接触しているかどうかを識別
し、接触しているときにはハイレベルの信号を、分離し
ているときにはローレベルの信号を出力する。ＮＡＮＤ
回路２１は、図２（ｅ）に示すように、ＥＰ期間信号が
ハイレベルの信号であり、かつタッチ検出回路１８の出
力信号がハイレベルの信号であるとき、ローレベルの信
号を出力し、その他のときにはハイレベルの信号を出力
する。Ｈブリッジ制御回路２２は、ＮＡＮＤ回路２１の
出力信号がローレベルのとき、交流電源１がＥＰ半波を
出力するようにＨブリッジ１５を制御する。したがっ
て、交流電源１の出力電流は、図２（ｆ）に示すよう
に、タッチ検出回路１８からハイレベルのタッチ信号が
出力されており、かつＥＰ期間制御回路１７からハイレ
ベルのＥＰ期間信号が出力されているときに限つて、ト
ーチ３側が正になるＥＰ極性に切替えられる。
に、例えば１００Ｈｚの発振周波数信号が出力される。
ＥＰ期間制御回路１７は、図２（ｂ）に示すように、発
振周波数信号の立上がりをトリガにして、ＥＰ期間信号
を生成する。図２（ｃ）に示すように、溶接中において
は、ワイヤ１２と母材８とが繰り返し断接する。タッチ
検出回路１８は、図２（ｄ）に示すように、ＥＮ期間中
にワイヤ１２が母材８に接触しているかどうかを識別
し、接触しているときにはハイレベルの信号を、分離し
ているときにはローレベルの信号を出力する。ＮＡＮＤ
回路２１は、図２（ｅ）に示すように、ＥＰ期間信号が
ハイレベルの信号であり、かつタッチ検出回路１８の出
力信号がハイレベルの信号であるとき、ローレベルの信
号を出力し、その他のときにはハイレベルの信号を出力
する。Ｈブリッジ制御回路２２は、ＮＡＮＤ回路２１の
出力信号がローレベルのとき、交流電源１がＥＰ半波を
出力するようにＨブリッジ１５を制御する。したがっ
て、交流電源１の出力電流は、図２（ｆ）に示すよう
に、タッチ検出回路１８からハイレベルのタッチ信号が
出力されており、かつＥＰ期間制御回路１７からハイレ
ベルのＥＰ期間信号が出力されているときに限つて、ト
ーチ３側が正になるＥＰ極性に切替えられる。
【００１５】このとき交流電源１からの出力電流はダイ
オード５を経てワイヤ１２に流れ、タングステン電極４
側にはほとんど流れない。ＥＰ出力期間が終わると、交
流電源１はトーチ３側が負になるＥＮ極性に出力が切替
わる。するとダイオード５の作用で、ワイヤ１２側には
通電しなくなり、電流はすべてタングステン電極４側に
流れ、アーク９を形成する。
オード５を経てワイヤ１２に流れ、タングステン電極４
側にはほとんど流れない。ＥＰ出力期間が終わると、交
流電源１はトーチ３側が負になるＥＮ極性に出力が切替
わる。するとダイオード５の作用で、ワイヤ１２側には
通電しなくなり、電流はすべてタングステン電極４側に
流れ、アーク９を形成する。
【００１６】前記したように、ＥＰ期間においてはアー
ク電流がとぎれるが、ＥＰ期間を適当な長さ、例えば３
ｍｓ以下に保てば、タングステン電極の温度を十分に高
く保つことができ、したがって熱電子放出能力を十分に
残留させることができるので、ＥＮ期間に入ったときに
直ちに再点弧することができる。このＥＰ期間Ｔｗは、
ワイヤ送給量に見合つたワイヤ加熱電力を得るために、
溶接作業者によつて適当な値、例えば０〜３ｍｓの値に
調整できるようにすることもできる。
ク電流がとぎれるが、ＥＰ期間を適当な長さ、例えば３
ｍｓ以下に保てば、タングステン電極の温度を十分に高
く保つことができ、したがって熱電子放出能力を十分に
残留させることができるので、ＥＮ期間に入ったときに
直ちに再点弧することができる。このＥＰ期間Ｔｗは、
ワイヤ送給量に見合つたワイヤ加熱電力を得るために、
溶接作業者によつて適当な値、例えば０〜３ｍｓの値に
調整できるようにすることもできる。
【００１７】ＥＰ期間Ｔｗを可変とした場合、ＥＰ期間
Ｔｗの調整にともなって、アーク通電期間であるＥＮ期
間との比率が変化する。そこで、電流制御回路２５は、
電流検出器２４から出力電流波形を入力し、アーク電流
と見なされているＥＮ期間出力電流について、時間的な
平均値が一定になるよう直流定電流電源部１４を制御す
る。これによつて、ＥＰ期間Ｔｗが変化しても、平均ア
ーク電流を一定に保つことができる。
Ｔｗの調整にともなって、アーク通電期間であるＥＮ期
間との比率が変化する。そこで、電流制御回路２５は、
電流検出器２４から出力電流波形を入力し、アーク電流
と見なされているＥＮ期間出力電流について、時間的な
平均値が一定になるよう直流定電流電源部１４を制御す
る。これによつて、ＥＰ期間Ｔｗが変化しても、平均ア
ーク電流を一定に保つことができる。
【００１８】図３は、本発明のホットワイヤＴＩＧ溶接
装置を用いて溶接するときの典型的な溶接シーケンスを
示す。この図においては、マイナスのアーク電流を上向
きに表示している。アーク９が点弧して所定のアーク電
流値までスローアツプする間（ｔ0〜ｔ1）は、Ｈブリッ
ジ制御回路２２を制御して、ＥＮ極性の電流のみ出力す
る。すなわち、タングステン電極４に連続的に通電して
ＴＩＧアーク９を形成する。所定の電流値に達してワイ
ヤ１２を送給し始めても、ワイヤ１２が溶融池１３に接
触するまでは、ＴＩＧアークのみに直流電流を通電する
（ｔ1〜ｔ2）。ワイヤ１２と母材８が接触したことを検
知すると（ｔ2 ）、交流出力制御に切り替え、図２の方
法で、アーク９とワイヤ１２に電流を通電する。
装置を用いて溶接するときの典型的な溶接シーケンスを
示す。この図においては、マイナスのアーク電流を上向
きに表示している。アーク９が点弧して所定のアーク電
流値までスローアツプする間（ｔ0〜ｔ1）は、Ｈブリッ
ジ制御回路２２を制御して、ＥＮ極性の電流のみ出力す
る。すなわち、タングステン電極４に連続的に通電して
ＴＩＧアーク９を形成する。所定の電流値に達してワイ
ヤ１２を送給し始めても、ワイヤ１２が溶融池１３に接
触するまでは、ＴＩＧアークのみに直流電流を通電する
（ｔ1〜ｔ2）。ワイヤ１２と母材８が接触したことを検
知すると（ｔ2 ）、交流出力制御に切り替え、図２の方
法で、アーク９とワイヤ１２に電流を通電する。
【００１９】溶接中にワイヤ１２と母材８との分離を検
出した場合（ｔ3 ）には、そのままＥＮ極性の電流を出
力しつづけてワイヤ１２への電流供給を止め、タングス
テン電極４にＥＰ状態でアーク９が発生することを防止
する。その後、ワイヤ１２が母材８に再接触したことを
検出して（ｔ4 ）から、ワイヤ１２への通電を再開す
る。
出した場合（ｔ3 ）には、そのままＥＮ極性の電流を出
力しつづけてワイヤ１２への電流供給を止め、タングス
テン電極４にＥＰ状態でアーク９が発生することを防止
する。その後、ワイヤ１２が母材８に再接触したことを
検出して（ｔ4 ）から、ワイヤ１２への通電を再開す
る。
【００２０】溶接終了時には、ワイヤ送給を停止してア
ークスタート時と同様にＥＮ極性の電流のままとし、ダ
ウンスロープ、クレータ処理を行う（ｔ5〜ｔ6）。
ークスタート時と同様にＥＮ極性の電流のままとし、ダ
ウンスロープ、クレータ処理を行う（ｔ5〜ｔ6）。
【００２１】次に、添加ワイヤ１２としてアルミニウム
ワイヤを用いる場合の溶接装置各部の動作を、図４に基
づいて説明する。この場合には、スイッチ２０をＡＣ側
に切り換える。
ワイヤを用いる場合の溶接装置各部の動作を、図４に基
づいて説明する。この場合には、スイッチ２０をＡＣ側
に切り換える。
【００２２】アルミニウムのＴＩＧ溶接の場合には、母
材酸化物をアークのクリーニング作用で除去するため
に、ＥＰ半波でもアークを発生することが必要である。
また、母材８により多くのアーク熱を印加する必要もあ
る。さらに、ワイヤがアルミニウムの場合には、特別に
通電加熱を行わなくても、ワイヤがアークで相当量溶融
される。そこで、図４（ｄ）に示すように、タッチ検出
回路１８からの出力信号をインバータ１９にて反転し、
ＥＰ期間制御回路１７からのＥＰ期間信号がハイレベル
であり、かつタッチ検出回路１８の出力信号がローレベ
ルであるとき（インバータ１９の出力信号がハイレベル
であるとき）、図４（ｆ）に示すように通常の交流電流
を出力し、そのＥＰ期間でアークのクリーニング作用を
発生させると共に、ワイヤ１２が母材８と接触したとき
には、ずっとＥＮ極性の電流が流れるようにＨブリッジ
１５を制御する。そして、このような制御を掛けつつ、
ワイヤ１２を２秒送給、１秒送給停止といった具合に、
断続的に繰り出して溶接を進行する。
材酸化物をアークのクリーニング作用で除去するため
に、ＥＰ半波でもアークを発生することが必要である。
また、母材８により多くのアーク熱を印加する必要もあ
る。さらに、ワイヤがアルミニウムの場合には、特別に
通電加熱を行わなくても、ワイヤがアークで相当量溶融
される。そこで、図４（ｄ）に示すように、タッチ検出
回路１８からの出力信号をインバータ１９にて反転し、
ＥＰ期間制御回路１７からのＥＰ期間信号がハイレベル
であり、かつタッチ検出回路１８の出力信号がローレベ
ルであるとき（インバータ１９の出力信号がハイレベル
であるとき）、図４（ｆ）に示すように通常の交流電流
を出力し、そのＥＰ期間でアークのクリーニング作用を
発生させると共に、ワイヤ１２が母材８と接触したとき
には、ずっとＥＮ極性の電流が流れるようにＨブリッジ
１５を制御する。そして、このような制御を掛けつつ、
ワイヤ１２を２秒送給、１秒送給停止といった具合に、
断続的に繰り出して溶接を進行する。
【００２３】図４の実施例では、ワイヤ電流を流してい
ないので、ホットワイヤＴＩＧ溶接とは言えないが、ア
ーク電流がＥＰ期間中にはワイヤ１２が母材８から離れ
ているので、クリーニング期間中のアーク９が酸化物を
求めてワイヤ１２に沿つて這い上がつてくることが発生
しない。このため、ワイヤ１２をタングステン電極４に
ほぼ平行に、かつそのギャップを例えば１．５ｍｍ程度
に極めて近接させることができるので、ワイヤ１２をガ
スシールドノズル内からタングステン電極４に沿つて送
給できるなどトーチ３先端部を小さくすることができ、
より狭いところの溶接にも適用できるようになる。
ないので、ホットワイヤＴＩＧ溶接とは言えないが、ア
ーク電流がＥＰ期間中にはワイヤ１２が母材８から離れ
ているので、クリーニング期間中のアーク９が酸化物を
求めてワイヤ１２に沿つて這い上がつてくることが発生
しない。このため、ワイヤ１２をタングステン電極４に
ほぼ平行に、かつそのギャップを例えば１．５ｍｍ程度
に極めて近接させることができるので、ワイヤ１２をガ
スシールドノズル内からタングステン電極４に沿つて送
給できるなどトーチ３先端部を小さくすることができ、
より狭いところの溶接にも適用できるようになる。
【００２４】本例のＴＩＧ溶接装置は、交流電源１の出
力端子の一方を、ＴＩＧアークトーチ３内に備えられた
タングステン電極４とダイオード５のアノードとにそれ
ぞれ接続し、ダイオード５のカソードにワイヤ通電用の
コンタクトチップ６を介して添加ワイヤ１２を直列に接
続したので、１本のパワーケーブル２でアーク電流及び
ワイヤ電流を供給することができる。よって、溶接装置
が軽量化されると共に、溶接装置の取扱い容易性が改善
されるので、溶接作業者の負担を軽減することができ、
実用性の高い半自動ホットワイヤＴＩＧ溶接装置とする
ことができる。また、溶接中は、アーク電流通電時には
ダイオード５の作用によりワイヤ電流は流れず、ワイヤ
加熱時にはアーク電流がほとんど流れないので、従来の
ホットワイヤＴＩＧ溶接で問題になつていた電流干渉に
よるアーク９の磁気吹きの問題も発生しない。
力端子の一方を、ＴＩＧアークトーチ３内に備えられた
タングステン電極４とダイオード５のアノードとにそれ
ぞれ接続し、ダイオード５のカソードにワイヤ通電用の
コンタクトチップ６を介して添加ワイヤ１２を直列に接
続したので、１本のパワーケーブル２でアーク電流及び
ワイヤ電流を供給することができる。よって、溶接装置
が軽量化されると共に、溶接装置の取扱い容易性が改善
されるので、溶接作業者の負担を軽減することができ、
実用性の高い半自動ホットワイヤＴＩＧ溶接装置とする
ことができる。また、溶接中は、アーク電流通電時には
ダイオード５の作用によりワイヤ電流は流れず、ワイヤ
加熱時にはアーク電流がほとんど流れないので、従来の
ホットワイヤＴＩＧ溶接で問題になつていた電流干渉に
よるアーク９の磁気吹きの問題も発生しない。
【００２５】なお、図１の実施例では、ダイオード５に
対し、アークスタート用高周波をバイパスさせるための
コンデンサ２６ｂを並列に入れている。ダイオード５に
はワイヤ電流のみ流れるので、発熱は比較的小さいが、
溶接トーチ３の冷却水をダイオード５の放熱兼通電部材
を経由する構造にすると、溶接トーチ３をより小型軽量
にすることができる。
対し、アークスタート用高周波をバイパスさせるための
コンデンサ２６ｂを並列に入れている。ダイオード５に
はワイヤ電流のみ流れるので、発熱は比較的小さいが、
溶接トーチ３の冷却水をダイオード５の放熱兼通電部材
を経由する構造にすると、溶接トーチ３をより小型軽量
にすることができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、従来２本必要であった
半自動用のホットワイヤＴＩＧ溶接トーチに接続するパ
ワーケーブルが１本で済むようになり、パワーケーブル
を含めた半自動溶接トーチの重量を減少できると共に、
ＴＩＧ溶接トーチの取扱い容易性を向上できる。よっ
て、これらのことから、溶接作業者のトーチ操作に要求
される労力が軽減され、実用性能が著しく改善される。
半自動用のホットワイヤＴＩＧ溶接トーチに接続するパ
ワーケーブルが１本で済むようになり、パワーケーブル
を含めた半自動溶接トーチの重量を減少できると共に、
ＴＩＧ溶接トーチの取扱い容易性を向上できる。よっ
て、これらのことから、溶接作業者のトーチ操作に要求
される労力が軽減され、実用性能が著しく改善される。
【図１】実施例に係る溶接装置の構成説明図である。
【図２】実施例に係る溶接装置に備えられた電源制御回
路の動作説明図である。
路の動作説明図である。
【図３】実施例に係る溶接装置による溶接シーケンスの
一例を示す説明図である。
一例を示す説明図である。
【図４】実施例に係る溶接装置に備えられた電源制御回
路の他の動作説明図である。
路の他の動作説明図である。
【図５】従来例に係るホットワイヤＴＩＧ溶接装置の説
明図である。
明図である。
【図６】従来例に係る他のホットワイヤＴＩＧ溶接装置
の説明図である。
の説明図である。
１ 交流電源 ２，７ パワーケーブル ３ 半自動溶接トーチ ４ タングステン電極 ５ 分流用ダイオード ８ 母材 １２ ワイヤ １６ 発振器 １７ ＥＰ期間制御回路 １８ タッチ検出回路 ２０ スイッチ ２２ Ｈブリッジ制御回路 ２５ 電流制御回路
Claims (6)
- 【請求項１】 交流電源と、ＴＩＧアークトーチと、ワ
イヤ送給装置とを備えたホットワイヤＴＩＧ溶接装置に
おいて、前記交流電源の出力端子の一方を、前記ＴＩＧ
アークトーチ内に備えられたタングステン電極とダイオ
ードのアノードとにそれぞれ接続し、前記ダイオードの
カソードにワイヤ通電用のコンタクトチップを介して添
加ワイヤを直列に接続すると共に、前記交流電源の出力
端子の他方を母材に接続して、前記タングステン電極と
母材間でアークを発生する回路を構成し、前記交流電源
から供給される交流電流の極性がタングステン電極側で
負となる半波期間においては前記タングステン電極と母
材間にアークを形成して通電し、前記交流電源から供給
される交流電流の極性がタングステン電極側で正となる
半波期間においては前記ワイヤ通電にすることを特徴と
するホットワイヤＴＩＧ溶接装置。 - 【請求項２】 請求項１において、前記交流電源に、発
振器と、該発振器の出力信号から前記タングステン電極
に対して正の極性の半波を出力すべき期間を規制するた
めの信号を生成するＥＰ期間制御回路と、前記タングス
テン電極に対して負の極性の半波を出力すべき期間内で
ワイヤが母材に接触しているかどうかを検出するタッチ
検出回路と、これらＥＰ期間制御回路及びタッチ検出回
路からの出力信号に基づいて前記交流電源内に備えられ
たＨブリッジより出力される電流の正の極性の半波の期
間を調整し、ワイヤ加熱電流を制御するＨブリッジ制御
回路とからなる電源制御回路を設けたことを特徴とする
ホットワイヤＴＩＧ溶接装置。 - 【請求項３】 請求項１において、前記交流電源に、発
振器と、該発振器の出力信号から前記タングステン電極
に対して正の極性の半波を出力すべき期間を規制するた
めの信号を生成するＥＰ期間制御回路と、前記タングス
テン電極に対して負の極性の半波を出力すべき期間内で
ワイヤが母材に接触しているかどうかを検出するタッチ
検出回路と、これらＥＰ期間制御回路及びタッチ検出回
路からの出力信号に基づいて前記交流電源内に備えられ
たＨブリッジより出力される電流の正の極性の半波の期
間を調整し、ワイヤ加熱電流を制御するＨブリッジ制御
回路と、前記Ｈブリッジの出力電流に基づいて前記交流
電源内に備えられた直流定電流電源部の出力電流を制御
し、負の期間の平均電流が一定になるように制御する電
流制御回路とからなる電源制御回路を設けたことを特徴
とするホットワイヤＴＩＧ溶接装置。 - 【請求項４】 請求項２又は３において、前記タッチ検
出回路の出力信号に基づいて前記ワイヤが前記母材と接
触していないと判別されたとき、前記Ｈブリッジ制御回
路により、前記タングステン電極に対して正の半波を出
力すべき期間にも負の電流を出力し続けるように前記交
流電源を制御し、軟鋼やステンレス鋼の溶接を行うこと
を特徴とするホットワイヤＴＩＧ溶接装置。 - 【請求項５】 請求項２又は３において、前記タッチ検
出回路の出力信号に基づいて前記ワイヤが前記母材と接
触していると判別されたとき、前記Ｈブリッジ制御回路
により、前記タングステン電極に対して正の半波を出力
すべき期間にも負の電流を出力し続けるように前記交流
電源を制御し、アルミニウムの溶接を行うことを特徴と
するホットワイヤＴＩＧ溶接装置。 - 【請求項６】 請求項２又は３において、前記タッチ検
出回路とＨブリッジ制御回路との間にスイッチを介設
し、該スイッチを切り換えることによって、軟鋼やステ
ンレス鋼の溶接及びアルミニウムの溶接を１台で行える
ようにしたことを特徴とするホットワイヤＴＩＧ溶接装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29069293A JPH07136764A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | ホットワイヤｔｉｇ溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29069293A JPH07136764A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | ホットワイヤｔｉｇ溶接装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07136764A true JPH07136764A (ja) | 1995-05-30 |
Family
ID=17759276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29069293A Pending JPH07136764A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | ホットワイヤｔｉｇ溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07136764A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101290445B1 (ko) * | 2012-10-04 | 2013-07-26 | 오성규 | 비소모성 전극 용접 시스템 및 그 용접 방법 |
| JP2017119298A (ja) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 大陽日酸株式会社 | ホットワイヤー溶接システム及びホットワイヤー溶接方法 |
-
1993
- 1993-11-19 JP JP29069293A patent/JPH07136764A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101290445B1 (ko) * | 2012-10-04 | 2013-07-26 | 오성규 | 비소모성 전극 용접 시스템 및 그 용접 방법 |
| WO2014054873A1 (ko) * | 2012-10-04 | 2014-04-10 | Oh Sung Gu | 비소모성 전극 용접 시스템 및 그 용접 방법 |
| CN104684676A (zh) * | 2012-10-04 | 2015-06-03 | 吴圣圭 | 非自耗电极焊接系统以及其焊接方法 |
| TWI573653B (zh) * | 2012-10-04 | 2017-03-11 | 吳聖圭 | 非自耗電極焊接系統以及其焊接方法 |
| AU2013325412B2 (en) * | 2012-10-04 | 2017-03-23 | Sung Gu Oh | Non-consumable electrode welding system and welding method thereof |
| CN104684676B (zh) * | 2012-10-04 | 2018-05-11 | 吴圣圭 | 非自耗电极焊接系统以及其焊接方法 |
| JP2017119298A (ja) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 大陽日酸株式会社 | ホットワイヤー溶接システム及びホットワイヤー溶接方法 |
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