JPS5886979A - 非消耗性電極式ア−ク溶接用電源の制御方法 - 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】 本発明はティグ溶接など非消耗性電極式アーク溶接に用
いる直流垂下特性の溶接電源の制御方法に間予る。

直流垂下特性の溶接電源を用いる非消耗性電極式アーク
溶接においては、通常、全自動および半自動を問わず、
そのアークスタート法として高周波アークスタートが採
用されている。これは、直流垂下特性の溶接電源を用い
た場合、その外部特性上、短絡時にも溶接時と同じ大電
流が流れ、タングステン電極等が被溶接材に溶着して溶
接金属を汚染したり、あるいは電極先端が溶融して丸み
を帯びアークが不安定となるためである。高周波を併用
するこの電源は、非消耗性電極を被溶接材に接触させる
ととなくアークを発生させることができる反面、高周波
発生装置が必要であるため高価となり、大型化および大
重量化がさけられず、高周波による電波障害あるいは他
の機器への悪影響を防止するための対策が必要である他
、溶接中に短絡すると非消耗性電極に溶接電流程度の大
電流が流れ非消耗性電極先端が溶融する欠点があった。

本発明は、高周波を併用すると・となくアークスタート
でき、かつ短絡時における非油２電極の溶△ 融を防止することができる非消耗性電極式アーク溶接用
電源の制御方法を提供することを目的とし、その要旨は
、直流垂下特性の溶接電源を用いて非消耗性電極式アー
ク溶接をするに際し、溶接電圧を検出し、その検出電圧
を予め設定した下限溶接電圧と比較し、前記検出電圧が
下限溶接電圧以下の場合に、低溶接電流特性の外部特性
を前記溶接電源に付与することを特徴とする非消耗性電
極式アーク溶接用電源の制御方法にある。

以下、本発明の実施例を示す図面を参照して具体的に説
明する。

第１図において、１は直流垂下特性の溶接電源で、交流
を整流制御素子等で直流に整流する、いわゆる整流器型
または直流発電機を内燃機関またはモータで駆動する発
電機型のものが使用しうるが、小型軽量化の容重な整流
器型のものを用いた場合について説明する。溶接電”源
１の出力端子はタングステン電極などの非消耗性電極２
および被溶接材３にそれぞれ接続されると共に、溶接電
圧を検出する溶接電圧検出部４に接続されている。

検出部４の出力は比較器５とゲート回路６の信号入力端
子にそれぞれ入力される。比較器５はその他の入力端子
に下限溶接電圧を設定する下限溶接電圧設定部７が接続
され、出力端子にゲート回路６のゲート入力端子が接続
されている。溶接電流制御部８は溶接電源１′に接続さ
れ、ゲート回路６の出力信号が入力される。この溶接電
流制御部８は溶接電流設定部９と短絡電流設定部１ｏを
含み、ゲート回路６からの出力信号に応じて通常の溶接
・電流の外部特性と低電流特性の外部特性を溶接電源１
に付与する。

以上の如く構成された溶接電源を用いてティグ溶接を行
なう場合、まず、アークスタートは次のように行なわれ
る。すなわち、溶接装置の駆動モータ等により非消耗性
電極２を降下させてその先端を被溶接材３に軽く突当て
た後、少し上昇させて離隔する。非消耗性電極先端が被
溶接材３に突当てられて短絡すると、検出部４の検出電
圧は零になり、これは下限溶接電圧設定部７にょシ設定
された下限溶接電圧（通常、５■程度に設定される）以
下であるため、比較器５からの出力信号によりゲート回
路６が開き、その信号入力端子に加えられた検出部４か
らの信号が信号出力端子に伝達され、該信号は溶接電流
制御部８に入力される。

このため溶接電流制御部８は短絡電流設定部１゜による
低溶接電流特性の外部特性（第２図、曲線ＡＢ参照）を
溶接電源に付与し、前記信号に従って出力電流を減少さ
せる。従って、短絡時は短絡電流設定部１０により設定
された短絡電流、すなわち、通常の溶接電流に比較して
充分に小さく、アーク発生可能な電流（実用上は、約１
ＯＡに設定される）が非消耗性電極−被溶接材間に流れ
る。

非消耗性電極２が被溶接材３から離隔されると、非消耗
性電極と被溶接材との間には低電流によるアーク、いわ
ゆる微小アークが発生する。非消耗性電極と被溶接材と
の距離が離れるにつれて両者間の電圧が上昇するが、そ
れと同時にゲート回路６からの出力信号が増大し、その
信号に応じて溶接電流制御部８が溶接電源の出力電流を
増大させるので、溶接電流は第２図の曲線ＡＢに沿って
増大する。検出電圧が下限溶接電圧を超えると、ゲート
回路６が閉じ、検出部４からの信号が阻止され、溶接電
流設定部による通常の溶接電流特性の外部特性（第２図
曲線ＣＤ参照°）に戻り、溶接が開始され、曲線ＣＤ上
のＥＦで示される通常の溶接電流領域で溶接が進行する
。

溶接中、何らかの原因で溶接電圧が適正領域か、外ゎ１
、ＦＥヵ８エヮえや、エヮ乍、ヶつぇ、８、　　　　　
□“□上記の場合と同様、ゲート回路６が開き、検出部
４の信号が溶接電流制御部８に入力され、溶接電源は第
２・図中曲線ＡＢで示される外部特性を付与されるので
、短絡しても大電流が流れることがなく、非消耗性電極
のタングステンが大量に母材に混入されることが阻止さ
れる。

第３図は他の実施例を示すもので、この実施例においで
は、非消耗性電極保護回路は、前記実施例における溶接
電流制御部８およびゲート回路６の代りに、スイッチン
グ回路１１を含む。

この例では、溶接電圧検出部４の検出電圧が下限溶接電
圧設定部７からの下限溶接電圧Ｖ日よりも低い場合、例
えばアークスタート時あるいは溶液中短絡した場合、比
較器５から信号が出てスイッチング回路１１に入力し、
溶接電源１には溶接電流設定部９からの出力が阻止され
、短絡電流設定部１０からの出力が伝達され、該溶接電
源１は第４図の曲線Ｈｌで示される低溶接電流特性の外
部特性を付与され、非消耗性電極２には短絡電流設定部
１０により設定されたＩＯＡ程度の電流Ｉｓが流れる。

検出電圧が下限溶接電圧Ｖ日を超えると瞬時にスイッチ
ング回路１１への入力が消失し、短絡電流設定部】０か
らの出力が阻止され溶接電流設定部９からの出力が伝達
されて、溶接電源１は通常の溶接電流特性の外部特性に
復帰する。

以上説明したように、本発明によれば、出力電圧が溶接
域から外れ、予め設定された下限溶接電圧以下になると
、溶接電源の外部特性が低溶接電流特性に変化するので
、短絡アークスタートを行なうことができ、従って、°
高周波発生装置の使用およびその使用に伴なう問題対策
などの必要がなく、しかも短絡電流が通常の溶接電流に
比して充分に小さいため非消耗性電極の溶融およびその
溶融に伴なう溶接金属の汚染等の自照がないなどの効果
を奏し、小型、軽量かつ安価な電源とすることができる
などの利点を有する。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、種々に変形することができるのは言うまでもない。

例えば、下限電圧設定器を下限電圧と上限電圧とを設定
する電圧設矩器に変え、第５図に尽すように、出力電圧
が上限電圧ｖｍ（通常的２０■）以上に達した場合にも
低溶接電流となる外部特性を付与するようにしてもよい
。

また、非消耗性電極と被溶接材間に電流が流れていない
場合は低電流特性の外部特性を持つようにしてもよい。

この特性を付与することによりアークスタート時の応答
速度の問題も充分に解決できる。短絡を検出してから低
電流に切り換える時間を充分に短くする必要があるが本
特性では最初低電流特性であるからとの時間が０となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る溶接電源の一実施例を示すブロッ
ク図、第２図はその外部特性を示すグラフ、第３図は他
の実施例を示すプロ′ツク図、第４図はその外部特性を
示すグラフ、第５図は第３図の溶接電源の変形例の外部
特性を示すグラフである。 １〜溶接電源、２〜非消耗性電極、３〜被溶接材、４〜
溶接電圧検出部、５〜比較器、６〜ゲ一ト回路、７〜下
限電圧設定部、８〜溶接電流制御部、９〜溶接電流設定
部、１０〜短絡電流設定部、１１〜スイッチング回路。 特　許　出　願　人　　株式会社神戸製鋼所代　理　人
　弁理士　　青白　葆　ほか１名端２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流垂下特性の溶接電源を用いて非消耗性電極式
   アーク溶接をするに際し、溶接電圧を検出し、その検出
   電圧を予め設定した下限溶接電圧と比較し、前記検出電
   圧が下限溶接電圧以ｆの場合に、低溶接電流特性の外部
   特性を前記溶接電源に付与することを特徴とする非消耗
   性電極式アーク溶接用電源の制御方法。