JP2005262264A - Arc start method for consumable electrode gas shielded arc welding - Google Patents

Arc start method for consumable electrode gas shielded arc welding Download PDF

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JP2005262264A JP2004077364A JP2004077364A JP2005262264A JP 2005262264 A JP2005262264 A JP 2005262264A JP 2004077364 A JP2004077364 A JP 2004077364A JP 2004077364 A JP2004077364 A JP 2004077364A JP 2005262264 A JP2005262264 A JP 2005262264A
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哲生 恵良
Toshiro Uesono
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically set an initial time Ti required until the movement of a welding torch starts after arc starting in consumable electrode gas shielded arc welding. <P>SOLUTION: The arc starting method for consumable electrode gas shielded arc welding is provided for starting the movement of the welding torch at a predetermined welding speed vw [mm/s] after a welding current Io starts energizing at the arc starting and after the initial time Ti [s] elapses thereafter, wherein the initial time Ti is set to the time when the initial deposition amount Yi of the welding wire from the point of the time the welding current Io starts energizing attains the reference value Yt obtained by multiplying the stationary deposition amount per unit welding length 1 cm by a coefficient α and the coefficient α is finely adjusted around 0.5 in such a manner that the bead shape of the arc start section attains a desired shape. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、アークスタート部の溶接品質を向上させるための消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート方法に関するものである。   The present invention relates to an arc start method for consumable electrode gas shield arc welding for improving the welding quality of an arc start portion.

図6は、溶接ロボットを使用した消耗電極ガスシールドアーク溶接装置の構成図である。マニピュレータ6は、溶接トーチ4及び溶接ワイヤ1を送給するための送給モータWMを搭載している。ロボット制御装置7は、教示データに基づいて上記のマニピュレータ6の複数軸のサーボモータを制御するための動作制御信号Mcを出力する。さらに、このロボット制御装置7は、溶接開始信号St、溶接速度設定信号vwsを含む溶接条件設定信号を溶接電源5へ送信し、溶接電源5からアークスタート時に溶接トーチ4の移動を開始するための移動許可信号Wcrを受信する。すなわち、上記のマニピュレータ6は、溶接トーチ4をアークスタート位置まで移動させた後に停止し、溶接を開始した後に上記の移動許可信号Wcrが入力されると溶接トーチ4を溶接送度vwで移動させる。   FIG. 6 is a configuration diagram of a consumable electrode gas shield arc welding apparatus using a welding robot. The manipulator 6 is equipped with a feed motor WM for feeding the welding torch 4 and the welding wire 1. The robot controller 7 outputs an operation control signal Mc for controlling the servo motors of the plurality of axes of the manipulator 6 based on the teaching data. Further, the robot control device 7 transmits a welding condition setting signal including a welding start signal St and a welding speed setting signal vws to the welding power source 5 to start the movement of the welding torch 4 from the welding power source 5 at the time of an arc start. The movement permission signal Wcr is received. That is, the manipulator 6 stops after moving the welding torch 4 to the arc start position, and moves the welding torch 4 at the welding feed vw when the movement permission signal Wcr is input after starting welding. .

溶接電源5は、消耗電極ガスシールドアーク溶接用の一般的な電源であり、アーク3を発生させるための溶接電圧Vo及び溶接電流Ioを出力する。さらに、この溶接電源5は、上記の溶接開始信号St及び溶接速度設定信号vwsを含む溶接条件設定信号を受信し上記の移動許可信号Wcrを送信すると共に、、送給モータWMの回転を制御するための送給制御信号Fcを出力し送給速度検出信号Fdを受信する。溶接ワイヤ1は送給モータWMによって送給されて母材2との間にアーク3が発生する。   The welding power source 5 is a general power source for consumable electrode gas shielded arc welding, and outputs a welding voltage Vo and a welding current Io for generating the arc 3. Further, the welding power source 5 receives the welding condition setting signal including the welding start signal St and the welding speed setting signal vws, transmits the movement permission signal Wcr, and controls the rotation of the feed motor WM. For this purpose, a feed control signal Fc is output and a feed speed detection signal Fd is received. The welding wire 1 is fed by the feed motor WM, and an arc 3 is generated between the welding wire 1 and the base material 2.

図7は、上述した溶接装置おけるアークスタート時のタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Stの、同図(B)は送給制御信号Fcの、同図(C)は溶接電流Ioの、同図(D)は移動許可信号Wcrの、同図(E)は溶接速度(溶接トーチ移動速度)vwの時間変化を示す。以下,同図を参照して説明する。   FIG. 7 is a timing chart at the time of arc start in the above-described welding apparatus. FIG. 4A shows the welding start signal St, FIG. 4B shows the feed control signal Fc, FIG. 4C shows the welding current Io, and FIG. 4D shows the movement permission signal Wcr. (E) shows the time change of the welding speed (welding torch moving speed) vw. Hereinafter, description will be given with reference to FIG.

時刻t1において、同図(A)に示すように、溶接開始信号StがHighレベルになると、同図(B)に示すように、送給制御信号Fcは初期送給速度Fiに相当する値となり、溶接ワイヤは初期送給速度Fiでの送給が開始される。時刻t2においてワイヤ先端が母材に到達し接触すると、同図(C)に示すように、溶接電流Ioの通線が開始する。この電流通電開始から予め定めた初期時間Tiが経過した時刻t3において、同図(D)に示すように、移動許可信号WcrがHighレベルに変化する。これに応動して、同図(E)に示すように、溶接トーチは予め定めた溶接速度設定信号vwsによって定まる溶接速度vwで移動を開始する。同時に、同図(B)に示すように、送給制御信号Fcは定常送給速度Faに相当する値になり、溶接ワイヤは定常送給速度Faで送給される。このように、時刻t2において溶接電流Ioが通電してアークが発生した後も初期時間Tiが経過するまでは溶接トーチはアークスタート位置に停止した状態にある。   At time t1, when the welding start signal St becomes a high level as shown in FIG. 9A, the feed control signal Fc becomes a value corresponding to the initial feed speed Fi as shown in FIG. The welding wire starts to be fed at the initial feeding speed Fi. When the wire tip reaches and contacts the base material at time t2, the welding current Io starts to pass as shown in FIG. At time t3 when a predetermined initial time Ti has elapsed from the start of current application, the movement permission signal Wcr changes to a high level as shown in FIG. In response, the welding torch starts moving at a welding speed vw determined by a predetermined welding speed setting signal vws, as shown in FIG. At the same time, as shown in FIG. 5B, the feed control signal Fc becomes a value corresponding to the steady feed speed Fa, and the welding wire is fed at the steady feed speed Fa. As described above, the welding torch is stopped at the arc start position until the initial time Ti elapses after the welding current Io is applied at time t2 and the arc is generated.

上記において、時刻t1〜t2の期間中の送給速度を上記の初期送給速度Fiよりもさらに低速な値(スローダウン速度)に設定することも多い。また、初期送給速度Fiと定常送給速度Faを同一値に設定することも多い。   In the above, the feeding speed during the period from the time t1 to the time t2 is often set to a value (slow down speed) that is lower than the initial feeding speed Fi. Also, the initial feeding speed Fi and the steady feeding speed Fa are often set to the same value.

上記の初期時間Tiを設ける理由は主に2つある。第1の理由は、特許文献1に記載するように、電流通電後のアーク状態が安定状態になるまで溶接トーチの移動を待機させるためである。アーク状態が安定する前に溶接トーチが移動を開始すると、アーク状態がそれを起因として不安定状態になることがあり、これを防止するためである。第2の理由は、アークスタート部のビード形状を良好にするためである。図8は、アークスタート部のビード形状を横断面から見た模式図である。同図(A)は初期時間Tiが零のときであり、同図(B)は初期時間Tiが適正値のときである。同図(A)の場合、アークスタート部のビード2aはワイヤ溶着量が不足するために定常部のビード2bに比べて高さがなだらかなスロープ状になる。すなわち、ビード形状が定常形状になるまでのビード長さが長くなっている。他方,同図(B)の場合、初期時間Ti中溶接トーチは停止しているのでアークスタート部に溶接ワイヤが送給されて初期溶着量が適正になる。このために、アークスタート部のビード2aは直ぐに定常部のビード2bと同様になる。   There are mainly two reasons for providing the initial time Ti. The first reason is to wait for the movement of the welding torch until the arc state after the current application becomes stable as described in Patent Document 1. If the welding torch starts moving before the arc state is stabilized, the arc state may become unstable due to the movement, and this is to prevent this. The second reason is to improve the bead shape of the arc start portion. FIG. 8 is a schematic view of the bead shape of the arc start portion as seen from the cross section. FIG. 4A shows the case where the initial time Ti is zero, and FIG. 4B shows the case where the initial time Ti is an appropriate value. In the case of FIG. 6A, the bead 2a at the arc start portion has a gentler slope than the bead 2b at the steady portion because the wire welding amount is insufficient. That is, the bead length until the bead shape becomes a steady shape is long. On the other hand, in the case of FIG. 5B, since the welding torch is stopped during the initial time Ti, the welding wire is fed to the arc start portion and the initial welding amount becomes appropriate. For this reason, the bead 2a of the arc start part immediately becomes the same as the bead 2b of the steady part.

特許第2988176号公報Japanese Patent No. 2988176

図9は、溶接条件を変化させたときのアークスタート部のビード形状図である。同図(A)は初期時間Tiが適正なときであり、同図(B)は初期時間Tiを固定して溶接速度を速くしたときであり、同図(C)は初期時間Tiを固定して開先形状を広くしたときである。同図(A)に示すように、初期時間Tiが適正値であればアークスタート部のビード2aは良好になる。しかし、同図(B)に示すように、初期時間Tiを固定して溶接速度を速くすると、アークスタート部のビード2aはスロープ状となり溶接品質が悪くなる。同様に、同図(C)に示すように、初期時間Tiを固定して溶接継手部の開先を広くすると、アークスタート部のビード2aはスロープ状となり溶接品質が悪くなる。したがって従来は、溶接速度、開先形状、定常送給速度等の溶接条件が変化すると、初期時間Tiを試行錯誤しながら適正値に設定しなければならなかった。このために、溶接前の準備時間に多くの時間がかかり生産効率を低下させていた。   FIG. 9 is a bead shape diagram of the arc start portion when the welding conditions are changed. (A) is when the initial time Ti is appropriate, (B) is when the initial time Ti is fixed and the welding speed is increased, and (C) is when the initial time Ti is fixed. This is when the groove shape is widened. As shown in FIG. 5A, if the initial time Ti is an appropriate value, the bead 2a in the arc start portion becomes good. However, as shown in FIG. 5B, when the initial time Ti is fixed and the welding speed is increased, the bead 2a at the arc start portion becomes a slope and the welding quality is deteriorated. Similarly, as shown in FIG. 5C, when the initial time Ti is fixed and the groove of the weld joint is widened, the bead 2a at the arc start portion becomes a slope and the welding quality is deteriorated. Therefore, conventionally, when the welding conditions such as the welding speed, the groove shape, and the steady feeding speed are changed, the initial time Ti has to be set to an appropriate value through trial and error. For this reason, a lot of time is required for the preparation time before welding, and the production efficiency is lowered.

そこで、本発明は、溶接条件が変化しても初期時間Tiを適正値に自動設定することができる消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート方法を提供する。   Therefore, the present invention provides an arc start method for consumable electrode gas shield arc welding that can automatically set the initial time Ti to an appropriate value even if the welding conditions change.

上述した課題を解決するために、第1の発明は、アークスタート時に溶接電流が通電を開始し、それから初期時間Ti[s]が経過した後に予め定めた溶接速度vw[mm/s]で溶接トーチの移動を開始する消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート方法において、
前記初期時間Tiを、前記溶接電流が通電を開始した時点からの溶接ワイヤの初期溶着量Yiが溶接長さ1cm当りの定常溶着量Ycに係数αを乗じた基準値Ytに達するまでの時間に設定し、前記係数αをアークスタート部のビード形状が所望形状になるように0.5を中心値として微調整することを特徴とする消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート方法である。
In order to solve the above-described problem, the first invention is that welding is started at a welding speed vw [mm / s] after an initial time Ti [s] has elapsed after the welding current starts energizing at the time of arc start. In the arc start method of the consumable electrode gas shield arc welding that starts the movement of the torch,
The initial time Ti is a time until the initial welding amount Yi of the welding wire from the time when the welding current starts energization to reach the reference value Yt obtained by multiplying the steady welding amount Yc per 1 cm of the welding length by the coefficient α. This is an arc start method for consumable electrode gas shielded arc welding in which the coefficient α is finely adjusted with 0.5 as a center value so that the bead shape of the arc start portion becomes a desired shape.

また、第2の発明は、前記初期時間Ti中の溶接ワイヤの初期送給速度Fi[mm/s]と前記初期時間Ti経過後の溶接ワイヤの定常送給速度Fa[mm/s]とを同一値に設定し、前記初期時間Tiを前記係数α及び前記溶接速度vwによってTi=10・α/vwに設定することを特徴とする第1の発明記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート方法である。   In the second invention, the initial feeding speed Fi [mm / s] of the welding wire during the initial time Ti and the steady feeding speed Fa [mm / s] of the welding wire after the initial time Ti has elapsed. The initial value Ti is set to the same value, and the initial time Ti is set to Ti = 10 · α / vw according to the coefficient α and the welding speed vw. Arc start of consumable electrode gas shielded arc welding according to the first invention Is the method.

上記第1の発明によれば、アークスタート後に溶接トーチが移動を開始するまでの初期時間Tiを初期溶着量Yiが基準溶着量Ytに達するまでの時間に設定することによって、溶接条件が変化しても初期時間Tiは適正値に自動設定されるので、常にアークスタート部のビード形状を良好にすることができる。初期時間Tiは溶接条件に応じて自動設定されるので、従来必要であった初期時間Tiの適正値を求めるための試験等の時間が不要となり、生産効率が向上する。   According to the first aspect of the invention, the welding condition changes by setting the initial time Ti until the welding torch starts moving after the arc start to the time until the initial welding amount Yi reaches the reference welding amount Yt. However, since the initial time Ti is automatically set to an appropriate value, the bead shape of the arc start portion can always be improved. Since the initial time Ti is automatically set according to the welding conditions, the time required for obtaining an appropriate value of the initial time Ti, which has been required in the past, is unnecessary, and the production efficiency is improved.

上記第2の発明によれば、上記の効果に加えて、初期送給速度Fiと定常送給速度Faが同一値である場合、係数α及び溶接速度vwによって初期時間TiはTi=10・α/vwとして演算することができる。このために、初期時間Tiを演算するための回路構成が簡単になるので、溶接装置のコストを安価にすることができる。   According to the second invention, in addition to the above effect, when the initial feeding speed Fi and the steady feeding speed Fa are the same value, the initial time Ti is Ti = 10 · α depending on the coefficient α and the welding speed vw. It can be calculated as / vw. For this reason, since the circuit configuration for calculating the initial time Ti is simplified, the cost of the welding apparatus can be reduced.

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.

図1は、本発明の実施の形態に係るアークスタート時のタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Stの、同図(B)は送給制御信号Fcの、同図(C)は溶接電流Ioの、同図(D)は移動許可信号Wcrの、同図(E)は溶接速度(溶接トーチの移動速度)vwの、同図(F)は初期溶着量Yiの時間変化を示す。同図は上述した図7と対応しており、以下図7と異なる部分についてのみ説明する。   FIG. 1 is a timing chart at the time of arc start according to the embodiment of the present invention. FIG. 4A shows the welding start signal St, FIG. 4B shows the feed control signal Fc, FIG. 4C shows the welding current Io, and FIG. 4D shows the movement permission signal Wcr. (E) shows the welding speed (moving speed of the welding torch) vw, and FIG. (F) shows the change over time of the initial welding amount Yi. This figure corresponds to FIG. 7 described above, and only the parts different from FIG. 7 will be described below.

同図において時刻t2までの動作は上述した図7と同一である。時刻t2において、同図(B)に示すように、溶接電流Ioの通電が開始すると、同図(F)に示すように、初期溶着量Yiの演算を開始する。ここで溶接ワイヤの直径d[mm]、送給速度検出値Fd[mm/s]とすると初期溶着量Yi[mm]は下式となる。
Yi=∫π・(d/2)・Fd・dt …(1)式
したがって、時刻t2から上記積分を開始して初期溶着量Yiを刻々と演算する。同図(F)に示すように、この初期溶着量Yiが基準溶着量Ytに達した時刻t3で初期時間Ti[s]を終了する。これに応動して、同図(E)に示すように、溶接トーチの移動を開始すると共に、同図(B)に示すように、送給制御信号Fcは定常送給速度Faに相当する値に変化する。
In the figure, the operation up to time t2 is the same as that in FIG. At time t2, when the welding current Io is started as shown in FIG. 5B, the calculation of the initial welding amount Yi is started as shown in FIG. Here, assuming that the diameter d [mm] of the welding wire and the feed speed detection value Fd [mm / s], the initial welding amount Yi [mm 3 ] is expressed by the following equation.
Yi = ∫π · (d / 2) 2 · Fd · dt (1) Therefore, the integration is started from time t2 and the initial welding amount Yi is calculated every moment. As shown in FIG. 5F, the initial time Ti [s] is terminated at time t3 when the initial welding amount Yi reaches the reference welding amount Yt. In response to this, movement of the welding torch is started as shown in FIG. 5E, and the feed control signal Fc is a value corresponding to the steady feed speed Fa as shown in FIG. To change.

上記の基準溶着量Ytは、溶接長さ1cm当りの定常溶着量Yc(以下,単に定常溶着量という)に係数αを乗じた値となる。すなわち、Yt=α・Ycとなる。この定常溶着量Yc[mm/mm]は、溶接ワイヤの直径d[mm]、定常送給速度Fa[mm/s]及び溶接速度vw[mm/s]によって下式で演算される。
Yc=10・π・(d/2)・Fa/vw …(2)式
この式において、直径d、定常送給速度Fa及び溶接速度vwは溶接前に予め定められた溶接条件であるので、定常溶着量Ycは所定値となる。
The reference welding amount Yt is a value obtained by multiplying a steady welding amount Yc per 1 cm of welding length (hereinafter, simply referred to as a steady welding amount) by a coefficient α. That is, Yt = α · Yc. The steady welding amount Yc [mm 3 / mm] is calculated by the following equation using the welding wire diameter d [mm], steady feeding speed Fa [mm / s], and welding speed vw [mm / s].
Yc = 10 · π · (d / 2) 2 · Fa / vw (2) In this equation, the diameter d, the steady feeding speed Fa, and the welding speed vw are welding conditions determined in advance before welding. The steady welding amount Yc is a predetermined value.

図2は、上記の係数αを説明するためのアークスタート部のビード形状の概念図である。溶接長さ1cm当りの定常溶着量Ycと略同一のビード形状をアークスタート部に形成するためには、初期溶着量Yi=0.5・Ycであれば良い。したがって、係数α=0.5となる。ただし、係数αを微調整することによってアークスタート部のビード形状を微調整して所望形状にすることができる。微調整幅は0.5±0.2程度である。   FIG. 2 is a conceptual diagram of the bead shape of the arc start portion for explaining the coefficient α. In order to form a bead shape substantially the same as the steady welding amount Yc per 1 cm of the weld length at the arc start portion, the initial welding amount Yi = 0.5 · Yc may be used. Therefore, the coefficient α = 0.5. However, the bead shape of the arc start portion can be finely adjusted to a desired shape by finely adjusting the coefficient α. The fine adjustment width is about 0.5 ± 0.2.

ここで、初期送給速度Fiと定常送給速度Faとが同一値である場合を考える。初期時間Ti中の送給速度検出値Fd=Fi=Faとなるので、上記(1)式は下式となる。
Yi=π・(d/2)・Fa・Ti
初期時間Ti経過時点でYi=α・Ycが成立するので、これに上式及び(2)式を代入して整理すると下式となる。
Ti=10・α/vw …(3)式
したがって、初期送給速度Fiと定常送給速度Faとが同一値である場合には上記(3)式によって適正な初期時間Tiを演算することができる。
Here, consider a case where the initial feeding speed Fi and the steady feeding speed Fa are the same value. Since the feed speed detection value Fd = Fi = Fa during the initial time Ti, the above equation (1) becomes the following equation.
Yi = π · (d / 2) 2 · Fa · Ti
Since Yi = α · Yc is established when the initial time Ti elapses, the following equation is obtained by substituting the above equation and equation (2) into this.
Ti = 10 · α / vw (3) Therefore, when the initial feed speed Fi and the steady feed speed Fa are the same value, the appropriate initial time Ti can be calculated by the above formula (3). it can.

図3は、溶接速度vw及び定常送給速度Faを変化させたときにアークスタート部のビード形状が所望形状になる初期時間Tiを試験によって求めた図である。同図は初期送給速度Fiと定常送給速度Faとが同一値であり、溶接ワイヤに直径1.2mmの軟鋼ワイヤを使用し、T字すみ肉継手を炭酸ガスアーク溶接した場合である。同図に示すように、Fa=8m/min及びFa=15m/minの場合も、初期時間Tiは曲線L1で近似することができる。そして、曲線L1はTi[s]=10・0.5/vw[mm/s]として表わすことができる。これは上記(3)式と一致するので、試験によっても係数α=0.5が裏付けられたことになる。   FIG. 3 is a diagram in which an initial time Ti at which the bead shape of the arc start portion becomes a desired shape when the welding speed vw and the steady feeding speed Fa are changed is obtained by a test. This figure shows the case where the initial feed speed Fi and the steady feed speed Fa are the same value, a mild steel wire having a diameter of 1.2 mm is used as the welding wire, and the T-shaped fillet joint is welded with carbon dioxide arc. As shown in the figure, even when Fa = 8 m / min and Fa = 15 m / min, the initial time Ti can be approximated by a curve L1. The curve L1 can be expressed as Ti [s] = 10 · 0.5 / vw [mm / s]. Since this agrees with the above equation (3), the coefficient α = 0.5 is supported by the test.

本発明の実施の形態に係るアークスタート方法を実施するための溶接装置は、上述した図6と同一である。ただし、溶接電源5の構成は図4の構成にしたものを使用する。以下、同図を参照して各回路について説明する。   The welding apparatus for carrying out the arc start method according to the embodiment of the present invention is the same as that shown in FIG. However, the configuration of the welding power source 5 is the one shown in FIG. Hereinafter, each circuit will be described with reference to FIG.

電源主回路MCは、交流商用電源(3相200V等)を入力として、後述する駆動信号Dvに従ってインバータ制御等の出力制御を行い、溶接電圧Vo及び溶接電流Io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。電圧検出回路VDは、溶接電圧Voを検出して、電圧検出信号Vd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。この回路によって消耗電極ガスシールドアーク溶接のための定電圧特性が形成される。駆動回路DVは、外部からの溶接開始信号Stが入力されると上記の電源主回路MCのインバータ回路を駆動するための駆動信号Dvを出力する。   The power supply main circuit MC receives an AC commercial power supply (3-phase 200 V or the like) as input, performs output control such as inverter control according to a drive signal Dv described later, and outputs a welding voltage Vo and a welding current Io. The voltage setting circuit VS outputs a predetermined voltage setting signal Vs. The voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vo and outputs a voltage detection signal Vd. The voltage error amplification circuit EV amplifies an error between the voltage setting signal Vs and the voltage detection signal Vd, and outputs a voltage error amplification signal Ev. This circuit forms constant voltage characteristics for consumable electrode gas shield arc welding. When an external welding start signal St is input, the drive circuit DV outputs a drive signal Dv for driving the inverter circuit of the power supply main circuit MC.

初期送給速度設定回路FISは、予め定めた初期送給速度設定信号Fisを出力する。定常送給速度設定回路FASは、予め定めた定常送給速度設定信号Fasを出力する。切換回路SWは、後述する移動許可信号WcrがLowレベルのときはa側に切り換わり上記の初期送給速度設定信号Fisを送給速度設定信号Fsとして出力し、Highレベルのときはb側に切り換わり上記の定常送給速度設定信号Fasを送給速度設定信号Fsとして出力する。送給誤差増幅回路EFは、この送給速度設定信号Fsと送給モータWMからの送給速度検出信号Fdとの誤差を増幅して、送給誤差増幅信号Efを出力する。送給制御回路FCは、外部からの溶接開始信号Stが入力されると上記の送給誤差増幅信号Efに従って送給モータWMを制御するための送給制御信号Fcを出力する。   The initial feed speed setting circuit FIS outputs a predetermined initial feed speed setting signal Fis. The steady feeding speed setting circuit FAS outputs a predetermined steady feeding speed setting signal Fas. The switching circuit SW switches to the a side when a later-described movement permission signal Wcr is at the Low level, and outputs the initial feeding speed setting signal Fis as the feeding speed setting signal Fs, and to the b side when it is at the High level. The above-mentioned steady feeding speed setting signal Fas is output as the feeding speed setting signal Fs. The feeding error amplification circuit EF amplifies an error between the feeding speed setting signal Fs and the feeding speed detection signal Fd from the feeding motor WM, and outputs a feeding error amplification signal Ef. When an external welding start signal St is input, the feed control circuit FC outputs a feed control signal Fc for controlling the feed motor WM according to the feed error amplification signal Ef.

基準溶着量演算回路YTは、上記の定常送給速度設定信号Fas、予め定めたワイヤ直径φd、予め定めた係数α及び外部からの溶接速度設定信号vwsを入力として、上記(2)式に基づいて演算し、基準溶着量信号Ytを出力する。電流検出回路IDは、溶接電流Ioを検出して、電流検出信号Idを出力する。初期溶着量演算回路YIは、上記の電流検出信号Idがしきい値以上になると電流通電開始と判別し、上記の送給速度検出信号Fdを入力として上記(1)式の演算を開始し、その値が上記の基準溶着量信号Ytの値に達した時点で移動許可信号Wcrを出力(Highレベル)する。   The reference welding amount calculation circuit YT receives the above-described steady feeding speed setting signal Fas, a predetermined wire diameter φd, a predetermined coefficient α, and an external welding speed setting signal vws as input, based on the above equation (2). And the reference welding amount signal Yt is output. The current detection circuit ID detects the welding current Io and outputs a current detection signal Id. The initial welding amount calculation circuit YI determines that current energization starts when the current detection signal Id is equal to or greater than the threshold value, starts the calculation of the above formula (1) with the feed speed detection signal Fd as an input, When the value reaches the value of the reference welding amount signal Yt, the movement permission signal Wcr is output (High level).

[効果]
図5は、本発明の効果の一例を示すアークスタート部のビード形状図である。同図は上述した図9に対応している。同図(A)の場合を基準溶接条件として、同図(B)は溶接速度を速くした場合であり、同図(C)は開先形状を広くし定常送給速度を速くした場合である。本発明では溶接速度、定常送給速度等の溶接条件が変化しても初期時間Tiが自動的に適正値に設定されるので、同図に示すように、アークスタート部のビード形状は常に良好になる。
[effect]
FIG. 5 is a bead shape diagram of an arc start portion showing an example of the effect of the present invention. This figure corresponds to FIG. 9 described above. FIG. 4B shows the case where the welding speed is increased with the case of FIG. 4A as the reference welding condition, and FIG. 4C shows the case where the groove shape is widened and the steady feeding speed is increased. . In the present invention, the initial time Ti is automatically set to an appropriate value even if the welding conditions such as the welding speed and the steady feeding speed change, so that the bead shape of the arc start portion is always good as shown in FIG. become.

本発明は、鉄鋼だけでなくアルミニウム、ステンレス鋼、マグネシウム等の種々の金属材料の消耗電極ガスシールドアーク溶接に適用することができる。また、初期時間Tiの演算処理をロボット制御装置で行っても良い。また、ロボットの代わりに自動台車等を使用することもできる。   The present invention can be applied to consumable electrode gas shielded arc welding of various metal materials such as aluminum, stainless steel and magnesium as well as steel. Further, the arithmetic processing of the initial time Ti may be performed by the robot control device. An automatic cart or the like can be used instead of the robot.

本発明の実施の形態に係る消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート方法のタイミングチャートである。It is a timing chart of the arc start method of consumable electrode gas shield arc welding concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係る初期溶着量Yiと定常溶着量Ycとの関係を示すビード形状概念図である。It is a bead shape conceptual diagram showing the relation between initial welding amount Yi and steady welding amount Yc concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係る溶接速度vw及び定常送給速度Faと初期時間Tiとの関係図である。It is a related figure of welding speed vw and steady feeding speed Fa, and initial time Ti concerning an embodiment of the invention. 本発明に係る溶接電源のブロック図である。It is a block diagram of the welding power supply concerning the present invention. 本発明の効果の一例を示すアークスタート部のビード形状図である。It is a bead shape figure of the arc start part which shows an example of the effect of the present invention. 従来の消耗電極ガスシールドアーク溶接装置の構成図である。It is a block diagram of the conventional consumable electrode gas shield arc welding apparatus. 従来のアークスタート方法を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the conventional arc start method. 従来のアークスタート部のビード形状を示す図である。It is a figure which shows the bead shape of the conventional arc start part. 課題を説明するためのアークスタート部のビード形状図である。It is a bead shape figure of an arc start part for explaining a subject.

符号の説明Explanation of symbols

1 溶接ワイヤ
2 母材
2a アークスタート部のビード
2b 定常部のビード
3 アーク
4 溶接トーチ
5 溶接電源
6 マニピュレータ
7 ロボット制御装置
d 直径
DV 駆動回路
Dv 駆動信号
EF 送給誤差増幅回路
Ef 送給誤差増幅信号
EV 電圧誤差増幅回路
Ev 電圧誤差増幅信号
Fa 定常送給速度
FAS 定常送給速度設定回路
Fas 定常送給速度設定信号
FC 送給制御回路
Fc 送給制御信号
Fd 送給速度検出(値/信号)
Fi 初期送給速度
FIS 初期送給速度設定回路
Fis 初期送給速度設定信号
Fs 送給速度設定信号
ID 電流検出回路
Id 電流検出信号
Io 溶接電流
L1 曲線
MC 電源主回路
Mc 動作制御信号
St 溶接開始信号
SW 切換回路
Ti 初期時間
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
Vo 溶接電圧
VS 電圧設定回路
Vs 電圧設定信号
vw 溶接送度
vws 溶接速度設定信号
Wcr 移動許可信号
WM 送給モータ
Yc 定常溶着量
YI 初期溶着量演算回路
Yi 初期溶着量
YT 基準溶着量演算回路
Yt 基準溶着量
Yt 基準溶着量信号
α 係数

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding wire 2 Base material 2a Bead 2b of arc start part 3 Bead 3 of steady part 3 Arc 4 Welding torch 5 Welding power supply 6 Manipulator 7 Robot controller d Diameter DV Drive circuit Dv Drive signal EF Feed error amplifier circuit Ef Feed error amplifier Signal EV Voltage error amplification circuit Ev Voltage error amplification signal Fa Steady feed speed FAS Steady feed speed setting circuit Fas Steady feed speed setting signal FC Feed control circuit Fc Feed control signal Fd Feed speed detection (value / signal)
Fi initial feed speed FIS initial feed speed setting circuit Fis initial feed speed setting signal Fs feed speed setting signal ID current detection circuit Id current detection signal Io welding current L1 curve MC power supply main circuit Mc operation control signal St welding start signal SW switching circuit Ti initial time VD voltage detection circuit Vd voltage detection signal Vo welding voltage VS voltage setting circuit Vs voltage setting signal vw welding feed rate vws welding speed setting signal Wcr movement permission signal WM feed motor Yc steady welding amount YI initial welding amount Arithmetic circuit Yi Initial welding amount YT Reference welding amount arithmetic circuit Yt Reference welding amount Yt Reference welding amount signal α Coefficient

Claims (2)

アークスタート時に溶接電流が通電を開始し、それから初期時間Ti[s]が経過した後に予め定めた溶接速度vw[mm/s]で溶接トーチの移動を開始する消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート方法において、
前記初期時間Tiを、前記溶接電流が通電を開始した時点からの溶接ワイヤの初期溶着量が溶接長さ1cm当りの定常溶着量に係数αを乗じた基準値に達するまでの時間に設定し、前記係数αをアークスタート部のビード形状が所望形状になるように0.5を中心値として微調整することを特徴とする消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート方法。
Arc start of consumable electrode gas shielded arc welding in which welding current starts energizing at the time of arc start and starts moving the welding torch at a predetermined welding speed vw [mm / s] after the initial time Ti [s] has elapsed. In the method
The initial time Ti is set to a time until the initial welding amount of the welding wire from the time when the welding current starts energization reaches a reference value obtained by multiplying the steady welding amount per 1 cm of the welding length by a coefficient α, An arc start method for consumable electrode gas shielded arc welding, wherein the coefficient α is finely adjusted with 0.5 as a center value so that the bead shape of the arc start portion becomes a desired shape.
前記初期時間Ti中の溶接ワイヤの初期送給速度Fi[mm/s]と前記初期時間Ti経過後の溶接ワイヤの定常送給速度Fa[mm/s]とを同一値に設定し、前記初期時間Tiを前記係数α及び前記溶接速度vwによってTi=10・α/vwに設定することを特徴とする請求項1記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接のアークスタート方法。

The initial feeding speed Fi [mm / s] of the welding wire during the initial time Ti and the steady feeding speed Fa [mm / s] of the welding wire after the initial time Ti elapses are set to the same value, and the initial value is set. 2. The arc start method for consumable electrode gas shielded arc welding according to claim 1, wherein the time Ti is set to Ti = 10 · α / vw by the coefficient α and the welding speed vw.

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