JPS61209772A - パルスア−ク溶接における定ア−ク長制御方法 - Google Patents
パルスア−ク溶接における定ア−ク長制御方法Info
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- JPS61209772A JPS61209772A JP5028385A JP5028385A JPS61209772A JP S61209772 A JPS61209772 A JP S61209772A JP 5028385 A JP5028385 A JP 5028385A JP 5028385 A JP5028385 A JP 5028385A JP S61209772 A JPS61209772 A JP S61209772A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、パルスアーク溶接にける定アーク長制御方法
に関する。
に関する。
非消耗電極式パルスアーク溶接におて、アーク長を一定
に保持して溶接する方法としては、従来、実公昭52−
43706号公報に記載されているもの、及び特開昭5
4−16345号公報に記載されたものがある。
に保持して溶接する方法としては、従来、実公昭52−
43706号公報に記載されているもの、及び特開昭5
4−16345号公報に記載されたものがある。
前者は、アーク電圧の基準アーク電圧への制御を、溶接
電流の低電流期間(ベース電流期間)もしくは高電流期
間(パルス電流期間)のいずれか一方のみにおいて行う
ものであるが、この従来法による場合は、0.5〜2H
z程度の低周波数領域になると、アーク長制御不能期間
が増大し、連続的かつ安定な定アーク長制御を行うこと
ができず、被溶接物の溶接面がが第4図に示すように傾
斜している場合には、溶接トーチの軌跡が図に実線で示
す如くステップ状に振動するので溶接品質が低下し、ま
た、アーク長制御の開始点が制御していない電流部分で
あった場合には制御の応答性が低下するという問題があ
る。
電流の低電流期間(ベース電流期間)もしくは高電流期
間(パルス電流期間)のいずれか一方のみにおいて行う
ものであるが、この従来法による場合は、0.5〜2H
z程度の低周波数領域になると、アーク長制御不能期間
が増大し、連続的かつ安定な定アーク長制御を行うこと
ができず、被溶接物の溶接面がが第4図に示すように傾
斜している場合には、溶接トーチの軌跡が図に実線で示
す如くステップ状に振動するので溶接品質が低下し、ま
た、アーク長制御の開始点が制御していない電流部分で
あった場合には制御の応答性が低下するという問題があ
る。
また、後者は、溶接電流のベース電流もしくはパルス電
流のいずれか一方を電圧に換算し、該電圧を基準アーク
電圧に設定し、電圧に換算した電流変化量を上記基準ア
ーク電圧に加減算するものであるが、溶接電流をアーク
電圧に換算するので、溶接電流とアーク電圧との間の直
線性が失われる低電流領域(第5図に示すアーク電圧V
−溶接電流I特性の斜線を施した領域)において制御不
能となる問題があった。
流のいずれか一方を電圧に換算し、該電圧を基準アーク
電圧に設定し、電圧に換算した電流変化量を上記基準ア
ーク電圧に加減算するものであるが、溶接電流をアーク
電圧に換算するので、溶接電流とアーク電圧との間の直
線性が失われる低電流領域(第5図に示すアーク電圧V
−溶接電流I特性の斜線を施した領域)において制御不
能となる問題があった。
さらにシャントなどの電流−電圧変換器により得られる
電圧が微細であるため、電圧増幅器などが必要なだけで
なく雑音がのりやすいといり問題があった。
電圧が微細であるため、電圧増幅器などが必要なだけで
なく雑音がのりやすいといり問題があった。
本発明は上記した従来の問題を解消するためになされた
もので、高電流期間のアーク電圧と低電流期間のアーク
電圧との差をとり、全期間におけるアーク電圧と演算処
理することで、低周波数領域においても、連続的でかつ
安定し、従来に比し応答性が高(、また、低電流領域に
おいても定アーク長制御を実現することができるパルス
アーク溶接における定アーク長制御方法を得ることを目
的とする。
もので、高電流期間のアーク電圧と低電流期間のアーク
電圧との差をとり、全期間におけるアーク電圧と演算処
理することで、低周波数領域においても、連続的でかつ
安定し、従来に比し応答性が高(、また、低電流領域に
おいても定アーク長制御を実現することができるパルス
アーク溶接における定アーク長制御方法を得ることを目
的とする。
本発明は上記目的を達成するため、ベース電流期間では
アーク電圧を基準アーク電圧と比較し、パルス電流期間
では、ベース電流期間に検出・保持しておいたアーク電
圧と当該パルス電流期間に検出・記憶させたアーク電圧
との差を当該パルス電流期間のアーク電圧から減算して
ベースアーク電圧対応分を作成しこれと基準アーク電圧
とを比較し、パルス電流期間及びベース電流期間の高電
流期間において電極位置を制御する構成としたものであ
る。
アーク電圧を基準アーク電圧と比較し、パルス電流期間
では、ベース電流期間に検出・保持しておいたアーク電
圧と当該パルス電流期間に検出・記憶させたアーク電圧
との差を当該パルス電流期間のアーク電圧から減算して
ベースアーク電圧対応分を作成しこれと基準アーク電圧
とを比較し、パルス電流期間及びベース電流期間の高電
流期間において電極位置を制御する構成としたものであ
る。
第1図は本発明を実施した定アーク長制御装置のブロッ
ク図、第2図は溶接電流、アーク電圧等の波形を示す図
、第3図は波形タイムチャートをそれぞれ示す。同図に
おいて、■は溶接電源(パルス電流を供給する電源)、
2はアーク電圧検出器である。アーク電圧検出器2は第
2図(b)に示すアーク電圧■を検出する。3は溶接ト
ーチ、4は被溶接母材、5はサーボモータであって、溶
接トーチ3を被溶接母材4に対して近接・離間する向き
に駆動する。6は電力増器、7は差動増幅器、8は基準
アーク電圧設定器であって、アーク長を設定するための
基準アーク電圧vOを発生する。
ク図、第2図は溶接電流、アーク電圧等の波形を示す図
、第3図は波形タイムチャートをそれぞれ示す。同図に
おいて、■は溶接電源(パルス電流を供給する電源)、
2はアーク電圧検出器である。アーク電圧検出器2は第
2図(b)に示すアーク電圧■を検出する。3は溶接ト
ーチ、4は被溶接母材、5はサーボモータであって、溶
接トーチ3を被溶接母材4に対して近接・離間する向き
に駆動する。6は電力増器、7は差動増幅器、8は基準
アーク電圧設定器であって、アーク長を設定するための
基準アーク電圧vOを発生する。
9は溶接電流検出器あって、第2図(a)に示す溶接電
流Iを検出してタイミング信号発生器10に供給する。
流Iを検出してタイミング信号発生器10に供給する。
タイミング信号発生器lOは溶接電流Iの立上り及び立
下りを検出して第3図に示すタイミング信号A−Eを発
生する。タイミング信号Aは溶接電流■の立下り時点に
同期してHレベルとなり、立上り時点に同期してLレベ
ルとなる信号、タイミング信号Bは溶接電流lの立上り
時点から一定時間を連れてHレベルとなる短パルスの信
号、タイミング信号Cはタイミング信号Aに同期した信
号、タイミング信号Eは溶接電流Iの立上り時点に同期
してHレベルとなり、該時点より一定時間tが経過した
第2図(C)に示す時点YでLレベルとなる信号、タイ
ミング信号りはタイミング信号Eの立下り時点YにHレ
ベルとなり溶接電流Iの立下り時点にLレベルとなる信
号である。
下りを検出して第3図に示すタイミング信号A−Eを発
生する。タイミング信号Aは溶接電流■の立下り時点に
同期してHレベルとなり、立上り時点に同期してLレベ
ルとなる信号、タイミング信号Bは溶接電流lの立上り
時点から一定時間を連れてHレベルとなる短パルスの信
号、タイミング信号Cはタイミング信号Aに同期した信
号、タイミング信号Eは溶接電流Iの立上り時点に同期
してHレベルとなり、該時点より一定時間tが経過した
第2図(C)に示す時点YでLレベルとなる信号、タイ
ミング信号りはタイミング信号Eの立下り時点YにHレ
ベルとなり溶接電流Iの立下り時点にLレベルとなる信
号である。
上記一定時間tは溶接電流■の立上り過渡期間に相当す
る。11はフィルターであって、アーク電圧検出器2の
電圧出力を波形整形する。12.13は電圧保持器であ
る。電圧保持器12はフィルター11を通して第3図(
a)に示す如く波形整形されたアーク電圧Vとタイミン
グ信号Aとが導かれ、タイミング信号AがHレベルにあ
る期間アーク電圧V即ちアーク電圧Vのベースアーク電
圧vbを取込み、Lレベルにある期間、取込んだベース
アーク電圧vbの最終電圧値Vbh (第2図(C)に
示す時点Xにおける電圧値)を保持する。電圧保持器1
3はフィルター11を通して波形整形された上記アーク
電圧■とタイミング信号Bとが導かれ、タイミング信号
BがHレベルになるとアーク電圧V即ちアーク電圧■の
パルスアーク電圧Vpをサンプリング入力し、Lレベル
にある期間、サンプリングしたパルスアーク電圧Vph
をホールドする。ここでは、VphSVbhを所定サン
プリング時点で保持した値をそのま用いたが、該電流期
間中のアーク電圧の平均値や該期間よりまえ数周期の平
均値をvph、vbhとしてもよい。14は差動増幅器
であり、パルスアーク電圧Vphとベースアーク電圧v
bhとの差(Vph−vbh)を出力する。15は減算
器であって、フィルター11により波形整形されたアー
ク電圧Vと差動増幅器」4の出力(Vph−Vbh)を
受けて、パルス電流期間におけるベースアーク電圧対応
分である差電圧 Vd=V−(Vph−Vbh) ・・・・・・(1)
を演算する。
る。11はフィルターであって、アーク電圧検出器2の
電圧出力を波形整形する。12.13は電圧保持器であ
る。電圧保持器12はフィルター11を通して第3図(
a)に示す如く波形整形されたアーク電圧Vとタイミン
グ信号Aとが導かれ、タイミング信号AがHレベルにあ
る期間アーク電圧V即ちアーク電圧Vのベースアーク電
圧vbを取込み、Lレベルにある期間、取込んだベース
アーク電圧vbの最終電圧値Vbh (第2図(C)に
示す時点Xにおける電圧値)を保持する。電圧保持器1
3はフィルター11を通して波形整形された上記アーク
電圧■とタイミング信号Bとが導かれ、タイミング信号
BがHレベルになるとアーク電圧V即ちアーク電圧■の
パルスアーク電圧Vpをサンプリング入力し、Lレベル
にある期間、サンプリングしたパルスアーク電圧Vph
をホールドする。ここでは、VphSVbhを所定サン
プリング時点で保持した値をそのま用いたが、該電流期
間中のアーク電圧の平均値や該期間よりまえ数周期の平
均値をvph、vbhとしてもよい。14は差動増幅器
であり、パルスアーク電圧Vphとベースアーク電圧v
bhとの差(Vph−vbh)を出力する。15は減算
器であって、フィルター11により波形整形されたアー
ク電圧Vと差動増幅器」4の出力(Vph−Vbh)を
受けて、パルス電流期間におけるベースアーク電圧対応
分である差電圧 Vd=V−(Vph−Vbh) ・・・・・・(1)
を演算する。
16はスイッチ装置であって、タイミング信号C−Eに
よりそれぞれ開閉されるスイッチ16C〜16Eを有し
、差動増幅器14、減算器15、フィルター11の出力
を所定のタイミングで開閉して第2図(e)に示すほぼ
直流状のアーク長制御信号Vcを作成する。スイッチ装
置16は、タイミング信号Cが入力されると、そのHレ
ベル時にスイッチ16Gがオンし、ベース電流期間の間
、アーク電圧V(ベースアーク電圧vb)を差動増幅器
7に供給する。タイミング信号Eが入力されると、その
Hレベル時すなわち溶接電流Iの上記過渡期間tの間ス
イッチ16Bがオンし、電圧保持器12により保持され
ているベースアーク電圧最終値vbhを差動増幅器7に
供給する。タイミング信号りが入力されると、そのHレ
ベル時すなわち上記過渡期間後のパルス電流期間の間ス
イッチ16Dがオンし、差電圧Vdを差動増幅器7に供
給する。差動増幅器7は時系列的に入力される電圧Vb
、Vbh、Vd、即ち、第2図(e)に示すほぼ直流状
のアーク長制御信号を基準アーク電圧設定器8により設
定された基準アーク電圧vOと比較してその偏差eを送
出する。この偏差出力ε=Vo−Vcは電力増幅器6で
増幅されたのちサーボモータ5に供給され、該サーボモ
ータ5は偏差εが0になるように溶接トーチ3を制御し
、これにより溶接電極と被溶接母材4間のアーク長が一
定に制御される。
よりそれぞれ開閉されるスイッチ16C〜16Eを有し
、差動増幅器14、減算器15、フィルター11の出力
を所定のタイミングで開閉して第2図(e)に示すほぼ
直流状のアーク長制御信号Vcを作成する。スイッチ装
置16は、タイミング信号Cが入力されると、そのHレ
ベル時にスイッチ16Gがオンし、ベース電流期間の間
、アーク電圧V(ベースアーク電圧vb)を差動増幅器
7に供給する。タイミング信号Eが入力されると、その
Hレベル時すなわち溶接電流Iの上記過渡期間tの間ス
イッチ16Bがオンし、電圧保持器12により保持され
ているベースアーク電圧最終値vbhを差動増幅器7に
供給する。タイミング信号りが入力されると、そのHレ
ベル時すなわち上記過渡期間後のパルス電流期間の間ス
イッチ16Dがオンし、差電圧Vdを差動増幅器7に供
給する。差動増幅器7は時系列的に入力される電圧Vb
、Vbh、Vd、即ち、第2図(e)に示すほぼ直流状
のアーク長制御信号を基準アーク電圧設定器8により設
定された基準アーク電圧vOと比較してその偏差eを送
出する。この偏差出力ε=Vo−Vcは電力増幅器6で
増幅されたのちサーボモータ5に供給され、該サーボモ
ータ5は偏差εが0になるように溶接トーチ3を制御し
、これにより溶接電極と被溶接母材4間のアーク長が一
定に制御される。
本実施例では、ベース電流期間は当該期間のベースアー
ク電圧vbをアーク長制御信号としてアーク長が制御さ
れ、パルス電流期間には、該期間より前のベース電流期
間のベースアーク電圧vbhと当該パルス電流期間の所
定時点でサンプリングしたパルスアーク電圧Vphとの
差を当該パルスアーク電圧と比較した差電圧Vdをアー
ク長制御信号としてアーク長が制御される、即ち、ベー
ス電流期間だけでなく、パルス電流期間もアーク長の制
御が行われるので、アーク長の制御は連続的に行われる
ことになり、0.5〜2Hz程度の低周波数領域におい
ても制御不能期間は実質的に消滅し、これに伴い応答性
も向上する。
ク電圧vbをアーク長制御信号としてアーク長が制御さ
れ、パルス電流期間には、該期間より前のベース電流期
間のベースアーク電圧vbhと当該パルス電流期間の所
定時点でサンプリングしたパルスアーク電圧Vphとの
差を当該パルスアーク電圧と比較した差電圧Vdをアー
ク長制御信号としてアーク長が制御される、即ち、ベー
ス電流期間だけでなく、パルス電流期間もアーク長の制
御が行われるので、アーク長の制御は連続的に行われる
ことになり、0.5〜2Hz程度の低周波数領域におい
ても制御不能期間は実質的に消滅し、これに伴い応答性
も向上する。
従って、被溶接母材4の溶接面が第4図に示すように傾
斜している場合にも、溶接トーチ3がステップ状に移動
することは防止され、被溶接母材4に沿う直線軌跡を描
いて移動し、溶接品質が向上する。
斜している場合にも、溶接トーチ3がステップ状に移動
することは防止され、被溶接母材4に沿う直線軌跡を描
いて移動し、溶接品質が向上する。
また、本実施例では、パルスアーク電圧Vpの立上りの
前記過渡期間tは上記ベースアーク電圧vbhをアーク
長制御信号としてアーク長を制御するので、制御が不安
定になることは無い。なお、こΦ過渡期間を中はサーボ
モータ5を駆動せず溶接トーチ3を固定しておく構成と
しても良い。
前記過渡期間tは上記ベースアーク電圧vbhをアーク
長制御信号としてアーク長を制御するので、制御が不安
定になることは無い。なお、こΦ過渡期間を中はサーボ
モータ5を駆動せず溶接トーチ3を固定しておく構成と
しても良い。
また、本実施例では、アーク電圧もしくはこれを補正し
た電圧をアーク長制御信号とするので、前記低電流領域
においてもアーク長を制御することができ、20〜30
0アンペアの広い電流領域に亘り定アーク長を確保する
ことが可能となる。
た電圧をアーク長制御信号とするので、前記低電流領域
においてもアーク長を制御することができ、20〜30
0アンペアの広い電流領域に亘り定アーク長を確保する
ことが可能となる。
更に、本発明を実施した制御装置では、パルスアーク電
圧とベースアーク電圧を個別に設定する必要はなく一つ
の電圧設定つまみアーク長制御が可能であるので、操作
性が向上する利点がある。
圧とベースアーク電圧を個別に設定する必要はなく一つ
の電圧設定つまみアーク長制御が可能であるので、操作
性が向上する利点がある。
実際の溶接におていは、高低の電流差が大で、そのどち
らか一方を基準にしてアーク長を設定した場合、他方の
溶接条件が適切でなくなりアーク短絡を起こしたり、大
熱量が過大になったりすることがある。このような場合
には、高電流期間のアーク電圧と低電流期間のアーク電
圧との中間値を用いて電極位置を制御する構成としても
よい。
らか一方を基準にしてアーク長を設定した場合、他方の
溶接条件が適切でなくなりアーク短絡を起こしたり、大
熱量が過大になったりすることがある。このような場合
には、高電流期間のアーク電圧と低電流期間のアーク電
圧との中間値を用いて電極位置を制御する構成としても
よい。
また、アーク長設定のための基準値をこの場合は、電圧
したが、アーク長制御モータからの速度フィードバック
信号がパルスエンコーダなどから発せられるパルス列の
場合、このパルス列などを用いそも同様の構成が実現で
きる。
したが、アーク長制御モータからの速度フィードバック
信号がパルスエンコーダなどから発せられるパルス列の
場合、このパルス列などを用いそも同様の構成が実現で
きる。
本発明は以上説明した通り、ベース電流期間にはベース
アーク電圧を、パルス電流期間にはパルスアーク電圧を
補正して作成したベースアーク電圧対応分をそれぞれア
ーク長制御信号してアーク長制御を行う構成としたこと
により、従来に比し、制御不能期間を大巾に低減するこ
とができるので、低周波数領域においても、連続的でか
つ安定し、応答性の高い定アーク長制御を実現すること
ができる上、低電流領域においてもアーク長を一定に制
御することが可能になる利点がある。
アーク電圧を、パルス電流期間にはパルスアーク電圧を
補正して作成したベースアーク電圧対応分をそれぞれア
ーク長制御信号してアーク長制御を行う構成としたこと
により、従来に比し、制御不能期間を大巾に低減するこ
とができるので、低周波数領域においても、連続的でか
つ安定し、応答性の高い定アーク長制御を実現すること
ができる上、低電流領域においてもアーク長を一定に制
御することが可能になる利点がある。
第1図は本発明を実施した定アーク長制御装置のブロッ
ク図、第2図は波形とサンプリングタイミングを示す図
、第3図は上記実施例におけるタイミング信号発生器の
出力を説明するための波形タイムチャート、第4図は従
来方法の欠点を説明するための図、第5図は溶接電流−
アーク電圧波形図である。 2−アーク電圧検出器、3−・−・溶接トーチ、5−サ
ーボモータ、7−・差動増幅器、8−基準アーク電圧設
定器、9−電流検出器、10・・・−タイミング信号発
生器、12.13−・電圧保持器、14・・・・差動増
幅器、15−・減算器、16− スイッチ装置。 第1図 第3図 @11−
ク図、第2図は波形とサンプリングタイミングを示す図
、第3図は上記実施例におけるタイミング信号発生器の
出力を説明するための波形タイムチャート、第4図は従
来方法の欠点を説明するための図、第5図は溶接電流−
アーク電圧波形図である。 2−アーク電圧検出器、3−・−・溶接トーチ、5−サ
ーボモータ、7−・差動増幅器、8−基準アーク電圧設
定器、9−電流検出器、10・・・−タイミング信号発
生器、12.13−・電圧保持器、14・・・・差動増
幅器、15−・減算器、16− スイッチ装置。 第1図 第3図 @11−
Claims (3)
- (1)高低の溶接電流をパルス的に変化させて溶接する
非消耗電極式パルスアーク溶接において、低電流期間で
はアーク電圧とアーク長を設定するための基準値とを比
較してその偏差により溶接電極位置を制御し、高電流期
間では該高電流期間の前の低電流期間に検出・記憶させ
ておいたアーク電圧を該高電流期間の所定のサンプリン
グ時点で検出・保持させたアーク電圧から減算してその
差電圧を当該高電流期間におけるアーク電圧から減算し
た電圧値と上記基準値との偏差により溶接電極位置を制
御することを特徴とするパルスアーク溶接における定ア
ーク長制御方法。 - (2)高電流期間の所定のサンプリング時点が高電流の
立上り過渡期間の経過後であり、該過渡期間中は該高電
流期間の前の低電流期間に検出・記憶させておいたアー
ク電圧を基準値と比較することを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載のパルスアーク溶接における定アーク長
制御方法。 - (3)高電流期間の所定のサンプリング時点が高電流の
立上り過渡期間の経過後であり、該過渡期間中は電極位
置を固定することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載のパルスアーク溶接における定アーク長制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60050283A JPH0686013B2 (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | パルスアーク溶接における定アーク長制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60050283A JPH0686013B2 (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | パルスアーク溶接における定アーク長制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61209772A true JPS61209772A (ja) | 1986-09-18 |
| JPH0686013B2 JPH0686013B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=12854595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60050283A Expired - Lifetime JPH0686013B2 (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | パルスアーク溶接における定アーク長制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0686013B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5781969A (en) * | 1980-11-10 | 1982-05-22 | Daihen Corp | Arc welding device with nonconsumable electrode |
-
1985
- 1985-03-15 JP JP60050283A patent/JPH0686013B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5781969A (en) * | 1980-11-10 | 1982-05-22 | Daihen Corp | Arc welding device with nonconsumable electrode |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0686013B2 (ja) | 1994-11-02 |
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