JP2011088209A - Carbon dioxide pulsed arc welding method - Google Patents

Carbon dioxide pulsed arc welding method Download PDF

Info

Publication number
JP2011088209A
JP2011088209A JP2009271312A JP2009271312A JP2011088209A JP 2011088209 A JP2011088209 A JP 2011088209A JP 2009271312 A JP2009271312 A JP 2009271312A JP 2009271312 A JP2009271312 A JP 2009271312A JP 2011088209 A JP2011088209 A JP 2011088209A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
period
short
circuit
current
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009271312A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Futoshi Nishisaka
太志 西坂
Tetsuo Era
哲生 恵良
Kazunori Matsushita
和憲 松下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihen Corp
Original Assignee
Daihen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daihen Corp filed Critical Daihen Corp
Priority to JP2009271312A priority Critical patent/JP2011088209A/en
Publication of JP2011088209A publication Critical patent/JP2011088209A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Arc Welding In General (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve high quality welding having reduced sputters by stabilizing the formation and withdrawal state of droplets in consumable electrode type carbon dioxide pulsed arc welding. <P>SOLUTION: There is provided a carbon dioxide pulsed arc welding method in which welding are repeated with a peak time Tp of energizing a peak current Ip and a base time Tb energizing a base current Ib at a one pulse period of Tpb. In the method, droplets with a desired size are formed at the tip of a welding wire by vibrating the peak current Ip at an amplitude Ws and a vibration period Ts during the peak time Tp, and the formed droplets are smoothly transferred to a molten pool by short circuiting transfer during the base time Tb. Thus, since the droplets formed during the peak time Tp is transferred by short circuiting transfer during the base time Tb, one pulse period one droplet transfer state can be achieved. In this way, welding having reduced sputters is made possible. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、炭酸ガスを主成分とするシールドガスを使用する消耗電極式パルスアーク溶接において、安定した溶滴移行を行わせるための炭酸ガスパルスアーク溶接方法に関するものである。   The present invention relates to a carbon dioxide pulse arc welding method for performing stable droplet transfer in consumable electrode type pulse arc welding using a shield gas containing carbon dioxide as a main component.

アルゴンガスを主成分とするシールドガスを用いる消耗電極式パルスアーク溶接が、広く使用されている。このアルゴンガスを主成分とするシールドガスとしては、母材が鉄鋼材料であるときは20体積%炭酸ガス+80体積%アルゴンガスが使用されており(マグパルス溶接)、母材がアルミニウム材料であるときは100体積%アルゴンガスが使用されている(ミグパルス溶接)。このようなアルゴンガスを主成分とするシールドガスを用いるパルスアーク溶接では、溶滴移行は溶接ワイヤの直径ほどの細粒となって周期的に安定して行われるスプレー移行状態となるために、スパッタ発生が少ない良好な溶接を行うことができる。以下に、アルゴンガスを主成分とするシールドガスを用いるパルスアーク溶接について説明する。   Consumable electrode type pulse arc welding using a shielding gas mainly composed of argon gas is widely used. As the shielding gas mainly composed of argon gas, when the base material is a steel material, 20% by volume carbon dioxide gas + 80% by volume argon gas is used (mag pulse welding), and when the base material is an aluminum material. 100 vol% argon gas is used (Migpulse welding). In the pulse arc welding using such a shielding gas mainly composed of argon gas, the droplet transfer becomes a fine particle as much as the diameter of the welding wire and becomes a spray transfer state that is periodically performed stably. Good welding with less spatter generation can be performed. Below, the pulse arc welding using the shielding gas which has argon gas as a main component is demonstrated.

図5は、アルゴンガスを主成分とするシールドガスを用いるパルスアーク溶接の一般的な電流・電圧波形図である。同図(A)はアークを通電する溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(B)は溶接ワイヤと母材との間の溶接電圧Vwの時間変化を示す。以下、同図を参照して説明する。   FIG. 5 is a general current / voltage waveform diagram of pulse arc welding using a shielding gas containing argon gas as a main component. FIG. 4A shows the change over time of the welding current Iw for energizing the arc, and FIG. 4B shows the change over time of the welding voltage Vw between the welding wire and the base material. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

時刻t1〜t2のピーク期間Tp中は、同図(A)に示すように、溶接ワイヤ先端に溶滴を形成し移行させるために臨界電流値以上のピーク電流Ipが通電し、同図(B)に示すように、溶接ワイヤと母材との間にアーク長に比例したピーク電圧Vpが印加する。   During the peak period Tp from time t1 to t2, a peak current Ip greater than or equal to the critical current value is applied to form and transfer droplets at the tip of the welding wire as shown in FIG. ), A peak voltage Vp proportional to the arc length is applied between the welding wire and the base material.

時刻t2〜t3のベース期間Tb中は、同図(A)に示すように、溶滴を形成しないようにするために小電流値のベース電流Ibが通電し、同図(B)に示すように、ベース電圧Vbが印加する。時刻t1〜t3までの期間をパルス周期Tpbとして繰り返して溶接が行われる。   During the base period Tb from time t2 to t3, as shown in FIG. 5A, the base current Ib having a small current value is energized to prevent the formation of droplets, as shown in FIG. In addition, a base voltage Vb is applied. The welding is performed by repeating the period from time t1 to t3 as the pulse period Tpb.

良好なパルスアーク溶接を行うためには、アーク長を適正値に維持することが重要である。アーク長を適正値に維持するために以下のような出力制御(アーク長制御)が行われる。アーク長は、同図(B)で破線で示す溶接電圧平均値Vavと略比例関係にある。このために、溶接電圧平均値Vavを検出し、この検出値が適正アーク長に相当する溶接電圧設定値と等しくなるように同図(A)の破線で示す溶接電流平均値Iavを変化させる出力制御を行う。溶接電圧平均値Vavが溶接電圧設定値よりも大きいときはアーク長が適正値よりも長いときであるので、溶接電流平均値Iavを小さくしてワイヤ溶融速度を小さくしアーク長が短くなるようにする。逆に、溶接電圧平均値Vavが溶接電圧設定値よりも小さいときはアーク長が適正値よりも短いときであるので、溶接電流平均値Iavを大きくしてワイヤ溶融速度を大きくしアーク長が長くなるようにする。上記の溶接電圧平均値Vavとしては、一般的に溶接電圧Vwを平滑した値が使用されることが多い。   In order to perform good pulse arc welding, it is important to maintain the arc length at an appropriate value. In order to maintain the arc length at an appropriate value, the following output control (arc length control) is performed. The arc length is substantially proportional to the welding voltage average value Vav indicated by a broken line in FIG. For this purpose, the welding voltage average value Vav is detected, and the output for changing the welding current average value Iav indicated by the broken line in FIG. 5A so that the detected value becomes equal to the welding voltage set value corresponding to the appropriate arc length. Take control. When the welding voltage average value Vav is larger than the welding voltage set value, the arc length is longer than the appropriate value. Therefore, the welding current average value Iav is decreased to reduce the wire melting rate and shorten the arc length. To do. Conversely, when the welding voltage average value Vav is smaller than the welding voltage set value, the arc length is shorter than the appropriate value, so the welding current average value Iav is increased to increase the wire melting rate and the arc length is increased. To be. In general, a value obtained by smoothing the welding voltage Vw is often used as the welding voltage average value Vav.

上記において、溶接電流平均値Iavを変化させるための溶接電源の出力制御としては、周波数変調制御及びパルス幅変調制御が主に使用されている。周波数変調制御では、ピーク電流Ip、ベース電流Ib及びピーク期間Tpを所定値に固定して、溶接電圧平均値Vavが溶接電圧設定値と等しくなるようにベース期間Tbの長さが制御される。ベース期間Tbが変化することはパルス周期Tpbが変化することになるので、この方式は周波数変調制御と呼ばれる。また、パルス幅変調制御では、ピーク電流Ip、ベース電流Ib及びパルス周期Tpbを所定値に固定し、溶接電圧平均値Vavが溶接電圧設定値と等しくなるようにピーク期間Tpの長さが制御される。   In the above description, frequency modulation control and pulse width modulation control are mainly used as the output control of the welding power source for changing the welding current average value Iav. In the frequency modulation control, the peak current Ip, the base current Ib, and the peak period Tp are fixed to predetermined values, and the length of the base period Tb is controlled so that the welding voltage average value Vav becomes equal to the welding voltage setting value. Since changing the base period Tb changes the pulse period Tpb, this method is called frequency modulation control. In the pulse width modulation control, the peak current Ip, the base current Ib, and the pulse period Tpb are fixed to predetermined values, and the length of the peak period Tp is controlled so that the welding voltage average value Vav becomes equal to the welding voltage setting value. The

次に、同図を参照して、溶滴移行について説明する。ピーク電流Ipの通電によって溶接ワイヤ先端が溶融されて溶滴が形成される。このときに、アルゴンガスを主成分とするシールドガスを使用しているので、アークの陽極点は溶滴下部に集中することなく溶滴全体に広く分布して形成される。このために、溶滴には押し上げ力が作用しない。形成された溶滴にピーク電流Ipが通電すると、溶滴上部に電磁的ピンチ力が作用してくびれが発生する。そして、ピーク期間Tpの終了前後(終了直前、終了時又は終了直後)において、溶滴は離脱して溶融池へと移行する。上記のピーク電流Ip及びピーク期間Tpの組み合わせはユニットパルス条件と呼ばれ、溶接ワイヤの直径ほどの溶滴が形成されて離脱する値に設定される。したがって、溶滴は溶接ワイヤの直径ほどの細粒としてピーク期間Tpごとにスプレー移行することになる。この状態を1パルス1溶滴移行状態と呼ぶ。このようにして、スパッタ発生が非常に少ない溶接が可能となる。   Next, droplet transfer will be described with reference to FIG. By applying the peak current Ip, the tip of the welding wire is melted to form a droplet. At this time, since the shielding gas containing argon gas as a main component is used, the anode points of the arc are widely distributed throughout the droplet without concentrating on the droplet. For this reason, no pushing force acts on the droplet. When the peak current Ip is applied to the formed droplet, an electromagnetic pinch force acts on the droplet to cause constriction. And before and after the end of the peak period Tp (immediately before the end, at the end or immediately after the end), the droplets are detached and move to the molten pool. The combination of the peak current Ip and the peak period Tp is called a unit pulse condition, and is set to a value at which droplets having the diameter of the welding wire are formed and detached. Therefore, the droplets are sprayed as a fine particle about the diameter of the welding wire every peak period Tp. This state is referred to as a 1 pulse 1 droplet transfer state. In this way, welding with very little spatter generation becomes possible.

上述したように、アルゴンガスを主成分とするシールドガスを用いるパルスアーク溶接では、1パルス1溶滴移行の安定したスプレー移行状態となる。ここで、アルゴンガスは炭酸ガスに比べてコスト高になるために、アルゴンガスの比率を少なくして炭酸ガスの比率を大きくすることによって、シールドガスのコストを削減する試みが従来からなされている。しかし、炭酸ガスとアルゴンガスとの混合ガスにおいて、炭酸ガスの比率が30体積%を超えると、以下に説明する理由によって安定したスプレー移行が次第に困難になる。特に、炭酸ガスの比率が50体積%を超える炭酸ガスを主成分とするシールドガスを使用する場合には、安定したスプレー移行状態にはならず、大粒のスパッタが発生することになる。これ以降の説明において、炭酸ガスを主成分とするシールドガスと記載したときは、炭酸ガスの比率が50体積%を超える混合ガスを意味している。炭酸ガスを主成分とするシールドガスを使用した場合、ピーク電流Ipの通電時にアークの陽極点は溶滴の最下部に集中して形成されることになる。これは、アルゴンガスに比べて炭酸ガスの電位傾度が大きいために、アーク長を最短にする作用が働くためである。この結果、陽極点の温度が著しく高い状態となり、金属蒸気が吹き出す状態となり、溶滴には押し上げ力として作用することになる。すなわち、ピーク電流Ipの通電によって、溶滴が形成されると共に、この押し上げ力が作用することになり、溶滴は簡単には離脱しない状態となる。この状態で、溶滴を強引に離脱させるためには、ピーク期間Tpを通常値よりも3〜5倍程度長くして、溶滴を大きく成長させて、重力によって離脱するようにする必要がある。しかし、このようにすると、溶滴は溶接ワイヤの直径の数倍程度の大きな塊になって離脱することになり、大粒のスパッタが発生することになる。さらに、この大きな溶滴は、ピーク電流Ipの通電とは同期することなくランダムに移行することになり、溶接状態が不安定状態になり、溶接品質も悪くなる。炭酸ガスを主成分とするシールドガスを用いるパルスアーク溶接(以下、炭酸ガスパルスアーク溶接という)における上記のような問題を解決するために、以下のような従来技術が提案されている。     As described above, in the pulse arc welding using the shield gas containing argon gas as a main component, a stable spray transfer state in which one pulse per droplet transfer occurs. Here, since the cost of argon gas is higher than that of carbon dioxide, attempts have been made to reduce the cost of shielding gas by decreasing the proportion of argon gas and increasing the proportion of carbon dioxide. . However, in the mixed gas of carbon dioxide gas and argon gas, when the ratio of carbon dioxide gas exceeds 30% by volume, stable spray transfer becomes gradually difficult for the reason described below. In particular, when a shield gas containing carbon dioxide as a main component with a carbon dioxide ratio exceeding 50% by volume is used, a stable spray transfer state is not achieved, and large spatters are generated. In the following description, when it is described as a shield gas containing carbon dioxide as a main component, it means a mixed gas in which the ratio of carbon dioxide exceeds 50% by volume. When a shield gas containing carbon dioxide as a main component is used, the anode point of the arc is concentrated on the lowest part of the droplet when the peak current Ip is applied. This is because the potential gradient of carbon dioxide gas is larger than that of argon gas, so that the action of minimizing the arc length works. As a result, the temperature of the anode point becomes extremely high, the metal vapor is blown out, and acts on the droplet as a pushing force. That is, when the peak current Ip is energized, a droplet is formed and this pushing force acts, and the droplet is not easily detached. In this state, in order to forcibly detach the droplet, it is necessary to make the peak period Tp 3-5 times longer than the normal value, grow the droplet large, and detach by gravity. . However, if this is done, the droplets will be separated into large lumps about several times the diameter of the welding wire and large spatter will be generated. Furthermore, this large droplet will move randomly without synchronizing with the energization of the peak current Ip, the welding state becomes unstable, and the welding quality also deteriorates. In order to solve the above-described problems in pulse arc welding using a shielding gas containing carbon dioxide as a main component (hereinafter referred to as carbon dioxide pulse arc welding), the following conventional techniques have been proposed.

特許文献1の発明では、ピーク電流Ipの前半期間を後半期間よりも大きな値とし、右肩下がりのステップ状にしている。このようにすることによって、ピーク電流Ipの後半期間で溶滴を形成し、続くベース期間Tbによって溶滴を整形し、続くピーク電流Ipの前半期間によって溶滴を移行させるものである。また、特許文献2〜4の発明では、ピーク電流Ipを複数のピーク電流群として通電し、溶滴の形成を安定化して移行しやすくするものである。   In the invention of Patent Document 1, the first half period of the peak current Ip is set to a larger value than the second half period, and is stepped downward. By doing so, droplets are formed in the latter half period of the peak current Ip, the droplets are shaped in the subsequent base period Tb, and the droplets are transferred in the first half period of the subsequent peak current Ip. Further, in the inventions of Patent Documents 2 to 4, the peak current Ip is energized as a plurality of peak current groups to stabilize the formation of droplets and facilitate the transfer.

特開昭60−56486号公報JP 60-56486 A 特開昭61−17369号公報JP-A 61-17369 特開平1−254385号公報JP-A-1-254385 特開2007−237270号公報JP 2007-237270 A

上述したように、炭酸ガスパルスアーク溶接において、溶滴の形成及び離脱を改善するために、特許文献1〜4で示すような様々な提案がなされてきた。しかしながら、現時点においても、炭酸ガスパルスアーク溶接は実用化されているとは言えず、炭酸ガスパルスアーク溶接用の溶接装置も販売されていない。このことは、特許文献1〜4で提案されている改善を実施しても、なお課題が存在することを示している。   As described above, various proposals as shown in Patent Documents 1 to 4 have been made in order to improve formation and separation of droplets in carbon dioxide pulse arc welding. However, even at the present time, it cannot be said that carbon dioxide pulse arc welding has been put into practical use, and a welding apparatus for carbon dioxide pulse arc welding has not been sold. This indicates that there is still a problem even if the improvements proposed in Patent Documents 1 to 4 are implemented.

特許文献1の発明によれば、前半期間のピーク電流によって溶滴の移行確率は高くはなるが、依然として溶滴の移行はピーク電流と同期することなくランダムに発生することが多い。これは、前半期間のピーク電流の値を大きくすることによって、溶滴上部にくびれを形成して離脱を促進するが、他方、押し上げ力も大きくなるために溶滴が確実に離脱することにはならないためである。また、特許文献2〜4の発明によれば、ピーク電流を複数のピーク電流群として通電することによって、溶滴の形成を円滑にすることができる。これは、連続したピーク電流を通電するよりも、複数のピーク電流群にして通電する方が、溶滴に作用する押し上げ力を分散することができるために、溶滴の形成は円滑になる。しかしながら、この形成された溶滴をピーク電流によって離脱させるためには、溶滴の上部にくびれを形成する必要があり、このときに同時に押し上げ力も作用することになる。この結果、複数のピーク電流群の通電によっても溶滴を確実に離脱させることは困難である。したがって、特許文献2〜4の発明では、溶滴の形成は改善されるが、確実な溶滴の離脱に課題を残している。   According to the invention of Patent Literature 1, although the droplet transfer probability is increased by the peak current in the first half period, the droplet transfer still frequently occurs randomly without being synchronized with the peak current. This increases the peak current value in the first half period to form a constriction at the top of the droplet to promote separation, but on the other hand, the push-up force also increases so that the droplet does not reliably separate. Because. Moreover, according to invention of patent documents 2-4, formation of a droplet can be made smooth by energizing a peak current as a plurality of peak current groups. This is because the pushing force acting on the droplets can be dispersed when the plurality of peak current groups are energized rather than when the continuous peak current is energized, so that the formation of the droplets becomes smooth. However, in order to release the formed droplet by the peak current, it is necessary to form a constriction on the upper portion of the droplet, and at this time, a pushing force acts simultaneously. As a result, it is difficult to reliably remove the droplets even by energization of a plurality of peak current groups. Therefore, in the inventions of Patent Documents 2 to 4, although the formation of droplets is improved, there remains a problem in reliable separation of the droplets.

ここで、鉄鋼材料の直流炭酸ガスアーク溶接について考えると、平均溶接電流値が約200A未満の電流域では、溶滴は短絡移行となる。すなわち、周期的にアーク期間と短絡期間とが繰り返されることになり、アーク期間中に形成された溶滴が短絡期間中に移行することになる。この短絡期間中の溶接電流を精密に制御することによって、スパッタの発生を少ない状態にすることができる。但し、アルゴンガスを主成分とするシールドガスを用いるパルスアーク溶接(マグパルス溶接又はミグパルス溶接)の方が、さらにスパッタの発生を少なくすることができる。しかしながら、この電流域においては、炭酸ガスアーク溶接のスパッタの発生量は実用上問題とはならないレベルであると言える。平均溶接電流値が約200A以上の電流域になると、アーク長が長いときはグロビュール移行となり、溶滴は重力によって短絡を伴うことなく自由落下によって移行する。このために、スパッタの発生は少ない。この電流域において、溶接速度が80cm/min以上の高速溶接を行うためには、アンダーカット等の溶接欠陥を防ぐために、アーク長を短く設定して溶接を行う必要がある。アーク長を短くすると、溶滴が短絡を伴って移行する状態となる。しかも、短絡が生じるタイミングがランダムであるために、溶滴のサイズも大小様々な大きさになり、不規則な溶滴移行状態になるために大粒のスパッタが多く発生することになる。したがって、200A以上の電流域において、高速溶接を行う場合には、アルゴンガスを主成分とするシールドガスを用いるパルスアーク溶接を行うことによって、スパッタの発生を少なくすることができる。   Here, considering direct current carbon dioxide arc welding of a steel material, in a current region where the average welding current value is less than about 200 A, the droplets are short-circuited. That is, the arc period and the short-circuit period are periodically repeated, and the droplet formed during the arc period shifts during the short-circuit period. By precisely controlling the welding current during this short-circuit period, the generation of spatter can be reduced. However, pulse arc welding (mag pulse welding or MIG pulse welding) using a shielding gas containing argon gas as a main component can further reduce the generation of spatter. However, in this current region, it can be said that the amount of spatter of carbon dioxide arc welding is at a level that does not cause a problem in practice. When the average welding current value is in a current range of about 200 A or more, when the arc length is long, globule transition occurs, and the droplets migrate by free fall without being short-circuited by gravity. For this reason, the occurrence of spatter is small. In order to perform high-speed welding with a welding speed of 80 cm / min or higher in this current region, it is necessary to perform welding with a short arc length in order to prevent welding defects such as undercut. When the arc length is shortened, the droplets are transferred with a short circuit. In addition, since the timing at which the short circuit occurs is random, the size of the droplets varies in size, and the irregular droplet transfer state occurs, resulting in the occurrence of many large spatters. Therefore, when high-speed welding is performed in a current region of 200 A or more, the occurrence of spatter can be reduced by performing pulse arc welding using a shield gas mainly composed of argon gas.

上記のことから、炭酸ガスを主成分とするシールドガスを用いて溶接を行い、スパッタの発生を少なくしたい溶接条件とは、特に、200A以上の電流域において高速溶接を行う場合であることになる。そこで、本発明の目的は、200A以上の電流域での高速溶接において、炭酸ガスパルスアーク溶接の溶滴移行状態を改善することによって、炭酸ガスアーク溶接時よりもスパッタ発生量を少なくすることである。   From the above, welding is performed using a shielding gas containing carbon dioxide as a main component, and the welding conditions for which the generation of spatter is to be reduced is particularly when high-speed welding is performed in a current range of 200 A or more. . Accordingly, an object of the present invention is to reduce the amount of spatter generated compared with carbon dioxide arc welding by improving the droplet transfer state of carbon dioxide pulse arc welding in high-speed welding in a current region of 200 A or more. .

上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、炭酸ガスを主成分とするシールドガスを使用し、溶接ワイヤを送給すると共に、ピーク電流を通電するピーク期間とベース電流を通電するベース期間とを1パルス周期として繰り返して溶接を行う炭酸ガスパルスアーク溶接方法において、
前記ピーク期間中は前記ピーク電流を振動させることによって溶接ワイヤの先端に溶滴を形成し、
前記ベース期間中はこの形成された溶滴を短絡移行によって溶融池へと移行させる、
ことを特徴とする炭酸ガスパルスアーク溶接方法である。
In order to solve the above-described problems, the invention of claim 1 uses a shield gas mainly composed of carbon dioxide gas, feeds a welding wire, and supplies a peak period and a base current for supplying a peak current. In the carbon dioxide pulse arc welding method in which welding is performed by repeating the base period as one pulse period,
During the peak period, a droplet is formed at the tip of the welding wire by vibrating the peak current,
During the base period, this formed droplet is transferred to the molten pool by short circuit transfer,
This is a carbon dioxide pulse arc welding method.

請求項2の発明は、前記振動するピーク電流の振幅及び振動周期は、溶滴の過熱を抑制して形成中の溶滴からスパッタが飛散しない値に設定される、
ことを特徴とする請求項1記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法である。
In the invention of claim 2, the amplitude and vibration period of the oscillating peak current are set to values at which spatter does not scatter from the droplet being formed by suppressing overheating of the droplet.
The carbon dioxide pulsed arc welding method according to claim 1.

請求項3の発明は、前記振動するピーク電流の波形が、矩形波状である、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法である。
In the invention of claim 3, the waveform of the oscillating peak current is a rectangular wave shape.
The carbon dioxide pulse arc welding method according to claim 1 or 2, wherein

請求項4の発明は、前記ベース期間は、短絡移行が行われるまで継続される期間である、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法である。
In the invention of claim 4, the base period is a period that continues until a short-circuit transition is performed.
The carbon dioxide pulse arc welding method according to any one of claims 1 to 3, wherein:

請求項5の発明は、前記ベース期間は、短絡が発生するまでの短絡待機期間と、それに続く溶滴が短絡移行する短絡期間と、から形成され、
前記短絡待機期間中は予め定めた第1ベース電流を通電し、前記短絡期間中は前記第1ベース電流の値から時間経過に伴って次第に増加する第2ベース電流を通電する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法である。
In the invention of claim 5, the base period is formed from a short-circuit standby period until a short-circuit occurs, and a short-circuit period in which a subsequent droplet transitions to a short-circuit,
Energizing a predetermined first base current during the short-circuit standby period, and energizing a second base current that gradually increases with time from the value of the first base current during the short-circuit period,
The carbon dioxide pulse arc welding method according to any one of claims 1 to 3, wherein:

請求項6の発明は、前記ベース期間は、短絡が発生するまでの短絡待機期間と、それに続く溶滴が短絡移行する短絡期間と、それに続くアークが再発生した後に再び短絡が発生することを防止する予め定めた再短絡防止期間と、から形成され、
前記短絡待機期間中は予め定めた第1ベース電流を通電し、前記短絡期間中は前記第1ベース電流の値から時間経過に伴って次第に増加する第2ベース電流を通電し、前記再短絡防止期間中は前記第1ベース電流の値よりも大きな値の第3ベース電流を通電する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法である。
According to a sixth aspect of the present invention, in the base period, a short-circuit standby period until a short-circuit occurs, a short-circuit period in which a subsequent droplet transitions to a short-circuit, and a short-circuit again occurs after a subsequent arc is re-generated. Formed from a predetermined re-short circuit prevention period to prevent,
During the short-circuit standby period, a predetermined first base current is applied, and during the short-circuit period, a second base current that gradually increases with the passage of time from the value of the first base current is applied, thereby preventing the re-short circuit. During the period, a third base current having a value larger than the value of the first base current is applied.
The carbon dioxide pulse arc welding method according to any one of claims 1 to 3, wherein:

請求項7の発明は、前記ベース期間は、短絡が発生するまでの短絡待機期間と、それに続く溶滴が短絡移行する短絡期間と、それに続く予め定めた遅延期間と、から形成され、
前記短絡待機期間中は予め定めた第1ベース電流を通電し、前記短絡期間中は前記第1ベース電流の値から時間経過に伴って次第に増加する第2ベース電流を通電し、前記遅延期間中は前記第1ベース電流の値以下の予め定めた第4ベース電流を通電する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法である。
In the invention of claim 7, the base period is formed of a short-circuit standby period until a short-circuit occurs, a short-circuit period in which a subsequent droplet transitions to a short-circuit, and a predetermined delay period following the short-circuit period.
A predetermined first base current is applied during the short-circuit standby period, a second base current that gradually increases with time from the value of the first base current is applied during the short-circuit period, and during the delay period Energizes a predetermined fourth base current equal to or less than the value of the first base current,
The carbon dioxide pulse arc welding method according to any one of claims 1 to 3, wherein:

請求項8の発明は、前記ベース期間は、短絡が発生するまでの短絡待機期間と、それに続く溶滴が短絡移行する短絡期間と、それに続くアークが再発生した後に再び短絡が発生することを防止する予め定めた再短絡防止期間と、それに続く予め定めた遅延期間と、から形成され、
前記短絡待機期間中は予め定めた第1ベース電流を通電し、前記短絡期間中は前記第1ベース電流の値から時間経過に伴って次第に増加する第2ベース電流を通電し、前記再短絡防止期間中は前記第1ベース電流の値よりも大きな値の第3ベース電流を通電し、前記遅延期間中は前記第1ベース電流の値以下の予め定めた第4ベース電流を通電する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法である。
According to an eighth aspect of the present invention, the base period includes a short-circuit standby period until a short-circuit occurs, a short-circuit period during which a droplet moves to a short-circuit, and a short-circuit again after a subsequent arc is re-generated. Formed from a predetermined re-shorting prevention period followed by a predetermined delay period,
During the short-circuit standby period, a predetermined first base current is applied, and during the short-circuit period, a second base current that gradually increases with the passage of time from the value of the first base current is applied, thereby preventing the re-short circuit. A third base current having a value larger than the value of the first base current is applied during the period, and a predetermined fourth base current less than the first base current is applied during the delay period;
The carbon dioxide pulse arc welding method according to any one of claims 1 to 3, wherein:

請求項9の発明は、前記ピーク期間の長さは、アーク長制御によって変化する、
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法である。
In the invention of claim 9, the length of the peak period is changed by arc length control.
The carbon dioxide pulse arc welding method according to any one of claims 1 to 8, wherein:

請求項10の発明は、前記アーク長制御は、溶接電圧の平均値が予め定めた溶接電圧設定値と等しくなるように行われる制御である、
ことを特徴とする請求項9記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法である。
The invention of claim 10 is such that the arc length control is performed so that an average value of the welding voltage becomes equal to a predetermined welding voltage setting value.
The carbon dioxide pulsed arc welding method according to claim 9.

請求項11の発明は、前記溶接電圧の平均値が、前記パルス周期ごとの溶接電圧の平均値である、
ことを特徴とする請求項10記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法である。
In the invention of claim 11, the average value of the welding voltage is an average value of the welding voltage for each pulse period.
The carbon dioxide pulse arc welding method according to claim 10, wherein:

請求項12の発明は、前記ピーク電流の各振動周期中の最大値が、前記ピーク期間の時間経過に伴って第1最大値から増加して第2最大値に達した後に減少して第3最大値へと変化する、
ことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法である。
According to a twelfth aspect of the present invention, the maximum value during each oscillation period of the peak current increases from the first maximum value as the time of the peak period elapses, and decreases after reaching the second maximum value. Change to the maximum value,
It is a carbon dioxide pulse arc welding method of any one of Claims 1-11 characterized by the above-mentioned.

本発明によれば、炭酸ガスを主成分とするシールドガスを用いる炭酸ガスパルスアーク溶接方法において、ピーク期間とベース期間とを設け、ピーク期間中のピーク電流を振動させることによって溶滴を略所望サイズに形成し、この形成された溶滴をベース期間において短絡移行させることができる。このために、1パルス周期1溶滴移行状態を実現することができるので、スパッタの発生の少ない高品質な溶接が可能となる。特に、200A以上の電流域での高速溶接時において、直流の炭酸ガスアーク溶接方法よりもスパッタの発生を抑制することができ、ビード外観も改善することができる。   According to the present invention, in the carbon dioxide pulse arc welding method using a shielding gas containing carbon dioxide as a main component, a droplet period is substantially desired by providing a peak period and a base period and vibrating a peak current during the peak period. The formed droplets can be short-circuited during the base period. For this reason, since one droplet period and one droplet transfer state can be realized, high-quality welding with less spattering can be achieved. In particular, during high-speed welding in a current region of 200 A or more, the generation of spatter can be suppressed and the bead appearance can be improved as compared with the DC carbon dioxide arc welding method.

本発明の実施の形態1に係る炭酸ガスパルスアーク溶接方法を示す電流・電圧波形図である。It is an electric current / voltage waveform diagram which shows the carbon dioxide pulse arc welding method concerning Embodiment 1 of the present invention. 図1で示す実施の形態1に係る炭酸ガスパルスアーク溶接方法を実施するための溶接電源のブロック図である。It is a block diagram of the welding power supply for implementing the carbon dioxide pulse arc welding method concerning Embodiment 1 shown in FIG. 本発明の実施の形態2に係る炭酸ガスパルスアーク溶接方法を示す電流・電圧波形図である。It is an electric current and voltage waveform diagram which shows the carbon dioxide gas pulse arc welding method which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図3で示す実施の形態2に係る炭酸ガスパルスアーク溶接方法を実施するための溶接電源のブロック図である。It is a block diagram of the welding power supply for implementing the carbon dioxide pulse arc welding method concerning Embodiment 2 shown in FIG. 従来のパルスアーク溶接方法の電流・電圧波形図である。It is a current / voltage waveform diagram of a conventional pulse arc welding method.

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.

[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1に係る炭酸ガスパルスアーク溶接方法を示す電流・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。同図は、炭酸ガスを主成分とするシールドガスを用いる炭酸ガスパルスアーク溶接方法の場合である。以下、同図を参照して説明する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a current / voltage waveform diagram showing a carbon dioxide pulse arc welding method according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4A shows the time change of the welding current Iw, and FIG. 4B shows the time change of the welding voltage Vw. The figure shows the case of a carbon dioxide pulse arc welding method using a shielding gas containing carbon dioxide as a main component. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

本発明の実施の形態1に係る炭酸ガスパルスアーク溶接方法では、時刻t1〜t3のパルス周期Tpbが2つの期間から形成されている。1つ目は時刻t1〜t2のベース期間Tbであり、2つ目は時刻t2〜t3のピーク期間Tpである。したがって、ベース期間Tbとピーク期間Tpとを1パルス周期Tpbとして、繰り返して溶接が行われる。ベース期間Tbにおいて溶滴は短絡移行し、ピーク期間Tpにおいて溶滴が形成される。以下、各期間について詳細に説明する。   In the carbon dioxide pulse arc welding method according to Embodiment 1 of the present invention, the pulse period Tpb at times t1 to t3 is formed from two periods. The first is the base period Tb from time t1 to t2, and the second is the peak period Tp from time t2 to t3. Therefore, welding is performed repeatedly with the base period Tb and the peak period Tp as one pulse period Tpb. In the base period Tb, the droplet transitions to a short circuit, and the droplet is formed in the peak period Tp. Hereinafter, each period will be described in detail.

(1)ベース期間Tb(短絡移行期間)
前の期間のピーク期間Tp中に溶滴が形成された状態にある。そして、同図(A)に示すように、時刻t1から溶滴を成長させない小電流値(50〜150A程度)の予め定めた第1ベース電流Ib1を通電する。溶接電圧Vwは、同図(B)に示すように、ベース電圧値Vbとなる。この状態で、溶接ワイヤは所定の一定速度で溶融池へと送給されており、上記の第1ベース電流Ib1が小電流値であるので、送給速度が溶融速度よりも速くなり、ワイヤ先端は次第に溶融池へと近づくことになる。そして、時刻t11において、ワイヤ先端の溶滴が溶融池と接触して短絡状態になると、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwは数V程度の短絡電圧値に急降下する。この短絡状態を溶接電圧Vwの変化によって判別すると、同図(A)に示すように、上記の第1ベース電流Ib1の値から時間経過に伴って次第に増加する第2ベース電流(短絡電流)Ib2を通電して短絡状態が解除されるようにする。時刻t11〜t12の短絡期間において、溶滴は短絡移行し、時刻t12において、アークが再発生する。アークが再発生すると、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwは数十V程度のアーク電圧値に急上昇する。アークの再発生を溶接電圧Vwの変化によって判別すると、同図(A)に示すように、時刻t12〜t13の予め定めた再短絡期間Th中は上記の第1ベース電流Ib1の値よりも大きな値の第3ベース電流Ib3を通電する。この第3ベース電流Ib3の通電によって、アーク再発生直後に再び短絡が発生することを防止している。すなわち、アーク再発生時点では、ワイヤ先端と溶融池とは接近した距離にあるために、溶接条件(溶接ワイヤの種類、送給速度、開先形状、溶接速度等)によっては溶融池の少しの振動によって、再短絡が発生しやすい状態にある。再短絡が発生すると、スパッタが発生し、かつ、溶接状態も不安定になる。この再短絡の発生を防止するために、アークが再発生すると大きな値の第3ベース電流Ib3を通電することによって、溶融池へのアーク力を強くして溶融池を押し下げて、ワイヤ先端と溶融池との距離を長くすることで再短絡を防止している。第3ベース電流Ib3の値としては、アーク再発生時点(時刻t12)での上記の第2ベース電流Ib2の値を保持するようにしても良い。また、溶接条件に応じて再短絡が発生しない第3ベース電流Ib3の値を実験によって求めて、その値に設定するようにしても良い。第3ベース電流Ib3の設定範囲は、例えば、150〜300A程度である。上記の再短絡防止期間Thは、0.5〜3ms程度の範囲に設定される。溶接条件に応じてこの再短絡防止期間Thは、適正化することが望ましい。
(1) Base period Tb (short-circuit transition period)
A droplet is formed during the peak period Tp of the previous period. Then, as shown in FIG. 6A, a first base current Ib1 having a predetermined small current value (about 50 to 150 A) that does not allow the droplet to grow is applied from time t1. The welding voltage Vw becomes a base voltage value Vb as shown in FIG. In this state, the welding wire is fed to the molten pool at a predetermined constant speed, and since the first base current Ib1 is a small current value, the feeding speed becomes faster than the melting speed, and the wire tip Will gradually approach the molten pool. At time t11, when the droplet at the tip of the wire comes into contact with the molten pool and is in a short circuit state, the welding voltage Vw rapidly drops to a short circuit voltage value of about several volts, as shown in FIG. When this short-circuit state is determined by the change in the welding voltage Vw, as shown in FIG. 5A, the second base current (short-circuit current) Ib2 that gradually increases with time from the value of the first base current Ib1. To release the short-circuit state. In the short-circuit period from time t11 to t12, the droplet moves to short-circuit, and the arc is regenerated at time t12. When the arc is regenerated, the welding voltage Vw rapidly increases to an arc voltage value of about several tens of volts as shown in FIG. When the reoccurrence of the arc is determined by the change in the welding voltage Vw, the value is larger than the value of the first base current Ib1 during the predetermined re-short circuit period Th from time t12 to t13 as shown in FIG. The third base current Ib3 having a value is applied. By applying the third base current Ib3, a short circuit is prevented from occurring again immediately after the arc is regenerated. That is, when the arc is regenerated, the wire tip and the molten pool are close to each other, so depending on the welding conditions (type of welding wire, feeding speed, groove shape, welding speed, etc.) Due to vibration, re-short circuit is likely to occur. When the re-short circuit occurs, spatter occurs and the welding state becomes unstable. In order to prevent the occurrence of this re-short circuit, a large third base current Ib3 is energized when the arc is regenerated, thereby strengthening the arc force to the molten pool and pushing down the molten pool, and the wire tip and melt Re-shorting is prevented by increasing the distance to the pond. As the value of the third base current Ib3, the value of the second base current Ib2 at the time of the arc reoccurrence (time t12) may be held. Further, the value of the third base current Ib3 that does not cause re-short circuit according to the welding conditions may be obtained by experiment and set to that value. The setting range of the third base current Ib3 is, for example, about 150 to 300A. The re-shorting prevention period Th is set to a range of about 0.5 to 3 ms. It is desirable to optimize the re-short circuit prevention period Th according to the welding conditions.

そして、同図(A)に示すように、上記の再短絡防止期間Thが終了する時刻t13から予め定めた遅延期間Tdが経過した時刻t2においてピーク期間Tpへと遷移する。この時刻t13〜t2の遅延期間Td中は、同図(A)に示すように、上記の第1ベース電流Ib1の値以下に予め定めた第4ベース電流Ib4が通電し、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwはベース電圧Vbとなる。この遅延期間Tdは、0.5〜3ms程度の範囲で設定される。この遅延期間Tdを設ける理由は、アーク再発生後に小電流値の第4ベース電流Ib4を通電することによって、溶融池へのアーク力を弱くして溶融池表面を平坦にするためである。これにより、大電流値のピーク電流Ipが通電を開始したときの溶融池からのスパッタを減少させることができる。   Then, as shown in FIG. 5A, the transition is made to the peak period Tp at the time t2 when the predetermined delay period Td has elapsed from the time t13 when the re-short circuit prevention period Th ends. During the delay period Td from time t13 to time t2, as shown in FIG. 6A, the fourth base current Ib4 which is set in advance below the value of the first base current Ib1 is energized, and FIG. As shown, the welding voltage Vw becomes the base voltage Vb. This delay period Td is set in a range of about 0.5 to 3 ms. The reason for providing the delay period Td is to weaken the arc force to the molten pool and to flatten the molten pool surface by supplying the fourth base current Ib4 having a small current value after the arc is regenerated. Thereby, the spatter from a molten pool when the peak current Ip of a large current value starts energization can be reduced.

このベース期間Tb中の溶滴移行について説明すると、以下のようになる。前のピーク期間Tp中において、溶滴は後述するように略一定サイズに形成される。そして、時刻t1〜t11の短絡待機期間中は小電流値の第1ベース電流Ib1を通電するので、溶滴には持ち上げ力はあまり作用せず重力及び表面張力が作用してその形状が球形状に整形される。また、小電流値の第1ベース電流Ib1が通電した状態で、時刻11において短絡が発生するために、短絡発生時のスパッタの発生は少なくなる。同時に、溶滴は整形された状態で溶融池に接触するので、円滑に溶融池と一体となる。したがって、溶滴は短絡移行状態になるために、短絡期間中の第2ベース電流Ib2の値をそれほど大きくするまでもなく、円滑に移行してアークが再発生する。このアーク再発生時に少しのスパッタが発生するが、円滑な短絡移行であるために、その量は多くなく、実用的に問題になるレベルではない。   The droplet transfer during the base period Tb will be described as follows. During the previous peak period Tp, the droplets are formed in a substantially constant size as will be described later. Since the first base current Ib1 having a small current value is energized during the short-circuit standby period from the time t1 to the time t11, the lifting force does not act so much on the droplet, and gravity and surface tension act to form a spherical shape. To be shaped. In addition, since a short circuit occurs at time 11 in a state where the first base current Ib1 having a small current value is energized, the occurrence of sputtering when the short circuit occurs is reduced. At the same time, since the droplet contacts the molten pool in a shaped state, it smoothly integrates with the molten pool. Therefore, since the droplet is in a short circuit transition state, the value of the second base current Ib2 during the short circuit period does not need to be increased so much, and the transition is smoothly performed and the arc is regenerated. A small amount of spatter is generated at the time of this arc re-occurrence, but since it is a smooth short-circuit transition, the amount is not so large that it is not a practically problematic level.

上記の短絡待機期間は溶滴が溶融池に短絡するまでの期間であるので、一定値ではなく溶接状態によって刻々と変化する値である。同様に、上記の短絡期間は溶滴が溶融池と短絡してから移行を完了してアークが再発生するまでの期間であるので、一定値ではなく溶滴移行状態によって変化する値である。但し、安定した溶接状態にある場合には、この短絡期間のバラツキは小さい。上記の再短絡防止期間Th及び上記の遅延期間Tdは、予め定められた一定値である。したがって、これらの期間の合算期間であるベース期間Tbは、一定値ではなく溶接状態によって変化する値である。但し、安定した溶接状態においては、ベース期間Tbは略一定値と見なすことができる。ベース期間Tb中のベース電流Ibは、上記の第1ベース電流Ib1〜第4ベース電流Ib4から形成されることになる。上記の再短絡防止期間Th及び遅延期間Tdは、溶接条件に応じて設けるか否かを設定することができる。これは、溶接条件によっては、それぞれの期間を設けた方がスパッタの減少等の効果を奏する場合があるためである。逆に、これらの期間を設けてもスパッタの減少等の効果を奏しない溶接条件も存在する。したがって、溶接条件に応じて、以下のような4つのパターンから1つのパターンを選択して、ベース期間Tbを形成するようにすれば良い。
(a)短絡待機期間+短絡期間
(b)短絡待機期間+短絡期間+再短絡防止期間Th
(c)短絡待機期間+短絡期間+遅延期間Td
(d)短絡待機期間+短絡期間+再短絡防止期間Th+遅延期間Td
Since the short-circuit standby period is a period until the droplet is short-circuited to the molten pool, it is not a constant value but a value that changes every moment depending on the welding state. Similarly, since the short-circuit period is a period from when the droplet is short-circuited to the molten pool until the transition is completed and the arc is regenerated, it is not a constant value but a value that varies depending on the droplet transition state. However, when the welding state is stable, the variation in the short-circuit period is small. The re-short circuit prevention period Th and the delay period Td are predetermined constant values. Therefore, the base period Tb, which is the sum of these periods, is not a constant value but a value that varies depending on the welding state. However, in a stable welding state, the base period Tb can be regarded as a substantially constant value. The base current Ib during the base period Tb is formed from the first base current Ib1 to the fourth base current Ib4. Whether the re-short-circuit prevention period Th and the delay period Td are provided according to the welding conditions can be set. This is because, depending on the welding conditions, providing each period may have an effect of reducing spatter. On the contrary, there are welding conditions in which even if these periods are provided, there is no effect such as reduction of spatter. Therefore, the base period Tb may be formed by selecting one pattern from the following four patterns according to the welding conditions.
(A) Short-circuit standby period + short-circuit period (b) Short-circuit standby period + short-circuit period + re-short-circuit prevention period Th
(C) Short-circuit standby period + short-circuit period + delay period Td
(D) Short-circuit standby period + short-circuit period + re-short-circuit prevention period Th + delay period Td

(2)時刻t2〜t3のピーク期間Tp(溶滴形成期間)
時刻t2〜t3のピーク期間Tp中は、同図(A)に示すように、振動するピーク電流Ipを通電し、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwはそれに対応した振動するピーク電圧Vpとなる。ピーク電流Ipの振動波形は、同図(A)に示すように、時刻t2〜t21に示す高ピーク期間HTp中は高ピーク電流HIpとなり、続く時刻t21〜t22の低ピーク期間LTp中は低ピーク電流LIpとなる。高ピーク期間HTpと低ピーク期間LTpとの合算期間が振動周期Tsとなる。また、高ピーク電流HIpと低ピーク電流LIpとの差(HIp−LIp)が振幅Wsとなる。さらに、デューティDs=HTp/Tsとなる。したがって、ピーク電流Ipは、振幅Ws及び振動周期Tsで振動していることになる。溶接ワイヤが直径1.2mmの鉄鋼ワイヤであるときの各値の範囲の例は、以下のとおりである。高ピーク電流HIp:350〜500A、振幅Ws:200〜400A、振動周期Ts:1.5〜3.0ms、デューティDs:0.5〜0.75である。同図においては、ピーク電流Ipは矩形波状に振動している場合を例示したが、台形波状、三角波状、正弦波状、ノコギリ波状等に振動しても良い。ピーク電流Ipを振動させる理由は、以下のとおりである。すなわち、ピーク電流Ipを振動させずに連続して通電すると、溶滴の形成と共に溶滴の温度が過熱されることになり、溶滴に含まれるガスが膨張して溶滴が破裂する現象が生じるようになる。この破裂現象が生じると、溶滴からスパッタが飛散するようになり、かつ、溶滴の形成も阻害されることになる。ピーク電流Ipを適正な振幅Ws及び振動周期Tsで振動させると、溶滴の過熱を抑制することができ、所望サイズの溶滴を形成することができる。所望サイズの溶滴とは、溶接ワイヤの直径の1.5〜2.5倍程度のサイズである。したがって、振幅Ws及び振動周期Tsは、溶滴が過熱されずに、溶滴からスパッタが飛散しない値に設定される。両値は、溶接ワイヤの材質、直径、シールドガスの種類、送給速度等に応じて適正値に設定される。このピーク期間Tpによって、略所望サイズの溶滴が形成されることになる。ピーク期間Tpの長さは、以下のようにして決定される。上記のベース期間Tbを定電圧制御し、このピーク期間Tpを定電流制御する場合には、ピーク期間Tpは予め定めた値として設定される。但し、このピーク期間Tpの値は、溶接ワイヤの材質、直径、シールドガスの種類、送給速度等によって適正値に設定される。他方、ベース期間Tb及びピーク期間Tp共に定電流制御されるときは、パルス周期Tpb中の溶接電圧の平均値が予め定めた溶接電圧設定値と等しくなるようにフィードバック制御によってピーク期間Tpが決まることになる。前者の場合には、ベース期間Tbが定電圧制御されることによって、アーク長制御が行われることになるために、ピーク期間Tpは所定値に設定される。他方、後者の場合には、パルス周期Tpbの溶接電圧平均値が溶接電圧設定値と等しくなるようにすることによって、アーク長制御を行っている。
(2) Peak period Tp (droplet formation period) at times t2 to t3
During the peak period Tp from time t2 to t3, as shown in FIG. 6A, the oscillating peak current Ip is applied, and as shown in FIG. 5B, the welding voltage Vw is the corresponding oscillating peak. The voltage Vp. The oscillation waveform of the peak current Ip is a high peak current HIp during the high peak period HTp shown at time t2 to t21, and is a low peak during the subsequent low peak period LTp from time t21 to t22, as shown in FIG. The current LIp is obtained. The total period of the high peak period HTp and the low peak period LTp is the oscillation period Ts. Further, the difference (HIp−LIp) between the high peak current HIp and the low peak current LIp is the amplitude Ws. Further, the duty Ds = HTp / Ts. Therefore, the peak current Ip vibrates with the amplitude Ws and the vibration period Ts. An example of the range of each value when the welding wire is a steel wire having a diameter of 1.2 mm is as follows. High peak current HIp: 350 to 500 A, amplitude Ws: 200 to 400 A, vibration period Ts: 1.5 to 3.0 ms, duty Ds: 0.5 to 0.75. In the figure, the peak current Ip is illustrated as oscillating in a rectangular wave shape, but may be oscillated in a trapezoidal wave shape, a triangular wave shape, a sine wave shape, a sawtooth wave shape, or the like. The reason for oscillating the peak current Ip is as follows. That is, when the peak current Ip is continuously energized without oscillating, the temperature of the droplet is superheated with the formation of the droplet, and the phenomenon that the gas contained in the droplet expands and the droplet bursts occurs. It comes to occur. When this rupture phenomenon occurs, spatter is scattered from the droplet and formation of the droplet is also inhibited. When the peak current Ip is vibrated with an appropriate amplitude Ws and vibration period Ts, overheating of the droplet can be suppressed and a droplet having a desired size can be formed. The droplet having a desired size is about 1.5 to 2.5 times the diameter of the welding wire. Therefore, the amplitude Ws and the vibration period Ts are set to values at which the spatter does not scatter from the droplet without overheating the droplet. Both values are set to appropriate values according to the material of the welding wire, the diameter, the type of shield gas, the feeding speed, and the like. By this peak period Tp, a droplet having a substantially desired size is formed. The length of the peak period Tp is determined as follows. When the base period Tb is controlled at a constant voltage and the peak period Tp is controlled at a constant current, the peak period Tp is set as a predetermined value. However, the value of the peak period Tp is set to an appropriate value depending on the material of the welding wire, the diameter, the type of shield gas, the feeding speed, and the like. On the other hand, when constant current control is performed for both the base period Tb and the peak period Tp, the peak period Tp is determined by feedback control so that the average value of the welding voltage during the pulse period Tpb becomes equal to a predetermined welding voltage setting value. become. In the former case, since the arc length control is performed by the constant voltage control of the base period Tb, the peak period Tp is set to a predetermined value. On the other hand, in the latter case, the arc length control is performed by making the welding voltage average value of the pulse period Tpb equal to the welding voltage set value.

上述した本発明の実施の形態1に係る炭酸ガスパルスアーク溶接方法の溶滴移行について整理すると、以下のようになる。
(1)ピーク期間Tp中は、ピーク電流Ipを振動させることによって、溶滴への過熱を抑制して溶滴からのスパッタの発生を防止することができる。このために、所望サイズの溶滴を安定して形成することができる。
(2)ベース期間Tb中は、小電流値の第1ベース電流Ib1を通電することによって、溶接ワイヤ先端の溶滴を溶融池との短絡に導く。そして、溶滴は短絡移行することになる。小電流値の第1ベース電流Ib1で短絡が発生するために、短絡発生時のスパッタの発生は少ない。また、略一定サイズの溶滴が短絡移行するので、円滑に移行が行われることになり、アーク再発生時のスパッタの発生も実用上問題になるほどの量ではない。
(3)上記(1)及び(2)の動作によって、パルス周期Tpbごとに同期して1つの溶滴が移行することになる。すなわち、1パルス周期1溶滴移行状態が実現していることになり、安定した溶接状態になる。このために、溶接状態が不安定になりやすい200A以上の電流域での高速溶接時においても、スパッタの発生が少ない高品質な溶接を行うことが可能となる。
The droplet transfer in the carbon dioxide pulse arc welding method according to Embodiment 1 of the present invention described above is summarized as follows.
(1) During the peak period Tp, the peak current Ip is oscillated to suppress overheating of the droplet and to prevent spatter from the droplet. For this reason, the droplet of a desired size can be formed stably.
(2) During the base period Tb, the first base current Ib1 having a small current value is energized to guide the droplet at the tip of the welding wire to a short circuit with the molten pool. And a droplet will transfer to a short circuit. Since a short circuit occurs with the first base current Ib1 having a small current value, the occurrence of spatter is small when a short circuit occurs. In addition, since a droplet having a substantially constant size is transferred to a short circuit, the transfer is performed smoothly, and the amount of spatter at the time of arc re-occurrence is not so large as to be a practical problem.
(3) By the operations (1) and (2), one droplet moves in synchronization with each pulse period Tpb. That is, one droplet period and one droplet transfer state are realized, and a stable welding state is obtained. For this reason, even during high-speed welding in a current range of 200 A or more where the welding state tends to be unstable, high-quality welding with less spatter can be performed.

図1の波形における各パラメータの数値例を示す。溶接ワイヤ:直径1.2mmの鉄鋼ワイヤ、平均溶接電流値:220A、送給速度:7m/min、短絡待機期間の第1ベース電流Ib1:100A、再短絡防止期間Th:1ms、第3ベース電流Ib3:200A、遅延期間Td:1ms、第4ベース電流Ib4:50A、高ピーク電流値HIp:450A、振幅Ws:350A、振動周期Ts:2.0ms、デューティDs:1.5/2.0=0.75、ピーク期間Tp:7.5msとなる。ピーク期間Tpが上述したようにフィードバック制御されるときは、この溶接条件では略7.5msとなることを示している。   The numerical example of each parameter in the waveform of FIG. 1 is shown. Welding wire: Steel wire with a diameter of 1.2 mm, average welding current value: 220 A, feeding speed: 7 m / min, first base current Ib1: 100 A during the short-circuit standby period, re-short-circuit prevention period Th: 1 ms, third base current Ib3: 200 A, delay period Td: 1 ms, fourth base current Ib4: 50 A, high peak current value HIp: 450 A, amplitude Ws: 350 A, oscillation period Ts: 2.0 ms, duty Ds: 1.5 / 2.0 = 0.75 and peak period Tp: 7.5 ms. When the peak period Tp is feedback-controlled as described above, this indicates that the welding condition is approximately 7.5 ms.

図2は、図1で上述した本発明の実施の形態1に係る炭酸ガスパルスアーク溶接方法を実施するための溶接電源のブロック図である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。   FIG. 2 is a block diagram of a welding power source for carrying out the carbon dioxide pulse arc welding method according to Embodiment 1 of the present invention described above with reference to FIG. Hereinafter, each block will be described with reference to FIG.

電源主回路PMは、3相200V等の商用電源(図示は省略)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る出力制御を行い、アーク溶接に適した溶接電流Iw及び溶接電圧Vwを出力する。この電源主回路PMは、図示は省略するが、例えば、商用電源を整流する1次整流器、整流された直流を平滑するコンデンサ、平滑された直流を高周波交流に変換するインバータ回路、高周波交流をアーク溶接に適した電圧値に降圧する高周波変圧器、降圧された高周波交流を整流する2次整流器、整流された直流を平滑するリアクトル、上記の電流誤差増幅信号Eiを入力としてパルス幅変調制御を行いこの結果に基づいて上記のインバータ回路を駆動する駆動回路から成る。溶接ワイヤ1はワイヤ送給装置(図示は省略)の送給ロール5の回転によって溶接トーチ4内を通って送給され、母材2との間にアーク3が発生する。   The power supply main circuit PM receives a commercial power supply (not shown) such as three-phase 200V as input, performs output control by inverter control according to a current error amplification signal Ei described later, and a welding current Iw and welding voltage Vw suitable for arc welding. Is output. The power supply main circuit PM is not shown in the figure, but includes, for example, a primary rectifier that rectifies commercial power, a capacitor that smoothes the rectified direct current, an inverter circuit that converts the smoothed direct current to high frequency alternating current, and arcs the high frequency alternating current High-frequency transformer that steps down to a voltage suitable for welding, secondary rectifier that rectifies the stepped-down high-frequency alternating current, a reactor that smoothes the rectified direct current, and pulse width modulation control using the current error amplification signal Ei described above as input Based on this result, it comprises a drive circuit for driving the inverter circuit. The welding wire 1 is fed through the welding torch 4 by the rotation of a feeding roll 5 of a wire feeding device (not shown), and an arc 3 is generated between the base metal 2 and the welding wire 1.

電流検出回路IDは、上記の溶接電流Iwを検出して、溶接電流検出信号Idを出力する。電圧検出回路VDは、上記の溶接電圧Vwを検出して、溶接電圧検出信号Vdを出力する。短絡判別回路SDは、この溶接電圧検出信号Vdを入力として、その値によって短絡状態を判別してHighレベルになる短絡判別信号Sdを出力する。溶接電圧平均値算出回路VAVは、上記の溶接電圧検出信号Vdを入力として、ベース期間が開始された時点(図1の時刻t1)からの経過時間をtとして溶接電圧平均値信号Vav=(1/t)・∫Vd・dtを刻々と算出して出力する。溶接電圧設定回路VRは、予め定めた溶接電圧設定信号Vrを出力する。比較回路CMは、上記の溶接電圧平均値信号Vav及び上記の溶接電圧設定信号Vrを入力として、溶接電圧平均値信号Vavの値が溶接電圧設定信号Vrの値以上(Vav≧Vr)になった時点で短時間Highレベルになるパルス周期信号Spbを出力する。ここで、図1(B)に示すように、時刻t1〜t2のベース期間Tb中のベース電圧Vbは、ベース電流Ibが小電流値であるために比較的小さな値となる。溶接電圧設定信号Vrの値は、このベース電圧Vbよりも大きな値に設定される。この結果、ベース期間Tb中の溶接電圧平均値信号Vavの値は、溶接電圧設定信号Vrの値よりも小さくなる。ベース期間Tb中に短絡が発生してアークが再発生するとピーク期間Tpに遷移する。ピーク期間Tp中のピーク電圧Vpは、ピーク電流Ipが平均的に大きな値であるために、溶接電圧設定信号Vrの値よりも大きくなる。この結果、ピーク期間Tpになると、溶接電圧平均値信号Vavの値は次第に大きくなる。そして、Vav≧Vrに達した時点でピーク期間Tpを終了させるために、パルス周期信号Spbを短時間Highレベルに変化させる。したがって、パルス周期信号Spbは、図1において、時刻t1に短時間Highレベルになり、次に時刻t3に短時間Highレベルになる信号である。すなわち、パルス周期信号Spbが短時間Highレベルになるとベース期間Tbを開始し、次に短時間Highレベルになるとピーク期間Tpを終了して次のベース期間Tbを開始することになる。これにより、パルス周期Tpbごとの溶接電圧平均値信号Vavの値は、常に溶接電圧設定値Vrの値と等しくなることになり、適正なアーク長制御が行われる。   The current detection circuit ID detects the welding current Iw and outputs a welding current detection signal Id. The voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw and outputs a welding voltage detection signal Vd. The short-circuit determination circuit SD receives the welding voltage detection signal Vd as an input, determines a short-circuit state based on the value, and outputs a short-circuit determination signal Sd that becomes a high level. The welding voltage average value calculation circuit VAV receives the welding voltage detection signal Vd as an input, and the welding voltage average value signal Vav = (1), where t is the elapsed time from the start of the base period (time t1 in FIG. 1). / T) · Vd · dt is calculated and output every moment. The welding voltage setting circuit VR outputs a predetermined welding voltage setting signal Vr. The comparison circuit CM receives the welding voltage average value signal Vav and the welding voltage setting signal Vr, and the value of the welding voltage average value signal Vav is equal to or greater than the value of the welding voltage setting signal Vr (Vav ≧ Vr). A pulse period signal Spb that is at a high level for a short time is output. Here, as shown in FIG. 1B, the base voltage Vb during the base period Tb from time t1 to t2 is a relatively small value because the base current Ib has a small current value. The value of the welding voltage setting signal Vr is set to a value larger than the base voltage Vb. As a result, the value of the welding voltage average value signal Vav during the base period Tb is smaller than the value of the welding voltage setting signal Vr. When a short circuit occurs during the base period Tb and the arc is regenerated, the peak period Tp is entered. The peak voltage Vp during the peak period Tp is larger than the value of the welding voltage setting signal Vr because the peak current Ip is an average large value. As a result, during the peak period Tp, the value of the welding voltage average value signal Vav gradually increases. Then, in order to end the peak period Tp when Vav ≧ Vr is reached, the pulse period signal Spb is changed to a high level for a short time. Accordingly, in FIG. 1, the pulse cycle signal Spb is a signal that is at a high level for a short time at time t1 and then at a high level for a short time at time t3. In other words, the base period Tb starts when the pulse period signal Spb becomes a high level for a short time, and the peak period Tp ends and the next base period Tb starts when the pulse period signal Spb becomes a high level for a short time. As a result, the value of the welding voltage average value signal Vav for each pulse period Tpb is always equal to the value of the welding voltage set value Vr, and appropriate arc length control is performed.

再短絡防止期間設定回路THRは、予め定めた再短絡防止期間設定信号Thrを出力する。遅延期間設定回路TDRは、予め定めた遅延期間設定信号Tdrを出力する。期間切換制御回路STは、上記の再短絡防止期間設定信号Thr、上記の遅延期間設定信号Tdr、上記のパルス周期信号Spb及び上記の短絡判別信号Sdを入力として、パルス周期信号SpbがHighレベルに変化するとその値が1(短絡待機期間)に変化し、この期間中に短絡判別信号SdがHighレベル(短絡状態)になるとその値が2(短絡期間)になり、その後に短絡判別信号SdがLowレベル(アーク発生状態)になるとその時点から再短絡防止期間設定信号Thrによって定まる期間中はその値が3(再短絡防止期間Th)となり、続いて遅延期間設定信号Tdrによって定まる期間中はその値が4(遅延期間Td)となり、それから遅延期間が経過した時点でその値が5(ピーク期間Tp)に変化する、期間切換制御信号Stを出力する。この期間切換制御信号Stは、図1において、時刻t1〜t2の短絡待機期間中は1となり、時刻t11〜t12の短絡期間中は2となり、時刻t12〜t13の再短絡防止期間Th中は3となり、時刻t13〜t2の遅延期間Td中は4となり、時刻t2〜t3のピーク期間Tp中は5となる。   The re-short circuit prevention period setting circuit THR outputs a predetermined re-short circuit prevention period setting signal Thr. The delay period setting circuit TDR outputs a predetermined delay period setting signal Tdr. The period switching control circuit ST receives the re-short circuit prevention period setting signal Thr, the delay period setting signal Tdr, the pulse period signal Spb, and the short circuit determination signal Sd, and the pulse period signal Spb is set to a high level. When the value changes, the value changes to 1 (short-circuit standby period). If the short-circuit determination signal Sd becomes High level (short-circuit state) during this period, the value becomes 2 (short-circuit period), and then the short-circuit determination signal Sd When the Low level (arc generation state) is reached, the value becomes 3 (re-short-circuit prevention period Th) during the period determined by the re-short-circuit prevention period setting signal Thr from that point, and subsequently during the period determined by the delay-period setting signal Tdr. Outputs a period switching control signal St whose value becomes 4 (delay period Td) and changes to 5 (peak period Tp) when the delay period elapses thereafter. That. In FIG. 1, the period switching control signal St is 1 during the short-circuit standby period from time t1 to t2, 2 during the short-circuit period from time t11 to t12, and 3 during the re-short-circuit prevention period Th from time t12 to t13. And becomes 4 during the delay period Td from time t13 to t2, and becomes 5 during the peak period Tp from time t2 to t3.

ベース電流設定回路IBRは、上記の期間切換制御信号Stを入力として、期間切換制御信号St=1(短絡待機期間)のときは予め定めた第1ベース電流値Ib1となり、期間切換制御信号St=2(短絡期間)のときは上記の第1ベース電流値Ib1から時間の経過に伴い次第に増加する第2ベース電流値Ib2となり、期間切換制御信号St=3(再短絡防止期間Th)のときは予め定めた第3ベース電流値Ib3となり、期間切換制御信号St=4(遅延期間Td)のときは予め定めた第4ベース電流値Ib4となるベース電流設定信号Ibrを出力する。ここで、上記の第3ベース電流値Ib3を、短絡期間が終了した時点(Stが2から3に変化した時点)での上記の第2ベース電流値Ib2に設定するようにしても良い。このようにすれば、再短絡防止期間Th中の第3ベース電流値Ib3は、アーク再発生時の電流値を保持することになる。高ピーク電流設定回路HIPRは、予め定めた高ピーク電流設定信号HIprを出力する。振幅設定回路WSRは、予め定めた振幅設定信号Wsrを出力する。振動周期設定回路TSRは、予め定めた振動周期設定信号Tsrを出力する。デューティ設定回路DSRは、予め定めたデューティ設定信号Dsrを出力する。ピーク電流設定回路IPRは、上記の高ピーク電流設定信号HIpr、上記の振幅設定信号Wsr、上記の振動周期設定信号Tsr、上記のデューティ設定信号Dsr及び上記の期間切換制御信号Stを入力として、期間切換制御信号St=5(ピーク期間Tp)に変化した時点から同期して振動を開始する図1に示すような矩形波状のピーク電流設定信号Iprを出力する。切換回路SWは、上記の期間切換制御信号St、上記のベース電流設定信号Ibr及び上記のピーク電流設定信号Iprを入力として、期間切換制御信号Stが1〜4のときはa側に切り換わり上記のベース電流設定信号Ibrを電流制御設定信号Icrとして出力し、St=5のときはb側に切り換わり上記のピーク電流設定信号Iprを電流制御設定信号Icrとして出力する。   The base current setting circuit IBR receives the above-described period switching control signal St. When the period switching control signal St = 1 (short-circuit standby period), the base current setting circuit IBR has a predetermined first base current value Ib1, and the period switching control signal St = In the case of 2 (short circuit period), the second base current value Ib2 gradually increases with the passage of time from the first base current value Ib1, and when the period switching control signal St = 3 (re-short circuit prevention period Th) When the period switching control signal St = 4 (delay period Td), the base current setting signal Ibr which is the predetermined fourth base current value Ib4 is output. Here, the third base current value Ib3 may be set to the second base current value Ib2 at the time when the short-circuit period ends (when St changes from 2 to 3). In this way, the third base current value Ib3 during the re-short-circuit prevention period Th holds the current value when the arc is regenerated. The high peak current setting circuit HIPR outputs a predetermined high peak current setting signal HIpr. The amplitude setting circuit WSR outputs a predetermined amplitude setting signal Wsr. The vibration cycle setting circuit TSR outputs a predetermined vibration cycle setting signal Tsr. The duty setting circuit DSR outputs a predetermined duty setting signal Dsr. The peak current setting circuit IPR receives the high peak current setting signal HIpr, the amplitude setting signal Wsr, the vibration period setting signal Tsr, the duty setting signal Dsr, and the period switching control signal St as inputs. A rectangular wave-shaped peak current setting signal Ipr as shown in FIG. 1 which starts vibration in synchronization with the switching control signal St = 5 (peak period Tp) is output. The switching circuit SW receives the period switching control signal St, the base current setting signal Ibr, and the peak current setting signal Ipr as input, and switches to the a side when the period switching control signal St is 1 to 4, and the switching circuit SW switches to the a side. The base current setting signal Ibr is output as the current control setting signal Icr. When St = 5, the base current setting signal Ibr is switched to the b side and the peak current setting signal Ipr is output as the current control setting signal Icr.

電流誤差増幅回路EIは、上記の電流制御設定信号Icrと上記の溶接電流検出信号Idとの誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Eiを出力する。これらのブロックによって、図1で上述したような溶接電流Iwが通電する。   The current error amplification circuit EI amplifies an error between the current control setting signal Icr and the welding current detection signal Id, and outputs a current error amplification signal Ei. By these blocks, the welding current Iw as described above with reference to FIG.

上述した実施の形態1によれば、炭酸ガスを主成分とするシールドガスを用いる炭酸ガスパルスアーク溶接方法において、ピーク期間とベース期間とを設け、ピーク期間中のピーク電流を振動させることによって溶滴を略所望サイズに形成し、この形成された溶滴をベース期間において短絡移行させることができる。このために、1パルス周期1溶滴移行状態を実現することができるので、スパッタの発生の少ない高品質な溶接が可能となる。特に、200A以上の電流域での高速溶接時において、直流の炭酸ガスアーク溶接方法よりもスパッタの発生を抑制することができ、ビード外観も改善することができる。   According to the first embodiment described above, in the carbon dioxide pulse arc welding method using the shield gas containing carbon dioxide as a main component, the peak period and the base period are provided, and the peak current during the peak period is vibrated to cause the melting. Drops can be formed to approximately the desired size, and the formed droplets can be short-circuited during the base period. For this reason, since one droplet period and one droplet transfer state can be realized, high-quality welding with less spattering can be achieved. In particular, during high-speed welding in a current region of 200 A or more, the generation of spatter can be suppressed and the bead appearance can be improved as compared with the DC carbon dioxide arc welding method.

[実施の形態2]
本発明の実施の形態2は、上述した実施の形態1とは、ピーク電流の各振動周期中の最大値が、ピーク期間の時間経過に伴って第1最大値から増加して第2最大値に達した後に減少して第3最大値へと変化する点が異なっている。すなわち、実施の形態2では、各振動周期中のピーク電流の最大値が凸状に変化する。これに対して、実施の形態1では、各振動周期中のピーク電流の最大値は一定値である。以下、ピーク電流の振動波形が上述した図1と同様に矩形波である場合について、図面を参照して説明する。
[Embodiment 2]
The second embodiment of the present invention is different from the first embodiment described above in that the maximum value in each oscillation cycle of the peak current increases from the first maximum value with the lapse of time of the peak period, and the second maximum value. The difference is that it decreases to reach the third maximum value after reaching. That is, in Embodiment 2, the maximum value of the peak current during each vibration cycle changes in a convex shape. On the other hand, in the first embodiment, the maximum value of the peak current during each vibration cycle is a constant value. Hereinafter, the case where the vibration waveform of the peak current is a rectangular wave as in FIG. 1 described above will be described with reference to the drawings.

図3は、本発明の実施の形態2に係る炭酸ガスパルスアーク溶接方法を示す電流・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。同図は、上述した図1と対応しており、ピーク期間Tp以外の期間については図1と同様であるので説明は省略する。以下、同図を参照して、ピーク期間Tpの動作について説明する。   FIG. 3 is a current / voltage waveform diagram showing a carbon dioxide pulse arc welding method according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 4A shows the time change of the welding current Iw, and FIG. 4B shows the time change of the welding voltage Vw. This figure corresponds to FIG. 1 described above, and the periods other than the peak period Tp are the same as those in FIG. Hereinafter, the operation during the peak period Tp will be described with reference to FIG.

本発明の実施の形態2に係る炭酸ガスパルスアーク溶接方法では、実施の形態1と同様に、時刻t1〜t3のパルス周期Tpbが2つの期間から形成されている。1つ目は時刻t1〜t2のベース期間Tbであり、2つ目は時刻t2〜t3のピーク期間Tpである。したがって、ベース期間Tbとピーク期間Tpとを1パルス周期Tpbとして、繰り返して溶接が行われる。ベース期間Tbにおいて溶滴は短絡移行し、ピーク期間Tpにおいて溶滴が形成される。以下、ベース期間Tbの動作は同一であるので、ピーク期間Tpの動作について詳細に説明する。   In the carbon dioxide pulse arc welding method according to the second embodiment of the present invention, the pulse period Tpb at times t1 to t3 is formed from two periods as in the first embodiment. The first is the base period Tb from time t1 to t2, and the second is the peak period Tp from time t2 to t3. Therefore, welding is performed repeatedly with the base period Tb and the peak period Tp as one pulse period Tpb. In the base period Tb, the droplet transitions to a short circuit, and the droplet is formed in the peak period Tp. Hereinafter, since the operation in the base period Tb is the same, the operation in the peak period Tp will be described in detail.

(21)時刻t2〜t3のピーク期間Tp(溶滴形成期間)
時刻t2〜t3のピーク期間Tp中は、同図(A)に示すように、振動し、かつ、各振動周期中の最大値が凸状に変化するピーク電流Ipを通電し、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwはそれに対応した振動するピーク電圧Vpとなる。同図(A)に示すように、ピーク電流Ipは、振幅Ws及び振動周期Tsで矩形波状に振動している。同図では、ピーク期間Tpは約3.75周期から形成されている。同図では、上述した図1と同様に振動周期Tsは一定値であるが、図1とは異なり振幅Wsは一定値ではなく変化している。同図(A)に示すように、第1回目の振動周期Ts(1)は、高ピーク電流HIp(1)が通電する時刻t2〜t21の高ピーク期間HTp(1)と、低ピーク電流LIp(1)が通電する時刻t21〜t22の低ピーク期間LTp(1)とから形成される。この第1回目の振動周期Ts(1)中の最大値は、高ピーク電流HIp(1)となる。第2回目の振動周期Ts(2)は、高ピーク電流HIp(2)が通電する時刻t22〜t23の高ピーク期間HTp(2)と、低ピーク電流LIp(2)が通電する時刻t23〜t24の低ピーク期間LTp(2)とから形成される。この第2回目の振動周期Ts(2)中の最大値は、高ピーク電流HIp(2)となる。第3回目の振動周期Ts(3)は、高ピーク電流HIp(3)が通電する時刻t24〜t25の高ピーク期間HTp(3)と、低ピーク電流LIp(3)が通電する時刻t25〜t26の低ピーク期間LTp(3)とから形成される。この第3回目の振動周期Ts(3)中の最大値は、高ピーク電流HIp(3)となる。第4回目の振動周期Ts(4)は周期の半ばで終了しており、高ピーク電流HIp(4)が通電する時刻t26〜t3の高ピーク期間HTp(4)から形成される。この第4回目の振動周期Ts(4)中の最大値は、高ピーク電流HIp(4)となる。
(21) Peak period Tp (droplet formation period) at times t2 to t3
During the peak period Tp from time t2 to t3, as shown in FIG. 5A, the peak current Ip that vibrates and the maximum value in each vibration period changes in a convex shape is energized. ), The welding voltage Vw becomes the corresponding peak voltage Vp that vibrates. As shown in FIG. 6A, the peak current Ip vibrates in a rectangular wave shape with an amplitude Ws and a vibration period Ts. In the figure, the peak period Tp is formed from about 3.75 periods. In the figure, the vibration period Ts is a constant value as in FIG. 1 described above, but unlike FIG. 1, the amplitude Ws is not a constant value but changes. As shown in FIG. 6A, the first oscillation period Ts (1) includes the high peak period HTp (1) from time t2 to t21 when the high peak current HIp (1) is energized, and the low peak current LIp. (1) is formed from the low peak period LTp (1) at times t21 to t22 when the current is applied. The maximum value during the first vibration cycle Ts (1) is the high peak current HIp (1). The second oscillation period Ts (2) includes a high peak period HTp (2) from time t22 to t23 when the high peak current HIp (2) is energized and a time t23 to t24 when the low peak current LIp (2) is energized. And the low peak period LTp (2). The maximum value in the second vibration cycle Ts (2) is the high peak current HIp (2). The third oscillation period Ts (3) includes a high peak period HTp (3) at times t24 to t25 when the high peak current HIp (3) is energized and times t25 to t26 when the low peak current LIp (3) is energized. Of the low peak period LTp (3). The maximum value in the third vibration cycle Ts (3) is the high peak current HIp (3). The fourth vibration cycle Ts (4) ends in the middle of the cycle, and is formed from the high peak period HTp (4) from time t26 to t3 when the high peak current HIp (4) is energized. The maximum value in the fourth vibration cycle Ts (4) is the high peak current HIp (4).

実施の形態2では、同図(A)に示すように、各振動周期中の最大値(高ピーク電流値)は以下のような大小によって設定される。
HIp(1)<HIp(2)かつHIp(2)=HIp(3)かつHIp(3)>HIp(4)
ここで、HIp(1)を第1最大値とし、HIp(2)=HIp(3)を第2最大値とし、HIp(4)を第3最大値とすると、ピーク電流Ipの各振動周期中の最大値は、ピーク期間Tpの時間経過に伴って第1最大値から増加して第2最大値に達した後に減少して第3最大値へと変化する。これら第1最大値〜第3最大値は、以下のようにして設定される。まず、実施の形態1と同様に、各振動周期中の最大値を同一値に設定して溶滴の形成が円滑に行なわれる値を実験によって求める。この求められた値を基準値として、第1最大値は基準値から所定値だけ小さな値に設定する。第2最大値は、この基準値から所定値だけ大きな値に設定する。そして、第3最大値は、この基準値から所定値だけ小さな値に設定する。所定値は、実験によって適正値に設定する。第1最大値〜第3最大値の数値例を挙げると、HIp(1)=400A、HIp(2)=HIp(3)=500A、HIp(4)=400Aである。低ピーク電流値は変化しないので、以下のようになる。
LIp(1)=LIp(2)=LIp(3)=LIp(4)
したがって、振幅Wsは、以下のように変化することになる。
Ws(1)<Ws(2)かつWs(2)=Ws(3)かつWs(3)>Ws(4)
In the second embodiment, as shown in FIG. 5A, the maximum value (high peak current value) in each vibration cycle is set according to the following magnitude.
HIp (1) <HIp (2) and HIp (2) = HIp (3) and HIp (3)> HIp (4)
Here, when HIp (1) is the first maximum value, HIp (2) = HIp (3) is the second maximum value, and HIp (4) is the third maximum value, during each oscillation period of the peak current Ip The maximum value increases from the first maximum value with the lapse of the peak period Tp, decreases after reaching the second maximum value, and changes to the third maximum value. These first maximum value to third maximum value are set as follows. First, in the same manner as in the first embodiment, the maximum value in each vibration period is set to the same value, and a value at which droplet formation is smoothly performed is obtained by experiment. Using the obtained value as a reference value, the first maximum value is set to a value smaller than the reference value by a predetermined value. The second maximum value is set to a value that is larger than the reference value by a predetermined value. The third maximum value is set to a value smaller than the reference value by a predetermined value. The predetermined value is set to an appropriate value by experiment. As numerical examples of the first maximum value to the third maximum value, HIp (1) = 400A, HIp (2) = HIp (3) = 500A, and HIp (4) = 400A. Since the low peak current value does not change, it is as follows.
LIp (1) = LIp (2) = LIp (3) = LIp (4)
Therefore, the amplitude Ws changes as follows.
Ws (1) <Ws (2) and Ws (2) = Ws (3) and Ws (3)> Ws (4)

上述したように、ピーク期間Tp中は定電流制御され、ベース期間Tb中は定電圧制御される場合には、溶接ワイヤの材質、直径及びシールドガスの種類が決まればピーク期間Tpは送給速度に応じて所定値に設定される。他方、ピーク期間Tp及びベース期間Tbが共に定電流制御されておりピーク期間Tpの長さがフィードバック制御される場合でも、溶接ワイヤの材質、直径及びシールドガスの種類が決まれば定常溶接状態でのピーク期間Tpは送給速度に応じたほぼ所定値になる。したがって、上記のどちらの場合でも、ピーク期間Tpは3〜6振動周期の範囲内で、送給速度に応じてその値が決まると考えて良い。   As described above, when the constant current control is performed during the peak period Tp and the constant voltage control is performed during the base period Tb, if the material, diameter, and type of the shielding gas of the welding wire are determined, the peak period Tp is the feeding speed. Is set to a predetermined value according to. On the other hand, even when the peak period Tp and the base period Tb are both controlled at constant current and the length of the peak period Tp is feedback controlled, if the material of the welding wire, the diameter, and the type of shield gas are determined, the steady welding state can be obtained. The peak period Tp is almost a predetermined value corresponding to the feeding speed. Therefore, in any of the above cases, the peak period Tp may be considered to be determined in accordance with the feeding speed within the range of 3 to 6 vibration periods.

以下に、ピーク期間Tpの長さによる高ピーク電流値HIpの設定方法を説明する。
ケース(a):Tp=3振動周期
HIp(1)<HIp(2)かつHIp(2)>HIp(3)
この場合、第1最大値=HIp(1)、第2最大値=HIp(2)、第3最大値=HIp(3)となる。
ケース(b):3振動周期<Tp≦4振動周期(図3の場合)
HIp(1)<HIp(2)かつHIp(2)=HIp(3)かつHIp(3)>HIp(4)
この場合、第1最大値=HIp(1)、第2最大値=HIp(2)=HIp(3)、第3最大値=HIp(4)となる。
ケース(c):4振動周期<Tp≦5振動周期
HIp(1)<HIp(2)かつHIp(2)<HIp(3)かつHIp(3)>HIp(4)かつHIp(4)>HIp(5)
この場合、第1最大値=HIp(1)、第2最大値=HIp(3)、第3最大値=HIp(5)となる。
ケース(d):5振動周期<Tp≦6振動周期
HIp(1)<HIp(2)かつHIp(2)<HIp(3)かつHIp(3)=HIp(4)かつHIp(4)>HIp(5)かつHIp(5)>HIp(6)
この場合、第1最大値=HIp(1)、第2最大値=HIp(3)=HIp(4)、第3最大値=HIp(6)となる。
A method for setting the high peak current value HIp according to the length of the peak period Tp will be described below.
Case (a): Tp = 3 vibration periods HIp (1) <HIp (2) and HIp (2)> HIp (3)
In this case, the first maximum value = HIp (1), the second maximum value = HIp (2), and the third maximum value = HIp (3).
Case (b): 3 vibration cycles <Tp ≦ 4 vibration cycles (in the case of FIG. 3)
HIp (1) <HIp (2) and HIp (2) = HIp (3) and HIp (3)> HIp (4)
In this case, the first maximum value = HIp (1), the second maximum value = HIp (2) = HIp (3), and the third maximum value = HIp (4).
Case (c): 4 vibration cycles <Tp ≦ 5 vibration cycles HIp (1) <HIp (2) and HIp (2) <HIp (3) and HIp (3)> HIp (4) and HIp (4)> HIp (Five)
In this case, the first maximum value = HIp (1), the second maximum value = HIp (3), and the third maximum value = HIp (5).
Case (d): 5 vibration cycles <Tp ≦ 6 vibration cycles HIp (1) <HIp (2) and HIp (2) <HIp (3) and HIp (3) = HIp (4) and HIp (4)> HIp (5) and HIp (5)> HIp (6)
In this case, the first maximum value = HIp (1), the second maximum value = HIp (3) = HIp (4), and the third maximum value = HIp (6).

ここで、高ピーク電流HIpの設定方法をまとめると、以下のようになる。
1)溶接ワイヤの材質、直径及びシールドガスの種類が決まり、送給速度が設定されると、実験によって予め求めた関係式から定常溶接状態でのピーク期間Tpの長さを算出する。この算出されたピーク期間Tpは、高ピーク電流HIpの設定のみに使用され、実際にピーク期間Tpの長さを制御するためには使用されない。
2)算出されたピーク期間Tpの長さに応じて、上記(a)〜(d)のいずれかが選択されて、各周期における高ピーク電流値が予め定めた値に設定される。
Here, the setting method of the high peak current HIp is summarized as follows.
1) When the material of the welding wire, the diameter, and the type of shield gas are determined and the feeding speed is set, the length of the peak period Tp in the steady welding state is calculated from the relational expression obtained in advance by experiments. The calculated peak period Tp is used only for setting the high peak current HIp, and is not used for actually controlling the length of the peak period Tp.
2) One of the above (a) to (d) is selected according to the calculated length of the peak period Tp, and the high peak current value in each cycle is set to a predetermined value.

上述したように、各振動周期中のピーク電流の最大値を凸状に変化させる理由は、以下のとおりである。すなわち、ピーク期間Tpの序盤では溶滴はまだ小さいので、振動周期中のピーク電流の最大値を小さくすると溶滴に作用する持ち上げ力が弱くなり、溶滴の形成がより円滑になる。そして、ピーク期間Tpの中盤では、振動周期中のピーク電流の最大値を大きくして溶滴の成長を促進する。この中盤では、溶滴は大きくなっているので、持ち上げ力の影響は小さくなる。さらに、ピーク期間Tpの終盤では、振動周期中のピーク電流の最大値を小さくすることで、溶滴の離脱を促進すると共に、溶融池へのアーク力を弱くして溶融池の窪みを小さくして、次のベース期間Tbにおける短絡の発生をより早く生じるようにしている。このようにピーク電流Ipを振動させると共に、各振動周期中の最大値を凸状に変化させることによって、溶滴の形成をより一層円滑にしている。さらに、ベース期間Tbの早期に短絡を発生させることができるので、ベース期間Tbを短くすることができる。これにより、ピーク期間Tpも短くすることができるので、パルス周期を短くすることができる。溶滴は1パルス周期で1溶滴移行するので、パルス周期が短くなることは溶滴サイズが小さくなることを意味している。この結果、高速溶接性をより向上させることができる。   As described above, the reason why the maximum value of the peak current during each vibration period is changed to a convex shape is as follows. That is, since the droplet is still small in the early stage of the peak period Tp, if the maximum value of the peak current during the oscillation period is decreased, the lifting force acting on the droplet is weakened and the formation of the droplet becomes smoother. In the middle of the peak period Tp, the maximum value of the peak current during the vibration period is increased to promote the growth of the droplet. In this middle stage, since the droplets are large, the effect of the lifting force is small. Furthermore, at the end of the peak period Tp, by reducing the maximum value of the peak current during the oscillation period, the detachment of the droplets is promoted and the arc force to the molten pool is weakened to reduce the molten pool depression. Thus, the occurrence of a short circuit in the next base period Tb occurs earlier. In this way, the peak current Ip is vibrated, and the maximum value in each vibration period is changed to a convex shape, thereby further facilitating the formation of the droplet. Furthermore, since a short circuit can be generated early in the base period Tb, the base period Tb can be shortened. Thereby, since the peak period Tp can also be shortened, the pulse period can be shortened. Since a droplet moves to one droplet in one pulse cycle, a shorter pulse cycle means a smaller droplet size. As a result, high-speed weldability can be further improved.

図4は、図3で上述した本発明の実施の形態2に係る炭酸ガスパルスアーク溶接方法を実施するための溶接電源のブロック図である。同図において、図2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。同図は、図2の高ピーク電流設定回路HIPRを破線で示す第2高ピーク電流設定回路HIPR2に置換し、図2の振幅設定回路WSRを破線で示す第2振幅設定回路WSR2に置換し、図2のピーク電流設定回路IPRを破線で示す第2ピーク電流設定回路IPR2に置換したものである。以下、同図を参照して、これらのブロックについて説明する。   FIG. 4 is a block diagram of a welding power source for carrying out the carbon dioxide pulse arc welding method according to the second embodiment of the present invention described above with reference to FIG. In the figure, the same blocks as those in FIG. In the figure, the high peak current setting circuit HIPR in FIG. 2 is replaced by a second high peak current setting circuit HIPR2 indicated by a broken line, the amplitude setting circuit WSR in FIG. 2 is replaced by a second amplitude setting circuit WSR2 indicated by a broken line, The peak current setting circuit IPR in FIG. 2 is replaced with a second peak current setting circuit IPR2 indicated by a broken line. Hereinafter, these blocks will be described with reference to FIG.

第2高ピーク電流設定回路HIPR2は、溶接ワイヤの材質、直径、シールドガスの種類及び送給速度に対応して、上述したケース(a)〜(d)の中から1つを選択して、複数の設定値から形成される高ピーク電流設定信号HIprを出力する。例えば、図3の場合には、ケース(b)が選択されるので、予め定めた高ピーク電流設定値HIp(1)〜HIp(4)から形成される高ピーク電流設定信号HIprが出力される。ここで、各設定値の関係は以下のようになる。
HIp(1)<HIp(2)かつHIp(2)=HIp(3)かつHIp(3)>HIp(4)
The second high peak current setting circuit HIPR2 selects one of the cases (a) to (d) described above according to the material of the welding wire, the diameter, the type of the shielding gas, and the feeding speed, A high peak current setting signal HIpr formed from a plurality of set values is output. For example, in the case of FIG. 3, since the case (b) is selected, the high peak current setting signal HIpr formed from the predetermined high peak current setting values HIp (1) to HIp (4) is output. . Here, the relationship between the set values is as follows.
HIp (1) <HIp (2) and HIp (2) = HIp (3) and HIp (3)> HIp (4)

第2振幅設定回路WSR2は、上記の高ピーク電流設定信号HIprを入力として、この高ピーク電流設定信号HIprを形成する複数の設定値に対応した複数の振幅設定値から形成される振幅設定信号Wsrを出力する。例えば、図3の場合には、各振動周期中の低ピーク電流値LIpが等しくなるように予め定めた振幅設定値Ws(1)〜Ws(4)から形成される振幅設定信号Wsrが出力される。ここで、各設定値の関係は以下のようになる。
Ws(1)<Ws(2)かつWs(2)=Ws(3)かつWs(3)>Ws(4)
The second amplitude setting circuit WSR2 receives the high peak current setting signal HIpr as an input, and an amplitude setting signal Wsr formed from a plurality of amplitude setting values corresponding to the plurality of setting values forming the high peak current setting signal HIpr. Is output. For example, in the case of FIG. 3, an amplitude setting signal Wsr formed from amplitude setting values Ws (1) to Ws (4) determined in advance so that the low peak current values LIp during each vibration period are equal. The Here, the relationship between the set values is as follows.
Ws (1) <Ws (2) and Ws (2) = Ws (3) and Ws (3)> Ws (4)

第2ピーク電流設定回路IPR2は、上記の高ピーク電流設定信号HIpr、上記の振幅設定信号Wsr、振動周期設定信号Tsr、デューティ設定信号Dsr及び期間切換制御信号Stを入力として、期間切換制御信号St=5(ピーク期間Tp)に変化した時点から同期して振動を開始する図3に示すような各振動周期中の最大値(高ピーク電流値)が凸状に変化する矩形波状のピーク電流設定信号Iprを出力する。   The second peak current setting circuit IPR2 receives the high peak current setting signal HIpr, the amplitude setting signal Wsr, the vibration period setting signal Tsr, the duty setting signal Dsr, and the period switching control signal St, and inputs the period switching control signal St. = 5 (Peak period Tp) The oscillation starts synchronously from the time of change, and the peak value setting of a rectangular wave shape in which the maximum value (high peak current value) in each oscillation period changes in a convex shape as shown in FIG. The signal Ipr is output.

上述した実施の形態2によれば、実施の形態1の効果に加えて、ピーク電流の各振動周期中の最大値がピーク期間の時間経過に伴って第1最大値から増加して第2最大値に達した後に減少して第3最大値へと変化するように設定することによって、溶滴の形成状態をより円滑にすることができる。さらには、ベース期間において短絡を早期に発生させることができるので、ベース期間の長さを短くすることができ、より高速溶接性を向上させることができる。   According to the second embodiment described above, in addition to the effects of the first embodiment, the maximum value in each vibration period of the peak current increases from the first maximum value with the lapse of time of the peak period, and the second maximum. By setting so as to decrease and change to the third maximum value after reaching the value, the formation state of the droplet can be made smoother. Furthermore, since a short circuit can be generated early in the base period, the length of the base period can be shortened, and high-speed weldability can be improved.

上述した実施の形態2では、高ピーク電流値と振幅が同時に変化する場合を例示したが、高ピーク電流値だけが変化するようにしても良い。また、実施の形態2では、ピーク電流の振動波形が矩形波である場合を例示したが、台形波状、三角波状、正弦波状、ノコギリ波状等に振動しても良い。   In the second embodiment described above, the case where the high peak current value and the amplitude change simultaneously is exemplified, but only the high peak current value may change. In the second embodiment, the case where the vibration waveform of the peak current is a rectangular wave is exemplified, but the vibration may be performed in a trapezoidal wave shape, a triangular wave shape, a sine wave shape, a sawtooth wave shape, or the like.

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
EI 電流誤差増幅回路
Ei 電流誤差増幅信号
HIp 高ピーク電流
HIPR 高ピーク電流設定回路
HIpr 高ピーク電流設定信号
HIPR2 第2高ピーク電流設定回路
HTp 高ピーク期間
Iav 溶接電流平均値
Ib ベース電流
Ib1 第1ベース電流
Ib2 第2ベース電流
Ib3 第3ベース電流
Ib4 第4ベース電流
IBR ベース電流設定回路
Ibr ベース電流設定信号
Icr 電流制御設定信号
ID 電流検出回路
Id 溶接電流検出信号
Ip ピーク電流
IPR ピーク電流設定回路
Ipr ピーク電流設定信号
IPR2 第2ピーク電流設定回路
Iw 溶接電流
LIp 低ピーク電流
LTp 低ピーク期間
PM 電源主回路
Sd 短絡判別回路
Sd 短絡判別信号
Spb パルス周期信号
ST 期間切換制御回路
St 期間切換制御信号
SW 切換回路
Tb ベース期間
Td 遅延期間
TDR 遅延期間設定回路
Tdr 遅延期間設定信号
Th 再短絡防止期間
THR 再短絡防止期間設定回路
Thr 再短絡防止期間設定信号
Tp ピーク期間
Tpb パルス周期
Ts 振動周期
TSR 振動周期設定回路
Tsr 振動周期設定信号
VAv 溶接電圧平均値算出回路
Vav 溶接電圧平均値(信号)
Vb ベース電圧
VD 電圧検出回路
vd 溶接電圧検出信号
Vp ピーク電圧
VR 溶接電圧設定回路
Vr 溶接電圧設定(値/信号)
Vw 溶接電圧
Ws 振幅
WSR 振幅設定回路
Wsr 振幅設定信号
WSR2 第2振幅設定回路
1 welding wire 2 base material 3 arc 4 welding torch 5 feeding roll EI current error amplification circuit Ei current error amplification signal HIp high peak current HIPR high peak current setting circuit HIpr high peak current setting signal HIPR2 second high peak current setting circuit HTp High peak period Iav Welding current average value Ib Base current Ib1 First base current Ib2 Second base current Ib3 Third base current Ib4 Fourth base current IBR Base current setting circuit Ibr Base current setting signal Icr Current control setting signal ID Current detection circuit Id welding current detection signal Ip peak current IPR peak current setting circuit Ipr peak current setting signal IPR2 second peak current setting circuit Iw welding current LIp low peak current LTp low peak period PM power main circuit Sd short circuit determination circuit Sd short circuit determination signal Spb pulse Periodic signal ST period switching control circuit St period Switching control signal SW switching circuit Tb base period Td delay period TDR delay period setting circuit Tdr delay period setting signal Th re-short circuit prevention period THR re-short circuit prevention period setting circuit Thr re-short circuit prevention period setting signal Tp peak period Tpb pulse period Ts oscillation period TSR Vibration cycle setting circuit Tsr Vibration cycle setting signal VAv Welding voltage average value calculation circuit Vav Welding voltage average value (signal)
Vb Base voltage VD Voltage detection circuit vd Welding voltage detection signal Vp Peak voltage VR Welding voltage setting circuit Vr Welding voltage setting (value / signal)
Vw Welding voltage Ws Amplitude WSR Amplitude setting circuit Wsr Amplitude setting signal WSR2 Second amplitude setting circuit

Claims (12)

炭酸ガスを主成分とするシールドガスを使用し、溶接ワイヤを送給すると共に、ピーク電流を通電するピーク期間とベース電流を通電するベース期間とを1パルス周期として繰り返して溶接を行う炭酸ガスパルスアーク溶接方法において、
前記ピーク期間中は前記ピーク電流を予め定めた振幅及び予め定めた振動周期によって振動させることによって溶接ワイヤの先端に溶滴を形成し、
前記ベース期間中はこの形成された溶滴を短絡移行によって溶融池へと移行させる、
ことを特徴とする炭酸ガスパルスアーク溶接方法。
A carbon dioxide gas pulse that uses a shielding gas containing carbon dioxide as its main component, feeds the welding wire, and repeats the peak period in which the peak current is applied and the base period in which the base current is supplied as one pulse period. In the arc welding method,
During the peak period, a droplet is formed at the tip of the welding wire by vibrating the peak current with a predetermined amplitude and a predetermined vibration period,
During the base period, this formed droplet is transferred to the molten pool by short circuit transfer,
A carbon dioxide pulse arc welding method characterized by the above.
前記振幅及び前記振動周期は、溶滴の過熱を抑制して形成中の溶滴からスパッタが飛散しない値に設定される、
ことを特徴とする請求項1記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法。
The amplitude and the vibration period are set to values at which spatter does not scatter from the droplet being formed by suppressing overheating of the droplet.
The carbon dioxide pulse arc welding method according to claim 1.
前記振動するピーク電流の波形が、矩形波状である、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法。
The waveform of the oscillating peak current is rectangular.
The carbon dioxide pulse arc welding method according to claim 1 or 2, wherein
前記ベース期間は、短絡移行が行われるまで継続される期間である、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法。
The base period is a period that continues until a short-circuit transition is performed,
The carbon dioxide pulse arc welding method according to any one of claims 1 to 3.
前記ベース期間は、短絡が発生するまでの短絡待機期間と、それに続く溶滴が短絡移行する短絡期間と、から形成され、
前記短絡待機期間中は予め定めた第1ベース電流を通電し、前記短絡期間中は前記第1ベース電流の値から時間経過に伴って次第に増加する第2ベース電流を通電する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法。
The base period is formed from a short-circuit standby period until a short-circuit occurs, and a short-circuit period in which a subsequent droplet transitions to a short-circuit,
Energizing a predetermined first base current during the short-circuit standby period, and energizing a second base current that gradually increases with time from the value of the first base current during the short-circuit period,
The carbon dioxide pulse arc welding method according to any one of claims 1 to 3.
前記ベース期間は、短絡が発生するまでの短絡待機期間と、それに続く溶滴が短絡移行する短絡期間と、それに続くアークが再発生した後に再び短絡が発生することを防止する予め定めた再短絡防止期間と、から形成され、
前記短絡待機期間中は予め定めた第1ベース電流を通電し、前記短絡期間中は前記第1ベース電流の値から時間経過に伴って次第に増加する第2ベース電流を通電し、前記再短絡防止期間中は前記第1ベース電流の値よりも大きな値の第3ベース電流を通電する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法。
The base period includes a short-circuit standby period until a short-circuit occurs, a short-circuit period in which a droplet subsequently moves to a short-circuit, and a predetermined re-short circuit that prevents a short-circuit from occurring again after a subsequent arc is re-generated. Prevention period, and formed from
During the short-circuit standby period, a predetermined first base current is applied, and during the short-circuit period, a second base current that gradually increases with the passage of time from the value of the first base current is applied, thereby preventing the re-short circuit. During the period, a third base current having a value larger than the value of the first base current is applied.
The carbon dioxide pulse arc welding method according to any one of claims 1 to 3.
前記ベース期間は、短絡が発生するまでの短絡待機期間と、それに続く溶滴が短絡移行する短絡期間と、それに続く予め定めた遅延期間と、から形成され、
前記短絡待機期間中は予め定めた第1ベース電流を通電し、前記短絡期間中は前記第1ベース電流の値から時間経過に伴って次第に増加する第2ベース電流を通電し、前記遅延期間中は前記第1ベース電流の値以下の予め定めた第4ベース電流を通電する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法。
The base period is formed from a short-circuit standby period until a short-circuit occurs, a short-circuit period in which the subsequent droplet moves to a short-circuit, and a predetermined delay period following the short-circuit period.
A predetermined first base current is applied during the short-circuit standby period, a second base current that gradually increases with time from the value of the first base current is applied during the short-circuit period, and during the delay period Energizes a predetermined fourth base current equal to or less than the value of the first base current,
The carbon dioxide pulse arc welding method according to any one of claims 1 to 3.
前記ベース期間は、短絡が発生するまでの短絡待機期間と、それに続く溶滴が短絡移行する短絡期間と、それに続くアークが再発生した後に再び短絡が発生することを防止する予め定めた再短絡防止期間と、それに続く予め定めた遅延期間と、から形成され、
前記短絡待機期間中は予め定めた第1ベース電流を通電し、前記短絡期間中は前記第1ベース電流の値から時間経過に伴って次第に増加する第2ベース電流を通電し、前記再短絡防止期間中は前記第1ベース電流の値よりも大きな値の第3ベース電流を通電し、前記遅延期間中は前記第1ベース電流の値以下の予め定めた第4ベース電流を通電する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法。
The base period includes a short-circuit standby period until a short-circuit occurs, a short-circuit period in which a droplet subsequently moves to a short-circuit, and a predetermined re-short circuit that prevents a short-circuit from occurring again after a subsequent arc is re-generated. Formed from a prevention period followed by a predetermined delay period,
During the short-circuit standby period, a predetermined first base current is applied, and during the short-circuit period, a second base current that gradually increases with the passage of time from the value of the first base current is applied, thereby preventing the re-short circuit. A third base current having a value larger than the value of the first base current is applied during the period, and a predetermined fourth base current less than the first base current is applied during the delay period;
The carbon dioxide pulse arc welding method according to any one of claims 1 to 3.
前記ピーク期間の長さは、アーク長制御によって変化する、
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法。
The length of the peak period varies depending on arc length control.
The carbon dioxide pulse arc welding method according to any one of claims 1 to 8, wherein:
前記アーク長制御は、溶接電圧の平均値が予め定めた溶接電圧設定値と等しくなるように行われる制御である、
ことを特徴とする請求項9記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法。
The arc length control is control performed so that the average value of the welding voltage is equal to a predetermined welding voltage setting value.
The carbon dioxide pulse arc welding method according to claim 9.
前記溶接電圧の平均値が、前記パルス周期ごとの溶接電圧の平均値である、
ことを特徴とする請求項10記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法。
The average value of the welding voltage is an average value of the welding voltage for each pulse period,
The carbon dioxide pulsed arc welding method according to claim 10.
前記ピーク電流の各振動周期中の最大値が、前記ピーク期間の時間経過に伴って第1最大値から増加して第2最大値に達した後に減少して第3最大値へと変化する、
ことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の炭酸ガスパルスアーク溶接方法。
A maximum value during each oscillation period of the peak current increases from the first maximum value with the passage of time of the peak period, decreases after reaching the second maximum value, and changes to a third maximum value;
The carbon dioxide pulse arc welding method according to any one of claims 1 to 11, wherein:
JP2009271312A 2009-08-19 2009-11-30 Carbon dioxide pulsed arc welding method Pending JP2011088209A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009271312A JP2011088209A (en) 2009-08-19 2009-11-30 Carbon dioxide pulsed arc welding method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009189620 2009-08-19
JP2009221791 2009-09-28
JP2009271312A JP2011088209A (en) 2009-08-19 2009-11-30 Carbon dioxide pulsed arc welding method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011088209A true JP2011088209A (en) 2011-05-06

Family

ID=44106951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009271312A Pending JP2011088209A (en) 2009-08-19 2009-11-30 Carbon dioxide pulsed arc welding method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011088209A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2546017A1 (en) 2011-07-11 2013-01-16 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method for arc welding with consumable electrode using in alternance short circuit welding cycles and pulsed transfer welding cycles
JP2015157304A (en) * 2014-02-25 2015-09-03 パナソニックIpマネジメント株式会社 Arc welding control method and arc welding device
JP2015205301A (en) * 2014-04-18 2015-11-19 株式会社安川電機 Pulse arc welding system and pulse arc welding method
JP2015536829A (en) * 2012-12-12 2015-12-24 イリノイ トゥール ワークス インコーポレイティド Dubbing pulse welding system and method
WO2016059805A1 (en) * 2014-10-17 2016-04-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 Arc welding control method
WO2016075871A1 (en) * 2014-11-11 2016-05-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 Arc welding control method
WO2019188124A1 (en) 2018-03-28 2019-10-03 株式会社神戸製鋼所 Gas shielded arc welding control method and control device

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2546017A1 (en) 2011-07-11 2013-01-16 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method for arc welding with consumable electrode using in alternance short circuit welding cycles and pulsed transfer welding cycles
FR2977818A1 (en) * 2011-07-11 2013-01-18 Air Liquide Welding France ARC WELDING METHOD WITH CONSUMABLE ELECTRODE
EP2546017B1 (en) 2011-07-11 2015-09-16 Air Liquide Welding France Method of and device for arc welding with consumable electrode using in alternance short circuit welding cycles and pulsed transfer welding cycles
JP2015536829A (en) * 2012-12-12 2015-12-24 イリノイ トゥール ワークス インコーポレイティド Dubbing pulse welding system and method
US10040143B2 (en) 2012-12-12 2018-08-07 Illinois Tool Works Inc. Dabbing pulsed welding system and method
JP2015157304A (en) * 2014-02-25 2015-09-03 パナソニックIpマネジメント株式会社 Arc welding control method and arc welding device
JP2015205301A (en) * 2014-04-18 2015-11-19 株式会社安川電機 Pulse arc welding system and pulse arc welding method
US20170225253A1 (en) * 2014-10-17 2017-08-10 Panasonic Intellectual Property Magagement Co., Lt Arc welding control method
CN107107233A (en) * 2014-10-17 2017-08-29 松下知识产权经营株式会社 The control method of electric arc welding
JPWO2016059805A1 (en) * 2014-10-17 2017-09-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 Control method of arc welding
EP3208024A4 (en) * 2014-10-17 2018-02-28 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Arc welding control method
WO2016059805A1 (en) * 2014-10-17 2016-04-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 Arc welding control method
US10870161B2 (en) 2014-10-17 2020-12-22 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Arc welding control method
WO2016075871A1 (en) * 2014-11-11 2016-05-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 Arc welding control method
CN107073623A (en) * 2014-11-11 2017-08-18 松下知识产权经营株式会社 The control method of electric arc welding
JPWO2016075871A1 (en) * 2014-11-11 2017-09-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 Control method of arc welding
WO2019188124A1 (en) 2018-03-28 2019-10-03 株式会社神戸製鋼所 Gas shielded arc welding control method and control device
KR20200118891A (en) 2018-03-28 2020-10-16 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Gas shield arc welding control method and control device
US11931830B2 (en) 2018-03-28 2024-03-19 Kobe Steel, Ltd. Gas shielded arc welding control method and control device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011073022A (en) Carbon dioxide pulsed arc welding method
JP5557238B2 (en) AC pulse arc welding control method
JP5927433B2 (en) Arc welding method and arc welding apparatus
JP2011088209A (en) Carbon dioxide pulsed arc welding method
JP2012006020A (en) Arc welding control method
JP6982933B2 (en) AC pulse arc welding control method
JP2002086271A (en) Control method and power source device for ac pulse arc welding
WO2020067074A1 (en) Welding power source, welding system, welding power source control method, and program
JP2012161814A (en) Welding device and carbon dioxide gas shielded arc welding method
JP5822539B2 (en) Welding equipment
CN113165095B (en) Arc welding control method
JP5622230B2 (en) AC pulse arc welding control method
JP5918021B2 (en) AC pulse arc welding control method
JP2010075983A (en) Control method of ac pulse arc welding
KR102199238B1 (en) Arc welding method
JP6078259B2 (en) AC pulse arc welding control method
CN109922915B (en) Arc welding method and arc welding device
JP5972109B2 (en) AC pulse arc welding control method
WO2022038947A1 (en) Welding power supply, welding system, control method for welding power supply, and program
JP5822565B2 (en) Welding equipment
JP7407398B2 (en) Arc welding control method
JP2019188434A (en) Control method of ac arc-welding
JP2002361417A (en) Output control method for power unit of pulsed arc welding
EP4155019A1 (en) Direct current arc welding control method
JP5280268B2 (en) Output control method of pulse arc welding