溶接電流、電圧の測り方

質問

溶接機の設定ダイヤルのツマミの値で合わした場合、違う場所（機種は同じでも）に変わると、機械のバラツキのためか、溶接の仕上がりが違ってきます。

違う場所でも同じ条件に近づけたく、調整したいのですが、本体に標準で付いてくる電流計や、ダイヤルの設定には限界があります。
そこで正確に電流値を測ると良いだろうと考え。
正確に電流値を計るために、デジタルの電流計（クランプメーター￥１万位の）購入したのですが、２０～５０Ａくらいの範囲で測定値が変化します。
測定は、トーチのコード、アースのキャップタイヤコードをクランプしてました。
自分なりには、購入したクランプ計のサンプリング時間が固定なのが悪いのかなと思ってます。

どの位の精度で測定すれば良いのかわからないのですが、溶接の場合の正確な溶接電流や電圧を測る方法はどうするのでしょうか。

溶接機は、アナログタイプの半自動溶接機です。

回答No.8

noname#230359

こんにちは
ネットで検索しましたが、こんなのがあります。
http://store.shopping.yahoo.co.jp/denshi/3188.html
これだと500Aの電流が流れたとき、電圧が50mVで出力します。
200Aだと20mVといった感じです。
ケーブルをつないだ後、当然ゴムシートあたりでシャントをくるまないと感電します。
以上。

回答No.7

noname#230359

たびたび追加です。
電圧測定は先に述べた方法が良いですが、電流の再現性を実施する場合は以下の方法が良いでしょう。
1)電流を設定しようとするのではなく、ワイヤ送給速度で設定する。
ワイヤ送給速度と電流は比例関係にあるので、タコメータでワイヤ送給速度を決まった値（たとえば10/min）などに設定する。
2)突出し（チップ先端から母材までの距離）を一定にする。（たとえば20mm）
同じワイヤ送給速度でも突出しが変わると電流は変化します。突出しが長いと電流が下がり、短いと電流が上がるといった具合です。
3)上記を行った結果、シャントで測定した電流に再現性が取れます。

つまり突出しとワイヤ送給速度を記録しておけば自ずと電流の再現性は実現できます。これで再現性が出ない（つまみは同じでもワイヤ送給速度が遅いなど）の場合はトーチ内部にゴミが溜まり、うまくワイヤ送給が行われていないなどのトラブルも発見できます。
以上。

回答No.6

noname#230359

こんばんは
無誘導シャントは簡単に言うとシャント抵抗の高級版といったところです。自動車メーカーなどロボットを多用する場所で使用されています。半自動で使用する場合であれば通常のシャントで問題ないと思います。
あと、電圧の測定は測定する対象が溶接電圧なのかアーク電圧なのかで違うと思うのですが、貴殿の質問内容からアーク電圧（溶接機のメーターの電圧ではなく、実際のアークが発生している箇所の電圧）だと推測します。
だとすると一番よいと思われる方法は以下になります。
1)溶接トーチの根本から電圧検出線を取ります。（トーチを分解すると銅線が出てきますからそこから取ります。）
2)アース側のクランプから電圧検出線を取り出します。
3)各電圧検出線間の電圧を測定します。

これで再現性のあるデータが取れると思います。
これまで再現性のあるデータが取れないのはおそらく実際にアースを取っている場所とアークが出ている場所が近い場合や遠い場合があるのではないでしょうか？
アークとアースの場所が遠い場合、電圧降下の影響で溶接機のメーター上は同じ値が出ていてもアークを見るとはじいてしまいます。
また、アースはできるだけアークを出す場所の近傍に取るのが良いでしょう。マグネット式のアースクランプも売っています。
以上。

回答No.5

noname#230359

クランプメータを使った電流測定は簡易に測定できるため便利ですが、正確に電流を測定しようとするとぶれます。（高いのを使っても基本的に同じです。）
当方ではトーチ側のケーブル途中に無誘導シャントを取り付けています。シャントを使用するとたとえば500Aの電流が流れた場合、50mVの電圧が出力されます。これをアナログ入力のメータに取り付ければかなり性格な電流が測定できます。
ただし、貴殿の溶接機が半自動溶接とのことですが、炭酸ガス溶接の場合電流の変動は大きいです。（これは炭酸ガス溶接での溶滴移行性による影響です。）ArもしくはAr-CO2の場合は電流の変動は小さいです。

お礼

無誘導シャント 初めて聞く言葉です。

ちょっと検索してみたら、ＷＩＫＩに説明がありました。

＞シャント抵抗器
＞電流測定用に回路に挿入する抵抗器。抵抗値が小さい（数Ω～0.2mΩ程度）。
＞大電流測定用に数万Aを流せるものや、精密測定用に高精度（誤差±＞0.01%）なものがある。

これだと思うのですが、無誘導シャント　とは、どんな物なのでしょうか？
もう少し教えていただきたいのですが。よろしくお願いします。

電気の方は、ちんぷんかんぷんです。
シャントについて　教えて欲しいのですが。

これでよいのでしょうか？
http://www.pcn.co.jp/eshop/zaikokannritest061110.htm
商品名　BAS-M

シャント抵抗と、電流計で　これとこれだよってのを
教えて欲しいのですが
よろしくお願いします。

回答No.4

noname#230359

「溶接　電流測定」で検索したら↓がひっかかりました。

http://www.kondo-tech.co.jp/kth-w2.htm
http://www.nagsystem.co.jp/seihin_monitor/s_7.html
http://www.miyachi.com/products/finespotwelders/seiwa/a727.html
http://page2.auctions.yahoo.co.jp/jp/auction/b90764451

それなりに高価そうな機器が多いですが最後のは「交流アーク溶接電流測定器デジタルクランプメーター2020」だそうです。クランプメーターは電気的に接続しないで電流などを測る測定器ですのでテスターを利用して溶接電流を管理するのは無理があるのではないでしょうか。単なるクランプメーターだと
http://www.taroto.jp/category/2041.html
を参考にすればデジタルのテスターより多少高い程度なので、溶接機器メーカーの技術関係ＨＰを読み漁ってクランプメーターで何とかなるかどうか考察してみてはいかがでしょうか。

お礼

紹介していただいた。ＨＰ見てきました。
溶接の管理をする場合には非常に有効な機器だと思います。
こちらの目的からして、デジタルの溶接機が購入できるほどの金額を
測定器に掛けても意味がないので・・・(･∀･)♪ﾟ
紹介していただいた中で。
「アーク溶接電流測定器キュースナップ2020」
は使えそうなので、メーカーに問い合わせをしてみました。

紹介ありがとうございます。

交流アーク溶接電流測定器デジタルクランプメーター2020

購入してみました。
結果報告です。

商品名の通り、交流アーク溶接用です。

直流アークは、ダメです。
半自動溶接もダメでした。

交流アーク溶接は　ＯＫです。

回答No.3

noname#230359

・あまり、やったことがないので確定かといわれると自信ありませんが、
１次側の電流値で比較してみたら如何でしょうか？
・２次側（溶接の実際のアーク電流）に対して１次側の電流（電源側ーブレーカ側からの配線）にクランプメーターをかませたほうが安定するのではないかと？道具もあることですし、すぐ結果もわかることですしね。

お礼

１次側でやってみました。
溶接電流は、違っていても、安定的に測ることができればと思い測ってみました。

結果は１７～２１Ａ位とばらつきます。

ありがとうございました。

回答No.2

noname#230359

＞２０～５０Ａくらいの範囲で測定値が変化します。
測定器のサンプリング時間の影響が多少はあるかもしれませんが，実際に
流れる電流が変動しているのだと思います。溶接のアークは，抵抗器のように
一定の抵抗ではなく，状態によって時々刻々変化するはずです。デジタルメー
タは，変動する電流は測りにくいので，ＣＴ（変流器）とアナログ交流電流計
を組見合わせて測った方が読みやすいかもしれません。

ケーブルからの漏れ電流は，アーク電流に比べて無視できる程度に小さいでし
ょうから，クランプを噛ます位置はあまり気にしなくていいはずです。

電圧を測定するのであれば，ケーブルによるドロップの影響を避けるために，
トーチへのケーブル接続部から電圧検出用のコード（断面積は小さくてOK）を
分岐して，電圧計に接続することがいいと思います。グランド側については，
電気的には溶接部にできるだけ近いところに検出用のコードを接続することが
いいのですが，現実には熱的な影響が少ないところで，できるだけ溶接部に
近づけるようにすればいいと思います。

変動する電流を正確に測る必要があれば，波形記録装置（デジタルオシロスコ
ープやデータレコーダ）などを使う必要があるかもしれません。

お礼

クランプ計はアナログ式の
http://hioki.jp/31272810/index.html
こんなのが良いと言うことでしょうか？

アナログの交流電流計を検索してると。
交流溶接用アナログ電流計 -株式会社ダイヘンテクノス
http://www.daihen-technos.co.jp/sell/sell_koryu.html
そのものズバリが出てきたように思います。

同じページに
DCティグメータ と言うのが、こちらは、デジタル表示ができるみたいです
http://www.daihen-technos.co.jp/sell/sell_dctig.html
しかし、値段が高すぎです。

＞ＣＴ（変流器）とアナログ交流電流計を組見合わせて・・
↑の方法は、金額的にはどうなんでしょう。？

回答No.1

noname#230359

あなたの本当にほしいものを測るべきです！！

溶接を管理する場合に、溶接機のダイアルメモリを管理するのは、あなたのほしいものから最も遠い管理項目です。

あなたのほしいのは溶接における”溶け込み深さ”ではないのでしょうか？？
溶接は所定の溶け込みを達成して、所定の肉を盛り上げることが目的です。
あなたのほしい特性値も同じではないでしょうか？？

溶接の方法が専用機なのか、ロボットなのか、作業者による手作業なのかにより異なりますが、・・・・
溶接機に個性があり、同じダイヤルメモリで特性が同じになりません。同じ溶接機を使ってもワークの条件、作業者の条件などで溶接結果は同じになりません。正確な電流形を用いて、ある条件下の電流値を測定しても、すべての溶接に共通の結果とはなりません。

必要なのは溶け込み深さです？？溶け込み深さがすべてのバラツキを考慮して一定以上の結果を達成するように、溶接機毎のダイヤルメモリを探して設定する必要があります。

もう一度良く考えてください！！！

お礼

私の求める物は、少ないスパッタです。それと、肉盛りの高さでしょうか。
溶接方法は、手作業です。

溶接条件を記録として残しておき、次回に利用しようとしています。
現状では、再現性が無いに近い状態なので・・。

溶け込み深さは次の段階でしょうか・・・。