JP2010284708A - 交流パルスアーク溶接制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電極マイナス極性ピーク期間Tpn中は電極マイナス極性ピーク電流Ipnを通電し、続けて電極プラス極性ピーク期間Tp中は電極プラス極性ピーク電流Ipを通電し、続けて電極プラス極性ベース期間Tb中は電極プラス極性ベース電流Ibを通電し、続けて電極マイナス極性ベース期間Tbn中は電極マイナス極性ベース電流Ibnを通電して溶接を行う交流パルスアーク溶接制御方法において、電極プラス極性ピーク期間Tp又は電極プラス極性ベース期間Tb中に溶滴移行が行われなかったときは、電極プラス極性ベース期間Tbと電極マイナス極性ベース期間Tbnとの間に電極プラス極性ピーク期間Tp及び電極プラス極性ベース期間Tbを再度設ける。
【選択図】 図1
Description
Ren=((Ten・|Ibn|)/(Ten・|Ibn|+Tp・Ip+Tb・Ib))×100
すなわち、この電極マイナス極性電流比率Renは、溶接電流の絶対値の平均値に占める電極マイナス極性期間中の溶接電流の比率を表している。
前記電極プラス極性ピーク期間又は前記電極プラス極性ベース期間中に溶滴移行が行われなかったときは、前記電極プラス極性ベース期間と前記電極マイナス極性ベース期間との間に前記電極プラス極性ピーク期間及び前記電極プラス極性ベース期間を再度設ける、
ことを特徴とする交流パルスアーク溶接制御方法である。
ことを特徴とする第1の発明記載の交流パルスアーク溶接制御方法である。
ことを特徴とする第1又は第2の発明記載の交流パルスアーク溶接制御方法である。
ことを特徴とする第1又は第2の発明記載の交流パルスアーク溶接制御方法である。
ことを特徴とする第1又は第2の発明記載の交流パルスアーク溶接制御方法である。
図1は、本発明の実施の形態1に係る交流パルスアーク溶接制御方法を示す電流・電圧波形図である。同図(A)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(B)は溶接電圧Vwの時間変化を示す。同図において、0A及び0Vから上側が電極プラス極性EPを示し、下側が電極マイナス極性ENを示す。同図は、電極マイナス極性電流比率が通常範囲(0〜30%程度)よりも大きく設定された場合である。同図(B)において、極性切換時のアーク切れを防止するために、極性切換時に短時間の間、高電圧(図示は省略)を溶接電圧Vwに重畳している。以下、同図を参照して説明する。
時刻t1〜t2の電極マイナス極性ベース期間Tbn中は、同図(A)に示すように、臨界値未満の電極マイナス極性ベース電流Ibnが通電し、同図(B)に示すように、電極マイナス極性ベース電圧が印加する。時刻t2から第n回目のパルス周期Tf(n)が開始する。時刻t2〜t3の電極マイナス極性ピーク期間Tpn中は、同図(A)に示すように、臨界値以上の電極マイナス極性ピーク電流Ipnが通電し、同図(B)に示すように、電極マイナス極性ピーク電圧が印加する。時刻t3において極性が反転する。時刻t3〜t4の電極プラス極性ピーク期間Tp中は、同図(A)に示すように、臨界値以上の電極プラス極性ピーク電流Ipが通電し、同図(B)に示すように、電極プラス極性ピーク電圧が印加する。時刻t4〜t5の電極プラス極性ベース期間Tb中は、同図(A)に示すように、臨界値未満の電極プラス極性ベース電流Ibが通電し、同図(B)に示すように、電極プラス極性ベース電圧が印加する。第n回目のパルス周期Tf(n)においては、この電極プラス極性ベース期間Tb中の時刻t41時点で、溶滴移行が行われる。そして、上記の電極プラス極性ピーク期間Tp又は上記の電極プラス極性ベース期間Tb中に溶滴移行が行われたために、電極マイナス極性ベース期間Tbnに移行する。電極プラス極性ピーク期間Tp又は電極プラス極性ベース期間Tb中に溶滴移行が行われなかったときの動作については、第n+1回目のパルス周期Tf(n+1)において説明する。時刻t5において極性が反転し、時刻t5〜t6の期間は、再び上記の電極マイナス極性ベース期間Tbnとなり、時刻t6において第n回目のパルス周期Tf(n)が終了する。時刻t1〜t3の期間が、電極マイナス極性期間Tenとなる。
Ren=((Tpn・|Ipn|+Tbn・|Ibn|)/(Tp・Ip+Tpn・|Ipn|+Tbn・|Ibn|+Tb・Ib))×100
時刻t6から第n+1回目のパルス周期Tf(n+1)が開始する。時刻t6〜t7の電極マイナス極性ピーク期間Tpn中は、同図(A)に示すように、臨界値以上の電極マイナス極性ピーク電流Ipnが通電し、同図(B)に示すように、電極マイナス極性ピーク電圧が印加する。時刻t7において極性が反転する。時刻t7〜t8の電極プラス極性ピーク期間Tp中は、同図(A)に示すように、臨界値以上の電極プラス極性ピーク電流Ipが通電し、同図(B)に示すように、電極プラス極性ピーク電圧が印加する。時刻t8〜t9の電極プラス極性ベース期間Tb中は、同図(A)に示すように、臨界値未満の電極プラス極性ベース電流Ibが通電し、同図(B)に示すように、電極プラス極性ベース電圧が印加する。時刻t7〜t8の電極プラス極性ピーク期間Tp又は時刻t8〜t9の電極プラス極性ベース期間Tb中の溶接電圧Vwは、同図(B)に示すように、急上昇も急降下もしていないので、これらの期間中には溶滴移行が行われなかったことを示している。このために、本来の動作である電極マイナス極性ベース期間Tbnへの移行は行わずに、2回目の電極プラス極性ピーク期間Tp及び2回目の電極プラス極性ベース期間Tbに移行する。時刻t9〜t10の2回目の電極プラス極性ピーク期間Tp中は、同図(A)に示すように、臨界値以上の電極プラス極性ピーク電流Ipが通電し、同図(B)に示すように、電極プラス極性ピーク電圧が印加する。時刻t10〜t11の2回目の電極プラス極性ベース期間Tb中は、同図(A)に示すように、臨界値未満の電極プラス極性ベース電流Ibが通電し、同図(B)に示すように、電極プラス極性ベース電圧が印加する。この2回目の電極プラス極性ベース期間Tb中の時刻t101において、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwが短時間の間急降下している。このことは、時刻t101において、溶滴移行が行われたことを示している。但し、2回目の電極プラス極性ピーク期間Tp又は2回目の電極プラス極性ベース期間Tb中に、溶滴移行が行われたか否かにかかわらず、電極マイナス極性ベース期間Tbnに移行する。時刻t11において極性が反転し、時刻t11〜t12の電極マイナス極性ベース期間Tbn中は、同図(A)に示すように、臨界値未満の電極マイナス極性ベース電流Ibnが通電し、同図(B)に示すように、電極マイナス極性ベース電圧が印加する。これで、第n+1回目のパルス周期Tf(n+1)が終了し、次のパルス周期へと移行する。
(1)パルス周期信号Tfが短時間Highレベルに変化した時点から電極マイナス極性ピーク期間設定信号Tpnrによって定まる期間中は、タイマ信号Tmの値を1にして出力する。
(2)続いて、電極プラス極性ピーク期間設定信号Tprによって定まる期間中は、タイマ信号Tmの値を2にして出力する。
(3)続いて、電極プラス極性ベース期間設定信号Tbrによって定まる期間中は、タイマ信号Tmの値を3にして出力する。そして、この期間が終了した時点で、溶滴移行判別信号MdがHighレベル(溶滴移行あり)であるかを判断し、YESならば(6)に進み、NOならば(4)に進む。
(4)続いて、再び電極プラス極性ピーク期間設定信号Tprによって定まる期間中は、タイマ信号Tmの値を2にして出力する。
(5)続いて、再び電極プラス極性ベース期間設定信号Tbrによって定まる期間中は、タイマ信号Tmの値を3にして出力する。
(6)続いて、再びパルス周期信号Tfが短時間Highレベルになるまでの期間中は、タイマ信号Tmの値を4にして出力する。以後、これらの動作を繰り返す。
図3は、本発明の実施の形態2に係る交流パルスアーク溶接制御方法を示す電流・電圧波形図である。同図(A)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(B)は溶接電圧Vwの時間変化を示す。同図において、0A及び0Vから上側が電極プラス極性EPを示し、下側が電極マイナス極性ENを示す。同図は、電極マイナス極性電流比率が通常範囲(0〜30%程度)よりも大きく設定された場合である。同図(B)において、極性切換時のアーク切れを防止するために、極性切換時に短時間の間、高電圧(図示は省略)を溶接電圧Vwに重畳している。同図は、上述した図1と対応しており、時刻t1〜t9の期間の動作は同一であるので、これらの期間の説明は省略する。以下、同図を参照して説明する。
時刻t6から第n+1回目のパルス周期Tf(n+1)が開始する。時刻t6〜t7の電極マイナス極性ピーク期間Tpn中は、同図(A)に示すように、臨界値以上の電極マイナス極性ピーク電流Ipnが通電し、同図(B)に示すように、電極マイナス極性ピーク電圧が印加する。時刻t7において極性が反転する。時刻t7〜t8の電極プラス極性ピーク期間Tp中は、同図(A)に示すように、臨界値以上の電極プラス極性ピーク電流Ipが通電し、同図(B)に示すように、電極プラス極性ピーク電圧が印加する。時刻t8〜t9の電極プラス極性ベース期間Tb中は、同図(A)に示すように、臨界値未満の電極プラス極性ベース電流Ibが通電し、同図(B)に示すように、電極プラス極性ベース電圧が印加する。時刻t7〜t8の電極プラス極性ピーク期間Tp又は時刻t8〜t9の電極プラス極性ベース期間Tb中の溶接電圧Vwは、同図(B)に示すように、急上昇も急降下もしていないので、これらの期間中には溶滴移行が行われなかったことを示している。このために、本来の動作である電極マイナス極性ベース期間Tbnへの移行は行わずに、2回目の電極プラス極性ピーク期間Tp及び2回目の電極プラス極性ベース期間Tbに移行する。時刻t9〜t10の2回目の電極プラス極性ピーク期間Tp中は、同図(A)に示すように、臨界値以上の電極プラス極性ピーク電流Ipが通電し、同図(B)に示すように、電極プラス極性ピーク電圧が印加する。時刻t10〜t11の2回目の電極プラス極性ベース期間Tb中は、同図(A)に示すように、臨界値未満の電極プラス極性ベース電流Ibが通電し、同図(B)に示すように、電極プラス極性ベース電圧が印加する。時刻t9〜t10の2回目の電極プラス極性ピーク期間Tp又は時刻t10〜t11の2回目の電極プラス極性ベース期間Tb中の溶接電圧Vwは、同図(B)に示すように、急上昇も急降下もしていないので、これらの期間中には溶滴移行が行われなかったことを示している。このために、本来の動作である電極マイナス極性ベース期間Tbnへの移行は行わずに、3回目の電極プラス極性ピーク期間Tp及び3回目の電極プラス極性ベース期間Tbに移行する。時刻t11〜t12の3回目の電極プラス極性ピーク期間Tp中は、同図(A)に示すように、臨界値以上の電極プラス極性ピーク電流Ipが通電し、同図(B)に示すように、電極プラス極性ピーク電圧が印加する。時刻t12〜t13の3回目の電極プラス極性ベース期間Tb中は、同図(A)に示すように、臨界値未満の電極プラス極性ベース電流Ibが通電し、同図(B)に示すように、電極プラス極性ベース電圧が印加する。この3回目の電極プラス極性ベース期間Tb中の時刻t121において、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwが短時間の間急降下している。このことは、時刻t121において、溶滴移行が行われたことを示している。但し、3回目の電極プラス極性ピーク期間Tp又は3回目の電極プラス極性ベース期間Tb中に、溶滴移行が行われたか否かにかかわらず、電極マイナス極性ベース期間Tbnに移行する。時刻t13において極性が反転し、時刻t13〜t14の電極マイナス極性ベース期間Tbn中は、同図(A)に示すように、臨界値未満の電極マイナス極性ベース電流Ibnが通電し、同図(B)に示すように、電極マイナス極性ベース電圧が印加する。これで、第n+1回目のパルス周期Tf(n+1)が終了し、次のパルス周期へと移行する。
(1)パルス周期信号Tfが短時間Highレベルに変化した時点から電極マイナス極性ピーク期間設定信号Tpnrによって定まる期間中は、タイマ信号Tmの値を1にして出力する。
(2)続いて、電極プラス極性ピーク期間設定信号Tprによって定まる期間中は、タイマ信号Tmの値を2にして出力する。
(3)続いて、電極プラス極性ベース期間設定信号Tbrによって定まる期間中は、タイマ信号Tmの値を3にして出力する。そして、この期間が終了した時点で、溶滴移行判別信号MdがHighレベル(溶滴移行あり)であるかを判断し、YESならば(8)に進み、NOならば(4)に進む。
(4)続いて、再び電極プラス極性ピーク期間設定信号Tprによって定まる期間中は、タイマ信号Tmの値を2にして出力する。
(5)続いて、再び電極プラス極性ベース期間設定信号Tbrによって定まる期間中は、タイマ信号Tmの値を3にして出力する。そして、この期間が終了した時点で、溶滴移行判別信号MdがHighレベル(溶滴移行あり)であるかを判断し、YESならば(8)に進み、NOならば(6)に進む。
(6)続いて、再び電極プラス極性ピーク期間設定信号Tprによって定まる期間中は、タイマ信号Tmの値を2にして出力する。
(7)続いて、再び電極プラス極性ベース期間設定信号Tbrによって定まる期間中は、タイマ信号Tmの値を3にして出力する。
(8)続いて、再びパルス周期信号Tfが短時間Highレベルになるまでの期間中は、タイマ信号Tmの値を4にして出力する。以後、これらの動作を繰り返す。
2 母材
3 アーク
4 溶接トーチ
5 送給ロール
DV 駆動回路
EI 電流誤差増幅回路
Ei 電流誤差増幅信号
EN 電極マイナス極性
EP 電極プラス極性
EV 電圧誤差増幅回路
Ev 電圧誤差増幅信号
FC 送給制御回路
Fc 送給制御信号
FR 送給速度設定回路
Fr 送給速度設定信号
Ib (電極プラス極性)ベース電流
Ibn 電極マイナス極性ベース電流
IBNR 電極マイナス極性ベース電流設定回路
Ibnr 電極マイナス極性ベース電流設定信号
IBR 電極プラス極性ベース電流設定回路
Ibr 電極プラス極性ベース電流設定信号
ID 電流検出回路
Id 電流検出信号
INT インバータトランス
INV インバータ回路
Ip (電極プラス極性)ピーク電流
Ipn 電極マイナス極性ピーク電流
IPNR 電極マイナス極性ピーク電流設定回路
Ipnr 電極マイナス極性ピーク電流設定信号
IPR 電極プラス極性ピーク電流設定回路
Ipr 電極プラス極性ピーク電流設定信号
Ir 電流設定信号
Iw 溶接電流
MD 溶滴移行判別回路
Md 溶滴移行判別信号
Nd 電極マイナス極性駆動信号
NTR 電極マイナス極性トランジスタ
Pd 電極プラス極性駆動信号
PTR 電極プラス極性トランジスタ
Ren 電極マイナス極性電流比率
SW 切換回路
Tb (電極プラス極性)ベース期間
Tbn 電極マイナス極性ベース期間
TBR 電極プラス極性ベース期間設定回路
Tbr 電極プラス極性ベース期間設定信号
Ten 電極マイナス極性期間
Tep 電極プラス極性期間
Tf パルス周期(信号)
TM タイマ回路
Tm タイマ信号
Tp (電極プラス極性)ピーク期間
Tpn 電極マイナス極性ピーク期間
TPNR 電極マイナス極性ピーク期間設定回路
Tpnr 電極マイナス極性ピーク期間設定信号
TPR 電極プラス極性ピーク期間設定回路
Tpr 電極プラス極性ピーク期間設定信号
VAV 電圧平均化回路
Vav 電圧平均値(信号)
Vb ベース電圧
Vbn 電極マイナス極性ベース電圧
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
VF 電圧・周波数変換回路
Vp ピーク電圧
VR 電圧設定回路
Vr 電圧設定(値/信号)
Vw 溶接電圧
WL リアクトル
WM ワイヤ送給モータ
Claims (5)
- 溶接ワイヤを送給すると共に、電極マイナス極性ピーク期間中は臨界値以上の電極マイナス極性ピーク電流を通電し、続けて電極プラス極性ピーク期間中は臨界値以上の電極プラス極性ピーク電流を通電し、続けて電極プラス極性ベース期間中は臨界値未満の電極プラス極性ベース電流を通電し、続けて電極マイナス極性ベース期間中は臨界値未満の電極マイナス極性ベース電流を通電し、これらの通電を1周期として繰り返して溶接を行う交流パルスアーク溶接制御方法において、
前記電極プラス極性ピーク期間又は前記電極プラス極性ベース期間中に溶滴移行が行われなかったときは、前記電極プラス極性ベース期間と前記電極マイナス極性ベース期間との間に前記電極プラス極性ピーク期間及び前記電極プラス極性ベース期間を再度設ける、
ことを特徴とする交流パルスアーク溶接制御方法。 - 再度設けた前記電極プラス極性ピーク期間又は再度設けた前記電極プラスベース期間中に溶滴移行が行われなかったときは、さらに再度電極プラス極性ピーク期間及び前記電極プラス極性ベース期間を設ける、
ことを特徴とする請求項1記載の交流パルスアーク溶接制御方法。 - 前記溶滴移行が行われなかったことを、溶接電圧の変化によって判別する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の交流パルスアーク溶接制御方法。 - 前記溶滴移行が行われなかったことを、溶接電圧の変化率が予め定めた基準値未満であったことによって判別する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の交流パルスアーク溶接制御方法。 - 前記溶滴移行が行われなかったことを、溶接電圧の変化が所定範囲内であったことによって判別する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の交流パルスアーク溶接制御方法。
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