JPS5916672A - パルスア−ク溶接機 - Google Patents
パルスア−ク溶接機Info
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- JPS5916672A JPS5916672A JP12435582A JP12435582A JPS5916672A JP S5916672 A JPS5916672 A JP S5916672A JP 12435582 A JP12435582 A JP 12435582A JP 12435582 A JP12435582 A JP 12435582A JP S5916672 A JPS5916672 A JP S5916672A
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- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/09—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
- B23K9/091—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
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。
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、消耗電極式パルスアーク溶接機に関し、特に
溶接トーチの手ぶれなどの外乱に対して′ アーク長
を一定に保つアーク長補償機能を改善したものである。
溶接トーチの手ぶれなどの外乱に対して′ アーク長
を一定に保つアーク長補償機能を改善したものである。
消耗電極を用いたパルスアーク溶接は、比較的低い入熱
で溶滴をスプレー移行させるため、第１図に示すような
電流波形で行なわれる。ａは消耗電極（溶接ワイヤ）の
加熱溶融された溶滴をピーク電流Ｉｐによる電磁ピンチ
力で離脱させ、母材へ移行させるピーク区間、ｂは消耗
電極をベース電流Ｉｎで予熱する区間であり、ａ十すの
時間がパルス周期とよばれる。
で溶滴をスプレー移行させるため、第１図に示すような
電流波形で行なわれる。ａは消耗電極（溶接ワイヤ）の
加熱溶融された溶滴をピーク電流Ｉｐによる電磁ピンチ
力で離脱させ、母材へ移行させるピーク区間、ｂは消耗
電極をベース電流Ｉｎで予熱する区間であり、ａ十すの
時間がパルス周期とよばれる。
従来の消耗電極式パルスアーク溶接機は、溶接電源の外
部出力特性をピーク区間、ベース区間とも定電流特性と
なるように制御し、パルス周波数を変えて出力平均電流
を変化させているのが普通である。このような従来の消
耗電極式パルスアーク溶接機においてアーク長を補償す
る方法としては、第１図に示す要素のうち、（１ノピ一
ク区間ａの時間を変える方法、（２）ベース区間すの時
間を変える方法、（３）ベース電流値すを変える方法が
あった。
部出力特性をピーク区間、ベース区間とも定電流特性と
なるように制御し、パルス周波数を変えて出力平均電流
を変化させているのが普通である。このような従来の消
耗電極式パルスアーク溶接機においてアーク長を補償す
る方法としては、第１図に示す要素のうち、（１ノピ一
ク区間ａの時間を変える方法、（２）ベース区間すの時
間を変える方法、（３）ベース電流値すを変える方法が
あった。
しかし、出力平均電流と共にパルス周波数が変化するた
め、大電流域では第２図に示すようにベース区間すが消
滅し、ピーク区間ａのみの連続した波形とならざるを得
ない。この大電流域においてもアーク長補償は有効に働
かなければならないが、ベース区間すが消滅してしまっ
ているため、上記（２）、（３）の方法では機能できず
、また、電流波形がピーク区間ａの連続であるため、（
１）の方法でモ裕度のあるアーク長補償ができにくいと
いう欠点があった。
め、大電流域では第２図に示すようにベース区間すが消
滅し、ピーク区間ａのみの連続した波形とならざるを得
ない。この大電流域においてもアーク長補償は有効に働
かなければならないが、ベース区間すが消滅してしまっ
ているため、上記（２）、（３）の方法では機能できず
、また、電流波形がピーク区間ａの連続であるため、（
１）の方法でモ裕度のあるアーク長補償ができにくいと
いう欠点があった。
本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなくして、小
電流域から大電流域まで有効なアーク長補償機能を有し
、安定した溶接ができるパルスアーク溶接機を提供する
ことにある。
電流域から大電流域まで有効なアーク長補償機能を有し
、安定した溶接ができるパルスアーク溶接機を提供する
ことにある。
上記目的を達成するため本発明では、アーク電圧を検出
してその検出値が設定値と一致するようにピーク電流値
を制御し、一方、ベース電流を検出してその検出値が設
定値と一致するようにベース電流値を制御することによ
り、第３図に示すように溶接電源の外部出力特性をピー
ク区間では若干下降傾向をもつ定電圧特性、ベース区間
では定電流特性としたものである。
してその検出値が設定値と一致するようにピーク電流値
を制御し、一方、ベース電流を検出してその検出値が設
定値と一致するようにベース電流値を制御することによ
り、第３図に示すように溶接電源の外部出力特性をピー
ク区間では若干下降傾向をもつ定電圧特性、ベース区間
では定電流特性としたものである。
第３図においてアーク長が変化した場合を考えると、ア
ーク長がＬｏからＬｌに増大した場合は、ピーク区間に
おいてピーク電流値がＩｐｏからＩｐ＋に減少すること
により１パルス当りの溶滴径が小さくなり、このためア
ーク長は減少して設定アーク電圧に応じた元のアーク長
にもどる。また、アーク長がり。からＬ２に減少した場
合は、ピーク区間においてピーク電流値がＩｐｏからＩ
Ｆ５に増大することによりｌパルス当りの溶滴径が大き
くなり、このためアーク長は増大して設定アーク電圧に
応じた元のアーク長にもどる。
ーク長がＬｏからＬｌに増大した場合は、ピーク区間に
おいてピーク電流値がＩｐｏからＩｐ＋に減少すること
により１パルス当りの溶滴径が小さくなり、このためア
ーク長は減少して設定アーク電圧に応じた元のアーク長
にもどる。また、アーク長がり。からＬ２に減少した場
合は、ピーク区間においてピーク電流値がＩｐｏからＩ
Ｆ５に増大することによりｌパルス当りの溶滴径が大き
くなり、このためアーク長は増大して設定アーク電圧に
応じた元のアーク長にもどる。
大電流域において出力電流がピーク区間ａのみで支配さ
れる第２図のような場合モも、ピーク電流値Ｉｐを変化
させることは自由にできるので、アーク電圧を一定に保
つように制御するのは容易であり、充分に裕度のあるア
ーク長補償ができる。
れる第２図のような場合モも、ピーク電流値Ｉｐを変化
させることは自由にできるので、アーク電圧を一定に保
つように制御するのは容易であり、充分に裕度のあるア
ーク長補償ができる。
小電流域ではピーク区間ａよりベース区間すの方が長く
なるが、ピーク電流値のみを変化させても充分にアーク
長を制御することができる。Ｔ。
なるが、ピーク電流値のみを変化させても充分にアーク
長を制御することができる。Ｔ。
をピーク区間ａの時間、ＴＢをベース区間すの時間とす
ると、たとえばＩｐ ＝ ３８０ Ａ 、 ＩＢ ＝３
５Ａ、 Ｔｐ ＝４ｍｓのとき、平均電流■ｍ−１０Ｏ
Ａではパルス周期Ｔキ２１ｍ５となる。ピーク区間ａに
流れる電流の・ ３ ・ ３７２％となり、Ｉｐをわずかに変化させてもアーク長
を制御できることがわかる。
ると、たとえばＩｐ ＝ ３８０ Ａ 、 ＩＢ ＝３
５Ａ、 Ｔｐ ＝４ｍｓのとき、平均電流■ｍ−１０Ｏ
Ａではパルス周期Ｔキ２１ｍ５となる。ピーク区間ａに
流れる電流の・ ３ ・ ３７２％となり、Ｉｐをわずかに変化させてもアーク長
を制御できることがわかる。
ベース区間の外部出力特性を定電流特性としたのは、ア
ーク長が変化してもベース区間の入熱を一定に保ってア
ーク切れをなくすためである。
ーク長が変化してもベース区間の入熱を一定に保ってア
ーク切れをなくすためである。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第４図は本発明の一実施例図である。同図において、整
流回路１、電流制御トランジスタ２、フリ ライホイールダイオード３、平滑イアフタ４を主要部と
して構成された溶接電源は、電流制御トランジスタ２を
一定周期でオンオフ動作させ、その通流率を変えること
によってピーク電流とベース電流を流し、それらの重畳
された出力電流にょっテ溶接ワイヤ６と母材７との間に
パルスアーク８を発生させる。溶接ワイヤ６はワイヤ送
給制御回路１０で駆動されるワイヤ送給ローラ９によっ
てはぼ一定の速度で送給される。
流回路１、電流制御トランジスタ２、フリ ライホイールダイオード３、平滑イアフタ４を主要部と
して構成された溶接電源は、電流制御トランジスタ２を
一定周期でオンオフ動作させ、その通流率を変えること
によってピーク電流とベース電流を流し、それらの重畳
された出力電流にょっテ溶接ワイヤ６と母材７との間に
パルスアーク８を発生させる。溶接ワイヤ６はワイヤ送
給制御回路１０で駆動されるワイヤ送給ローラ９によっ
てはぼ一定の速度で送給される。
・ ４ ・
１１は電流制御トランジスタ２をオンオフ動作させるト
ランジスタ駆動回路、１２はパルス周波数設定回路１３
で設定されたピーク区間とベース区間の時間に応じてピ
ーク電流制御回路１４とベース電流制御回路１５からの
制御信号を切換えトランジスタ駆動回路１１へ伝送する
ピーク／ベース切換器である。
１ ピ一ク電流制御回路１４は、アーク電圧検出回路１６で
検出されたアーク電圧の平均値とアーク電圧設定回路１
７で設定された電圧値とを比較し、両者が一致するよう
にピーク電流値Ｉｐを、制御するための制御信号を発生
する。パルス周波数が高く出力平均電流の大きい領域で
は小電流域よりもアーク長が伸びるので、図示のように
パルス周波数設定回路１３で設定されるパルス周波数と
関連してアーク電圧設定回路１７のアーク電圧設定値を
一元的に設定することができる。一方、ベース電流制御
回路１５は、シャント抵抗５および電流検出回路１８に
より検出されたベース電流値とベース電流設定回路１９
で設定された電流値とを比較し、両者が−致するように
ベース電流値ＩＢを制御するための制御信号を発生する
。
ランジスタ駆動回路、１２はパルス周波数設定回路１３
で設定されたピーク区間とベース区間の時間に応じてピ
ーク電流制御回路１４とベース電流制御回路１５からの
制御信号を切換えトランジスタ駆動回路１１へ伝送する
ピーク／ベース切換器である。
１ ピ一ク電流制御回路１４は、アーク電圧検出回路１６で
検出されたアーク電圧の平均値とアーク電圧設定回路１
７で設定された電圧値とを比較し、両者が一致するよう
にピーク電流値Ｉｐを、制御するための制御信号を発生
する。パルス周波数が高く出力平均電流の大きい領域で
は小電流域よりもアーク長が伸びるので、図示のように
パルス周波数設定回路１３で設定されるパルス周波数と
関連してアーク電圧設定回路１７のアーク電圧設定値を
一元的に設定することができる。一方、ベース電流制御
回路１５は、シャント抵抗５および電流検出回路１８に
より検出されたベース電流値とベース電流設定回路１９
で設定された電流値とを比較し、両者が−致するように
ベース電流値ＩＢを制御するための制御信号を発生する
。
２０はピーク電流制限回路で、電流検出回路１８で検出
されたピーク電流１直がピーク電流リミッタ設定回路２
１の設定電流値をこえたとき、ピーク電流制御回路１４
の出力にかかわらず電流制卸トランジスタ２をオフにす
るように働く。２２はピーク電流制限回路２０の出力が
オフレベルになった時に導通するダイオードである。
されたピーク電流１直がピーク電流リミッタ設定回路２
１の設定電流値をこえたとき、ピーク電流制御回路１４
の出力にかかわらず電流制卸トランジスタ２をオフにす
るように働く。２２はピーク電流制限回路２０の出力が
オフレベルになった時に導通するダイオードである。
上記構成において、アーク電圧検出回路１６で検出され
たアーク電圧の平均値がアーク電圧設定回路１７の設定
電圧値より大きくなると、ピーク電流制御回路１４から
の制御信号は電流制御トランジスタ２の通流率を小さく
して、ピーク電流値Ｉｐを減少させ、アーク電圧の平均
値が設定電圧値より小さくなると、ピーク電流制御回路
１４からの制御信号は電流制御トランジスタ２の通流率
を大きくしてピーク電流値Ｉｐを増大させるように働く
。一方、電流検出回路１８で検出されたベース電流値が
ベース電流設定回路１９の設定電流値より大きくなると
、ベース電流制御回路１５からの制御信号は電流制御ト
ランジスタ２の通流率を小さくしてベース電流値を減少
させ、検出されたベース電流値が設定電流値より小さく
なると、ベース電流制御回路１５からの制御信号は電流
制御トランジスタ２の通流率を太き（してベース電流値
を増大させるように働く。
たアーク電圧の平均値がアーク電圧設定回路１７の設定
電圧値より大きくなると、ピーク電流制御回路１４から
の制御信号は電流制御トランジスタ２の通流率を小さく
して、ピーク電流値Ｉｐを減少させ、アーク電圧の平均
値が設定電圧値より小さくなると、ピーク電流制御回路
１４からの制御信号は電流制御トランジスタ２の通流率
を大きくしてピーク電流値Ｉｐを増大させるように働く
。一方、電流検出回路１８で検出されたベース電流値が
ベース電流設定回路１９の設定電流値より大きくなると
、ベース電流制御回路１５からの制御信号は電流制御ト
ランジスタ２の通流率を小さくしてベース電流値を減少
させ、検出されたベース電流値が設定電流値より小さく
なると、ベース電流制御回路１５からの制御信号は電流
制御トランジスタ２の通流率を太き（してベース電流値
を増大させるように働く。
これにより、第３図に示すように溶接電源のピーク部出
力特性は定電圧特性、ベース部出力特性は定電流特性と
なって、小電流域から大電流域までアーク長補償が有効
に機能すると共に、ベース区間においては一定の入熱が
確保される。
力特性は定電圧特性、ベース部出力特性は定電流特性と
なって、小電流域から大電流域までアーク長補償が有効
に機能すると共に、ベース区間においては一定の入熱が
確保される。
第５図は本発明の他の実施例図である。本実施例はピー
ク電流制御トランジスタとベース電流制御トランジスタ
を別個に設けたもので、これに伴って電源回路中のフラ
イホイールダイオード、平滑リアクタ、電流検出用シャ
ント抵抗、および制御用のトランジスタ駆動回路、電流
検出回路なども２組必要とするが、基本的構成および機
能においては第４図の実施例と変わりがないので、第４
・ ７ ・ 図と対応する部分に同一符号を付して示すだけで説明は
省略する。第５図中の添字ａを付した部分はピーク用、
添字すを付した部分はベース用であり、ピーク／ベース
切換器１２はピーク区間のみオンとなってピーク電流を
発生させる。
ク電流制御トランジスタとベース電流制御トランジスタ
を別個に設けたもので、これに伴って電源回路中のフラ
イホイールダイオード、平滑リアクタ、電流検出用シャ
ント抵抗、および制御用のトランジスタ駆動回路、電流
検出回路なども２組必要とするが、基本的構成および機
能においては第４図の実施例と変わりがないので、第４
・ ７ ・ 図と対応する部分に同一符号を付して示すだけで説明は
省略する。第５図中の添字ａを付した部分はピーク用、
添字すを付した部分はベース用であり、ピーク／ベース
切換器１２はピーク区間のみオンとなってピーク電流を
発生させる。
上記各実施例は電流制御用スイッチング素子としてトラ
ンジスタを用いた例であるが、サイリスタを用いても同
様に構成できる。
ンジスタを用いた例であるが、サイリスタを用いても同
様に構成できる。
以上説明したように本発明によるパルスアーク溶接機は
、アーク電圧の変化に対応するピーク電流値の制御によ
り小電流域から大電流域までアーク長補償が有効に働き
、かつベース電流の定電流制御によりベース区間では一
定の入熱を確保できるので、比較的簡単な構成で外乱に
対してアークを安定に維持し、良好な溶接結果を得るこ
とができる。
、アーク電圧の変化に対応するピーク電流値の制御によ
り小電流域から大電流域までアーク長補償が有効に働き
、かつベース電流の定電流制御によりベース区間では一
定の入熱を確保できるので、比較的簡単な構成で外乱に
対してアークを安定に維持し、良好な溶接結果を得るこ
とができる。
第１図はパルスアーク溶接の説明図、第２図は同じ（大
電流域での出力電流波形図、第３図は本発明の機能説明
図、第４図は本発明の一実施例を・ ８ ・ 示すブロック図、第５図は他の実施例のブロック図であ
る。 ■＝溶接電源の整流器 ２：電流制御トランジスタ ６：溶接ワイヤ ７：母材 ８：アーク ９：ワイヤ送給ローラ １０：ワイヤ送給制御回路 １１：トランジスタ駆動回路 １２：ピーク／ベース切換器 １４：ピーク電流制御回路 １５：ベース電流制御回路 １６：アーク電圧検出回路 １７＝ア一ク電圧設定回路 １８二電流検出回路 １９：ベース電流設定回路 代理人弁理士 中村純之助
電流域での出力電流波形図、第３図は本発明の機能説明
図、第４図は本発明の一実施例を・ ８ ・ 示すブロック図、第５図は他の実施例のブロック図であ
る。 ■＝溶接電源の整流器 ２：電流制御トランジスタ ６：溶接ワイヤ ７：母材 ８：アーク ９：ワイヤ送給ローラ １０：ワイヤ送給制御回路 １１：トランジスタ駆動回路 １２：ピーク／ベース切換器 １４：ピーク電流制御回路 １５：ベース電流制御回路 １６：アーク電圧検出回路 １７＝ア一ク電圧設定回路 １８二電流検出回路 １９：ベース電流設定回路 代理人弁理士 中村純之助
Claims (1)
- ピーク電流とベース電流を重畳した波形の出力電流を発
生する溶接電源を用いてほぼ定速度で送給される溶接ワ
イヤと母材との間にアークを発生させるパルスアーク溶
接機において、アーク電圧を検出してその検出値が設定
値と一致するようにピーク電流値を制御する手段と、ベ
ース電流を検出してその検出値が設定値と一致するよう
にベース電流値を制御する手段とを具備したことを特徴
とするパルスアーク溶接機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12435582A JPS5916672A (ja) | 1982-07-19 | 1982-07-19 | パルスア−ク溶接機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12435582A JPS5916672A (ja) | 1982-07-19 | 1982-07-19 | パルスア−ク溶接機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5916672A true JPS5916672A (ja) | 1984-01-27 |
Family
ID=14883333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12435582A Pending JPS5916672A (ja) | 1982-07-19 | 1982-07-19 | パルスア−ク溶接機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5916672A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993000195A1 (en) * | 1991-06-24 | 1993-01-07 | Welding Industries Limited | Improved pulsed arc welding system |
| JP2001259836A (ja) * | 2000-03-15 | 2001-09-25 | Daihen Corp | アーク加工電源装置の出力制御方法 |
-
1982
- 1982-07-19 JP JP12435582A patent/JPS5916672A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993000195A1 (en) * | 1991-06-24 | 1993-01-07 | Welding Industries Limited | Improved pulsed arc welding system |
| JP2001259836A (ja) * | 2000-03-15 | 2001-09-25 | Daihen Corp | アーク加工電源装置の出力制御方法 |
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