交流TIG焊接装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种交流TIG焊接装置，交替重复正极性期间和反极性期间而进行焊接，其中，在焊接中检测TIG电极与焊接对象物的接触，在TIG电极与焊接对象物接触的情况下，禁止从一方的极性期间向另一方的极性期间的换流，从而不会产生因极性翻转时的开关产生的冲击电压，因此能够防止半导体元件破损。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】交流TIG焊接装置本申请是国际申请号PCT/JP2011/003663，国家阶段申请号201180004238.6、申请日2011年6月28日、专利技术名称为交流TIG焊接方法的申请的分案申请。
本专利技术涉及交替重复反极性和正极性而进行电弧焊接的交流TIG焊接装置。
技术介绍
近年来，出于对环境的考虑，在建筑物和车辆等中多利用轻量且再利用性良好的铝材和镁材，在形成其接合时经常利用交流TIG焊接装置。交流TIG焊接装置是交替重复反极性和正极性而进行电弧焊接的装置(例如，参照专利文献I)。尤其是，在生成大型建筑物的作业现场，需要使用大电流来进行作业。在大电流交流焊接中，尤其在想要延长输出线缆的情况下，交流焊接的极性翻转时的开关之际产生的冲击电压变大。存在如下问题:有时因该冲击电压的大小而使得构成二次变换器的半导体元件会发生破损。因此，以往，为了进行半导体元件的保护，实施以下对策，即，在极性翻转前控制成低电流(例如100A以下)，在该低电流的状态下进行极性翻转的开关，由此将产生的冲击电压抑制得低。然而，在作业者失误，或工件精度、夹具精度差的情况下，有时焊接作业中TIG电极与焊接对象物发生接触(将该情况称为“电极短路”或“短路”)。并且，短路状态下与电弧状态下相比焊接电流的降低度变得缓慢。因此，存在如下情况:即如果产生短路则在极性翻转前电流未充分降低的状态下发生极性翻转。存在如下问题:即因在该交流焊接的极性翻转时的开关之际产生的冲击电压的大小而导致作为构成TIG焊接装置的二次变换器的构成要件的半导体元件发生破损。接下来，利用图8和图9对以往以来惯用的交流TIG焊接装置的动作进行说明。另夕卜，图8是表示以往的交流TIG焊接装置的简要结构的图，图9是表示以往的交流TIG焊接装置中的焊接电流波形的时间变化的图。利用图9对如图8那样构成的交流TIG焊接装置的动作进行说明。另外，在以下的说明中，对使用了使反极性期间和正极性期间交替重复而进行焊接的非消耗电极式的交流TIG焊接装置的示例进行说明。在图8中，交流TIG焊接装置101具备:焊接输出部102、焊接控制部103、电流检测部104、设定部107、第一计时部108。并且，交流TIG焊接装置101与具备电极109的焊炬110和作为焊接对象物的母材112电连接，并且向电极109与母材112之间供给电力，由此在电极109与母材112之间产生电弧111。另外，在表示焊接电流波形的时间变化的图9中，TEN表示正极性期间，TEP表示反极性期间，TPl表示正极性峰值期间，TBl表示正极性基值期间，TP2表示反极性峰值期间，TB2表示反极性基值期间。另外，IENP表示正极性峰值电流，IEPP表示反极性峰值电流，IENB表示正极性基值电流，IEPB表示反极性基值电流，IENl表示极性翻转前焊接电流(短路状态下的正极性期间的电流)，IEPl表示极性翻转前焊接电流(短路状态下的反极性期间的电流)。另外，El表示发生短路的时刻，E2表示再次发生电弧的时刻。在图8中，交流TIG焊接装置101的焊接输出部102的输入为从外部供给的商用电源(例如，三相200V等)。焊接输出部102根据来自焊接控制部103的控制信号进行设置在焊接输出部102的内部的未图示的一次变换器动作及二次变换器动作，从而适当地切换正极性和反极性而输出适于焊接的焊接电压和焊接电流。一次变换器通常由通过PWM(Pulse Width Modulat1n)动作或移相动作驱动的未图不的 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)、未图不的 MOSFET (Metal-OxideSemiconductor Field Effect Transistor)、未图示的一次整流二极管、平滑用电解电容器、电力转换用变压器等构成。另外，二次变换器通常由未图示的使用了IGBT的半桥或全桥构成，从而切换输出极性。在此，正极性是指，电弧等离子体中的电子的移动方向为从电极109朝向母材112的方向，电极109为负而母材为正的情况。另外，反极性是指，电弧等离子体中的电子的移动方向为从母材112朝向电极109的方向，电极109为正而母材112为负的情况。由CPU等构成的设定部107设定正极性峰值期间TPl (例如9.5msec)、正极性基值期间TBl (例如0.5msec)、反极性峰值期间TP2 (例如3.81msec)、反极性基值期间TB2 (例如0.47msec)、正极性峰值电流IENP (例如400A)、反极性峰值电流IEPP (例如-400A)、正极性基值电流IENB (例如100A)、反极性基值电流IEPB (例如100A)，并向焊接控制部103输出。另外，设定可以通过作业者输入各参数而进行设定，也可以根据另行设定的设定电流(实效值或平均值)、频率而利用表格或数学式等自动地进行设定。由CPU等构成的第一计时部108对从正极性期间及反极性期间的开始算起的时间进行计测，由CT等构成的电流检测部104检测焊接电流。焊接控制部103根据设定部107的输出、第一计时部108所计测的经过时间、电流检测部104检测的焊接电流值而将输出指令信号向焊接输出部102输出。焊接控制部103将输出指令信号向焊接输出部102输出，所述输出指令信号为在正极性峰值期间中输出正极性峰值电流、在正极性基值期间中输出比正极性峰值电流低的正极性基值电流、在反极性峰值期间中输出反极性峰值电流、在反极性基值期间中输出比反极性峰值电流低的(绝对值小的)反极性基值电流的指令。焊接输出部102根据来自焊接控制部103的输出指令信号，通过二次变换器的动作使正极性期间中作为正极性期间动作，并将输出电极切换成电子从电极109向母材112移动的方向。使反极性期间中作为反极性期间动作，并将输出电极切换成电子从母材112向电极109移动的方向。另外，焊接输出部102通过一次变换器的动作使正极性峰值期间中输出正极性峰值电流(例如，400A)，正极性基值期间中输出正极性基值电流(例如，100A)。并且，焊接输出部102在反极性峰值期间中输出反极性峰值电流(例如，-400A)，在反极性基值期间中输出反极性基值电流(例如，-100A)。焊接输出部102输出的焊接电流、焊接电压向与交流TIG焊接装置101连接的焊炬I1供电，并在由钨等构成的TIG电极即电极109的前端与铝材等焊接对象物即母材112之间产生电弧111，而进行交流TIG焊接。接下来，利用图9对以往的交流TIG焊接中的动作及焊接电流波形进行说明。如图9所示，在到发生短路的时刻El之前，在正极性期间TEN，在正极性峰值期间TPl结束而向正极性基值期间TBl移行时，焊接电流从正极性峰值电流IENP(例如400A)降低到正极性基值电流IENB (例如100A)。当正极性基值期间TBl结束时，焊接电流向反极性期间TEP移行。另外，在反极性期间TEP，在反极性峰值期间TP2结束而向反极性基值期间TB2移行时，焊接电流从反极性峰值电流IEPP(例如，-400A)降低到反极性基值电流IEPB(例如，-100A)。当反极性基值期间TB2结束时，焊接电流向正极性期间TEN移行。如此，在极性翻转前，通过使焊接电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流TIG焊接装置，其具备：焊接输出部，其输出焊接电压；焊接控制部，其控制所述焊接输出部；电压检测部，其检测所述焊接电压；AS判定部，其根据所述电压检测部的检测结果来判定是短路状态还是电弧状态，并将判定结果向所述控制部输出，所述控制部在所述判定结果为短路判定的情况下，禁止从一方的极性期间向另一方的极性期间的换流，从而不会产生因极性翻转时的开关而产生的冲击电压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田中义朗，田畑芳行，鸣户政富美，井原英树，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP