JP2899371B2 - アーク溶接電源装置 - Google Patents
アーク溶接電源装置Info
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 23
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/124—Circuits or methods for feeding welding wire
- B23K9/125—Feeding of electrodes
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/06—Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アーク溶接方法に使用する電源装置に関
し、特に溶接開始時の制御に係わるものである。
し、特に溶接開始時の制御に係わるものである。
従来の技術 アーク溶接法において、良好なアークスタート性能を
得るために、従来より、溶接開始とともに溶接ワイヤと
母材との間に印加する電圧を溶接中よりも高くし、溶接
ワイヤ先端部が母材と接触し溶接電流が流れると溶接時
の印加電圧にする、ホットスタート方式や、溶接開始と
ともに溶接ワイヤを溶接中よりも遅い送給量で送給し、
溶接ワイヤが母材と接触し溶接電流が流れると定常溶接
時の溶接ワイヤ送給量で送給するワイヤスローダウン方
式が採用されてきた。
得るために、従来より、溶接開始とともに溶接ワイヤと
母材との間に印加する電圧を溶接中よりも高くし、溶接
ワイヤ先端部が母材と接触し溶接電流が流れると溶接時
の印加電圧にする、ホットスタート方式や、溶接開始と
ともに溶接ワイヤを溶接中よりも遅い送給量で送給し、
溶接ワイヤが母材と接触し溶接電流が流れると定常溶接
時の溶接ワイヤ送給量で送給するワイヤスローダウン方
式が採用されてきた。
発明が解決しようとする課題 溶接ワイヤ先端部が赤熱された状態の場合は、溶接ワ
イヤ先端部が冷却された状態の場合にくらべアークスタ
ートが比較的容易に行える。
イヤ先端部が冷却された状態の場合にくらべアークスタ
ートが比較的容易に行える。
しかし、従来のワイヤスローダウン方式においてもホ
ットスタート方式においても、溶接が終了して溶接ワイ
ヤ先端部がまだ赤熱された状態で次の溶接を開始した場
合、必要以上のエネルギーが溶接ワイヤにかかり、溶接
ワイヤが燃え上がり過ぎ、アーク切れを起こす原因とな
り、また、ビード形状にも悪影響を与え、さらに、溶接
終了から次の溶接開始までの時間が短く連続して溶接を
行う際、ワイヤスローダウン方式においては、溶接ワイ
ヤ先端部が赤熱された状態であるにもかかわらず、溶接
開始から溶接ワイヤと母材が接触し溶接電流が流れるま
での間、溶接ワイヤ送給量が遅いため総合的な溶接作業
時間の短縮化がはかられないことも従来の問題点であっ
た。
ットスタート方式においても、溶接が終了して溶接ワイ
ヤ先端部がまだ赤熱された状態で次の溶接を開始した場
合、必要以上のエネルギーが溶接ワイヤにかかり、溶接
ワイヤが燃え上がり過ぎ、アーク切れを起こす原因とな
り、また、ビード形状にも悪影響を与え、さらに、溶接
終了から次の溶接開始までの時間が短く連続して溶接を
行う際、ワイヤスローダウン方式においては、溶接ワイ
ヤ先端部が赤熱された状態であるにもかかわらず、溶接
開始から溶接ワイヤと母材が接触し溶接電流が流れるま
での間、溶接ワイヤ送給量が遅いため総合的な溶接作業
時間の短縮化がはかられないことも従来の問題点であっ
た。
課題を解決するための手段 本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたもので
あり、アーク溶接機において、溶接ワイヤ，母材の間に
印可する溶接出力の制御および溶接ワイヤ送給モータの
駆動を制御する起動信号発生器と、溶接ワイヤ，母材間
に電流が流れたことを識別する識別手段と、前記識別手
段によって溶接ワイヤ，母材の間に溶接電流が流れなく
なったと判定した時を溶接終了とし、この溶接終了時か
ら所定期間を計測する回路と、第１の溶接ワイヤ送給量
を設定する第１の溶接ワイヤ送給量設定器と、第２の溶
接ワイヤ送給量を設定する第２の溶接ワイヤ送給量設定
器と、第３の溶接ワイヤ送給量を設定する第３の溶接ワ
イヤ送給量設定器と、前記第１の溶接ワイヤ送給量を溶
接ワイヤ送給モータ駆動回路に与える第１のスイッチン
グ素子と、前記第２の溶接ワイヤ送給量を前記溶接ワイ
ヤ送給モータ駆動回路に与える第２のスイッチング素子
と、前記第３の溶接ワイヤ送給量を前記溶接ワイヤ送給
モータ駆動回路に与える第３のスイッチング素子と、前
記第１のスイッチング素子，第２のスイッチング素子お
よび第３のスイッチング素子のいずれかを選択するスイ
ッチング素子選択回路とを備えたものである。
あり、アーク溶接機において、溶接ワイヤ，母材の間に
印可する溶接出力の制御および溶接ワイヤ送給モータの
駆動を制御する起動信号発生器と、溶接ワイヤ，母材間
に電流が流れたことを識別する識別手段と、前記識別手
段によって溶接ワイヤ，母材の間に溶接電流が流れなく
なったと判定した時を溶接終了とし、この溶接終了時か
ら所定期間を計測する回路と、第１の溶接ワイヤ送給量
を設定する第１の溶接ワイヤ送給量設定器と、第２の溶
接ワイヤ送給量を設定する第２の溶接ワイヤ送給量設定
器と、第３の溶接ワイヤ送給量を設定する第３の溶接ワ
イヤ送給量設定器と、前記第１の溶接ワイヤ送給量を溶
接ワイヤ送給モータ駆動回路に与える第１のスイッチン
グ素子と、前記第２の溶接ワイヤ送給量を前記溶接ワイ
ヤ送給モータ駆動回路に与える第２のスイッチング素子
と、前記第３の溶接ワイヤ送給量を前記溶接ワイヤ送給
モータ駆動回路に与える第３のスイッチング素子と、前
記第１のスイッチング素子，第２のスイッチング素子お
よび第３のスイッチング素子のいずれかを選択するスイ
ッチング素子選択回路とを備えたものである。
作用 本発明は、溶接ワイヤ先端部の温度を溶接終了からの
時間にて監視し、溶接ワイヤ先端部が冷却された状態の
場合は、溶接ワイヤの送給量を定常溶接時の溶接ワイヤ
送給速度より遅くし、溶接ワイヤ先端部が赤熱された状
態の場合は、溶接ワイヤの送給速度を溶接ワイヤ先端部
が冷却された状態の場合より速くすることによって、溶
接ワイヤ先端部が冷却された状態の場合でも赤熱された
状態の場合でも同様に良好なアークスタート性能を得ら
れ、なおかつ、総合的な溶接作業時間の短縮化を実現す
る。
時間にて監視し、溶接ワイヤ先端部が冷却された状態の
場合は、溶接ワイヤの送給量を定常溶接時の溶接ワイヤ
送給速度より遅くし、溶接ワイヤ先端部が赤熱された状
態の場合は、溶接ワイヤの送給速度を溶接ワイヤ先端部
が冷却された状態の場合より速くすることによって、溶
接ワイヤ先端部が冷却された状態の場合でも赤熱された
状態の場合でも同様に良好なアークスタート性能を得ら
れ、なおかつ、総合的な溶接作業時間の短縮化を実現す
る。
実施例 以下に本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明の一実施例におけるアーク溶接電源装
置の構成図であり、図において１はアーク溶接機の入力
端子、２は整流器、３は出力制御素子、４は主変圧器、
５はリアクトル、６は電流検出器、7a,7bは出力端子、
８は溶接ワイヤ、９は母材、10は溶接ワイヤ送給モー
タ、11は溶接ワイヤ送給モータ駆動回路、12は起動信号
発生器、13はタイマ、14はスイッチング素子選択回路、
15は第１溶接ワイヤ送給量設定器、16は第２溶接ワイヤ
送給量設定器、17は第３溶接ワイヤ送給量設定器、18は
第１スイッチング素子、19は第２スイッチング素子、20
は第３スイッチング素子である。
置の構成図であり、図において１はアーク溶接機の入力
端子、２は整流器、３は出力制御素子、４は主変圧器、
５はリアクトル、６は電流検出器、7a,7bは出力端子、
８は溶接ワイヤ、９は母材、10は溶接ワイヤ送給モー
タ、11は溶接ワイヤ送給モータ駆動回路、12は起動信号
発生器、13はタイマ、14はスイッチング素子選択回路、
15は第１溶接ワイヤ送給量設定器、16は第２溶接ワイヤ
送給量設定器、17は第３溶接ワイヤ送給量設定器、18は
第１スイッチング素子、19は第２スイッチング素子、20
は第３スイッチング素子である。
第２図は各溶接ワイヤ送給量設定器15,16,17の構成を
示したものであり、溶接電流設定器21,溶接ワイヤ送給
量設定器22で構成されている。
示したものであり、溶接電流設定器21,溶接ワイヤ送給
量設定器22で構成されている。
第１図において、出力端子7aは、図示しない溶接トー
チを介して溶接ワイヤ８に電気的に接続され、出力端子
7bは、母材９に接続される。出力端子7bと主変圧器４の
間に電流検出器６が接続される。溶接ワイヤ８は、溶接
ワイヤ送給モータ10によって、所定の速度で母材９へ向
かって送給される。起動信号発生器12の出力端子は、出
力制御素子３の制御入力端子と、溶接ワイヤ送給モータ
駆動回路11の制御入力端子と、スイッチング素子選択回
路14のゲート入力端子とに接続される。電流検出器６の
出力端子は、タイマ13のトリガ入力端子と、スイッチン
グ素子選択回路14のゲート入力端子に接続される。タイ
マ13の出力端子は、スイッチング素子選択回路14のゲー
ト入力端子に接続される。スイッチング素子選択回路14
の出力端子は、第１スイッチング素子18,第２スイッチ
ング素子19,第３スイッチング素子20のそれぞれのゲー
ト入力端子に接続される。第１溶接ワイヤ送給量設定器
15の出力端子は、第１スイッチング素子18片側の端子に
接続される。第２溶接ワイヤ送給量設定器16の出力端子
は、第２スイッチング素子19の片側の端子に接続され
る。第３溶接ワイヤ送給量設定器17の出力端子は、第３
スイッチング素子20の片側の端子に接続される。第１ス
イッチング素子18,第２スイッチング素子19,第３スイッ
チング素子20のそれぞれの他の端子は、溶接ワイヤ送給
モータ駆動回路11の入力端子に接続される。
チを介して溶接ワイヤ８に電気的に接続され、出力端子
7bは、母材９に接続される。出力端子7bと主変圧器４の
間に電流検出器６が接続される。溶接ワイヤ８は、溶接
ワイヤ送給モータ10によって、所定の速度で母材９へ向
かって送給される。起動信号発生器12の出力端子は、出
力制御素子３の制御入力端子と、溶接ワイヤ送給モータ
駆動回路11の制御入力端子と、スイッチング素子選択回
路14のゲート入力端子とに接続される。電流検出器６の
出力端子は、タイマ13のトリガ入力端子と、スイッチン
グ素子選択回路14のゲート入力端子に接続される。タイ
マ13の出力端子は、スイッチング素子選択回路14のゲー
ト入力端子に接続される。スイッチング素子選択回路14
の出力端子は、第１スイッチング素子18,第２スイッチ
ング素子19,第３スイッチング素子20のそれぞれのゲー
ト入力端子に接続される。第１溶接ワイヤ送給量設定器
15の出力端子は、第１スイッチング素子18片側の端子に
接続される。第２溶接ワイヤ送給量設定器16の出力端子
は、第２スイッチング素子19の片側の端子に接続され
る。第３溶接ワイヤ送給量設定器17の出力端子は、第３
スイッチング素子20の片側の端子に接続される。第１ス
イッチング素子18,第２スイッチング素子19,第３スイッ
チング素子20のそれぞれの他の端子は、溶接ワイヤ送給
モータ駆動回路11の入力端子に接続される。
次に、第１図の動作を第３図のタイミング図を用いて
説明する。
説明する。
起動信号発生器12は、溶接開始とともに第１レベルを
出力し、溶接終了とともに第２レベルを出力する。溶接
電流検出器６は、溶接ワイヤ８と母材９とが接触し溶接
電流が流れると第１レベルを出力し、溶接電流が流れな
くなると第２レベルを出力する。タイマ13は、電流検出
器６の出力信号の第２レベルをトリガに所定期間第１レ
ベルを出力し、所定期間を経過すると第２レベルを出力
する。スイッチング素子選択回路14は、タイマ13の出力
信号が第１レベルの際、起動信号発生器12の出力信号が
第１レベルで、かつ、電流検出器６の出力信号が第２レ
ベルの時、第１スイッチング素子18のゲート入力端子へ
第１の出力信号を出力し、また、タイマ13の出力信号が
第２レベルの際、駆動信号発生器12の出力信号が第１レ
ベルで、かつ、電流検出器６の出力信号が第２のレベル
の時、第３のスイッチング素子20のゲート入力端子へ第
１の出力信号を出力し、さらに、電流検出器６の出力信
号が第１レベルで、かつ、起動信号発生器12の出力信号
が第１レベルの時、第２スイッチング素子19のゲート入
力端子へ第１レベルの出力信号を出力する。
出力し、溶接終了とともに第２レベルを出力する。溶接
電流検出器６は、溶接ワイヤ８と母材９とが接触し溶接
電流が流れると第１レベルを出力し、溶接電流が流れな
くなると第２レベルを出力する。タイマ13は、電流検出
器６の出力信号の第２レベルをトリガに所定期間第１レ
ベルを出力し、所定期間を経過すると第２レベルを出力
する。スイッチング素子選択回路14は、タイマ13の出力
信号が第１レベルの際、起動信号発生器12の出力信号が
第１レベルで、かつ、電流検出器６の出力信号が第２レ
ベルの時、第１スイッチング素子18のゲート入力端子へ
第１の出力信号を出力し、また、タイマ13の出力信号が
第２レベルの際、駆動信号発生器12の出力信号が第１レ
ベルで、かつ、電流検出器６の出力信号が第２のレベル
の時、第３のスイッチング素子20のゲート入力端子へ第
１の出力信号を出力し、さらに、電流検出器６の出力信
号が第１レベルで、かつ、起動信号発生器12の出力信号
が第１レベルの時、第２スイッチング素子19のゲート入
力端子へ第１レベルの出力信号を出力する。
まず、溶接開始に際し起動信号発生器12は、出力制御
素子３と溶接ワイヤ送給モータ駆動回路11とスイッチン
グ素子選択回路14とに起動信号を出力する。この起動信
号により、溶接電源はリアクトル５を通して溶接ワイヤ
８と母材９の間に電圧を印加する。また、溶接ワイヤ送
給モータ駆動回路11は、溶接ワイヤ送給モータ10を駆動
して、溶接ワイヤ８を母材９に向かって送給する。さら
に、タイマ13は、溶接終了より所定期間を計測し、スイ
ッチング素子選択回路14に出力信号を出力する。スイッ
チング素子選択回路14は、溶接終了から所定時間経過後
溶接が開始された際、溶接ワイヤ８と母材９の間に電流
が流れるまで、第１溶接ワイヤ送給量設定器15の設定値
を溶接ワイヤ送給モータ駆動回路11に与える第１スイッ
チング素子18を導通状態とする。また、溶接終了から所
定期間以内に溶接が開始された際、溶接ワイヤ８と母材
９の間に電流が流れるまで、第３溶接ワイヤ送給量設定
器17の設定値を溶接ワイヤ送給モータ駆動回路11に与え
る第３スイッチング素子20を導通状態とする。また、溶
接ワイヤと母材の間に電流が流れると、溶接終了まで第
２溶接ワイヤ送給量設定器16の設定値を溶接ワイヤ送給
モータ駆動回路11に与える第２スイッチング素子19を導
通状態とする。
素子３と溶接ワイヤ送給モータ駆動回路11とスイッチン
グ素子選択回路14とに起動信号を出力する。この起動信
号により、溶接電源はリアクトル５を通して溶接ワイヤ
８と母材９の間に電圧を印加する。また、溶接ワイヤ送
給モータ駆動回路11は、溶接ワイヤ送給モータ10を駆動
して、溶接ワイヤ８を母材９に向かって送給する。さら
に、タイマ13は、溶接終了より所定期間を計測し、スイ
ッチング素子選択回路14に出力信号を出力する。スイッ
チング素子選択回路14は、溶接終了から所定時間経過後
溶接が開始された際、溶接ワイヤ８と母材９の間に電流
が流れるまで、第１溶接ワイヤ送給量設定器15の設定値
を溶接ワイヤ送給モータ駆動回路11に与える第１スイッ
チング素子18を導通状態とする。また、溶接終了から所
定期間以内に溶接が開始された際、溶接ワイヤ８と母材
９の間に電流が流れるまで、第３溶接ワイヤ送給量設定
器17の設定値を溶接ワイヤ送給モータ駆動回路11に与え
る第３スイッチング素子20を導通状態とする。また、溶
接ワイヤと母材の間に電流が流れると、溶接終了まで第
２溶接ワイヤ送給量設定器16の設定値を溶接ワイヤ送給
モータ駆動回路11に与える第２スイッチング素子19を導
通状態とする。
このように、溶接終了から所定期間以内に溶接が開始
された際は、溶接ワイヤ８と母材９の間に電流が流れる
まで、第３スイッチング素子20のみ導通状態にし、第３
溶接ワイヤ送給量設定器17の設定値にて溶接ワイヤ８を
送給し、また、所定時間経過後溶接が開始された際は、
溶接ワイヤ８と母材９の間に電流が流れるまで、第１ス
イッチング素子18のみ導通状態にし、第１溶接ワイヤ送
給量設定器15の設定値にて溶接ワイヤ８を送給し、さら
に、溶接ワイヤ８と母材９の間に電流が流れると、溶接
終了まで第２スイッチング素子19のみ導通状態にし、第
２溶接ワイヤ送給量設定器16の設定値にて送給する。
された際は、溶接ワイヤ８と母材９の間に電流が流れる
まで、第３スイッチング素子20のみ導通状態にし、第３
溶接ワイヤ送給量設定器17の設定値にて溶接ワイヤ８を
送給し、また、所定時間経過後溶接が開始された際は、
溶接ワイヤ８と母材９の間に電流が流れるまで、第１ス
イッチング素子18のみ導通状態にし、第１溶接ワイヤ送
給量設定器15の設定値にて溶接ワイヤ８を送給し、さら
に、溶接ワイヤ８と母材９の間に電流が流れると、溶接
終了まで第２スイッチング素子19のみ導通状態にし、第
２溶接ワイヤ送給量設定器16の設定値にて送給する。
発明の効果 以上のように本発明によれば、アーク溶接において、
溶接ワイヤ先端部が冷却された状態の場合と赤熱された
状態の場合とで、溶接開始からアーク発生までの消耗電
極の送給量を変化させることによって、溶接ワイヤ先端
部が冷却された状態でも赤熱された状態でも同様に、良
好なアークスタート性能が得られ、また、総合的な溶接
作業時間を短縮でき、溶接作業性の向上をはかることが
できるため、その実用上の効果は多大である。
溶接ワイヤ先端部が冷却された状態の場合と赤熱された
状態の場合とで、溶接開始からアーク発生までの消耗電
極の送給量を変化させることによって、溶接ワイヤ先端
部が冷却された状態でも赤熱された状態でも同様に、良
好なアークスタート性能が得られ、また、総合的な溶接
作業時間を短縮でき、溶接作業性の向上をはかることが
できるため、その実用上の効果は多大である。
第１図は本発明の一実施例におけるアーク溶接電源装置
の構成図、第２図は溶接ワイヤ送給量設定器の構成図、
第３図は第１図の各部の動作タイミング図である。 ６……電流検出器、８……溶接ワイヤ、12……起動信号
発生器、13……タイマ、14……スイッチング素子選択回
路、15,16,17……溶接ワイヤ送給量設定器。
の構成図、第２図は溶接ワイヤ送給量設定器の構成図、
第３図は第１図の各部の動作タイミング図である。 ６……電流検出器、８……溶接ワイヤ、12……起動信号
発生器、13……タイマ、14……スイッチング素子選択回
路、15,16,17……溶接ワイヤ送給量設定器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹元 虎文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 濱本 康司 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 平１−178368 特開 昭57−171575
Claims (4)
- 【請求項１】溶接ワイヤ，母材の間に印可する溶接出力
の制御および溶接ワイヤ送給モータの駆動を制御する起
動信号発生器と、溶接ワイヤ，母材間に電流が流れたこ
とを識別する識別手段と、前記識別手段によって溶接ワ
イヤ，母材の間に溶接電流が流れなくなった時を溶接終
了とし、この溶接終了から所定期間を計測する回路と、
第１の溶接ワイヤ送給量を設定する第１の溶接ワイヤ送
給量設定器と、第２の溶接ワイヤ送給量を設定する第２
の溶接ワイヤ送給量設定器と、第３の溶接ワイヤ送給量
を設定する第３の溶接ワイヤ送給量設定器と、前記第１
の溶接ワイヤ送給量を溶接ワイヤ送給モータ駆動回路に
与える第１のスイッチング素子と、前記第２の溶接ワイ
ヤ送給量を前記溶接ワイヤ送給モータ駆動回路に与える
第２のスイッチング素子と、前記第３の溶接ワイヤ送給
量を前記溶接ワイヤ送給モータ駆動回路に与える第３の
スイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子，第
２のスイッチング素子および第３のスイッチング素子の
いずれかを選択するスイッチング素子選択回路とを備
え、溶接終了から所定期間以内に溶接が開始された際
は、溶接ワイヤと母材の間に電流が流れるまで、前記第
３のスイッチング素子のみ導通状態にし、前記第３の溶
接ワイヤ送給量設定器の設定値にて溶接ワイヤを送給
し、また、溶接終了から所定時間経過後に溶接が開始さ
れた際は、溶接ワイヤと母材の間に電流が流れるまで前
記第１のスイッチング素子のみ導通状態にし、前記第１
の溶接ワイヤ送給量設定器の設定値にて溶接ワイヤを送
給し、さらに、溶接ワイヤと母材の間に電流が流れる
と、前記第２のスイッチング素子のみ導通状態にし、前
記第２の溶接ワイヤ送給量設定器の設定値にて溶接ワイ
ヤを送給することを特徴とするアーク溶接電源装置。 - 【請求項２】所定期間が溶接電流により決められること
を特徴とする請求項１記載のアーク溶接電源装置。 - 【請求項３】第１の溶接ワイヤ送給量，第２の溶接ワイ
ヤ送給量および第３の溶接ワイヤ送給量が溶接電流によ
り決められることを特徴とする請求項１記載のアーク溶
接電源装置。 - 【請求項４】第３の溶接ワイヤ送給量の設定値が第１の
溶接ワイヤ送給量の設定値以上であることを特徴とする
請求項１記載のアーク溶接電源装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2169026A JP2899371B2 (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | アーク溶接電源装置 |
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