JP2005238301A - パルスレーザ照射パルスアーク溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パルスアーク溶接とパルスレーザとを同時に使用するパルスレーザ照射パルスアーク溶接方法において、パルスレーザの出力値Ｐｗとパルスアーク溶接の溶接電流Ｉｗとの正確な同期を取りながら、かつ、パルスレーザの平均出力値を一定に維持する。
【解決手段】本発明は、パルスレーザの高出力値ＨＰｗ及びその期間Ｔｈ及び低出力値ＬＰｗ及びその期間ＴLを予め設定して溶接中の平均出力値を一定値にし、かつ、高出力値ＨＰｗの立上り又は立上りから所定時間経過した時点又は立下り又は立下りから所定時間経過した時点のいずれか１つの時点に同期してパルスアーク溶接のピーク電流Ｉｐの通電を開始し、かつ、パルスアーク溶接のアーク長が適正値になるようにピーク電流Ｉｐ又はその通電期間Ｔｐを変化させるパルスレーザ照射パルスアーク溶接方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、消耗電極式パルスアーク溶接の溶接電流とパルスレーザとを同期させることによって溶接性能を向上させるためのパルスレーザ照射パルスアーク溶接方法に関するものである。

レーザ照射アーク溶接方法は、アーク発生部にレーザを照射しながら溶接を行う溶接法である。この溶接法では、アーク及びレーザの２つの熱源を有するので３m/minを超える高速溶接を行うことができる。さらにこの溶接法では、レーザ照射部にアークを誘導することができアーク安定性を向上させることができる。

特許文献１に記載する従来技術は、アーク溶接に消耗電極式パルスアーク溶接を使用しレーザにパルスレーザを使用したパルスレーザ照射パルスアーク溶接方法の溶接性能改善に関する発明である。この従来技術は、パルスアーク溶接の溶接電流とパルスレーザの出力値との同期を取ることによって、母材への入熱効率の向上、溶滴移行の安定化、アーク安定性の向上等を図るものである。以下、この従来技術について説明する。

図９は、従来技術のパルスレーザ照射パルスアーク溶接方法を実施するための溶接装置の構成図である。溶接電源６は、パルスアーク溶接用の溶接電源であり、アーク３を発生させるための溶接電流Ｉｗ及び溶接電圧Ｖｗを出力する。さらにこの溶接電源６は、溶接ワイヤ１の送給を制御する送給制御信号Ｗｃを出力すると共に、上記の溶接電流Ｉｗとパルスレーザ７の出力値との同期を取るための電流検出信号Ｉｄを出力する。ワイヤ送給機５は、上記の送給制御信号Ｗｃを入力として溶接ワイヤ１を溶接トーチ４を通して送給する。この結果、溶接ワイヤ１と母材２との間にアーク３が発生しパルスアーク溶接が行われる。

同期回路１０は、上記の電流検出信号Ｉｄを入力として後述する同期信号Ｓｃを出力する。レーザ発振器９は、この同期信号Ｓｃを入力として高出力値及び低出力値からなる出力値Ｐｗ［Ｗ］のパルスレーザ７をレーザトーチ８を介して母材２へ照射する。

図１０は、上述した溶接電流Ｉｗ及び溶接電圧Ｖｗの波形図の一例である。時刻ｔ１〜ｔ２のピーク期間Ｔｐ中は、同図（Ａ）に示すように、溶滴移行させるために大電流値のピーク電流Ｉｐを通電し、同図（Ｂ）に示すように、この期間中のアーク長に略比例したピーク電圧Ｖｐが印加する。時刻ｔ２〜ｔ３のベース期間Ｔｂ中は、同図（Ａ）に示すように、溶滴を成長させないために小電流値のベース電流Ｉｂを通電し、同図（Ｂ）に示すように、この期間中のアーク長に略比例したベース電圧Ｖｂが印加する。

アーク溶接では、アーク長を適正値に維持するためのアーク長制御が良好な溶接品質を得るために重要である。アーク長は溶接電圧Ｖｗの平均値に略比例するので、アーク長制御は溶接電圧Ｖｗの平均値が予め定めた電圧設定値Ｖｓと等しくなるように溶接電源の出力を制御することによって行われる。この溶接電源の出力制御方法としては下記の２つの方法が一般的である。まず第１の方法は、上記のピーク期間Ｔｐを固定し上記のベース期間Ｔｂを可変することによって出力制御する方法（以下、ベース期間変調という）である。第２の方法は、上記のピーク期間Ｔｐと上記のベース期間Ｔｂとの合算値であるパルス周期Ｔｆを固定しピーク期間Ｔｐを可変することによって出力制御する方法（以下、ピーク期間変調という）である。どちらの方法であってもベース期間Ｔｂ又はピーク期間Ｔｐが溶接中にアーク負荷の変動に応じて刻々と変化する。

図１１は、溶接電流Ｉｗとパルスレーザの出力値Ｐｗとの同期波形図の一例である。同図（Ａ）は溶接電流Ｉｗの、同図（Ｂ）は同期信号Ｓｃの、同図（Ｃ）はパルスレーザの出力値Ｐｗの時間変化を示す。同図（Ｂ）に示すように、同期信号Ｓｃは、同図（Ａ）に示すピーク電流の立上りに同期してＨｉｇｈレベルとなり、立下りでＬｏｗレベルとなる（以下、ピーク期間同期という）。同図（Ｃ）に示すように、パルスレーザの出力値Ｐｗは、上記の同期信号ＳｃがＨｉｇｈレベルのときは高出力値ＨＰｗとなり、Ｌｏｗレベルのときは低出力値ＬＰｗとなる。同図において低出力値ＬＰｗ＝０の場合も含んでいる。

図１２は、溶接電流Ｉｗとパルスレーザの出力値Ｐｗとの別の同期波形図である。同図（Ａ）は溶接電流Ｉｗの、同図（Ｂ）は同期信号Ｓｃの、同図（Ｃ）はパルスレーザの出力値Ｐｗの時間変化を示す。同図（Ｂ）に示すように、同期信号Ｓｃは、同図（Ａ）に示すピーク電流の立上りから所定時間Ｔｄ経過した時点に同期してＨｉｇｈレベルとなり、それから予め定めた高出力期間Ｔｈが経過した時点でＬｏｗレベルとなる（以下、ピーク立上り同期という）。同図（Ｃ）に示すように、パルスレーザの出力値Ｐｗは、上記の同期信号ＳｃがＨｉｇｈレベルのときは高出力値ＨＰｗとなり、Ｌｏｗレベルのときは低出力値ＬＰｗとなる。同図において上記の所定時間Ｔｄ＝０としても良い。

図１３は、溶接電流Ｉｗとパルスレーザの出力値Ｐｗとのさらに別の同期波形図である。同図（Ａ）は溶接電流Ｉｗの、同図（Ｂ）は同期信号Ｓｃの、同図（Ｃ）はパルスレーザの出力値Ｐｗの時間変化を示す。同図（Ｂ）に示すように、同期信号Ｓｃは、同図（Ａ）に示すピーク電流の立下りから所定時間Ｔｄ経過した時点に同期してＨｉｇｈレベルとなり、それから予め定めた高出力期間Ｔｈが経過した時点でＬｏｗレベルとなる（以下、ピーク立下り同期という）。同図（Ｃ）に示すように、パルスレーザの出力値Ｐｗは、上記の同期信号ＳｃがＨｉｇｈレベルのときは高出力値ＨＰｗとなり、Ｌｏｗレベルのときは低出力値ＬＰｗとなる。同図においても上記の所定時間Ｔｄ＝０としても良い。

上述したように、溶接電流Ｉｗとパルスレーザの出力値Ｐｗとをピーク期間同期、ピーク立上り同期又はピーク立下り同期させることによって、母材への入熱効率の向上、溶滴移行の安定化、アーク安定性の向上等を図ることができる。

特開２００３−２５０８１号公報

図１４は、アーク長制御によってベース期間Ｔｂが変化したときの溶接電流Ｉｗとパルスレーザの出力値Ｐｗとの同期波形図である。同図（Ａ）はベース期間がＴb1の場合であり、同図（Ｂ）はベース期間がＴb2（＜Ｔb1）の場合であり、同図（Ｃ）はベース期間がＴb3（＞Ｔb1）の場合である。同図は、上述した溶接電源の出力制御方法がベース期間変調の場合であり、上述した同期方法がピーク期間同期の場合である。これ以外の出力制御方法の場合及び同期方法の場合でも下記については同様である。以下、同図を参照して説明する。

同図（Ａ）において、ベース期間がＴb1の場合のパルスレーザ出力値Ｐｗの平均値をＰa1［Ｗ］とする。同図（Ｂ）において、ベース期間Ｔb2＜Ｔb1であり、高出力値ＨＰw及び低出力値ＬＰｗは変化しないので、パルスレーザ出力値Ｐｗの平均値Ｐa2＞Ｐa1となる。また同図（Ｃ）において、ベース期間Ｔb3＞Ｔb1であり、高出力値ＨＰw及び低出力値ＬＰｗは変化しないので、パルスレーザ出力値Ｐｗの平均値Ｐa3＜Ｐa1となる。このようにパルスレーザの出力値Ｐｗを溶接電流Ｉｗに同期させた場合、アーク長制御によってベース期間が変化するとパルスレーザの平均出力値も変化することになる。レーザ照射アーク溶接方法においては、高速溶接時の溶け込みはレーザからの入熱による寄与が大きい。このために、溶接中にパルスレーザの平均出力値が変化すると溶け込み深さが変動することになる。この平均出力値の変化が大きくなり溶け込み深さの変動が大きくなると溶接品質が悪くなる。溶接電源の出力制御方法がパルス期間変調の場合でもパルスレーザの平均出力値が変化するのは同様である。また同期方法がピーク立上り同期又はピーク立下り同期であってもパルスレーザの平均出力値が変化するのは同様である。

図１５は、溶接電流Ｉｗとパルスレーザの出力値Ｐｗとをピーク期間同期させたときの上述した図１１に対応する同期波形図である。同図（Ａ）及び（Ｂ）は図１１と同一である。ところで、レーザの種類、特性等によっては出力応答性が悪い場合がある。出力応答性が悪いと、同図（Ｃ）に示すように、同期信号Ｓｃが時刻ｔ１でＨｉｇｈレベルに変化しても応答遅れ時間Ｔa1後にパルスレーザの出力値Ｐｗが高出力値ＨＰｗに変化する。同様に、同期信号Ｓｃが時刻ｔ２でＬｏｗレベルに変化しても応答遅れ時間Ｔa2後にパルスレーザの出力値Ｐｗが低出力値ＬＰｗに変化する。ピーク期間Ｔｐ＝１．５ms程度であるので、上記の応答遅れ時間が０．１ms以下程度であれば同期ズレは問題ない。しかし、現在よく使用されるＹＡＧレーザの応答遅れ時間はそれよりも相当に長い値となる場合がある。半導体レーザの場合でも応答遅れ時間が長い特性のものも存在する。したがって、ピーク期間同期を行ってもレーザの出力応答性が悪いと、結果的に正確な同期を取ることができなくなる。他の同期方法の場合も同様である。このために、同期することによる母材への入熱効率の向上、溶滴移行の安定化、アーク安定性の向上等の種々の効果を得ることができない。

そこで、本発明は、溶接電流とパルスレーザとの正確な同期を取りながら、かつ、パルスレーザの平均出力値も所望値に維持することができるパルスレーザ照射パルスアーク溶接方法を提供する。

上述した課題を解決するために、本発明は、ピーク電流及びベース電流の通電を繰り返す消耗電極式パルスアーク溶接と、高出力値及び低出力値のレーザ照射を繰り返すパルスレーザとを使用し、アーク溶接部にレーザを照射しながら溶接するパルスレーザ照射パルスアーク溶接方法において、
パルスレーザの前記高出力値及びその期間及び前記低出力値及びその期間を予め設定して溶接中の平均出力値を一定値にし、かつ、前記高出力値の立上り又は立上りから所定時間経過した時点又は立下り又は立下りから所定時間経過した時点のいずれか１つの時点に同期してパルスアーク溶接の前記ピーク電流の通電を開始し、かつ、パルスアーク溶接のアーク長が適正値になるように前記ピーク電流又はその通電期間を変化させることを特徴とするパルスレーザ照射パルスアーク溶接方法である。

上記の本発明によれば、パルスレーザの高出力値ＨＰｗ及びその期間Ｔｈ及び低出力値ＬＰｗ及びその期間ＴLを予め設定することで溶接中のパルスレーザの平均出力値を一定値にすることができ、溶け込み深さを均一にすることができる。さらに、高出力値ＨＰｗの立上り又は立上りから所定時間経過した時点又は立下り又は立下りから所定時間経過した時点のいずれか１つの時点に同期してパルスアーク溶接のピーク電流Ｉｐの通電を開始することで正確な同期を取ることができ、母材への入熱効率の向上、溶滴移行の安定化、アーク安定性の向上等を図ることができる。さらに、パルスアーク溶接のアーク長が適正値になるようにピーク電流Ｉｐ又はその通電期間Ｔｐを変化させることでパルスアーク溶接の状態を良好にすることができる。

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。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係るパルスレーザの出力値Ｐｗとパルスアーク溶接の溶接電流Ｉｗとの同期波形図である。同図（Ａ）はパルスレーザの出力値Ｐｗの、同図（Ｂ）は同期信号Ｓcaの、同図（Ｃ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示す。以下、同図を参照して説明する。

まず、同図（Ａ）に示すように、高出力値ＨＰｗ、高出力期間Ｔｈ、低出力値ＬＰｗ及び低出力期間ＴLを予め設定する。これによりパルスレーザの平均出力値は所定値で一定となる。同図（Ｂ）に示すように、同期信号Ｓcaは、同図（Ａ）に示す高出力値ＨＰｗの立上りに同期してＨｉｇｈレベルとなり、立下りでＬｏｗレベルとなる（以下、高出力期間同期という）。同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、上記の同期信号ＳcaがＨｉｇｈレベルのときはピーク電流Ｉｐとなり、Ｌｏｗレベルのときはベース電流Ｉｂとなる。したがって、同図はパルスレーザの出力値Ｐｗをマスタとしパルスアーク溶接の溶接電流Ｉｗをスレーブとして高出力期間同期を行っている。さらに同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧の平均値が電圧設定値に等しくなるようにピーク電流ＩｐをＩp1、Ｉp2、Ｉp3と変化させてパルスアーク溶接のアーク長を制御（以下、ピーク電流変調という）している。

ところで、溶接電源の出力制御はパワー半導体素子で行っているので、溶接電源の出力応答性は通常０．１ms以下程度である。このために、同期信号Ｓcaと溶接電流Ｉｗとの応答遅れ時間も０．１ms以下となり、正確な同期を取ることができる。また、パルスレーザの平均出力値も一定である。さらに、アーク長制御も行っているので良好なパルスアーク溶接を行うことができる。同図において低出力値ＬＰｗ＝０の場合も同様である。

図２は、本発明の実施の形態１に係るパルスレーザの出力値Ｐｗとパルスアーク溶接の溶接電流Ｉｗとの上記とは別の同期波形図である。同図において上述した図１と異なる部分について説明する。

同図（Ｂ）に示すように、同期信号Ｓcaは、同図（Ａ）に示す高出力値ＨＰｗの立上りから所定時間Ｔｄが経過した時点に同期して短時間Ｈｉｇｈレベルとなる（以下、高出力立上り同期という）。同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、上記の同期信号ＳcaがＨｉｇｈレベルに変化した時点から予め定めたピーク期間Ｔｐ中はピーク電流Ｉｐとなり、それ以外のベース期間Ｔｂ中はベース電流Ｉｂとなる。したがって、同図はパルスレーザの出力値Ｐｗをマスタとしパルスアーク溶接の溶接電流Ｉｗをスレーブとして高出力立上り同期を行っている。同図において、低出力値ＬＰｗ＝０、所定時間Ｔｄ＝０の場合も同様である。

図３は、本発明の実施の形態１に係るパルスレーザの出力値Ｐｗとパルスアーク溶接の溶接電流Ｉｗとの上記とはさらに別の同期波形図である。同図において上述した図１、２と異なる部分について説明する。

同図（Ｂ）に示すように、同期信号Ｓcaは、同図（Ａ）に示す高出力値ＨＰｗの立下りから所定時間Ｔｄが経過した時点に同期して短時間Ｈｉｇｈレベルとなる（以下、高出力立下り同期という）。同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、上記の同期信号ＳcaがＨｉｇｈレベルに変化した時点から予め定めたピーク期間Ｔｐ中はピーク電流Ｉｐとなり、それ以外のベース期間Ｔｂ中はベース電流Ｉｂとなる。したがって、同図はパルスレーザの出力値Ｐｗをマスタとしパルスアーク溶接の溶接電流Ｉｗをスレーブとして高出力立下り同期を行っている。同図において、低出力値ＬＰｗ＝０、所定時間Ｔｄ＝０の場合も同様である。

図４は、本発明の実施の形態１に係るパルスレーザ照射パルスアーク溶接方法を実施するための溶接装置の構成図である。同図において、上述した図９と異なる構成物は点線で示す。以下、同図を参照して説明する。

レーザ発振器９ａは、予め定めた高出力期間Ｔｈ中の高出力値ＨＰｗ及び予め定めた低出力期間ＴL中の低出力値ＬＰｗからなる出力値Ｐｗ［Ｗ］のパルスレーザ７をレーザトーチ８を介して母材２へ照射すると共に、同期のためのパルスレーザの出力値検出信号Ｐｄを出力する。同期回路１０ａは、上記の出力値検出信号Ｐｄを入力として図１〜３で上述した同期信号Ｓcaを出力する。溶接電源６ａは、パルスアーク溶接用の溶接電源であり、アーク３を発生させるための溶接電流Ｉｗ及び溶接電圧Ｖｗを出力する。この溶接電流Ｉｗはピーク電流Ｉｐ及びベース電流Ｉｂからなり、上記の同期信号Ｓcaを入力として高出力値ＨＰｗの立上り又は立上りから所定時間経過した時点又は立下り又は立下りから所定時間経過した時点のいずれか１つの時点に同期してピーク電流Ｉｐの通電を開始する。さらに溶接電源６ａは、溶接ワイヤ１の送給を制御する送給制御信号Ｗｃを出力する。ワイヤ送給機５は、上記の送給制御信号Ｗｃを入力として溶接ワイヤ１を溶接トーチ４を通して送給する。この結果、溶接ワイヤ１と母材２との間にアーク３が発生しパルスアーク溶接が行われる。

図５は、上述した本発明の実施の形態１に係る溶接電源６ａのブロック図である。電源主回路ＭＣは、交流商用電源（３相２００Ｖ等）を入力として後述する電流誤差増幅信号Ｅｉに従ってインバータ制御により出力制御を行い、アーク３を発生させるための溶接電流Ｉｗ及び溶接電圧Ｖｗを出力する。電圧検出回路ＶＤは、溶接電圧Ｖｗを検出して電圧検出信号Ｖｄを出力する。電圧平均値算出回路ＶＡＶは、上記の電圧検出信号Ｖｄの平均値を算出して、電圧平均値信号Ｖavを出力する。電圧設定回路ＶＳは、予め定めた電圧設定信号Ｖｓを出力する。電圧誤差増幅回路ＥＶは、上記の電圧設定信号Ｖｓと上記の電圧平均値信号Ｖavとの誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号ΔＶ＝Ｇ×（Ｖｓ−Ｖav）を出力する。ここでＧは増幅率である。

ピーク電流制御設定回路ＩＰＳＣは、上記の電圧誤差増幅信号ΔＶを積分して、ピーク電流制御設定信号Ｉpsc＝Ｉp0＋∫ΔＶ・dtを出力する。ここでＩp0は適当な初期値である。この回路によって電圧平均値信号Ｖavと電圧設定信号Ｖｓとが等しくなるようにピーク電流制御設定信号Ｉpscが変化してアーク長制御が行われる。ベース電流設定回路ＩＢＳは、予め定めたベース電流設定信号Ｉbsを出力する。同期方法が図１で上述した高出力期間同期の場合、タイマ回路ＴＭは、外部からの同期信号ＳcaがＨｉｇｈレベルの期間中のみＨｉｇｈレベルになる切換信号Ｓｗを出力する。他方同期方法が図２〜３で上述した高出力立上り同期又は高出力立下り同期の場合、タイマ回路ＴＭは、外部からの同期信号ＳcaがＨｉｇｈレベルに変化すると予め定めたピーク期間設定値Ｔpsによって定まる期間中のみＨｉｇｈレベルになる切換信号Ｓｗを出力する。切換回路ＳＷは、上記の切換信号ＳｗがＨｉｇｈレベルのときはａ側に切り換わり上記のピーク電流制御設定信号Ｉpscを電流制御設定信号Ｉscとして出力し、Ｌｏｗレベルのときはｂ側に切り換わり上記のベース電流設定信号Ｉbsを電流制御設定信号Ｉscとして出力する。

電流検出回路ＩＤは、溶接電流Ｉｗを検出して電流検出信号Ｉｄを出力する。電流誤差増幅回路ＥＩは、上記の電流制御設定信号Ｉsc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。この回路によって電流制御設定信号Ｉscに相当する溶接電流Ｉｗが通電する。

［実施の形態２］
図６は、本発明の実施の形態２に係るパルスレーザの出力値Ｐｗとパルスアーク溶接の溶接電流Ｉｗとの同期波形図である。同図は、上述した図２においてアーク長制御をピーク電流変調からピーク期間変調に置換したものであり、以下図２と異なる部分について説明する。

同図（Ａ）及び（Ｂ）は図２と同一である。同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、同期信号ＳcaがＨｉｇｈレベルに変化した時点からピーク期間Ｔｐが開始されて予め定めたピーク電流Ｉｐとなり、それ以外のベース期間Ｔｂ中はベース電流Ｉｂとなる。したがって、同図はパルスレーザの出力値Ｐｗをマスタとしパルスアーク溶接の溶接電流Ｉｗをスレーブとして高出力立上り同期を行っている。さらに同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧の平均値が電圧設定値に等しくなるように上記のピーク期間ＴｐをＴp1、Ｔp2、Ｔp3と変化させてパルスアーク溶接のアーク長を制御している。

図７は、本発明の実施の形態２に係るパルスレーザの出力値Ｐｗとパルスアーク溶接の溶接電流Ｉｗとの上記とは別の同期波形図である。同図は、上述した図３においてアーク長制御をピーク電流変調からピーク期間変調に置換したものであり、以下図３と異なる部分について説明する。

同図（Ａ）及び（Ｂ）は図３と同一である。同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、同期信号ＳcaがＨｉｇｈレベルに変化した時点からピーク期間Ｔｐが開始されて予め定めたピーク電流Ｉｐとなり、それ以外のベース期間Ｔｂ中は予め定めたベース電流Ｉｂとなる。したがって、同図はパルスレーザの出力値Ｐｗをマスタとしパルスアーク溶接の溶接電流Ｉｗをスレーブとして高出力立下り同期を行っている。さらに同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧の平均値が電圧設定値に等しくなるように上記のピーク期間ＴｐをＴp1、Ｔp2、Ｔp3と変化させてパルスアーク溶接のアーク長を制御している。

本発明の実施の形態２に係るパルスレーザ照射パルスアーク溶接方法を実施するための溶接装置の構成は上述した図４と同一である。ただし、溶接電源６ａは図８に示すブロック図となる。同図において、上述した図５と同一のブロックには同一符号を付してそれらの説明は省略する。以下、図５とは異なる点線で示すブロックについて説明する。

ピーク期間変調回路ＰＷＭは、外部からの同期信号Ｓcaによって定まるパルス周期において電圧誤差増幅信号ΔＶによって定まるピーク期間中Ｈｉｇｈレベルとなる切換信号Ｓｗを出力する。この回路によって高出力体上がり／立下り同期を取り、かつ、ピーク期間変調を行う。ピーク電流設定回路ＩＰＳは、予め定めたピーク電流設定信号Ｉpsを出力する。

本発明の実施の形態１に係るパルスレーザの出力値Ｐｗとパルスアーク溶接の溶接電流Ｉｗとの同期波形図である。 本発明の実施の形態１に係るパルスレーザの出力値Ｐｗとパルスアーク溶接の溶接電流Ｉｗとの図１とは別の同期波形図である。 本発明の実施の形態１に係るパルスレーザの出力値Ｐｗとパルスアーク溶接の溶接電流Ｉｗとの図１、２とはさらに別の同期波形図である。 本発明の実施の形態１に係るパルスレーザ照射パルスアーク溶接方法を実施するための溶接装置の構成図である。 本発明の実施の形態１に係る溶接電源のブロック図である。 本発明の実施の形態２に係るパルスレーザの出力値Ｐｗとパルスアーク溶接の溶接電流Ｉｗとの同期波形図である。 本発明の実施の形態２に係るパルスレーザの出力値Ｐｗとパルスアーク溶接の溶接電流Ｉｗとの図６とは別の同期波形図である。 本発明の実施の形態２に係る溶接電源のブロック図である。 従来技術のパルスレーザ照射パルスアーク溶接装置の構成図である。 従来技術のパルスアーク溶接の電流・電圧波形図である。 従来技術における溶接電流Ｉｗとパルスレーザ出力値Ｐｗとの同期波形図の一例である。 従来技術における溶接電流Ｉｗとパルスレーザ出力値Ｐｗとの図１１とは別の同期波形図である。 従来技術における溶接電流Ｉｗとパルスレーザ出力値Ｐｗとの図１１とはさらに別の同期波形図である。 従来技術の課題を説明するためのベース期間が変化したときの溶接電流Ｉｗとパルスレーザ出力値Ｐｗとの同期波形図である。 従来技術の別の課題を説明するための図１１に対応する同期波形図である。

符号の説明

１ 溶接ワイヤ
２ 母材
３ アーク
４ 溶接トーチ
５ ワイヤ送給機
６ 溶接電源
６ａ 溶接電源
７ レーザ
８ レーザトーチ
９ レーザ発振器
９ａ レーザ発振器
１０ 同期回路
１０ａ 同期回路
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
Ｇ 増幅率
ＨＰw 高出力値
Ｉｂ ベース電流
ＩＢＳ ベース電流設定回路
Ｉbs ベース電流設定信号
ＩＤ 電流検出回路
Ｉｄ 電流検出信号
Ｉｐ ピーク電流
Ｉp0 初期値
ＩＰＳ ピーク電流設定回路
Ｉps ピーク電流設定信号
ＩＰＳＣ ピーク電流制御設定回路
Ｉpsc ピーク電流制御設定信号
Ｉsc 電流制御設定信号
Ｉｗ 溶接電流
ＬＰｗ 低出力値
ＭＣ 電源主回路
Ｐａ パルスレーザの平均出力値
Ｐｄ 出力値検出信号
Ｐｗ レーザの出力値
ＰＷＭ ピーク期間変調回路
Ｓｃ 同期信号
Ｓca 同期信号
ＳＷ 切換回路
Ｓｗ 切換信号
Ｔa1、Ｔa2 応答遅れ時間
Ｔｂ ベース期間
Ｔｄ 所定時間
Ｔｆ パルス周期
Ｔｈ 高出力期間
ＴL 低出力期間
ＴＭ タイマ回路
Ｔｐ ピーク期間
Ｔps ピーク期間設定値
ＶＡＶ 電圧平均値算出回路
Ｖav 電圧平均値信号
Ｖｂ ベース電圧
ＶＤ 電圧検出回路
Ｖｄ 電圧検出信号
Ｖｐ ピーク電圧
ＶＳ 電圧設定回路
Ｖｓ 電圧設定値／信号
Ｖｗ 溶接電圧
Ｗｃ 送給制御信号
ΔＶ 電圧誤差増幅信号

Claims (1)

1. ピーク電流及びベース電流の通電を繰り返す消耗電極式パルスアーク溶接と、高出力値及び低出力値のレーザ照射を繰り返すパルスレーザとを使用し、アーク溶接部にレーザを照射しながら溶接するパルスレーザ照射パルスアーク溶接方法において、
   パルスレーザの前記高出力値及びその期間及び前記低出力値及びその期間を予め設定して溶接中の平均出力値を一定値にし、かつ、前記高出力値の立上り又は立上りから所定時間経過した時点又は立下り又は立下りから所定時間経過した時点のいずれか１つの時点に同期してパルスアーク溶接の前記ピーク電流の通電を開始し、かつ、パルスアーク溶接のアーク長が適正値になるように前記ピーク電流又はその通電期間を変化させることを特徴とするパルスレーザ照射パルスアーク溶接方法。
   
   

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