JPS6143697B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶接アーク現象の撮影装置に関するも
のである。

溶接アーク現象を撮影，記録し、現象を解析す
ることは溶接棒や溶接法の改良研究上極めて重要
なことである。しかし溶接アーク現象は不規則で
急激に変動しておりしかも強い光を発しているた
め肉眼観察ではよく判らず、一般的には高速度撮
影カメラで写して観察している。

この高速度カメラを用いる方法によれば、急激
なアーク現象をとらえることができるが、溶接ア
ークから発生する光量も急激にかつ不規則に変動
するため常に最適な露出条件で撮影することは不
可能であり、このため激しいアーク光のみが白く
写つている個所や、露出不足のためにほとんど何
も写つていない個所などが多く見られ、現象を正
確に観察することが困難であつた。特に炭酸ガス
アーク溶接法における短絡移行現象のようにアー
クと短絡を繰り返す現象では、あたかも強烈なラ
イトの点澄−消滅の繰り返しと同様なので撮影が
困難である。

この発明は上記にかんがみ短絡移行現象のよう
に非常に撮影が困難なものでも十分明瞭に撮影す
ることができる溶接アーク現象撮影装置を提供す
ることを目的とするものである。

以下本発明の一実施例を第１図〜第５図によつ
て説明する。第１図において、１は直流電源で
（以下電源と称す）で、この電流１により直流電
圧が得られる。２は直流リアクトルで電源１とこ
の直流リアクトル２によつて構成される回路によ
つて溶接アーク３が得られる。この溶接アーク３
の電圧を、溶接アーク電圧検出ケーブル４，５に
よつて制御装置６へアーク電圧信号を送る。制御
装置６では検出ケーブル４，５によつて送られて
来たアーク電圧信号を、電気光学セラミツクス７
が動作可能なレベルに変換する。この電気光学セ
ラミツクス７は溶接アーク電圧の大きさによつて
任意に透過光量を制御できるもので、例えば
PbLaO₃系固容体セラミツクスのようなものであ
る。

上記のように構成した装置を使用して溶接アー
ク現象を撮影する場合、第２図のオシログラフに
示すように溶滴の短絡に伴つてアーク電圧が低下
すると、制御装置６はこの信号を受け、あらかじ
め設定した電流レベルVa以下にアーク電圧が下
がつた時、電気光学セラミツクス７に動作電圧Ｖ
_ONが印加する。電気光学セラミツク７は動作電圧
Ｖ_ONが印加されるとその遮光比が変化し、印加前
の1/30以下になる。すなわち絞りを一杯に開いた
状態になる。溶滴が短絡している状態では溶接ア
ークは消滅しているので当然フイルム（受光面）
に入射する光量は、溶接アークが発生している時
の1/30以下である。

したがつて第２図に示すように、溶接アークが
発生している時は電気光学セラミツクス７に印加
する電圧をゼロもしくはマイナス数十Ｖにし、溶
接アークが消滅した時には数百Ｖ印加すれば、フ
イルムに入射する光量はいつもほぼ一定に保つこ
とができる。

第３図は溶接アーク現象を本発明装置を高速度
カメラと一緒に用いて撮影する場合の概略図であ
る。すなわち直流溶接電源１からの供給流によつ
て溶接アーク３が発生し、溶接ワイヤ８が溶融し
母材９に移行する。この溶接ワイヤ８は溶接電源
１からの制御信号によつて駆動するモータ１０と
連結した送給ローラ１１によつて溶接アーク３へ
連続的に供給される。このアーク電圧を電圧検出
ケーブル４おび５によつて制御装置６に入力し、
さらにあらかじめ設定した電圧レベルと比較して
電気光学セラミツクス７の駆動電圧を入力信号に
応じて出力する。電気光学セラミツクス７はレン
ズ１２と高速度カメラ１３との間に挿入する。

短絡移行現象ではその短絡回数は最高120回／
秒程度でこの時の短絡時間は２〜3msである。し
たがつて電気光学セラミツクス７の応答速度はこ
れ以下でなければならないが、本装置に用いた電
気光学セラミツクス７はその応答速度が数μｓで
あるのでアーク電圧変動に対して十分追従するこ
とができる。

第４図はビデオ装置と組合せて観察する場合の
概略図である。すなわち図において、１４はビデ
オカメラで、ビデオカメラ１４からの信号はビデ
オコーダ１５で記録される。あるいはビデオモニ
タ１６を接続し、肉眼で観察するものである。

第５図は制御装置６の詳細図で、図において、
１７はアーク電圧分圧用抵抗、１８は絶縁アン
プ、１９は基準電圧設定用抵抗、２０は比較器、
２１はトランジスタであり、他は第１図と同様で
ある。次に上記実施例の動作について説明する
と、まず直流溶接電源１からの供給電流によつて
溶接アーク３が発生すると溶接ワイヤと母材８と
の間にはアーク電圧が生じる。このアーク電圧を
アーク電圧分圧用抵抗１７で分圧してこの信号を
絶縁アンプ１８に入力する。この絶縁アンプ１８
は溶接メイン回路と制御回路とを絶縁すると共
に、不必要な高い周波数成分をカツトするフイル
タの役目を果たす。次に絶縁アンプ１８で整形さ
れた信号と基準電圧設定用抵抗１９で設定した電
圧信号とを比較器２０で比較し、もし絶縁アンプ
１８の出力信号が基準電圧よりも低い場合には比
較器２０の出力にプラスの電圧が生じ、その結果
トランジスタ２１がONになり、電気シヤツタ７
に高電圧（200V）が印加されて遮光比は印加前
の約1/30以下になるものである。

以上説明したように本発明によれば、受光面と
光学レンズ系との間に電気光学セラミツクスを設
けたことにより、溶接アークの強烈な光が点澄−
消滅をくり返すアーク溶接法の短絡移行現象でも
カメラあるいは受光面に入射する光量をほぼ一定
に保つことができ、このため常に最適な露出条件
で溶接アーク現象を撮影することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動絞り装置のブロツク図、
第２図は溶接電流，アーク電圧，電気光学セラミ
ツクス入力電圧の関係を示す説明用線図、第３図
は本発明の溶接アーク現象撮影装置の実施例の説
明図、第４図は溶接アーク現象撮影装置の他の実
施例の説明図、第５図は制御装置の詳細説明図で
ある。 １……直流電源、３……溶接アーク、６……制
御装置、７……電気光学セラミツクス、１３……
高速度カメラ、１４……ビデオカメラ、１８……
絶縁アンプ、２０……比較器、２１……トランジ
スタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 撮影装置の受光面と光学レンズ系との間に設
   けられて印加電圧の大きさによつて任意に透過光
   量を制御できる電気光学セラミツクスと、溶接ア
   ーク電圧と基準電圧とを比較し、溶接アーク電圧
   と基準電圧との差に応じて前記電気光学セラミツ
   クスへの印加電圧を変更する制御装置とからな
   り、常に受光面に入射する光量を一定に保つよう
   にしたことを特徴とする溶接アーク現象撮影装
   置。