JPS6178569A - 溶接電源の出力制御方法及び装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶接ワイヤを送給しつつ溶接する消耗電極式
アーク溶接に使用する溶接電源の出力制御方法及び装置
に関する。

〔従来技術〕 第１図はこの種の溶接電源の基本的な出力回路を示した
ものである。同図において、■は溶接電ａ＜定電圧電源
装置）、２は電流リップル抑制用の直流リアクトル、３
は溶接ワイヤ、４は溶接母材、５は溶接抵抗Ｒ（主とし
て溶接ワイヤ３の抵抗）、Ｐ及びＮはそれぞれ正及び負
の出力端である。

ところで、溶接開始に際して良好なアークスタートを得
るには溶接ワイヤ３と溶接母材４との接触直後の溶接１
！流の立上りを急峻にして接触部のジュール加熱及びア
ーク加熱を促進する必要がある。上記出力回路では、溶
接電流の立上りは溶接電源ｌの出力電圧■の大きさ、直
流リアクトル２のインダクタンス値及び溶接抵抗５の抵
抗値により定まるので、電圧■を大きくし、１゛ンダク
クンス値及び抵抗値を小さくすれば溶接電流の立上りを
急峻にすることができるが、直流リアクトル２を小型に
すれば電流リップルが増大するので作業性の低下を招き
、また、溶接抵抗５の抵抗値は主として溶接ワイヤ３の
抵抗値であるので、上記出力回路では溶接電流の立上り
峻度を余り大きくすることはできない。

この為、近年、第２図に示す如く、溶接電源出力回路の
出力端にコンデンサ６とその充放電を制御する為のスイ
ッチ素子、例えば、サイリスタ７を挿入し、図示しない
起動信号発生器が送出するアーク起動を旨令信号に同期
してスイッチ素子７をオンせしめてコンデンサを充電し
、溶接ワイヤ３と溶接母材４の接触による出力回路の開
成時にコンデンサ６の電荷をダイオード８を通して放電
せしめることにより溶接電流の立上りを急峻にして良好
なアークスタートを得ようとする出力制御方ｌ去力くｔ
１案されている。

〔従来技術の問題点〕

しかし、この方法による場合は、アーク起動時に、予め
、溶接ワイヤ３と溶接母材４とが接触していた場合には
、コンデンサ６を充電しつつ溶接電流が供給されるので
、溶接電流の立上り峻度は逆に低下し、この結果、ジュ
ール加熱、アーク加熱の不足により、溶着現象を生じ、
アークスタート性が悪化すると云う問題がある他、コン
デンサ６はその充電電圧がアーク電圧にまで低下すると
放電しなくなるので、電荷が残り、この残留電荷は、溶
接中に溶接ワイヤ３と溶接母材４の短絡等により溶接部
の電圧が低下したような場合に無用に放電され、溶接作
業性の低下を招くと云う問題があった。

〔発明の目的〕

この発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、溶接開始時におけるアークスタートを従来に比し
良好にすることができる溶接電源の出力制御方法及び装
置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明は、アーク起動に際して消耗電極と溶接母材の接
触の有無を、例えば、電気的に検出し、非接触の場合に
のみ溶接電源出力回路のコンデンサの充電を行わせる構
成としたものである、〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第３図において、９は放電抵抗であって、コンデンサ６
に並列に接続されている。１０は無負荷電圧検出器であ
って、出力回路の出力端Ｐ、Ｎ間に即入されており、溶
接ワイヤ３と溶接母材４とが非接触である出力回路の開
放状態時に無負荷電圧検出１３号（Ｈレベル）Ｍを送出
し、該出力回路の閉成時、即ち、非無負荷電圧検出時に
はある時間遅れ（スイッチ素子７の保持電流を確保する
のに要する時間）をもって無負荷電圧検出信号Ｍの送出
を停止する。１１はワイヤ送給モータの駆動装置、１２
は溶接ワイヤを送給する為のワイヤ送給モータ、１４は
スイッチ素子７のゲート装置、１５は起動信号発生器で
あって、アーク起動指令信号Ｓ　（）（レベル）を送出
する。他の構成は第２図のものと同じであるので、同一
符号を付しである。

次に、この装置の動作について説明する。

起動信号発生器１５からアーク起動指令信号Ｓが出力さ
れると、該アーク起動指令信号Ｓは溶接電源Ｘ、ワイヤ
送給モータ駆動装置１１に人力されるので、溶接電源ｌ
は出力動作（給電動作）を開始し、他方、ワイヤ送給モ
ータ駆動装置１１からワイヤ送給モータ１２に駆動信号
が供給されて、該ワイヤ送給モータ１２が駆動され、溶
接ワイヤ３が溶接母材４に向けて送給され始める。この
時、溶接ワイヤ３が溶接母材４に接触するまでは、無負
荷電圧検出器８は無負荷電圧を検出して無負荷電圧検出
信号Ｍを発生し、Ｈレベルの信号をゲート装置１４に出
力する。ゲート装置１４はアンド素子無負荷電圧検出器
８からＨレベルの信号を受けるとスイッチ素子７に点弧
信号Ｇを供給するので、該スイッチ素子７がオンし、コ
ンデンサ６に充電電流が流入する。

溶接ワイヤ３の送給が進み、これが溶接母材４に接触す
ると、第２図について説明したように、コンデンサ６の
電荷が溶接ワイヤ３と溶接母材４の接触部、ダイオード
８を通して放電するので、溶接電流は急峻に立上り、良
好にアークスタートする。

他方、無負荷電圧）★出番１０は溶接ワイヤ３が溶接母
材４に接触すると、ある微少な時間遅れをもって無負荷
電圧検出信号の送出を停止し、その出力はＬレベルとり
、ゲート装置１４は点弧信号Ｇの送出を停止するので、
スイッチ素子７はオフする。

スイッチ素子７のオフ後は、コンデンサ６に残っている
電荷は放電抵抗９を通して放電するので、前記したよう
な溶接中の残留電荷の放電現象は無くなり、作業性の低
下は防止される。

また、アーク起動指令信号Ｓの発生時に、溶接ワイヤ３
と溶接母材４とが既に接触している場合には、無負荷電
圧検出器１０は無負荷電圧検出信号Ｍを送出しないので
、ゲート装置１４からの点弧信号Ｇの発生はなく、スイ
ッチ素子７はオンされないので、溶接電源ｌの出力はコ
ンデンサ６を充電することなく直流リアクトル２を通し
て全て溶接ワイヤ３と溶接母材４の接触部に給電される
ことになり、良好なアークスタートとなる。

第４図は、この発明の他の実施例を示したもので、第３
図の無負荷電圧検出器１０に代えて、溶接電流の有無を
検出する零電流検出器１６を使用し、アーク起動指令信
号Ｓと零電流検出器１６の出力信号との条件を開えるア
ンド素子１３を設けている点において、第３図の実施例
のものと相違する。零電流検出器１６は、アーク起動指
令信号Ｓが発生して溶接電源１が出力動作を開始しても
、出力回路の出力端Ｐ、Ｎ間が開放状態にあれば、零電
流検出信号（Ｈレベル）を出力するので、アンド素子１
３は零電流検出５１６の出力と起動指令信号Ｓを受けて
Ｈレベルの信号をゲート装置１４に出力し、スイッチ素
子７がオンしてコンデンサ６の充放電が行われ、他方、
零電流検出器１６は溶接イふ３が溶接母材４に接触する
と零電流検出信号の送出を停止し、その出力はＬレベル
となるのでアンド素子１３の出力もしレベルとなり、ス
イッチ素子７はオフする。また、アーク起動指令信号Ｓ
の発生時に、溶接ワイヤ３と溶接母材４が既に接触して
いる場合には、出力端Ｐ、Ｎ間が電気的に短絡状態にな
り出力回路に溶接電流が流れるので、零電流検出器１６
は出力せず、スイッチ素子７はオフされたままとなり、
コンデンサ６の充放電は行われないので、第３図の実施
例の場合と同様の効果が得られる。

なお、上記両実施例においては、溶接中に、アーク切れ
が起きると、無負荷電圧検出器１０、零電流検出器１６
が出力動作して上記したコンデンサ６の充放電が行われ
るが、微少なアーク切れの場合は、溶接ワイヤ３及び溶
接母材４が高温状態にあることにより、コンデンサ６を
充放電させなくても、再アークは容易であり、過大電流
の供給は、逆に、溶接ワイヤ３の溶断を招くので、微少
なアーク切れが発生する／８接条件の場合には、無負荷
電圧検出器ＩＯ１零電流検出器１６に微少遅れ時間のａ
延要素を設ける。

このようにすれば、微少なアーク切れに対してはコンデ
ンサ６が充放電することなく、再アークし、溶接母材４
が冷えてしまうような長いアーク切れに対しては／８接
開始時と同様にコンデンサ６が充放電して自動的に良好
に再アークするので、従来に比し作業性・品質が同一ヒ
する利点が得られる。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明した通り、アーク起動に際して消耗電
極と溶接母材の接触の有無を、例えば、電気的に検出し
、非接触の場合にのみ溶接電源出力回路のコンデンサの
充電を行わせる構成としたことにより、消耗電極と溶接
母材の溶接開始時における接触・非接触状態をとわず常
に良好なアークスタートを得ることができ、しかも、簡
単な回路構成で実現することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は溶接電源の基本的な出力回路を示す回路図、第
２図は従来の溶接電源の出力制御装置を示す回路図、第
３図は本発明の一実施例を示す回路図、第４図は本発明
の他の実施例を示す回路図である。 １−溶接電源、３・・−溶接ワイヤ、４−・−溶接母材
、６−・・コンデンサ、７〜スイツチ素子であるサイリ
スク、８−ダイオード、９−・放電抵抗、１０・・無負
荷電圧検出器、１３−・−アンド素子、１４−・・ゲー
ト装置、１５−起動信号発生器、１６・−・零電流検出
器。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶接電源の出力回路に挿入されたコンデンサをア
   ーク起動に際して充電し、その充電電荷を消耗電極と溶
   接母材の接触時に該接触部に放電せしめる溶接電源の出
   力制御方法において、上記アーク起動に際して上記消耗
   電極と上記溶接母材の接触の有無を検出し、非接触状態
   時に上記コンデンサの充電を行わせることを特徴とする
   溶接電源の出力制御方法。
2. （２）アーク起動に際してコンデンサを放電後上記コン
   デンサに残された電荷を上記コンデンサと並列接続した
   放電抵抗により放電し定常溶接中に上記コンデンサの残
   留電荷を溶接部に放電することを防止することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の溶接電源の出力制御方
   法。
3. （３）溶接電源出力回路の出力端にコンデンサとその充
   放電を制御するスイッチ素子を及び該スイッチ素子に並
   列接続された放電用ダイオードを有し、アーク起動に際
   して上記スイッチ素子をオン・オフせしめる出力制御装
   置において、消耗電極と溶接母材間の無負荷電圧を検出
   する無負荷電圧検出器を設け、上記無負荷電圧検出器の
   無負荷電圧検出信号が出力されたことを条件として上記
   スイッチをオンさせることを特徴とする溶接電源の出力
   制御装置。
4. （４）無負荷電圧検出器が所定の微少アーク切れに対応
   する短時間遅延要素を介して出力するすることを特徴と
   する特許請求の範囲第３項記載の溶接電源の出力制御装
   置。
5. （５）コンデンサに並列に放電用抵抗が接続されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項又は第４項記載
   の溶接電源の出力制御装置。
6. （６）溶接電源出力回路の出力端にコンデンサとその充
   放電を制御するスイッチ素子を及び該スイッチ素子に並
   列接続された放電用ダイオードを有し、アーク起動に際
   して上記スイッチをオンせしめる出力制御装置において
   、溶接電流の有無を検出する零電流検出器を設け、上記
   零電流検出器の零電流検出信号が出力されたことを条件
   として上記スイッチをオンさせることを特徴とする溶接
   電源の出力制御装置。
7. （７）零電流検出器が微少アーク切れに対応する短時間
   遅延要素を介して出力することを特徴とする特許請求の
   範囲第６項記載の溶接電源の出力制御装置。
8. （８）コンデンサに並列に放電用抵抗が接続されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項又は第７項記載
   の溶接電源の出力制御装置。