JPS6324793B2

JPS6324793B2 -

Info

Publication number: JPS6324793B2
Application number: JP54067416A
Authority: JP
Inventors: Rennaruto Yohanson Rune
Original assignee: Thermal Dynamics Corp
Current assignee: Victor Equipment Co
Priority date: 1978-05-30
Filing date: 1979-05-30
Publication date: 1988-05-23
Also published as: NO150747C; ES480986A1; FR2427162B1; SE425222B; SE7806256L; IT1120923B; MX147923A; IT7923077A0; GB2021816A; JPS558397A; DE2921658A1; FI68182C; NO150747B; CA1128142A; AU526761B2; US4300036A; FI68182B; AU4753679A; FR2427162A1; GB2021816B

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、短絡アーク溶接機に関するもので
あり、より詳細に言うならば、制御可能な電流
源、溶接部に溶加するための溶加材料から成る線
状の消耗電極を制御しながら供給するための手
段、および短絡期間とアーク期間と任意の休止期
間とにされるように溶接シーケンスに従つて前記
電流源を自動的に調整するための制御装置とを有
する短絡アーク溶接機に関するものである。短絡アーク溶接の動作中、溶接電流が流れる消
耗電極の形態で溶加材料が溶接部に供給される。
短絡アーク溶接の特性の一つとして、線状電極は
その線状電極の先端部が溶融するに十分な時間だ
け直接に溶接箇所に接触される。これがいわゆる
短絡期間と言われるものであつて、この短絡期間
には、線状電極の先端部が溶融するに足る溶接電
流が流れる。各短絡期間の後にいわゆるアーク期
間と言われる期間が続き、このアーク期間中にお
いて、溶接部と線状電極の先端部との間でアーク
が形成される。このアーク期間は、前記線状電極
を再度短絡して短絡回路を形成するためにアーク
を消弧する時か、アークを持続するには電力が少
な過ぎる時か、短絡状態への導入に先立つて、電
流源を制御する手段によつて積極的にアークを消
弧する時にかで中断される。前記三つのケースの
内、後の二つのケースで、休止期間と言われてい
る、溶接箇所への電流供給が停止される状態が形
成される。短絡アーク溶接の溶接シーケンスは、
このようにパルス状、もしくは周期的で、短絡期
間とアーク期間とで形成される各溶接過程、およ
び任意に形成される休止期間とで構成されてい
る。短絡アーク溶接において、良好な溶接状態を得
るためには、溶け込みを十分に制御し、監視する
ことが重要である。この目的のために、電力もし
くは電流を、望ましい溶け込み状態を得るための
値に予め設定された一定値に自動的に調整する手
段が提案されている。このような手段の最も大き
な欠点は、溶接過程における短絡期間中での溶加
材料の供給、およびエネルギの供給に考慮が払わ
れておらず、したがつて溶接工程中における溶接
具の手動操作、溶加材料の送り、溶接パラメータ
の選択等は溶接工の専門的知識にたよらざるを得
ないという問題があつた。この発明の目的は、上述のような問題を実質的
に解消した新規で有用な短絡アーク溶接機を提供
することである。この目的のために、この発明においては、前述
したような形式の短絡アーク溶接機において、予
め定められた関係に基づいてアーク期間のエネル
ギと短絡期間のエネルギとの間の関係とを連続的
に調整するための手段をも含ませたことを特徴と
している。このような手段によつて、溶加材料の
溶融のために優先的に使用される分のエネルギ
と、溶融された溶加材料の溶け込みのために優先
的に使用される分のエネルギとの関係を正しい比
率で一定に保持することが可能となり、その結果
溶接工の専門的知識に依存する部分を大幅に減少
させることができる。この発明の一実施例においては、前述の制御
は、短絡期間のエネルギを与えられた関係に制定
することによつてアーク期間のエネルギを調整す
る手段で実現されている。このような方式によれ
ば、この発明の利点を保持したままで、装置を単
純化することが可能となる。特に有利な成績を得るためには、前述の調整手
段は、アーク期間の直前に先立つ短絡期間の間中
に加えられるエネルギの予め与えられた関係に基
づいて各アーク期間中のエネルギを調整するよう
に構成すればよい。このために、溶接用電流源に
は、米国特許第4152759号明細書に開示されてい
るような高速度で制御が可能な電源が使用され
る。さらに、この発明に基づく好ましい実施例によ
ると、制御装置は、アーク期間に必要とするエネ
ルギが供給され終つた時に溶接電流を遮断するた
めの手段と、この後において少なくとも次に続く
短絡期間の発生まで電流源から溶接箇所への前記
電流の遮断状態を持続させるための手段とから構
成されている。このような方式においては、溶接
シーケンスにおいて非常に安定な周期性を容易に
得ることができ、そのため良好な制御が行なえる
と同時に、溶加材が溶接ノズルに溶着するという
危険性も解消される。さらに、制御装置は、短絡回路が形成された
後、或る与えられた時間は、溶接箇所へ電流を流
さないようにするための手段を有している。これ
によつて、各短絡期間の始点から非常に良好な短
絡状態を得ることができる。さらに、この発明の好ましい実施例において
は、制御装置は、休止期間の持続の検出と任意に
溶接電流値を検出するための手段、および短絡期
間中は前記休止期間の予め定められた関係で、そ
して任意の溶接電流で電力を変化させるための手
段とを含むことができる。これによつて、電力出
力は、短絡期間およびアーク期間の間、溶加材料
が供給される速度に合されて調整される。また、この発明における制御装置においては、
溶接電流源をその電力出力に関して最適条件で使
用するために、休止期間を避ける方法で短絡期間
とアーク期間の間、その電力レベルを調整するた
めの手段を含ませることができる。強制された休止期間の間、線状電極と溶接箇所
との間に供給された電圧を維持するためのコンデ
ンサは、溶接電流の流路に並列となるように線状
電極と溶接箇所とに接続されており、これによつ
て、続いて起る短絡期間の検出が容易になると共
に、短絡期間からアーク期間への移行期間中にお
けるスプラツシングやスパツタリングの危険を減
少させることができる。さらに、溶接動作中に、より規則正しい周期性
を得るために、この発明の溶接機においては、短
絡期間中に電力を実質的に直線状に増大させるた
めの手段を適当に付加されている。溶加材料の供給速度が増大した場合に、溶け込
みの度合も増大させることを保証するため、すな
わち、アーク期間における全エネルギの割合を増
大させるために、この発明の実施例における制御
装置は、溶接箇所への溶加材料の送り速度に依存
する予め定められた関数に基づいて、アーク期間
と短絡期間との間の関係を連続的に調整するため
の手段をも有している。次に、この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。第１図に示されるように、短絡アーク溶接
においては、電流Ｉと電圧Ｕとはパルス状、もし
くは周期的に変化する。特性曲線の上方に模式的
に示した各溶接工程において、１０は、消耗型ワ
イヤ電極であり、また１１は、溶接母材である。
そして、各溶接パルスは、短絡期間t₁−t₂とアー
ク期間t₂−t₃とを含んでいる。アーク期間とこれ
に続く短絡期間とは休止期間t₃−t₁によつて分離
されている。休止期間は、溶接電流源を連続的に
調整することによつて積極的に導出され、また短
絡期間では、溶接ワイヤ１０と溶接母材１１との
間に接触が成立した後に時間遅れt₄−t₁が設けら
れる。溶接装置は、溶接ワイヤと溶接箇所との間
に、溶接電流路に対して並列に接続されたコンデ
ンサを有しており、溶接ワイヤと溶接母材とが接
触すると続いてこのコンデンサが放電される。こ
の放電は、第１図において期間t₄−t₁の狭い電流
ピーク１２と電力ピーク１３、および期間t₄−t₁
における電圧パルスの立下り側面とで示されてい
る。第２図において、三相商用電源から電力の供給
を受けている制御可能な溶接電流源１５の出力端
１６，１７は、消耗ワイヤ電極１０と溶接母材１
１とにそれぞれ接続されている。消耗ワイヤ電極
１０は、貯蔵リール１８から制御手段２１，２２
によつて制御されるモータ２０で駆動される１組
の消耗ワイヤ電極送給ローラ１９によつて溶接箇
所に供給される。このような形態によつて、所望
のモータ回転速度、すなわちワイヤ供給速度を周
知の方法で手動調整できる。制御装置２３には、電流分路２４、電線２５，
２６によつて溶接電流と溶接電圧に関する信号が
供給されており、制御装置２３からの出力は、電
線２７によつて制御可能な電流源１５に供給さ
れ、電流源１５の電力出力を後述する方法によつ
て制御する。この電流源としては、例えば米国特
許第4152759号明細書に開示されているような急
速制御が可能な構成のものが使用される。このよ
うな電流源は、各溶接過程の個別的調整、および
各溶接過程における各期間t₁−t₂、t₂−t₃、t₃−
t₄、t₄−t₁の個別的調整も可能とする。制御装置
２３は、手段調整手段２８で初期設定がなされ
る。第２図、第３図において、制御装置２３は、ワ
イヤ電極１０と溶接母材１１との間に印加されて
いる電圧に対応する電圧信号をリード線１６から
受け取る。この電圧信号は、微分コンデンサ２
９、および抵抗３０と３１とで形成された第１の
分圧器とレベル弁別器として働く増幅器３２とで
構成される第１弁別回路に印加される。また同様
に、このリード線２６の電圧信号は、抵抗３３と
３４とで形成された第２の分圧器、およびレベル
弁別器として働くと共に反転入力をも有する増幅
器３５とで構成される第２弁別回路にも印加され
る。第１弁別回路において、抵抗３０は、コンデ
ンサ２９に直列に接続されていると共に、抵抗３
１は、抵抗３０の出力側と負の固定電位との間に
接続されている。そして、抵抗３０の出力側は、
増幅器３２の入力端子に接続されている。電圧信
号は、コンデンサ２９と抵抗３０，３１とで微分
される。そして抵抗３０，３１の抵抗値と負の固
定電位の値は、アーク期間の始点で形成される電
圧サージもしくは電圧ジヤンプによつて増幅器３
２が反転するように設定されている。このように
して、各アーク期間の始点で、短い継続時間の２
値信号の１なる信号（以下、２値信号を示す場合
には「１」もしくは「０」で表記する）を増幅器
３２から発生させる。同様の方法でワイヤ電極１
０と溶接母材１１との短絡が形成されたことを示
す電圧U₁（第１図参照）を検出するように、抵抗
３３，３４、増幅器３５とで構成されている第２
弁別回路の各抵抗の抵抗値および負の固定電位の
値が決定される。このようにして、リード線２６
の電圧が値U₁より低い場合には、常に「１」信
号を増幅器３５が発生する。増幅器３２，３５の
出力信号は、RSフリツプフロツプもしくは双安
定マルチバイブレータ３６に入力される。Ｓ−入
力端への「１」信号の入力時、すなわちアーク期
間の始点において、フリツプフロツプ３６は、Ｑ
出力端が「１」信号を出力する状態にセツトさ
れ、他方Ｒ−入力端への「１」信号、すなわち短
絡期間の始点において、フリツプフロツプ３６
は、出力端が「１」信号を出力する状態にセツ
トされる。増幅器３５からの出力信号は、RSフ
リツプフロツプ３６のＲ−入力端に入力され、フ
リツプフロツプ３６の−出力端からの出力信号
Ｂが「０」信号となる。また、増幅器３５からの
出力信号はフリツプフロツプ３７のＳ−入力端に
も入力される。フリツプフロツプ３７のＲ−入力
端には、以下に述べる手段によつてアーク期間t₂
−t₃の終点において「１」信号が入力され、これ
によつてRSフリツプフロツプ３７の出力端の
出力信号が休止期間t₃−t₄中、「１」信号となる
ようにされている。フリツプフロツプ３６の−出力端とフリツプ
フロツプ３７の−出力端とはNOR−回路３８
に接続されており、NOR−回路３８の出力信号
Ｆはアーク期間t₂−t₃の間で「１」信号となり、
他の期間の間（t₃→t₂）で「０」信号となる。
NOR回路３８の出力信号は論理NOR回路４０に
入力されて、入力信号を反転させられ、信号
が「１」の場合には「０」に、また「０」の場合
には「１」となるような信号Ｆを生成する。 RSフリツプフロツプ３６のＱ−出力端には、
スイツチ−オフ遅延回路３９が接続されており、
このスイツチ−オフ遅延回路は、入力信号が
「１」信号から「０」信号に転換した時、この転
換の時点から或る与えられた時間だけ遅れて入力
信号と同様な転換をした出力信号Ｂを発生するよ
うに働く。このスイツチ−オフ遅延回路は、第１
図に示されている短絡期間の始点における制御さ
れた時間遅れt₄−t₁を決定している。リード線２６の電圧信号とRSフリツプフロツ
プ３６のＲ−入力端の信号とによつて、下記の論
理値表に示されるような信号が各期間において得
られる。そして、この論理値表に示されている論
理信号は、溶接装置が作動している期間における
溶接過程の各期間に対応するレベルと符合してい
る。

【表】Ｅ００１０
ここでt₁−t₂：短絡期間、t₂−t₃：アーク期間、
t₃−t₄：休止期間、t₄−t₁：時間遅れ上記の信号、Ｂ，，Ｆ，，Ｅは、後述する
方式によつて溶接電流源の制御装置に使用されて
いる電子スイツチング素子を制御するために利用
される。短絡期間中におけるエネルギの増大とアーク期
間中におけるエネルギの増大との間における或る
与えられた関係は、演算増幅器４１、積分コンデ
ンサ４２、入力抵抗４３，４４、および信号Ｅで
制御される電子スイツチング素子４５とで構成さ
れている積分回路によつて生成されている。そし
て、電子スイツチング素子４５は、Ｅ信号が
「１」信号となつたときに第３図の４５ａと４５
ｂとが導通状態となるように動作する。前記の論
理値表から、休止期間中の信号Ｅは、積分コンデ
ンサ４２を短絡させその結果増幅器４１の出力信
号を零ボルトにするところの「１」信号であるこ
とが解る。この休止期間に続く短絡期間（t₁−
t₂）の間では信号Ｅは「０」信号なので、電子ス
イツチング素子４５がオフ状態となり、以下に述
べる積分増幅器６８から得られる負の制御信号が
抵抗４４を通じて増幅器４１に入力されることに
なる。この負の制御信号は、短絡期間の間では電
流源１５にリード線２７で供給されている電力基
準信号に比例している。そして、この積分増幅器
４１の出力信号は、今や正で、短絡時間の間の電
流源１５で発生したエネルギに比例している。短
絡期間からアーク期間に変化するとき、積分増幅
器６８からの出力信号は消失し、この出力信号の
消失は抵抗４４を介して掛算回路７６から得られ
る、アーク期間の間の電力に関係したリード線２
７の基準信号に比例している正の信号に取つて代
られる。積分増幅器４１の出力信号は、この信号
が零となるまで負方向で積分される。このように
して、演算増幅器４１、コンデンサ４２、電子ス
イツチング素子４５等で構成されている積分増幅
回路に接続されているレベル弁別器４６の出力信
号は、「０」から「１」信号となり、これによつ
てこのレベル弁別器４６の出力端に接続されてい
るRSフリツプフロツプ３７の入力端が活性化さ
れるので、このフリツプフロツプの−出力端の
出力信号Ｅは、前述したように「０」から「１」
信号となり、スイツチング素子４５を導通させ
て、コンデンサ４２を短絡させる。積分増幅器４１の出力信号は、零レベルから始
まるので、短絡期間の終点において積分増幅器４
１は短絡期間中に供給された電力に比例した電圧
信号を有しており、そして、この電圧信号が零レ
ベルに戻るに要する時間は、アーク期間中に供給
される電力に比例するので、短絡期間とアーク期
間との間における電力量の明確な関係が得られ
る。アーク期間中の電力出力に比例している掛算回
路７６からの出力信号を変えることによつて、短
絡期間のエネルギとアーク期間のエネルギとの間
の関係を簡単に調整できる。これは、電流源１５
にアーク期間の間の電力に関する信号を出力する
増幅器６４の出力端に、掛算回路７６の一方の入
力を接続し、他方の入力にはポテンシヨメータ型
の設定手段２８の出力端を接続することにより実
現できる。ポテンシヨメータ２８の端子は、アー
スと負の固定電位とに接続されており、掛算回路
７６の出力信号と増幅器６４の出力信号との比が
このポテンシヨメータ２８によつて調整される。休止期間に比例した信号は、積分増幅器４７、
積分コンデンサ４８、入力抵抗５０および信号
によつて制御される電子スイツチング素子４９と
で構成された積分回路によつて得られる。この積
分回路の入力側には、信号Ｅによつて制御される
電子スイツチング素子を介して負の固定電位に接
続されている。休止期間中においては信号Ｅが
「１」信号なので、電子スイツチング素子５１が
導通状態となり、そのため増幅器４７には入力抵
抗５０を介して負の固定電位が入力される。そし
て、休止期間中に亘つて、積分増幅器４７の出力
が正の一定勾配で積分され、その結果、この休止
期間の終点においてこの休止期間の長さに比例し
た値の電圧となる。この積分回路の出力信号は、
信号によつて制御されている電子スイツチング
素子５２を通して出力される。短絡期間中におい
ては「１」信号である信号は、電子スイツチン
グ素子５２を導通させ、その結果積分回路４７−
５０の出力信号を、非常に長い放電時間を持つた
大容量コンデンサ５３に入力させる。アーク期間
中、積分増幅器４７は、「１」信号である信号
を受けている電子スイツチング素子４９の導通に
よつて零レベルとなり、同時に電子スイツチング
素子５２は、「０」信号である信号によつて開
放されている。各休止期間の後に、先行した休止
期間の長さに比例した値でコンデンサ５３が充電
される。電流源１５の電力出力を制御するための調整器
は、抵抗６０と積分コンデンサ６１とから成る帰
環路を有する演算増幅器５９、入力抵抗６２，６
３，９４とから構成されている。この調整器は、
抵抗９４を介して負の固定電位から基準信号を、
休止期間の長さに比例した電圧を保持しているコ
ンデンサ５３から抵抗６３を介して応答信号をそ
れぞれ受け取る。電流源の電力出力を制御するた
めに、この調整器の出力信号は、抵抗９４と負の
固定電位とによつて予め定められた値に休止期間
がなるように制御されている。この電力出力の制
御は、次に述べるような回路を介してリード線２
７の電力基準信号が調整器５９−６３，９４で制
御されることによつて実現される。アーク期間の間、増幅器の増幅度を決める帰還
抵抗６５と直列抵抗６６とを有する演算増幅器６
４によつて電力基準信号が得られる。信号Ｆによ
つて制御される電子スイツチング素子６７によつ
てアーク期間以外の他の期間全般に亘つて、演算
増幅器６４の入力端と出力端とが短絡され、信号
の入力が阻止される。短絡期間の間、演算増幅器
６８、積分コンデンサ６９、抵抗７０とから構成
された積分回路によつて電力基準信号が出力され
る。この積分回路の積分速度は、コンデンサ６９
と抵抗７０との値によつて定まる。信号Ｂで制御
される電子スイツチング素子７１は、増幅器６８
の入力端と出力端との間に接続されていて、短絡
期間以外の他の期間に増幅器６８が信号を出力す
るのを阻止している。増幅器６４，６８からの基準信号は、これらの
増幅器の出力側に接続されている入力抵抗７３，
７４と演算増幅器７２、帰還抵抗７５とから構成
された加算回路に入力される。この増幅器７２
は、短絡期間とアーク期間とに電力基準信号をリ
ード線２７に出力し、また休止期間には「０」信
号を出力する。もし必要ならば、第３図に示された制御装置
は、溶接箇所への溶加材料１０の供給速度に応じ
て休止期間の長さを自動的に変化させる回路を付
加することにより、より完全なものとなる。これ
は、リード線２５から得られる溶加材料の供給速
度に正確に比例した、溶接箇所に供給されている
電流値の利用が効果的である。リード線２５の信
号は、増幅器５４によつて、マイクロボルトのレ
ベルからボルトのレベルにまで増幅され、抵抗５
５とコンデンサ５６とで構成されているＬ型フイ
ルタによつて波された後、アースと正の固定電
位とに接続され、出力端が掛算回路５７の一方の
入力端に接続されているポテンシヨメータ５８に
よつてその出力の大きさが調整される。掛算回路
５７の出力信号は、ポテンシヨメータ５８によつ
て零からそれ以上に調整され、抵抗６２を介して
制御増幅器５９に入力される。さらに、この発明の実施例においては、いかな
る休止期間も実際に存在しない場合においても、
アーク期間の間における電流源１５の電力出力を
変化させることが可能である。例えば、アーク期
間の後半における電力出力を、溶加材料であるワ
イヤ電極の溶接ノズルの表面での溶着と、ワイヤ
電極の先端部の冷却を防止するためだけに、アー
ク期間の後半において溶接箇所に溶加材料を実質
的に供給しない程度の値にすることが可能であ
る。このために、第３図に示された制御装置にお
いては、付加的に、抵抗９７、信号Ｅで制御され
る電子スイツチング素子９８、ポテンシヨメータ
９９とから成る回路が設けられており、これの入
力端は増幅器７２の入力端に接続されている。増
幅器７２には当然ポテンシヨメータ２８で調整さ
れた電圧信号よりも高いレベルの信号が供給され
ているが、この事自体はそれほど重要なことでは
なく、必要ならばポテンシヨメータを相応の低い
レベルに調整することもできる。第３図に示されたと同様の制御装置が第４図に
も示されており、この制御装置は、溶接電流、電
圧に対応する信号を入力するための入力リード線
２５，２６と電流源１５を制御するための電力基
準信号を出力する出力リード線とを具備してい
る。さらに、制御装置は、第３図に示されたと同
様に、電力基準信号を出力するために、要素２９
−３６から構成された第１検出回路、要素５４−
５８から構成された第２検出回路、および要素６
４−７５から構成された第３検出回路とを有して
いる。ここに示された要素２９−３６，５４−５
８，６４−７５で構成された各検出回路は、第３
図におけるものと等価なので、その説明は省略す
る。第４図において、RSフリツプフロツプ３６の
Ｑ−出力端、−出力端の出力信号Ｂ，は、そ
れぞれ単安定フリツプフロツプ７６′，７８を活
性化する。これらは、フリツプフロツプの入力が
「０」信号から「１」信号に変化したとき、それ
らの出力信号Ｅ，Ｄが短い時間の「１」信号とな
るようにトリガされる。単安定フリツプフロツプ
７６′，７８からの出力信号はさらに２個の単安
定マルチバイブレータ７８，７９のそれぞれに入
力される。これらのマルチバイブレータ７８，７
９は、その入力が「１」信号から「０」信号にな
つたとき、その出力信号Ｇ，Ｆが短い時間の
「１」信号を出力する。各信号Ｂ，Ｅ，Ｇ，Ｆおよびは、次のような
規則で発生される。すなわち、アーク期間の始点
がレベル弁別器３２で検出されたとき、RSフリ
ツプフロツプ３６のＱ−出力端の信号、すなわち
Ｂ信号は、「０」信号から「１」信号に変る。し
たがつて、Ｂ信号の否定である信号は、「１」
信号から「０」信号にと変化する。Ｂ信号が
「１」信号になると同時に短いパルスであるＥ信
号が発生し、これによつて単安定フリツプフロツ
プ７７がトリガされ、その出力側に短い時間の
「１」信号であるＧ信号が出力される。RSフリツ
プフロツプ３６の−出力端が「１」信号から
「０」信号に変化したときには、Ｆ信号とＤ信号
は影響されない。レベル弁別器３５によつて短絡
期間の始点が検出されると、信号は「０」信号
から「１」信号に変化する。またＢ信号は、信
号の逆の変化をする。同時にＤ信号とＦ信号は、
アーク期間の始点が検出されたときのＥ信号、Ｇ
信号について上述したのと同様の順序のパルス形
態を出力する。短絡期間のエネルギ量に比例する信号は、演算
増幅器８０、積分コンデンサ８１および入力抵抗
８２とで構成された積分回路によつて発生され
る。入力抵抗８２に入力される入力信号は、増幅
器６８から供給され、そして第３図に示したのと
同様に短絡期間の間に電流源１５にリード線２７
で供給される電力基準信号に比例している。した
がつて、短絡期間の終点における増幅器８０の出
力信号は、短絡期間中に溶接箇所に供給されたエ
ネルギに比例している。非常に長い放電時定数を
有し、かつ積分回路８０−８２の下方に接続され
ている大容量のコンデンサ８５は、短絡期間の間
に溶接箇所に供給されたエネルギに対応する電位
で充電されるように、信号Ｅで制御される電子ス
イツチング素子８４によつて制御されている。こ
の後、積分コンデンサ８１は、信号Ｅで制御され
る電子スイツチング素子８３によつて短絡され、
したがつて増幅器８０の出力信号は零レベルとな
る。コンデンサ８５の下方に接続されていて、反
転入力端子を有する増幅器８６は、コンデンサ８
５からの信号を反転した後、ポテンシヨメータ型
の分圧器を有する設定手段２８の一端子に入力さ
れる。演算増幅器８７、信号Ｆ，Ｄによつて制御され
る電子スイツチング素子９０，９１と関係的にあ
る積分コンデンサ８８、入力抵抗８９および非常
に長い放電時定数を有する大容量コンデンサとで
構成される第２の積分回路の動作は、第３図にお
いて説明したように溶接電流の電流源１５にリー
ド線２７で送出される電力基準信号に比例した出
力信号を出す増幅器６４からの出力が、アーク期
間の間、前記の要素８７−８９で構成されている
積分回路の入力抵抗に印加される。これによつ
て、アーク期間の終点での増幅器８７の出力、す
なわちコンデンサ９２の端子電圧は、アーク期間
の間に溶接箇所に供給されたエネルギに比例し、
この電圧はポテンシヨメータ２８の他の端子に印
加されている。第３図に示された実施例のように、要素６４−
７５で構成されている回路を介して電流源１５の
電力出力を制御するための調整器は、抵抗６０と
積分コンデンサ６１を有する演算増幅器５９およ
び抵抗６２，６３をも含んでいる。調整器５９−
６３の出力信号は、ポテンシヨメータ２８から抵
抗６３への信号が零となるようにそれ自体が調整
されているので、短絡期間のエネルギとアーク期
間のエネルギとの関係は、ポテンシヨメータ２８
によつて所望の値に調整することができる。短絡期間のエネルギとアーク期間のエネルギと
の関係は、溶接箇所への溶加材料の供給速度に関
連して自動的に修正される。すなわちこれは、溶
接箇所に供給された電流の平均値に比例する修正
信号を制御増幅器５９に供給することによつて達
成される。この修正信号は、調整器５９−６３の
抵抗６２を介して掛算回路５７の出力端から供給
されている。この修正信号は、入力端２５に到来
した溶接箇所の電流に比例した信号を、第３図に
示された実施例における要素５４−５８と同様な
方法で、増幅、濾波、掛算することによつて得ら
れる。このようにして、短絡期間のエネルギに対
するアーク期間のエネルギの割合を溶加材料の供
給速度の増加に供なつて増大させることができ
る。本発明は、制御装置が、アーク期間エネルギと
短絡期間エネルギの関係に対応してプリセツトを
維持する手段を含んでいるものであるから、これ
によつて、簡単な回路で正確に溶接出力を制御で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、短絡アーク溶接工程における電流
Ｉ、電圧Ｕ、電力Ｐの典型的な特性曲線を示す図
である。第２図は、この発明の短絡アーク溶接機
の概要図である。第３図、第４図は、この発明の
短絡アーク溶接機の要部を占める制御装置の実施
例を示す図である。１０：ワイヤ電極、１１：溶接母材、１５：溶
接電流源、１８：貯蔵リール、１９：送りロー
ラ、２０：モータ、２１：ポテンシヨメータ、２
２：制御手段、２３：制御装置、２４：分流器、
２９：微分コンデンサ、３０，３１：抵抗、３
２：増幅器、３３，３４：抵抗、３５：反転増幅
器、３６，３７：フリツプフロツプ、３８：
NOR回路、３９：スイツチ−オフ遅延回路、４
０：論理NOR回路、４１：演算増幅器、４２：
積分コンデンサ、４３，４４：抵抗、４５：スイ
ツチング素子、４６：増幅器、４７：演算増幅
器、４８：積分コンデンサ、４９：スイツチング
素子、５０：抵抗、５１，５２：スイツチング素
子、５３：コンデンサ、５４：増幅器、５５：抵
抗、５６：コンデンサ、５７：掛算回路、５８：
ポテンシヨメータ、５９：演算増幅器、６０：抵
抗、６１：コンデンサ、６２，６３：抵抗、６
４：演算増幅器、６５，６６：抵抗、６７：スイ
ツチング素子、６８：演算増幅器、６９：積分コ
ンデンサ、７０：抵抗、７１：スイツチング素
子、７２：増幅器、７３，７４，７５：抵抗、７
６：掛算回路、７６′，７７，７８，７９：単安
定マルチバイブレータ、８０：演算増幅器、８
１：積分コンデンサ、８２：抵抗、８３，８４：
スイツチング素子、８５：コンデンサ、８６：増
幅器、８７：演算増幅器、８８：積分コンデン
サ、８９：抵抗、９０，９１：スイツチング素
子、９２：コンデンサ、９４：抵抗、９７：抵
抗、９８：スイツチング素子、９９：ポテンシヨ
メータ。

Claims

【特許請求の範囲】１制御可能な電源、ワイヤ状の、溶加材料から
なる消費電極を溶接位置に制御しつつ送給する手
段、および溶接シーケンスに対応して電源を調整
する制御装置からなり、前記電源は、短絡期間、
アーク期間および任意の休止期間に溶接シーケン
スを調整する短絡溶接装置において、前記制御装置は、アーク期間エネルギと短絡期
間エネルギの関係に対応してプリセツトを維持す
る手段を含んでいることを特徴とする短絡アーク
溶接機。２特許請求の範囲第１項記載の短絡アーク溶接
機において、該制御装置はアーク期間の直前に先
立つ短絡期間の間に加えられるエネルギの関数に
基づいて各アーク期間の間のエネルギが調整され
るための手段を有することを特徴とする短絡アー
ク溶接機。３特許請求の範囲の第１項ないし第２項の内の
１項に記載され短絡アーク溶接機において、該制
御装置が、アーク期間エネルギが与えられた量だ
け供給され終えた時に、溶接電流を遮断するため
の手段と、この遮断後において少なくとも次に続
く短絡期間の発生まで電流源から溶接箇所への前
記電流の遮断状態を維持させるための手段とを有
することを特徴とする短絡アーク溶接機。４特許請求の範囲第１項ないし第３項の内の１
項に記載された短絡アーク溶接機において、該制
御装置が、短絡回路を形成した時から或る与えら
れた時間までは溶接箇所への電流を阻止するため
の手段を有していることを特徴とする短絡アーク
溶接機。５特許請求の範囲第１項ないし第４項の内の１
項に記載された短絡アーク溶接機において、該制
御装置が、各期間の長さおよび任意に溶接電流の
大きさを検出するための手段および該休止期間と
任意時の溶接電流とに関連して短絡期間中におけ
る電力を変化させるための手段とを有することを
特徴とする短絡アーク溶接機。６特許請求の範囲第１項ないし第２項の内の１
項に記載された短絡アーク溶接機において、該制
御装置が、休止期間を避けるように短絡期間とア
ーク期間との電力レベルを調整するための手段を
有していることを特徴とする短絡アーク溶接機。７特許請求の範囲第１項ないし第６項の内の１
項に記載された短絡アーク溶接機において、溶接
電流路に対して並列となるようにワイヤ電極と溶
接箇所との間にコンデンサが接続されていること
を特徴とするする短絡アーク溶接機。８特許請求の範囲第１項ないし第７項の内の１
項に記載された短絡アーク溶接機において、短絡
期間中、電力を実質上直線的に増大させるための
手段を有していることを特徴とする短絡アーク溶
接機。９特許請求の範囲第１項ないし第８項の内の１
項に記載された短絡アーク溶接機において、該制
御装置が、溶接箇所への溶加材料の送り速度の関
数に基づいて、アーク期間と短絡期間との間の関
係を連続的に調整するための手段を有しているこ
とを特徴とする短絡アーク溶接機。