JPS5852745B2 - プラズマア−ク起動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プラズマアーク溶接機のプラズマアーク起動
装置に関し、溶接トーチと母材（被溶接材）との間にプ
ラズマアークを確実に起動してプラズマジェットを失敗
なく生起しうるプラズマアーク起動装置を提供するもの
である。

プラズマアーク溶接機は、溶接トーチ内の電極と拘束ノ
ズルとの間に予め小電流のパイロットアークを点弧して
おき、溶接トーチの拘束ノズルから母材に向けて噴射さ
れるアルゴン等のプラズマガスをイオン化し、このイオ
ン化されたプラズマガス流を通じて前記電極と母材間に
プラズマアークを起動することにより高温高速のプラズ
マジェット（アークプラズマ）を生起するものである。

従来より前記のプラズマアークの起動を確実となすため
に種々の工夫がなされており、例えは、プラズマアーク
起動後に溶接電源が無負荷電圧からアーク電圧に下がる
ことを電圧リレーで検知する方法、あるいはアーク電流
によって発生した磁界を磁気スイッチで検出する方法等
により、プラズマアークが正常に点弧されたことを識別
している。

しかしながら、これら従来法は、いずれも、プラズマア
ークが正常に点弧されたか否かをプラズマアークの起動
後に知ろうとするものばかりであって、プラズマアーク
の起動は、イオン化されたプラズマガス流がどのような
状態にあるかとは全く、関係なく、制御回路の制御シー
ケンスに従って行なわれており、プラズマアークの起動
に必らず成功するという保証はまったくなかった。

プラズマアーク溶接においてプラズマアークの起動が確
実でないと、溶接作業上程々の問題を生ずる。

例えば、短時間のうちにプラズマジェットの０Ｎ−ＯＦ
Ｆを伺回も繰り返す自動溶接においては溶接不良の原因
となり、また複数の溶接トーチを用いた多電極同時溶接
等においては、各溶接トーチが一斉にプラズマアーク起
動されないために、溶接トーチによっては母材の溶は過
ぎ、溶は落ち、未溶融等の欠陥が発生する。

また、プラズマアーク起動を確実ならしめるために溶接
トーチの電極位置や拘束ノズルの配置を厳密に調整した
としても、使用回数の増力口に従い、電極の変形、拘束
ノズルの摩耗・汚れ等によりアーク起動性が徐々に悪く
なることは避けられない。

本発明は、特許請求の範囲に記載した構成のプラズマア
ーク起動装置とすることにより上述欠点を解決したもの
で、事前に溶接トーチと母材間がアーク起動可能な状態
にあることを確認した後、溶接電源を投入して溶接トー
チの電極と母材間にプラズマアークを起動するよう構成
したもので、はとんど１００係のアーク起動率を遠戚で
き、従来のようなプラズマアーク起動の失敗がなくなる
という特徴を有する。

以下、図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明になるプラズマ起動装置の１実施例を
示し、１は溶接トーチ、２は溶接電源、３はパイロット
アーク電源、４は高周波電源、５は母材である。

これら１〜５の部材により構成される回路は、プラズマ
アーク溶接機にあって従来公知である。

本発明プラズマアーク起動装置は、従来公知のプラズマ
アーク溶接機において、溶接トーチ１の電極６と母材５
間に、高周波電源４を介して制御電源７と電流検知リレ
ー８等の電流検出手段を直列に接続し、該電流検出リレ
ー８の接点を溶接電源２内に組込み、電流検出リレー８
が作動したとき溶接電源２を回路中へ接続投入するよう
構成したものである。

電流検出リレー８には、必要に応じて調整抵抗９が接続
される。

また、図示例では、制御電源７と電流検出リレー８を、
高周波電源４を介して溶接トーチ１の電極６と母材５間
に接続したが、電極６と母材５間に直接接続しても側ら
支障はない。

図示構成において、プラズマアーク溶接に際しプラズマ
ジェット１１は次のようにして生起される。

最初に、溶接トーチ１内の電極６と拘束ノズル１０との
間に高周波電源４により高周波電流を短時間流してこの
間の絶縁を破壊する。

この絶縁破壊によってパイロットアーク電源３からパイ
ロットアーク１２が導かれ、常時点弧状態に維持される
。

前記電極６と拘束ノズル１０との間には、プラズマガス
と称するアルゴンガスが流されており、このプラズマガ
スが前記パイロットアーク１２を通過する際にイオン化
され、イオン化されたプラズマガスは拘束ノズル１０の
先端から母材５に向って噴射される。

拘束ノズル１０から噴射されたプラズマガス流は、イオ
ン化ガス流であるため十分な導電性を有しており、プラ
ズマガス流が母材５に接触すると、制御電源７−母材５
−プラズマガス流−電極６−高周波電源４−電流検出リ
レー８−制御電源７の電路が形成され、前記プラズマガ
ス流を通じて小電流が流れ、電流検出リレー８が作動す
る。

これによって、拘束ノズル１０から母材５へ向けて噴射
されたプラズマガス流が母材に正確に接触し、該プラズ
マガス流を通じてプラズマアークの起動が可能であるこ
とを検知する。

前記電流検出リレー８が作動すると、その接点により溶
接電源２が投入接続され、溶接電源２によりプラズマア
ークが電極６と母材５間に起動され、プラズマジェット
１１が生起される。

もし、前述において、拘束ノズル１０から母材５へ向け
て噴射されたプラズマガス流が伺らかの理由により母材
５に接触していない場合には、拘束ノズル１０と母材５
間は電気的に絶縁状態にあり、制御電源７から電流検出
リレー８に電流が流れることがないので、電流検出リレ
ー８は作動しない。

従って、プラズマガス流が母材５に確実に接触してアー
ク起動が可能であるときのみ溶接電源２が投入されるの
で、プラズマアークの起動に失敗することはない。

第２図は、本発明プラズマアーク起動装置の他の実施例
を示し、制御電源７と電流検出リレー８を溶接トーチ１
の拘束ノズル１０と母材５間に接続したもので、他の構
成は第１図と同様である。

なお、電流検出リレー８を作動する電流は、溶接トーチ
１の拘束ノズル１０、プラズマガス流の経路で流れる。

それ以外の動作は第１図のものと同様である。

以上説明した本発明装置によれは、溶接トーチと母材間
に接続された制御電源と電流検出リレー等の電流検出手
段により、溶接トーチから母材に向って噴射されるイオ
ン化されたプラズマガス流の状態を監視でき、事前にア
ーク起動可能な状態にあることを確認した後に溶接電源
の投入を行なうから、プラズマアークの起動が確実に成
功するという著効を奏する。

また、プラズマアークの起動が不可能なことを事前に知
ることができるので、溶接トーチの電極や拘束ノズル等
の消耗部品の交換時期の目安も簡単につけることができ
るという効果を有する。

さらに、本発明プラズマアーク起動装置によれは、多電
極同時溶接等においても、各溶接トーチに付設された前
記電流検出リレー等の電流検出手段がすべて作動したこ
とを条件として溶接電源を投入することにより、全溶接
トーチ同時に、一斉にプラズマジェットを生起すること
ができ、母材の溶は過ぎ、溶は落ち、未溶融等の溶接欠
陥を排除できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるプラズマアーク起動装置の第１の
実施例を示す図、第２図は第２の実施例を示す図である
。 １・・・・・・溶接トーチ、２・・・・・・溶接電源、
５・・・・・・母材、７・・・・・・制御電源、８・・
・・・・電流検出リレー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶接トーチの電極と拘束ノズル間に接続され、該電
   極と拘束ノズル間にパイロットアークを発生せしめる高
   周波電源及びパイロットアーク電源と、溶接トーチの電
   極と母材間に接続されたプラズマジェット生起用の溶接
   電源と、溶接トーチの電極又は拘束ノズルと母材との間
   に接続された制御電源と、前記パイロットアークによっ
   て生じたプラズマガス流を通じて前記制御電源から溶接
   トーチと母材間に所定値の制御電流が流れたときこれを
   検出し、前記プラズマジェット生起用の溶接電源をスイ
   ッチオンする電流検出手段とを備えたことを特徴とする
   プラズマアーク起動装置。