JP3075263B2 - パルス出力制御方法及び消耗電極式パルスアーク溶接装置 - Google Patents

パルス出力制御方法及び消耗電極式パルスアーク溶接装置

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義朗 田中
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、消耗電極（以下、
ワイヤと称する）を自動送給し、ワイヤと溶接母材（以
下、母材と称する）間にピーク電流とベース電流とを交
互に繰り返し供給して溶接出力制御を行う溶接出力制御
方法及び消耗電極式パルスアーク溶接装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、消耗電極式パルスアーク溶接機の
出力制御方法の一例としては図１０に示すような構成で
あり、パルス期間を固定しパルス周波数を変化させる出
力制御方法であった。このパルス期間は、ピーク電流が
出力される毎にワイヤ先端部を溶融し溶滴を形成しピー
ク電流の電磁ピンチ力により溶滴を離脱させて母材へ移
行させる（以下１パルス１ドロップと称する）ように最
適値に設定される。このため、図１１に示すように１パ
ルス１ドロップの出力条件では短絡の発生が抑制されほ
とんどスパッタが発生しない溶接が可能であった。
【０００３】つぎに従来例の消耗電極式パルスアーク溶
接装置の構成を図１０に沿って説明する。図１０におい
て、１は３相入力電源、２は第１整流部、３はインバー
タ回路部、４は主変圧器、５は第２整流部、６はリアク
タ、２０は出力正端子、２１は出力負端子、２２はチッ
プ、２３はワイヤ、２４は母材である。溶接電圧検出部
７の出力と溶接電圧設定部９の出力とを誤差増幅部８で
誤差増幅する。この誤差増幅部８の出力によりパルス周
波数演算部１８でパルス周波数信号を出力し、このパル
ス周波数信号とパルス期間を設定するパルス期間設定部
１３の出力よりパルス出力設定部１０ｃで溶接出力に適
切なパルス周波数とパルス期間に相当する信号を得てい
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、１パル
ス１ドロップに最適なパルス期間を設定することによっ
てスパッタを抑制することができた。しかし近年では生
産性を向上させるために溶接速度を高める傾向が強まっ
ている。溶接速度を高めるには溶接電圧を低下させる必
要があり、溶接電圧を低下させた場合に、図１２に示す
ように従来の制御方法ではパルス期間を変化させないた
めにパルス周波数の平均は低下する。ところがワイヤ送
給量は一定なため、１パルス１ドロップに最適なパルス
期間が設定されているもにかかわらずワイヤ送給量に対
するパルス周波数が不足するため溶滴が離脱する前に短
絡が発生する。また、ワイヤ先端に残存する溶滴の大き
さが不均一なため短絡の発生頻度が不規則になる。この
ため、スパッタの発生量が増加し、母材やノズル等に付
着し生産性の向上を妨げる要因となる。
【０００５】本発明は、前記従来技術の欠点を補い、溶
接電圧を低下させる場合パルス周波数の平均を変化させ
ないようにパルス期間を短縮させ、１パルス毎に短絡を
規則的に発生させてスパッタの発生量を抑制するパルス
出力制御方法及び消耗電極式パルスアーク溶接装置を提
供することを目的とする。
【０００６】また本発明は、溶接電圧を低下させる場合
パルス周波数の平均を変化させないようにピーク電流を
低下させ、１パルス毎に短絡を規則的に発生させてスパ
ッタの発生量を抑制するパルス出力制御方法及び消耗電
極式パルスアーク溶接装置を提供することを目的とす
る。
【０００７】また本発明は、ワイヤ先端から溶滴が離脱
する直前に変化する溶接電圧を検知して溶滴の離脱を予
知しパルス期間を終了する。これにより、１パルス毎の
溶滴移行を規則的にしスパッタの発生量を抑制するパル
ス出力制御方法及び消耗電極式パルスアーク溶接装置を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、第１の発明のパルス出力制御方法は、短絡が発生し
ない条件から低下させた場合の設定溶接電圧、あるいは
そのように設定された場合の溶接出力電圧の少なくとも
いずれか一方を用いてパルス周波数の平均を一定に保つ
ようにパルス期間を設定するものである。また、パルス
期間の設定に際しては、溶接出力電圧あるいは設定溶接
電圧の少なくともいずれか一方と設定パルス周波数を用
いてパルス周波数の平均を一定に保つようにパルス期間
を設定するものである。また、このパルス期間は、ワイ
ヤ送給量、ワイヤ径あるいはワイヤ材質の少なくとも一
つに応じてパルス期間の上限値及び下限値が設定され
る。次に、第１の発明のパルス出力制御方法を用いた消
耗電極式パルスアーク溶接装置について説明する。溶接
電圧を検出する溶接電圧検出部と、短絡が発生しない条
件から低下させた場合の溶接電圧を設定する溶接電圧設
定部と、前記溶接電圧検出部の出力と前記溶接電圧設定
部の出力を入力とし該２入力の差を増幅する誤差増幅部
と、パルス周波数の平均を一定に保つようにパルス期間
演算用にパルス周波数を設定するパルス周波数設定部
と、前記溶接電圧検出部の出力と前記溶接電圧設定部の
出力の少なくともいずれか一方と前記パルス周波数設定
部の出力と前記誤差増幅部の出力を用いて溶接出力に相
当するパルス出力信号を出力するパルス出力設定部と、
ピーク電流を設定するピーク電流設定部と、ベース電流
を設定するベース電流設定部と、前記パルス出力設定部
の出力により前記ピーク電流設定部の出力か前記ベース
電流設定部の出力のいずれかを選択するスイッチング回
路部を備えている。
【０００９】第２の発明のパルス出力制御方法は、短絡
が発生しない条件から低下させた場合の設定溶接電圧、
あるいはそのように設定された場合の溶接出力電圧の少
なくともいずれか一方と設定パルス周波数を用いてパル
ス周波数の平均を一定に保つようにピーク電流を設定す
るものである。第２の発明の消耗電極式パルスアーク溶
接装置は、溶接電圧を検出する溶接電圧検出部と、短絡
が発生しない条件から低下させた場合の溶接電圧を設定
する溶接電圧設定部と、前記溶接電圧検出部の出力と前
記溶接電圧設定部の出力を入力とし該２入力の差を増幅
する誤差増幅部と、パルス周波数の平均を一定に保つよ
うにピーク電流演算用にパルス周波数を設定するパルス
周波数設定部と、パルス期間を設定するパルス期間設定
部と、前記溶接電圧設定部の出力あるいは前記溶接電圧
検出部の出力の少なくともいずれか一方の出力と前記パ
ルス期間設定部の出力と前記パルス周波数設定部の出力
を入力としピーク電流を設定するピーク電流演算部と、
ベース電流を設定するベース電流設定部と、前記パルス
出力設定部の出力により前記ピーク電流演算部の出力か
前記ベース電流設定部の出力のいずれかを選択するスイ
ッチング回路部を備えている。
【００１０】第３の発明のパルス出力制御方法は、短絡
が発生しない条件から低下させた場合の設定溶接電圧に
溶接電圧を設定された溶接出力電圧を用いて溶滴がワイ
ヤ先端から離脱するのを予知する溶滴離脱予知信号を検
出して、この溶滴離脱予知信号をパルス期間の終了のタ
イミングとして用いて短絡状態に移行させるようにパル
ス期間を設定するものである。第３の発明の消耗電極式
パルスアーク溶接装置は、溶接電圧を検出する溶接電圧
検出部と、前記溶接電圧検出部の出力と電圧設定部の出
力とを比較演算し前記溶接電圧検出部の出力が前記電圧
設定部の出力を越えた際に溶滴離脱予知信号を出力する
比較部と、短絡が発生しない条件から低下させた場合の
溶接電圧を設定する溶接電圧設定部と、前記溶接電圧検
出部の出力と前記溶接電圧設定部の出力とを入力とし該
２入力の差を増幅する誤差増幅部と、前記誤差増幅部の
出力を入力としパルス周波数を設定するパルス周波数演
算部と、前記比較部の出力と前記パルス周波数演算部の
出力を入力とし前記パルス周波数演算部の出力をピーク
期間開始信号とし前記比較部の出力をピーク期間終了信
号として用いて短絡状態に移行させるように溶接出力に
相当するパルス出力信号を出力するパルス出力設定部
と、ピーク電流を設定するピーク電流設定部と、ベース
電流を設定するベース電流設定部と、前記パルス期間設
定部の出力により前記ピーク電流設定部の出力か前記ベ
ース電流設定部の出力のいずれかを選択するスイッチン
グ回路部を備えている。
【００１１】また、前記第１及び第３の発明の消耗電極
式パルスアーク溶接装置のピーク電流設定部は、ワイヤ
送給量あるいはワイヤ材質あるいはワイヤ径の少なくと
も一つの設定に応じて設定される。
【００１２】
【発明の実施の形態】第１の発明のパルス出力制御方法
及び消耗電極式パルスアーク溶接装置は、溶接出力電圧
あるいは設定溶接電圧の少なくともいずれか一方を用い
てパルス期間を設定するものである。パルス期間の設定
に際しては、溶接出力電圧あるいは設定溶接電圧の少な
くともいずれか一方と設定パルス周波数とを用いてパル
ス期間を設定する作用を有するものである。また、パル
ス期間は、ワイヤ送給量、ワイヤ径あるいはワイヤ材質
の少なくとも一つに応じてパルス期間の上限値及び下限
値が設定される作用を有するものである。すなわちこれ
らのパルス出力制御方法及び消耗電極式パルスアーク溶
接装置では、溶接電圧を低下させる場合パルス周波数の
平均を変化させないようにパルス期間を設定することに
より、溶接電圧低下時に発生する短絡を１パルス毎に規
則的に発生させスパッタの発生量を抑制する。また、パ
ルス期間の設定に際しては、ワイヤ送給量、ワイヤ径あ
るいはワイヤ材質の少なくとも一つに応じてパルス期間
の上限値及び下限値を設定するリミッタ設定部を前記パ
ルス出力設定部内に設けて溶接を安定させる。また、パ
ルス期間演算用のパルス周波数を設定するパルス周波数
設定部はワイヤ送給量あるいはワイヤ径あるいはワイヤ
材質の少なくとも一つに応じて設定でき対応範囲が拡大
する。
【００１３】第２の発明のパルス出力制御方法及び消耗
電極式パルスアーク溶接装置は、溶接出力電圧あるいは
設定溶接電圧の少なくともいずれか一方と設定パルス周
波数を用いてピーク電流を設定する作用を有するもので
ある。すなわち溶接電圧を低下させる場合パルス周波数
の平均を変化させないようにピーク電流を低下させるこ
とにより、１パルス毎に短絡を規則的に発生させてスパ
ッタの発生量を抑制できる。また、パルス期間を設定す
るパルス期間設定部はワイヤ送給量あるいはワイヤ径あ
るいはワイヤ材質の少なくとも一つに応じて設定でき
る。また、第１及び第２の発明の消耗電極式パルスアー
ク溶接装置のパルス周波数を設定するパルス周波数設定
部はワイヤ送給量あるいはワイヤ径あるいはワイヤ材質
の少なくとも一つに応じて設定でき対応範囲が拡大す
る。
【００１４】次に第３の発明のパルス出力制御方法及び
消耗電極式パルスアーク溶接装置は、溶接出力電圧を用
いて溶滴がワイヤ先端から離脱するのを予知する溶滴離
脱予知信号を検出して、この溶滴離脱予知信号をパルス
期間の終了のタイミングとして用いてパルス期間を設定
する作用を有するものである。すなわちワイヤ先端から
の溶滴の離脱を予知しパルス期間を終了することによ
り、１パルス毎の溶滴移行を規則的にしスパッタの発生
量を抑制できる。
【００１５】また、前記第１第２及び第３の発明の消耗
電極式パルスアーク溶接装置のベース電流設定部は、ワ
イヤ送給量あるいはワイヤ材質あるいはワイヤ径の少な
くとも一つの設定に応じて設定される。このため、ワイ
ヤ送給量、ワイヤ材質、ワイヤ径毎に設定でき対応範囲
が拡大する。
【００１６】また、前記第１及び第３の発明の消耗電極
式パルスアーク溶接装置のピーク電流設定部は、ワイヤ
送給量あるいはワイヤ材質あるいはワイヤ径の少なくと
も一つの設定に応じて設定される。このため、ワイヤ送
給量、ワイヤ材質、ワイヤ径毎に設定でき対応範囲が拡
大する。
【００１７】（実施の形態１）第１の発明のパルス出力
制御方法を実施した消耗電極式パルスアーク溶接装置を
図１及び図７に沿って説明する。なお、従来の構成と同
じ部分は同じ符号を付して、その説明を略す。
【００１８】すなわち、第１の実施の形態の消耗電極式
パルスアーク溶接装置は、溶接電圧を検出する溶接電圧
検出部７と、溶接電圧を設定する溶接電圧設定部９と、
前記溶接電圧検出部７の出力と前記溶接電圧設定部９の
出力を入力とし該２入力の差を増幅する誤差増幅部８
と、パルス期間演算用に前記溶接電圧検出部７の出力あ
るいは前記溶接電圧設定部９の出力の少なくともいずれ
か一方を用いて得られる平均溶接電圧ＶＯＵＴと前記溶
接電圧検出部７の出力からピーク期間中の溶接電圧ＶＰ
とベース期間中の溶接電圧ＶＢを図示していないパルス
出力設定部１０ａ内の電圧検出部で検出し、パルス周波
数を設定するパルス周波数設定部１１の出力ＰＦ及びＶ
ＯＵＴ及びＶＰ及びＶＢから図示していないパルス出力
設定部１０ａ内のパルス期間演算部でパルス周波数の平
均を変化させないようにパルス期間を算出する。なおＶ
Ｐ、ＶＢはデータとして与えても良いし、ＶＰ及びＶＢ
を用いずにパルス期間を演算しても良い。また、演算す
るのではなくデータテーブルとしてパルス期間を設定し
ても良い。そして、前記誤差増幅部８の出力により設定
されるパルス周波数と前記パルス期間を組み合わせてパ
ルス出力設定部１０ａは溶接出力に相当するパルス出力
信号を出力する。そして、ピーク電流を設定するピーク
電流設定部の出力とベース電流を設定するベース電流設
定部の出力のいずれかを、前記パルス出力設定部の出力
によりスイッチング回路部で切り替える。
【００１９】図７に第１の実施の形態の消耗電極式パル
スアーク溶接装置で溶接した場合の溶接電圧波形を示
す。図７の溶接電圧波形は図１１の１パルス１ドロップ
の条件（短絡が発生しない条件）から設定溶接電圧を低
下させた場合の溶接電圧波形を示しており、いずれも溶
接負荷は同状態と仮定し、溶接負荷が変動したと想定し
て図７、１１では溶接電圧波形のパルス周波数が低下し
ていく状態を示している。
【００２０】図１１の条件から設定溶接電圧を低下させ
た場合にパルス期間を減少させることでパルス周波数は
設定溶接電圧を変化させる前（図１１）と変わらないの
がわかる。この場合パルス期間は１パルス１ドロップに
最適な値より短縮されるため、１パルス１ドロップでな
くなる。しかし、パルス毎に一定量の溶滴をワイヤ先端
に形成させるのでパルス期間終了毎に短絡が発生し一定
量の溶滴が母材へ移行する。つまり、溶接電圧を低下さ
せた場合にワイヤ先端の溶滴は離脱はしないが、ワイヤ
先端に残存する溶滴の大きさが均一になり、パルス期間
終了後に発生する短絡により規則的に母材へ移行する。
また、１パルス毎の溶滴の母材への移行量は、溶接電圧
を低下させてもパルス周波数の平均は変化しないため、
１パルス１ドロップの条件（溶接電圧が高い条件）の場
合と同じである。これらにより、スパッタの発生を抑制
し溶接を安定させることができる。また、パルス期間の
設定に際しては、図４に示すようにワイヤ送給量、ワイ
ヤ径あるいはワイヤ材質の少なくとも一つに応じてパル
ス期間の上限値及び下限値を設定するリミッタ設定部を
前記パルス出力設定部１０ａ内に設けて溶接に適切でな
いパルス期間が設定されるのを防止し溶接を安定させ
る。
【００２１】（実施の形態２）第２の発明のパルス出力
制御方法を実施した消耗電極式パルスアーク溶接装置を
図２及び図８に沿って説明する。なお、従来の構成及び
実施の形態１と同じ部分は同じ符号を付して、その説明
を略す。
【００２２】すなわち、第２の実施の形態の消耗電極式
パルスアーク溶接装置は、溶接電圧を検出する溶接電圧
検出部７と、溶接電圧を設定する溶接電圧設定部９と、
前記溶接電圧検出部７の出力と前記溶接電圧設定部９の
出力を入力とし該２入力の差を増幅する誤差増幅部８
と、パルス期間を設定するパルス期間設定部１３と、ピ
ーク電流演算用のパルス周波数を設定するパルス周波数
設定部１１と、ピーク電流演算用に前記溶接電圧検出部
７の出力あるいは前記溶接電圧設定部９の出力の少なく
ともいずれか一方を用いて得られる平均溶接電圧ＶＯＵ
Ｔと前記溶接電圧検出部７の出力からピーク期間中の溶
接電圧ＶＰとベース期間中の溶接電圧ＶＢを図示してい
ないピーク電流演算部２２内の電圧検出部で検出し、パ
ルス周波数を設定するパルス周波数設定部１１の出力Ｐ
Ｆ及びＶＯＵＴ及びＶＰ及びＶＢから図示していないピ
ーク電流演算部２２内の演算部でパルス周波数の平均を
変化させないようにピーク電流を演算する。なおＶＰ、
ＶＢは検出値ではなくデータとして与えても良いし、ピ
ーク電流の演算に関してはＶＰ及びＶＢを用いなくても
良い。また、演算するのではなくデータテーブルとして
ピーク電流を設定しても良い。そして、前記誤差増幅部
８の出力と前記パルス期間設定部１３の出力を入力とす
るパルス出力設定部１０ｂで溶接出力に相当するパルス
出力信号を出力する。そして、ピーク電流を設定する前
記ピーク電流演算部２２の出力とベース電流を設定する
ベース電流設定部１５の出力のいずれかを、前記パルス
出力設定部１０ｂの出力によりスイッチング回路部１２
で切り替える。
【００２３】図８に第２の実施の形態の消耗電極式パル
スアーク溶接装置で溶接した場合の溶接電圧波形を示
す。図８の溶接電圧波形は図１１の１パルス１ドロップ
の条件（短絡が発生しない条件）から設定溶接電圧を低
下させた場合の溶接電圧波形を示しており、いずれも溶
接負荷は同状態と仮定し、溶接負荷が変動したと想定し
て図８、１１の溶接電圧波形のパルス周波数が低下して
いく状態を示している。
【００２４】図１１の条件から設定溶接電圧を低下させ
た場合にパルス期間を減少させることでパルス周波数は
設定溶接電圧を変化させる前（図１１）と変わらないの
がわかる。この場合ピーク電流は１パルス１ドロップに
最適な値より低下されるため、１パルス１ドロップでな
くなる。しかし、パルス毎に一定量の溶滴をワイヤ先端
に形成させるのでパルス期間終了毎に短絡が発生し一定
量の溶滴が母材へ移行する。つまり、溶接電圧を低下さ
せた場合にワイヤ先端の溶滴は離脱はしないが、ワイヤ
先端に残存する溶滴の大きさが均一になり、パルス期間
終了後に発生する短絡により規則的に母材へ移行する。
また、１パルス毎の溶滴の母材への移行量は、溶接電圧
を低下させてもパルス周波数の平均は変化しないため、
１パルス１ドロップの条件（溶接電圧が高い条件）の場
合と同じである。これらにより、スパッタの発生を抑制
し溶接を安定させることができる。また、図５に示すよ
うにパルス期間を設定するパルス期間設定部はワイヤ送
給量あるいはワイヤ径あるいはワイヤ材質の少なくとも
一つに応じて設定でき、対応範囲が拡大する。また、図
５に示すように第１及び第２の発明の消耗電極式パルス
アーク溶接装置のパルス周波数を設定するパルス周波数
設定部はワイヤ送給量あるいはワイヤ径あるいはワイヤ
材質の少なくとも一つに応じて設定でき対応範囲が拡大
する。
【００２５】（実施の形態３）第３の発明のパルス出力
制御方法を実施した消耗電極式パルスアーク溶接装置を
図３及び図９に沿って説明する。なお、従来の構成及び
実施の形態１、２と同じ部分は同じ符号を付して、その
説明を略す。
【００２６】すなわち、第３の発明の消耗電極式パルス
アーク溶接装置は、溶接電圧を検出する溶接電圧検出部
７と、前記溶接電圧検出部７の出力と電圧設定部１７の
出力とを比較演算し前記溶接電圧検出部７の出力が前記
電圧設定部１７の出力を越えた際に溶滴離脱予知信号を
出力する比較部１６と、溶接電圧を設定する溶接電圧設
定部９と、前記溶接電圧検出部７の出力と前記溶接電圧
設定部９の出力とを入力とし該２入力の差を増幅する誤
差増幅部８と、前記誤差増幅部８の出力を入力としパル
ス周波数を設定するパルス周波数演算部１８と、前記比
較部１６の出力と前記パルス周波数演算部１８の出力を
入力とし前記パルス周波数演算部１８の出力をパルス期
間開始信号とし前記比較部１６の出力をパルス期間終了
信号として用いてパルス期間を設定するパルス出力設定
部１０ｃと、ピーク電流を設定するピーク電流設定部１
４と、ベース電流を設定するベース電流設定部１５と、
前記パルス出力設定部１０ｃの出力により前記ピーク電
流設定部１４の出力か前記ベース電流設定部１５の出力
のいずれかを選択するスイッチング回路部１２を備えて
いる。
【００２７】図９は第３の発明の消耗電極式パルスアー
ク溶接装置で溶接した場合の溶滴移行と、溶接電圧波形
を示しており、溶接電圧は図１１から低下させている。
ワイヤ先端の溶滴はベース期間からパルス期間に移行す
ると（ａ）から（ｂ）に示すように大きくなる。次にピ
ーク電流の電磁ピンチ力により溶滴が離脱しようとして
くびれが発生（ｃ）する。パルス期間中は定電流制御な
ため、くびれが発生することにより抵抗成分が増加し、
溶接電圧が上昇する。この溶接電圧の上昇を所定の電圧
と比較することにより溶滴離脱の直前を検知する。その
後パルス期間を終了する。すなわちワイヤ先端に一定量
の溶滴を形成させてパルス期間を終了させるのでパルス
期間終了後に規則的に短絡を発生させて（ｄ）溶滴を移
行させる。これにより１パルス毎の溶滴移行を規則的に
しスパッタの発生量を抑制できる。
【００２８】また、図６に示すように前記第１第２及び
第３の発明の消耗電極式パルスアーク溶接装置のベース
電流設定部は、ワイヤ送給量あるいはワイヤ材質あるい
はワイヤ径の少なくとも一つの設定に応じて設定され
る。このため、ワイヤ送給量、ワイヤ材質、ワイヤ径毎
に最適値を設定でき対応範囲が拡大する。
【００２９】また、図６に示すように前記第１及び第３
の発明の消耗電極式パルスアーク溶接装置のピーク電流
設定部は、ワイヤ送給量あるいはワイヤ材質あるいはワ
イヤ径の少なくとも一つの設定に応じて設定される。こ
のため、ワイヤ送給量、ワイヤ材質、ワイヤ径毎に最適
値を設定でき対応範囲が拡大する。
【００３０】
【発明の効果】本発明のパルス出力制御方法及び消耗電
極式パルスアーク溶接機は、溶接電圧を低下させる場
合、パルス期間を短縮あるいはピーク電流を低下させる
ことでパルス毎の溶滴の大きさを均一にし規則的に短絡
を発生させることにより、スパッタの発生を抑制する効
果を奏するものである。また、溶滴の離脱を予知してピ
ーク期間を終了することにより、同様にパルス毎の溶滴
の大きさを均一にし規則的に短絡を発生させることによ
り、スパッタの発生を抑制する効果を奏するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１のパルス出力制御方法を実施した
消耗電極式アーク溶接装置の実施の形態を示す回路図
【図２】本発明の第２のパルス出力制御方法を実施した
消耗電極式アーク溶接装置の実施の形態を示す回路図
【図３】本発明の第３のパルス出力制御方法を実施した
消耗電極式アーク溶接装置の実施の形態を示す回路図
【図４】本発明のパルス出力制御方法を実施した消耗電
極式アーク溶接装置内のパルス期間設定部の実施の形態
を示す回路図
【図５】本発明のパルス出力制御方法を実施した消耗電
極式アーク溶接装置内のパルス期間設定部及びパルス周
波数を設定部の実施の形態を示す回路図
【図６】本発明のパルス出力制御方法を実施した消耗電
極式アーク溶接装置内のピーク電流設定部及びベース電
流設定部の実施の形態を示す回路図
【図７】本発明の第１のパルス出力制御方法を実施した
消耗電極式アーク溶接装置を用いて溶接電圧を低下させ
て溶接した場合の溶接電圧波形図
【図８】本発明の第２のパルス出力制御方法を実施した
消耗電極式アーク溶接装置を用いて溶接電圧を低下させ
て溶接した場合の溶接電圧波形図
【図９】本発明の第３のパルス出力制御方法を実施した
消耗電極式アーク溶接装置を用いて溶接電圧を低下させ
て溶接した場合の溶滴移行と溶接電圧波形図
【図１０】従来例のパルス出力制御方法を実施した消耗
電極式アーク溶接装置の実施の形態を示す回路図
【図１１】従来例のパルス出力制御方法を用いて１パル
ス１ドロップに最適な条件で溶接した場合の溶接電圧波
形図
【図１２】従来例のパルス出力制御方法を用いて溶接電
圧を低下させて溶接した場合の溶滴移行と溶接電圧波形
図
【符号の説明】
７ 溶接電圧検出部 ８ 誤差増幅部 ９ 溶接電圧設定部 １０ａ、１０ｂ、１０ｃ パルス出力設定部 １１ パルス周波数設定部 １２ スイッチング回路部 １３ パルス期間設定部 １４ ピーク電流設定部 １５ ベース電流設定部 １６ 比較部 １７ 電圧設定部 １８ パルス周波数演算部 １９ ワイヤ送給量設定部 ２５ ワイヤ径設定部 ２６ ワイヤ材質設定部 ２７ ピーク電流演算部 ２８ リミッタ設定部
フロントページの続き (72)発明者 中川 晶 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−259674（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−180669（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−19165（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−193269（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−143769（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−177883（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−56158（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−23547（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−50221（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/173 B23K 9/073 B23K 9/09 B23K 9/12 B23K 9/32

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 溶接ワイヤと溶接母材間にピーク電流と
    ベース電流をパルス状に繰り返し供給し、短絡が発生し
    ない条件から低下させた場合の設定溶接電圧、あるいは
    そのように設定された場合の溶接出力電圧の少なくとも
    いずれか一方を用いて電流のパルス周波数の平均を一定
    に保つようにパルス期間を設定することを特徴とするパ
    ルス出力制御方法。
  2. 【請求項２】 溶接ワイヤと溶接母材間にピーク電流と
    ベース電流をパルス状に繰り返し供給し、溶接出力電圧
    あるいは設定溶接電圧の少なくともいずれか一方と設定
    パルス周波数を用いて電流のパルス期間を設定すること
    を特徴とする請求項１記載のパルス出力制御方法。
  3. 【請求項３】 ワイヤ送給量、ワイヤ径あるいはワイヤ
    材質の少なくとも一つに応じて電流のパルス期間の上限
    値及び下限値を設定することを特徴とする請求項１また
    は２記載のパルス出力制御方法。
  4. 【請求項４】 溶接電圧を検出する溶接電圧検出部と、
    短絡が発生しない条件から低下させた場合の溶接電圧を
    設定する溶接電圧設定部と、前記溶接電圧検出部の出力
    と前記溶接電圧設定部の出力を入力とし該２入力の差を
    増幅する誤差増幅部と、パルス周波数の平均を一定に保
    つようにパルス期間演算用にパルス周波数を設定するパ
    ルス周波数設定部と、前記溶接電圧検出部の出力と前記
    溶接電圧設定部の出力と前記パルス周波数設定部の出力
    と前記誤差増幅部の出力から溶接出力に相当するパルス
    出力信号を出力するパルス出力設定部と、ピーク電流を
    設定するピーク電流設定部と、ベース電流を設定するベ
    ース電流設定部と、前記パルス出力設定部の出力により
    前記ピーク電流設定部の出力か前記ベース電流設定部の
    出力のいずれかを選択するスイッチング回路部を備えた
    消耗電極式パルスアーク溶接装置。
  5. 【請求項５】 ワイヤ送給量を設定するワイヤ送給量設
    定部と、ワイヤ径を設定するワイヤ径設定部と、ワイヤ
    材質を設定するワイヤ材質設定部と、前記ワイヤ送給量
    設定部の出力とワイヤ径設定部の出力とワイヤ材質設定
    部の出力を入力としてワイヤ送給量あるいはワイヤ径あ
    るいはワイヤ材質の少なくとも一つに応じてパルス期間
    の上限値及び下限値を設定するリミッタ設定部を含んだ
    前記パルス出力設定部を備えた請求項４記載の消耗電極
    式パルスアーク溶接装置。
  6. 【請求項６】 溶接ワイヤと溶接母材間にピーク電流と
    ベース電流をパルス状に繰り返し供給し、短絡が発生し
    ない条件から低下させた場合の設定溶接電圧、あるいは
    そのように設定された場合の溶接出力電圧の少なくとも
    いずれか一方と設定パルス周波数を用いてパルス周波数
    の平均を一定に保つようにピーク電流を設定することを
    特徴とするパルス出力制御方法。
  7. 【請求項７】 溶接電圧を検出する溶接電圧検出部と、
    短絡が発生しない条件から低下させた場合の溶接電圧を
    設定する溶接電圧設定部と、前記溶接電圧検出部の出力
    と前記溶接電圧設定部の出力を入力とし該２入力の差を
    増幅する誤差増幅部と、パルス期間を設定するパルス期
    間設定部と、パルス周波数の平均を一定に保つようにピ
    ーク電流演算用にパルス周波数を設定するパルス周波数
    設定部と、前記誤差増幅部の出力と前記パルス期間設定
    部の出力を入力とし溶接出力に相当するパルス出力信号
    を出力するパルス出力設定部と、前記溶接電圧設定部の
    出力と前記溶接電圧検出部の出力と前記パルス期間設定
    部の出力と前記パルス周波数設定部の出力を入力としピ
    ーク電流を設定するピーク電流演算部と、ベース電流を
    設定するベース電流設定部と、前記パルス出力設定部の
    出力により前記ピーク電流演算部の出力か前記ベース電
    流設定部の出力のいずれかを選択するスイッチング回路
    部を備えた消耗電極式パルスアーク溶接装置。
  8. 【請求項８】 ワイヤ送給量を設定するワイヤ送給量設
    定部と、ワイヤ径を設定するワイヤ径設定部と、ワイヤ
    材質を設定するワイヤ材質設定部と、前記ワイヤ送給量
    設定部の出力とワイヤ径設定部の出力とワイヤ材質設定
    部の出力を入力としてワイヤ送給量あるいはワイヤ径あ
    るいはワイヤ材質の少なくとも一つに応じてパルス期間
    を設定するパルス期間設定部を備えた請求項７記載の消
    耗電極式パルスアーク溶接装置。
  9. 【請求項９】 ワイヤ送給量を設定するワイヤ送給量設
    定部と、ワイヤ径を設定するワイヤ径設定部と、ワイヤ
    材質を設定するワイヤ材質設定部と、前記ワイヤ送給量
    設定部の出力と前記ワイヤ径設定部の出力と前記ワイヤ
    材質設定部の出力を入力としてワイヤ送給量あるいはワ
    イヤ径あるいはワイヤ材質の少なくとも一つに応じてパ
    ルス期間演算用のパルス周波数を設定するパルス周波数
    設定部を備えた請求項４または７記載の消耗電極式パル
    スアーク溶接装置。
  10. 【請求項１０】 溶接ワイヤと溶接母材間にピーク電流
    とベース電流をパルス状に繰り返し供給し、短絡が発生
    しない条件から低下させた場合の設定溶接電圧に溶接電
    圧を設定された溶接出力電圧を用いて溶滴がワイヤ先端
    から離脱するのを予知する溶滴離脱予知信号を検出し
    て、この溶滴離脱予知信号を電流のパルス期間の終了の
    タイミングとして用いて短絡状態に移行させるように電
    流のパルス期間を設定することを特徴とするパルス出力
    制御方法。
  11. 【請求項１１】 溶接電圧を検出する溶接電圧検出部
    と、前記溶接電圧検出部の出力と電圧設定部の出力とを
    比較演算し前記溶接電圧検出部の出力が前記電圧設定部
    の出力を越えた際に溶滴離脱予知信号を出力する比較部
    と、短絡が発生しない条件から低下させた場合の溶接電
    圧を設定する溶接電圧設定部と、前記溶接電圧検出部の
    出力と前記溶接電圧設定部の出力とを入力とし該２入力
    の差を増幅する誤差増幅部と、前記誤差増幅部の出力を
    入力としパルス周波数を設定するパルス周波数演算部
    と、前記比較部の出力と前記パルス周波数演算部の出力
    を入力とし前記パルス周波数演算部の出力をピーク期間
    開始信号とし前記比較部の出力をピーク期間終了信号と
    して用いて短絡状態に移行させるように溶接出力に相当
    するパルス出力信号を出力するパルス出力設定部と、ピ
    ーク電流を設定するピーク電流設定部と、ベース電流を
    設定するベース電流設定部と、前記パルス期間設定部の
    出力により前記ピーク電流設定部の出力か前記ベース電
    流設定部の出力のいずれかを選択するスイッチング回路
    部を備えた消耗電極式パルスアーク溶接装置。
  12. 【請求項１２】 ワイヤ送給量を設定するワイヤ送給量
    設定部と、ワイヤ径を設定するワイヤ径設定部と、ワイ
    ヤ材質を設定するワイヤ材質設定部と、前記ワイヤ送給
    量設定部の出力とワイヤ径設定部の出力とワイヤ材質設
    定部の出力を入力としてワイヤ送給量あるいはワイヤ径
    あるいはワイヤ材質の少なくとも一つに応じてベース電
    流を設定するベース電流設定部を備えた請求項４、７、
    １１のいずれかに記載の消耗電極式パルスアーク溶接装
    置。
  13. 【請求項１３】 ワイヤ送給量を設定するワイヤ送給量
    設定部と、ワイヤ径を設定するワイヤ径設定部と、ワイ
    ヤ材質を設定するワイヤ材質設定部と、前記ワイヤ送給
    量設定部の出力とワイヤ径設定部の出力とワイヤ材質設
    定部の出力を入力としてワイヤ送給量あるいはワイヤ径
    あるいはワイヤ材質の少なくとも一つに応じてピーク電
    流を設定するピーク電流設定部を備えた請求項４または
    １１記載の消耗電極式パルスアーク溶接装置。
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