JPH11767A

JPH11767A - 溶接装置

Info

Publication number: JPH11767A
Application number: JP9168156A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Tamura; 村伸一田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-06-09
Filing date: 1997-06-09
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】設定通りの溶接電流を流すことができ、それ
によって溶接ばらつきを少なくすることができる溶接装
置を得る。【解決手段】溶接装置１０は、交流電源１４ａ，１４
ｂ、位相調整回路１６ａ，１６ｂ、トランス１８ａ，１
８ｂおよびスイッチング素子２０ａ，２０ｂを含む。ト
ランス１８ａの２次巻線は、溶接電極２２ａおよびアー
ス電極２４に接続される。また、トランス１８ｂの２次
巻線は、溶接電極２２ｂおよびアース電極２４に接続さ
れる。溶接電極２２ａ，２２ｂおよびアース電極２４
を、被溶接物３０に接触させる。そして、位相調整装置
１６ａ，１６ｂとスイッチング素子２０ａ，２０ｂと
で、溶接電流ｉ₁，ｉ₂の立ち上がり極性が設定通りと
なるように調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は溶接装置に関し、
特にたとえば、同時に被溶接物の複数箇所を溶接するた
めの溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の溶接装置の一例を示す図解
図であり、図８はその等価回路図である。溶接装置１
は、溶接電源２ａ，２ｂを含む。溶接電源２ａ，２ｂ
は、複数の交流電源３ａ，３ｂ，スイッチング素子４
ａ，４ｂおよびトランス５ａ，５ｂで形成される。交流
電源３ａは、スイッチング素子４ａを介して、トランス
５ａの１次巻線に接続される。また、交流電源３ｂは、
スイッチング素子４ｂを介して、トランス５ｂの１次巻
線に接続される。トランス５ａの２次巻線は、一方の溶
接電極６ａおよびアース電極７に接続される。また、ト
ランス５ｂの２次巻線は、他方の溶接電極６ｂおよびア
ース電極７に接続される。

【０００３】２つの溶接電極６ａ，６ｂおよびアース電
極７は、溶接ステージ８上に載置された被溶接物９に接
触させられる。被溶接物９は、たとえば絶縁体を介し
て、溶接ステージ８上に載置される。そして、スイッチ
ング素子４ａ，４ｂによって、溶接電極６ａ，６ｂから
被溶接物９に溶接電流が流される。このとき、溶接電極
６ａ，６ｂからは、たとえば図９に実線で示すように、
互いに逆位相の溶接電流ｉ₁，ｉ₂が流れるように設定
される。それにより、２つの溶接電極６ａ，６ｂが接触
する部分において、被溶接物９が溶接されるとともに、
アース電極７部分では溶接電流が相殺される。そのた
め、アース電極７には、ほとんど電流が流れず、アース
電極７が接触している部分においては、被溶接物９は溶
接されない。このようにして、被溶接物９の複数箇所
が、同時に溶接される。

【０００４】また、図１０に示すように、時間差を設け
て、溶接電極６ａ，６ｂから被溶接物９に正極性立ち上
がりの溶接電流ｉ₁，ｉ₂が流れるように設定する場合
もある。この場合、アース電極７にも電流が流れるが、
アース電極７と被溶接物９との接触面積を大きくするこ
とにより、これらの間の接触抵抗を低くして、発生する
ジュール熱を小さくすることができる。そのため、アー
ス電極７部分では、被溶接物９が溶接されない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
溶接電流の位相を調整しても、数十回に１回程度の割合
で、設定外の位相の溶接電流が流れることがある。たと
えば、一方の溶接電流と他方の溶接電流とが、時間差を
もって正極性立ち上がりとなるように設定されている場
合、同時に逆位相の溶接電流が流れたりすると、溶接部
分に大電流が流れて、被溶接物の溶接部が溶けすぎると
いう問題がある。

【０００６】また、一方の溶接電流と他方の溶接電流と
が、同時に逆極性の立ち上がりとなるように設定されて
いる場合、時間差をもって正極性立ち上がりの溶接電流
が流れたりすると、溶接部分に流れる電流が設定された
値より小さくなり、溶接強度が弱くなってしまう。この
ように、設定した溶接電流の立ち上がり極性がばらつく
ことにより、被溶接物の溶接状態にばらつきが生じると
いう問題があった。

【０００７】それゆえに、この発明の主たる目的は、設
定通りの溶接電流を流すことができ、それによって溶接
ばらつきを少なくすることができる溶接装置を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、複数の溶接
電源と、溶接電源から被溶接物に溶接電流を流すために
形成される溶接電源と同数の溶接電極と、溶接電源，溶
接電極および被溶接物と協働して溶接回路を形成するた
めのアース電極とを含み、溶接電極から被溶接物に流れ
る溶接電流の立ち上がり極性を制御するための制御手段
が形成された、溶接装置である。この溶接装置におい
て、制御手段は、溶接電極に流れる溶接電流の断続を行
うためのスイッチング手段と、溶接電流の位相を制御す
るための位相調整回路とで構成することができる。

【０００９】制御手段を設けることにより、複数の溶接
電極から被溶接物に流れる溶接電流の立ち上がり極性が
制御される。そのため、常に、設定された通りの立ち上
がり極性を得ることができる。たとえば、スイッチング
手段と位相調整回路とで溶接電流を制御する場合、スイ
ッチング手段によって回路が閉じたのち、位相調整回路
によって、所定の立ち上がり極性となる部分で溶接電流
が流される。

【００１０】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の一実施例を示す
図解図であり、図２はその等価回路図である。溶接装置
１０は、溶接電源１２ａ，１２ｂを含む。溶接電源１２
ａ，１２ｂは、それぞれ交流電源１４ａ，１４ｂを含
む。交流電源１４ａは、位相調整回路１６ａを介して、
トランス１８ａの１次巻線の一端側に接続される。ま
た、交流電源１４ａは、スイッチング手段としてのスイ
ッチング素子２０ａを介して、トランス１８ａの１次巻
線の他端側に接続される。同様に、交流電源１４ｂは、
位相調整回路１６ｂを介して、トランス１８ｂの１次巻
線の一端側に接続される。さらに、交流電源１４ｂは、
スイッチング手段としてのスイッチング素子２０ｂを介
して、トランス１８ｂの１次巻線の他端側に接続され
る。これらのスイッチング素子２０ａ，２０ｂとして
は、たとえばサイリスタなどの半導体スイッチング素子
が用いられる。これらのスイッチング素子２０ａ，２０
ｂと位相調整回路１６ａ，１６ｂとで、溶接電流の立ち
上がり極性を制御するための制御回路が形成される。

【００１２】トランス１８ａの２次巻線の一端側には、
溶接電極２２ａが接続される。また、トランス１８ａの
２次巻線の他端側には、アース電極２４が接続される。
同様に、トランス１８ｂの２次巻線の一端側には、別の
溶接電極２２ｂが接続される。さらに、トランス１８ｂ
の２次巻線の他端側には、前述のアース電極２４が接続
される。

【００１３】被溶接物３０は、溶接ステージ３２上に載
置される。このとき、溶接ステージ３２上には、たとえ
ば絶縁体３４などが置かれ、その上に被溶接物３０が載
置される。そして、被溶接物３０の溶接部分に、溶接電
極２２ａ，２２ｂが接触させられる。また、被溶接物３
０の溶接部分以外の部分に、アース電極２４が接触させ
られる。これらの溶接電源１２ａ，１２ｂ，位相調整回
路１６ａ，１６ｂ，アース電極２４および被溶接物３０
などによって、溶接回路が形成される。このとき、図３
に示すように、アース電極２４と被溶接物３０との間の
接触部分の面積は、溶接電極２２ａ，２２ｂと被溶接物
３０との接触面積より大きくなるように設定される。こ
のように設定することにより、アース電極２４と被溶接
物３０との間の接触抵抗を、溶接電極２２ａ，２２ｂと
被溶接物３０との間の接触抵抗より小さくすることがで
きる。

【００１４】この溶接装置１０では、図４に示すよう
に、たとえば商用周波数の電流が用いられる。この実施
例では、図４の点線で示すように、交流電源１４ａと交
流電源１４ｂからは、互いに逆位相の電流が出力され
る。そして、この溶接装置１０を用いて被溶接物３０を
溶接する場合、たとえば溶接信号などによってスイッチ
ング素子２０ａ，２０ｂが動作し、回路が閉じられる。
しかしながら、位相調整回路１６ａ，１６ｂがあるため
に、所定の立ち上がり極性となるまで、トランス１８
ａ，１８ｂには電流が流れない。つまり、溶接電極２２
ａ，２２ｂから被溶接物３０に流れる溶接電流ｉ₁，ｉ
₂が、逆極性立ち上がりとなるように設定されている場
合、位相調整回路１６ａ，１６ｂにより、逆極性立ち上
がりとなるまで、トランス１８ａ，１８ｂの１次巻線に
電流が供給されない。

【００１５】そして、図４の実線で示すように、逆極性
立ち上がりとなる部分で、トランス１８ａ，１８ｂの１
次巻線に電流が供給され、１波長分の電流が流れたとこ
ろでスイッチング素子２０ａ，２０ｂが動作して回路が
開く。したがって、溶接電極２２ａ，２２ｂからは、逆
極性立ち上がりの溶接電流ｉ₁，ｉ₂が１波長分だけ被
溶接物３０に供給される。

【００１６】つまり、位相調整回路１６ａ，１６ｂによ
って、一方の溶接電流ｉ₁が負極性立ち上がりとなり、
かつ他方の溶接電流ｉ₂が正極性立ち上がりとなるよう
に、トランス１８ａ，１８ｂの１次巻線に電流が供給さ
れる。したがって、溶接電極２２ａ，２２ｂから被溶接
物３０に、同時に溶接電流が供給される。これらの溶接
電流は、互いに逆位相であるため、アース電極２４部分
において相殺され、アース電極２４にはほとんど電流が
流れない。したがって、アース電極２４が接触した部分
では、被溶接物３０は溶接されない。

【００１７】また、図５に示すように、２つの溶接電流
ｉ₁，ｉ₂が正極性立ち上がりとなるように設定されて
いる場合、溶接信号などによってスイッチング素子２０
ａ，２０ｂが動作してから、両方の溶接電流ｉ₁，ｉ₂
が正極性立ち上がりとなるまで、トランス１８ａ，１８
ｂの１次巻線に電流が供給されない。そして、図５の実
線で示すように、両方の溶接電流ｉ₁，ｉ₂が正極性立
ち上がりとなるときに、トランス１８ａ，１８ｂの１次
巻線に電流が供給される。なお、交流電源１４ａ，１４
ｂから出力される電流は逆位相であるため、溶接電流ｉ
₁，ｉ₂が正極性立ち上がりとなるように制御したと
き、これらの溶接電流ｉ₁，ｉ₂には、１／２波長分の
時間的なずれが生じる。このような溶接電流ｉ₁，ｉ₂
によって、被溶接物３０は、溶接電極２２ａ，２２ｂが
接触した部分で溶接される。なお、アース電極２４部分
においては、２つの溶接電流ｉ₁，ｉ₂が逆位相になっ
ている部分が相殺される。そのため、アース電極２４に
は、それぞれの溶接電流ｉ₁，ｉ₂の１／２波長分が流
れることになるが、アース電極２４と被溶接物３０との
間の接触抵抗が小さいため、ジュール熱の発生が少な
い。そのため、アース電極２４が接触した部分では、被
溶接物３０は溶接されない。

【００１８】このように、この溶接装置１０では、溶接
電流の立ち上がり極性を正確に制御できるため、設定通
りの溶接を行うことができる。したがって、複数箇所の
溶接を同時に行うことができ、しかも溶接状態のばらつ
きが少なく、溶接不良の発生を防ぐことができる。

【００１９】なお、図６に示すように、被溶接物３０の
３つ以上の部分に溶接電極２２ａ〜２２ｎを接触させる
ことにより、同時に多数の部分で溶接を行うことができ
る。この場合、溶接電極２２ａ〜２２ｎのうち、たとえ
ば１つおきに同じ立ち上がり状態となるように設定され
る。このように、被溶接物３０の多数箇所を同時に溶接
する場合においても、この発明を適用することにより、
上述のような効果を得ることができる。つまり、各溶接
電極２２ａ〜２２ｎに流れる溶接電流の立ち上がり状態
を、位相調整回路１６ａ〜１６ｎで制御することによ
り、溶接状態のばらつきを少なくすることができる。

【００２０】

【発明の効果】この発明によれば、被溶接物の多数箇所
を同時に溶接することができる。しかも、溶接電流の立
ち上がり極性を設定通りに制御できるため、溶接部の溶
けすぎや溶接強度の不良などのような、溶接状態のばら
つきを少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。

【図２】図１に示す溶接装置の等価回路図である。

【図３】図１に示す溶接装置の溶接電極と被溶接物との
接触面積およびアース電極と被溶接物との接触面積を示
す図解図である。

【図４】図１に示す溶接装置を用いて２つの溶接箇所を
溶接するときの溶接電流の一例を示す波形図である。

【図５】図１に示す溶接装置を用いて２つの溶接箇所を
溶接するときの溶接電流の他の例を示す波形図である。

【図６】被溶接物の多数箇所で溶接を行うための溶接装
置の例を示す概念図である。

【図７】従来の溶接装置の一例を示す図解図である。

【図８】図７に示す従来の溶接装置の等価回路図であ
る。

【図９】従来の溶接装置を用いて２つの溶接箇所を溶接
するときの溶接電流の一例を示す波形図である。

【図１０】従来の溶接装置を用いて２つの溶接箇所を溶
接するときの溶接電流の他の例を示す波形図である。

【符号の説明】

１０溶接装置１２ａ，１２ｂ溶接電源１４ａ，１４ｂ交流電源１６ａ，１６ｂ位相調整回路１８ａ，１８ｂトランス２０ａ，２０ｂスイッチング素子２２ａ，２２ｂ溶接電極２４アース電極３０被溶接物３２溶接ステージ３４絶縁体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の溶接電源、前記溶接電源から被溶接物に溶接電流を流すために形成
される前記溶接電源と同数の溶接電極、および前記溶接
電源，前記溶接電極および前記被溶接物と協働して溶接
回路を形成するためのアース電極を含み、前記溶接電極から前記被溶接物に流れる溶接電流の立ち
上がり極性を制御するための制御手段が形成された、溶
接装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記溶接電極に流れる
前記溶接電流の断続を行うためのスイッチング手段と、
前記溶接電流の位相を制御するための位相調整回路とを
含む、請求項１に記載の溶接装置。