JPS5823185B2 - シヨウモウデンキヨクシキア−クヨウセツヨウヨウセツデンゲン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、不活性ガスを主成分とするガスで溶接部を遮
蔽する消耗電極式アーク溶接に用いる溶接電源の改良に
関するものである。

従来技術 アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを主成分とするガ
スの雰囲気中で、電極ワイヤと母材の間に電力を供給し
てアークを発生させ、そのアーク熱で電極ワイヤおよび
母材を溶融して溶接を行なう消耗電極式アーク溶接（以
下ミグ溶接と呼ぶ）は、アルミニウム、ステンレス鋼な
どの溶接に用いられている。

このミグ溶接では、通常電極ワイヤを一定速度で送給し
、電極ワイヤ、母材間に電力を供給する溶接電源として
は定電圧特性形のものを用いて、溶接電源の自己制御性
によって電極ワイヤの送給速度と溶融消耗速度とをバラ
ンスさせる方式が用いられている。

しかし、本発明者らは、種々の実験を行なった結果上述
したミグ溶接に垂下特性形の溶接電源を使用すれば、溶
接ビードの形状が改善され、スパッタが大巾に減少する
ことを確認した。

特にアルミニウムの溶接においてはその効果が顕著であ
って、従来のように定電圧特性形電源を用いた場合には
困難であった横向溶接、立向溶接も容易に行えることを
確認した。

ここで、垂下特性または定電流特性の電源とは、出力の
静的外部特性が出力電圧３０Ｖ附近以下で１００Ａ当り
１０■以上の勾配を有するものを言う。

上述したようにミグ溶接に垂下特性形の溶接電源を用い
た場合には、アークの自己制御性により、電極ワイヤの
送給速度と溶融消耗速度とがバランスしてアークは安定
に維持され、しかも電源電圧の変動や、その他の原因に
よってワイヤ送給速度が変化しても、あるいは溶接トー
チの保持に手ぶれなどがあっても、溶接電流の変化が小
さいからビード形状は均一になり、また溶接中における
溶接ワイヤと母材との瞬間的短絡に対しても溶接電流が
急増せずスパッターが少ない、などの利点を有している
。

しかし溶接開始時には、電極ワイヤが母材に接触短絡し
ても垂下特性形の溶接電源では上述のように出力電流が
あまり増加しないので直ちに接触短絡部を過熱溶融させ
ることができず、このためアークスタートは困難であり
、特に電極として電気抵抗が小さいアルミニウムワイヤ
を使用する場合にはアークスタートは不可能に近い。

以上のことは溶接電源の出力特性が完全な定電流特性に
近いほど前記の利点は顕著になって溶接中は好ましいが
、アークスタートは逆に完全な定電流特性に近くなるほ
ど困難になるという欠点がある。

本発明の目的 本発明は、このような溶接開始時の欠点を解消した溶接
電源を提供したもので、’ＭＩＧ溶接用の溶接電源にお
いて、溶接中は出力電流検出器の出力信号を出力制御回
路に帰還して垂下特性の出力を得るが、溶接開始時から
予め設定した時間までは時限装置により前記出力電流検
出器の出力信号を遮断または出力電流検出器の出力信号
のかわりに別の出力電圧設定器から出力信号を供給して
定電圧特性の出力を得るようにしたものである。

実施例 以下本発明の実施例を図面により詳細に説明する。

第１図は、本発明に係る消耗電極式アーク溶接用溶接電
源の基本構成を示すブロック図で、１は溶接電源の入力
端子、２はこの入力端子１に接続された出力制御回路で
あり、出力制御回路の出力側は出力電流検出器３を介し
て溶接電源の出力端子４に接続されている。

出力電流検出器３の出力は時限装置７の常開接点を介し
て比較回路５に接続され、ここで基準電圧設定器６の出
力信号と比較されて、その差が出力制御回路２の制御入
力として帰還されている。

溶接開始時から予め設定した時間まで、時限装置７の常
開接点が開路しており出力電流検出器３の出力が、比較
回路５に供給されないため、出力制御回路２の制御入力
は基準電圧設定回路６の出力信号のみとなり、前記出力
電流の帰還がないので、出力制御回路２の出力は定電圧
特性となる。

したがって、電極ワイヤが母材に接触短絡すれば大きな
出力電流が流れて、電極ワイヤは容易に溶断しスムース
なアークスタートが行なわれる。

時限装置７は、溶接開始操作あるいは出力電流の通電開
始により時限を開始し、この時限中は常開接点が開路し
ているので、出力電流検出器３の出力が比較回路５に供
給されないが、時限終了後は常開接点が閉路して出力電
流検出器３の出力を比較回路５に供給する。

この時限装置に予め設定する時間としては、溶接開始操
作または出力電流の通電開始により、電極ワイヤが加熱
溶融してアークを発生し、さらに被加工物が加熱溶融し
て溶融プールが形成されるまでの時間遅れを補うために
０．１ないし数秒間が設定される。

従って時限装置７の時限終了後は出力制御回路２の入力
として、基準電圧設定器６の出力信号と電流検出器３の
出力信号との差の信号が供給され、これにより出力電流
の帰還制御が行なわれるため、出力制御回路２の出力は
垂下特性となる。

出力制御回路２としては磁気増巾器、サイリスタなど交
流の導通位相を制御するもの、トランジスタを用いたも
のなど各種方式のものを用いることができる。

そして制御感度を上げてその出力特性を完全な定電流特
性に近づけるほど溶接結果は良好となる。

出力電流検出器３としては分流器、変流器などを用いる
ことができ、また時限装置７の接点で出力を遮断する方
法としては、時限装置７の接点を出力線路と直列に接続
して遮断する方法の外、出力端子と並列に接続して出力
を短絡し比較回路５に供給されないようにして遮断する
方法もある。

また、出力制御回路２の出力が直流の場合には、出力電
流検出器３として直流変流器が用いられ、この場合には
、直流変流器の励磁用交流電源を遮断して出力が出ない
ようにする方法も用いることができる。

なお検出器３の出力の遮断は必ずしも完全に遮断してし
まう必要はなく、接点と並列に抵抗器などの減衰回路を
接続して出力の一部を遮断するか、または出力端子に並
列に抵抗器などの分圧回路を接続して出力の一部を取り
出すことによって、溶接開始時の出力特性を略定電圧特
性としても本発明の効果を得られる。

以上の実施例では、溶接開始時から予め設定した時間ま
で、出力端子４に供給する定電圧特性の出力は、その出
力電圧が溶接中の溶接電流を設定する基準電圧設定回路
６の出力信号の大きさによって一義的に決まる。

従ってアークスタート時に最適な出力電圧が得られない
場合がある。

第２図はこの点を改良した本発明の実施例を示したもの
で第１図と同一符号は同じものを示している。

第２図において８は出力電圧設定器で、溶接開始時から
予め定めた時間まで、出力端子４に供給する定電圧特性
の出力電圧を設定するためのものである。

その出力は時限装置７′の常閉接点に接続され、時限装
置１′の時限終了まですなわち時限中は出力電圧設定器
８の出力が常閉接点を通って比較回路５に供給され、こ
の比較回路で基準電圧設定器６の出力信号と比較され、
その差の信号が出力制御回路２の制御入力として供給さ
れる。

したがって、出力電圧設定器８の出力を調整することに
よって定電圧特性の出力電圧は任意に設定することがで
きる。

この場合時限装置γの常閉接点は、時限が終了すると開
路して出力電圧設定器８の出力を遮断し逆に常開接点が
閉路して出力電流検出器３の出力を比較回路５に供給す
るように切替えるようになっており、切替後は第１図の
場合と同様にして出力制御回路２の出力が垂下特性に制
御される。

出力電圧設定器８はその出力を連続的に調整可能なもの
としてもよいし、１つの値に固定した出力を得るもの、
あるいは各ワイヤサイズに適した値となるよう数段の出
力に切替可能としたもののいずれでもよい。

第３図は定電圧特性の出力電圧を調整可能とした本発明
の他の実施例のブロック図でこの実施例では、出力電流
検出器３の出力側は直接に比較回路５に接続され、時限
装置７“は比較回路５と出力制御回路２との間に接続さ
れている。

その他の点は第２図に示した実施例と同じである。

この実施例においては溶接開始時から予め定めた時間ま
で、時限装置７“の常開接点が開路しているので比較回
路５で比較された出力電流検出器３の出力信号と基準電
圧設定器６の出力信号との差の信号を遮断しているが、
時限装置７“の常閉接点は閉路しているので、出力電圧
設定器８の出力を出力制御回路２の入力として供給する
。

従ってこの場合は、定電圧特性の出力電圧が基準電圧設
定器６出力信号の影響を受けず、出力電圧設定器８の出
力のみによって決まるため、設定を簡単に行なうことが
できる。

第３図の実施例において時限装置Ｔ′は、時限が終了す
ると常閉接点が開路して出力電圧設定器８の出力を遮断
し、常開接点が閉路して基準電圧設定器６の出力信号と
出力電流検出器３の出力との差の信号を出力制御回路２
の制御入力とするように切替えるようになっており、切
替後は第１図および第２図と同様にして出力制御回路２
の出力が垂下特性に制御される。

発明の効果 本発明によれば、垂下特性形の溶接電源を用いて消耗電
極式アーク溶接を行なうことによりビード形状の改善、
スパッタの大巾な減少が可能なうえ、アルミニウムの横
向き及び立向き溶接を容易に能率良く行なうことができ
る。

しかもアークスタートが容易になり、特に第３項目の発
明によれば溶接条件に関係なくアークスタートに最適な
出力電圧を設定することも可能なため、溶接品質の向上
、作業能率の向上など実用上の効果は極めて大きいもの
である。

尚本発明を従来用いられているワイヤスローダウン制御
方式と併用するとアークスタートの改善により一層の効
果を挙げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の消耗電極式アーク溶性用溶接電源の
基本構成を示すブロック図、第２図および第３図はそれ
ぞれ溶接開始時の定電圧特性の出力電圧を調整可能にし
た本発明の消耗電極式アーク溶接用溶接電源の異なる実
施例を示すブロック図である。 １・・・・・・入力端子、２・・・・・・出力制御回路
、３・・・・・・出力電流検出器、４・・・・・・出力
端子、５・・・・・・比較回路、６・・・・・・基準電
圧設定器、７・・・・・・時限装置、８・・・・・・出
力電圧設定器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 出力電流を検出する出力電流検出器３と、溶接開始
   時より予め設定した時間の経過前は前記出力電流検出器
   の出力信号の一部または全部を遮断し前記時間の経過後
   は前記出力電流検出器の出力信号を通過させる時限装置
   ７と、前記時限装置を通過または一部遮断された前記出
   力電流検出器の出力信号と基準電圧設定器６の出力信号
   とを比較して差の信号を出力する比較回路５と、前記比
   較回路の出力信号を入力として溶接電源の出力を制御す
   る出力制御回路２とを備え、前記出力制御回路は、前記
   時限装置に予め設定した時間の経過前は定電圧特性の出
   力を発生し、前記時限装置に予め設定した時間の経過後
   は定電流特性の出力を発生する消耗電極式アーク溶接用
   電源。 ２ 出力電流を検出する出力電流検出器３と、溶接開始
   時より予め設定した時間の経過前は出力電圧設定器８の
   出力信号を通過させ前記時間の経過後は前記出力電流検
   出器の出力信号を通過させる時限装置７′と、前記時限
   装置を通過した出力信号と基準電圧設定器６の出力信号
   とを比較して差の信号を出力する比較回路５と、前記比
   較回路の出力信号を入力として溶接電源の出力を制御す
   る出力制御回路２とを備え、前記出力制御回路は、前記
   時限装置に予め設定した時間の経過前は定電圧特性の出
   力を発生し、前記時限装置に予め設定した時間の経過後
   は定電流特性の出力を発生する消耗電極式アーク溶接用
   溶接電源。 ３ 出力電流を検出する出力電流検出器３と、前記出力
   電流検出器の出力信号と基準電圧設定器６の出力信号と
   を比較して差の信号を出力する比較回路５と、溶接開始
   時より予め設定した時間の経過前は出力電圧設定器の出
   力信号を通過させ前記時間の経過後は前記比較回路の出
   力信号を通過させる時限装置７′と、前記時限装置を通
   過した出力信号を入力として溶接電源の出力を制御する
   出力制御回路２とを備え、前記出力制御回路は、前記時
   限装置に予め設定した時間の経過前は定電圧特性の出力
   を発生し、前記時限装置に設定した時間の経過後は定電
   流特性の出力を発生する消耗電極式アーク溶接用電源。