JP2012006020A - Arc welding control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶接ワイヤを送給すると共に、アーク期間と短絡期間とを繰り返して溶接するアーク溶接制御方法に関するものである。 The present invention relates to an arc welding control method for feeding a welding wire and repeatedly welding an arc period and a short-circuit period.
アーク期間と短絡期間とを繰り返すアーク溶接方法としては、炭酸ガスアーク溶接方法、マグ溶接方法、ミグ溶接方法等がある。また、溶滴移行形態としては、短絡移行形態、短絡を伴うブロビュール移行形態、短絡を伴うスプレー移行形態等がある。これらの溶接方法では、溶接ワイヤは一定の送給速度で前進送給されると共に、アーク期間と短絡期間とを繰り返して溶接が行われる。また、アーク期間中は溶接ワイヤを前進送給し、短絡期間中は溶接ワイヤを後退送給して溶接を行う方法(例えば、特許文献1参照)もある。以下、短絡期間中に溶接ワイヤを後退送給するこの従来技術について説明する。 Examples of the arc welding method that repeats the arc period and the short circuit period include a carbon dioxide arc welding method, a mag welding method, and a MIG welding method. Further, as the droplet transfer mode, there are a short-circuit transfer mode, a bromule transfer mode with a short circuit, a spray transfer mode with a short circuit, and the like. In these welding methods, the welding wire is fed forward at a constant feeding speed, and welding is performed by repeating the arc period and the short-circuit period. There is also a method of performing welding by feeding a welding wire forward during an arc period and performing backward feeding during a short circuit period (see, for example, Patent Document 1). Hereinafter, this conventional technique for retracting and feeding the welding wire during the short circuit will be described.
図4は、従来技術のアーク溶接制御方法を示す出力波形図である。同図(A)は溶接電圧Vwを示し、同図(B)は溶接電流Iwを示し、同図(C)は送給速度設定信号Frを示し、同図(D)は溶接ワイヤ先端の実際の送給速度Fsを示す。送給速度設定信号Fr及び送給速度Fsは、正の値のときは前進送給を示し、負の値のときは後退送給を示す。以下、同図を参照して説明する。 FIG. 4 is an output waveform diagram showing a conventional arc welding control method. (A) shows the welding voltage Vw, (B) shows the welding current Iw, (C) shows the feed speed setting signal Fr, and (D) shows the actual welding wire tip. The feeding speed Fs is shown. When the feed speed setting signal Fr and the feed speed Fs are positive values, they indicate forward feed, and when they are negative values, they indicate reverse feed. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
同図において、時刻t1〜t2の期間が第n−1回目のアーク期間Ta(n-1)であり、時刻t2〜t3の期間が第n−1回目の短絡期間Ts(n-1)であり、時刻t3〜t4の期間が第n回目のアーク期間Ta(n)であり、時刻t4〜t5の期間が第n回目の短絡期間Ts(n)である。ここで、基準期間Ttを予め定めた値とすると、Ta(n-1)<Ttの場合であり、Ta(n)>Ttの場合である。アーク期間が基準期間Tt未満である期間を第1アーク期間Ta1と呼び、基準期間Tt以上の期間を第2アーク期間Ta2と呼ぶことにする。このようにすると、時刻t1〜t2の第n−1回目のアーク期間Ta(n-1)は第1アーク期間Ta1中に短絡が発生したことになる。そして、時刻t3〜t4の第n回目のアーク期間Ta(n)は、時刻t3〜t32の第1アーク期間Ta1と、時刻t32〜t4の第2アーク期間Ta2とから形成されている。 In the figure, the period from time t1 to t2 is the (n-1) th arc period Ta (n-1), and the period from time t2 to t3 is the n-1th short-circuit period Ts (n-1). Yes, the period from time t3 to t4 is the nth arc period Ta (n), and the period from time t4 to t5 is the nth short circuit period Ts (n). Here, if the reference period Tt is a predetermined value, Ta (n-1) <Tt and Ta (n)> Tt. A period in which the arc period is less than the reference period Tt is referred to as a first arc period Ta1, and a period longer than the reference period Tt is referred to as a second arc period Ta2. In this way, a short circuit occurs during the first arc period Ta1 during the (n-1) th arc period Ta (n-1) from time t1 to t2. The n-th arc period Ta (n) from time t3 to t4 is formed by a first arc period Ta1 from time t3 to t32 and a second arc period Ta2 from time t32 to t4.
時刻t1〜t2のアーク期間Ta(n-1)中は、同図(C)に示すように、送給速度設定信号Frの値は予め定めた正の値の第1前進送給速度設定値Ffr1となり、同図(D)に示すように、送給速度Fsは第1前進送給速度Ffs1となる。同図(A)に示すように、溶接電圧Vwは数十Vのアーク電圧値となる。同図(B)に示すように、溶接電流Iwは、溶接電源が定電圧制御されているので、第1前進送給速度Ffs1とアーク負荷とによって定まる電流値となる。したがって、この溶接電流Iwはアーク負荷の変動に伴い変動する波形となる。このアーク期間Ta(n-1)中において、溶接ワイヤの先端が溶融して溶滴が形成される。 During the arc period Ta (n-1) from time t1 to t2, as shown in FIG. 5C, the value of the feed speed setting signal Fr is a first positive feed speed setting value that is a predetermined positive value. As shown in FIG. 4D, the feeding speed Fs becomes the first forward feeding speed Ffs1. As shown in FIG. 3A, the welding voltage Vw has an arc voltage value of several tens of volts. As shown in FIG. 5B, the welding current Iw is a current value determined by the first forward feed speed Ffs1 and the arc load because the welding power source is controlled at a constant voltage. Therefore, the welding current Iw has a waveform that varies with the variation of the arc load. During this arc period Ta (n-1), the tip of the welding wire melts to form droplets.
時刻t2において溶接ワイヤ先端に形成された溶滴が溶融池と接触すると、短絡状態となる。短絡状態になると、同図(A)に示すように、溶接電圧Vwは数Vの短絡電圧値に減少する。この溶接電圧Vwがしきい値未満になったことを判別して短絡の発生を判別する。このしきい値は、10〜15V程度に設定される。短絡の発生を判別すると、溶接電源は定電流制御に切り換えられ、同図(B)に示すように、短絡電流Isは、時刻t2〜t21の予め定めた短絡初期期間Tsi中は予め定めた小電流値に維持され、時刻t21〜t23の予め定めた短絡電流増加期間Tsu中は曲線状に増加し、時刻t23からアークが発生する時刻t3までの短絡電流減少期間Tsd中は傾斜を有して減少する。同時に時刻t2において、同図(C)に示すように、送給速度設定信号Frは、予め定めた負の値の後退送給速度設定値Frrに切り換えられる。これに応動して、同図(D)に示すように、送給速度Fsは、時刻t2〜t22の期間中に、正の値の第1前進送給速度Ffs1から0を通って負の値の後退送給速度Frsへと変化する。すなわち、溶接ワイヤ先端の送給速度Fsは、時刻t2において短絡が発生すると第1前進送給速度Ffs1から減速して0となり、送給方向を反転させて加速し時刻t22において後退送給速度Frsに達する。したがって、この時刻t2〜t22の期間を送給反転期間と呼ぶことにする。この送給反転期間は、送給モータに応答性の良いサーボモータ等を使用し、溶接トーチの長さを数十cm程度に短くし、送給経路の摩擦を少なくすると、2ms程度となる。同図では、送給速度Fsが後退送給速度Frsになる時刻t22が、上記の短絡電流増加期間Tsu中となる場合である。時刻t22以降は、後退送給速度Frsによる後退送給が継続される。これにより、溶接ワイヤ先端が溶融池から離れる方向に次第に移動する。そして、時刻t3において溶融池との接触状態が解消されると、アークが再発生する。上記の短絡初期期間Tsiは、溶接条件に応じて実験によって0.5〜2ms程度に設定される。上記の短絡電流増加期間Tsuは、溶接条件に応じて実験によって2〜6ms程度に設定される。短絡初期期間Tsi中の短絡電流値Isは数十A程度に設定される。短絡電流増加期間Tsu中の短絡電流Isの最大値は溶接電流平均値に近い値に設定される。短絡初期期間Tsiは、溶滴と溶融池との接触を安定した短絡状態へと導くために設けている。短絡電流Isを増加させているのは、一般的な消耗電極アーク溶接のように溶滴に電磁的ピンチ力を作用させてくびれを形成して離脱を促進するためではなく、短絡期間Ts中にもジュール熱による加熱を確保するためである。したがって、短絡電流Isの最大値は、一般的な消耗電極アーク溶接では400〜500A程度であるが、同図では150〜250A程度である。後退送給によってアークが再発生するので、各短絡期間は略一定値となる。したがって、Tsi+Tsuの加算地が短絡期間の時間長さよりも1ms程度短くなるように両値を設定する。これは、短絡電流減少期間Tsdを1ms程度確保して、時刻t3のアーク再発生時点までに短絡電流Isが小さな値まで減少できるようにするためである。短絡電流減少期間Tsd中の短絡電流Isの減少速度は、短絡負荷の抵抗値、溶接電源からの通電路のインダクタンス値及び抵抗値によって決まる。この減少速度は、150A/ms程度である。したがって、時刻t23のときの短絡電流Isの最大値を200Aとし、短絡電流減少期間Tsdを上述したように1msとすると、時刻t3時点での電流値は50Aと小さな値となる。アーク再発生時の電流値が小さな値になると、スパッタの発生が削減される。例えば、数値例を挙げると、Tsi=1ms、Tsu=3ms及びTsd=1msとなり、この場合には短絡期間Ts=5msとなる。 When the droplet formed at the tip of the welding wire comes into contact with the molten pool at time t2, a short-circuit state occurs. In the short circuit state, the welding voltage Vw decreases to a short circuit voltage value of several volts as shown in FIG. It is determined that the welding voltage Vw is less than the threshold value, and occurrence of a short circuit is determined. This threshold is set to about 10-15V. When the occurrence of a short circuit is determined, the welding power source is switched to constant current control. As shown in FIG. 5B, the short circuit current Is is a predetermined small value during a predetermined short circuit initial period Tsi from time t2 to t21. The current value is maintained, increases during a predetermined short-circuit current increase period Tsu from time t21 to t23, and has a slope during the short-circuit current decrease period Tsd from time t23 to time t3 when the arc is generated. Decrease. At the same time t2, as shown in FIG. 5C, the feed speed setting signal Fr is switched to a reverse feed speed setting value Frr having a predetermined negative value. In response to this, as shown in FIG. 4D, the feed speed Fs is a negative value passing through 0 from the first forward feed speed Ffs1 having a positive value during the period of time t2 to t22. The reverse feed speed Frs changes. That is, when the short-circuit occurs at time t2, the feeding speed Fs at the tip of the welding wire decelerates from the first forward feeding speed Ffs1 to 0, accelerates by reversing the feeding direction, and reverses feeding speed Frs at time t22. To reach. Therefore, the period from time t2 to t22 is referred to as a feeding reversal period. This feed reversal period is about 2 ms when a servo motor having good responsiveness is used as the feed motor, the length of the welding torch is shortened to several tens of centimeters, and the friction of the feed path is reduced. In the figure, the time t22 at which the feed speed Fs becomes the reverse feed speed Frs is in the above-described short-circuit current increasing period Tsu. After time t22, the backward feeding at the backward feeding speed Frs is continued. As a result, the tip of the welding wire gradually moves away from the molten pool. When the contact state with the molten pool is eliminated at time t3, the arc is regenerated. The initial short-circuit period Tsi is set to about 0.5 to 2 ms by experiment according to welding conditions. Said short circuit current increase period Tsu is set to about 2-6 ms by experiment according to welding conditions. The short circuit current value Is during the short circuit initial period Tsi is set to about several tens of A. The maximum value of the short circuit current Is during the short circuit current increase period Tsu is set to a value close to the welding current average value. The short-circuit initial period Tsi is provided in order to lead the contact between the droplet and the molten pool to a stable short-circuit state. The reason why the short-circuit current Is is increased is not to promote detachment by forming a constriction by applying an electromagnetic pinch force to the droplet as in general consumable electrode arc welding, but during the short-circuit period Ts. This is also to ensure heating by Joule heat. Therefore, the maximum value of the short-circuit current Is is about 400 to 500 A in general consumable electrode arc welding, but is about 150 to 250 A in the figure. Since the arc is regenerated by the backward feeding, each short-circuit period becomes a substantially constant value. Therefore, both values are set so that the addition point of Tsi + Tsu is shorter by about 1 ms than the time length of the short-circuit period. This is because the short-circuit current reduction period Tsd is secured for about 1 ms so that the short-circuit current Is can be reduced to a small value by the time of arc re-occurrence at time t3. The decrease rate of the short circuit current Is during the short circuit current decrease period Tsd is determined by the resistance value of the short circuit load, the inductance value of the current path from the welding power source, and the resistance value. This decrease rate is about 150 A / ms. Therefore, if the maximum value of the short-circuit current Is at time t23 is 200 A and the short-circuit current reduction period Tsd is 1 ms as described above, the current value at time t3 is as small as 50 A. When the current value at the time of arc re-generation becomes a small value, the occurrence of spatter is reduced. For example, to give numerical examples, Tsi = 1 ms, Tsu = 3 ms, and Tsd = 1 ms. In this case, the short-circuit period Ts = 5 ms.
時刻t3において、アークが再発生すると、同図(A)に示すように、溶接電圧Vwは数十V程度のアーク電圧値に増加する。溶接電圧Vwがしきい値以上になったことを判別してアークの再発生を判別すると、同図(C)に示すように、送給速度設定信号Frは上記の第1前進送給速度設定値Ffr1に切り換えられる。これに応動して、同図(D)に示すように、送給速度Fsは、時刻t3〜t31の送給反転期間中に上記の後退送給速度Frsから上記の第1前進送給速度Ffs1へと変化する。また、時刻t3において、溶接電源は定電圧制御に切り換えられるので、同図(B)に示すように、溶接電流Iwは第1前進送給速度Ffs1とアーク負荷とによって定まる電流値へと増加する。そして、時刻t32において、アーク期間が基準期間Ttに達すると、溶接電源は定電流制御に切り換えられて、同図(B)に示すように、溶接電流Iwは予め定めた小電流値の低アーク電流値Iaに減少する。その後、しばらくの間、この第2アーク期間Ta2が続いた後に、時刻t4において、短絡が発生する。基準期間Ttは、10〜30ms程度の範囲に設定される。低アーク電流値Iaは、数十A程度に設定される。 When the arc is regenerated at time t3, the welding voltage Vw increases to an arc voltage value of about several tens of volts as shown in FIG. When it is determined that the welding voltage Vw is equal to or higher than the threshold value and the reoccurrence of the arc is determined, the feed speed setting signal Fr is the first forward feed speed setting as shown in FIG. The value is switched to Ffr1. In response to this, as shown in FIG. 4D, the feed speed Fs is changed from the reverse feed speed Frs to the first forward feed speed Ffs1 during the feed reversal period from time t3 to time t31. To change. At time t3, since the welding power source is switched to constant voltage control, the welding current Iw increases to a current value determined by the first forward feed speed Ffs1 and the arc load, as shown in FIG. . At time t32, when the arc period reaches the reference period Tt, the welding power source is switched to constant current control, and the welding current Iw is a low arc with a predetermined small current value as shown in FIG. It decreases to the current value Ia. Thereafter, after the second arc period Ta2 continues for a while, a short circuit occurs at time t4. The reference period Tt is set in a range of about 10 to 30 ms. The low arc current value Ia is set to about several tens of A.
第n回目の 短絡期間Ts(n)についても、上記と同様である。同ずに示す送給制御方法では、時刻t3のアーク再発生時の電流値が小さな値であるので、スパッタ発生量は削減される。また、短絡期間中に後退送給を行うことによって確実にアークを再発生させることができるので、溶接状態の安定性が向上する。アーク期間が基準期間Ttに達したときは溶接電流Iwを減少させて小電流値に維持する理由は、以下のとおりである。すなわち、アーク期間の分布はほとんど一定の範囲に集中する。しかし、ときたま、溶融池の不規則な運動、陰極点形成位置の移動に伴うアーク長の変動等の外乱によってアーク期間が長くなる状態が生じる。アーク期間が通常時よりも長くなると、溶滴の大きさが大きくなると共に、溶滴が過熱されることになる。この結果、溶滴内部のガスが過熱によって膨張して溶滴が破裂する現象が生じることになり、破裂に伴い多くのスパッタが飛散することになる。さらには、大きな溶滴が短絡すると、その瞬間に溶融池から多くのスパッタが飛散することになる。これらを防止するために、アーク期間が基準期間Tt以上になると溶接電流Iwを小電流値にすることで、アーク力を弱くして、短絡が早期に発生するようにしている。 The same applies to the n-th short-circuit period Ts (n). In the feed control method shown here, since the current value when the arc is regenerated at time t3 is a small value, the amount of spatter generation is reduced. Moreover, since the arc can be reliably regenerated by performing the backward feeding during the short circuit period, the stability of the welding state is improved. When the arc period reaches the reference period Tt, the reason why the welding current Iw is decreased and maintained at a small current value is as follows. That is, the distribution of the arc period is concentrated in a certain range. However, sometimes the arc period becomes longer due to disturbances such as irregular movement of the molten pool and fluctuation of the arc length accompanying movement of the cathode spot forming position. When the arc period becomes longer than usual, the size of the droplet increases and the droplet is overheated. As a result, a phenomenon occurs in which the gas inside the droplet expands due to overheating and the droplet bursts, and many spatters are scattered along with the burst. Furthermore, when a large droplet is short-circuited, many spatters are scattered from the molten pool at that moment. In order to prevent these, when the arc period becomes equal to or longer than the reference period Tt, the arc current is weakened by setting the welding current Iw to a small current value so that a short circuit occurs early.
上述したように、従来技術では、外乱によってアーク期間が基準期間よりも長くなると、溶接電流値を減少させて小電流値に維持するようにしている。溶接電流が小電流値になると、アーク力が弱くなるために、溶融池の窪みが小さくなり、溶滴を上側に持ち上げている力も弱くなり、短絡が早期に生じるようになる。この結果、溶滴の過熱及び巨大化を防止して、スパッタの発生を抑制することができる。 As described above, in the prior art, when the arc period becomes longer than the reference period due to disturbance, the welding current value is decreased and maintained at a small current value. When the welding current becomes a small current value, since the arc force becomes weak, the depression of the molten pool becomes small, the force that lifts the droplets upward becomes weak, and a short circuit occurs early. As a result, overheating and enlarging of the droplets can be prevented and occurrence of spatter can be suppressed.
しかし、溶接電流を減少させても、それから5ms程度以下の時間で短絡が生じることは稀である。溶融池の窪み及び溶滴の持ち上がりが小さくなるのには、溶接電流値にもよるが7〜10ms程度以上は必要であるために、短絡もそれ以上の時間が経過した後でなければ発生しないことが多い。もちろん、溶接電流を減少させた方が短絡は早期に生じるが、その効果は限定的であった。溶滴の過熱及び巨大化をより確実に防止するためには、基準期間経過後にできるだけ速やかに短絡が発生することが望ましい。さらには、溶接電流を小電流値に維持する期間が長く続くと、ビード外観が悪くなる問題も新たに生じることになる。 However, even if the welding current is reduced, a short circuit rarely occurs in about 5 ms or less. Depending on the welding current value, it takes 7-10 ms or more to reduce the molten pool dent and droplet rise, so a short circuit will not occur until more time has passed. There are many cases. Of course, when the welding current is reduced, the short circuit occurs earlier, but the effect is limited. In order to prevent the droplets from overheating and enlarging more reliably, it is desirable that a short circuit occurs as soon as possible after the reference period. Furthermore, if the period during which the welding current is maintained at a low current value continues for a long time, a problem that the bead appearance is deteriorated newly arises.
そこで、本発明では、アーク期間が基準期間以上になったときは速やかに短絡を発生させることができるアーク溶接制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an arc welding control method capable of quickly generating a short circuit when the arc period becomes equal to or longer than a reference period.
上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、溶接ワイヤを送給すると共に、アーク期間と短絡期間とを繰り返して溶接するアーク溶接制御方法において、
前記アーク期間が予め定めた基準期間未満である第1アーク期間中は溶接ワイヤを予め定めた第1前進送給速度で前進送給し、
前記アーク期間が前記基準期間以上である第2アーク期間中は溶接ワイヤを予め定めた第2前進送給速度で前進送給し、
前記第2前進送給速度を前記第1前進送給速度よりも大きな値に設定する、
ことを特徴とするアーク溶接制御方法である。
In order to solve the above-described problem, the invention of
During the first arc period in which the arc period is less than a predetermined reference period, the welding wire is fed forward at a predetermined first forward feed speed;
During the second arc period in which the arc period is equal to or greater than the reference period, the welding wire is fed forward at a predetermined second forward feed speed,
Setting the second forward feed speed to a value greater than the first forward feed speed;
An arc welding control method characterized by the above.
請求項2の発明は、前記第2前進送給速度は、時間経過に伴って大きくなるように変化する、
ことを特徴とする請求項1記載のアーク溶接制御方法である。
In the invention of
The arc welding control method according to
請求項3の発明は、前記第2アーク期間中の溶接電流値を、前記第1アーク期間中の溶接電流値よりも小さな値に減少させる、
ことを特徴とする請求項1〜2のいずれか1項に記載するアーク溶接制御方法である。
The invention of
The arc welding control method according to
請求項4の発明は、前記短絡期間中は、溶接ワイヤを後退送給する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載するアーク溶接制御方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, during the short circuit period, the welding wire is fed backward.
It is an arc welding control method given in any 1 paragraph of Claims 1-3 characterized by things.
本発明によれば、アーク期間が予め定めた基準期間未満である第1アーク期間中は溶接ワイヤを予め定めた第1前進送給速度で前進送給し、アーク期間が前記基準期間以上である第2アーク期間中は溶接ワイヤを予め定めた第2前進送給速度で前進送給し、第2前進送給速度を第1前進送給速度よりも大きな値に設定する。これにより、アーク期間が基準期間よりも長くなると、前進送給の速度が加速されて早期に短絡状態へと導くことができる。この結果、溶滴の過熱及び巨大化を従来技術よりもより確実に防止することができるので、溶接品質がさらに向上する。 According to the present invention, during the first arc period in which the arc period is less than a predetermined reference period, the welding wire is fed forward at a predetermined first forward feed speed, and the arc period is equal to or greater than the reference period. During the second arc period, the welding wire is fed forward at a predetermined second forward feed speed, and the second forward feed speed is set to a value larger than the first forward feed speed. As a result, when the arc period becomes longer than the reference period, the forward feed speed is accelerated, and it is possible to lead to a short circuit state at an early stage. As a result, since overheating and enlarging of the droplets can be prevented more reliably than in the prior art, the welding quality is further improved.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[実施の形態1]
実施の形態1に係る発明は、アーク期間Taが予め定めた基準期間Tt未満である第1アーク期間Ta1中は溶接ワイヤを予め定めた第1前進送給速度Ffs1で前進送給し、基準期間Tt以上である第2アーク期間Ta2中は溶接ワイヤを予め定めた第2前進送給速度Ffs2で前進送給し、第2前進送給速度Ffs2を第1前進送給速度Ffs1よりも大きな値に設定するものである。すなわち、アーク期間Taが基準期間Tt以上になると溶接ワイヤの前進送給速度を速くして、迅速に短絡へと導くものである。以下、この実施の形態について説明する。
[Embodiment 1]
In the invention according to the first embodiment, during the first arc period Ta1 in which the arc period Ta is less than a predetermined reference period Tt, the welding wire is forwardly fed at a predetermined first forward feed speed Ffs1, and the reference period is reached. During the second arc period Ta2, which is equal to or greater than Tt, the welding wire is fed forward at a predetermined second forward feed speed Ffs2, and the second forward feed speed Ffs2 is set to a value larger than the first forward feed speed Ffs1. It is to set. That is, when the arc period Ta becomes equal to or longer than the reference period Tt, the forward feed speed of the welding wire is increased, and the short-circuit is quickly led. Hereinafter, this embodiment will be described.
図1は、本発明の実施の形態1に係るアーク溶接制御方法を示す出力波形図である。同図(A)は溶接電圧Vwを示し、同図(B)は溶接電流Iwを示し、同図(C)は送給速度設定信号Frを示し、同図(D)は溶接ワイヤ先端の実際の送給速度Fsを示す。同図において、上述した図4と同一動作の期間(時刻t1〜t32及び時刻t4〜t5の期間)についての説明は省略する。同図では、時刻t32〜t4の期間の動作が図4と異なっている。以下、この期間について同図を参照して説明する。
FIG. 1 is an output waveform diagram showing an arc welding control method according to
同図において、時刻t1〜t2の期間が第n−1回目のアーク期間Ta(n-1)であり、時刻t2〜t3の期間が第n−1回目の短絡期間Ts(n-1)であり、時刻t3〜t4の期間が第n回目のアーク期間Ta(n)であり、時刻t4〜t5の期間が第n回目の短絡期間Ts(n)である。Ta(n-1)<Ttの場合であり、Ta(n)>Ttの場合である。時刻t1〜t2の第n−1回目のアーク期間Ta(n-1)は第1アーク期間Ta1中に短絡が発生したことになる。そして、時刻t3〜t4の第n回目のアーク期間Ta(n)は、時刻t3〜t32の第1アーク期間Ta1と、時刻t32〜t4の第2アーク期間Ta2とから形成されている。但し、時刻t32〜t4の第2アーク期間Ta2の時間長さは、図4の場合に比べて半分以下の短い期間となっている。この理由については、後述する。 In the figure, the period from time t1 to t2 is the (n-1) th arc period Ta (n-1), and the period from time t2 to t3 is the n-1th short-circuit period Ts (n-1). Yes, the period from time t3 to t4 is the nth arc period Ta (n), and the period from time t4 to t5 is the nth short circuit period Ts (n). This is the case when Ta (n-1) <Tt, and when Ta (n)> Tt. In the (n-1) th arc period Ta (n-1) from time t1 to t2, a short circuit occurred during the first arc period Ta1. The n-th arc period Ta (n) from time t3 to t4 is formed by a first arc period Ta1 from time t3 to t32 and a second arc period Ta2 from time t32 to t4. However, the time length of the second arc period Ta2 from time t32 to t4 is a short period of half or less compared to the case of FIG. The reason for this will be described later.
時刻t3において、アークが再発生すると、同図(A)に示すように、溶接電圧Vwは数十V程度のアーク電圧値に増加する。溶接電圧Vwがしきい値以上になったことを判別してアークの再発生を判別すると、同図(C)に示すように、送給速度設定信号Frは予め定めた第1前進送給速度設定値Ffr1に切り換えられる。これに応動して、同図(D)に示すように、送給速度Fsは、時刻t3〜t31の送給反転期間中に上記の後退送給速度Frsから上記の第1前進送給速度Ffs1へと変化する。また、時刻t3において、溶接電源は定電圧制御に切り換えられるので、同図(B)に示すように、溶接電流Iwは第1前進送給速度Ffs1とアーク負荷とによって定まる電流値へと増加する。 When the arc is regenerated at time t3, the welding voltage Vw increases to an arc voltage value of about several tens of volts as shown in FIG. When it is determined that the welding voltage Vw has become equal to or greater than the threshold value and the reoccurrence of the arc is determined, the feed speed setting signal Fr is a predetermined first forward feed speed as shown in FIG. The setting value is switched to Ffr1. In response to this, as shown in FIG. 4D, the feed speed Fs is changed from the reverse feed speed Frs to the first forward feed speed Ffs1 during the feed reversal period from time t3 to time t31. To change. At time t3, since the welding power source is switched to constant voltage control, the welding current Iw increases to a current value determined by the first forward feed speed Ffs1 and the arc load, as shown in FIG. .
そして、時刻t32において、アーク期間が予め定めた基準期間Ttに達すると、溶接電源は定電流制御に切り換えられて、同図(B)に示すように、溶接電流Iwは予め定めた小電流値の低アーク電流値Iaに減少する。同時に、時刻t32において、同図(C)に示すように、送給速度設定信号Frは予め定めた第2前進送給速度設定値Ffr2に切り換えられ、同図(D)に示すように、送給速度Fsは第2前進送給速度Ffs2へと加速する。ここで、Ffr2>Ffr1であるので、Ffs2>Ffs1である。すなわち、前進送給速度は時刻t32において加速されて速くなるように制御される。この前進送給速度の加速によって、溶滴が溶融池と速やかに短絡することになる。この結果、時刻t32から 短時間後の時刻t4において短絡が発生する。前進送給速度の加速が開始されてから短絡が発生するまでの時間は、2〜5ms程度未満である。上記の低アーク電流値Iaは、30〜100A程度に設定される。この低アーク電流値Iaは、実験によって溶接条件(溶接法、溶接電流平均値、溶接ワイヤの材質、直径等)に応じて適正値になるように設定される。 At time t32, when the arc period reaches a predetermined reference period Tt, the welding power source is switched to constant current control, and the welding current Iw has a predetermined small current value as shown in FIG. To a low arc current value Ia. At the same time, at time t32, the feed speed setting signal Fr is switched to the predetermined second forward feed speed setting value Ffr2 as shown in FIG. 10C, and as shown in FIG. The feed speed Fs is accelerated to the second forward feed speed Ffs2. Here, since Ffr2> Ffr1, Ffs2> Ffs1. That is, the forward feed speed is controlled to be accelerated and accelerated at time t32. Due to the acceleration of the forward feeding speed, the droplets are quickly short-circuited with the molten pool. As a result, a short circuit occurs at time t4, a short time after time t32. The time from the start of acceleration of the forward feed speed to the occurrence of a short circuit is less than about 2 to 5 ms. The low arc current value Ia is set to about 30 to 100A. This low arc current value Ia is set to be an appropriate value according to welding conditions (welding method, welding current average value, material of welding wire, diameter, etc.) through experiments.
この前進送給速度加速制御においては、基準期間Tt及び第2前進送給速度Ffs2をどのように設定するかは重要である。以下、これらのパラメータの設定方法について説明する。 In the forward feed speed acceleration control, how to set the reference period Tt and the second forward feed speed Ffs2 is important. Hereinafter, a method for setting these parameters will be described.
(1)基準期間Ttの設定方法
実験によってアーク期間の分布を測定し、基準期間Tt以上となるアーク期間の比率が5〜10%になるように基準期間Ttを設定する。すなわち、ほとんどのアーク期間は基準期間Tt未満となる。これは、ときたま外乱によってアーク期間が長くなることがあり、この長くなったアーク期間を基準期間Ttによって判別しているためである。基準期間Ttは、溶接法、溶接電流平均値、溶接ワイヤの材質、直径等の溶接条件に応じて適正値に設定される。溶接法としては、炭酸ガスアーク溶接法、マグ溶接法、ミグ溶接法等がある。溶接電流平均値は、第1前進送給速度Ffs1によってほぼ定まる。また、基準期間Ttの別の設定方法としては、基準期間Ttを設定せずに、電流の減少及び送給速度の加速を行わないようにして溶接を行ない、そのときのアーク期間の平均値を算出する。そして、基準期間Ttを、この平均値の1.5〜2.0倍に設定するようにしても良い。
(1) Setting method of reference period Tt The distribution of the arc period is measured by experiment, and the reference period Tt is set so that the ratio of the arc period that is equal to or greater than the reference period Tt is 5 to 10%. That is, most arc periods are less than the reference period Tt. This is because the arc period sometimes becomes longer due to the disturbance, and this longer arc period is determined by the reference period Tt. The reference period Tt is set to an appropriate value according to welding conditions such as a welding method, a welding current average value, a welding wire material, and a diameter. Examples of the welding method include a carbon dioxide arc welding method, a mag welding method, and a MIG welding method. The average value of the welding current is substantially determined by the first forward feed speed Ffs1. As another method for setting the reference period Tt, welding is performed without setting the reference period Tt so as not to decrease the current and accelerate the feeding speed, and the average value of the arc period at that time is determined. calculate. Then, the reference period Tt may be set to 1.5 to 2.0 times the average value.
(2)第2前進送給速度Ffs2の設定方法
一定の前進送給速度で溶接ワイヤを送給して溶接を行う一般的なアーク溶接においては、母材の板厚、継手形状、溶接速度等に応じて送給速度は決定される。そして、この送給速度によって溶接電流の平均値が決まることになる。本実施の形態においても、第1前進送給速度Ffs1は、上述した一般的な溶接の場合と同様に、母材の板厚、継手形状、溶接速度等に応じて適正なビードが形成されるように設定される。そして、この第1前進送給速度Ffs1によって溶接電流の平均値がほぼ決まることになる。ほぼ決まるとしているのは、本実施の形態では、短絡期間中は溶接ワイヤが後退送給されるために、短絡回数の影響を受けて溶接電流の平均値が変化するからである。但し、安定した溶接状態においては、単位時間当たりの短絡回数はほぼ一定値と見なすことができるので、この場合には、第1前進送給速度Ffs1によって溶接電流の平均値が決まることになる。第2前進送給速度Ffs2は、この第1前進送給速度Ffs1の1.5〜2.0倍に設定される。上記の溶接条件に応じて第1前進送給速度Ffs1が変化すると、それに伴い、第2前進送給速度Ffs2も変化させれば良い。同図においては、第2前進送給速度Ffs2は、基準期間Ttにおいて第1前進送給速度Ffs1から階段状に変化しており、基準期間Tt経過後は一定値となっている。第2前進送給速度Ffs2を、基準期間Tt経過後の時間経過に伴い階段状、直線状、曲線状等に大きくなるようにしても良い。図2は、第2前進送給速度Ffs2の時間経過に伴う変化パターンを示す図である。同図の横軸は基準期間Tt経過後の時間経過t(ms)を示し、縦軸は第2前進送給速度Ffs2(m/min)を示す。したがって、同図において、t=0のときとは、アーク期間が基準期間Ttに達した時点である。同図において、実践で示すパターンP1は、第2前進送給速度Ffs2が時間経過によらず一定値である場合である。すなわち、パターンP1は、図1の場合である。次に、破線で示すパターンP2は、第2前進送給速度Ffs2が時間経過に伴い右肩上がりの直線状に予め定めたピーク値まで大きくなる場合である。さらに、一点鎖線で示すパターンP3は、第2前進送給速度Ffs2が階段状に大きくなる場合である。この場合は、アーク期間が基準期間Ttになると送給速度が第2前進送給速度Ffs2に加速され、それから所定期間が経過すると、さらに予め定めた速度だけ加速されることになる。パターンP2及びP3のように、第2前進送給速度Ffs2を時間経過に伴って大きくする理由は、短絡が発生したときの前進送給速度をあまり大きくしたくないためである。すなわち、短絡が発生したときの前進送給速度が大きいと、溶接ワイヤ先端が溶融池に押し込まれ過ぎて短絡状態が不安定になるおそれがあるからである。しかし、基準期間Ttにおいて前進送給速度を加速してから短絡が発生するまでの時間が長い場合には、さらに加速して短絡を早期に発生させる方がより重要になるからである。
(2) Method of setting the second forward feed speed Ffs2 In general arc welding in which welding is performed by feeding a welding wire at a constant forward feed speed, the base metal plate thickness, joint shape, welding speed, etc. The feeding speed is determined according to the above. The average value of the welding current is determined by the feeding speed. Also in the present embodiment, as in the case of the general welding described above, an appropriate bead is formed according to the thickness of the base material, the joint shape, the welding speed, etc., in the first forward feed speed Ffs1. Is set as follows. The average value of the welding current is substantially determined by the first forward feed speed Ffs1. In the present embodiment, the welding wire is retracted during the short-circuit period, so that the average value of the welding current changes under the influence of the number of short-circuits. However, in a stable welding state, the number of short circuits per unit time can be regarded as a substantially constant value. In this case, the average value of the welding current is determined by the first forward feed speed Ffs1. The second forward feed speed Ffs2 is set to 1.5 to 2.0 times the first forward feed speed Ffs1. When the first forward feed speed Ffs1 changes according to the welding conditions, the second forward feed speed Ffs2 may be changed accordingly. In the figure, the second forward feed speed Ffs2 changes stepwise from the first forward feed speed Ffs1 in the reference period Tt, and is a constant value after the reference period Tt has elapsed. The second forward feed speed Ffs2 may be increased in a stepped shape, a straight shape, a curved shape, etc. with the passage of time after the elapse of the reference period Tt. FIG. 2 is a diagram showing a change pattern of the second forward feed speed Ffs2 with time. In the figure, the horizontal axis indicates the elapsed time t (ms) after the lapse of the reference period Tt, and the vertical axis indicates the second forward feed speed Ffs2 (m / min). Therefore, in the same figure, when t = 0 is the time when the arc period reaches the reference period Tt. In the figure, a pattern P1 shown in practice is a case where the second forward feed speed Ffs2 is a constant value regardless of the passage of time. That is, the pattern P1 is the case of FIG. Next, a pattern P2 indicated by a broken line is a case where the second forward feed speed Ffs2 increases to a predetermined peak value in a straight line rising upward with time. Further, the pattern P3 indicated by the alternate long and short dash line is a case where the second forward feed speed Ffs2 increases stepwise. In this case, when the arc period becomes the reference period Tt, the feeding speed is accelerated to the second forward feeding speed Ffs2, and when a predetermined period elapses thereafter, the feeding speed is further accelerated by a predetermined speed. The reason why the second forward feed speed Ffs2 is increased with time as in the patterns P2 and P3 is that it is not desired to increase the forward feed speed when a short circuit occurs. That is, if the forward feed speed when a short circuit occurs is high, the tip of the welding wire is pushed too much into the molten pool, and the short circuit state may become unstable. However, when the time from the acceleration of the forward feed speed to the occurrence of the short circuit is long in the reference period Tt, it is more important to further accelerate and generate the short circuit early.
図3は、上述した本発明の実施の形態1に係るアーク溶接制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。以下、同図を参照して各回路について説明する。 FIG. 3 is a block diagram of a welding power source for carrying out the arc welding control method according to the first embodiment of the present invention described above. Hereinafter, each circuit will be described with reference to FIG.
電源主回路PMは、3相200V等の商用交流電源(図示は省略)を入力として、後述する駆動信号Dvに従ってインバータ制御によって出力制御を行い、溶接に適した溶接電圧Vw及び溶接電流Iwを出力する。この電源主回路PMは、図示は省略するが、商用交流電源を整流する1次整流回路、整流された直流を平滑するコンデンサ、平滑された直流を上記の駆動信号Dvに従って高周波交流に変換するインバータ回路、高周波交流をアーク溶接に適した電圧値に降圧する高周波変圧器、降圧された高周波交流を整流する2次整流回路、整流された直流を平滑するリアクトルから構成される。溶接ワイヤ1は、送給モータWMに直結した送給ロール5の回転によって溶接トーチ4内を通って送給され、母材2との間にアーク3が発生する。
The power supply main circuit PM receives a commercial AC power supply (not shown) such as a three-phase 200V as input, performs output control by inverter control according to a drive signal Dv described later, and outputs a welding voltage Vw and welding current Iw suitable for welding To do. Although not shown, this power main circuit PM has a primary rectifier circuit that rectifies commercial AC power, a capacitor that smoothes the rectified direct current, and an inverter that converts the smoothed direct current into high frequency alternating current according to the drive signal Dv. The circuit includes a high-frequency transformer that steps down the high-frequency alternating current to a voltage value suitable for arc welding, a secondary rectifier circuit that rectifies the stepped-down high-frequency alternating current, and a reactor that smoothes the rectified direct current. The
電流検出回路IDは、上記の溶接電流Iwを検出して、電流検出信号Idを出力する。電圧検出回路VDは、上記の溶接電圧Vwを検出して、電圧検出信号Vdを出力する。短絡判別回路SDは、この電圧検出信号Vdを入力として、その値によって短絡期間とアーク期間とを判別し、短絡期間中はHighレベルとなり、アーク期間中はLowレベルになる短絡判別信号Sdを出力する。第2アーク期間判別回路ADは、この短絡判別信号Sdを入力として、短絡判別信号SdがLowレベル(アーク期間)に変化した時点から予め定めた基準期間Ttが経過した時点でHighレベルになり、短絡判別信号SdがHighレベル(短絡期間)に変化した時点でLowレベルになる第2アーク期間信号Adを出力する。すなわち、第2アーク期間信号Adは、第2アーク期間中Highレベルになる信号である。 The current detection circuit ID detects the welding current Iw and outputs a current detection signal Id. The voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw and outputs a voltage detection signal Vd. The short circuit determination circuit SD receives the voltage detection signal Vd as an input, determines a short circuit period and an arc period based on the value, and outputs a short circuit determination signal Sd which is at a high level during the short circuit period and is at a low level during the arc period. To do. The second arc period discriminating circuit AD receives this short circuit discrimination signal Sd and becomes High level when a predetermined reference period Tt elapses from when the short circuit discrimination signal Sd changes to Low level (arc period). A second arc period signal Ad that becomes Low level when the short circuit determination signal Sd changes to High level (short circuit period) is output. That is, the second arc period signal Ad is a signal that becomes High level during the second arc period.
第1前進送給速度設定回路FFR1は、予め定めた第1前進送給速度設定信号Ffr1を出力する。第2前進送給速度設定回路FFR2は、上記の第2アーク期間信号Adを入力として、第2アーク期間信号AdがHighレベルになった時点からの経過時間を測定し、図2で例示したように予め定めた変化パターンから経過時間に対応した第2前進送給速度設定信号Ffr2を出力する。後退送給速度設定回路FRRは、予め定めた後退送給速度設定信号Frrを出力する。前進送給速度切換回路SFFは、上記の第2アーク期間信号Ad、上記の第1前進送給速度設定信号Ffr1及び上記の第2前進送給速度設定信号Ffr2を入力として、第2アーク期間信号AdがLowレベルのときはb側に切り換わり第1前進送給速度設定信号Ffr1を前進送給速度設定信号Ffrとして出力し、Highレベルのときはa側に切り換わり第2前進送給速度設定信号Ffr2を前進送給速度設定信号Ffrとして出力する。送給速度設定切換回路SFは、上記の短絡判別信号Sd、上記の前進送給速度設定信号Ffr及び上記の後退送給速度設定信号Frrを入力として、短絡判別信号SdがLowレベル(アーク期間)のときはb側に切り換わり前進送給速度設定信号Ffrを送給速度設定信号Frとして出力し、Highレベル(短絡期間)のときはa側に切り換わり後退送給速度設定信号Frrを送給速度設定信号Frとして出力する。送給制御回路FCは、この送給速度設定信号Frに従って溶接ワイヤを送給するための送給制御信号Fcを送給モータWMへ出力する。したがって、上述した図1に示すように、時刻t3〜t32の第1アーク期間中は、送給速度設定信号Frの値は第1前進送給速度設定信号Ffr1の値となり、送給速度Fsは第1前進送給速度Ffs1となる。時刻t32〜t4の第2アーク期間中は、送給速度設定信号Frの値は第2前進送給速度設定信号Ffr2の値となり、送給速度Fsは第2前進送給速度Ffs2となる。そして、時刻t4〜t5の短絡期間中は、送給速度設定信号Frの値は後退送給速度設定信号Frrの値となり、送給速度Fsは後退送給速度Frsとなる。 The first forward feed speed setting circuit FFR1 outputs a predetermined first forward feed speed setting signal Ffr1. The second forward feed speed setting circuit FFR2 receives the second arc period signal Ad as described above, and measures the elapsed time from the time when the second arc period signal Ad becomes High level, as illustrated in FIG. The second forward feed speed setting signal Ffr2 corresponding to the elapsed time is output from a predetermined change pattern. The reverse feed speed setting circuit FRR outputs a predetermined reverse feed speed setting signal Frr. The forward feed speed switching circuit SFF receives the second arc period signal Ad, the first forward feed speed setting signal Ffr1, and the second forward feed speed setting signal Ffr2 as inputs. When Ad is Low level, it switches to the b side and outputs the first forward feed speed setting signal Ffr1 as the forward feed speed setting signal Ffr, and when it is High level, it switches to the a side and sets the second forward feed speed setting signal Ffr1. The signal Ffr2 is output as the forward feed speed setting signal Ffr. The feed speed setting switching circuit SF receives the short circuit determination signal Sd, the forward feed speed setting signal Ffr, and the reverse feed speed setting signal Frr as inputs, and the short circuit determination signal Sd is at a low level (arc period). When it is, it switches to b side and forward feed speed setting signal Ffr is output as feed speed setting signal Fr. When it is High level (short circuit period), it switches to a side and feeds backward feed speed setting signal Frr. Output as a speed setting signal Fr. The feed control circuit FC outputs a feed control signal Fc for feeding the welding wire to the feed motor WM in accordance with the feed speed setting signal Fr. Therefore, as shown in FIG. 1 described above, during the first arc period from time t3 to t32, the value of the feed speed setting signal Fr becomes the value of the first forward feed speed setting signal Ffr1, and the feed speed Fs is The first forward feed speed Ffs1 is obtained. During the second arc period from time t32 to t4, the value of the feed speed setting signal Fr becomes the value of the second forward feed speed setting signal Ffr2, and the feed speed Fs becomes the second forward feed speed Ffs2. During the short-circuit period from time t4 to t5, the value of the feeding speed setting signal Fr becomes the value of the backward feeding speed setting signal Frr, and the feeding speed Fs becomes the backward feeding speed Frs.
短絡電流設定回路ISRは、上記の短絡判別信号Sdを入力として、短絡判別信号SdがHighレベル(短絡期間)になった時点から予め定めた短絡初期期間Tsi中は小電流値となり、続く予め定めた短絡電流増加期間Tsu中は曲線状に増加し、短絡電流増加期間Tsu経過後は減少するパターンの短絡電流設定信号Isrを出力する。低アーク電流設定回路IARは、予め定めた低アーク電流設定信号Iarを出力する。アーク電圧設定回路VARは、アーク期間中のアーク電圧を設定するための予め定めたアーク電圧設定信号Varを出力する。電流設定切換回路SIは、上記の短絡判別信号Sdを入力として、短絡判別信号SdがLowレベル(アーク期間)のときはb側に切り換わり低アーク電流設定信号Iarを電流設定信号Irとして出力し、Highレベル(短絡期間)のときはa側に切り換わり短絡電流設定信号Isrを電流設定信号Irとして出力する。電流誤差増幅回路EIは、この電流設定信号Irと上記の電流検出信号Idとの誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Eiを出力する。電圧誤差増幅回路EVは、上記のアーク電圧設定信号Varと上記の電圧検出信号Vdとの誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Evを出力する。論理和回路ORは、上記の短絡判別信号Sdと上記の第2アーク期間信号Adとの論理和演算を行い、論理和信号Orを出力する。この論理和信号Orは、短絡期間及び第2アーク期間中はHighレベルになり、第1アーク期間中はLowレベルになる信号である。外部特性切換回路SPは、この論理和信号Or、上記の電流誤差増幅信号Ei及び上記の電圧誤差増幅信号Evを入力として、論理和信号OrがLowレベル(第1アーク期間)のときはb側に切り換わり電圧誤差増幅信号Evを誤差増幅信号Eaとして出力し、Highレベル(短絡期間及び第2アーク期間)のときはa側に切り換わり、上記の電流誤差増幅信号Eiを誤差増幅信号Eaとして出力する。したがって、第1アーク期間中は定電圧制御となり、短絡期間及び第2アーク期間中は定電流制御となる。駆動回路DVは、上記の誤差増幅信号Eaに従ってパルス幅変調制御を行い、インバータ回路を駆動する駆動信号Dvを出力する。 The short-circuit current setting circuit ISR takes the short-circuit determination signal Sd as an input and becomes a small current value during a predetermined short-circuit initial period Tsi from the time when the short-circuit determination signal Sd becomes High level (short-circuit period), and continues to be determined in advance The short-circuit current setting signal Isr is output in a curved line during the short-circuit current increase period Tsu and decreases after the short-circuit current increase period Tsu has elapsed. The low arc current setting circuit IAR outputs a predetermined low arc current setting signal Iar. The arc voltage setting circuit VAR outputs a predetermined arc voltage setting signal Var for setting the arc voltage during the arc period. The current setting switching circuit SI receives the short-circuit determination signal Sd as described above, and switches to the b side when the short-circuit determination signal Sd is at the low level (arc period), and outputs the low arc current setting signal Iar as the current setting signal Ir. When in the High level (short circuit period), the switch is made to the a side and the short circuit current setting signal Isr is output as the current setting signal Ir. The current error amplification circuit EI amplifies an error between the current setting signal Ir and the current detection signal Id, and outputs a current error amplification signal Ei. The voltage error amplification circuit EV amplifies an error between the arc voltage setting signal Var and the voltage detection signal Vd, and outputs a voltage error amplification signal Ev. The OR circuit OR performs an OR operation on the short circuit determination signal Sd and the second arc period signal Ad, and outputs a OR signal Or. The OR signal Or is a signal that is at a high level during the short circuit period and the second arc period, and is at a low level during the first arc period. The external characteristic switching circuit SP receives the logical sum signal Or, the current error amplification signal Ei, and the voltage error amplification signal Ev. When the logical sum signal Or is at the low level (first arc period), the b side The voltage error amplified signal Ev is output as the error amplified signal Ea, and when it is at the High level (short circuit period and second arc period), the voltage error amplified signal Ev is switched to the a side, and the current error amplified signal Ei is used as the error amplified signal Ea Output. Therefore, constant voltage control is performed during the first arc period, and constant current control is performed during the short circuit period and the second arc period. The drive circuit DV performs pulse width modulation control according to the error amplification signal Ea, and outputs a drive signal Dv for driving the inverter circuit.
本実施の形態においては、第2アーク期間になると溶接電流を小電流値に減少させる場合を説明したが、この電流の減少を行わないようにしても良い。これは、第2アーク期間に入ると前進送給速度を加速する制御によって短絡を迅速に導くことができるので、溶接電流平均値が200A程度以下の場合には電流の減少を行う必要がないためである。本実施の形態においては、短絡期間中は溶接ワイヤを後退送給する場合を説明したが、一般的なアーク溶接のように、短絡期間中も第1前進送給速度で前進送給するようにしても良い。この場合には、短絡電流Isは、予め定めた短絡初期期間Tsi中は予め定めた小電流値に減少させて維持し、それ以降は曲線状に増加させて予め定めたピーク値にアークが再発生するまで維持する。すなわち、短絡電流減少期間Tsdを設けないようにしている。本実施の形態においては、第2アーク期間中の低アーク電流値を定電流制御によって通電する場合を説明したが、アーク電圧設定値Varを第2アーク期間中は小さくなるように減少させて定電圧制御によって通電するようにしても良い。この場合には、アーク期間中は全ての期間中定電圧制御されることになる。本発明は、短絡移行溶接、短絡を伴うグロビュール移行溶接、短絡を伴うスプレー移行溶接等に適用することができる。また、本発明は、炭酸ガスアーク溶接、マグ溶接、ミグ溶接、パルスアーク溶接、交流パルスアーク溶接等にも適用することができる。 In the present embodiment, the case where the welding current is reduced to a small current value during the second arc period has been described. However, the current may not be reduced. This is because, when the second arc period is entered, a short circuit can be quickly led by the control for accelerating the forward feed speed, so there is no need to reduce the current when the welding current average value is about 200 A or less. It is. In the present embodiment, the case where the welding wire is fed backward during the short-circuit period has been described. However, as in general arc welding, the forward feed is performed at the first forward feed speed even during the short-circuit period. May be. In this case, the short-circuit current Is is maintained by decreasing to a predetermined small current value during the predetermined initial short-circuit period Tsi, and thereafter increasing in a curved line to restore the arc to a predetermined peak value. Maintain until it occurs. That is, the short-circuit current reduction period Tsd is not provided. In the present embodiment, the case where the low arc current value during the second arc period is energized by the constant current control has been described. However, the arc voltage set value Var is decreased so as to decrease during the second arc period. You may make it energize by voltage control. In this case, constant voltage control is performed during the entire arc period. The present invention can be applied to short circuit transfer welding, globule transfer welding with short circuit, spray transfer welding with short circuit, and the like. The present invention can also be applied to carbon dioxide arc welding, mag welding, MIG welding, pulse arc welding, AC pulse arc welding, and the like.
上述した実施の形態1によれば、アーク期間が予め定めた基準期間未満である第1アーク期間中は溶接ワイヤを予め定めた第1前進送給速度で前進送給し、アーク期間が前記基準期間以上である第2アーク期間中は溶接ワイヤを予め定めた第2前進送給速度で前進送給し、第2前進送給速度を第1前進送給速度よりも大きな値に設定する。これにより、アーク期間が基準期間よりも長くなると、前進送給の速度が加速されて早期に短絡状態へと導くことができる。この結果、溶滴の過熱及び巨大化を従来技術よりもより確実に防止することができるので、溶接品質がさらに向上する。 According to the first embodiment described above, during the first arc period in which the arc period is less than the predetermined reference period, the welding wire is fed forward at a predetermined first forward feed speed, and the arc period is the reference period. During the second arc period which is equal to or longer than the period, the welding wire is fed forward at a predetermined second forward feed speed, and the second forward feed speed is set to a value larger than the first forward feed speed. As a result, when the arc period becomes longer than the reference period, the forward feed speed is accelerated, and it is possible to lead to a short circuit state at an early stage. As a result, since overheating and enlarging of the droplets can be prevented more reliably than in the prior art, the welding quality is further improved.
1 溶接ワイヤ
2 母材
3 アーク
4 溶接トーチ
5 送給ロール
AD 第2アーク期間判別回路
Ad 第2アーク期間信号
DV 駆動回路
Dv 駆動信号
Ea 誤差増幅信号
EI 電流誤差増幅回路
Ei 電流誤差増幅信号
EV 電圧誤差増幅回路
Ev 電圧誤差増幅信号
FC 送給制御回路
Fc 送給制御信号
Ffr 前進送給速度設定信号
FFR1 第1前進送給速度設定回路
Ffr1 第1前進送給速度設定(値/信号)
FFR2 第2前進送給速度設定回路
Ffr2 第2前進送給速度設定(値/信号)
Ffs1 第1前進送給速度
Ffs2 第2前進送給速度
Fr 送給速度設定信号
FRR 後退送給速度設定回路
Frr 後退送給速度設定(値/信号)
Frs 後退送給速度
Fs 送給速度
Ia 低アーク電流値
IAR 低アーク電流設定回路
Iar 低アーク電流設定信号
ID 電流検出回路
Id 電流検出信号
Ir 電流設定信号
Is 短絡電流
ISR 短絡電流設定回路
Isr 短絡電流設定信号
Iw 溶接電流
OR 論理和回路
Or 論理和信号
PM 電源主回路
SD 短絡判別回路
Sd 短絡判別信号
SF 送給速度設定切換回路
SFF 前進送給速度切換回路
SI 電流設定切換回路
SP 外部特性切換回路
Ta アーク期間
Ta1 第1アーク期間
Ta2 第2アーク期間
Ts 短絡期間
Tsd 短絡電流減少期間
Tsi 短絡初期期間
Tsu 短絡電流増加期間
Tt 基準期間
VAR アーク電圧設定回路
Var アーク電圧設定(値/信号)
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
Vw 溶接電圧
WM 送給モータ
DESCRIPTION OF
FFR2 Second forward feed speed setting circuit Ffr2 Second forward feed speed setting (value / signal)
Ffs1 First forward feed speed Ffs2 Second forward feed speed Fr Feed speed setting signal FRR Reverse feed speed setting circuit Frr Reverse feed speed setting (value / signal)
Frs Reverse feed speed Fs Feed speed Ia Low arc current value IAR Low arc current setting circuit Iar Low arc current setting signal ID Current detection circuit Id Current detection signal Ir Current setting signal Is Short circuit current ISR Short circuit current setting circuit Isr Short circuit current setting Signal Iw Welding current OR OR circuit OR OR signal PM Power supply main circuit SD Short circuit determination circuit Sd Short circuit determination signal SF Feeding speed setting switching circuit SFF Forward feeding speed switching circuit SI Current setting switching circuit SP External characteristic switching circuit Ta Arc Period Ta1 First arc period Ta2 Second arc period Ts Short circuit period Tsd Short circuit current decrease period Tsi Short circuit initial period Tsu Short circuit current increase period Tt Reference period VAR Arc voltage setting circuit Var Arc voltage setting (value / signal)
VD Voltage detection circuit Vd Voltage detection signal Vw Welding voltage WM Feeding motor
Claims (4)
前記アーク期間が予め定めた基準期間未満である第1アーク期間中は溶接ワイヤを予め定めた第1前進送給速度で前進送給し、
前記アーク期間が前記基準期間以上である第2アーク期間中は溶接ワイヤを予め定めた第2前進送給速度で前進送給し、
前記第2前進送給速度を前記第1前進送給速度よりも大きな値に設定する、
ことを特徴とするアーク溶接制御方法。 In the arc welding control method of feeding a welding wire and repeatedly welding an arc period and a short-circuit period,
During the first arc period in which the arc period is less than a predetermined reference period, the welding wire is fed forward at a predetermined first forward feed speed;
During the second arc period in which the arc period is equal to or greater than the reference period, the welding wire is fed forward at a predetermined second forward feed speed,
Setting the second forward feed speed to a value greater than the first forward feed speed;
An arc welding control method characterized by the above.
ことを特徴とする請求項1記載のアーク溶接制御方法。 The second forward feed speed changes so as to increase with time.
The arc welding control method according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1〜2のいずれか1項に記載するアーク溶接制御方法。 Reducing the welding current value during the second arc period to a value smaller than the welding current value during the first arc period;
The arc welding control method according to any one of claims 1 to 2, wherein the arc welding control method is performed.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載するアーク溶接制御方法。 During the short circuit period, the welding wire is fed backward.
The arc welding control method according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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|---|---|
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Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140011276A (en) | 2012-07-18 | 2014-01-28 | 가부시키가이샤 다이헨 | Power control method of welding source |
| WO2014073184A1 (en) * | 2012-11-07 | 2014-05-15 | パナソニック株式会社 | Arc welder and method for controlling arc welding |
| US20140360995A1 (en) * | 2013-06-07 | 2014-12-11 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Arc welding apparatus, arc welding system, and arc welding method |
| CN104289792A (en) * | 2013-07-17 | 2015-01-21 | 株式会社大亨 | Arc welding power supply and methods for controlling arc welding power supply |
| JP2015016482A (en) * | 2013-07-10 | 2015-01-29 | パナソニック株式会社 | Arc welding control method and arc welding device |
| WO2015125643A1 (en) * | 2014-02-18 | 2015-08-27 | 株式会社ダイヘン | Arc-welding power supply |
| JP2015229175A (en) * | 2014-06-05 | 2015-12-21 | 株式会社安川電機 | Arc-welding system, arc-welding method, and welded article manufacturing method |
| JP2016073996A (en) * | 2014-10-06 | 2016-05-12 | 株式会社ダイヘン | Arc welding control method |
| CN105592967A (en) * | 2014-02-14 | 2016-05-18 | 松下知识产权经营株式会社 | Arc welding method |
| WO2016125540A1 (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-11 | 株式会社ダイヘン | Arc welding control method |
| JPWO2015141664A1 (en) * | 2014-03-17 | 2017-04-13 | 株式会社ダイヘン | Arc welding control method |
| JP2017192896A (en) * | 2016-04-20 | 2017-10-26 | 花王株式会社 | Stirrer |
| WO2018025572A1 (en) * | 2016-08-02 | 2018-02-08 | 株式会社ダイヘン | Arc welding control method |
| CN111558760A (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-21 | 株式会社达谊恒 | Arc welding method |
| US10919100B2 (en) * | 2016-03-29 | 2021-02-16 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Arc welding control method |
-
2010
- 2010-06-22 JP JP2010141665A patent/JP2012006020A/en active Pending
Cited By (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140011276A (en) | 2012-07-18 | 2014-01-28 | 가부시키가이샤 다이헨 | Power control method of welding source |
| WO2014073184A1 (en) * | 2012-11-07 | 2014-05-15 | パナソニック株式会社 | Arc welder and method for controlling arc welding |
| US10625358B2 (en) | 2012-11-07 | 2020-04-21 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Arc welder and method for controlling arc welding |
| US20140360995A1 (en) * | 2013-06-07 | 2014-12-11 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Arc welding apparatus, arc welding system, and arc welding method |
| JP2014237153A (en) * | 2013-06-07 | 2014-12-18 | 株式会社安川電機 | Arc-welding apparatus, arc-welding system, and arc-welding method |
| US10493551B2 (en) | 2013-06-07 | 2019-12-03 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Arc welding apparatus, arc welding system, and arc welding method |
| JP2015016482A (en) * | 2013-07-10 | 2015-01-29 | パナソニック株式会社 | Arc welding control method and arc welding device |
| CN104289792A (en) * | 2013-07-17 | 2015-01-21 | 株式会社大亨 | Arc welding power supply and methods for controlling arc welding power supply |
| EP2848350A3 (en) * | 2013-07-17 | 2015-10-07 | Daihen Corporation | Arc welding power supply and method for controlling arc welding power supply |
| KR102118220B1 (en) | 2013-07-17 | 2020-06-02 | 가부시키가이샤 다이헨 | Power supply apparatus for arc welding and control method of power supply apparatus for arc welding |
| KR20150009921A (en) * | 2013-07-17 | 2015-01-27 | 가부시키가이샤 다이헨 | Power supply apparatus for arc welding and control method of power supply apparatus for arc welding |
| CN104289792B (en) * | 2013-07-17 | 2017-07-14 | 株式会社大亨 | The control method of electric arc power source device for welding and electric arc power source device for welding |
| US10376981B2 (en) | 2013-07-17 | 2019-08-13 | Daihen Corporation | Arc welding power supply and methods for controlling arc welding power supply |
| CN105592967A (en) * | 2014-02-14 | 2016-05-18 | 松下知识产权经营株式会社 | Arc welding method |
| EP3020498A4 (en) * | 2014-02-14 | 2016-12-28 | Panasonic Ip Man Co Ltd | ARC WELDING PROCESS |
| WO2015125643A1 (en) * | 2014-02-18 | 2015-08-27 | 株式会社ダイヘン | Arc-welding power supply |
| JPWO2015125643A1 (en) * | 2014-02-18 | 2017-03-30 | 株式会社ダイヘン | Arc welding power supply |
| US10406622B2 (en) | 2014-02-18 | 2019-09-10 | Daihen Corporation | Arc-welding power supply |
| JPWO2015141664A1 (en) * | 2014-03-17 | 2017-04-13 | 株式会社ダイヘン | Arc welding control method |
| JP2015229175A (en) * | 2014-06-05 | 2015-12-21 | 株式会社安川電機 | Arc-welding system, arc-welding method, and welded article manufacturing method |
| JP2016073996A (en) * | 2014-10-06 | 2016-05-12 | 株式会社ダイヘン | Arc welding control method |
| CN107107241A (en) * | 2015-02-02 | 2017-08-29 | 株式会社达谊恒 | Arc welding control method |
| WO2016125540A1 (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-11 | 株式会社ダイヘン | Arc welding control method |
| US10919100B2 (en) * | 2016-03-29 | 2021-02-16 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Arc welding control method |
| JP2017192896A (en) * | 2016-04-20 | 2017-10-26 | 花王株式会社 | Stirrer |
| CN109070254A (en) * | 2016-08-02 | 2018-12-21 | 株式会社达谊恒 | arc welding control method |
| EP3495084A4 (en) * | 2016-08-02 | 2020-04-01 | Daihen Corporation | ARC WELDING CONTROL METHOD |
| WO2018025572A1 (en) * | 2016-08-02 | 2018-02-08 | 株式会社ダイヘン | Arc welding control method |
| JPWO2018025572A1 (en) * | 2016-08-02 | 2019-05-30 | 株式会社ダイヘン | Arc welding control method |
| CN109070254B (en) * | 2016-08-02 | 2020-11-13 | 株式会社达谊恒 | Arc welding control method |
| KR102213614B1 (en) | 2016-08-02 | 2021-02-05 | 가부시키가이샤 다이헨 | Arc welding control method |
| KR20190034145A (en) | 2016-08-02 | 2019-04-01 | 가부시키가이샤 다이헨 | Arc welding control method |
| US11446753B2 (en) | 2016-08-02 | 2022-09-20 | Daihen Corporation | Arc welding control method |
| CN111558760A (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-21 | 株式会社达谊恒 | Arc welding method |
| JP2020131199A (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-31 | 株式会社ダイヘン | Arc-welding method |
| JP7188858B2 (en) | 2019-02-13 | 2022-12-13 | 株式会社ダイヘン | arc welding method |
| CN111558760B (en) * | 2019-02-13 | 2023-11-28 | 株式会社达谊恒 | arc welding method |
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