JPS6127152B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は消耗電極（ワイヤ）を自動送給して溶
接する直流アーク溶接装置に関するものである。

一般に消耗電極を用いてアーク溶接する場合に
はアーク起動は第１図に示すように直流アーク溶
接電源１の出力側に接続された被溶接材２へ電極
ワイヤ３を自動送給し互いに接触させて行なう
が、この場合最適なアーク起動を行なうには電極
ワイヤ３をその先端部より徐々に溶融してアーク
を発生させることが必要である。この場合、一般
的には第２図ａに示すように電極先端部が電極径
程度もしくはそれ以下であれば前述の最適なアー
ク起動を行なわせることができるのであるが、従
来より行なわれているアーク終了時の処理方法に
よれば電極先端部に大きな球状の溶着金属（第２
図ｂ）を形成し、次回アーク起動時に最適なアー
ク起動を行なわず、アーク起動部分での溶接不良
の原因のひとつとなつていた。

第３図は従来一般的に行なわれている溶接装置
の動作を説明するための図である。同一符号は同
一物を示す。同図において４は直流アーク溶接電
源１の出力を入切するための直流リレー、５は電
極ワイヤ３を送給するためのモータを入切するた
めのリレーであり、６は溶接中の出力電圧を設定
するための可変抵抗器からなる出力電圧設定器、
７は電極ワイヤ送給モータ８の回転数を制御する
制御回路である。第３図において、溶接開始スイ
ツチ９を投入すると整流器１０を通して直流リレ
ー４が励磁投入され直流アーク溶接電源からは出
力電圧設定器６で設定される直流電圧が被溶接材
２と電極ワイヤ３間に印加されるとともに、リレ
ー４の内部抵抗値に比較し無視できるほど小さな
値の抵抗器１１を通してコンデンサ１２に充電さ
れる。一方、リレー４の投入と同時にリレー５も
投入され、電極ワイヤ送給モータ８と抵抗器１３
を通して並列に接続されたリレー５の常閉接点１
４が開路すると同時にリレー５の常開接点１５を
閉路させて電極ワイヤ送給モータに回転数制御回
路７の出力電圧を印加し電極ワイヤを送給する。

溶接終了後は溶接開始スイツチを遮断すると、
リレー５が落下し、接点１５が開路すると同時に
接点１４が閉路し、抵抗器１３を通して電極ワイ
ヤ送給モータ８の電機子の両端を短絡して急速に
モータ８の回転を停止させようとしている。しか
し電極ワイヤ送給モータには慣性があるため急速
には停止できず、モータの回転数の多いほど、換
言すれば溶接電流の大きい溶接条件ほど電極ワイ
ヤ送給モータは停止するまで時間を要し、その間
電極ワイヤも母材方向へ送給される。この時、リ
レー５と同時にリレー４を落下させると電極ワイ
ヤ送給モータが完全に停止するまでの間、直流ア
ーク溶接電源からの電力の供給が無くなるため電
極ワイヤは被溶接材中に突込み、先端部が溶融し
ているが故に母材と溶着し、ニツパー等で切断し
てやる。それがためにリレー４はコンデンサ１２
に蓄積された電荷により落下を遅延させ、前述の
理由で電極ワイヤが完全に停止するまで直流溶接
電源より電力を供給するよう考慮されている。そ
してリレー４の落下遅延時間は最大溶接電流の条
件でも前述の電極ワイヤと被溶接材間の溶着が発
生しないよう0.1〜0.2秒程度の値に固定されてい
る。

第４図は前述の溶接開始スイツチを遮断した直
後からの電極ワイヤの送給速度の変化および直流
アーク溶接電源の出力電圧の状態の説明図であ
る。

第４図においてａは従来より広く使用されてい
る方法であるが、この方法によれば電極ワイヤの
送給速度が減少しているにもかかわらず直流アー
ク溶接電源の出力電圧がアーク発生中の値を維持
するための電極ワイヤの溶け方が多くなり溶けた
電極ワイヤは母材へは移行せず表面張力により球
状となつて凝固し第２図ｂのような形状となる。
第４図ｂは前述ａの方法の欠点を改善すべく発明
された方法で直流溶接電源の出力電圧を停止指令
と同時にアーク発生中の電圧より小さい値に下げ
る方法であるが、下げるべき最適電圧が各溶接条
件で異なるため、場合によつては出力電圧の切換
直後に電極ワイヤが溶融プール中に突込み溶接欠
陥を発生することも起る。

本発明は、従来発生していた不具合を改善し常
に電極先端部の状態が良好な状態で溶接を終了で
きる直流アーク溶接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図によつて説明する。

即ち、第４図ｃの意図するところは、電極ワイ
ヤ送給速度の減少に比例して直流アーク溶接電源
の出力電圧も減少させ、常に電極ワイヤ送給速度
と溶融速度が平衡を保つた状態で溶接電流に換算
して100A以下の小電流域まで溶接条件を低下さ
せた後、直流溶接電源の出力電圧を完全に遮断し
てやろうとするものである。このようにすること
により、溶接終了時の電極ワイヤ先端部は常に第
２図ａに示すように電極径と同時もしくはそれ以
下となり前述のアーク起動も著しく良好となる。

なお、先に溶接電流に換算して100A以下と規
定したのは、一般に100A以下の小さな電流では
電極ワイヤの溶ける量も少なく、先端部へ付着す
る溶融金属量も小さいため、実用上第２図ｂの形
状になることがないからである。

また、第４図ｃにおいて出力電圧が「０」とな
らずある値をリレー４の落下まで維持しているの
は、直流アーク溶接電源１の最低出力電圧が直流
アーク溶接電源内部で設定されており、外部から
の信号では制御できないため、上記最低出力電圧
を示したものである。

第５図は上記の考え方を実施するための回路方
式を示すブロツク線図である。同図において前述
と同一機能は同一符号で示してあり、１８は直流
アーク溶接電源１の出力電圧を設定するための出
力電圧設定器、１９は電極ワイヤ送給モータ８の
逆起電圧を検出する電圧検出回路、２０は電圧検
出回路１９の出力を受けて、出力電圧設定器１８
と同レベルの電圧まで変換し出力する電圧変換回
路である。またスイツチ２１，２２は連動するス
イツチでありその極性は第５図中に側，側と
示されている。

第５図において、通常溶接中はスイツチ２１，
２２は側に投入されており、出力電圧設定器１
８の指令値により直流アーク溶接電源１は一定の
電圧を発生し、またモータ８もモータ制御回路７
からの指令により一定速度で回転し、電極ワイヤ
３を被溶接材２方向に送給して安定なアーク溶接
を維持している。溶接停止指令が入るとスイツチ
２１，２２は側に投入され、モータ８は制御回
路７からの指令が無くなるため停止方向へ作用す
るが、その時モータ自体の慣性により発生する逆
起電圧を電圧検出回路１９で検出し、電圧変換回
路２０へ導き、電圧変換回路２０の出力電圧をス
イツチ２１の側への投入により直流アーク溶接
電源１の出力電圧指令値として働かすことにより
モータの回転数、換言すれば電極ワイヤ送給速度
と相関関係にある出力電圧を直流アーク溶接電源
１より発生させ前述のように良好な溶接条件のも
とで溶接電流値を低下させてゆき、100A以下の
小電流になつた状態で従来方式と同様の方法でア
ークを遮断させようとするものである。

第６図は本発明の一実施例を第３図に対応させ
て示したもので、本図の説明により本発明の特徴
がより容易に理解できるものと思う。

第６図において第３図と同様の働きをするもの
は同一符号で示してある。同図において２３は溶
接中と溶接終了後との直流アーク溶接電源１の出
力電圧の設定指令値を切換えるためのリレーであ
る。溶接中の各リレーの動作は第３図の説明と同
様であるので省略するが、溶接中はリレー２３が
投入されているため可変抵抗器６の出力電圧はリ
レー２３の常開接点２４を通して直流溶接電源へ
導かれる。したがつて溶接中の出力電圧は従来通
り可変抵抗器６により調整できる。溶接開始スイ
ツチ９を遮断すると、リレー２３は落下し接点２
４が開路して可変抵抗器６からの出力指令を供給
しないようにする一方、リレー２３の常閉接点２
５が閉路し電極ワイヤ送給モータ８の逆起電圧を
抵抗器２６を通して直流アーク溶接電源１へ導
き、モータ８の逆起電圧を抵抗器２６と直流アー
ク溶接電源１の内部抵抗とで分圧した値で決まる
出力電圧を電極ワイヤ３と被溶接材２間に印加す
る。

以上記述したように本発明によれば、溶接終了
時の電極ワイヤ送給モータの慣性による停止まで
の間発生するモータの逆起電圧の変化に比例して
適性溶接条件を維持しながら小電流域へ推移して
からアークがしや断されるため、溶接終了後の電
極ワイヤ先端部は常に電極ワイヤ径以下となり次
のアーク起動の際、最適なアーク起動をすること
ができ、従来法のように毎回電極先端部を切断す
る必要がないため特に自動溶接装置においては作
業効率が改善され本発明の効果は大なるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶接装置の概要説明図、第２図は溶接
終了後の電極ワイヤ先端部の形状の説明図、第３
図は従来実施されている溶接シーケンスを説明す
るための図、第４図は溶接終了時の溶接電源出力
電圧と電極ワイヤ送給速度の関係を説明する図、
第５図は本発明の原理の説明図、第６図は第３図
に対応させた本発明の一実施例を示す図である。 図中、７はモータ制御回路、８は電極ワイヤ送
給モータ、１８は出力電圧設定器、１９は電圧検
出回路、２０は電圧変換回路である。なお図中同
一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶接開始指令に応動して溶接部へ出力電圧を
   供給する直流アーク溶接電源、上記直流アーク溶
   接電源から出力される出力電圧を設定する出力電
   圧設定器、被溶接材へ向つて電極ワイヤを送給さ
   せるワイヤ送給モータ、上記溶接開始指令に応答
   して上記ワイヤ送給モータを駆動するモータ制御
   回路、上記ワイヤ送給モータの逆起電圧を検出す
   る電圧検出回路、上記電圧検出回路により検出さ
   れた逆起電圧を上起直流アーク溶接電源の出力電
   圧設定に適した値にする電圧変換回路、溶接終了
   指令に応動して、上記モータ制御回路から上記ワ
   イヤ送給モータへの信号を供給しないようにする
   と同時に、上記出力電圧設定器からの設定信号を
   上記電圧変換回路からの出力信号に切換え、上記
   直流アーク溶接電源へ導く切換回路からなり、溶
   接終了指令後は上記ワイヤ送給モータの停止まで
   の間に発生する逆起電圧に相応して上記直流アー
   ク溶接電源の出力電圧を制御することを特徴とす
   る直流アーク溶接装置。