JP2014046316A - Arc welding method, and arc welding apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】 アーク溶接において溶接欠陥が生じると、溶接部の溶融状態が不安定になるため、再度良好な通常溶接状態に復帰することが困難である。特に穴あきは溶融状態が大きく不安定になるため、再度良好な通常溶接状態への復帰がより困難であり、穴が長大化する傾向がある。
【解決手段】 アーク溶接時の電圧を常にモニタリングし、通常溶接時のデータより設定された規定値から一定以上の乖離が発生した瞬間を検出することで穴あきを検出する。次に、穴あきを検知すると、溶接電流を低下させる指令を溶接電源に送る、あるいは、電極を高さ方向に動かす駆動装置によって電極をワークより離すことで、入熱、アーク圧力を低減させ、溶接状態を安定化させ、穴あきの長大化を抑制し、穴あき発生後速やかに通常の良好な溶接状態に復帰できる。
【選択図】 図3PROBLEM TO BE SOLVED: To return to a good normal welding state again because a weld defect becomes unstable in arc welding because a molten state of a welded portion becomes unstable. In particular, in the case of perforation, since the molten state is greatly unstable, it is more difficult to return to a normal welding state again, and the hole tends to be long.
SOLUTION: The voltage at the time of arc welding is constantly monitored, and the perforation is detected by detecting the moment when a certain deviation or more has occurred from the specified value set from the data at the time of normal welding. Next, when a hole is detected, a command to lower the welding current is sent to the welding power source, or the electrode is moved away from the workpiece by a drive device that moves the electrode in the height direction, thereby reducing heat input and arc pressure. It stabilizes the welding state, suppresses the lengthening of the hole, and can return to the normal good welding state immediately after the hole is generated.
[Selection] Figure 3
Description
本発明はアーク溶接をする際に、ワークの穴あきを抑制するアーク溶接方法およびアーク溶接装置に関するものである。 The present invention relates to an arc welding method and an arc welding apparatus that suppress punching of a workpiece when performing arc welding.
従来使用されている自動溶接装置は溶接ヘッド、溶接電極、溶接電源、制御装置、必要に応じてワイヤ送給装置で構成され、初期に指定した条件の範囲で溶接が行われる。一部の溶接電源では溶接中の溶接電流や溶接電圧をフィードバックしながら、適切な条件調整機能を持つ。ただし、これはあくまでも通常溶接時の外乱、つまり、わずかな材料の変形や、微小な汚れの存在、ワイヤ送給の乱れなどを調整する機能であり、穴あき等の溶接欠陥に対しての調整機構ではない。 A conventional automatic welding apparatus includes a welding head, a welding electrode, a welding power source, a control device, and, if necessary, a wire feeding device, and performs welding within a range of conditions specified at an initial stage. Some welding power sources have an appropriate condition adjustment function while feeding back the welding current and welding voltage during welding. However, this is only a function to adjust the disturbance during normal welding, that is, slight deformation of material, presence of minute dirt, disturbance of wire feeding, etc., and adjustment for welding defects such as drilling. It is not a mechanism.
ここで、アーク溶接の分野では、溶接電圧は電極−ワーク間距離に比例することが知られており、この現象を利用し、様々な機能を付加した発明がなされている。例えば、溶接電圧を検知し、一定の電圧になるように、溶接ヘッドの高さを調整する方法はAVC(Auto Voltage Control)制御として知られており、ワークの歪みや変形に追従して、電極−ワーク間距離を一定に保つ手段である。 Here, in the field of arc welding, it is known that the welding voltage is proportional to the distance between the electrode and the workpiece, and an invention in which various functions are added using this phenomenon has been made. For example, the method of detecting the welding voltage and adjusting the height of the welding head so that it becomes a constant voltage is known as AVC (Auto Voltage Control) control. -Means to keep the distance between workpieces constant.
例えば、特許文献1では、溶接中の電圧を一定のサンプリング周波数で検知し、平均化して求めた溶接電圧と、基準として定めた電圧値との間に一定の乖離が生じた場合は、電極−ワーク間距離が一定以上変化していることを示すため、何らかの溶接欠陥が発生したと判断して溶接欠陥箇所をマーキング装置により印をつける溶接欠陥自動検出機能付自動溶接装置についての発明が成されている。 For example, in Patent Document 1, if a certain divergence occurs between a welding voltage obtained by detecting and averaging a voltage during welding at a certain sampling frequency and a voltage value determined as a reference, the electrode − In order to show that the distance between workpieces has changed more than a certain value, an invention has been made for an automatic welding device with automatic weld defect detection function that judges that some sort of welding defect has occurred and marks the weld defect location with a marking device. ing.
また、特許文献2では放射線によって溶接中の欠陥を検出し、検出された欠陥の大きさ、位置に応じて溶接条件を変更する条件修正機能を有している。
Further,
溶接電圧の異常により、欠陥発生をリアルタイムに自動判断できたとしても、溶接欠陥が生じると、溶接部の溶融状態が不安定になるため、再度良好な通常溶接状態に復帰することは困難である。特に、継手の欠陥等により、溶融物が溶け分かれる、あるいは溶け落ちることによって生じる穴あき現象は溶融状態が大きく不安定になるため、再度良好な溶接状態への復帰がより困難であり、穴が長大化する傾向がある。 Even if the occurrence of a defect can be automatically judged in real time due to an abnormality in the welding voltage, if a welding defect occurs, the molten state of the weld becomes unstable, and it is difficult to return to a good normal welding state again. . In particular, the hole-drilling phenomenon that occurs when the melt melts or melts due to a joint defect, etc., makes the molten state unstable and unstable, making it more difficult to return to a good welded state again. There is a tendency to become longer.
また、薄板の溶接においては穴あきの補修溶接に熟練した溶接技術が必要であり、穴が長大化するほど、補修溶接の難易度が増し、補修にかかる時間が飛躍的に増加する。補修溶接部分が大きくなると熱変形による歪が大きくなり、圧力容器のような溶接部に応力が発生する構造物において、異常な応力集中や変形モードとなり、補修溶接部が設計強度を大きく下回り、構造物としての品質を確保できないことがある。 In addition, welding of thin plates requires a welding technique that is skilled in repair welding with a hole, and the longer the hole is, the more difficult the repair welding is, and the time required for repair is drastically increased. When repair welds become large, distortion due to thermal deformation increases, resulting in abnormal stress concentration and deformation modes in structures where stress is generated in welds such as pressure vessels, and repair welds greatly fall below the design strength. Quality as a product may not be ensured.
さらに、溶接の状態によっては、一度穴あきが生じれば再度通常溶接に復帰することなく、穴があきつづけ、補修不可能となる場合もある。 Furthermore, depending on the state of welding, once a hole is made, the hole may continue to be repaired without returning to normal welding again, making repair impossible.
また、特許文献2では放射線発生装置を用いているため、放射線遮蔽設備が必要になり、装置も大型で高額であることから、実用性が低いことから、汎用性の高い、簡単な構成が求められる。
Moreover, since the radiation generating apparatus is used in
本願発明のアーク溶接方法は、溶接ヘッドにTIG電極を備え溶接電圧を測定しながらワークをアーク溶接するアーク溶接方法であって、溶接電圧が所定の電圧値を超えた場合には溶接電流を通常の電流値よりも低下させてアーク溶接を行い、溶接電圧が所定の電圧値以下に戻った場合には溶接電流を通常の電流値に戻してアーク溶接を行うことを特徴とするアーク溶接方法である。 The arc welding method of the present invention is an arc welding method in which a welding head is equipped with a TIG electrode and a workpiece is arc-welded while measuring the welding voltage. When the welding voltage exceeds a predetermined voltage value, the welding current is usually set. The arc welding method is characterized in that arc welding is performed with a current value lower than the current value, and when the welding voltage returns to a predetermined voltage value or less, the welding current is returned to the normal current value and arc welding is performed. is there.
また、本願発明のアーク溶接装置は、溶接ヘッドに設けられたTIG電極とワークとに電気的に接続される溶接電源と、溶接電源の溶接電圧を測定する電圧測定部と、溶接電圧が所定の電圧値を超えた場合には溶接電流を通常の電流値よりも低下させ、溶接電圧が所定の電圧値以下に戻った場合には溶接電流を通常の電流値に戻す制御部とを備えたことを特徴とするアーク溶接装置である。 The arc welding apparatus of the present invention includes a welding power source electrically connected to a TIG electrode provided on a welding head and a workpiece, a voltage measuring unit for measuring a welding voltage of the welding power source, and a welding voltage of a predetermined value. A control unit that reduces the welding current below the normal current value when the voltage value is exceeded, and returns the welding current to the normal current value when the welding voltage returns below the predetermined voltage value. An arc welding apparatus characterized by
溶接電圧の変動で穴あきを検知し、穴あきの長大化を抑制し、速やかに良好な通常溶接状態に復帰することができる。 It is possible to detect perforation by fluctuations in the welding voltage, suppress the perforation from increasing, and quickly return to a normal welding state.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1における溶接装置の概略図である。本発明の最良の形態は以下の構成によって、薄板溶接をTIG(Tungsten Inert Gas)溶接電源にて貫通溶接をすることである。溶接装置全体の構成は、溶接電源1、溶接ヘッド2、TIG電極3、溶接電圧検知線4、制御機構5、制御指令線6からなっている。7はワークであり、溶接の対象物である。溶接電圧検知線4は溶接電源1に繋がれ、溶接時の電圧をリアルタイムに取得し、制御機構5へ伝える。制御機構5は得られた電圧を判断し、溶接電源1に電流変更指令を送る。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic diagram of a welding apparatus according to the first embodiment. The best mode of the present invention is to perform thin plate welding by through welding with a TIG (Tungsten Inert Gas) welding power source with the following configuration. The entire welding apparatus includes a welding power source 1, a
図2は、穴あき発生時の電極周辺を示す模式図である。アーク溶接は、通常はアークの直進性により、電極3の先端からの延長部のワーク7上にアーク放電が集中し、最も高温になる。このため、通常溶接時は図2に示す通常溶接時の電極−ワーク間距離9となる。一般に金属は高温になるほど、粘性が低下し、流動性が増すため、溶接においては高温になるほど、溶融状態が不安定となる。また、アーク圧力は溶融池を動的に動かすだけの力があり、これも溶融状態が不安定になる一因である。アーク放電が集中する電極3の先端からの延長部は最も高温になる部分であり、かつ、最もアーク圧力が大きくなる箇所であり、通常穴あきはこのアーク放電が集中する電極3の直下付近で発生する。このため、溶接時に発生する穴あき8は電極3の直下付近に発生し、電極3の先端からの延長部にワーク7がなくなるため、アーク放電が穴の周辺へと変化し、穴あき8発生時の電極−ワーク間距離9から電極−ワーク間距離10へと変化することになる。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the periphery of the electrode when a hole is generated. In arc welding, arc discharge concentrates on the
これにより、アーク放電長さが大きくなるので、電極−ワーク間距離9,10に比例する溶接電圧が増大することになる。溶接電圧を常に検知することで、所定の電圧以上になった瞬間に穴あきが発生したと判断できる。
Thereby, since the arc discharge length is increased, the welding voltage proportional to the electrode-
図3は、実施の形態1における制御作動を示すフローチャートである。具体例を用いて、このフローチャートを説明する。例えば、板厚1mmの薄板ステンレスを下向き突合せ溶接にて、溶接電流100A、アーク長2mmの状態で溶接を行うと、電圧が12.7V±0.2Vとなった。電圧は完全な一定値ではなく、溶接電源1の特性等により多少のゆらぎが生じる。ここで穴あきが生じると瞬間的に13.2V以上となることが実験的に確認できており、通常溶接時の電圧のゆらぎの範囲を明らかに超えた値となるので、所定の電圧による閾値を決定することができる。サンプリング周波数としては10ms以下であれば十分である。以上のようにして、穴あき8が発生したことを判断できる。
FIG. 3 is a flowchart showing the control operation in the first embodiment. This flowchart will be described using a specific example. For example, when a thin plate stainless steel having a thickness of 1 mm is welded in a downward butt welding with a welding current of 100 A and an arc length of 2 mm, the voltage is 12.7 V ± 0.2 V. The voltage is not a completely constant value, and some fluctuation occurs due to the characteristics of the welding power source 1 and the like. Here, it has been experimentally confirmed that when the perforation occurs, the voltage instantaneously becomes 13.2V or more, which is a value that clearly exceeds the voltage fluctuation range during normal welding. Can be determined. A sampling frequency of 10 ms or less is sufficient. As described above, it can be determined that the
このように穴あきの検出機構は溶接時の電圧を常にモニタリングし、通常溶接時のデータより、設定された規定値から一定以上の乖離が発生した瞬間を検出できる検出機構により実現できる。 In this way, the perforation detection mechanism can be realized by a detection mechanism that constantly monitors the voltage during welding and can detect the moment when a certain deviation or more has occurred from a set specified value from data during normal welding.
溶接を開始するにあたって、溶接電圧を測定し、電圧値が規定値以内であれば、溶接が完了するまでこれを繰り返すことになる。 When starting the welding, the welding voltage is measured, and if the voltage value is within the specified value, this is repeated until the welding is completed.
制御機構5には所定の電圧である異常電圧値を設定しておき、異常電圧以上の電圧が検知されると、溶接電源1に一定距離の間電流を下げる指令を送る制御を設定しておく。例えば、上記の条件であれば、異常電圧は13.2Vであり、電圧が13.2V以上になると、例えば、溶接距離10mmの間、溶接電源1には溶接電流を−20A、すなわち通常の100Aから80Aに下げるように変更する指令を出す制御を設定する。フローチャートでは、電流値変更指令のサブルーチンに相当する。
An abnormal voltage value that is a predetermined voltage is set in the
その後、修正条件が完了するまでこの条件で溶接を継続して、修正条件の完了後、電流値復帰指令で通常の溶接状態に戻ることになる。ここで、修正条件の完了とは、溶接電圧が所定の電圧値以下に戻ることをいい、この例の場合では、電圧が13.2V未満になることである。 Thereafter, welding is continued under this condition until the correction condition is completed, and after the correction condition is completed, a normal welding state is returned by a current value return command. Here, completion of the correction condition means that the welding voltage returns to a predetermined voltage value or less. In this example, the voltage is less than 13.2V.
穴あき8が生じたまま溶接が継続されるとき、穴あき8後に溶接される領域は穴あき8により、大気との境界部分になるため、熱境界条件としては断熱状態となる。このため、通常溶接条件のまま溶接が再開されると入熱過多となり、さらに溶け落ちが発生しやすい。このため、溶け落ち発生時に溶接電流を低下させ入熱量を減少させることで穴あき8発生後、速やかに良好な通常溶接状態に復帰することができる。良好な溶接状態に復帰し、断熱境界条件の影響がなくなった後は通常溶接条件にて溶接することができる。上記の条件では10mmが断熱境界条件の影響がなくなる距離である。
When welding is continued with the
さらに、貫通溶接において、金属が液体になりながらも垂れ落ちることなく溶接できるのは、金属が垂れ落ちるのを表面張力が保持するためで、溶融金属を垂れ落ちさせる駆動力として、重力とアーク圧力があることが知られている。特に、今回、アーク圧力の影響が大きく、溶融金属はアーク圧力に押されており、アーク圧力が増加するほど表面張力との力の釣り合いが不安定になることを検証した。アーク圧力は電流の増加に伴い大きくなるため、穴あき8発生時に溶接電流を低下させることで、アーク圧力を低下させることができ、溶融金属が安定化し、速やかに良好な通常溶接状態に復帰することができる。
Furthermore, in penetration welding, the metal can be welded without dripping even though it is liquid because the surface tension maintains the metal dripping. Gravity and arc pressure are used as the driving force to droop the molten metal. It is known that there is. In particular, this time, it was verified that the influence of the arc pressure is large, the molten metal is pushed by the arc pressure, and that the balance of force with the surface tension becomes unstable as the arc pressure increases. Since the arc pressure increases as the current increases, the arc current can be reduced by reducing the welding current when the
例えば、前述の条件では本発明の制御機構を採用していない自動溶接で穴あき8が発生すると、平均して溶接方向の長さが50mmほどの穴となり、大きいものでは100mm以上の穴となったが、本発明の制御方法を採用した穴あき抑制制御機構付自動溶接装置を用いることで、25mm以下の穴あき8とすることができた。
For example, if a
溶接ヘッドにTIG電極を備え溶接電圧を測定しながらワークをアーク溶接するアーク溶接方法であって、溶接電圧が所定の電圧値を超えた場合には溶接電流を通常の電流値よりも低下させてアーク溶接を行い、溶接電圧が所定の電圧値以下に戻った場合には溶接電流を通常の電流値に戻してアーク溶接を行うので、溶接電圧の変動で穴あきを検知し、穴あきの長大化を抑制し、速やかに良好な通常溶接状態に復帰することができる。 An arc welding method in which a welding head is equipped with a TIG electrode and the workpiece is arc welded while measuring the welding voltage, and when the welding voltage exceeds a predetermined voltage value, the welding current is reduced below the normal current value. When arc welding is performed and the welding voltage returns below the specified voltage value, the welding current is returned to the normal current value and arc welding is performed. Therefore, the perforation is detected based on fluctuations in the welding voltage, and the length of the perforation is increased. And can be promptly restored to a good normal welding state.
また、溶接ヘッドに設けられたTIG電極とワークとに電気的に接続される溶接電源と、溶接電源の溶接電圧を測定する電圧測定部と、溶接電圧が所定の電圧値を超えた場合には溶接電流を通常の電流値よりも低下させ、溶接電圧が所定の電圧値以下に戻った場合には溶接電流を通常の電流値に戻す制御部とを備えるので、溶接電圧の変動で穴あきを検知し、穴あきの長大化を抑制し、速やかに良好な通常溶接状態に復帰することができる。 In addition, a welding power source electrically connected to the TIG electrode provided on the welding head and the workpiece, a voltage measuring unit for measuring the welding voltage of the welding power source, and when the welding voltage exceeds a predetermined voltage value A control unit that lowers the welding current below the normal current value and returns the welding current to the normal current value when the welding voltage returns below the predetermined voltage value. It is possible to detect and suppress an increase in perforation and quickly return to a good normal welding state.
以上のように本発明の穴あき抑制制御機構付自動溶接装置を用いることにより、穴あき発生後、入熱量とアーク圧力を減少させることで、溶接状態を安定化させ、速やかに良好な通常溶接状態に復帰することができる。 As described above, by using the automatic welding apparatus with a perforation suppression control mechanism of the present invention, after the perforation occurs, the heat input and the arc pressure are reduced, so that the welding state is stabilized and promptly good normal welding. It can return to the state.
また、溶接時に穴あきが発生すると溶融状態が大きく不安定になるため、再度良好な溶接状態への復帰が困難であり、穴が長大化する傾向があるが、本発明を実施することにより、穴あきを検知するとともに、溶融状態の不安定さの主要因である過大入熱とアーク圧力を低減させることで、穴あきの長大化を抑制し、速やかに良好な通常溶接状態に復帰することができる。 In addition, when a hole is generated during welding, the melted state becomes largely unstable, so it is difficult to return to a good welded state again, and the hole tends to become long, but by carrying out the present invention, While detecting perforations and reducing excessive heat input and arc pressure, which are the main causes of instability in the molten state, it prevents the perforation from becoming too long and quickly returns to a normal welding state. it can.
実施の形態2.
図4は、実施の形態2における溶接装置の概略図である。また、図5は、実施の形態2における制御作動を示すフローチャートである。薄板溶接をTIG溶接電源にて貫通溶接をするものである。設備の構成は溶接電源1、溶接ヘッド2、TIG電極3、溶接電圧検知線4、制御機構5、制御指令線6、溶接ヘッド駆動装置11からなる。溶接電圧検知線4は溶接電源1に繋がれ、溶接時の電圧をリアルタイムに取得し、制御機構5へ伝える。制御機構5は得られた電圧を判断し、溶接ヘッド駆動装置11にトーチ高さ変更指令を送る。穴あきの検出は実施の形態1と同様である。
FIG. 4 is a schematic diagram of a welding apparatus according to the second embodiment. FIG. 5 is a flowchart showing the control operation in the second embodiment. Thin plate welding is through-welded with a TIG welding power source. The configuration of the equipment includes a welding power source 1, a
制御機構5には実施の形態1と同様に異常電圧値を設定しておき、異常電圧以上の電圧が検知されると、一定距離の間溶接ヘッド駆動装置11に電極−ワーク間距離が広がる指令を送る制御を設定しておく。例えば、実施の形態1と同様の条件では板厚1mmの薄板ステンレスを下向き突合せ溶接を実施する場合においては、異常電圧を13.2Vとしておく。検知している溶接電圧が13.2V以上になると、溶接ヘッド駆動装置11によりTIG電極3をワーク7から離れる方向へ溶接ヘッド2を例えば1mm動かし、その状態を10mm溶接する間維持し、修正条件が完了するまでこの条件で溶接を継続して、修正条件の完了後、溶接ヘッド2が通常の状態に戻ることになる。ここで、修正条件の完了とは、溶接電圧が所定の電圧値以下に戻ることをいい、この例の場合では、電圧が13.2V未満になることである。
An abnormal voltage value is set in the
実施の形態1では、電流値を下げることで異常処理をしたのに対して、実施の形態2では、溶接ヘッド2の高さを調整することで、異常処理をすることになる。
In the first embodiment, the abnormality process is performed by lowering the current value, whereas in the second embodiment, the abnormality process is performed by adjusting the height of the
先述のとおり、穴あき発生時の良好な速やかな溶接状態の復帰には入熱の低減とアーク圧力の低減が有効であるが、トーチ−ワーク間距離が離れると、アークの集中が低減し、両方の効果を得ることができ、溶接状態を安定化させ、速やかに良好な通常溶接状態に復帰することができる。 As mentioned above, reducing the heat input and reducing the arc pressure are effective for returning to a good and rapid welding state when a hole is generated, but if the distance between the torch and the workpiece is increased, the concentration of the arc is reduced. Both effects can be obtained, the welding state can be stabilized, and a good normal welding state can be quickly restored.
溶接ヘッドにTIG電極を備え溶接電圧を測定しながらワークをアーク溶接するアーク溶接方法であって、溶接電圧が所定の電圧値を超えた場合には溶接ヘッドの位置を高くしてTIG電極とワークとの距離を広げてアーク溶接を行い、溶接電圧が所定の電圧値以下に戻った場合には溶接ヘッドの位置を低くしてTIG電極とワークとの距離を広げる前の状態に戻してアーク溶接を行うので、溶接電圧の変動で穴あきを検知し、穴あきの長大化を抑制し、速やかに良好な通常溶接状態に復帰することができる。 An arc welding method in which a welding head is provided with a TIG electrode and a workpiece is arc-welded while measuring a welding voltage. When the welding voltage exceeds a predetermined voltage value, the position of the welding head is increased to increase the TIG electrode and the workpiece. When the welding voltage returns below the specified voltage value, the welding head position is lowered to return to the state before widening the distance between the TIG electrode and the workpiece and arc welding. Therefore, it is possible to detect perforation based on fluctuations in the welding voltage, suppress an increase in perforation, and quickly return to a good normal welding state.
また、溶接ヘッドに設けられたTIG電極とワークとに電気的に接続される溶接電源と、溶接電源の溶接電圧を測定する電圧測定部と、溶接電圧が所定の電圧値を超えた場合には溶接ヘッドの位置を高くしてTIG電極とワークとの距離を広げ、溶接電圧が所定の電圧値以下に戻った場合には溶接ヘッドの位置を低くしてTIG電極とワークとの距離を広げる前の状態に戻す制御部とを備えるので、溶接電圧の変動で穴あきを検知し、穴あきの長大化を抑制し、速やかに良好な通常溶接状態に復帰することができる。 In addition, a welding power source electrically connected to the TIG electrode provided on the welding head and the workpiece, a voltage measuring unit for measuring the welding voltage of the welding power source, and when the welding voltage exceeds a predetermined voltage value Before increasing the distance between the TIG electrode and the workpiece by increasing the position of the welding head to increase the distance between the TIG electrode and the workpiece, and when the welding voltage returns to a predetermined voltage value or less. Therefore, it is possible to detect a perforation based on a change in the welding voltage, suppress an increase in the perforation, and quickly return to a good normal welding state.
以上のように本発明の穴あき抑制制御機構付自動溶接装置を用いることにより、穴あき発生後、入熱量とアーク圧力を減少させることで、溶接状態を安定化させ、速やかに良好な通常溶接状態に復帰することができる。 As described above, by using the automatic welding apparatus with a perforation suppression control mechanism of the present invention, after the perforation occurs, the heat input and the arc pressure are reduced, so that the welding state is stabilized and promptly good normal welding. It can return to the state.
また、溶接時に穴あきが発生すると溶融状態が大きく不安定になるため、再度良好な溶接状態への復帰が困難であり、穴が長大化する傾向があるが、本発明を実施することにより、穴あきを検知するとともに、溶融状態の不安定さの主要因である過大入熱とアーク圧力を低減させることで、穴あきの長大化を抑制し、速やかに良好な通常溶接状態に復帰することができる。 In addition, when a hole is generated during welding, the melted state becomes largely unstable, so it is difficult to return to a good welded state again, and the hole tends to become long, but by carrying out the present invention, While detecting perforations and reducing excessive heat input and arc pressure, which are the main causes of instability in the molten state, it prevents the perforation from becoming too long and quickly returns to a normal welding state. it can.
実施の形態3.
装置構成は、実施の形態2と同じであるため、図4は実施の形態3における溶接装置の概略図を兼ねている。また、図6は、実施の形態3における制御作動を示すフローチャートである。実施の形態3は実施の形態1と実施の形態2を合わせた構成、制御を行うものである。つまり、薄板溶接をTIG溶接電源にて貫通溶接をし、設備の構成としては溶接電源1、溶接ヘッド2、TIG電極3、溶接電圧検知線4、制御機構5、制御指令線6、溶接ヘッド駆動装置11からなる。溶接電圧検知線4は溶接電源1に繋がれ、溶接時の電圧をリアルタイムに取得し、制御機構5へ伝える。制御機構5は得られた電圧を判断し、溶接電源1に溶接電流を低下させ、さらに溶接ヘッド駆動装置11にトーチ高さ変更指令を送る。穴あきの検出は実施の形態1および2と同様である。
Since the apparatus configuration is the same as in the second embodiment, FIG. 4 also serves as a schematic diagram of the welding apparatus in the third embodiment. FIG. 6 is a flowchart showing the control operation in the third embodiment. The third embodiment performs configuration and control combining the first embodiment and the second embodiment. That is, thin plate welding is performed through welding with a TIG welding power source, and the equipment configuration is a welding power source 1, a
制御機構5には実施の形態1および2と同様に異常電圧値を設定しておき、異常電圧以上の溶接電圧が検知されると、一定距離の間、溶接電源1に溶接電流を低下させ、それと同時に溶接ヘッド駆動装置11に電極−ワーク間距離9が広がる指令を送る制御を設定しておく。例えば、実施の形態1および2と同様の条件では、板厚1mmの薄板ステンレスを下向き突合せ溶接を実施する場合においては、異常電圧を13.2Vとしておく。検知している溶接電圧が13.2V以上になると、例えば、溶接距離10mmの間、溶接電源1には溶接電流を−20A、すなわち通常の100Aから80Aに下げるように変更する指令を出す制御をし、同時に溶接ヘッド駆動装置に電極をワークから離れる方向へ1mm動かし10mm溶接する間その状態を維持し、修正条件が完了するまでこの条件で溶接を継続し、修正条件の完了後、電流値復帰指令および高さ復帰指令で通常の状態に戻ることになる。ここで、修正条件の完了とは、溶接電圧が所定の電圧値以下に戻ることをいい、この例の場合では、電圧が13.2V未満になることである。
An abnormal voltage value is set in the
先述のとおり、穴あき発生時の良好な溶接状態への復帰には入熱の低減とアーク圧力の低減が有効であるが、溶接電流を低下させ、さらにトーチ−ワーク間距離を離すことで、両方の効果を得ることができ、溶接状態を安定化させ、速やかに良好な通常溶接状態に復帰することができる。 As mentioned above, reducing the heat input and reducing the arc pressure are effective in returning to a good welding state when a hole is generated, but by reducing the welding current and further increasing the distance between the torch and the workpiece, Both effects can be obtained, the welding state can be stabilized, and a good normal welding state can be quickly restored.
溶接ヘッドにTIG電極を備え溶接電圧を測定しながらワークをアーク溶接するアーク溶接方法であって、溶接電圧が所定の電圧値を超えた場合には溶接電流を通常の電流値よりも低下させて、かつ溶接ヘッドの位置を高くしてTIG電極とワークとの距離を広げてアーク溶接を行い、その後、溶接電圧が所定の電圧値以下に戻った場合には溶接電流を通常の電流値に戻して、かつ溶接ヘッドの位置を低くしてTIG電極とワークとの距離を広げる前の状態に戻してアーク溶接を行うので、溶接電圧の変動で穴あきを検知し、穴あきの長大化を抑制し、速やかに良好な通常溶接状態に復帰することができる。 An arc welding method in which a welding head is equipped with a TIG electrode and the workpiece is arc welded while measuring the welding voltage, and when the welding voltage exceeds a predetermined voltage value, the welding current is reduced below the normal current value. In addition, the position of the welding head is increased to increase the distance between the TIG electrode and the workpiece and arc welding is performed. After that, when the welding voltage returns to a predetermined voltage value or less, the welding current is returned to the normal current value. In addition, arc welding is performed by lowering the position of the welding head and returning to the state before increasing the distance between the TIG electrode and the workpiece, so that perforation is detected by fluctuations in the welding voltage, and the lengthening of the perforation is suppressed. It is possible to quickly return to a good normal welding state.
溶接ヘッドに設けられたTIG電極とワークとに電気的に接続される溶接電源と、溶接電源の溶接電圧を測定する電圧測定部と、溶接電圧が所定の電圧値を超えた場合には溶接電流を通常の電流値よりも低下させ、かつ溶接ヘッドの位置を高くしてTIG電極とワークとの距離を広げ、溶接電圧が所定の電圧値以下に戻った場合には溶接電流を通常の電流値に戻し、かつ溶接ヘッドの位置を低くしてTIG電極とワークとの距離を広げる前の状態に戻す制御部とを備えたので、溶接電圧の変動で穴あきを検知し、穴あきの長大化を抑制し、速やかに良好な通常溶接状態に復帰することができる。 A welding power source electrically connected to the TIG electrode provided on the welding head and the workpiece, a voltage measuring unit for measuring the welding voltage of the welding power source, and a welding current when the welding voltage exceeds a predetermined voltage value When the welding voltage returns below the predetermined voltage value, the welding current is reduced to the normal current value. And a control unit that lowers the position of the welding head and restores the state before expanding the distance between the TIG electrode and the workpiece, so that the perforation is detected by fluctuations in the welding voltage and the perforation is lengthened. It can suppress and can return to a favorable normal welding state promptly.
以上のように、電圧を検知することで穴あきを検知し、検知と同時に良好な通常溶接に復帰するための制御を、特殊な装置を必要とせず、汎用的な設備を追加するだけで実現する。この制御とは入熱の低減とアーク圧力の低減を行うもので、(1)溶接電流の低下、(2)電極-ワーク間距離の増加のうち少なくともいずれか1つを実施することで、一度穴あきが生じても速やかに良好な通常溶接状態に復帰する穴あき抑制方法および穴あき抑制機能付き自動溶接装置を提供できる。 As described above, it is possible to detect perforation by detecting voltage and to control to return to normal welding at the same time as detection without adding a special device and simply adding general-purpose equipment. To do. This control is to reduce heat input and arc pressure, and at least one of (1) decrease of welding current and (2) increase of distance between electrode and workpiece is performed once. It is possible to provide a perforation suppressing method and an automatic welding apparatus with a perforation suppression function that quickly return to a good normal welding state even when perforation occurs.
また、本発明の穴あき抑制制御機構付自動溶接装置を用いることにより、穴あき発生後、入熱量とアーク圧力を減少させることで、溶接状態を安定化させ、速やかに良好な通常溶接状態に復帰することができる。 In addition, by using the automatic welding apparatus with a perforation suppression control mechanism of the present invention, after the perforation occurs, the heat input and the arc pressure are reduced, so that the welding state is stabilized and quickly brought into a good normal welding state. Can return.
また、溶接時に穴あきが発生すると溶融状態が大きく不安定になるため、再度良好な溶接状態への復帰が困難であり、穴が長大化する傾向があるが、本発明を実施することにより、穴あきを検知するとともに、溶融状態の不安定さの主要因である過大入熱とアーク圧力を低減させることで、穴あきの長大化を抑制し、速やかに良好な通常溶接状態に復帰することができる。 In addition, when a hole is generated during welding, the melted state becomes largely unstable, so it is difficult to return to a good welded state again, and the hole tends to become long, but by carrying out the present invention, While detecting perforations and reducing excessive heat input and arc pressure, which are the main causes of instability in the molten state, it prevents the perforation from becoming too long and quickly returns to a normal welding state. it can.
1 溶接電源、2 溶接ヘッド、3 電極、4 電圧検知線、5 制御機構、6 制御指令線、7 ワーク、8 穴あき、9 (通常溶接時の)電極−ワーク間距離、10 (穴あき時の)電極−ワーク間距離、11 溶接ヘッド駆動装置。 1 welding power source, 2 welding head, 3 electrodes, 4 voltage detection line, 5 control mechanism, 6 control command line, 7 workpieces, 8 holes, 9 electrode-working distance (during normal welding), 10 (when holes are drilled) A) electrode-workpiece distance, 11 welding head drive.
Claims (6)
前記溶接電圧が所定の電圧値を超えた場合には溶接電流を通常の電流値よりも低下させて前記アーク溶接を行い、
前記溶接電圧が所定の電圧値以下に戻った場合には前記溶接電流を前記通常の電流値に戻して前記アーク溶接を行うことを特徴とするアーク溶接方法。 An arc welding method in which a workpiece is arc-welded while measuring a welding voltage with a TIG electrode in the welding head,
When the welding voltage exceeds a predetermined voltage value, the arc current is reduced by reducing the welding current from a normal current value,
An arc welding method, wherein when the welding voltage returns to a predetermined voltage value or less, the arc welding is performed by returning the welding current to the normal current value.
前記溶接電圧が所定の電圧値以下に戻った場合には前記溶接ヘッドの位置を低くして前記TIG電極と前記ワークとの距離を広げる前の状態に戻して前記アーク溶接を行うことを特徴とする請求項1に記載のアーク溶接方法。 When the welding voltage exceeds a predetermined voltage value, the position of the welding head is increased to increase the distance between the TIG electrode and the workpiece, and the arc welding is performed.
When the welding voltage returns below a predetermined voltage value, the arc welding is performed by lowering the position of the welding head and returning to a state before widening the distance between the TIG electrode and the workpiece. The arc welding method according to claim 1.
前記溶接電圧が所定の電圧値を超えた場合には前記溶接ヘッドの位置を高くして前記TIG電極と前記ワークとの距離を広げて前記アーク溶接を行い、
前記溶接電圧が所定の電圧値以下に戻った場合には前記溶接ヘッドの位置を低くして前記TIG電極と前記ワークとの距離を広げる前の状態に戻して前記アーク溶接を行うことを特徴とするアーク溶接方法。 An arc welding method in which a workpiece is arc-welded while measuring a welding voltage with a TIG electrode in the welding head,
When the welding voltage exceeds a predetermined voltage value, the position of the welding head is increased to increase the distance between the TIG electrode and the workpiece, and the arc welding is performed.
When the welding voltage returns below a predetermined voltage value, the arc welding is performed by lowering the position of the welding head and returning to a state before widening the distance between the TIG electrode and the workpiece. Arc welding method.
前記溶接電源の溶接電圧を測定する電圧測定部と、
前記溶接電圧が所定の電圧値を超えた場合には溶接電流を通常の電流値よりも低下させ、前記溶接電圧が所定の電圧値以下に戻った場合には前記溶接電流を前記通常の電流値に戻す制御部とを備えたことを特徴とするアーク溶接装置。 A welding power source electrically connected to the TIG electrode provided on the welding head and the workpiece;
A voltage measuring unit for measuring a welding voltage of the welding power source;
When the welding voltage exceeds a predetermined voltage value, the welding current is reduced below the normal current value, and when the welding voltage returns below the predetermined voltage value, the welding current is changed to the normal current value. An arc welding apparatus comprising a control unit for returning to
前記溶接電源の溶接電圧を測定する電圧測定部と、
前記溶接電圧が所定の電圧値を超えた場合には前記溶接ヘッドの位置を高くして前記TIG電極と前記ワークとの距離を広げ、前記溶接電圧が所定の電圧値以下に戻った場合には前記溶接ヘッドの位置を低くして前記TIG電極と前記ワークとの距離を広げる前の状態に戻す制御部とを備えたことを特徴とするアーク溶接装置。 A welding power source electrically connected to the TIG electrode provided on the welding head and the workpiece;
A voltage measuring unit for measuring a welding voltage of the welding power source;
When the welding voltage exceeds a predetermined voltage value, the position of the welding head is increased to widen the distance between the TIG electrode and the workpiece, and when the welding voltage returns to a predetermined voltage value or less. An arc welding apparatus comprising: a control unit that lowers the position of the welding head and restores the state before the distance between the TIG electrode and the workpiece is increased.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105855757A (en) * | 2016-05-12 | 2016-08-17 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | Real-time welding defect on-line monitoring method and device |
| CN112570854A (en) * | 2020-11-27 | 2021-03-30 | 唐山松下产业机器有限公司 | Protection method and protector for arc discharge abnormity of electric welding machine and electric welding machine |
| EP3858529A1 (en) * | 2020-01-30 | 2021-08-04 | FRONIUS INTERNATIONAL GmbH | Method and device for hand-welding a workpiece with a non-melting electrode |
-
2012
- 2012-08-29 JP JP2012189032A patent/JP2014046316A/en active Pending
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