JPS6310087A - 電子ビ−ム溶接装置 - Google Patents

電子ビ−ム溶接装置

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JPS6310087A
JPS6310087A JP61152675A JP15267586A JPS6310087A JP S6310087 A JPS6310087 A JP S6310087A JP 61152675 A JP61152675 A JP 61152675A JP 15267586 A JP15267586 A JP 15267586A JP S6310087 A JPS6310087 A JP S6310087A
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JP
Japan
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electron beam
circuit
beam current
output value
output
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Application number
JP61152675A
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English (en)
Inventor
Yoshitaka Yamashita
山下 善孝
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Via Mechanics Ltd
Original Assignee
Hitachi Seiko Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子ビーム溶接装置に係り、特に裏波溶接を均
一に行なうための反射電子ビーム電流制御手段を備えた
電子ビーム溶接装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の電子ビーム溶接装置の反射電子ビーム電流制御手
段としては第2図に示すようなものがある(特願昭60
−193219号)。
第2図において、フィラメント電g2に接続されたフィ
ラメント1から発生する電子ビーム6は、加速電源3よ
り印加される高電圧により加速され、グリッド4、陽極
7を通過し、集束コイル8で被溶接物9に集束されて溶
接を行なう。このとき、被溶接物の溶融部10より反射
される反射電子ビーム11を捕集電極12で集め、該捕
集電極12に接続された反射電子ビーム電流検出器13
で反射電子の量、すなわち反射電子ビーム電流値を検出
する。該検出器13の出力値(以下、IRと略す)が反
射電子ビーム電流設定器14の出力値(以下、Isと略
す)より大きいときに、第1演算回路15の出力値(以
下、IDと略す)は正の値となり、逆にIR<Isのと
き、IOは負の値となる。ここで、第1演算回路15と
第2演算回路18の間に設けられたスイッチング素子1
7が閉のときには、第2演算回路18の出力値(以下、
ICと略す)は電子ビーム電流設定器16の出力値(以
下、工^と略す)とIOの加算値となり、IDが正の値
ならば、ICは増加する。制御回路5よりグリッド4に
印加されるバイアス電位は、電子ビーム電流検出器19
の出力値(以下、IBと略す)とICとの偏差を求める
偏差検出回路20の出力値により決定され、ICが増加
すると、電子ビーム電流も増加する。したがって、i>
Isであれば、電子ビーム電流が増加することにより、
被溶接物の溶は込みが深くなる。
その結果、被溶接物を貫通する電子ビームの量が増加し
、溶融部11からの反射電子の量は減少する。
反射電子の量が減少してIR<I3になれば、IDが負
の値となり、電子ビーム電流が減少することにより、被
溶接物の溶は込みが浅くなるので、被溶接物を貫通する
電子ビームの量が減少し、逆に反射電子の量は増加する
。このようにして、常にIR=ISに保持する制御動作
が行なわれ、この制御動作により被溶接物の裏面に均一
な裏波を形成させることができる。しかし、電子ビーム
電流と反射電子ビーム電流の関係は、被溶接物を電子ビ
ームが貫通しているか否かによって変化するため、常時
この制御動作をさせることはできず、被溶接物を電子ビ
ームが貫通していない電子ビーム電流の立上り時および
立下り時には、あらかじめ設定したパターンで電子ビー
ム電流をスロープアップおよびスロープダウンさせるた
めに、反射電子ビーム電流制御を停止させなくてはなら
ない。
このため従来は、被溶接物を電子ビームが貫通している
ときにスイッチング素子17を閉じ、貫通していないと
きにスイッチング索子17を開く操作を作業者の判断で
行なわなければならなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述のように、従来の反射電子ビーム電流を帰還制御し
て裏波溶接を行なう電子ビーム溶接装置では、反射電子
ビーム電流制御の起動、停止を自動的に行なう配慮がさ
れていないため、操作が困難であった。
本発明の目的は、反射電子ビーム電流制御の起動、停止
を自動的に行ない、容易に安定した裏波溶接が行なえる
ようにすることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、第1図に実施例に対応して示したように、
第1演算回路15の出力の極性が負から正に反転した時
に第1パルス信号を出力し、逆に正から負に反転した時
に第2パルス信号を出力する極性判別回路22と、前記
第1パルス信号が入力された時の電子ビーム電流設定器
21の出力値を記憶する第1記憶回路23と、該第1記
憶回路23の出力値と電子ビーム電流設定器21の出力
値゛とを比較する第1比較回路24と、該第1比較回路
24の出力と前記第2パルス信号とを入力とする第1論
理積回路25と、該第1論理積回路25の出力信号が入
力された時の電子ビーム電流設定器21の出力値を記憶
する第2記憶回路26と、該第2記憶回路26の出力値
と電子ビーム電流設定器21の出力値とを比較する第2
比較回路27と、該第2比較回路27の出力と電子ビー
ム電流設定器21からの電子ビーム電流アップスロープ
完了信号とを入力とする第2論理積回路28と、該第2
論理積回路28の出力状態に応じてスイッチング素子1
7を開閉動作させるスイッチング素子駆動回路29とを
具備し、反射電子ビーム電流検出器13の出力値が反射
電子ビーム電流設定器14の出力値より大きくなった時
の電子ビーム電流設定器21の出力値を前記第1記憶回
路23に記憶し、電子ビーム電流設定器21の出力値が
前記第1記憶回路23に記憶された値より大きい状態で
、反射電子ビーム電流検出器13の出力値が反射電子ビ
ーム電流設定器14の出力値より小さくなった時の電子
ビーム電流設定器21の出力値を前記第2記憶回路26
に記憶し、電子ビーム電流設定器21の出力値が前記第
2記憶回路26に記憶された値より大きく、かつ電子ビ
ーム電流アップスロープが完了しているときに前記スイ
ッチング素子17を閉とし、それ以外の状態では前記ス
イッチング素子17を開とすることによって達成される
〔作用〕
電子ビーム溶接において、電子ビーム電流を漸次大きく
した場合、被溶接物を電子ビームが貫通するまでは反射
電子ビーム電流も増加するが、被溶接物を電子ビームが
貫通する状態になると、逆に反射電子ビーム電流は減少
する。本発明は、このように電子ビーム電流が漸増する
過程で1反射電子ビーム電流が増加から減少に転じたこ
とを。
極性判別回路22、第1記憶回路23、第1比較回路2
4および第1論理積回路25で検知して、その時の電子
ビーム電流設定器21の出力値を第2記憶回路26に記
憶させ、この値よりも電子ビーム電流設定器21の出力
値が大きく、かつ電子ビーム電流アップスロープが完了
しているときに、第2比較回路27、第2論理積回路2
8およびスイッチング素子駆動回路29によりスイッチ
ング素子17を閉にして。
反射電子ビーム電流制御を自動起動させるものである。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例の要部のみを示したもので、
第2図の符号1〜12および19.20で示した部分は
第2図と変わりがないので、図示を省略する。また、第
1図の反射電子ビーム電流検出器13、反射電子ビーム
電流設定器14、第1演算回路15、スイッチング素子
17.第2演算回路18は第2図の同符号で示した各部
に対応しており、反射電子ビーム電流検出器13は第2
図に示す捕集電極12に接続され、第2演算回路18の
出力ICは第2図に示す偏差検出回路20に入力される
ものとする。
本実施例では、電子ビーム電流設定信号(出力値工^)
と電子ビーム電流アップスロープ完了信号とを出力する
電子ビーム電流設定器21、第1演算回路15の出力値
IDの極性を判別する極性判別回路22.  Inが負
から正に反転した時のI^の値(以下、工^、と略す)
を記憶する第1記憶回路23、該第1記憶回路23の出
力値とI^とを比較する第1比較回路24、該第1比較
回路24の出力信号と前記極性判別回路22から出力さ
れる第2パルス信号とを入力とする第1論理積回路25
、IDが正から負に反転した時の工^の値(以下、IA
2と略す)を記憶する第2記憶回路26、該第2記憶回
路26の出力値とI^とを比較する第2比較回w!27
.該第2比較回路27の出力信号と電子ビーム電流アッ
プスロープ完了信号とを入力とする第2論理積回路28
、該第2論理積回路28の出力状態に応じてスイッチン
グ素子17を開閉動作させるスイッチング素子駆動回路
29を設けた点が第2図に示す従来例と異なる。
ここで電子ビーム電流設定器21は、工^の値をスロー
プアップおよびスロープダウンさせるための時定数回路
と、該時定数回路の電流変化によりアップスロープ完了
を検知する手段とを備えている。極性判別回路22は、
ダイオード検波回路と単安定マルチバイブレータなどで
構成されており、IOが負から正に反転した時に子端子
から第1パルス信号を出力し、Inが正から負に反転し
た時に一端子から第2パルス信号を出力する。第1記憶
回路23は、その第1パルス信号によりサンプリング動
作するサンプルホールド回路であり、第2記憶回路26
は第1論理積回路25の出力信号によりサンプリング動
作するサンプルホールド回路である。第1演算回路15
および第2演算回路18はアナログ演算回路、スイッチ
ング素子17はMOSFETなどのアナログスイッチか
らなっている。
次に、第3図を参照して本実施例の制御動作を説明する
第3図に示すように、溶接開始時に電子ビーム電流設定
器21の出力値I^を零から徐々に増加させていくと、
当初スイッチング索子17が開となっており、Ic=I
^であるため、電子ビーム電流は工^のみにより制御さ
れ、工^の増加と共に増加する。これに伴い、反射電子
ビーム電流検出器13の出力値IRも増加し、やがて反
射電子ビーム電流設定器14の出力値rsより大きくな
る。この時、IOは負から正に反転するので、極性判別
回路22の子端子から第1パルス信号が出力され、この
時の工^の値(工^、)を第1記憶回路23に記憶させ
る。第1比較回路24はI^〉工^、になると、論理レ
ベルu 1 uの信号を第1論理積回路25に出力する
。さらに電子ビーム電流が増加し、被溶接物を電子ビー
ムが貫通する状態になると、IRは減少し、XSより小
さくなる。この時、IDは正から負に反転するので、極
性判別回路22の一端子から第2パルス信号が出力され
、第1論理積回路25を通って第2記憶回路26に入力
し、この時の工^の値(工^2)を記憶させる。第2比
較回路27は工^〉工^2になると、論理レベル“1”
の信号を出力する。電子ビーム電流設定器21はI^を
所定の値までスロープアップし終えた時、アップスロー
プ完了信号を出力し、第2論理積回路28はこのアップ
スロープ完了信号と第2比較回路27の出力信号の論理
積を出力する。第3図の制御有効信号は第2比較回路2
7の出力信号、制御起動信号は第2論理積回路28の出
力信号である。第2論理積回路28の論理レベルII 
11#の出力信号はスイッチング素子駆動回路29に入
力され、スイッチング素子17を閉とする。これにより
IC=ID+I^となり、前述のようにIR=13に保
持する反射電子ビーム電流制御が開始される。また、溶
接終了時にI^がスロープダウンし、■^< I A2
 どなった時、第2比較回路27の出力は出なくなり、
第2論理積回路28の出力も“0パとなるため、スイッ
チング素子17は開となり、工^のみで電子ビーム電流
が制御されるようになる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、被溶接物を電子ビームが貫通している
状態を自動的に検知し、その状態でのみ反射電子ビーム
電流制御を行なうようにしたので、容易に、安定した裏
波溶接を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第2図は
従来装置の構成図、第3図は本発明の制御動作を説明す
るためのタイムチャートである。 5・・・制御回路     6・・・電子ビーム9・・
・被溶接物     10・・・溶融部11・・・反射
電子ビーム 13・・・反射電子ビーム電流検出器 14・・・反射電子ビーム電流設定器 15・・第1演算回路   17・・・スイッチング素
子18・・・第2演算回路 19・・・電子ビーム電流検出器 20・・・偏差検出回路 21・・・電子ビーム電流設定器 22・・・極性判別回路   23・・・第1記憶回路
24・・・第1比較回路   25・・・第1論理積回
路26・・・第2記憶回路   27・・・第2比較回
路28・・・第2論理積回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、被溶接物の溶融部からの反射電子ビーム電流を帰還
    制御することにより被溶接物の裏面に均一な裏波を形成
    するため、反射電子ビーム電流検出器と、電子ビーム電
    流検出器と、反射電子ビーム電流検出器の出力値と反射
    電子ビーム電流設定器の出力値との差分を求める第1演
    算回路と、該第1演算回路の出力値を電子ビーム電流設
    定器の出力値に加算する第2演算回路と、該第2演算回
    路の出力値と電子ビーム電流検出器の出力値とを比較す
    る偏差検出回路と、該偏差検出回路の出力に応じて電子
    ビーム電流を制御する制御回路とを備え、前記第1演算
    回路と第2演算回路の間に設けたスイッチング素子の開
    閉により反射電子ビーム電流制御の起動、停止を行なう
    電子ビーム溶接装置において、前記第1演算回路の出力
    の極性が負から正に反転した時に第1パルス信号を出力
    し、逆に正から負に反転した時に第2パルス信号を出力
    する極性判別回路と、前記第1パルス信号が入力された
    時の電子ビーム電流設定器の出力値を記憶する第1記憶
    回路と、該第1記憶回路の出力値と電子ビーム電流設定
    器の出力値とを比較する第1比較回路と、該第1比較回
    路の出力と前記第2パルス信号とを入力とする第1論理
    積回路と、該第1論理積回路の出力信号が入力された時
    の電子ビーム電流設定器の出力値を記憶する第2記憶回
    路と、該第2記憶回路の出力値と電子ビーム電流設定器
    の出力値とを比較する第2比較回路と、該第2比較回路
    の出力と電子ビーム電流設定器からの電子ビーム電流ア
    ップスロープ完了信号とを入力とする第2論理積回路と
    、該第2論理積回路の出力状態に応じて前記スイッチン
    グ素子を開閉動作させるスイッチング素子駆動回路とを
    具備し、反射電子ビーム電流検出器の出力値が反射電子
    ビーム電流設定器の出力値より大きくなった時の電子ビ
    ーム電流設定器の出力値を前記第1記憶回路に記憶し、
    電子ビーム電流設定器の出力値が前記第1記憶回路に記
    憶された値より大きい状態で、反射電子ビーム電流検出
    器の出力値が反射電子ビーム電流設定器の出力値より小
    さくなった時の電子ビーム電流設定器の出力値を前記第
    2記憶回路に記憶し、電子ビーム電流設定器の出力値が
    前記第2記憶回路に記憶された値より大きく、かつ電子
    ビーム電流アップスロープが完了しているときに前記ス
    イッチング素子を閉とし、それ以外の状態では前記スイ
    ッチング素子を開とすることを特徴とする電子ビーム溶
    接装置。
JP61152675A 1986-07-01 1986-07-01 電子ビ−ム溶接装置 Pending JPS6310087A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03135175A (ja) * 1989-10-20 1991-06-10 Canon Inc 光電変換装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03135175A (ja) * 1989-10-20 1991-06-10 Canon Inc 光電変換装置

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