JP2010155251A - Plasma gma welding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プラズマアークとＧＭＡアークとを同時に発生させるプラズマＧＭＡ溶接方法に関する。 The present invention relates to a plasma GMA welding method for simultaneously generating a plasma arc and a GMA arc.
従来、プラズマ溶接方法とＧＭＡ溶接方法とを組み合わせたプラズマＧＭＡ溶接方法が提案されている（たとえば特許文献１参照）。このプラズマＧＭＡ溶接方法においては、溶接トーチを通して送給されるワイヤと溶接母材との間にＧＭＡ溶接電流を流すことによりＧＭＡアークを発生させる。これと同時に、ワイヤを囲むようにＡｒなどのガスを供給し、このガスを介して溶接トーチと溶接母材との間にプラズマ溶接電流を流すことによりプラズマアークを発生させる。ワイヤは、ＧＭＡアークを発生させる電極として機能するとともに、その先端が溶融することにより溶滴となって溶接母材の接合を補助する。 Conventionally, a plasma GMA welding method combining a plasma welding method and a GMA welding method has been proposed (for example, see Patent Document 1). In this plasma GMA welding method, a GMA arc is generated by passing a GMA welding current between a wire fed through a welding torch and a welding base material. At the same time, a gas such as Ar is supplied so as to surround the wire, and a plasma arc is generated by flowing a plasma welding current between the welding torch and the welding base material via this gas. The wire functions as an electrode that generates a GMA arc, and the tip of the wire melts to form a droplet, thereby assisting the joining of the welding base material.
上記ＧＭＡ溶接電流は、上記溶滴を安定して供給することを目的として、一般的に直流のパルス波形とされている。図７（ａ）に示すように、ＧＭＡ溶接電流Ｉｗｍは、ピーク電流値Ｉｍｐとベース電流値Ｉｍｂとが交互に出力されるものである。ＧＭＡ溶接電流Ｉｗｍの平均電流値Ｉｍａは、ピーク電流値Ｉｍｐが出力される期間Ｔｐとベース電流値Ｉｍｂが出力される期間Ｔｂとの割合によって、その大きさが決定される。平均電流値Ｉｍａを大きくするには、期間Ｔｐの時間率を高める一方、平均電流値Ｉｍａを小さくするには、期間Ｔｂの時間率を高める。一方、図７（ｂ）に示すように、プラズマ溶接電流Ｉｗｐは、ＧＭＡ溶接電流Ｉｗｍに対して位相が反転された直流のパルス波形とされている。 The GMA welding current is generally a DC pulse waveform for the purpose of stably supplying the droplets. As shown in FIG. 7A, the GMA welding current Iwm is such that the peak current value Imp and the base current value Imb are alternately output. The magnitude of the average current value Ima of the GMA welding current Iwm is determined by the ratio of the period Tp during which the peak current value Imp is output and the period Tb during which the base current value Imb is output. In order to increase the average current value Ima, the time ratio of the period Tp is increased, while in order to decrease the average current value Ima, the time ratio of the period Tb is increased. On the other hand, as shown in FIG. 7B, the plasma welding current Iwp is a DC pulse waveform having a phase inverted with respect to the GMA welding current Iwm.
プラズマＧＭＡ溶接方法では、たとえばＧＭＡ溶接電流Ｉｗｍのピーク電流値Ｉｍｐが出力される際、ワイヤの先端が溶融して溶滴となる部分が生成され、ベース電流値Ｉｍｂに移行した際、溶接母材に溶滴として放たれる。 In the plasma GMA welding method, for example, when the peak current value Imp of the GMA welding current Iwm is output, a portion that forms a droplet by melting the tip of the wire is generated, and when the transition to the base current value Imb occurs, Released as a droplet.
しかしながら、従来のプラズマＧＭＡ溶接方法では、プラズマ溶接電流によってプラズマアークを発生させるため、図８に示すように、このプラズマアーク９０の影響によって、ワイヤＷが必要以上に軟化しやすくなり、ワイヤＷの先端に生成される溶滴となる部分９１が不当に大きくなることがある。そのため、大きくなった溶滴が溶接母材に放たれると、アーク長が増減し、安定したＧＭＡアークを発生させることが困難になる。これにより、スパッタが生じたり溶接ビードが良好に生成できなかったりするといった問題点があった。 However, in the conventional plasma GMA welding method, a plasma arc is generated by a plasma welding current. Therefore, as shown in FIG. 8, due to the influence of the plasma arc 90, the wire W is easily softened more than necessary. A portion 91 that becomes a droplet generated at the tip may be unduly enlarged. For this reason, when the enlarged droplets are released to the welding base material, the arc length increases and decreases, making it difficult to generate a stable GMA arc. Thereby, there existed a problem that a sputter | spatter arises or a welding bead cannot be produced | generated favorably.
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、ワイヤが必要以上に軟化するのを抑制して安定したＧＭＡアークを発生させることのできるプラズマＧＭＡ溶接方法を提供することをその課題とする。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and provides a plasma GMA welding method capable of generating a stable GMA arc by suppressing the wire from being softened more than necessary. Is the subject.
本発明によって提供されるプラズマＧＭＡ溶接方法は、溶接トーチを通して溶接母材に向けて送給されるワイヤと上記溶接母材との間にパルス波形のＧＭＡ溶接電流を流すことによりＧＭＡアークを発生させるとともに、上記ワイヤを囲むように供給されるガスを介して上記溶接トーチと上記溶接母材との間にプラズマ溶接電流を流すことによりプラズマアークを発生させる、プラズマＧＭＡ溶接方法であって、上記ＧＭＡ溶接電流のハイ状態であるときのピーク電流値、およびロー状態であるときのベース電流値を、上記プラズマ溶接電流の平均電流値を変化させるときに上記ピーク電流値および上記ベース電流値が変化する変化区間を有し、かつ上記平均電流値がある値に設定されるときの上記ピーク電流値および上記ベース電流値が、上記平均電流値より小さい値が設定されるときの上記ピーク電流値および上記ベース電流値以下であるように設定することを特徴としている。 The plasma GMA welding method provided by the present invention generates a GMA arc by flowing a pulse waveform GMA welding current between a wire fed toward a welding base material through a welding torch and the welding base material. A plasma GMA welding method for generating a plasma arc by causing a plasma welding current to flow between the welding torch and the welding base material via a gas supplied so as to surround the wire. The peak current value and the base current value change when the average current value of the plasma welding current is changed from the peak current value when the welding current is high and the base current value when the welding current is low. The peak current value and the base current value when there is a change section and the average current value is set to a certain value, Serial is characterized by setting, as the peak current value and is less than the base current value when the average current value smaller than the value is set.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ピーク電流値およびベース電流値の少なくともいずれかを、上記プラズマ溶接電流の平均電流値の変化に伴って段階的に変化させる。 In a preferred embodiment of the present invention, at least one of the peak current value and the base current value is changed stepwise with a change in the average current value of the plasma welding current.
このようなプラズマＧＭＡ溶接方法によれば、ＧＭＡ溶接電流のピーク電流値およびベース電流値は、プラズマ溶接電流の平均電流値に応じて設定される。たとえば、ピーク電流値とベース電流値とは、図３に示すように、プラズマ溶接電流の平均電流値が大きいほど小さくなるようにそれぞれ設定される。そのため、プラズマ溶接電流とＧＭＡ溶接電流とによるワイヤに与えられる熱量が、プラズマ溶接電流の平均電流値が増減しても不当に大きくならない。したがって、ワイヤが必要以上に軟化されることが抑制されるので、適度な大きさの溶滴を溶接母材に放つことができ、安定したＧＭＡアークを発生させることができる。 According to such a plasma GMA welding method, the peak current value and the base current value of the GMA welding current are set according to the average current value of the plasma welding current. For example, as shown in FIG. 3, the peak current value and the base current value are set so as to decrease as the average current value of the plasma welding current increases. Therefore, the amount of heat given to the wire by the plasma welding current and the GMA welding current does not unduly increase even if the average current value of the plasma welding current increases or decreases. Therefore, since the wire is suppressed from being softened more than necessary, a droplet having an appropriate size can be emitted to the welding base material, and a stable GMA arc can be generated.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図１は、本発明にかかるプラズマＧＭＡ溶接方法が適用される溶接装置を示す構成図である。この溶接装置Ａは、溶接母材Ｐに対してプラズマＧＭＡ溶接を施すための装置である。溶接装置Ａは、ＧＭＡアーク溶接電源ＰＳＭ、プラズマアーク溶接電源ＰＳＰ、設定装置ＳＥ、ワイヤ送給機構１、および溶接トーチ２などを備えている。 FIG. 1 is a configuration diagram showing a welding apparatus to which a plasma GMA welding method according to the present invention is applied. The welding apparatus A is an apparatus for performing plasma GMA welding on the welding base material P. The welding apparatus A includes a GMA arc welding power source PSM, a plasma arc welding power source PSP, a setting device SE, a wire feeding mechanism 1, a welding torch 2, and the like.
溶接トーチ２は、溶接母材Ｐに対してＧＭＡアーク３１およびプラズマアーク３２を発生させるためのものである。溶接トーチ２は、シールドガスノズル２１と、プラズマノズル２２と、非消耗電極としてのプラズマ電極２３と、コンタクトチップ２４とを備え、それらが同心軸上に配置された構成とされている。溶接トーチ２は、図示しない多関節ロボットなどによって保持された状態で溶接母材Ｐに沿って所定の速度で移動される。 The welding torch 2 is for generating a GMA arc 31 and a plasma arc 32 with respect to the welding base material P. The welding torch 2 includes a shield gas nozzle 21, a plasma nozzle 22, a plasma electrode 23 as a non-consumable electrode, and a contact tip 24, and these are arranged on a concentric axis. The welding torch 2 is moved at a predetermined speed along the welding base material P while being held by an articulated robot or the like (not shown).
シールドガスノズル２１は、たとえばＣｕからなる筒状部材である。プラズマノズル２２は、たとえばＣｕまたはＣｕ合金からなり、冷却水を通すチャネル２２ａが形成されていることにより直接的に水冷されている。プラズマ電極２３は、たとえばＣｕまたはＣｕ合金からなり、図略の経路を通る冷却水によって間接的に水冷されている。コンタクトチップ２４には貫通孔が形成され、この貫通孔には消耗電極としてのワイヤＷが供給される。コンタクトチップ２４は、ワイヤＷと導通している。 The shield gas nozzle 21 is a cylindrical member made of Cu, for example. The plasma nozzle 22 is made of, for example, Cu or a Cu alloy, and is directly water-cooled by forming a channel 22a through which cooling water passes. The plasma electrode 23 is made of, for example, Cu or a Cu alloy, and is indirectly water-cooled by cooling water passing through a path not shown. A through hole is formed in the contact chip 24, and a wire W as a consumable electrode is supplied to the through hole. The contact chip 24 is electrically connected to the wire W.
この溶接トーチ２では、シールドガスノズル２１とプラズマノズル２２との隙間から溶接母材Ｐに対して、たとえばＡｒなどのシールドガスＧｓが供給される。シールドガスＧｓは、ＧＭＡアーク３１およびプラズマアーク３２を大気から遮蔽するものである。また、プラズマノズル２２とプラズマ電極２３との隙間からは、たとえばＡｒなどのプラズマガスＧｐが供給される。プラズマガスＧｐは、プラズマアーク３２を絞るためのものである。
さらに、プラズマ電極２３とコンタクトチップ２４との隙間からは、たとえばＡｒなどのセンターガスＧｃが供給される。センターガスＧｃは、プラズマ状態となることによりプラズマアーク３２を発生させるためのものである。
In the welding torch 2, for example, a shielding gas Gs such as Ar is supplied to the welding base material P from the gap between the shielding gas nozzle 21 and the plasma nozzle 22. The shield gas Gs shields the GMA arc 31 and the plasma arc 32 from the atmosphere. Further, a plasma gas Gp such as Ar is supplied from the gap between the plasma nozzle 22 and the plasma electrode 23. The plasma gas Gp is for constricting the plasma arc 32.
Further, a center gas Gc such as Ar is supplied from the gap between the plasma electrode 23 and the contact tip 24. The center gas Gc is for generating the plasma arc 32 by being in a plasma state.
溶接トーチ２のコンタクトチップ２４には、ＧＭＡアーク溶接電源ＰＳＭが接続されている。後述するように、ＧＭＡアーク溶接電源ＰＳＭからＧＭＡ溶接電流Ｉｗｍが供給されると、ワイヤＷから溶接母材Ｐに対してＧＭＡアーク３１が発生される。 A GMA arc welding power source PSM is connected to the contact tip 24 of the welding torch 2. As will be described later, when a GMA welding current Iwm is supplied from the GMA arc welding power source PSM, a GMA arc 31 is generated from the wire W to the welding base material P.
溶接トーチ２のプラズマ電極２３には、プラズマアーク溶接電源ＰＳＰが接続されている。後述するように、プラズマアーク溶接電源ＰＳＰからプラズマ溶接電流Ｉｗｐが供給されると、プラズマ電極２３から溶接母材Ｐに対してプラズマアーク３２が発生される。 A plasma arc welding power source PSP is connected to the plasma electrode 23 of the welding torch 2. As will be described later, when a plasma welding current Iwp is supplied from the plasma arc welding power source PSP, a plasma arc 32 is generated from the plasma electrode 23 to the welding base material P.
ＧＭＡアーク溶接電源ＰＳＭは、溶接母材ＰをＧＭＡ溶接するための電力を発生させるものである。ＧＭＡアーク溶接電源ＰＳＭは、溶接トーチ２のコンタクトチップ２４を介してワイヤＷと溶接母材Ｐとの間に、ＧＭＡアーク溶接電圧Ｖｗｍを印加することにより、溶接トーチ２にＧＭＡ溶接電流Ｉｗｍを供給する。ＧＭＡアーク溶接電源ＰＳＭは、正極（符号「＋」参照）と負極（符号「−」参照）の２つの電極が設けられており、正極が溶接トーチ２のコンタクトチップ２４に導通しており、負極が溶接母材Ｐに導通している。 The GMA arc welding power source PSM generates electric power for GMA welding the welding base material P. The GMA arc welding power supply PSM supplies a GMA welding current Iwm to the welding torch 2 by applying a GMA arc welding voltage Vwm between the wire W and the welding base material P via the contact tip 24 of the welding torch 2. To do. The GMA arc welding power supply PSM is provided with two electrodes, a positive electrode (see symbol “+”) and a negative electrode (see symbol “−”), and the positive electrode is electrically connected to the contact tip 24 of the welding torch 2. Is electrically connected to the welding base material P.
なお、ＧＭＡアーク溶接電源ＰＳＭから出力されるＧＭＡ溶接電流Ｉｗｍは、図２（ａ）に示すように、パルスピーク電流値Ｉｍｐとパルスベース電流値Ｉｍｂとが交互に出力されるパルス状の電流である。本実施形態では、後述するように、このＧＭＡ溶接電流Ｉｗｍのパルスピーク電流値Ｉｍｐとパルスベース電流値Ｉｍｂとは、設定装置ＳＥからの設定信号Ｉｓに基づいて設定される。 Note that the GMA welding current Iwm output from the GMA arc welding power source PSM is a pulsed current in which the pulse peak current value Imp and the pulse base current value Imb are alternately output as shown in FIG. is there. In the present embodiment, as will be described later, the pulse peak current value Imp and the pulse base current value Imb of the GMA welding current Iwm are set based on the setting signal Is from the setting device SE.
プラズマアーク溶接電源ＰＳＰは、溶接母材Ｐをプラズマ溶接するための電力を発生させるものである。プラズマアーク溶接電源ＰＳＰは、プラズマ電極２３と溶接母材Ｐとの間に、プラズマアーク溶接電圧Ｖｗｐを印加することにより、プラズマ電極２３にプラズマ溶接電流Ｉｗｐを供給する。プラズマアーク溶接電源ＰＳＰは、正極（符号「＋」参照）と負極（符号「−」参照）の２つの電極が設けられており、正極がプラズマ電極２３に導通しており、負極が溶接母材Ｐに導通している。 The plasma arc welding power source PSP generates electric power for plasma welding the welding base material P. The plasma arc welding power source PSP supplies a plasma welding current Iwp to the plasma electrode 23 by applying a plasma arc welding voltage Vwp between the plasma electrode 23 and the welding base material P. The plasma arc welding power source PSP is provided with two electrodes, a positive electrode (see symbol “+”) and a negative electrode (see symbol “−”), the positive electrode is connected to the plasma electrode 23, and the negative electrode is a welding base material. Conductive to P.
プラズマ溶接電流Ｉｗｐは、図２（ｂ）に示すように、ほぼ一定の直流の電流である。プラズマアーク溶接電源ＰＳＰでは、溶接前に予めプラズマ溶接電流Ｉｗｐの値Ｉｒが設定される（以下、このプラズマ溶接電流の値を「プラズマ溶接電流設定値」という。）。プラズマ溶接電流設定値Ｉｒは、たとえば溶接母材Ｐの種類や溶接速度などに応じて設定されるものであり、設定装置ＳＥに伝達される。なお、プラズマ溶接電流Ｉｗｐは、図７（ｂ）に示したように、パルス状の電流であってもよい。 The plasma welding current Iwp is a substantially constant DC current as shown in FIG. In the plasma arc welding power source PSP, the value Ir of the plasma welding current Iwp is set in advance before welding (hereinafter, this plasma welding current value is referred to as “plasma welding current set value”). The plasma welding current set value Ir is set according to, for example, the type of the welding base material P and the welding speed, and is transmitted to the setting device SE. The plasma welding current Iwp may be a pulsed current as shown in FIG.
設定装置ＳＥは、プラズマアーク溶接電源ＰＳＰから伝達されるプラズマ溶接電流設定値Ｉｒに基づいて、ＧＭＡアーク溶接電源ＰＳＭが溶接トーチ２に供給するＧＭＡ溶接電流Ｉｗｍの値を設定するための値（後述する領域番号に相当）を判別することにより決定し、決定した値を設定信号ＩｓとしてＧＭＡアーク溶接電源ＰＳＭに伝達するものである。 The setting device SE sets a value of a GMA welding current Iwm supplied to the welding torch 2 by the GMA arc welding power supply PSM (described later) based on the plasma welding current setting value Ir transmitted from the plasma arc welding power supply PSP. And the determined value is transmitted as a setting signal Is to the GMA arc welding power source PSM.
ワイヤ送給機構１は、ワイヤＷを溶接トーチ２に送給するための機構であり、図示しないワイヤリール、ワイヤＷを溶接トーチ２に対して送り出す一対の送給ローラ１１、および送給ローラ１１を回転させるモータ１２などによって構成されている。モータ１２は、ＧＭＡアーク溶接電源ＰＳＭから伝達される送給制御信号Ｆｃによって回転駆動される。なお、図１の符号３３は溶融池を示し、符号３４は溶接金属を示す。 The wire feeding mechanism 1 is a mechanism for feeding the wire W to the welding torch 2, and includes a wire reel (not shown), a pair of feeding rollers 11 for feeding the wire W to the welding torch 2, and the feeding roller 11. The motor 12 etc. which rotate are comprised. The motor 12 is rotationally driven by a feed control signal Fc transmitted from the GMA arc welding power source PSM. In addition, the code | symbol 33 of FIG. 1 shows a molten pool, and the code | symbol 34 shows a weld metal.
次に、本実施形態のプラズマＧＭＡ溶接方法について説明する。 Next, the plasma GMA welding method of this embodiment will be described.
本実施形態におけるプラズマＧＭＡ溶接方法では、プラズマＧＭＡ溶接が行われる前に、プラズマアーク溶接電源ＰＳＰにおいてたとえば溶接母材Ｐの種類や溶接速度などに応じてプラズマ溶接電流設定値Ｉｒが設定される。設定されたプラズマ溶接電流設定値Ｉｒは、プラズマアーク溶接電源ＰＳＰから設定装置ＳＥに伝達される。なお、プラズマ溶接電流Ｉｗｐがパルス状の波形を有する場合、プラズマ溶接電流設定値Ｉｒは、平均電流値とされる。 In the plasma GMA welding method in the present embodiment, the plasma welding current set value Ir is set in the plasma arc welding power source PSP according to, for example, the type of welding base material P and the welding speed before plasma GMA welding is performed. The set plasma welding current set value Ir is transmitted from the plasma arc welding power source PSP to the setting device SE. When plasma welding current Iwp has a pulse-like waveform, plasma welding current set value Ir is an average current value.
設定装置ＳＥでは、プラズマ溶接電流設定値Ｉｒに応じた領域番号が判別されて決定される。より具体的には、設定装置ＳＥには、図示しないメモリが備えられており、このメモリには、プラズマ溶接電流ＩｗｐとＧＭＡ溶接電流Ｉｗｍとの関係（図３参照）がテーブル化されて記憶されている。図３に示すように、プラズマ溶接電流Ｉｗｐは、各値がその大きさに応じて３つの領域「Ｉ」、「ＩＩ」、「ＩＩＩ」に区分されている。設定装置ＳＥでは、プラズマ溶接電流設定値Ｉｒの大きさに基づいて、３つの領域「Ｉ」、「ＩＩ」、「ＩＩＩ」のうちのいずれかの領域が判別される。たとえば、プラズマ溶接電流設定値ＩｒがＩｒ＜ａ１の場合には、領域「Ｉ」と判別され、ａ１≦Ｉｒ＜ａ２（ａ１＜ａ２）の場合には、領域「ＩＩ」と判別され、ａ２≦Ｉｒの場合には、領域「ＩＩＩ」と判別される。 In the setting device SE, an area number corresponding to the plasma welding current set value Ir is determined and determined. More specifically, the setting device SE is provided with a memory (not shown), and the relationship between the plasma welding current Iwp and the GMA welding current Iwm (see FIG. 3) is tabulated and stored in this memory. ing. As shown in FIG. 3, each value of the plasma welding current Iwp is divided into three regions “I”, “II”, and “III” according to the magnitude thereof. In setting device SE, one of the three regions “I”, “II”, and “III” is determined based on the magnitude of plasma welding current set value Ir. For example, when the plasma welding current set value Ir is Ir <a1, the region is determined as “I”, and when a1 ≦ Ir <a2 (a1 <a2), the region is determined as “II”, and a2 ≦ In the case of Ir, the region is determined as “III”.
設定装置ＳＥにおいて判別された領域番号は、設定信号ＩｓとしてＧＭＡアーク溶接電源ＰＳＭに伝達される。ＧＭＡアーク溶接電源ＰＳＭでは、領域番号に応じてＧＭＡ溶接電流Ｉｗｍのパルスピーク電流値Ｉｍｐとパルスベース電流値Ｉｍｂとが設定される。 The area number determined in the setting device SE is transmitted to the GMA arc welding power source PSM as the setting signal Is. In the GMA arc welding power source PSM, the pulse peak current value Imp and the pulse base current value Imb of the GMA welding current Iwm are set according to the region number.
より具体的には、図３に示すように、設定信号Ｉｓとしての領域番号が「Ｉ」の場合、パルスピーク電流値ＩｍｐはＩｐ１に設定され、パルスベース電流値ＩｍｂはＩｂ１に設定される。領域番号が「ＩＩ」の場合、パルスピーク電流値ＩｍｐはＩｐ２（Ｉｐ２＜Ｉｐ１）に設定され、パルスベース電流値ＩｍｂはＩｂ２（Ｉｂ２＜Ｉｂ１）に設定される。さらに、領域番号が「ＩＩＩ」の場合、パルスピーク電流値ＩｍｐはＩｐ３（Ｉｐ３＜Ｉｐ２）に設定され、パルスベース電流値ＩｍｂはＩｂ３（Ｉｂ３＜Ｉｂ２）に設定される。 More specifically, as shown in FIG. 3, when the region number as the setting signal Is is “I”, the pulse peak current value Imp is set to Ip1, and the pulse base current value Imb is set to Ib1. When the region number is “II”, the pulse peak current value Imp is set to Ip2 (Ip2 <Ip1), and the pulse base current value Imb is set to Ib2 (Ib2 <Ib1). Further, when the region number is “III”, the pulse peak current value Imp is set to Ip3 (Ip3 <Ip2), and the pulse base current value Imb is set to Ib3 (Ib3 <Ib2).
図３に示すグラフによれば、プラズマ溶接電流Ｉｗｐを変化させるときにパルスピーク電流値Ｉｍｐおよびパルスベース電流値Ｉｍｂが変化する変化区間を有している。また、プラズマ溶接電流Ｉｗｐがある値に設定されるときのパルスピーク電流値Ｉｍｐおよびパルスベース電流値Ｉｍｂが、当該プラズマ溶接電流Ｉｗｐの値より小さい値が設定されるときのパルスピーク電流値Ｉｍｐおよびパルスベース電流値Ｉｍｂ以下であるように、パルスピーク電流値Ｉｍｐおよびパルスベース電流値Ｉｍｂがそれぞれ設定されるようになっている。 According to the graph shown in FIG. 3, there is a change section in which the pulse peak current value Imp and the pulse base current value Imb change when the plasma welding current Iwp is changed. In addition, the pulse peak current value Imp and the pulse base current value Imb when the plasma welding current Iwp is set to a certain value are set to values smaller than the value of the plasma welding current Iwp and the pulse peak current value Imp and The pulse peak current value Imp and the pulse base current value Imb are set so as to be equal to or less than the pulse base current value Imb.
ＧＭＡアーク溶接電源ＰＳＭでは、設定されたパルスピーク電流値Ｉｍｐとパルスベース電流値Ｉｍｂとを有するＧＭＡ溶接電流Ｉｗｍをコンタクトチップ２４に対して供給し、これによりＧＭＡアーク３１が発生される。 In the GMA arc welding power source PSM, a GMA welding current Iwm having a set pulse peak current value Imp and a pulse base current value Imb is supplied to the contact tip 24, thereby generating a GMA arc 31.
なお、図４に示すように、ＧＭＡ溶接電流Ｉｗｍのパルスピーク電流値Ｉｍｐとパルスベース電流値Ｉｍｂとは、ワイヤＷの送給速度（ｍ／分）には依存しない。すなわち、ワイヤＷの送給速度が増減しても、プラズマ溶接電流設定値Ｉｒに基づいて設定されたパルスピーク電流値Ｉｍｐとパルスベース電流値Ｉｍｂとは、ほぼ一定の値とされる。 As shown in FIG. 4, the pulse peak current value Imp and the pulse base current value Imb of the GMA welding current Iwm do not depend on the feed speed (m / min) of the wire W. That is, even if the feeding speed of the wire W increases or decreases, the pulse peak current value Imp and the pulse base current value Imb set based on the plasma welding current set value Ir are substantially constant.
一方、プラズマアーク溶接電源ＰＳＰは、設定されたプラズマ溶接電流設定値Ｉｒに基づくプラズマ溶接電流Ｉｗｐをプラズマ電極２３に供給し、これによりプラズマアーク３２が発生される。 On the other hand, the plasma arc welding power source PSP supplies a plasma welding current Iwp based on the set plasma welding current set value Ir to the plasma electrode 23, thereby generating a plasma arc 32.
次に、本実施形態のプラズマＧＭＡ溶接方法の作用について説明する。 Next, the operation of the plasma GMA welding method of this embodiment will be described.
本実施形態では、プラズマ溶接電流設定値Ｉｒに応じて、ＧＭＡ溶接電流Ｉｗｍのパルスピーク電流値Ｉｍｐとパルスベース電流値Ｉｍｂとが設定される。パルスピーク電流値Ｉｍｐおよびパルスベース電流値Ｉｍｂは、プラズマ溶接電流設定値Ｉｒが小さい場合には、比較的大きな値にそれぞれ設定される一方、プラズマ溶接電流設定値Ｉｒが大きい場合には、比較的小さな値にそれぞれ設定される。 In the present embodiment, the pulse peak current value Imp and the pulse base current value Imb of the GMA welding current Iwm are set according to the plasma welding current set value Ir. The pulse peak current value Imp and the pulse base current value Imb are set to relatively large values when the plasma welding current set value Ir is small, while the pulse peak current value Imp and the pulse base current value Imb are relatively large when the plasma welding current set value Ir is large. Each is set to a small value.
すなわち、プラズマ溶接電流ＩｗｐとＧＭＡ溶接電流ＩｗｍとによってワイヤＷに与えられる熱量は、プラズマ溶接電流Ｉｗｐが増減したとしても不当に大きくなることはない。そのため、図５に示すように、プラズマ溶接電流Ｉｗｐによるプラズマアーク３２が発生しても、ワイヤＷが必要以上に軟化されることが抑制され、ワイヤＷの先端には、適度な大きさの溶滴となる部分３５が生成され、ワイヤＷの先端から不当に大きな溶滴が放たれることが抑制される。したがって、安定したアーク長を有するＧＭＡアーク３１を発生させることができ、スパッタなどの発生を抑制することができる。 That is, the amount of heat given to the wire W by the plasma welding current Iwp and the GMA welding current Iwm does not unreasonably increase even if the plasma welding current Iwp increases or decreases. Therefore, as shown in FIG. 5, even if the plasma arc 32 is generated by the plasma welding current Iwp, the wire W is suppressed from being softened more than necessary, and a moderately large amount of melt is formed at the tip of the wire W. A portion 35 that becomes a droplet is generated, and an inappropriately large droplet is prevented from being released from the tip of the wire W. Therefore, the GMA arc 31 having a stable arc length can be generated, and the occurrence of sputtering or the like can be suppressed.
なお、上記実施形態では、パルスピーク電流値Ｉｍｐおよびパルスベース電流値Ｉｍｂを段階的に設定するようにしたが、これに限らず、たとえば図６に示すように、パルスピーク電流値Ｉｍｐおよびパルスベース電流値Ｉｍｂは、プラズマ溶接電流Ｉｗｐに応じて連続的に変化するように定められていてもよい。しかしながら、上記実施形態のようにパルスピーク電流値Ｉｍｐおよびパルスベース電流値Ｉｍｂを段階的に設定した方が、連続的に変化する場合に比べ、パルスピーク電流値Ｉｍｐおよびパルスベース電流値Ｉｍｂの設定が容易となるので、制御が簡素化できる。 In the above embodiment, the pulse peak current value Imp and the pulse base current value Imb are set stepwise. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 6, the pulse peak current value Imp and the pulse base current are set. The current value Imb may be determined so as to continuously change according to the plasma welding current Iwp. However, when the pulse peak current value Imp and the pulse base current value Imb are set stepwise as in the above-described embodiment, the pulse peak current value Imp and the pulse base current value Imb are set compared to the case where the pulse peak current value Imp and the pulse base current value Imb change continuously. Therefore, the control can be simplified.
また、図３に示したプラズマ溶接電流Ｉｗｐ領域数は、上記実施形態に限るものではなく、２つまたは４つ以上とされてもよい。 Further, the number of plasma welding current Iwp regions shown in FIG. 3 is not limited to the above embodiment, and may be two or four or more.
本発明に係るプラズマＧＭＡ溶接方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るプラズマＧＭＡ溶接方法の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The plasma GMA welding method according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the plasma GMA welding method according to the present invention can be varied in design in various ways.
Ａ 溶接装置
Ｇｃ センターガス
Ｇｓ シールドガス
Ｇｐ プラズマガス
Ｉｗｍ ＧＭＡアーク溶接電流
Ｉｗｐ プラズマアーク溶接電流
Ｐ 溶接母材
ＰＳＭ ＧＭＡアーク溶接電源
ＰＳＰ プラズマアーク溶接電源
ＳＥ 設定装置
Ｗ ワイヤ
１ ワイヤ送給機構
１１ 送給ローラ
１２ モータ
２ 溶接トーチ
２１ シールドガスノズル
２２ プラズマノズル
２２ａ チャネル
２３ プラズマ電極（非消耗電極）
２４ コンタクトチップ
３１ ＧＭＡアーク
３２ プラズマアーク
３３ 溶融池
３４ 溶接金属
A welding device Gc center gas Gs shield gas Gp plasma gas Iwm GMA arc welding current Iwp plasma arc welding current P welding base material PSM GMA arc welding power source PSP plasma arc welding power source SE setting device W wire 1 wire feeding mechanism 11 feeding roller 12 motor 2 welding torch 21 shield gas nozzle 22 plasma nozzle 22a channel 23 plasma electrode (non-consumable electrode)
24 Contact tip 31 GMA arc 32 Plasma arc 33 Weld pool 34 Weld metal
Claims (2)
上記ワイヤを囲むように供給されるガスを介して上記溶接トーチと上記溶接母材との間にプラズマ溶接電流を流すことによりプラズマアークを発生させる、プラズマＧＭＡ溶接方法であって、
上記ＧＭＡ溶接電流のハイ状態であるときのピーク電流値、およびロー状態であるときのベース電流値を、上記プラズマ溶接電流の平均電流値を変化させるときに上記ピーク電流値および上記ベース電流値が変化する変化区間を有し、かつ上記平均電流値がある値に設定されるときの上記ピーク電流値および上記ベース電流値が、上記平均電流値より小さい値が設定されるときの上記ピーク電流値および上記ベース電流値以下であるように設定することを特徴とする、プラズマＧＭＡ溶接方法。 A GMA arc is generated by passing a pulse waveform GMA welding current between a wire fed toward the welding base material through the welding torch and the welding base material,
A plasma GMA welding method for generating a plasma arc by flowing a plasma welding current between the welding torch and the welding base material through a gas supplied so as to surround the wire,
The peak current value when the GMA welding current is in the high state and the base current value when the GMA welding current is in the low state are the same as the peak current value and the base current value when the average current value of the plasma welding current is changed. The peak current value when the peak current value and the base current value are set to be smaller than the average current value when the average current value is set to a certain value with the changing interval changing And a plasma GMA welding method, wherein the plasma GMA welding method is set to be equal to or less than the base current value.
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