JPS5829575A - 溶接用電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 する。

短絡移行溶接の過程を第１図（ａ）、（＋））、（Ｃ）
を用いて説明する。第１図において、（ａ）は溶滴移行
過程（ｌ〕）は電圧波形、（Ｃ）は電流波形を示してお
り、各過程１〜５に相当する電圧、電流波形を１′〜５
′、■“〜５“で示している。■はアーク発生中、２は
溶滴がＵ材表面に接触した短絡初期、３は短絡が確実に
在っている短絡中期、４は溶滴にくびれが生じた短絡後
期、５は短絡が破れアーク発生が始まる瞬間を示し、１
〜５の過程がくり返し行なわれる。

この過程において、スパッタは、短絡が破れアークが発
生ずる瞬間に発生ずることが明らかになっており、また
、スパッタはアーク再生時の電流が高いと発生量が多く
なることも明らかになっている。

この原因に着目して、アーク再生時に電流を下げること
が試みられているが寸だ実用化には至っていない。

ＮＯ２．１９７４（参考文献（１）と称す）には、大電
流通電期間を溶接アークのり、σ終期間の中央期間に限
定させ、大電流１０１間中消，（Ｌ電極ワイヤとハＪ月
間の電圧を検出し、溶滴がくびれだ時の電圧を設定して
おき、検出電圧が設定電圧と等しく々つだ時に大電流期
間を終了させるようにプログラム制御して、スパッタ発
生を抑制する技術が開示されている。

しかし斤から、該参考文献（１）にも記載されているよ
うに、実用に当たっては、トーチとＩｕ材間の距離の変
動（エクステンション変動）によってエクステンション
中の電圧降下が変わるだめ、溶滴のくびれだ時の電圧設
定値に誤差を生じる。このため大電流期間を終了させる
時期に誤差を（１：じ、大電流期間中にアーク丙生が起
こりスパッタを発生ずる。寸だ溶滴のくびれだ時の電圧
設定がむずかしいなどの欠点がある。更に、参考文献（
１）には記載されていないが、溶接ケーブル中の電圧降
下、接地部分の電圧降下、コンタクトチップと電極ワイ
ヤの接触部の電圧降下なども誤差要因として存在する。

スパッタを安定して減少させるためには、大電流Ｊｔｆ
ｌ７１の終了時期を、様々の条件下でも正確に定めるこ
とが必要であるが、従来のように、サイリスタの点弧角
を予じめ設定した値にしたがって制御することにより出
力電圧を制御するよう々溶接用電源ではこれを達成でき
ないため、実用化がなされていない。

もう一つの実用化の問題点は勿絡期間はｌｍｓｅｃない
し５ｍｓｅｃであり非常に短時間の現象であり、この現
象を制御するだめには、電源として１００μｓ以」二の
応答性が必要とされる。電源全体の応答性の評価はむず
かしいが、少なくとも１００μｓに１度以上のフィード
バックを行なう必要がある。

これに対して上述のような３相交流５０　（６０　）Ｉ
Ｉ７．をサイリスタで電圧または電流コントロールする
従来の電源装置ではフィードバックは、２７〜３．　３
　ｍ　ｓｅｃに１度であり、応答が遅く使用に耐えない
。

本発明は」１記欠点を除去し、短絡移行ｍ接において様
々の条件下でも正確に大電流期間の終了時期を定めるこ
とができ、かつ短絡ｊＪｌ間の現象を制御できるだけの
応答速兜をもった装置により、スパッタを減少させるこ
とのできる溶接電源装置を提供することを目的とするも
のである。

以下にこの発明の一実施例を図面とともに説明する。

第２図および第３図を用いて、本発明の詳細な説明する
。第２図において、６は所定の電圧を出力する直流電源
、７は電流検出器、８は電圧検出器である。電源６の一
端子から給電ケーブル９を通してコンタクトチップ１０
に通電される。溶接ワイヤ１１はコンタクトチップ１０
を通して母材１３に向けて送給され、溶接ワイヤ１１と
切材１３間にアーク１２が生じているが短絡時にはアー
クは消失している。一方電源６の他端子はアースケーブ
ル１４を用いて母材１３に接続されている。

短絡時において電流が１（アンペア）、電圧が■（ボル
ト）、給電ケーブル９の抵抗がＲ　１、コンタクトチッ
プ１０と溶接ワイヤ１１との接触抵抗をＩ（２、ワイヤ
エクステンション中の抵抗をＲ３、ワイヤ先端の溶融部
分の抵抗をＲＡ、母材とアース端子部の接触抵抗を１（
４、アースケーブル１４の抵抗１（５とすると下式（１
）が成立する。

Ｖ　＝　Ｔ　（Ｒ−Ａ＋に１−１−Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４，
−１−Ｒ５）　・・・（１）１ζ１〜１り５は、溶接場
所の変化、給電ケーブル長の変化、給電ケーブルの温度
変化、アース端子の取付方法の変化などにより変わり、
溶接中であってもエクステンションの変動によって変わ
る。しかし、１回の短絡期間中においては、短絡期間が
１ｎ’ｌ　ｓｅｃないし５　ｒｎ　ｓｅｃであるので一
定と考えて良い。

いまとこで　ＲＢ＝Ｒ１±Ｒ２−１−Ｒ３＋Ｒ４十に５
とおくと（１）式は Ｖ　＝　Ｉ　（ＲＡ−１−ＲＢ　）　＝ＶＡ−ｔ−ＶＢ
　　　　　　−（２１ここで、ＶＡはワイヤ先端溶融部
で降下する電圧Ｖ、ｎは先に述べた給電ケーブル９やワ
イヤエクステンション中で降下する電圧である。電圧検
出器８が検出する電圧Ｖは以上のことがらＶＡとｖＢが
加算されたものである。

第３図において、時点Ｅ１はｉ’ｌ’ｙ　１図の３に示
しだ短絡が確方になっている短絡中期に相当し、時点Ｅ
２は第１図の４に示しだ溶滴にくびれが生じた短絡後間
に相当し、時点ｔ４（ｒ３’、第１図の５に示したアー
ク１ｌｆｉ：少時に相当する。

従来技術の欠点を再度、第３図を用いて説ＩＪＩすると
、ある条件下の場合（実線で示す）、電圧検出器８で検
出した値がＶＭに等しくなった時に大電流期を終了する
ように電源を駆動すると電流の減少はわずかに遅れるが
時点【４前に電流が減少してスパッタは生じない。しか
し、前述のＲ１′％が何らかの安置で小さい場合には、
ＶＢが小さくなり、Ｖ　−ＶＡ−１−ＶＢは破線で示す
ように実線の場合より市川■が小さくなる。このため■
λ４になる時点は、チーｌ１１丁生ずる［４の時点の直
前である時点Ｉ３　であるため、大電流期を終了とする
ように電源を１１１動しても電流の減少のわずかな遅れ
が原因して時点Ｌ４では外だ大電流が流れており、スパ
ッタが生じる。【２の時点で大電流期の終了を電源に指
示するためには、電圧がＶＭになった時ではな（ＶＭ／
になった時とする必要がある。ところがワイヤのエクス
テンションなどは１秒後には変化しているので実質上、
ＶＭからＶＭ／に検出レベルを変化させることはできな
い。

そこで本発明は、ＲＢの変動によるｖＢの変動を取り除
き、ワイヤ先端のくびれの抵抗変化分だけを取り出せる
ようにしたものである。第３図において短絡期間中の最
低電圧を示す時点Ｌ１の電圧Ｖｉ＝、　くびれが発生す
る時点Ｅ２の電圧をＶＭとすると ＶＨ−＝　　ＶＡＬ−１−ＶＢＬ＝’　（ＲＡＬ＋ＲＢ
Ｌ）　　・・・・・・（３）ＶＭ　　＝　　ＶＡＭ−４
−ＶＴ３Ｍ＝Ｉ　（ＲＡ、Ｍ−１−ＲＢＭ）　　・・・
−・１４．］と表現でき、ΔＶ−ＶＭ−■■−とすると
△Ｖ＝ＶＭ−Ｖｒ−＝　Ｉ　（ＲＡＭ−ＲＡ、ｒ−）　
＋　（ＲＢＭ−ＲＢＩ−）・・・・・・（５） である。Ｐ−ＲＭとＲＢＴ−は給電ケーブルやワイヤエ
クステンションに左右される抵抗であるが、【１０謂失
の低光ＲＢＬ　とＬ２　時点の抵抗ＲＢＭは、【１とｔ
２の間隔△ｔ　＝　ｔ　２−ｔ　１が非常に短かい。す
なわち、短絡期間が１ｍ５ｅｃ〜５ｍ５ｅｃであるので
０．５ｍ５ｅｃ〜２、５　ｍ　ｓｅｃ程度であり、（少
々くとも５”ｓｅｃを越えることはない）この鎧時間の
うちに１（１３は変化することはなく、１回の短絡期間
中にはＲＢ　＝　Ｃｏｎ　ｓ　ｔであり従ってＲ］ＨＬ
−ＲＢＭ　とすることができるので（５）式は、 △■二ＶＭ−Ｖ　Ｉ−、＝　Ｉ　（艮ＡＭ−ＲＡｒ−）
−ＶＡＭ−ＶＡｒ−・・・・・・（６） となる。（６）式は、１１時点すなわち第１図の３のワ
イヤ溶融端の電圧降下と１２時点すなわち第１図の４の
ワイヤ溶融端にくびれが生じた時の電圧降下の差が△Ｖ
であり、この△Ｖは電圧倹１」ｉ器により検出された〜
１ＭとＶ）−の差であることを意味している。従って短
絡期間中の■■７を記憶しておき、その後の電圧ＶＭと
の差がある設定値△■になった時に、大電流期間の終了
時点とし、電流を下げるように電源を駆動すれば第３図
（１））の実線で示すように１４時点前に電流を下げる
ことができ、スパッタの発生を防止し得る。

溶接中にエクステンション長さが変化したり、溶接場所
が変わったりした時にＲＢが変化し、第３図（ａ）に示
すように電圧特性が変わった場合は、（７）式が成立し
、 △咋ＶＭ’−Ｖ　ｒ−’＝　Ｉ　（ＲＡＭ’−ｒ（ＡＬ
’）　−１−Ｉ　（ｌＪ１’Ｍ−Ｒ−Ｂ　ｒ−’）・・
・・・・（７） ここにおいても、前述の理由から、−回の短絡期間中に
はＲＢＭ＝　Ｒｎ　ｒ−であるから、ΔＶ’−ＶＭ′−
Ｖ　Ｌ’−１（ＲＡＭＩ’−４ｔＡ　Ｉ−’）　−ＶＡ
４−ＶＡ　Ｉ’、　　・　　ｔｓ＋ＲＡ’ｌ−、ｌ＜Ａ
Ｑ　　はそれぞれ第１図の３と４の状態のワイヤ先端の
溶融部の抵抗であるから（５）式（６）式の場合と同じ
値をとり、ＲＡＬ＝ＲＡｌ−、ＲＡＭ＝１’−ＡＭであ
り、ＶＡＭ＝ＶＡＭ、　　Ｖｈｒ−＝ＶＡｒ−トｉル（
８）式１ｒｉ△ｖ’−ｖＭ′−Ｊ’−ＶＡＭ−ＶＡＬ−
ＶＡＭ−ＶＡＩ−△い・（９）となる。（９）式は△■
（Δ■であり、ΔＶは常に変化ぜす、△■′すなわち△
■は、ＶＭ′−ｖＬと等しいことを意味する。ｖＭ′と
Ｖｌ−の差がΔｖ′（−△Ｖ）と等しくなる時点は、第
３図（ａ）に示す、１２時点であり、前記の実線の場合
の条件と同じ時点で、大電流期間の終了を電源に指示す
ることによって第３図（１〕）の点線ではなく実線の電
流となり【４前に電流が低下するのでスパッタは発生し
ない。

」１記に説明したように、短絡期間にＶＡ４どｖｌ−を
検出してその差が設定された△Ｖ値と等しくなる時を大
電流期間の終了とする制御によれは、エクステン７ョン
等の変化による外部的要因の電圧降下分を取り除き、ワ
イヤ先；、ｉｉｊ溶融部の電圧降下分だけを取り出して
フィードバックできるので、スパッタが安定して減少す
る。

１１　（−の測定および記憶を短絡開始直後から行って
も実用に値する場合もあるが、よりスパッタの減少を確
実にするためには第３図（１））に示す１０時点以後す
々わぢ短絡電流がほぼ一定に達した以後が望ましい。

短絡電流は一定とする必要があるが、平均上流１５０Ａ
〜２５０Ａ程度の１易合、短絡電流を４０ＯＡ固定とし
て実用化には十分である。しかし特殊用途で短絡電流を
可変とする方が射接上好寸しい場合にｄ：、以下のよう
にする。（６）式から△Ｖ＝ＶＭ□−Ｖｒ−＝ｒ（ＲＡ
Ｍ−ＲＡｒ−）　　　　−・−（１０１ＲＡＭとｋＡｌ
−はワイヤ径やワイヤ材質には影響されるがこれらが同
一のものであるかぎりは固有の定数をもったものである
からＲＡＭ−ＲＡＬ＝ｋ　　と置くことができるので、
（１０）式は ΔＶ　＝　ｋＩ　　　　　　　　　　　　　　・川・・
（１１）となる。（１１）式は△■が短絡電流値に定数
ｋを乗じたものであることを意味している。従って、Ｖ
ＭとＶｉ、の差が、短絡電流値を検出しその値に定数ｋ
を乗じた出力、すなわち△Ｖ（＝ｌｃＩ）に等しくなっ
た時に大電流期間を終了するように電源を駆動すれば、
短絡電流が変化してもスパッタを安定して減少させるこ
とができる。

ここで短絡電流を検出する代りに短絡電流の設定する基
準器などの信号を用いても良いことは言う壕でもない。

以上に述べた短絡時の電流電圧を側脚するためには、短
絡時間ｌ　ｍｓ〜５　ｍｓの１０倍以上の応答性すなわ
ち、少なくとも１００μｓ　に１回以上のフィードバッ
クコントロールできる電源が必要である。第４図は、こ
の条件を満足する電源の１つである。第４図に示した電
源はインバータ方式の電源で、３相交流２００Ｖを整流
器１５で直流にし、インバータ１６で５　ＫＨｚ　　以
」二の交流に変１負し、この交流をトランス１７で溶接
に個した電圧に降下さぜた後、整流器１８で整流し、リ
アクトル１９を通してコンタクトチップ１０に電力を供
給する。コンタクトチップ１０を通してワイヤ１１が送
給され、母材１３との間にアーク１２が形成される。電
圧検出器２０、電流検出器２１の信号を受けてインバー
タ制御回路２２が所望の電流、電圧出力が得られるよう
にインバータのパルス幅を制御する。

インバータの周波数が５ＫＴｌｚ　　の場合には１周期
に２回のフィードバックコントロールが可能となるので
１．１５０００Ｘ２安すなわち１００μｓに１回フィー
ドバックすることができる。短絡溶接現象を制御するた
めにはインバータの周波数は高いほど望ましいことは言
うまでもない。

以下に実施例をさらに詳細に説明する。第５図において
、 商用周波数３相交流（２００ｖ）がダイオード２３〜２
８により整流され、ベース駆動回路３０、３１がトラン
ジスタ３４．３５を同時にＯＮさぜるとトランス４２の
］次側を矢印への方向に電流が流れ、次にベース駆動回
路３０．３１がトランジスタを同時にＯＦ　Ｆ　した後
、ベース１駆動回路３２．３３がトランジスタ３６．３
７をＯＮさせると、トランス４２０１次側を矢印Ｂの方
向に電流が流れる。このようにして、電流がトランス４
２の１は 次側を交番して流れる。この周波数’、（）Ｋｌ−１ｚ
　以上の高い周波数で行なう。トランス４２は、適当な
巻数比を有しており、溶接に適した電圧がトランス４２
の２次側に発生する。ここにおいてダイオード３８ない
し４１は、トランス４２の一次巻線が入力電圧以」−に
なると導通し、トランス４２の一次巻線電圧が入力電圧
以上にならないようにクランプすると同時にトランジス
タ３４〜３７がＯＦＦした時、トランスの一次巻線に蓄
積されていたエネルギーを入力電源に帰環させる働きを
もっている。

トランス４２の２次側の出力はダイオード４３ないし４
６により再び整流され、リアクトル１９を通してコンタ
クトチップ１０に供給される。コンタクトチップ１０中
をワイヤ１１が；ｉｆｉ過する時にワイヤ１１に給電さ
れ、ワイヤ１１と旬月１３の間にアークが発生ずる。な
おリアクトル１９（は省略してよい場合もある。

インバータの出力端子１００と１０１の電流または電圧
は、ｌ−ランジスタ３４．３５および３６゜３７のＯＮ
時間とトランジスタ３４，３５，３６゜３７のＯＪ”Ｆ
’待時間比を変えることで調整される。

２０は電圧検出器、２１は電流検出器である。

以下にスパッタを減少させるように前述の電源の出力を
制御する回路について説明する。

第５図において、出力端子１００　、１０１に接続され
だ電圧検出器２０は該出力端子１００゜１０１間に加え
られる直流電圧に対応した大きさを有する検出電圧信号
を出力する。

上記電圧検出器２０の出力端子はアーク発生時における
端子１００，１０１間の出力電圧を制御する誤差増幅器
６１の一方の入力端子に接続され、該誤差増幅器６１の
他方の入力端子はアーク電圧設定器６２に接続される。

一方、電流検出器２１は尚該電源装置の出力電流に比例
した信号を生じる。この電流検出器２１の出力端子は出
力電流制御用の誤差増幅器６３の一方の入力端子に接続
されるとともに、該誤差増幅器６３の他方の入力端子は
短絡電流設定器６４に接続される。

各誤差増１１ｆｆｌ器６１．６３の出力端子はそれぞれ
ダイオード６５．６６を介して、パルス幅設定器６７の
入力端子に接続される。

上記の構成においてアーク発生中は、電圧検出器２０の
信号と電圧設定器６２の信号が誤差増幅器 器６１によって比較増幅され、誤差増１シ１は両信号の
偏差に比例した信号を生じ、この信号がダイオード６５
を通してパルス幅設定器６７に送られ、パルス幅設定器
６７によって上記偏差に対応して設定されたパルス幅信
号がベース駆動回路３０゜３１と３２．３３に交互に送
られる。ベース駆動回路３０．３１および３２．３３が
トランジスタ３４、．３５および３６．３７を、前述の
設定パルス幅時６４．１だけ交互にＯＮさせることによ
り、電源の出力電工が、電圧設定器６２により設定され
た電圧になるよう制御される。

一方、短絡が発生するとアークが消失し、負荷インピー
ダンスが急激に減少するため電流が増加する。そして電
流検出器２１の信号と知略電流設定器６４の信号が誤差
増幅器６３で比較増幅され、ダイオード６６を通してパ
ルス幅設定器６３に入力されると前述の電圧の１易合と
同様に、電源の出力電流が、短絡電流設定２（６４の指
示する電流になるよう制御される。

また電圧検出器２０の出力端子は溶接ワイヤ１１と切材
１３間に印加される電圧の最低電圧を記憶する記憶器５
０に接続されるとともに、該記憶器５０の記１意動作を
制−１１するトリガ回路５１の比較器５２の一方の入力
端子に接続される。比較器５２の他方の入力端子には短
絡電圧とアーク電圧との間に相当する基準電圧を出力す
る基準電圧設定器５３と接続されている。比較器５２の
出力端子は上記記１意器５０に接続され、検出電圧が基
準電圧」：り低くなって比較器５２の出力が〃１〃にな
ると記憶器５０を起動して記憶器５ｏは電圧検出器２０
で検出された端子電圧の最低値を記憶するようになって
いる。

記憶器５０の出力端子は減算器５４の一方の入力端子に
接続されるとともに、この減算器５４の他方の入力端子
は電圧検出器２ｏの出力端子ど接続され、上記記憶器５
０に記憶された最低値と端子電圧との差△Ｖ（第３図）
を演算する。

減碧器５４の出力端子は比較器５５の一方の入力端子に
接続されるとともに、該比較器５５の他方の入力Ｄ？Ａ
ｉ子はレベル設定器５６と接続され、がっ、出力端子は
アナログスイッチ５７に接続される。該アナログスイッ
チの入力端子は短絡後期電流設定器５８に接続されると
ともに出力端子は短絡電流低減用の誤差増幅器６ｏに接
続される。

」−記のような構成において、短絡時には電圧が低下し
、アーク発生時とは明らかな電圧差が生じる。トリガ回
路５１は電圧検出器２ｏの出力が基糸電圧設定器５３の
出力より小さくなった時に記憶器５０に１、［：憶開始
を指示する。この１．１−１ｍ’ｄ７Ｈ５０は記憶開始
後、電圧検出器２０の信じの最低値、ずなわぢ出力端子
−１００と１０１の最低電圧を記１意する。そして７１
．［コ＞−器５４は、電圧検出器２０と記１意甜５０の
信月の）６を出力する１、さらに、ｌｌ５ｔ咬器５５は
、減算器５４の出力がレベル設凭：器５６定 の設置ｒＬより大きくなった時にアナログスイッチ５７
／′＼ をＯＮとして短絡後回電流設定’Ａ：’ｆ、　５８の信
けが誤差増幅器６０に入力され、短絡後期電流設定器５
８の信号と電流、険ｉ’、Ｉ’、ｔ　Ｗ　２１の信閃の
偏；′（１が誤差増幅器６０により比り佼増幅されて、
電源の出力電流は、短絡後期電流設定器５８の指示する
電流値になるように制御される。ここにおいて、図示し
ていないが、アナログスイッチ５３がＯＦ　Ｆ　してい
るＩＩＳには、短絡電流設定器６４の指示する電流値よ
り大きい電流設定値、または、電流を制’、Ｌｌｉ！　
Ｌない信号が誤差増幅器６０に入力されるよう構成され
ている。

ダイオード６５，６６．６８はいわゆるダイオードＯＲ
を構成し、誤差増幅器６０，６１．６３のいずれか１つ
の条件が満足されるパルス幅がパルス幅設定器６７で設
定される。

以下に本電源の動作を説明する。短絡後期電流設定器５
８が出力電流２００Ａに相当する信号を発生し、短絡電
流設定器６４が出力電流４００Ａに相当する信号を発生
し、電圧設定器６２が出力型ＩＥ２３Ｖに相当する信号
を発生しているとし、溶接ワイヤ１１が平均電流２１Ｏ
Ａに相当する速度で送給されている場合、アーク発生中
は、２３Ｖ−１８０Ａ程度となり、この時アナログスイ
ッチ５７はＯＦ　Ｆであり電流に制限をカえていない。

従って、誤差増幅器６０，６１．６３はそれぞれ電源に
対してωＡ、４００Ａ、２３Ｖの出力を指示するがダイ
オードＯＲ回路により、２３ｖが満足されているので当
該電源装置の出力電圧は２３Ｖとなる。

次に溶接ワイヤ１１とワーク１３との間の短絡が発生し
た後でまだ比較器５５の出力がアナログスイッチ５７を
ＯＮしていない時は、誤差増幅器６０．６１．６３はそ
れぞれ、パルス幅設定器６７ＶＣ’ＡＪし、ｃｙ）Ａ、
４００Ａ、２３Ｖの出力をＩ’Ｍイぐしている。そして
当該電源装置ｉ：　２３　Ｖ出力を出そうとしているが
、短絡により、負荷インピーダンスが低下するため、負
荷電流が噌加し、出力端子電圧は２３　Ｖにならずに負
荷には４００Ａの電流が流れる。このとき誤差増幅器６
０，６１．６３の指示する値に対して短絡電流設定器６
４で設定された４００Ａが満足されるので、電源装置は
電圧に関係なく　４．０　ＯＡを出力する。短絡量にお
ける電源電圧は電圧検出器２０を介して比較器５２に印
加され、基準電圧設定器５３による設定器ＦＥと比較さ
れ、電源電圧が設定電子より低くなると比較器５２幻：
記憶器５０に最低電圧の記１意を開始する指令を与える
。そして電圧検出器２ｏから得られる検出電圧が最低に
なったとき、その最低１直ｖＬを記憶器５０に配憶する
。

次に短絡時間が経過し記憶器５ｏで記憶された最低値Ｖ
ｌ、と電圧検出器２０の出力ＶＭとの差が減算器５４で
演算され、その差がレベル設定器５６の設定値より大き
くなり、比較器５５がアナログスイッチ５７をＯＮとさ
せる。そして、短絡後期電流設定器５８の信号がアナロ
グスイッチ５７を介して誤差増幅器６０に入力される。

誤差増幅器６０，６１．６３はそれぞれ２００Ａ、４．
０ＯＡ、２３ｙの出力を電源に指示するが、後期短絡電
流設定器５８で設定された２００Ａの指示［直にしたが
って、誤差増幅器６０の出力が優先され２０ＯＡを目標
に電源の出力が決定されるだめ電源の出力電流Ｕ二４０
０　Ａから２００Ａに低下する。

このようにして短絡後期から後続のアーク発生１での開
電流が２０ＯＡという低い値であるためスパッタ発生が
減少する。

次のアーク発生期間においてアークが発生するとトリガ
回路５１が記憶器５０の記憶を消去する指示を行い結果
的にアナログスイッチ５７がＯＦＦとなり前述のアーク
発生中の動作に戻る。

スパッタの減少を確実にするために、第３図（ｌ〕）に
示すｔＱ　時点以後、すなわち短絡電流がほぼ一定に達
した後、記憶器５０の記憶を開始するととが有効である
と前述したが、これは、トリガ回路５１の内容を第６図
に示すように構成することで目的が達成される。

第６図において、電王検出滞２０の信号が、ｌグ絡電圧
とアーク電圧との間の電工に相当する信けを発生する基
弗Ｎ”ａ圧器７１の信号より小さい時に信号を発生する
比較器７２と、電流検出器２１の信号が短絡電流値斗た
け短絡電流値よりわずかに小さい電流に相当する信号を
発生ずる基準電圧設定器７３の信号と同じかまだは大き
くなった時、信号を発生する比較器７４と、比較器７２
．７４が両方とも信号出力した時に記憶を開始する指示
および比較器７２の信号出力がなくなったとき記憶を消
去さぜる指示を記憶器５０に対して行う論理回路７５か
ら構成されるトリガ回路５１により、短絡時でかつ電流
が短絡電流値に達しだ時に記憶を開始し、アークが発生
するど記憶を消去することができる。

また短絡電流を可変にする場合においてもスパッタの減
少を確実にするためには、レベル設定器５６を第７図に
８０で示すように構成すれば良い。

即ち電流検出器２１の出力をフィルタ回路８１で波形整
形した後、乗算器８２である定数ｋを乗じ比較器５５に
入力する。ここで乗算器８２は演算増幅器Ｑと抵抗ＲＩ
Ｏ，Ｒ１１で第７図のように構成すれば良く」−記した
定数にはＲ１１／Ｒ１，０である。このようにしてレベ
ル設定器８０はｋ・Ｉ（−△■）を比較器５５に入力す
るので前述したように短絡電流を変化させる特殊用途に
おいてもスパックを確実に減少させることができる。こ
こにおいて、フィルタ回路８１は電流波形が滑らかな場
合は必要としない。

以−Ｉ−詳述したようにこの発明によれば、アーク発生
と短絡とをくり返しつつ溶接を行なう短絡移行溶接用の
電源装置において、溶接ワイヤと母材との短絡時におけ
る最低電圧を各短絡サイクル毎に記憶器に記憶して、電
源装置の端子電圧が上記記憶した最低電圧より所定値だ
け高くなったとき短絡電流を抑制して、アーク発生へ移
行するようにしたから、短絡終期に生じるスパッタを効
果的に防Ｉ」−することができるようになり、したがっ
てワイヤの溶接効果の向上、母材に句着するスパッタの
除去エイ？の省略ができる−１−、ノズルに付着したス
パッタを取るため余儀なくされている溶接中断の回数が
大幅に減少することから、長時間連続溶接が可能となる
。長時間連続溶接が可能になる効果は単にアーク発生時
間の労働時間に占める割合が増加するばかりでかく、現
在急激に適用拡大が進んでいる溶接作業のロボット化に
おいてもノズルに付着したスパッタの除去回数が大幅に
減少するため、はとんど無人化に近い状態で運転できる
などの効果があり、工業的に非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は短絡移行溶接の過程を示し、（ａ）は溶滴移行
過イ？、（１））は電圧波形、（Ｃ）　ｄ電流波形を示
す。 第２図は短絡移行溶接装置の一例を示す回路図、第３図
はアーク再生前に電流を低下さぜる時点を検出する方法
の説、門口、第４図はインバータ方式の溶接電源の概略
を示すブロック図、第５図は本発明の一実施例を示す１
す１路図、第６図に１、第５図の実施例に用いられるト
リガ回路の他の変形例を示す回路図、第７図は第５図の
実施例に用いられるレベル設定器の詳細な回路図である
。 ６・・・電源、７・・・電流検出器、８・・・電圧検出
器、９・・・給電ケーブル、１０・・・コンタクトチッ
プ、１１・・・溶接ワイヤ、１４・・・アースケーブル
、１９・・・リアクトル、２０・・・電圧検出器、２１
・・・電流検出器、３０〜３３・・・トランジスタ、４
２・・・トランス、４３〜４６・・・ダイオード、５０
・・・記憶器、５１・・・トリガ回路、５２・・・比較
器、５３・・・基準電子設定器、５４・・・減算器、５
５・・・比較器、５６・・・レベル設定器、５７・・・
アナログスイッチ、５８・・・短絡後期電流設定器、６
０・・・誤差増幅？斗、６１・・・誤差増幅器、６２・
・・電圧設定器、６３・・・誤差増幅器、６４・・・電
流設定器、６５．６６．６８・・・ダイオード、６７幅 特許出願人　ムラセ工業株式会社　　外１名代理人弁即
士青山　葆外２名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）短絡とアークが交互に発生する短絡移行溶接に用
   いる溶接用電源装置において、電源装置の出力電圧を検
   出する電圧検出器と、短絡時において出力電圧の最低値
   を記憶する記憶器と、記憶の開始、消去を前記記憶器に
   指示するトリガ回路と、レベル設定器と、前記電圧検出
   器で検出される出力電圧と、前記記憶器に記憶された出
   力電圧の最低値との差が前記レベル設定器の出力信号よ
   り犬となった時に信号を出力する比較器と、短絡後期電
   流設定器と、溶接電力出力部とを備え、前器比Ｉ咬器の
   信号を受けて、前期短絡後期電流設定器の指示する電流
   を電力出力部が出力することを特徴とする溶接用電源装
   置。 （２）トリガ回路が、短絡時かアーク発生時かを判別す
   る第２の比較器を含み、短絡時に記憶開始、アーク発生
   時に記憶消去を記憶器に指示することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の溶接用電源装置。 ｆ３１トＩＪガ回路が、短絡時かアーク発生時かを判別
   する第２の比較器と、帰路電流が設電［直に達したか否
   かを判別する第３の比較器と、第２の比較器および第３
   の比較器の出力を受けて、記憶器への指示を決定する論
   理回路から構成され、短絡時でかつ短絡電流が設定値に
   達しだ時記憶開始を、アーク発生時に記憶の消去を記憶
   器に指示することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の溶接用電源装置。 （４）レベル設定器が電源装置から出力される電流を検
   出する電流検出器と乗算器から１１１ｊ成され、電流検
   出器の信号にある定数を乗算した値をレベル設定器の出
   力信号とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の溶接用電源装置。 （５）電力出力部は１次側整流器、インバータ、トラン
   ス、２次側整流器から構成され、インバータ周波数が５
   に目１以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   」〔１ないし第４項に記載の許接川軍源装置。