JP2011240359A - アーク溶接機のワイヤ送給速度制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】瞬間的な電圧変動に対しても溶接電圧を安定領域に制御できるアーク溶接機のワイヤ送給速度制御方法を提供する。
【解決手段】
アーク溶接での溶接電圧Ｖの変化に応じたワイヤ送給速度制御において、溶接電圧Ｖの時間当り電圧変化量Ｖ／ｔが予め設定した時間当り電圧変化量Ｖ０／ｔ０より大きくなった場合は、溶接電圧Ｖの変化に応じたワイヤ送給速度制御を中断して、電圧変化直前の溶接電圧Ｖｓにもとづいてワイヤ送給速度制御を行い、溶接電圧Ｖが予め設定した許容電圧範囲Ｖｓ±Ｖ１に復帰後は、再び溶接電圧Ｖの変化に応じたワイヤ送給速度制御を行うことを特徴とするアーク溶接のワイヤ送給速度制御方法。
【選択図】図１
【解決手段】
アーク溶接での溶接電圧Ｖの変化に応じたワイヤ送給速度制御において、溶接電圧Ｖの時間当り電圧変化量Ｖ／ｔが予め設定した時間当り電圧変化量Ｖ０／ｔ０より大きくなった場合は、溶接電圧Ｖの変化に応じたワイヤ送給速度制御を中断して、電圧変化直前の溶接電圧Ｖｓにもとづいてワイヤ送給速度制御を行い、溶接電圧Ｖが予め設定した許容電圧範囲Ｖｓ±Ｖ１に復帰後は、再び溶接電圧Ｖの変化に応じたワイヤ送給速度制御を行うことを特徴とするアーク溶接のワイヤ送給速度制御方法。
【選択図】図１
Description
本発明は、アーク溶接機のワイヤ送給速度制御方法に関する。
従来のアーク溶接のワイヤ送給制御方法を図を用いて説明する。図３は溶接鋼管のシーム溶接の例であるが、溶接材料となるワイヤ２（消耗電極）がワイヤ送給モータ４とワイヤ送給ロール５によって、溶接鋼管１の溶接部に供給される。
ワイヤ送給速度制御装置３は、溶接電圧検出器７によって検出される溶接電圧Ｖを溶接作業中常時モニターし、溶接電圧Ｖの変化に応じて、常時、ワイヤ送給速度Ｓを変化させる制御が一般に行われている。溶接時の溶接電圧Ｖとワイヤ送給速度Ｓの時間変化の例を図４に示す。図４（ａ）は溶接電圧Ｖのチャートを、図４（ｂ）はワイヤ送給速度Ｓのチャートを示す。溶接電圧Ｖが上昇するとワイヤ送給速度Ｓを上昇させ、溶接電圧Ｖが下降するとワイヤ送給速度Ｓを下降させる制御を行っている。
これは、溶接電圧Ｖが上昇した場合は、溶接アーク６の長さ（以下アーク長と呼ぶ）が長くなったことを意味するので、アーク長を短くして溶接電圧Ｖを下降するためにワイヤ送給速度Ｓを上昇し、逆に、溶接電圧Ｖが下降した場合は、アーク長が短くなったことを意味するので、アーク長を長くして溶接電圧Ｖを上昇するためにワイヤ送給速度Ｓを下降する操作を行うものである。このような制御を行うのは、溶接電圧Ｖを一定に安定させることを目的とするものである。
特許文献１には、アーク発生と短絡発生とを繰り返して溶滴移行を行わせる消耗電極式アーク溶接において、アーク継続時間と短絡継続時間とを規則正しく繰り返して安定した溶接を行うための溶接電圧、電流の制御方法が開示されている。
溶接鋼管の振動やアーク力によって溶滴や溶融池の一部が飛散する現象（スパッタの発生）による電圧変動は、極めて短時間の瞬間的な変動であるため、ワイヤ送給による制御を積極的に行わなくても、溶接電圧は安定領域にすぐ戻るのが通常であるが、上述した従来型のワイヤ送給速度制御装置３では、このような瞬間的な電圧変動に対しても、積極的にワイヤ送給速度Ｓを増減制御するため、逆に溶接電圧Ｖを安定領域に制御することができず、図４（ａ）のＡ部に示すように、かえって不安定な動作となってしまうことがある。
本発明は、上記した課題を解決することを目的とする。
本発明の要旨は、以下の通りである。
アーク溶接での溶接電圧Ｖの変化に応じたワイヤ送給速度制御において、溶接電圧Ｖの時間当り電圧変化量Ｖ／ｔが予め設定した時間当り電圧変化量Ｖ０／ｔ０より大きくなった場合は、溶接電圧Ｖの変化に応じたワイヤ送給速度制御を中断して、電圧変化直前の溶接電圧Ｖｓにもとづいてワイヤ送給速度制御を行い、溶接電圧Ｖが予め設定した許容電圧範囲Ｖｓ±Ｖ１に復帰後は、再び溶接電圧Ｖの変化に応じたワイヤ送給速度制御を行うことを特徴とするアーク溶接のワイヤ送給速度制御方法である。
アーク溶接に本発明を適用したので、スパッタの発生により瞬間的に溶接電圧Ｖが変動した場合、溶接電圧Ｖの変化に応じたワイヤ送給速度制御を一時中断することによって溶接電圧Ｖの安定化が図られる。
溶接鋼管の振動やアーク力によって溶滴や溶融池の一部が飛散してスパッタが発生した場合は、ごく僅かな時間内で溶接電圧Ｖがほぼゼロに近い状態にまで急激に低下するという特徴がある。即ち、極めて短時間内に大きな電圧変化が起きるという特徴がある。
従って、ある一定時間内に、ある大きさ以上の電圧変化Ｖ０／ｔ０が起きた場合に、それがスパッタの発生による瞬間的な電圧変動であるということがわかる。
このような瞬間的な電圧変動が認められたら、溶接電圧Ｖの変化に応じたワイヤ送給速度制御を一旦中断し、電圧変化直前の溶接電圧Ｖｓにもとづいてワイヤ送給速度制御を行い、溶接電圧Ｖが予め設定した許容電圧範囲Ｖｓ±Ｖ１に復帰後（瞬間的な電圧変動が収まった後）は、再び溶接電圧の変化に応じたワイヤ送給速度制御を行うようにする。
なお、許容電圧Ｖ１は経験側に基づいて任意に設定することができる。
なお、許容電圧Ｖ１は経験側に基づいて任意に設定することができる。
次に、上述した考え方を実施するための装置とその作用を説明する。図１に示すように、溶接電圧検出器７とワイヤ送給速度制御装置３との間に溶接電圧信号１０が入力される溶接電圧処理装置８を設ける。溶接電圧処理装置８には、図２（ａ）の溶接電圧チャートに示すように、任意の電圧降下時間ｔ０と任意の溶接電圧変化量Ｖ０と、許容電圧Ｖ１とを予め設定しておく。また溶接電圧処理装置８は入力された溶接電圧信号１０をワイヤ送給速度制御装置３に出力する。
溶接電圧処理装置８では、溶接電圧Ｖを常時モニターしておき、ｔ０内にＶ０以上の電圧降下が認められたら、その直前の溶接電圧Ｖｓを決定し、決定した溶接電圧Ｖｓをワイヤ送給速度制御装置３に送るとともに溶接電圧検出器７で常時測定されている溶接電圧Ｖの出力を中止する。するとワイヤ送給速度制御装置３は、送られた溶接電圧Ｖｓでワイヤ送給速度制御を行うことになり、溶接電圧Ｖの変化に応じたワイヤ送給速度制御は中断されることとなる。
溶接電圧処理装置８では、更に溶接電圧Ｖのモニターを続け、溶接電圧Ｖが予め設定した許容電圧範囲Ｖｓ±Ｖ１に復帰した後は、再び溶接電圧Ｖの変化に応じたワイヤ送給速度制御が行われることとなる。
このような制御を行えば、溶接鋼管の振動やアーク力によって溶滴や溶融池の一部が飛散して発生するスパッタなどによる瞬間的な図４（ａ）のＡ部のような電圧変動が抑えられ、図２（ａ）のＢ部に示すように溶接電圧が安定化できる。
ＪＩＳ Ｇ３４５７配管用アーク溶接炭素鋼鋼管で外径５００Ａ、肉厚９．５ｍｍについてアーク溶接試験を行った。
基本的溶接条件は、
溶接ワイヤ：ＪＩＳ Ｚ３３１２ ＹＧＷ１１相当品、ワイヤ直径：１．２ｍｍ、 溶接速度： ３０ｃｍ／ｍｉｎで溶接試験を行った。
溶接ワイヤ：ＪＩＳ Ｚ３３１２ ＹＧＷ１１相当品、ワイヤ直径：１．２ｍｍ、 溶接速度： ３０ｃｍ／ｍｉｎで溶接試験を行った。
アーク発生時の溶接電圧変化量Ｖ０、電圧降下時間ｔ０、変動復帰許容電圧範囲Ｖ１を調査した結果Ｖ０：２０[Ｖ]、 ｔ０：０．０５[ｓｅｃ]、 Ｖ１：５[Ｖ] としたところ安定した溶接電圧を得ることができることが判った。
これらの値は溶接設備固有の部分があるので上記の値に限定されるものでなく、溶接設備毎に決めることができる。
１ 溶接鋼管
２ ワイヤ
３ ワイヤ送給速度制御装置
４ ワイヤ送給モータ
５ ワイヤ送給ロール
６ アーク
７ 溶接電圧検出器
８ 溶接電圧処理装置
９ 溶接電圧処理装置経由後の溶接電圧信号
１０ 溶接電圧信号
１１ ワイヤ送給速度指令信号
Ｖ０ 溶接電圧変化量
Ｖ１ 許容電圧
ｔ０ 溶接電圧降下時間
ｔ 溶接時間
２ ワイヤ
３ ワイヤ送給速度制御装置
４ ワイヤ送給モータ
５ ワイヤ送給ロール
６ アーク
７ 溶接電圧検出器
８ 溶接電圧処理装置
９ 溶接電圧処理装置経由後の溶接電圧信号
１０ 溶接電圧信号
１１ ワイヤ送給速度指令信号
Ｖ０ 溶接電圧変化量
Ｖ１ 許容電圧
ｔ０ 溶接電圧降下時間
ｔ 溶接時間
Claims (1)
- アーク溶接での溶接電圧Ｖの変化に応じたワイヤ送給速度制御において、溶接電圧Ｖの時間当り電圧変化量Ｖ／ｔが予め設定した時間当り電圧変化量Ｖ０／ｔ０より大きくなった場合は、溶接電圧Ｖの変化に応じたワイヤ送給速度制御を中断して、電圧変化直前の溶接電圧Ｖｓにもとづいてワイヤ送給速度制御を行い、溶接電圧Ｖが予め設定した許容電圧範囲Ｖｓ±Ｖ１に復帰後は、再び溶接電圧Ｖの変化に応じたワイヤ送給速度制御を行うことを特徴とするアーク溶接のワイヤ送給速度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010113785A JP2011240359A (ja) | 2010-05-18 | 2010-05-18 | アーク溶接機のワイヤ送給速度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2010113785A JP2011240359A (ja) | 2010-05-18 | 2010-05-18 | アーク溶接機のワイヤ送給速度制御方法 |
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|---|---|
| JP2011240359A true JP2011240359A (ja) | 2011-12-01 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2010113785A Withdrawn JP2011240359A (ja) | 2010-05-18 | 2010-05-18 | アーク溶接機のワイヤ送給速度制御方法 |
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| JP (1) | JP2011240359A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014034031A (ja) * | 2012-08-07 | 2014-02-24 | Daihen Corp | 消耗電極アーク溶接制御方法 |
| CN116117279A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-05-16 | 深圳市麦格米特焊接技术有限公司 | 熔化电极气体保护焊系统及其控制方法、控制器、介质 |
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2010
- 2010-05-18 JP JP2010113785A patent/JP2011240359A/ja not_active Withdrawn
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