JPH08243740A - 直流ｔｉｇアーク溶接機 - Google Patents
直流ｔｉｇアーク溶接機Info
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- JPH08243740A JPH08243740A JP7070195A JP7070195A JPH08243740A JP H08243740 A JPH08243740 A JP H08243740A JP 7070195 A JP7070195 A JP 7070195A JP 7070195 A JP7070195 A JP 7070195A JP H08243740 A JPH08243740 A JP H08243740A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 定電流出力にフィードバック制御される直流
ＴＩＧアーク溶接機のアークスタートの改善を行うとと
もに、小型化を図る。 【構成】 溶接負荷９に供給する直流電流の検出信号
と、出力電流設定用信号との誤差信号により、出力制御
用の制御素子Ｑを制御して、出力電流をフィードバック
制御する直流ＴＩＧアーク溶接機であって、溶接負荷の
電極７と母材８を短絡して負荷給電を開始するアークス
タート時に溶接負荷にアーク電圧より低い電圧を限流素
子２２を介して印加する補助直流電源２１と、溶接負荷
に印加する電圧を検出し、アークスタート時及びアーク
定常時における出力電流設定信号を切替える指令信号を
出力する電圧検出器２３を設けた。
ＴＩＧアーク溶接機のアークスタートの改善を行うとと
もに、小型化を図る。 【構成】 溶接負荷９に供給する直流電流の検出信号
と、出力電流設定用信号との誤差信号により、出力制御
用の制御素子Ｑを制御して、出力電流をフィードバック
制御する直流ＴＩＧアーク溶接機であって、溶接負荷の
電極７と母材８を短絡して負荷給電を開始するアークス
タート時に溶接負荷にアーク電圧より低い電圧を限流素
子２２を介して印加する補助直流電源２１と、溶接負荷
に印加する電圧を検出し、アークスタート時及びアーク
定常時における出力電流設定信号を切替える指令信号を
出力する電圧検出器２３を設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、定電流出力にフィード
バック制御される直流ＴＩＧアーク溶接機に関する。
バック制御される直流ＴＩＧアーク溶接機に関する。
【０００２】
【従来の技術】直流ＴＩＧアーク溶接においては、溶接
電源から高融点材料のタングステン電極と母材の溶接負
荷に定電流にフィードバック制御された直流を供給し、
母材を溶融して溶接する。
電源から高融点材料のタングステン電極と母材の溶接負
荷に定電流にフィードバック制御された直流を供給し、
母材を溶融して溶接する。
【０００３】ところで、アークスタート時にタングステ
ン電極を母材に接触して大容量の定電流で起動すると、
タングステン電極が母材にとけ込み、溶接不良を起こ
す。
ン電極を母材に接触して大容量の定電流で起動すると、
タングステン電極が母材にとけ込み、溶接不良を起こ
す。
【０００４】そこで、従来はアークスタート時、電極と
母材間に空隙を設け、この空隙に高周波（２〜３ＭＨ
ｚ），高電圧（２〜３０００Ｖ）を印加してアークを発
生させ前記の溶接不良を防止している。
母材間に空隙を設け、この空隙に高周波（２〜３ＭＨ
ｚ），高電圧（２〜３０００Ｖ）を印加してアークを発
生させ前記の溶接不良を防止している。
【０００５】前記のように電極と母材間に空隙を設けて
アークスタートする場合、遮光保護具を外してスタート
位置を確認した後、遮光保護具を装着し直してアークス
タートしなければならず、作業性が悪く、しかもスター
ト位置をずれなく正確に設定することは容易でなく、作
業性に熟練を要する問題点もある。
アークスタートする場合、遮光保護具を外してスタート
位置を確認した後、遮光保護具を装着し直してアークス
タートしなければならず、作業性が悪く、しかもスター
ト位置をずれなく正確に設定することは容易でなく、作
業性に熟練を要する問題点もある。
【０００６】また、高周波，高電圧を印加してアークス
タートする場合、高周波，高電圧のノイズが発生し、こ
のノイズが近隣の電気機器や制御機器に悪影響を与え、
特にデジタル化されて動作電圧が低いものは、誤動作す
る問題がある。
タートする場合、高周波，高電圧のノイズが発生し、こ
のノイズが近隣の電気機器や制御機器に悪影響を与え、
特にデジタル化されて動作電圧が低いものは、誤動作す
る問題がある。
【０００７】そこで、本出願人は、特願平４−２１８４
２号（特開平５−１８５２２５号公報）において、容易
な作業により直流出力のみを用いて溶接不良を起すこと
なくアークスタートできる直流ＴＩＧ溶接機を提案して
いる。すなわち、前記溶接負荷のタングステン電極と母
材とを短絡して負荷給電を開始するアークスタート時に
前記出力電流設定信号をスタート電流設定信号に保持し
て、前記出力電流を定常値より低電流に制御するスター
ト電流設定手段と、前記タングステン電極が前記母材か
ら離れて前記短絡から開放された後に前記出力電流設定
信号を定常電流設定信号に切換え、前記出力電流を前記
定常値に移行させる定常電流設定手段とを備え、直流出
力によりアークスタートするようにした直流ＴＩＧアー
ク溶接機である。
２号（特開平５−１８５２２５号公報）において、容易
な作業により直流出力のみを用いて溶接不良を起すこと
なくアークスタートできる直流ＴＩＧ溶接機を提案して
いる。すなわち、前記溶接負荷のタングステン電極と母
材とを短絡して負荷給電を開始するアークスタート時に
前記出力電流設定信号をスタート電流設定信号に保持し
て、前記出力電流を定常値より低電流に制御するスター
ト電流設定手段と、前記タングステン電極が前記母材か
ら離れて前記短絡から開放された後に前記出力電流設定
信号を定常電流設定信号に切換え、前記出力電流を前記
定常値に移行させる定常電流設定手段とを備え、直流出
力によりアークスタートするようにした直流ＴＩＧアー
ク溶接機である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、スタート時、
低電流にするために、出力電流設定を小電流にするとと
もに、直流リアクトルを設けて短絡電流を制御してい
る。この直流リアクトルには溶接時の電流が流れるた
め、大型になり、溶接機を小型化することができなかっ
た。
低電流にするために、出力電流設定を小電流にするとと
もに、直流リアクトルを設けて短絡電流を制御してい
る。この直流リアクトルには溶接時の電流が流れるた
め、大型になり、溶接機を小型化することができなかっ
た。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は溶接負荷に供給する直流の出力電流の検
出信号と、出力電流設定用信号との誤差信号により出力
制御用の制御素子を制御して、上記出力電流をフィード
バック制御する直流ＴＩＧアーク溶接機において、上記
溶接負荷の電極と母材とを短絡して負荷給電を開始する
アークスタート時に、溶接負荷にアーク電圧より低い電
圧を限流素子を介して印加する補助直流電源と、溶接負
荷に印加する電圧を検出し、アークスタート時及びアー
ク定常時における上記出力電流設定信号を切替える指令
信号を出力する電圧検出器とを備えた。
めに、本発明は溶接負荷に供給する直流の出力電流の検
出信号と、出力電流設定用信号との誤差信号により出力
制御用の制御素子を制御して、上記出力電流をフィード
バック制御する直流ＴＩＧアーク溶接機において、上記
溶接負荷の電極と母材とを短絡して負荷給電を開始する
アークスタート時に、溶接負荷にアーク電圧より低い電
圧を限流素子を介して印加する補助直流電源と、溶接負
荷に印加する電圧を検出し、アークスタート時及びアー
ク定常時における上記出力電流設定信号を切替える指令
信号を出力する電圧検出器とを備えた。
【００１０】また、上記フィードバック制御系が、アー
クスタート時出力電流が徐々に上昇させるフィードバッ
ク制御系である。
クスタート時出力電流が徐々に上昇させるフィードバッ
ク制御系である。
【００１１】
【作用】アークスタート時は低電圧の補助直流電源から
微少電流を溶接負荷に供給させて、溶接負荷を短絡から
アークスタートさせる。スタート時は出力電流を小電流
に切替えて制御させ、アーク定常時は所定の出力電流に
切替えて制御させる。
微少電流を溶接負荷に供給させて、溶接負荷を短絡から
アークスタートさせる。スタート時は出力電流を小電流
に切替えて制御させ、アーク定常時は所定の出力電流に
切替えて制御させる。
【００１２】また、アークスタート時出力電流が徐々に
上昇するようにフィードバック制御される。
上昇するようにフィードバック制御される。
【００１３】
【実施例】一実施例について図１及び図２を参照して説
明する。図１においては、１は溶接機の入力端子、２は
ダイオードのブリッジ構成の入力側整流器、３は平滑コ
ンデンサ、４はコンデンサ３により平滑して形成された
直流を高周波に変換するインバータであり、周知のイン
バータと同様、トランジスタ，ＭＯＳＦＥＴ，ＩＧＢＴ
等の出力制御用の制御素子Ｑのブリッジ回路により形成
されている。５は高周波交流を溶接に必要な電圧に変換
する出力変圧器、６は変圧器５の２次側出力を整流する
ダイオードブリッジ構成の出力側整流器、７はタングス
テン電極、８は母材であり、電極７、母材８により溶接
負荷９が構成される。
明する。図１においては、１は溶接機の入力端子、２は
ダイオードのブリッジ構成の入力側整流器、３は平滑コ
ンデンサ、４はコンデンサ３により平滑して形成された
直流を高周波に変換するインバータであり、周知のイン
バータと同様、トランジスタ，ＭＯＳＦＥＴ，ＩＧＢＴ
等の出力制御用の制御素子Ｑのブリッジ回路により形成
されている。５は高周波交流を溶接に必要な電圧に変換
する出力変圧器、６は変圧器５の２次側出力を整流する
ダイオードブリッジ構成の出力側整流器、７はタングス
テン電極、８は母材であり、電極７、母材８により溶接
負荷９が構成される。
【００１４】１１は出力電流（溶接電流）を検出する電
流検出器、１３はアークスタート時の出力電流を低電流
のスタート電流及び定常時の出力電流を大容量の定常値
に設定する電流設定用電源、１４は演算増幅器であり、
電流検出器１１の検出信号と電流設定用電源１３との設
定信号との誤差を増幅する。１２は入力抵抗、１５は帰
還抵抗、１６は周波数補正を行う帰還コンデンサであ
る。１７は演算増幅器１４の誤差増幅信号により制御さ
れるインバータ駆動回路であり、インバータ４の制御素
子Ｑのスイッチングを制御して出力電流を定電流にフィ
ードバック制御する。
流検出器、１３はアークスタート時の出力電流を低電流
のスタート電流及び定常時の出力電流を大容量の定常値
に設定する電流設定用電源、１４は演算増幅器であり、
電流検出器１１の検出信号と電流設定用電源１３との設
定信号との誤差を増幅する。１２は入力抵抗、１５は帰
還抵抗、１６は周波数補正を行う帰還コンデンサであ
る。１７は演算増幅器１４の誤差増幅信号により制御さ
れるインバータ駆動回路であり、インバータ４の制御素
子Ｑのスイッチングを制御して出力電流を定電流にフィ
ードバック制御する。
【００１５】また、２１はアーク電圧より低い電圧、例
えば１０Ｖ程度の低電圧の補助直流電源で、限流用抵抗
２２により１０ｍＡ以下の小電流に限流し、溶接負荷９
に直流電流を供給する。２３は溶接機の出力に接続さ
れ、溶接負荷の電圧を検出する電圧検出器であり、検出
信号電流設定用電源１３の起動、切替の指令を行う。な
お、２４は逆流防止用ダイオードである。
えば１０Ｖ程度の低電圧の補助直流電源で、限流用抵抗
２２により１０ｍＡ以下の小電流に限流し、溶接負荷９
に直流電流を供給する。２３は溶接機の出力に接続さ
れ、溶接負荷の電圧を検出する電圧検出器であり、検出
信号電流設定用電源１３の起動、切替の指令を行う。な
お、２４は逆流防止用ダイオードである。
【００１６】補助直流電源から抵抗２２を介して、電極
７、母材８に直流電圧を印加する。このとき電圧検出器
２３は出力電圧が短絡されないため、電圧検出器２３の
出力は０を出力しており、これによりアナログスイッチ
１３ａ，１３ｂがオフし、電流設定用電源１３からの出
力電流設定用信号は０となり、演算増幅器１４から出力
される誤差増幅信号は０となる。これによりインバータ
駆動回路１７を介して制御されるインバータの出力電流
は図２（ｃ）に示すように０となっている。
７、母材８に直流電圧を印加する。このとき電圧検出器
２３は出力電圧が短絡されないため、電圧検出器２３の
出力は０を出力しており、これによりアナログスイッチ
１３ａ，１３ｂがオフし、電流設定用電源１３からの出
力電流設定用信号は０となり、演算増幅器１４から出力
される誤差増幅信号は０となる。これによりインバータ
駆動回路１７を介して制御されるインバータの出力電流
は図２（ｃ）に示すように０となっている。
【００１７】そして、時刻ｔ１において、電極７と母材
８を短絡すると、電圧検出器２３は出力の短絡を検出
し、電流設定用電源１３のアナログスイッチ１３ｂをオ
ンさせ電流設定用電源のスタート電流設定用電源１３ａ
の小電流の電流設定用の指令信号が演算増幅器１４に入
力する。一方、電流検出器１１により負荷電流が検出さ
れ、検出された検出信号と、指令信号との誤差が演算増
幅器１４により増幅される。この電流設定用の指令信号
が帰還コンデンサ１６を充電し、演算増幅器１４の出力
電圧は徐々に上昇する。この演算増幅器１４の出力の上
昇に応じて、図２（ｄ）に示すようにインバータ４の出
力電流が制御され、インバータ４の出力電流が図２
（ｃ）に示すように徐々に上昇する。
８を短絡すると、電圧検出器２３は出力の短絡を検出
し、電流設定用電源１３のアナログスイッチ１３ｂをオ
ンさせ電流設定用電源のスタート電流設定用電源１３ａ
の小電流の電流設定用の指令信号が演算増幅器１４に入
力する。一方、電流検出器１１により負荷電流が検出さ
れ、検出された検出信号と、指令信号との誤差が演算増
幅器１４により増幅される。この電流設定用の指令信号
が帰還コンデンサ１６を充電し、演算増幅器１４の出力
電圧は徐々に上昇する。この演算増幅器１４の出力の上
昇に応じて、図２（ｄ）に示すようにインバータ４の出
力電流が制御され、インバータ４の出力電流が図２
（ｃ）に示すように徐々に上昇する。
【００１８】時刻ｔ２において、電極７を母材８から引
離すと、電極７と母材８間にアークが発生し、溶接負荷
９の電圧は補助直流電源２１の出力電圧より高くなる。
この溶接負荷９の電圧を電圧検出器２３により検出し、
電流設定用電源１３に入力し、アナログスイッチ１３ｂ
をオフさせ、かつアナログスイッチ１３ｄをオンさせ
て、電流設定用電源１３の定常電流設定用電源１３ｃの
指令信号が演算増幅器１４に入力する。一方、電流検出
器１１により検出した検出信号と上記の定常電流設定用
電源１３ｃの指令信号との誤差が演算増幅器１４により
増幅される。この演算増幅器１４の出力に応じて、図２
（ｃ）に示すようにインバータ４の出力電流はフィード
バック制御され、定常時の電流となる。
離すと、電極７と母材８間にアークが発生し、溶接負荷
９の電圧は補助直流電源２１の出力電圧より高くなる。
この溶接負荷９の電圧を電圧検出器２３により検出し、
電流設定用電源１３に入力し、アナログスイッチ１３ｂ
をオフさせ、かつアナログスイッチ１３ｄをオンさせ
て、電流設定用電源１３の定常電流設定用電源１３ｃの
指令信号が演算増幅器１４に入力する。一方、電流検出
器１１により検出した検出信号と上記の定常電流設定用
電源１３ｃの指令信号との誤差が演算増幅器１４により
増幅される。この演算増幅器１４の出力に応じて、図２
（ｃ）に示すようにインバータ４の出力電流はフィード
バック制御され、定常時の電流となる。
【００１９】これにより、低圧の補助直流電源により微
少電流を溶接負荷に供給し、溶接負荷の短絡時に流れる
電流を検出して、インバータ４を起動させることができ
る。また、溶接負荷の短絡時にはソフト的に徐々に溶接
負荷に流れる電流が立上がり、小電流値に設定されて電
極が母材に溶け込むことはない。さらに、電極を母材か
ら引上げるとアークが発生し、定常時の設定電流に移行
することができる。
少電流を溶接負荷に供給し、溶接負荷の短絡時に流れる
電流を検出して、インバータ４を起動させることができ
る。また、溶接負荷の短絡時にはソフト的に徐々に溶接
負荷に流れる電流が立上がり、小電流値に設定されて電
極が母材に溶け込むことはない。さらに、電極を母材か
ら引上げるとアークが発生し、定常時の設定電流に移行
することができる。
【００２０】上記実施例は、出力側整流器６の出力には
平滑リアクトルを設けていないが、平滑リアクトルを追
加する場合、小容量のリアクトルでよい。
平滑リアクトルを設けていないが、平滑リアクトルを追
加する場合、小容量のリアクトルでよい。
【００２１】
【発明の効果】この発明によれば、アークスタート時は
低電圧の補助直流電源から微小電流を溶接負荷に供給さ
せて、溶接負荷を短絡からスタートさせることができ
る。また、インバータから出力される電流はスタート
時、ソフト的に徐々に上昇させ、そのスタート設定電流
は小電流に制御されて、電極が母材に溶け込むことがな
く、短絡電流による溶接不良をおこすこともない。そし
て小電流のため短絡した電極を母材から引離すことが容
易で、さらに定常時の設定されたアーク電流に移行でき
る。さらに、平滑リアクトルを設けずにスタートさせる
ことができ、溶接機の小型で低価格化も図れる。
低電圧の補助直流電源から微小電流を溶接負荷に供給さ
せて、溶接負荷を短絡からスタートさせることができ
る。また、インバータから出力される電流はスタート
時、ソフト的に徐々に上昇させ、そのスタート設定電流
は小電流に制御されて、電極が母材に溶け込むことがな
く、短絡電流による溶接不良をおこすこともない。そし
て小電流のため短絡した電極を母材から引離すことが容
易で、さらに定常時の設定されたアーク電流に移行でき
る。さらに、平滑リアクトルを設けずにスタートさせる
ことができ、溶接機の小型で低価格化も図れる。
【００２２】また、従来のように電極と母材に適当な空
隙を設けて、高周波、高電圧を印加しなくてよいため、
作業者は遮光保護具の着脱を繰返してスタート位置を確
認する必要がなく、作業性が著しく向上し、しかも高周
波、高電圧を発生する回路が省けて溶接機の低価格化な
ども図れる。
隙を設けて、高周波、高電圧を印加しなくてよいため、
作業者は遮光保護具の着脱を繰返してスタート位置を確
認する必要がなく、作業性が著しく向上し、しかも高周
波、高電圧を発生する回路が省けて溶接機の低価格化な
ども図れる。
【図１】本発明の直流ＴＩＧアーク溶接機のブロック接
続図である。
続図である。
【図２】図１の各部のタイムチャート図である。
２ 入力側整流器 ３ 平滑コンデンサ ４ インバータ ５ 出力変圧器 ６ 出力側整流器 ７ 電極 ８ 母材 ９ 溶接負荷 １１ 電流検出器 １３ 電流設定用電源 １４ 演算増幅器 １６ 帰還コンデンサ １７ インバータ駆動回路 ２１ 補助直流電源 ２２ 限流素子（限流用抵抗） ２３ 電圧検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 敦史 大阪府大阪市東淀川区淡路２丁目14番３号 株式会社三社電機製作所内 (72)発明者 橋本 隆志 大阪府大阪市東淀川区淡路２丁目14番３号 株式会社三社電機製作所内
Claims (2)
- 【請求項１】 溶接負荷に供給する直流の出力電流の検
出信号と、出力電流設定用信号との誤差信号により出力
制御用の制御素子を制御して上記出力電流をフィードバ
ック制御系を有する直流ＴＩＧアーク溶接機において、
上記溶接負荷の電極と母材とを短絡して負荷給電を開始
するアークスタート時に、溶接負荷にアーク電圧より低
い電圧を限流素子を介して印加する補助直流電源と、溶
接負荷に印加する電圧を検出し、アークスタート時及び
アーク定常時における上記出力電流設定信号を切替える
指令信号を出力する電圧検出器とを備えたことを特徴と
する直流ＴＩＧアーク溶接機。 - 【請求項２】 上記フィードバック制御系が、アークス
タート時出力電流が徐々に上昇させるフィードバック制
御系である請求項１記載の直流ＴＩＧアーク溶接機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7070701A JP2987551B2 (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | 直流ｔｉｇアーク溶接機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7070701A JP2987551B2 (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | 直流ｔｉｇアーク溶接機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08243740A true JPH08243740A (ja) | 1996-09-24 |
| JP2987551B2 JP2987551B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=13439184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7070701A Expired - Fee Related JP2987551B2 (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | 直流ｔｉｇアーク溶接機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2987551B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002248572A (ja) * | 2001-02-23 | 2002-09-03 | Daihen Corp | アークスタート制御方法 |
| JP2008023586A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | 溶接用電源装置 |
| WO2018207392A1 (ja) * | 2017-05-10 | 2018-11-15 | 株式会社アマダミヤチ | Ｔｉｇ溶接方法及びｔｉｇ溶接装置 |
-
1995
- 1995-03-03 JP JP7070701A patent/JP2987551B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002248572A (ja) * | 2001-02-23 | 2002-09-03 | Daihen Corp | アークスタート制御方法 |
| JP2008023586A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | 溶接用電源装置 |
| WO2018207392A1 (ja) * | 2017-05-10 | 2018-11-15 | 株式会社アマダミヤチ | Ｔｉｇ溶接方法及びｔｉｇ溶接装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2987551B2 (ja) | 1999-12-06 |
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