JPH08243741A - アーク溶接機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶接棒の種類に応じて容易に選択できる溶接
機を提案する。 【構成】 アークスタート時ホット電流を設定する第１
の設定器２１と、アークスタート時小電流を設定する第
２の設定器２２と、定常時の出力電流を設定する第３の
設定器２３と、アークスタート時の電流設定を切り替え
るアークスタート電流選択手段とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアーク溶接機、特に溶接
棒を用いた手溶接のアーク溶接機に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のアーク溶接機は、商用電源を整
流し、この整流された直流をインバータにより高周波交
流に変換し、再度整流して溶接用直流を得て、溶接棒と
ワークに直流を供給している。さらに、溶接負荷に流れ
る電流を検出し、出力電流の設定信号に基づくインバー
タの帰還制御により出力を定電流化している。この種の
溶接機は、大容量の入力変圧器を要せず、インバータの
出力周波数を高くすることにより、出力変圧器を小型化
できるので、装置が小型軽量化される上、出力電流と所
定の基準電圧としてインバータのスイッチングを制御す
ることにより、出力電流を効率よく安定化し得るという
利点を有する。

【０００３】溶接棒を用いたアーク溶接は、起動時、溶
接棒とワークとから形成される溶接負荷に溶接機から定
電流化された直流を供給し、ワークに溶接棒を短絡し、
この短絡された溶接棒をそのワークから引き離してアー
クを形成し溶接する。

【０００４】この溶接において使用される溶接機は、通
常先端に金属が出ている。このため、アークスタート時
において溶接棒をワークに短絡した後、溶接棒をワーク
から引き離したときアークが容易に発生する。ところ
が、アークスタート時の出力電流値を大きくすると、ア
ーク発生時にスパッタが多量に発生するので、図２に示
すように小電流でアークスタートし、その後定常時の電
流に移行させている。

【０００５】一方、溶接機には６０１０（商品名）等の
セルロース系を有するものがあり、この溶接棒を使用し
た溶接機では、アークスタートとしようとする前の溶接
時に溶接棒のフラックスが溶けて、溶接棒の先端が半導
体的になっている。このため、金属の溶接棒のアークス
タートと同じように、小電流でアークスタートさせよう
としても、アークスタートできないことがあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記２種類の溶接棒に
応じて２種類のアークスタート特性をもった溶接機を所
有することは不経済であり、それぞれの溶接棒に応じて
アークスタート毎に設定しなければならなかった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、交流電源電力
を整流する入力整流器と、その整流器の出力を高周波交
流に変換するインバータと、そのインバータの出力を整
流する出力整流器と、その出力整流器の出力を溶接棒と
ワークに供給する手段と、上記インバータを駆動する制
御手段とを備えたアーク溶接機において、アークスター
ト時、ホット電流を設定する第１の設定器と、アークス
タート時、小電流を設定する第２の設定器と、定常時出
力電流を設定する第３の設定器と、アークスタート時の
電流設定を切り替えるアークスタート電流選択手段とを
設けた。

【０００８】

【作用】交流電力が入力整流器により整流され、整流出
力がンバータにより高周波交流に変換される。変換され
た高周波交流が出力整流器により整流されて、溶接棒と
ワークに直流電力が供給される。

【０００９】そして、第１の設定器が選択され、その出
力によりインバータを駆動する制御手段が制御されて、
アークスタート時大電流のホット電流が溶接負荷に供給
される。また、第２の設定器が選択されその出力によっ
て制御手段が制御されて、アークスタート時小電流が溶
接負荷に供給される。

【００１０】

【実施例】本発明によるアーク溶接機の１実施例を図１
に示す。２は入力端子１に供給された交流電源を整流す
る入力整流器、３はその入力整流器２により整流された
直流出力を平滑するコンデンサ、４はＩＧＢＴ，ＭＯＳ
ＦＥＴ，トランジスタ等のスイッチング素子を備えたイ
ンバータで、平滑された直流を高周波交流に変換する。
５は変換された高周波交流を変圧する出力変圧器、６は
高周波交流を整流する出力整流器、７は平滑用リアクト
ルである。８は溶接棒、９はワークで溶接棒とともに溶
接負荷１０を形成する。

【００１１】１５は溶接負荷１０に流れる出力電流を検
出する電流検出器、１６は演算増幅器で電流検出器１５
の検出信号と、出力電流を設定する出力電流設定手段１
７の設定信号との誤差を増幅する。１８は演算増幅器の
出力信号を入力としインバータ４を駆動する駆動回路で
あり、帰還制御により出力の定電流化を行っている。

【００１２】出力電流設定手段１７は、アークスタート
時出力電流を大電流のホット電流に設定する第１の設定
器２１と、アークスタート時小電流を設定する第２の設
定器２２と、定常時の出力電流を設定する第３の設定器
２３と、第１の設定器２１と第２の設定器２２の電流設
定とを切り替えるアークスタート電流選択手段２４と、
アークスタート時の電流設定と定常時の電流設定とを切
り替える開閉手段２５と２６とにより構成されている。
なお、３１はアーク溶接機のスタート用スイッチ、２７
はアークスタート時間を設定するタイマで、その開閉部
が開閉手段２５と２６により構成される。

【００１３】このように構成されたアーク溶接機は、次
のように動作する。交流電源は入力整流器２により整流
され、コンデンサ３により平滑される。平滑された直流
はインバータ４により高周波交流により変換され、変圧
器５により変圧される。変圧された高周波交流は、出力
整流器６により整流され、整流された出力は溶接負荷１
０に供給される。

【００１４】今、溶接棒がセルロース系の場合にはアー
クスタート電流選択手段２４を第１の設定器２１側に接
続する。溶接棒８をワーク９に短絡し、スタート用スイ
ッチ３１をオンさせると、タイマ２７は動作する。この
とき、常閉の開閉手段２５はオンしており、第１の設定
器２１の電流設定信号が演算増幅器１６に入力する。一
方溶接負荷１０に流れる出力電流が電流検出器１５によ
り検出され、この電流検出信号が演算増幅器１６に入力
し、電流設定信号との誤差が増幅され、駆動回路１８を
介してインバータ４を駆動する。このとき、第１の設定
器２１は大電流のホット電流を設定することにより、溶
接負荷１０には図２に示すように大電流が流れる。そし
て、タイマ２７がタイムアップすると、常閉の開閉手段
２５は開放し、常開の開閉手段２６は短絡する。定常時
の出力電流を設定する第３の設定器２３の設定信号が演
算増幅器１６に入力し、インバータ４の出力には所定の
出力電流が流れる。

【００１５】このため、溶接棒８の先端が半導体的にな
っていても、アークスタート時に大電流が流れるため、
良好にアークスタートさせることができる。

【００１６】また、溶接棒がセルロース系以外の金属の
場合、アークスタート電流選択手段２４を第２の設定器
２２側に接続する。溶接棒８をワーク９に短絡し、スタ
ート用スイッチ３１をオンさせると、タイマ２７は動作
する。このとき、上述と同じように常閉の開閉手段２５
はオンしており、第２の設定器２２の電流設定信号が演
算増幅器１６に入力する。溶接負荷１０に流れる出力電
流が電流検出器１５により検出され、この検出信号が演
算増幅器１６に入力し、電流設定信号との誤差が増幅さ
れ、駆動回路１８を介してインバータ４を駆動する。こ
のとき、第２の設定器２２は小電流を設定することによ
り溶接負荷１０に図３に示すように小電流が流れる。そ
して、タイマ２７がタイムアップすると、常閉の開閉手
段２５が開放し、常開の開閉手段２６は短絡し、定常時
の出力電流の設定する第３の設定器２３の設定信号が演
算増幅器１６に入力し、インバータ４の出力に所定の出
力電流が流れる。

【００１７】そのため、溶接棒８の先端が加熱されすぎ
ることなく、スパッタの発生もない安定したアークスタ
ートをさせることができる。

【００１８】上記実施例は、アーク溶接機は出力電流設
定手段１７の電流設定信号に基づき、インバータ４の帰
還制御が行われているが、演算増幅機１６がなく帰還制
御を行われない場合には、出力電流設定手段１７をイン
バータ４の駆動回路１８の信号入力側に接続させてもよ
い。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、溶接棒に応じて、アー
クスタートを選択でき、良好なアークスタートを行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアーク溶接機の一実施例のブロック接
続図である。

【図２】アーク溶接機の出力電流のタイムチャート図で
ある。

【図３】アーク溶接機の出力電流のタイムチャート図で
ある。

【符号の説明】

２ 入力整流器 ４ インバータ ５ 出力変圧器 ７ リアクトル ８ 溶接棒 ９ ワーク １０ 溶接負荷 １５ 電流検出器 １６ 演算増幅器 １７ 出力電流設定手段 １８ 駆動回路 ２１ （第１の）設定器 ２２ （第２の）設定器 ２３ （第３の）設定器 ２４ アークスタート電流選択手段 ２５，２６ 開閉手段 ２７ タイマ ３１ スタート用スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源電力を整流する入力整流器と、
   その整流器の出力を高周波交流に変換するインバータ
   と、そのインバータの出力を整流する出力整流器と、そ
   の出力整流器の出力を溶接棒とワークに供給する手段
   と、上記インバータを駆動する制御手段とを備えたアー
   ク溶接機において、アークスタート時、ホット電流を設
   定する第１の設定器と、アークスタート時小電流を設定
   する第２の設定器と、定常時出力電流を設定する第３の
   設定器と、アークスタート時の電流設定を切り替えるア
   ークスタート電流選択手段とを設けたことを特徴とする
   アーク溶接機。