JP2003326361A - Method for discriminating arc start property - Google Patents

Method for discriminating arc start property

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JP2003326361A JP2002133937A JP2002133937A JP2003326361A JP 2003326361 A JP2003326361 A JP 2003326361A JP 2002133937 A JP2002133937 A JP 2002133937A JP 2002133937 A JP2002133937 A JP 2002133937A JP 2003326361 A JP2003326361 A JP 2003326361A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically discriminate normal/defective condition of arc start property in consumable electrode gas shielded arc welding. <P>SOLUTION: The normal/defective condition of arc start property in consumable electrode gas shielded arc welding is discriminated by calculating the number of times of long period short circuit Ts for which timewise short circuit not less than a reference value continues, the number of times of long period arc cutting Tn for which timewise arc-cutting not less than a reference value continues, and the variance Wpp, Tvr of moving average value in a welding voltage, during a predetermined discriminating period Tj from the arc starting time t1, by inputting these calculation results and by using a prescribed discrimination standard. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、消耗電極ガスシー
ルドアーク溶接におけるアークスタート性の良否の判定
方法に関し、特に、溶接電圧・電流波形によってアーク
スタート性を自動判定する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for determining the quality of arc startability in consumable electrode gas shielded arc welding, and more particularly to a method for automatically determining arc startability based on a welding voltage / current waveform.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は、従来技術における溶接状態を監
視するアークモニタ装置を含む消耗電極ガスシールドア
ーク溶接装置の構成図である。以下、同図を参照して説
明する。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a block diagram of a consumable electrode gas shielded arc welding apparatus including an arc monitoring apparatus for monitoring a welding state in the prior art. Hereinafter, description will be given with reference to FIG.

【0003】溶接電源装置PSは、溶接に適した溶接電
圧Vw及び溶接電流Iwを出力すると共に、溶接ワイヤ
1の送給を制御するための送給制御信号Fcをワイヤ送
給モータWMへ出力する。溶接ワイヤ1は、ワイヤ送給
モータWMに直結された送給ロール5の回転によって、
溶接トーチ4を通って送給されると共に、給電チップ5
aから給電されて、母材2との間にアーク3が発生す
る。
The welding power source PS outputs a welding voltage Vw and a welding current Iw suitable for welding, and also outputs a feed control signal Fc for controlling the feeding of the welding wire 1 to the wire feeding motor WM. . The welding wire 1 is rotated by the feed roll 5 directly connected to the wire feed motor WM.
While being fed through the welding torch 4, the power feeding tip 5
Power is supplied from a, and an arc 3 is generated between the base material 2 and the base material 2.

【0004】電圧検出器VDは、溶接電圧Vwを検出し
て電圧検出信号Vdを出力する。電流検出器IDは、溶
接電流Iwを検出して電流検出信号Idを出力する。ア
ークモニタ装置AMは、上記の電圧検出信号Vd及び電
流検出信号Idを入力として、下記の回路によって溶接
状態を監視して、異常状態が発生したときは警報を発す
る。電圧平均値算出回路VDAは、上記の電圧検出信号
Vdを入力として数百ms〜数s程度の時定数で平均化し
て溶接電圧平均値信号Vdaを出力する。電流平均値算出
回路IDAは、上記の電流検出信号Idを入力として数
百ms〜数s程度の時定数で平均化して溶接電流平均値信
号Idaを出力する。溶接状態判定回路AJは、上記の溶
接電圧平均値信号Vda及び溶接電流平均値信号Idaを入
力として、図6で後述する判定方法によって溶接状態の
良否の判定を行い、異常状態のときには警報を発する。
The voltage detector VD detects the welding voltage Vw and outputs a voltage detection signal Vd. The current detector ID detects the welding current Iw and outputs a current detection signal Id. The arc monitor AM receives the above voltage detection signal Vd and current detection signal Id as input, monitors the welding state by the following circuit, and issues an alarm when an abnormal state occurs. The voltage average value calculation circuit VDA receives the above voltage detection signal Vd as an input and averages it with a time constant of about several hundred ms to several s and outputs a welding voltage average value signal Vda. The current average value calculation circuit IDA receives the above current detection signal Id as an input and averages it with a time constant of about several hundred ms to several s and outputs a welding current average value signal Ida. The welding state determination circuit AJ inputs the above-mentioned welding voltage average value signal Vda and welding current average value signal Ida, determines the quality of the welding state by the determination method described later with reference to FIG. 6, and issues an alarm in the case of an abnormal state. .

【0005】図6は、上述した溶接状態の判定方法を示
す電圧・電流波形図である。同図(A)は溶接電圧Vw
の時間変化を示し、同図(B)は溶接電流Iwの時間変
化を示し、同図(C)は溶接電圧平均値信号Vdaの時間
変化を示し、同図(D)は溶接電流平均値信号Idaの時
間変化を示す。同図は、消耗電極ガスシールドアーク溶
接の代表的な溶接法である短絡移行溶接の場合を例示し
ており、それ以外のグロビュール移行溶接、パルスアー
ク溶接等の場合も同様である。以下、同図を参照して説
明する。
FIG. 6 is a voltage / current waveform diagram showing the above-described welding state determination method. The welding voltage Vw is shown in FIG.
The time change of the welding current Iw is shown in the same figure (B), the time change of the welding voltage average value signal Vda is shown in the same figure (C), and the welding current average value signal is shown in the same figure (D). The time change of Ida is shown. The figure illustrates the case of short-circuit transfer welding, which is a typical welding method of consumable electrode gas shield arc welding, and the same applies to other cases such as globule transfer welding and pulse arc welding. Hereinafter, description will be given with reference to FIG.

【0006】 時刻t1以前の期間(良好な溶接状
態) 時刻t1以前の期間は良好な溶接状態のときであるの
で、同図(A)に示すように、溶接状態は溶接電圧Vw
が低い短絡電圧値となる短絡期間と高いアーク電圧値と
なるアーク期間とを周期的に繰り返す。同様に、溶接電
流Iwは、短絡期間中は上昇しアーク期間中は下降する
動作を繰り返す。従来技術の溶接状態判定方法では、こ
のような急激に変化する電圧・電流波形を数百ms〜数s
程度の大きな時定数で平滑して溶接電圧平均値及び溶接
電流平均値を算出し、これらが予め定めた適正範囲内に
あるかどうかで溶接状態を判定するのが一般的である。
したがって、同図(C)に示すように、良好な溶接状態
のときの溶接電圧平均値信号Vdaは略直線となり、その
値は電圧適正範囲Wv内に収まっている。同様に、同図
(D)に示すように、溶接電流平均値信号Idaも略直線
となり、その値は電流適正範囲Wi内に収まっている。
Period before Time t1 (Good Welding State) Since the period before time t1 is the good welding state, the welding state is the welding voltage Vw as shown in FIG.
And the arc period in which the arc voltage value is high are periodically repeated. Similarly, the welding current Iw repeats the operation of increasing during the short circuit period and decreasing during the arc period. In the welding state determination method of the prior art, such abruptly changing voltage / current waveform is measured for several hundred ms to several s.
Generally, the welding voltage average value and the welding current average value are calculated by smoothing with a large time constant, and the welding state is generally determined by determining whether these values are within a predetermined appropriate range.
Therefore, as shown in FIG. 7C, the welding voltage average value signal Vda in a good welding state is substantially linear, and the value is within the voltage proper range Wv. Similarly, as shown in FIG. 3D, the welding current average value signal Ida is also a substantially straight line, and its value is within the proper current range Wi.

【0007】 時刻t1以降の期間(異常な溶接状
態) 時刻t1直前において、ワイヤ送給速度の変動、ワイヤ
突出し長さの変動、溶融池や溶滴の不規則運動等の種々
な外乱によって溶接状態が不安定となりアーク切れが発
生すると、同図(A)に示すように、溶接電圧Vwは最
大値の無負荷電圧となり、同図(B)に示すように、溶
接電流Iwは通電しなくなる。その結果、同図(C)に
示すように、溶接電圧平均値信号Vdaは時定数のために
徐々に大きくなり時刻t2で電圧適正範囲Wv外とな
る。また、同図(D)に示すように、溶接電流平均値信
号Idaは時定数のために徐々に小さくなり時刻t2で電
流適正範囲Wi外となる。これを判別して、溶接状態の
異常状態を判定する。上記ではアーク切れの場合につい
て説明したが、これ以外にも短絡期間及びアーク期間が
非常に長くなったり短くなったりする異常状態も判定す
る。上述したような異常状態が発生すると、溶け込みの
変動、ビード外観の不良等の溶接欠陥が発生する可能性
が高くなるために、異常状態を判定して警報を発するこ
とは品質管理上重要である。
Period after Time t1 (Abnormal Welding State) Immediately before time t1, the welding state is caused by various disturbances such as fluctuations in the wire feed rate, fluctuations in the wire protrusion length, and irregular movements of the molten pool and droplets. Becomes unstable and an arc break occurs, the welding voltage Vw becomes the maximum no-load voltage as shown in FIG. 4A, and the welding current Iw does not flow as shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 7C, the welding voltage average value signal Vda gradually increases due to the time constant and becomes outside the voltage proper range Wv at time t2. Further, as shown in FIG. 4D, the welding current average value signal Ida gradually decreases due to the time constant and becomes outside the proper current range Wi at time t2. By discriminating this, the abnormal state of the welding state is determined. Although the case of arc breakage has been described above, other abnormal conditions in which the short circuit period and the arc period become extremely long or short are also determined. When an abnormal state as described above occurs, there is a high possibility that welding defects such as a change in melting and a defective bead appearance will occur. Therefore, it is important for quality control to determine an abnormal state and issue an alarm. .

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】溶接施工において、最
も溶接不良が発生しやすいのは溶接途中ではなくアーク
スタート時である。これは、アークが発生していない状
態からアークを点呼させさらに安定したアーク発生状態
へと導くという過渡状態においては、種々な要因によっ
て不安定状態が生じやすいためである。以下、上述した
従来技術の溶接状態判定方法を、アークスタート時の良
否の判定に使用した場合の問題点について説明する。
In welding, it is not during welding but during arc start that welding failure is most likely to occur. This is because an unstable state is likely to occur due to various factors in the transient state in which the arc is called from the state where no arc is generated to lead to a more stable arc generation state. Hereinafter, problems that occur when the above-described welding state determination method of the prior art is used to determine the quality at the time of arc start will be described.

【0009】図7は、従来技術におけるアークスタート
時の電圧波形図である。同図(A)の溶接電圧Vw及び
同図(B)の溶接電圧平均値信号Vdaは良好なアークス
タート時の波形を示し、同図(C)の溶接電圧Vw及び
同図(D)の溶接電圧平均値信号Vdaは不良なアークス
タート時の波形を示す。以下、同図を参照して説明す
る。
FIG. 7 is a voltage waveform diagram at the time of arc start in the prior art. The welding voltage Vw in the same figure (A) and the welding voltage average value signal Vda in the same figure (B) show good waveforms at the time of arc start, and the welding voltage Vw in the same figure (C) and the welding in the same figure (D) The voltage average value signal Vda shows a waveform at the time of a bad arc start. Hereinafter, description will be given with reference to FIG.

【0010】 良好なアークスタート時 同図(A)に示すように、時刻t1において溶接ワイヤ
が母材に接触すると、溶接電圧Vwは最大値の無負荷電
圧から短絡電圧とアーク電圧を繰り返す定常状態へと円
滑に移行する。同図(A)は良好なアークスタートの場
合であるので、この移行は即時にかつ円滑に行われる。
このときの溶接電圧平均値信号Vdaは、同図(B)に示
すように、時定数によって徐々に小さくなり定常値に収
束する。
At the time of good arc start As shown in the same figure (A), when the welding wire contacts the base metal at time t1, the welding voltage Vw is a steady state in which the short-circuit voltage and the arc voltage repeat from the maximum no-load voltage. Smoothly transition to. Since FIG. 9A shows a case of a good arc start, this transition is performed immediately and smoothly.
The welding voltage average value signal Vda at this time gradually decreases with time constant and converges to a steady value, as shown in FIG.

【0011】 不良なアークスタート時 同図(C)に示すように、時刻t1において溶接ワイヤ
が母材に接触すると、無負荷状態から、X1、X2に示
す長期短絡状態及びY1、Y2に示す長期アーク切れ状
態を経て、定常状態へと移行する不良なアークスタート
となる。このために、溶接電圧Vwは、低い短絡電圧が
長く続いたりアーク切れによる高い無負荷電圧が続いた
りして大きく変動する。上記の長期短絡とは、短絡時間
が基準値よりも長い短絡のことであり、長期アーク切れ
とは、アーク切れ時間が基準値よりも長いアーク切れの
ことであり、その基準値は十数ms〜数十ms程度である。
このときの溶接電圧平均値信号Vdaは、同図(D)に示
すように、無負荷電圧から個定数によって徐々に小さく
なり、その経過中に上述した長期短絡及び長期アーク切
れに起因して上下に変動する。しかし、大きな時定数に
よって平滑されているために、その変動幅は小さく電圧
適正範囲Wv外にはならない。この結果、アークスター
トが不良である場合でも、不良と判定することができな
い場合が多い。すなわち、従来技術の溶接状態判定方法
では、アークスタート性の良否を正確に判定することは
できなかった。
At the time of a bad arc start As shown in FIG. 6C, when the welding wire contacts the base metal at time t1, from the no-load state to the long-term short-circuit state indicated by X1 and X2 and the long-term state indicated by Y1 and Y2. A poor arc start occurs after the arc breaks and then the steady state is entered. For this reason, the welding voltage Vw fluctuates greatly due to long low short circuit voltage or high unloaded voltage due to arc breakage. The above-mentioned long-term short circuit is a short circuit whose short-circuit time is longer than the reference value, and long-term arc break is an arc break whose time is longer than the reference value, and its reference value is a dozen ms. ~ It is about several tens of ms.
At this time, the welding voltage average value signal Vda gradually decreases from the no-load voltage due to the individual constant, as shown in FIG. Fluctuates. However, since it is smoothed by a large time constant, its fluctuation range is small and does not fall outside the voltage proper range Wv. As a result, even if the arc start is defective, it is often not possible to determine it as defective. That is, with the welding state determination method of the prior art, it was not possible to accurately determine the quality of the arc startability.

【0012】そこで、本発明では、長期短絡、長期アー
ク切れ等の発生に起因するアークスタートの不良を正確
に判定することができる方法を提供する。
Therefore, the present invention provides a method capable of accurately determining a defective arc start caused by the occurrence of a long-term short circuit, a long-term arc break, or the like.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、消耗
電極ガスシールドアーク溶接におけるアークスタート性
の良否の判定方法において、アークスタート開始時点か
ら予め定めた判定期間Tj中の、長期短絡の回数Ns及
び長期アーク切れの回数Nn及び上記判定期間Tjより
も短い移動平均期間Traによる上記判定期間Tj中の溶
接電圧移動平均値Vraのバラツキ値Bdを算出し、上記
長期短絡の回数Ns及び上記長期アーク切れの回数Nn
及び上記溶接電圧移動平均値のバラツキ値Bdによって
アークスタート性の良否を自動判定することを特徴とす
るアークスタート性判定方法である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of determining the quality of arc startability in consumable electrode gas shielded arc welding, wherein a long-term short-circuit is detected during a predetermined determination period Tj from the start of arc start. The number of times Ns, the number of long-term arc breaks Nn, and the variation value Bd of the welding voltage moving average value Vra during the determination period Tj by the moving average period Tra shorter than the determination period Tj are calculated, and the number Ns of long-term short circuits and the above Number of long-term arc breaks Nn
And a method of automatically determining whether the arc startability is good or not based on the variation value Bd of the moving average value of the welding voltage.

【0014】請求項2の発明は、請求項1に記載する溶
接電圧移動平均値のバラツキ値Bdが、判定期間Tj中
の溶接電圧移動平均値Vraが予め定めた適正範囲Wvr外
となる時間Tvrの合算値Stvであるアークスタート性判
定方法である。
According to a second aspect of the present invention, the variation value Bd of the welding voltage moving average value described in the first aspect is a time Tvr during which the welding voltage moving average value Vra during the determination period Tj is outside the predetermined proper range Wvr. This is the arc start determination method that is the sum value Stv of.

【0015】請求項3の発明は、長期短絡の回数Nsが
予め定めた基準回数Nst以上でありかつ長期アーク切れ
の回数Nnが予め定めた基準回数Nnt以上でありかつ溶
接電圧移動平均値が適正範囲外となる時間の合算値Stv
が予め定めた第1の基準時間Tt1以上で予め定めた第2
の基準時間Tt2未満であるときはアークスタート性をや
や不良と判定し、上記溶接電圧移動平均値が適正範囲外
となる時間の合算値Stvが上記第2の基準時間Tt2以上
であるときはアークスタート性を不良と判定し、それ以
外のときはアークスタート性を良好と判定する請求項2
記載のアークスタート性判定方法である。
According to a third aspect of the present invention, the number Ns of long-term short circuits is greater than or equal to a predetermined reference number Nst, the number Nn of long-term arc breaks is greater than or equal to a predetermined reference number Nnt, and the welding voltage moving average value is appropriate. Stv, which is the total time out of range
Is equal to or longer than the predetermined first reference time Tt1
If the arc startability is judged to be somewhat poor when the time is less than the reference time Tt2 of the above, and the sum value Stv of the time when the moving average value of the welding voltage is out of the proper range is the second reference time Tt2 or more, the arc is started. 3. The startability is determined to be bad, and the arc startability is determined to be good otherwise.
It is the described arc start determination method.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形
態における、上述した図7(C)に対応する不良なアー
クスタート時の電圧波形図である。同図(A)は溶接電
圧Vwの時間変化を示し、上述した図7(C)と同一波
形である。また、同図(B)は溶接電圧の移動平均値V
raの時間変化を示す。以下、同図を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a voltage waveform diagram at the time of a defective arc start corresponding to FIG. 7C described above in the embodiment of the present invention. FIG. 7A shows the change over time of the welding voltage Vw and has the same waveform as that of FIG. 7C described above. Further, FIG. 6B shows a moving average value V of the welding voltage.
The time change of ra is shown. Hereinafter, description will be given with reference to FIG.

【0017】同図(A)に示すように、不良なアークス
タート時においては、上述したように、長期短絡及び長
期アーク切れが発生する。そして、長期短絡及び長期ア
ーク切れの発生回数、合算時間、これらの組合せ等によ
って、アークスタート性の良否が決定される。したがっ
て、アークスタート性を決めるこれらの要素を算出して
定量化することによってアークスタート性の自動判定を
行うことが可能となる。本発明においては、下記の3つ
を判定項目としている。
As shown in FIG. 3A, at the time of a bad arc start, a long-term short circuit and a long-term arc break occur as described above. Then, the quality of the arc startability is determined by the number of occurrences of long-term short circuit and long-term arc breakage, the total time, a combination of these, and the like. Therefore, it is possible to automatically determine the arc startability by calculating and quantifying these factors that determine the arc startability. In the present invention, the following three items are used as judgment items.

【0018】 長期短絡の回数Ns 同図(A)に示すように、溶接電圧Vwと予め定めた短
絡判別値Vt1とを比較して、Vw≦Vt1のときを短絡期
間Tsとして判別する。そして、この短絡期間Tsが予
め定めた長期短絡判別値Tstよりも長いときを長期短絡
として判別する。時刻t1のアークスタート開始時点か
ら予め定めた判定期間Tj中に上記の長期短絡が発生し
た回数Nsを計数する。上記の判定期間Tjは、アーク
スタートが定常状態に収束する時間である数s程度に設
定する。
Number of Long-Term Short Circuits Ns As shown in FIG. 4A, the welding voltage Vw is compared with a predetermined short circuit determination value Vt1, and when Vw ≦ Vt1 is determined as the short circuit period Ts. Then, when the short-circuit period Ts is longer than a predetermined long-term short-circuit discrimination value Tst, it is discriminated as a long-term short circuit. The number Ns of occurrences of the above-mentioned long-term short circuit is counted during a predetermined determination period Tj from the start of the arc start at time t1. The determination period Tj is set to about several seconds, which is the time required for the arc start to converge to a steady state.

【0019】 長期アーク切れの回数Nn 同図(A)に示すように、溶接電圧Vwと予め定めたア
ーク切れ判別値Vt2とを比較して、Vw≧Vt2のときを
アーク切れ期間Tnとして判別する。そして、このアー
ク切れ期間Tnが予め定めた長期アーク切れ判別値Tnt
よりも長いときを長期アーク切れとして判別し、上記の
判定期間Tj中に長期アーク切れが発生した回数Nnを
計数する。
Number of long-term arc breaks Nn As shown in FIG. 7A, the welding voltage Vw is compared with a predetermined arc break judgment value Vt2, and when Vw ≧ Vt2, it is judged as the arc break period Tn. . Then, this arc break period Tn is a predetermined long-term arc break determination value Tnt.
When it is longer than the above, it is determined as a long-term arc break, and the number Nn of long-term arc breaks occurring during the above-described determination period Tj is counted.

【0020】 溶接電圧移動平均値Vraのバラツキ値
Bd 同図(B)に示す溶接電圧移動平均値Vraは、同図
(A)に示す溶接電圧Vwの移動平均値を算出したもの
である。平滑時の時定数に相当する移動平均期間は、上
記の判定期間Tj(数s)よりも短く、さらには上述し
た従来技術での平均化のための時定数(数百ms〜数s)
よりも短く、10ms〜200ms程度に設定する。これ
は、短絡期間及びアーク期間の不規則性を定量化するた
めである。すなわち、移動平均期間が長すぎると平滑さ
れて不規則性を判別することができなくなり、逆に移動
平均期間が短すぎると不規則でない場合も変動幅が大き
いためにやはり不規則性を判別することができなくな
る。
Variation value Bd of welding voltage moving average value Vra The welding voltage moving average value Vra shown in FIG. 7B is a calculated moving average value of the welding voltage Vw shown in FIG. The moving average period corresponding to the time constant during smoothing is shorter than the determination period Tj (several s), and the time constant for averaging in the above-described conventional technique (several hundred ms to several s).
Shorter than this, set to about 10 ms to 200 ms. This is to quantify the irregularity of the short circuit period and the arc period. That is, if the moving average period is too long, it becomes smooth and it becomes impossible to discriminate irregularities. Conversely, if the moving average period is too short, the irregularity is still discriminated because the fluctuation range is large even if it is not irregular. Can't do it.

【0021】したがって、溶接電圧移動平均値Vraのバ
ラツキ値Bdによって、短絡期間とアーク期間との不規
則性を判別することができる。このバラツキ値Bdとし
て、同図(B)に示すように、溶接電圧移動平均値の最
大変動幅Wppを使用することができる。さらには、溶接
電圧移動平均値Vraが、予め定めた移動平均値適正範囲
Wvr外となる範囲外時間Tvrを判定期間Tj中合算した
範囲外時間合算値Stvを使用することもできる。
Therefore, the irregularity between the short circuit period and the arc period can be discriminated by the variation value Bd of the welding voltage moving average value Vra. As this variation value Bd, the maximum fluctuation width Wpp of the welding voltage moving average value can be used as shown in FIG. Further, it is also possible to use the out-of-range time sum value Stv obtained by adding the out-of-range time Tvr during which the welding voltage moving average value Vra is outside the predetermined moving average value proper range Wvr during the determination period Tj.

【0022】上述した長期短絡の回数Ns、長期ア
ーク切れの回数Nn及び溶接電圧移動平均値のバラツ
キ値Bdによってアークスタート性の判定を行うことが
できる。判定基準は、種々な溶接条件に応じて変化する
が、例えば、判定期間Tj=3sにおいてNs≧3かつ
Nn≧2かつWpp≧4Vのときはアークスタートは不良
であると判定することができる。
The arc startability can be determined by the number of long-term short-circuits Ns, the number of long-term arc breaks Nn, and the variation value Bd of the welding voltage moving average value. Although the determination criteria vary depending on various welding conditions, for example, when Ns ≧ 3 and Nn ≧ 2 and Wpp ≧ 4V in the determination period Tj = 3s, it can be determined that the arc start is defective.

【0023】図2は、本発明の実施の形態におけるアー
クモニタ装置AMのブロック図である。本装置を含む溶
接装置の構成は、上述した図5と同一である。以下、同
図を参照して各回路ブロックについて説明する。
FIG. 2 is a block diagram of arc monitor apparatus AM in the embodiment of the present invention. The structure of the welding device including this device is the same as that of FIG. 5 described above. Hereinafter, each circuit block will be described with reference to FIG.

【0024】判定期間タイマ回路TJは、電流検出信号
Idを入力として、溶接ワイヤが母材に接触して電流が
通電を開始するアークスタート開始時点から予め定めた
一定時間だけHighレベルとなる判定期間信号Tjを
出力する。第1の比較回路CP1は、電圧検出信号Vd
と予め定めた短絡判別値Vt1とを比較して、Vd≦Vt1
のときにHighレベルとなる短絡期間信号Tsを出力
する。第2の比較回路CP2は、上記の短絡期間信号T
sと予め定めた長期短絡判別値Tstとを比較して、Ts
≧TstのときにHighレベルとなる長期短絡期間信号
LTsを出力する。長期短絡回数計数回路NSは、上記
の判定期間信号TjがHighレベルの間の上記の長期
短絡期間信号LTsがLowレベルからHighレベル
へと変化する回数を計数して長期短絡回数信号Nsを出
力する。第3の比較回路CP3は、電圧検出信号Vdと
予め定めたアーク切れ判別値Vt2とを比較して、Vd≧
Vt2のときにHighレベルとなるアーク切れ期間信号
Tnを出力する。第4の比較回路CP4は、上記のアー
ク切れ期間信号Tnと予め定めた長期アーク切れ判別値
Tntとを比較して、Tn≧TntのときにHighレベル
となる長期アーク切れ期間信号LTnを出力する。長期
アーク切れ回数計数回路NNは、上記の判定期間信号T
jがHighレベルの間の上記の長期アーク切れ期間信
号LTnがLowレベルからHighレベルへと変化す
る回数を計数して長期アーク切れ回数信号Nnを出力す
る。
The determination period timer circuit TJ receives the current detection signal Id as an input, and becomes a high level for a predetermined time from the arc start start time when the welding wire comes into contact with the base metal and the current starts energizing. The signal Tj is output. The first comparison circuit CP1 has a voltage detection signal Vd.
Is compared with a predetermined short circuit determination value Vt1, and Vd ≦ Vt1
At this time, the short-circuit period signal Ts which becomes High level is output. The second comparison circuit CP2 has the above-mentioned short-circuit period signal T
s is compared with a predetermined long-term short-circuit discrimination value Tst, and Ts
When ≧ Tst, the long-term short-circuit period signal LTs which becomes High level is output. The long-term short-circuit number counting circuit NS counts the number of times the above-mentioned long-term short-circuit period signal LTs changes from the Low level to the High level while the above-mentioned determination period signal Tj is at the High level, and outputs the long-term short-circuit number signal Ns. . The third comparison circuit CP3 compares the voltage detection signal Vd with a predetermined arc break determination value Vt2, and Vd ≧
An arc cut-off period signal Tn which becomes High level when Vt2 is output. The fourth comparison circuit CP4 compares the above arc break duration signal Tn with a predetermined long-term arc break determination value Tnt, and outputs a long arc break duration signal LTn that becomes High level when Tn ≧ Tnt. . The long-term arc breakage frequency counting circuit NN uses the determination period signal T described above.
While j is at the high level, the number of times the above-described long-term arc break period signal LTn changes from the low level to the high level is counted and the long-term arc break number signal Nn is output.

【0025】溶接電圧移動平均値算出回路VRAは、上
記の電圧検出信号Vdを入力として、予め定めた移動平
均期間Traによって移動平均値を算出して、溶接電圧移
動平均値信号Vraを出力する。バラツキ値算出回路BD
は、上記の溶接電圧移動平均値信号Vraを入力として、
図1で上述したように、最大変動幅Wpp、範囲外時間合
算値Stv等のバラツキ値信号Bdを出力する。アークス
タート性判定回路ASJは、上記の長期短絡回数信号N
s、長期アーク切れ回数信号Nn及びバラツキ値信号B
dを入力として、後述する図4で例示する予め定めた判
定基準に従ってアークスタート性の判定を行う。
The welding voltage moving average value calculation circuit VRA receives the above voltage detection signal Vd, calculates a moving average value during a predetermined moving average period Tra, and outputs a welding voltage moving average value signal Vra. Variation value calculation circuit BD
Is the input of the welding voltage moving average value signal Vra,
As described above with reference to FIG. 1, the variation value signal Bd such as the maximum fluctuation width Wpp and the out-of-range time sum value Stv is output. The arc start determination circuit ASJ uses the above-mentioned long-term short circuit count signal N
s, long-term arc breakage frequency signal Nn and variation value signal B
With d as an input, the arc startability is determined according to a predetermined determination criterion exemplified in FIG. 4 described later.

【0026】図3は、上述した範囲外時間合算値Stvを
算出する場合のバラツキ値算出回路BDのブロック図で
ある。第5の比較回路CP5は、溶接電圧移動平均値信
号Vraと予め定めた移動平均値適正範囲Wvrとを比較し
て、範囲外のときはHighレベルとなる範囲外時間信
号Tvrを出力する。合算回路SUMは、判定期間信号T
jがHighレベルの間の上記の範囲外時間信号Tvrの
合算を行い、範囲外時間合算値信号Stvをバラツキ値信
号Bdとして出力する。
FIG. 3 is a block diagram of the variation value calculation circuit BD for calculating the above-mentioned out-of-range time total value Stv. The fifth comparison circuit CP5 compares the welding voltage moving average value signal Vra with a predetermined moving average value appropriate range Wvr, and outputs an out-of-range time signal Tvr that is at a high level when it is out of the range. The summing circuit SUM uses the determination period signal T
The above-mentioned out-of-range time signal Tvr is added while j is at the high level, and the out-of-range time combined value signal Stv is output as the variation value signal Bd.

【0027】図4は、上述したアークスタート性判定回
路ASJによるアークスタート性の判定処理を示すフロ
ーチャートである。同図は、判定処理の一例である。以
下、同図を参照して説明する。
FIG. 4 is a flowchart showing the arc startability determination processing by the arc startability determination circuit ASJ described above. The figure is an example of a determination process. Hereinafter, description will be given with reference to FIG.

【0028】ステップST1において、長期短絡回数N
sが予め定めた基準回数Nst以上であり、かつ、範囲外
時間合算値Stvが予め定めた第1の基準時間Tt1以上で
予め定めた第2の基準時間Tt2未満であり、かつ、長期
アーク切れ回数Nnが予め定めた基準回数Nnt以上であ
る、かを判定して、YESならばステップST2へ進み
アークスタート性を「やや不良」と判定し、NOならば
ステップST3へ進む。
In step ST1, the number of long-term short-circuits N
s is greater than or equal to the predetermined reference number Nst, the out-of-range time sum value Stv is greater than or equal to the predetermined first reference time Tt1 and less than the predetermined second reference time Tt2, and the long-term arc breaks. It is determined whether the number of times Nn is equal to or greater than a predetermined reference number Nnt. If YES, the process proceeds to step ST2, where the arc startability is determined to be "slightly defective", and if NO, the process proceeds to step ST3.

【0029】ステップST3において、範囲外時間合算
値Stvが上記の第2の基準時間Tt2以上であるかを判定
して、YESならばステップST4に進みアークスター
ト性を「不良」と判定し、NOならば「良好」と判定す
る。
In step ST3, it is determined whether the summed time value Stv out of the range is equal to or longer than the second reference time Tt2. If YES, the process proceeds to step ST4 to determine that the arc startability is "poor", and NO. If so, it is determined to be “good”.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明のアークスタート性判定方法によ
れば、長期短絡の回数、長期アーク切れの回数及び溶接
電圧移動平均値のバラツキ値によってアークスタート性
の良否を正確に自動判定することができるので、アーク
スタート部の品質を厳密に管理することができる。
According to the arc startability determination method of the present invention, it is possible to accurately and automatically determine the quality of arc startability based on the number of long-term short circuits, the number of long-term arc breaks, and the variation value of the welding voltage moving average value. Therefore, the quality of the arc start portion can be strictly controlled.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るアークスタート性判定方法を示す
電圧波形図である。
FIG. 1 is a voltage waveform diagram showing an arc startability determination method according to the present invention.

【図2】本発明に係るアークモニタ装置AMのブロック
図である。
FIG. 2 is a block diagram of an arc monitor apparatus AM according to the present invention.

【図3】本発明に係るバラツキ値算出回路BDのブロッ
ク図である。
FIG. 3 is a block diagram of a variation value calculation circuit BD according to the present invention.

【図4】本発明に係るアークスタート性の判定処理を示
すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing an arc startability determination process according to the present invention.

【図5】従来技術におけるアークモニタ装置を含む溶接
装置の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a welding device including an arc monitor device in a conventional technique.

【図6】従来技術における溶接状態判定方法を示す電圧
・電流波形図である。
FIG. 6 is a voltage / current waveform diagram showing a welding state determination method in the prior art.

【図7】従来技術の課題を説明するためのアークスター
ト時の電圧波形図である。
FIG. 7 is a voltage waveform diagram at the time of arc start for explaining the problems of the conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 5a 給電チップ AJ 溶接状態判定回路 AM アークモニタ装置 ASJ アークスタート性判定回路 BD バラツキ値算出回路 Bd 溶接電圧移動平均値Vraのバラツキ値(信号) CP1 第1の比較回路 CP2 第2の比較回路 CP3 第3の比較回路 CP4 第4の比較回路 CP5 第5の比較回路 Fc 送給制御信号 ID 電流検出器 Id 電流検出信号 IDA 電流平均値算出回路 Ida 溶接電流平均値信号 Iw 溶接電流 LTn 長期アーク切れ期間信号 LTs 長期短絡期間信号 NN 長期アーク切れ回数計数回路 Nn 長期アーク切れ回数(信号) Nnt、Nst 基準回数 NS 長期短絡回数計数回路 Ns 長期短絡回数(信号) PS 溶接電源装置 ST1〜5 ステップ SUM 合算回路 Stv 範囲外時間合算値(信号) TJ 判定期間タイマ回路 Tj 判定期間(信号) Tn アーク切れ期間(信号) Tnt 長期アーク切れ判別値 Tra 移動平均期間 Ts 短絡期間(信号) Tst 長期短絡判別値 Tst 長期短絡判別値 Tt1 第1の基準時間 Tt2 第2の基準時間 Tvr 範囲外時間(信号) VD 電圧検出器 Vd 電圧検出信号 VDA 電圧平均値算出回路 Vda 溶接電圧平均値信号 VRA 溶接電圧移動平均値算出回路 Vra 溶接電圧移動平均値(信号) Vt1 短絡判別値 Vt2 アーク切れ判別値 Vw 溶接電圧 Wi 電流適正範囲 WM ワイヤ送給モータ Wpp 溶接電圧移動平均値の最大変動幅 Wv 電圧適正範囲 Wvr 移動平均値適正範囲 1 welding wire 2 base material 3 arc 4 welding torch 5 feeding rolls 5a Power supply chip AJ Welding condition judgment circuit AM arc monitor ASJ arc start judgment circuit BD variation value calculation circuit Bd Variation value of welding voltage moving average value Vra (signal) CP1 First comparison circuit CP2 Second comparison circuit CP3 Third comparison circuit CP4 Fourth comparison circuit CP5 Fifth comparison circuit Fc feed control signal ID current detector Id current detection signal IDA current average value calculation circuit Ida Welding current average value signal Iw welding current LTn Long-term arc break period signal LTs Long-term short circuit signal NN Long-term arc break count circuit Nn Number of long-term arc breaks (signal) Nnt, Nst reference number of times NS long-term short circuit counter Ns Number of long-term short circuit (signal) PS welding power supply ST1-5 steps SUM summing circuit Stv Out-of-range time total value (signal) TJ judgment period timer circuit Tj judgment period (signal) Tn arc break period (signal) Tnt Long-term arc break judgment value Tra moving average period Ts Short circuit period (signal) Tst Long-term short circuit judgment value Tst Long-term short circuit judgment value Tt1 First reference time Tt2 Second reference time Tvr out-of-range time (signal) VD voltage detector Vd voltage detection signal VDA voltage average value calculation circuit Vda Welding voltage average value signal VRA Welding voltage moving average value calculation circuit Vra Welding voltage moving average value (signal) Vt1 short circuit judgment value Vt2 Arc break judgment value Vw welding voltage Wi current proper range WM wire feeding motor Wpp Maximum fluctuation range of welding voltage moving average Wv voltage proper range Wvr Moving average value proper range

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4E082 AA03 BA01 BA04 EA20 EB01 EC03 EC13    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 4E082 AA03 BA01 BA04 EA20 EB01                       EC03 EC13

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 消耗電極ガスシールドアーク溶接におけ
るアークスタート性の良否の判定方法において、 アークスタート開始時点から予め定めた判定期間中の、
長期短絡の回数及び長期アーク切れの回数及び前記判定
期間よりも短い移動平均期間による前記判定期間中の溶
接電圧移動平均値のバラツキ値を算出し、前記長期短絡
の回数及び前記長期アーク切れの回数及び前記溶接電圧
移動平均値のバラツキ値によってアークスタート性の良
否を自動判定することを特徴とするアークスタート性判
定方法。
1. A method for judging the quality of arc startability in consumable electrode gas shielded arc welding, comprising the steps of:
The number of long-term short circuits and the number of long-term arc breaks, and the variation value of the welding voltage moving average value during the determination period by the moving average period shorter than the determination period are calculated, and the number of long-term short circuits and the number of long-term arc breaks are calculated. And a method for judging the arc startability, which is characterized by automatically judging the quality of the arc startability based on the variation value of the moving average value of the welding voltage.
【請求項2】 請求項1に記載する溶接電圧移動平均値
のバラツキ値が、判定期間中の溶接電圧移動平均値が予
め定めた適正範囲外となる時間の合算値であるアークス
タート性判定方法。
2. The arc startability determination method, wherein the variation value of the welding voltage moving average value according to claim 1 is a total value of times during which the welding voltage moving average value is outside a predetermined appropriate range during the determination period. .
【請求項3】 長期短絡の回数が予め定めた基準回数以
上でありかつ長期アーク切れの回数が予め定めた基準回
数以上でありかつ溶接電圧移動平均値が適正範囲外とな
る時間の合算値が予め定めた第1の基準時間以上で予め
定めた第2の基準時間未満であるときはアークスタート
性をやや不良と判定し、前記溶接電圧移動平均値が適正
範囲外となる時間の合算値が前記第2の基準時間以上で
あるときはアークスタート性を不良と判定し、それ以外
のときはアークスタート性を良好と判定する請求項2記
載のアークスタート性判定方法。
3. The total value of the times in which the number of long-term short-circuits is a predetermined reference number or more, the number of long-term arc breaks is a predetermined reference number or more, and the welding voltage moving average value is out of the appropriate range. When the predetermined first reference time or more and the predetermined second reference time or less, the arc startability is determined to be somewhat defective, and the total value of the times when the welding voltage moving average value is outside the appropriate range is The arc startability determination method according to claim 2, wherein the arc startability is determined to be poor when the second reference time is longer than the second reference time, and the arc startability is determined to be good otherwise.
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