JP2012071310A - Method of detecting/controlling constriction in consumable electrode arc welding - Google Patents

Method of detecting/controlling constriction in consumable electrode arc welding Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To smoothly regenerate an arc even when any constriction of droplets is mistakenly detected in a consumable electrode arc welding.SOLUTION: In a method of detecting/controlling constriction in the consumable electrode arc welding, the constriction of droplets which is a fore-running phenomenon of arc regeneration from a short-circuit state is detected by the fact that the change in the voltage Vw or the resistance Vw/Iw between a welding wire and a base material reaches the constriction detection reference value, the arc is regenerated (t3) while the welding current Iw to be conducted to a short-circuit load from the constriction detection time (t2) is reduced, and the welding current is increased when the arc is regenerated. It is discriminated to be (t21) mistaken detection when the elapsed time from the constriction detection time (t2) reaches the reference time Tt before arc is regenerated, the welding wire is allowed to the retraction feed Frr, and separated from the base material to smoothly regenerate (t3) the arc. When the arc is regenerated, the welding wire is returned to the advance feed Ffr.

Description

本発明は、短絡期間中の溶滴のくびれ現象を検出して溶接電流を減少させて溶接品質を向上させるための消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法に関するものである。   The present invention relates to a constriction detection control method of consumable electrode arc welding for detecting a constriction phenomenon of a droplet during a short circuit period and reducing welding current to improve welding quality.

図5は、短絡期間Tsとアーク期間Taとを繰り返す消耗電極アーク溶接における電流・電圧波形及び溶滴移行を示す図である。同図(A)は消耗電極(以下、溶接ワイヤ1という)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1と母材2との間に印加される溶接電圧Vwの時間変化を示し、同図(C)〜(E)は溶滴1aの移行の様子を示す。以下、同図を参照して説明する。   FIG. 5 is a diagram showing current / voltage waveforms and droplet transfer in consumable electrode arc welding in which the short-circuit period Ts and the arc period Ta are repeated. FIG. 4A shows the change over time of the welding current Iw for energizing the consumable electrode (hereinafter referred to as welding wire 1), and FIG. 4B shows the welding voltage applied between the welding wire 1 and the base material 2. The time change of Vw is shown, The figure (C)-(E) shows the mode of the transfer of the droplet 1a. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

時刻t1〜t3の短絡期間Ts中は溶接ワイヤ1先端の溶滴1aが母材2と短絡した状態にあり、同図(A)に示すように、溶接電流Iwは次第に増加し、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwは短絡状態にあるために数V程度の低い値となる。同図(C)に示すように、時刻t1において溶滴1aが母材2と接触して短絡状態に入る。その後、同図(D)に示すように、溶滴1aを通電する溶接電流Iwによる電磁的ピンチ力によって溶滴1a上部にくびれ1bが発生する。この電磁的ピンチ力は、溶接電流Iwの値に比例して大きくなる。したがって、溶接電流Iwを大きくすることによって、電磁的ピンチ力を大きくして、くびれ1bの形成を促進している。そしてこのくびれ1bが急速に進行して、時刻t3において同図(E)に示すように、溶滴1aは溶接ワイヤ1から溶融池2aへと移行しアーク3が再発生する。   During the short-circuit period Ts from time t1 to t3, the droplet 1a at the tip of the welding wire 1 is short-circuited with the base material 2, and as shown in FIG. As shown in B), since the welding voltage Vw is in a short circuit state, the welding voltage Vw becomes a low value of about several volts. As shown in FIG. 5C, the droplet 1a comes into contact with the base material 2 at a time t1 to enter a short circuit state. Thereafter, as shown in FIG. 4D, a constriction 1b is generated at the upper part of the droplet 1a by an electromagnetic pinch force generated by a welding current Iw for energizing the droplet 1a. This electromagnetic pinch force increases in proportion to the value of the welding current Iw. Therefore, by increasing the welding current Iw, the electromagnetic pinch force is increased and the formation of the constriction 1b is promoted. And this constriction 1b advances rapidly, and as shown to the same figure (E) at the time t3, the droplet 1a transfers from the welding wire 1 to the molten pool 2a, and the arc 3 regenerates.

上記のくびれ現象が発生すると、数百μs程度の短い時間後に短絡が開放されてアーク3が再発生する。すなわち、このくびれ現象は短絡開放の前兆現象となる。くびれ1bが発生すると、溶接電流Iwの通電路がくびれ部分で狭くなるために、くびれ部分の抵抗値が増大する。この抵抗値の増大は、くびれが進行してくびれ部分がより狭くなるほど大きくなる。したがって、短絡期間Ts中において溶接ワイヤ1と母材2との間の抵抗値の変化を検出することでくびれ現象の発生及び進行を検出することができる。この抵抗値の変化は、溶接電圧Vwを溶接電流Iwで除算することによって算出することができる。また、短絡期間Ts中の溶接電流Iwの変化に比べて、くびれ形成後の抵抗値の変化の方が大きい。このために、抵抗値の変化に代えて溶接電圧Vwの変化によってもくびれ現象の発生を検出することができる。具体的なくびれ検出方法としては、短絡期間Ts中の抵抗値又は溶接電圧値Vwの変化率(微分値)を算出し、この微分値が予め定めたくびれ検出基準値Vtnに達したことによってくびれ検出を行う方法がある。また、他の方法として、同図(B)に示すように、短絡期間Ts中のくびれ発生前の安定した短絡電圧値Vsからの電圧上昇値ΔVを算出し、時刻t2においてこの電圧上昇値ΔVが予め定めたくびれ検出基準値Vtnに達したことによってくびれ検出を行う方法がある。以下の説明では、くびれ検出方法が上記の電圧上昇値ΔVによる場合について説明するが、従来から種々提案されている他の方法であっても良い。時刻t3のアーク再発生の検出は、溶接電圧Vwがアーク判別値Vta以上になったことを判別して簡単に行うことができる。ちなみに、Vw<Vtaの期間が短絡期間Tsとなり、Vw≧Vtaの期間がアーク期間Taとなる。時刻t2〜t3のくびれ発生を検出してからアーク再発生までの時間を、以下くびれ検出時間Tnと呼ぶことにする。時刻t3においてアークが再発生すると、同図(A)に示すように、溶接電流Iwはなだらかに減少し、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwは20〜30V程度のアーク電圧値になる。したがって、上記のアーク判別値Vtaは10〜15V程度に設定される。時刻t3〜t4のアーク期間Ta中は、溶接ワイヤ1先端が溶融されて溶滴1aが形成される。以後、時刻t1〜t4の期間の動作を繰り返す。   When the above-mentioned constriction phenomenon occurs, the short circuit is released after a short time of about several hundred μs, and the arc 3 is regenerated. That is, this constriction phenomenon is a precursor of short circuit opening. When the constriction 1b occurs, the conduction path of the welding current Iw becomes narrow at the constricted portion, and the resistance value of the constricted portion increases. The increase in the resistance value increases as the constriction progresses and the constricted portion becomes narrower. Therefore, by detecting a change in resistance value between the welding wire 1 and the base material 2 during the short-circuit period Ts, it is possible to detect the occurrence and progress of the necking phenomenon. This change in resistance value can be calculated by dividing the welding voltage Vw by the welding current Iw. Further, the change in resistance value after the formation of the constriction is larger than the change in the welding current Iw during the short-circuit period Ts. For this reason, the occurrence of the constriction phenomenon can be detected by the change of the welding voltage Vw instead of the change of the resistance value. As a specific necking detection method, the rate of change (differential value) of the resistance value or the welding voltage value Vw during the short-circuit period Ts is calculated, and the necking is achieved by reaching the predetermined necking detection reference value Vtn. There is a way to detect. As another method, as shown in FIG. 5B, a voltage increase value ΔV from a stable short-circuit voltage value Vs before occurrence of constriction during the short-circuit period Ts is calculated, and this voltage increase value ΔV is calculated at time t2. There is a method of detecting the squeezing when the squeezing reaches a predetermined squeezing detection reference value Vtn. In the following description, a case in which the squeezing detection method is based on the above-described voltage increase value ΔV will be described, but other methods that have been proposed in the past may be used. Detection of arc re-occurrence at time t3 can be easily performed by determining that the welding voltage Vw has become equal to or greater than the arc determination value Vta. Incidentally, the period of Vw <Vta is the short circuit period Ts, and the period of Vw ≧ Vta is the arc period Ta. The time from the occurrence of squeezing at times t2 to t3 to the reoccurrence of the arc is hereinafter referred to as squeezing detection time Tn. When the arc is regenerated at the time t3, the welding current Iw gradually decreases as shown in FIG. 5A, and the welding voltage Vw is about 20-30V as shown in FIG. become. Therefore, the arc discrimination value Vta is set to about 10 to 15V. During the arc period Ta from time t3 to t4, the tip of the welding wire 1 is melted to form a droplet 1a. Thereafter, the operation in the period from time t1 to t4 is repeated.

上述した短絡期間Tsとアーク期間Taとを繰り返す消耗電極アーク溶接には、炭酸ガスアーク溶接、マグ溶接、ミグ溶接、短絡を伴うパルスアーク溶接等がある。炭酸ガスアーク溶接、マグ溶接及びミグ溶接の場合には、溶滴移行形態は、200A程度未満の電流領域では短絡移行形態となり、電流値が大きくなるとグロビュール移行形態となる。また、パルスアーク溶接の場合には、溶滴移行形態はスプレー移行形態となる。これらグロビュール移行形態及びスプレー移行形態においても、高速溶接等を行う場合にはアーク長を短く設定するので、短絡が発生する。したがって、この短絡を開放するために、上述したように、くびれ1bが形成されることになる。   Examples of the consumable electrode arc welding that repeats the short-circuit period Ts and the arc period Ta include carbon dioxide arc welding, mag welding, MIG welding, and pulse arc welding with short-circuiting. In the case of carbon dioxide arc welding, mag welding, and MIG welding, the droplet transfer mode is a short-circuit transfer mode in a current region of less than about 200 A, and a globule transfer mode when the current value increases. In the case of pulse arc welding, the droplet transfer mode is a spray transfer mode. Also in these globule transfer forms and spray transfer forms, when performing high-speed welding or the like, the arc length is set short, so that a short circuit occurs. Therefore, in order to open this short circuit, the constriction 1b is formed as described above.

上述した短絡を伴う溶接では、時刻t3においてアーク3が再発生したときのアーク再発生時電流値Iaが大電流値であると、アーク3から溶融池2aへのアーク力が急峻に大きくなり、大量のスパッタが発生する。すなわち、アーク再発生時電流値Iaの値に略比例してスパッタ発生量が増加する。このため、スパッタの発生を抑制するためには、このアーク再発生時電流値Iaを小さくする必要がある。このための方法として、上記のくびれ現象の発生を検出して溶接電流Iwを減少させてアーク再発生時電流値Iaを小さくするくびれ検出制御方法を付加した溶接電源が従来から種々提案されている。以下、この従来技術(例えば、特許文献1参照)について説明する。   In the welding with short circuit described above, when the arc regeneration current value Ia when the arc 3 is regenerated at the time t3 is a large current value, the arc force from the arc 3 to the molten pool 2a increases sharply. A large amount of spatter is generated. That is, the amount of spatter generated increases substantially in proportion to the current value Ia at the time of arc re-generation. For this reason, in order to suppress generation | occurrence | production of a sputter | spatter, it is necessary to make small this electric current value Ia at the time of arc regeneration. As a method for this purpose, various welding power sources have been proposed in which a constriction detection control method for detecting the occurrence of the above-described constriction phenomenon and reducing the welding current Iw to reduce the current value Ia at the time of arc re-generation is added. . Hereinafter, this conventional technique (for example, refer to Patent Document 1) will be described.

図6は、従来技術のくびれ検出制御方法を搭載した溶接装置のブロック図である。溶接電源PSは、一般的な消耗電極アーク溶接用の溶接電源であり、溶接電圧Vw及び溶接電流Iwを出力すると共に、後述する送給速度設定信号Frに対応して送給モータWMの回転を制御するための送給制御信号Fcを送給モータWMに出力する。トランジスタTRは出力に直列に挿入され、それと並列に減流抵抗器Rが接続されている。溶接ワイヤ1は、送給モータWMに結合された送給ロール5の回転によって溶接トーチ4内を通って送給されて、母材2との間にアーク3が発生する。送給速度設定回路FRは、溶接ワイヤ1の送給速度を設定するための予め定めた送給速度設定信号Frを溶接電源PSに出力する。溶接ワイヤ1は、送給速度設定信号Frによって定まる送給速度で前進送給される。   FIG. 6 is a block diagram of a welding apparatus equipped with a conventional necking detection control method. The welding power source PS is a general welding power source for consumable electrode arc welding, outputs a welding voltage Vw and a welding current Iw, and rotates the feeding motor WM in response to a feeding speed setting signal Fr described later. A feed control signal Fc for control is output to the feed motor WM. The transistor TR is inserted in series with the output, and a current reducing resistor R is connected in parallel therewith. The welding wire 1 is fed through the welding torch 4 by the rotation of the feeding roll 5 coupled to the feeding motor WM, and an arc 3 is generated between the welding wire 1 and the base material 2. The feeding speed setting circuit FR outputs a predetermined feeding speed setting signal Fr for setting the feeding speed of the welding wire 1 to the welding power source PS. The welding wire 1 is fed forward at a feeding speed determined by a feeding speed setting signal Fr.

電圧検出回路VDは、溶接電圧Vwを検出して電圧検出信号Vdを出力する。電流検出回路IDは、溶接電流Iwを検出して、電流検出信号Idを出力する。くびれ検出基準値設定回路VTNは、予め定めたくびれ検出基準値信号Vtnを出力する。くびれ検出回路NDは、このくびれ検出基準値信号Vtn、上記の電圧検出信号Vd及び上記の電流検出信号Idを入力として、上述したように短絡期間中の電圧上昇値ΔVがくびれ検出基準値信号Vtnの値に達した時点でHighレベルとなり、アークが再発生して電圧検出信号Vdの値がアーク判別値Vta以上になった時点でLowレベルになるくびれ検出信号Ndを出力する。したがって、このくびれ検出信号NdがHighレベルの期間が上記のくびれ検出時間Tnとなる。上述したように、短絡期間中の電圧検出信号Vdの微分値がくびれ検出基準値信号Vtnの値に達した時点でくびれ検出信号NdをHighレベルに変化させるようにしても良い。さらに、電圧検出信号Vdの値を電流検出信号Idの値で除算して溶滴の抵抗値を算出し、この抵抗値の微分値がくびれ検出基準値信号Vtnの値に達した時点でくびれ検出信号NdをHighレベルに変化させるようにしても良い。駆動回路DRは、このくびれ検出信号NdがLowレベルのとき(非くびれ検出時)は上記のトランジスタTRをオン状態にする駆動信号Drを出力する。したがって、上記のトランジスタTRは、上記のくびれ検出信号NdがHighレベルのとき(くびれ検出時)はオフ状態になる。   The voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw and outputs a voltage detection signal Vd. The current detection circuit ID detects the welding current Iw and outputs a current detection signal Id. The squeezing detection reference value setting circuit VTN outputs a squeezing detection reference value signal Vtn. The squeezing detection circuit ND receives the squeezing detection reference value signal Vtn, the voltage detection signal Vd, and the current detection signal Id, and the voltage increase value ΔV during the short circuit period is converted into the squeezing detection reference value signal Vtn as described above. The squeezing detection signal Nd that becomes the Low level is output when the arc is regenerated and the value of the voltage detection signal Vd becomes equal to or greater than the arc discrimination value Vta. Therefore, the squeezing detection time Tn is a period during which the squeezing detection signal Nd is at a high level. As described above, the squeezing detection signal Nd may be changed to a high level when the differential value of the voltage detection signal Vd during the short circuit period reaches the value of the squeezing detection reference value signal Vtn. Further, the resistance value of the droplet is calculated by dividing the value of the voltage detection signal Vd by the value of the current detection signal Id, and when the differential value of the resistance value reaches the value of the squeezing detection reference value signal Vtn, the squeezing is detected. The signal Nd may be changed to a high level. When the squeezing detection signal Nd is at a low level (when non-necking is detected), the driving circuit DR outputs a driving signal Dr that turns on the transistor TR. Therefore, the transistor TR is turned off when the squeezing detection signal Nd is at a high level (when squeezing is detected).

図7は、上記の溶接装置の各信号のタイミングチャートである。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の時間変化を示し、同図(C)はくびれ検出信号Ndの時間変化を示し、同図(D)は駆動信号Drの時間変化を示す。以下、同図を参照して説明する。   FIG. 7 is a timing chart of each signal of the welding apparatus. (A) shows the time change of the welding current Iw, (B) shows the time change of the welding voltage Vw, (C) shows the time change of the squeezing detection signal Nd, (D) ) Shows the time change of the drive signal Dr. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

同図において、時刻t2〜t3のくびれ検出時間Tn以外の期間は、同図(C)に示すように、くびれ検出信号NdはLowレベルであるので、同図(D)に示すように、駆動信号DrはHighレベルになる。この結果、トランジスタTRはオン状態になるので、通常の消耗電極アーク溶接用の溶接装置と同一の動作となる。   In the figure, during a period other than the squeezing detection time Tn from time t2 to t3, as shown in FIG. 10C, the squeezing detection signal Nd is at the low level, and as shown in FIG. The signal Dr becomes a high level. As a result, since the transistor TR is turned on, the operation is the same as that of a welding apparatus for normal consumable electrode arc welding.

時刻t2において、同図(B)に示すように、短絡期間Ts中に溶接電圧Vwが上昇して電圧上昇値ΔVが予め定めたくびれ検出基準値Vtn以上になったことを検出して溶滴にくびれが発生したと判別すると、同図(C)に示すように、くびれ検出信号NdがHighレベルになる。これに応動して、同図(D)に示すように、駆動信号DrはLowレベルになるので、トランジスタTRはオフ状態になる。この結果、減流抵抗器Rが溶接電流Iwの通電路に挿入される。この減流抵抗器Rの値は、短絡負荷(0.01〜0.03Ω
程度)の10倍以上大きな値(0.5〜3Ω程度)に設定される。このために、溶接電源内の直流リアクトル及びケーブルのリアクトルに蓄積されたエネルギーが急放電されて、同図(A)に示すように、溶接電流Iwは急激に減少して小電流値となる。ここで、溶接電源PSの出力電圧が50Vであり、減流抵抗器Rが1Ωであるとすると、この小電流値は50Aとなる。時刻t3において、短絡が開放されてアークが再発生すると、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwが予め定めたアーク判別値Vta以上になる。これを検出して、同図(C)に示すように、くびれ検出信号NdはLowレベルになり、同図(D)に示すように、駆動信号DrはHighレベルになる。この結果、トランジスタTRはオン状態になり、通常の消耗電極アーク溶接の制御となる。時刻t3において、アークが再発生してトランジスタTRがオン状態になると、同図(A)に示すように、溶接電流Iwは、所定の高レベルへと増加した後に送給速度によって定まる値に収束する。この動作によって、アーク再発生時(時刻t3)のアーク再発生時電流値Iaを小さくすることができるので、スパッタの発生を抑制することができる。くびれを検出したときに溶接電流Iwを急速に減少させる手段として、上記では減流抵抗器Rを通電路に挿入する方法を説明した。これ以外の手段として、溶接装置の出力端子間にコンデンサをスイッチング素子を介して並列に接続し、くびれを検出するとスイッチング素子をオン状態にしコンデンサから放電電流を通電して溶接電流Iwを急速に減少させる方法もある(例えば、特許文献2参照)。
At time t2, as shown in FIG. 5B, it is detected that the welding voltage Vw has increased during the short-circuit period Ts and the voltage increase value ΔV has become equal to or greater than a predetermined squeezing detection reference value Vtn. If it is determined that constriction has occurred, the constriction detection signal Nd becomes High level as shown in FIG. In response to this, as shown in FIG. 4D, the drive signal Dr goes to a low level, so that the transistor TR is turned off. As a result, the current reducing resistor R is inserted into the current path of the welding current Iw. The value of the current reducing resistor R is a short-circuit load (0.01 to 0.03Ω).
Is set to a value (approximately 0.5 to 3Ω) that is at least 10 times greater than (approx.). For this reason, the energy accumulated in the DC reactor in the welding power source and the reactor of the cable is suddenly discharged, and the welding current Iw rapidly decreases to a small current value as shown in FIG. Here, assuming that the output voltage of the welding power source PS is 50V and the current reducing resistor R is 1Ω, the small current value is 50A. When the short circuit is released and the arc is regenerated at time t3, the welding voltage Vw becomes equal to or higher than a predetermined arc discrimination value Vta as shown in FIG. By detecting this, the squeezing detection signal Nd becomes the Low level as shown in FIG. 5C, and the drive signal Dr becomes the High level as shown in FIG. As a result, the transistor TR is turned on, and normal consumable electrode arc welding is controlled. When the arc is regenerated and the transistor TR is turned on at time t3, the welding current Iw increases to a predetermined high level and then converges to a value determined by the feeding speed, as shown in FIG. To do. By this operation, the arc regeneration current value Ia at the time of arc regeneration (time t3) can be reduced, so that the occurrence of sputtering can be suppressed. As a means for rapidly reducing the welding current Iw when the constriction is detected, the method for inserting the current reducing resistor R into the energizing path has been described above. As another means, a capacitor is connected in parallel between the output terminals of the welding apparatus via a switching element, and when the constriction is detected, the switching element is turned on and a discharge current is supplied from the capacitor to rapidly reduce the welding current Iw. There is also a method (see, for example, Patent Document 2).

上述したくびれ検出制御方法では、スパッタ発生量の抑制効果を大きくするためには、くびれの発生を正確に検出することが重要となる。くびれの発生及びその進行状態は、シールドガスの種類、溶接ワイヤの種類、溶接継手、溶接ワイヤの送給速度、溶接姿勢等の溶接条件によって変化する。このために、溶接条件に応じてくびれの発生を検出する感度を適正化する必要がある。このくびれ検出の感度は、上記のくびれ検出基準値Vtnを増減させることによって調整することができる。すなわち、くびれ検出基準値Vtnを増加させると感度は低くなり、逆に減少させると感度は高くなる。くびれ検出基準値Vtnが大きすぎると感度が低すぎることになり、上記のくびれ検出時間Tnが短くなりすぎてアーク再発生までに溶接電流を充分に減少させることができないので、スパッタ発生量の抑制効果が小さくなる。逆に、くびれ検出基準値Vtnが小さすぎると感度は高すぎることになり、上記のくびれ検出時間Tnが長くなりすぎてアークがなかなか再発生しないために溶接状態が不安定になる。したがって、上記のくびれ検出時間Tnが、50〜1000μs程度の範囲になるときが、くびれ検出基準値Vtnが適正値に設定されているときであると言える。   In the above-described constriction detection control method, it is important to accurately detect the occurrence of constriction in order to increase the effect of suppressing the amount of spatter generated. The occurrence of the constriction and the state of progress thereof vary depending on the welding conditions such as the type of shielding gas, the type of welding wire, the weld joint, the feeding speed of the welding wire, and the welding posture. For this reason, it is necessary to optimize the sensitivity for detecting the occurrence of constriction according to the welding conditions. The squeezing detection sensitivity can be adjusted by increasing or decreasing the squeezing detection reference value Vtn. That is, when the squeezing detection reference value Vtn is increased, the sensitivity is lowered, and conversely, when it is decreased, the sensitivity is increased. If the squeezing detection reference value Vtn is too large, the sensitivity will be too low, and the squeezing detection time Tn will be too short, and the welding current cannot be reduced sufficiently until the arc is regenerated. The effect is reduced. Conversely, if the squeezing detection reference value Vtn is too small, the sensitivity will be too high, and the above-described squeezing detection time Tn will be too long and the arc will not reoccur, making the welding state unstable. Therefore, it can be said that the squeezing detection time Tn is in the range of about 50 to 1000 μs when the squeezing detection reference value Vtn is set to an appropriate value.

上述したように、くびれ検出基準値Vtnは溶接条件に応じて適正値に設定されている。しかし、送給速度の変動、溶融池の不規則な運動、溶滴形状のバラツキ等の変動要因によって、くびれ検出基準値Vtnを適正化していても、くびれ検出時間Tnはバラツキを生じる。このバラツキの範囲が、上述したように、50〜1000μs程度であるときは、スパッタの発生及び溶接状態の安定性にそれほど悪影響はない。また、くびれ検出時間Tnが、ときたま50μs未満になっても、少しスパッタが増える程度であり、大きな問題ではない。反面、くびれ検出時間Tnが1000μsを超え、特に2000μs以上になると、溶接状態が不安定になり、アークが再発生しない状態に至ることも生じる。このために、くびれを検出した時点からの経過時間が基準時間に達してもアークが再発生していないときは、溶接電流Iwを増加させて電磁的ピンチ力を大きくすることでくびれの進行を促進してアークの再発生を導く補償制御が慣用されている。以下、この補償制御(例えば、特許文献3参照)について説明する。   As described above, the squeezing detection reference value Vtn is set to an appropriate value according to the welding conditions. However, even if the squeezing detection reference value Vtn is optimized due to fluctuation factors such as fluctuations in the feeding speed, irregular movement of the molten pool, and variations in droplet shape, the squeezing detection time Tn varies. When the range of this variation is about 50 to 1000 μs as described above, there is not much adverse effect on the occurrence of spatter and the stability of the welded state. Moreover, even if the constriction detection time Tn occasionally becomes less than 50 μs, it is only a slight increase in spatter and is not a big problem. On the other hand, when the squeezing detection time Tn exceeds 1000 μs, particularly 2000 μs or more, the welding state becomes unstable, and the arc may not be regenerated. For this reason, if the arc has not regenerated even if the elapsed time from the point of detection of the constriction reaches the reference time, the constriction progresses by increasing the electromagnetic pinch force by increasing the welding current Iw. Compensation control is commonly used to promote and reinitiate arcs. Hereinafter, the compensation control (for example, see Patent Document 3) will be described.

図8は、補償制御について説明するための上述した図7に対応する各信号のタイミングチャートである。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の時間変化を示し、同図(C)はくびれ検出信号Ndの時間変化を示し、同図(D)は駆動信号Drの時間変化を示す。同図において、時刻t21〜t3の期間の動作以外は、図7と同一であるのでそれらの説明は省略する。以下、同図を参照して時刻t21〜t3の期間の動作について説明する。   FIG. 8 is a timing chart of each signal corresponding to FIG. 7 described above for explaining compensation control. (A) shows the time change of the welding current Iw, (B) shows the time change of the welding voltage Vw, (C) shows the time change of the squeezing detection signal Nd, (D) ) Shows the time change of the drive signal Dr. In the figure, the operations other than the operation during the period from time t21 to t3 are the same as those in FIG. The operation during the period from time t21 to t3 will be described below with reference to FIG.

時刻t2のくびれ検出時点からの経過時間tが、時刻t21において基準時間Ttに達したときに、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwはアーク判別値Vta未満であるので、アークはまだ再発生していない。このために、同図(D)に示すように、駆動信号DrをHighレベルに変化させる。駆動信号DrがHighレベルになると、図6のトランジスタTRがオン状態になるので、同図(A)に示すように、溶接電流Iwは増加して所定値となる。溶接電流Iwが大きくなると、電磁的ピンチ力も大きくなるので、くびれの進行が促進されて、時刻t3においてアークが再発生する。時刻t3において、アークが再発生すると、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwはアーク判別値Vta以上のアーク電圧値となり、同図(A)に示すように、溶接電流Iwはそれ以降なだらかに減少して定常値に収束する。同図(C)に示すように、くびれ検出信号Ndは、時刻t2のくびれ検出時点から時刻t3のアーク再発生までHighレベルになる。同図(D)に示すように、駆動信号Drは、時刻t21からHighレベルとなる。上記の基準時間Ttは、1000μs程度に設定される。   When the elapsed time t from the squeezing detection time at the time t2 reaches the reference time Tt at the time t21, the welding voltage Vw is less than the arc discrimination value Vta as shown in FIG. It has not reoccurred. For this purpose, the drive signal Dr is changed to a high level as shown in FIG. When the drive signal Dr becomes high level, the transistor TR in FIG. 6 is turned on, so that the welding current Iw increases to a predetermined value as shown in FIG. As the welding current Iw increases, the electromagnetic pinch force also increases, so that the progress of the constriction is promoted and the arc is regenerated at time t3. When the arc is regenerated at time t3, the welding voltage Vw becomes an arc voltage value equal to or higher than the arc discriminating value Vta as shown in FIG. 5B, and the welding current Iw is as shown in FIG. After that, it gradually decreases and converges to a steady value. As shown in FIG. 6C, the squeezing detection signal Nd is at a high level from the time of squeezing detection at time t2 until the occurrence of an arc again at time t3. As shown in FIG. 4D, the drive signal Dr becomes High level from time t21. The reference time Tt is set to about 1000 μs.

特開2006−281219号公報JP 2006-281219 A 特開2005−288540号公報JP 2005-288540 A 特開2006−116585号公報JP 2006-116585 A

上述したように、くびれ検出時点からの経過時間が基準時間に達してもアークが再発生していないときは、溶接電流を増加させることによって、溶接状態が不安定になることを防止している。しかし、このような補償制御を行うと、図8(A)に示すように、時刻t3においてアークが再発生したときの電流値が大きな値になるために、大粒のスパッタが発生することになる。また、電流を減少させていた期間(時刻t2〜t21の期間)が長いために、溶融池及び溶滴の温度が低下するので、電流を増加させてもアークの再発生が円滑には行われずに溶接ビード外観が悪くなることも生じる。   As described above, the welding state is prevented from becoming unstable by increasing the welding current when the arc has not regenerated even when the elapsed time from the necking detection time reaches the reference time. . However, when such compensation control is performed, as shown in FIG. 8A, since the current value when the arc is regenerated at time t3 becomes a large value, large spatters are generated. . In addition, since the period during which the current is decreased (the period from the time t2 to t21) is long, the temperature of the molten pool and the droplets is lowered. Therefore, even if the current is increased, the arc is not smoothly regenerated. In addition, the appearance of the weld bead may be deteriorated.

そこで、本発明では、くびれ検出時点からの経過時間が基準時間に達してもアークが再発生していないときに、スパッタの発生を増やすことなく円滑にアークの再発生を行わせることができる消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法を提供することを目的とする。   Therefore, in the present invention, when the arc has not regenerated even if the elapsed time from the time of detection of the constriction has reached the reference time, the arc can be regenerated smoothly without increasing the generation of spatter. An object of the present invention is to provide a constriction detection control method for electrode arc welding.

上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、溶接トーチから溶接ワイヤを前進送給すると共に、溶接ワイヤと母材との間でアーク発生状態と短絡状態とを繰り返す消耗電極アーク溶接にあって、短絡状態からアークが再発生する前兆現象である溶滴のくびれを溶接ワイヤと母材との間の電圧値又は抵抗値の変化がくびれ検出基準値に達したことによって検出し、このくびれ検出時点から短絡負荷に通電する溶接電流を減少させた状態でアークを再発生させ、アークが再発生すると溶接電流を増加させる消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法において、
前記くびれ検出時点からの経過時間がアークが再発生する前に予め定めた基準時間に達したときは、溶接ワイヤを後退移動させて母材から引き離すことによってアークを再発生させ、アークが再発生すると前記後退移動を停止させる、
ことを特徴とする消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法である。
In order to solve the above-described problem, the invention of claim 1 is a consumable electrode arc welding in which a welding wire is fed forward from a welding torch and an arc generation state and a short-circuit state are repeated between the welding wire and the base material. In this case, the constriction of the droplet, which is a precursor to the occurrence of the arc again from the short-circuit state, is detected when the change in the voltage value or resistance value between the welding wire and the base metal reaches the constriction detection reference value, In the constriction detection control method for consumable electrode arc welding, where the arc is regenerated with the welding current flowing to the short-circuit load decreased from the time of detection of the constriction, and the welding current is increased when the arc is regenerated,
When the elapsed time from the necking detection time reaches a predetermined reference time before the arc is regenerated, the arc is regenerated by moving the welding wire backward and pulling it away from the base metal. Then, the backward movement is stopped,
This is a constriction detection control method for consumable electrode arc welding.

請求項2の発明は、前記溶接電流の増加及び前記後退移動の停止を、前記アーク再発生時点から予め定めた遅延時間だけ遅延させる、
ことを特徴とする請求項1記載の消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法である。
The invention of claim 2 delays the increase of the welding current and the stoppage of the backward movement by a predetermined delay time from the arc re-occurrence point.
The constriction detection control method for consumable electrode arc welding according to claim 1.

請求項3の発明は、前記後退移動が溶接ワイヤの後退送給であり、前記後退移動の停止が前記後退送給を停止して前記前進送給に戻すことである、
ことを特徴とする請求項1〜2のいずれか1項に記載の消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法である。
The invention of claim 3 is that the backward movement is the backward feeding of the welding wire, and the stop of the backward movement is to stop the backward feeding and return to the forward feeding.
The constriction detection control method for consumable electrode arc welding according to any one of claims 1 to 2.

請求項4の発明は、前記後退移動が、前記溶接トーチを後退移動させてトーチ高さを高くすることであり、前記後退移動の停止後に前記溶接トーチを前進移動させて前記トーチ高さを元に戻す、
ことを特徴とする請求項1〜2のいずれか1項に記載の消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法である。
According to a fourth aspect of the invention, the backward movement is to raise the torch height by moving the welding torch backward, and after the stoppage of the backward movement, the welding torch is moved forward to restore the torch height. Back to
The constriction detection control method for consumable electrode arc welding according to any one of claims 1 to 2.

本発明によれば、くびれ検出時点からの経過時間がアークが再発生する前に基準時間に達したときは、溶接ワイヤを後退移動させて母材から引き離すことによってアークを再発生させる。これにより、小電流値のままで確実にアークを再発生させることができるので、スパッタの発生を増やすことなく円滑にアークの再発生を行わせることができる。   According to the present invention, when the elapsed time from the necking detection time reaches the reference time before the arc is regenerated, the arc is regenerated by moving the welding wire backward and pulling it away from the base material. As a result, the arc can be reliably regenerated with a small current value, and the arc can be smoothly regenerated without increasing the generation of spatter.

本発明の実施の形態1に係る消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。It is a block diagram of the welding apparatus for implementing the constriction detection control method of consumable electrode arc welding which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1の溶接装置における各信号のタイミングチャートである。It is a timing chart of each signal in the welding apparatus of FIG. 本発明の実施の形態2に係る消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。It is a block diagram of the welding apparatus for enforcing the constriction detection control method of consumable electrode arc welding which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図3の溶接装置における各信号のタイミングチャートである。It is a timing chart of each signal in the welding apparatus of FIG. 従来技術において、短絡期間Tsとアーク期間Taとを繰り返す消耗電極アーク溶接における電流・電圧波形及び溶滴移行を示す図である。In a prior art, it is a figure which shows the electric current and voltage waveform and droplet transfer in consumable electrode arc welding which repeats the short circuit period Ts and the arc period Ta. 従来技術のくびれ検出制御方法を搭載した溶接装置のブロック図である。It is a block diagram of the welding apparatus carrying the necking detection control method of a prior art. 図6の溶接装置における各信号のタイミングチャートである。It is a timing chart of each signal in the welding apparatus of FIG. 従来技術における補償制御について説明するための上述した図7に対応する各信号のタイミングチャートである。It is a timing chart of each signal corresponding to above-mentioned FIG. 7 for demonstrating the compensation control in a prior art.

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]
実施の形態1に係る発明は、くびれ検出時点からの経過時間tがアークが再発生する前に予め定めた基準時間Ttに達したときは、溶接ワイヤを後退移動させて母材から引き離すことによって、小電流値の状態のままでアークを再発生させ、アークが再発生すると前記後退移動を停止させるものである。実施の形態1では、上記の溶接ワイヤの後退移動を後退送給によって行う。したがって、上記の後退移動の停止とは、後退送給を停止して、通常の前進送給に戻すことを意味している。以下、この実施の形態1について説明する。
[Embodiment 1]
In the invention according to the first embodiment, when the elapsed time t from the squeezing detection time reaches a predetermined reference time Tt before the arc is regenerated, the welding wire is moved backward and pulled away from the base material. The arc is regenerated with the small current value maintained, and when the arc is regenerated, the backward movement is stopped. In the first embodiment, the welding wire is moved backward by backward feeding. Therefore, the stop of the backward movement means that the backward feeding is stopped and returned to the normal forward feeding. Hereinafter, the first embodiment will be described.

図1は、本発明の実施の形態1に係る消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。同図において、上述した図6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、破線で示す遅延回路NDDを追加し、図6の駆動回路DRを破線で示す第2駆動回路DR2に置換し、破線で示す後退移動制御回路RCを追加し、図6の送給速度設定回路FRを破線で示す第2送給速度設定回路FR2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。   1 is a block diagram of a welding apparatus for carrying out a constriction detection control method for consumable electrode arc welding according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, the same blocks as those in FIG. 6 described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the figure, a delay circuit NDD indicated by a broken line is added, the drive circuit DR shown in FIG. 6 is replaced with a second drive circuit DR2 indicated by a broken line, a backward movement control circuit RC indicated by a broken line is added, and the feeding circuit shown in FIG. The speed setting circuit FR is replaced with a second feeding speed setting circuit FR2 indicated by a broken line. Hereinafter, these blocks will be described with reference to FIG.

遅延回路NDDは、くびれ検出信号Ndを入力として、この信号を予め定めた遅延時間Tdだけオフディレイさせたくびれ検出遅延信号Nddを出力する。このくびれ検出遅延信号Nddは、くびれ検出時点でHighレベルになり、アークが再発生した時点から遅延時間Tdだけ遅延した時点でLowレベルになる信号である。第2駆動回路DR2は、このくびれ検出遅延信号Nddを入力として、この信号がHighレベル(くびれ検出期間)のときは駆動信号Drを停止してトランジスタTRをオフ状態にし、Lowレベル(非くびれ検出期間)のときは駆動信号Drを出力してトランジスタTRをオン状態にする。   The delay circuit NDD receives the squeezing detection signal Nd and outputs a squeezing detection delay signal Ndd obtained by delaying this signal by a predetermined delay time Td. This squeezing detection delay signal Ndd is a signal that becomes High level at the time of squeezing detection, and becomes Low level when it is delayed by the delay time Td from the time when the arc is regenerated. The second drive circuit DR2 receives the squeezing detection delay signal Ndd, and when this signal is at a high level (squeezing detection period), the second driving circuit DR2 stops the driving signal Dr to turn off the transistor TR, and the low level (non-squeezing detection). (Period), the drive signal Dr is output to turn on the transistor TR.

後退移動制御回路RCは、上記のくびれ検出信号Nd及び上記のくびれ検出遅延信号Nddを入力として、くびれ検出信号NdがHighレベル(くびれ検出期間)になった時点から予め定めた基準時間Ttが経過した時点でまだHighレベルであったときは後退移動制御信号RcをHighレベルにセットし、くびれ検出遅延信号NddがLowレベルに変化した時点で後退移動制御信号RcをLowレベルにリセットする。したがって、この後退移動制御信号Rcは、くびれ検出時点からの経過時間が基準時間Ttに達したときにアークが再発生していないときはHighレベルになり、アークが再発生した時点から遅延時間Tdだけ遅延した時点でLowレベルになる信号である。第2送給速度設定回路FR2は、この後退移動制御信号Rcを入力として、この信号がLowレベルのときは予め定めた正の値の前進送給速度設定値Ffrを送給速度設定信号Frとして出力し、Highレベルのときは予め定めた負の値の後退送給速度設定値Frrを送給速度設定信号Frとして出力する。溶接電源PSは、送給速度設定信号Frを入力として、この信号の値が前進送給速度設定値Ffrのときは溶接ワイヤ1を前進送給するための送給制御信号Fcを出力し、後退送給速度設定値Frrのときは溶接ワイヤ1を後退送給するための送給制御信号Fcを出力する。   The backward movement control circuit RC receives the above-described squeezing detection signal Nd and the above-described squeezing detection delay signal Ndd, and a predetermined reference time Tt has elapsed since the squeezing detection signal Nd becomes a high level (squeezing detection period). When it is still at the High level, the backward movement control signal Rc is set to the High level, and when the squeezing detection delay signal Ndd changes to the Low level, the backward movement control signal Rc is reset to the Low level. Therefore, the backward movement control signal Rc becomes High level when the arc has not regenerated when the elapsed time from the point of detection of the squeezing reaches the reference time Tt, and the delay time Td from the time when the arc reoccurs. It is a signal that becomes Low level when it is delayed by a certain amount. The second feed speed setting circuit FR2 receives the reverse movement control signal Rc as an input, and when this signal is at the Low level, the forward feed speed set value Ffr having a predetermined positive value is used as the feed speed setting signal Fr. When the output is high level, a reverse feed speed setting value Frr having a predetermined negative value is output as a feed speed setting signal Fr. The welding power source PS receives a feed speed setting signal Fr and outputs a feed control signal Fc for feeding forward the welding wire 1 when the value of this signal is the forward feed speed set value Ffr. When the feed speed setting value Frr is set, a feed control signal Fc for feeding the welding wire 1 backward is output.

図2は、図1で上述した溶接装置の各信号のタイミングチャートである。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の時間変化を示し、同図(C)はくびれ検出信号Ndの時間変化を示し、同図(D)は駆動信号Drの時間変化を示し、同図(E)はくびれ検出遅延信号Nddの時間変化を示し、同図(F)は後退移動制御信号Rcの時間変化を示し、同図(G)は送給速度設定信号Frの時間変化を示す。同図は、くびれ検出時点からの経過時間が基準時間Ttに達しても、アークが再発生していない場合のタイミングチャートである。同図は、上述した図7及び図8と対応しており、時刻t21〜t31の期間の動作が異なっている。この期間以外は動作は同一であるので、説明は省略する。以下、同図を参照して、異なる動作の期間について説明する。   FIG. 2 is a timing chart of each signal of the welding apparatus described above with reference to FIG. (A) shows the time change of the welding current Iw, (B) shows the time change of the welding voltage Vw, (C) shows the time change of the squeezing detection signal Nd, (D) ) Shows the time change of the drive signal Dr, FIG. 9E shows the time change of the squeezing detection delay signal Ndd, FIG. 8F shows the time change of the backward movement control signal Rc, and FIG. Indicates the time change of the feed speed setting signal Fr. This figure is a timing chart in the case where the arc is not regenerated even when the elapsed time from the necking detection time reaches the reference time Tt. This figure corresponds to FIG. 7 and FIG. 8 described above, and the operation during the period from time t21 to t31 is different. Since the operation is the same except for this period, the description is omitted. Hereinafter, different operation periods will be described with reference to FIG.

時刻t2において、くびれを検出すると、同図(C)に示すように、くびれ検出信号NdはHighレベルに変化し、これに応動して、同図(E)に示すように、くびれ検出遅延信号NddもHighレベルに変化する。このくびれ検出遅延信号NddがHighレベルに変化すると、同図(D)に示すように、駆動信号DrはLowレベルに変化するので、トランジスタTRはオフ状態になり、通電路に減流抵抗器Rが挿入されることになる。このために、同図(A)に示すように、溶接電流Iwは減少して小電流値(10〜100A程度)になる。くびれの検出方法は、上述した従来技術と同様である。また、減流抵抗器Rの値についても、上述した従来技術と同様である。   When the constriction is detected at time t2, the constriction detection signal Nd changes to the high level as shown in FIG. 10C, and in response to this, as shown in FIG. Ndd also changes to a high level. When the squeezing detection delay signal Ndd changes to the high level, as shown in FIG. 4D, the drive signal Dr changes to the low level, so that the transistor TR is turned off, and the current reducing resistor R enters the current path. Will be inserted. For this reason, the welding current Iw decreases to a small current value (about 10 to 100 A) as shown in FIG. The method for detecting the constriction is the same as that of the above-described prior art. Further, the value of the current reducing resistor R is the same as that of the above-described conventional technology.

同図(C)に示すように、くびれ検出信号NdがHighレベルに変化した時点(くびれ検出時点)から経過時間が基準時間Ttに達する時刻t21において、同図(F)に示すように、後退移動制御信号RcがHighレベルになる。これに応動して、同図(G)に示すように、送給速度設定信号Frは、予め定めた正の値の前進送給速度設定値Ffrから予め定めた負の値の後退送給速度設定値Frrに切り換わり、溶接ワイヤは母材から離れる方向に後退送給される。時刻t3において、この後退送給によって溶接ワイヤが母材からはなれると、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はアーク判別値Vta以上のアーク電圧値に急上昇する。時刻t3のアーク再発生時の溶接電流Iwの値は、同図(A)に示すように、小電流値のままであるので、スパッタの発生は少ない。また、後退送給によってワイヤ先端を母材から引き離してアークを発生させるので、安定したアーク再発生を実現できる。   As shown in FIG. 10C, at the time t21 when the elapsed time reaches the reference time Tt from the time when the squeezing detection signal Nd changes to the high level (squeezing detection time), as shown in FIG. The movement control signal Rc becomes High level. In response to this, as shown in FIG. 5G, the feed speed setting signal Fr is a predetermined negative value of the reverse feed speed from a predetermined positive value of the forward feed speed setting value Ffr. The setting value Frr is switched, and the welding wire is fed backward in a direction away from the base material. When the welding wire is separated from the base material by the backward feeding at time t3, the arc is regenerated. When the arc is regenerated, the welding voltage Vw rapidly rises to an arc voltage value equal to or higher than the arc determination value Vta as shown in FIG. Since the value of the welding current Iw at the time of arc re-occurrence at time t3 remains as a small current value as shown in FIG. In addition, since the arc is generated by pulling the wire tip away from the base material by the backward feeding, stable arc regeneration can be realized.

同図(B)に示すように、時刻t3において、溶接電圧Vwの値がアーク判別値Vta以上になったことを判別してアークの再発生を判別すると、同図(C)に示すように、くびれ検出信号NdはLowレベルに変化する。そして、同図(E)に示すように、くびれ検出遅延信号Nddは時刻t3から遅延時間Tdだけオフディレイされて、時刻t31においてLowレベルになる。これに応動して時刻t31において、同図(D)に示すように、駆動信号DrはHighレベルに変化するので、トランジスタTRはオン状態になり、減流抵抗器Rは短絡される。これに応動して、同図(A)に示すように、溶接電流Iwは、高レベルにまで増加する。同時に時刻t31において、同図(Fに示すように、後退移動制御信号RcがLowレベルになるので、同図(G)に示すように、送給速度設定信号Frは、負の値の後退送給速度設定値Frrから正の値の前進送給速度設定値Ffrに切り換わる。この結果、溶接ワイヤは、通常通り前進送給される。   As shown in FIG. 4B, when it is determined that the value of the welding voltage Vw has become equal to or greater than the arc determination value Vta at time t3, and the reoccurrence of the arc is determined, as shown in FIG. The squeezing detection signal Nd changes to the low level. Then, as shown in FIG. 9E, the squeezing detection delay signal Ndd is off-delayed by the delay time Td from the time t3, and becomes the low level at the time t31. In response to this, at time t31, as shown in FIG. 4D, the drive signal Dr changes to the high level, so that the transistor TR is turned on and the current reducing resistor R is short-circuited. In response to this, the welding current Iw increases to a high level as shown in FIG. At the same time, at time t31, the reverse movement control signal Rc becomes low level as shown in (F). Therefore, as shown in (G) of FIG. The feed speed setting value Frr is switched to a positive forward feed speed setting value Ffr, so that the welding wire is fed forward as usual.

上記の動作を整理すると以下のようになる。同図(A)に示すように、溶接電流Iwは、時刻t2のくびれ検出時点から減少し、時刻t3にアークが再発生して遅延時間Tdが経過した時点まで小電流値のままで維持される。同図(G)に示すように、溶接ワイヤは、時刻t2のくびれ検出時点からの経過時間が基準時間Ttに達する時刻t21において後退送給に切り換えられ、遅延時間Td経過後の時刻t31において前進送給に戻される。   The above operation is organized as follows. As shown in FIG. 6A, the welding current Iw decreases from the time of detection of squeezing at time t2, and is maintained at a small current value until the time when the arc is regenerated and the delay time Td has elapsed at time t3. The As shown in FIG. 5G, the welding wire is switched to backward feeding at time t21 when the elapsed time from the time of detecting the neck at time t2 reaches the reference time Tt, and advanced at time t31 after the delay time Td has elapsed. Returned to delivery.

上記の基準時間Ttは、500〜1500μs程度に設定される。基準時間Ttは、溶接電流の平均値、シールドガスの種類、溶接ワイヤの種類等に応じて実験によって適正値に設定される。これは、溶接条件によってくびれ検出時点からアークが再発生するまでの時間のバラツキが異なるためである。バラツキがおおきいほど基準時間Ttは大きな値に設定される。遅延時間Tdは、0〜2000μs程度に設定される。Td=0とは、遅延させない場合である。実施の形態1において、遅延時間Tdを0に設定しても良い。この遅延時間Tdを設ける理由は、以下のとおりである。すなわち、アーク再発生直後はアーク長が非常に短いために、溶融池の振動、溶接ワイヤの送給振動等によって再短絡が発生することがある。再短絡が発生すると、スパッタが発生し、溶接状態も不安定になる。したがって、アーク再発生後も後退送給を維持し、溶接電流を小電流値に維持することによって、再短絡の発生を防止している。この遅延時間Tdは、溶接電流の平均値、溶接継手、溶接速度等に応じて実験によって適正値に設定される。これは、溶接条件によって再短絡の発生しやすさが異なるためである。前進送給速度設定値Ffrは、一般的な消耗電極アーク溶接と同様に、母材の板厚、溶接継手、溶接速度等に応じて適正値に設定される。その設定範囲は、2〜20m/min程度である。後退送給速度設定値Frrは、後退送給開始後にできるだけ速やかにアークが再発生するようにするために、30〜50m/min程度に設定される。また、前進送給から後退送給への切り換え及び後退送給から前進送給への切り換えを早くするために、送給モータWMには過渡応答性の良いサーボモータ等を使用することが望ましい。さらには、送給モータWMから溶接トーチ先端までの長さは短いほど過渡応答性が良くなるので、2m以下である方が良く、1m以下であることが望ましい。   The reference time Tt is set to about 500 to 1500 μs. The reference time Tt is set to an appropriate value by experiment according to the average value of the welding current, the type of shield gas, the type of welding wire, and the like. This is because the variation in time from the detection of the necking until the arc is regenerated varies depending on the welding conditions. The reference time Tt is set to a larger value as the variation becomes larger. The delay time Td is set to about 0 to 2000 μs. Td = 0 is a case where no delay is performed. In the first embodiment, the delay time Td may be set to zero. The reason for providing this delay time Td is as follows. That is, since the arc length is very short immediately after the re-occurrence of the arc, a re-short circuit may occur due to the weld pool vibration, the welding wire feed vibration, or the like. When the re-short circuit occurs, spatter occurs and the welding state becomes unstable. Therefore, the reverse feed is maintained even after the arc is regenerated, and the welding current is maintained at a small current value, thereby preventing the occurrence of a re-short circuit. The delay time Td is set to an appropriate value by experiment according to the average value of the welding current, the weld joint, the welding speed, and the like. This is because the likelihood of re-short circuiting varies depending on the welding conditions. The forward feed speed setting value Ffr is set to an appropriate value according to the thickness of the base metal, the weld joint, the welding speed, etc., as in general consumable electrode arc welding. The setting range is about 2 to 20 m / min. The reverse feed speed set value Frr is set to about 30 to 50 m / min so that the arc is regenerated as soon as possible after the start of reverse feed. Further, in order to quickly switch from forward feed to backward feed and from backward feed to forward feed, it is desirable to use a servo motor or the like having good transient response as the feed motor WM. Furthermore, since the transient response is improved as the length from the feed motor WM to the tip of the welding torch is shorter, it is preferably 2 m or less, and preferably 1 m or less.

実施の形態1において、くびれ検出時点からの経過時間が基準時間Ttに達する前にアークが再発生する通常の場合のタイミングチャートは、上述した図7とほぼ同様になる。すなわち、溶接ワイヤの後退送給は行われずに、定速での前進送給のみが行われる。但し、溶接電流Iwが増加を開始するタイミングは、遅延時間Tdが経過した後である。   In the first embodiment, the timing chart in the normal case where the arc is regenerated before the elapsed time from the point of detection of the neck reaches the reference time Tt is substantially the same as that in FIG. That is, the backward feeding of the welding wire is not performed, and only the forward feeding at a constant speed is performed. However, the timing at which the welding current Iw starts to increase is after the delay time Td has elapsed.

上述した実施の形態1によれば、くびれ検出時点からの経過時間がアークが再発生する前に基準時間に達したときは、溶接ワイヤを後退移動させて母材から引き離すことによってアークを再発生させる。これにより、小電流値のままで確実にアークを再発生させることができるので、スパッタの発生を増やすことなく円滑にアークの再発生を行わせることができる。さらに、溶接ワイヤの後退送給は、くびれ検出時点からの経過時間が基準時間に達したときにのみ行われるので、短絡回数に占める後退送給を行う回数の頻度は低い。このために、送給モータに過剰な負荷を強いることがないので、送給モータの信頼性も高くなる。   According to the first embodiment described above, when the elapsed time from the necking detection time reaches the reference time before the arc is regenerated, the arc is regenerated by moving the welding wire backward and pulling it away from the base material. Let As a result, the arc can be reliably regenerated with a small current value, and the arc can be smoothly regenerated without increasing the generation of spatter. Furthermore, since the backward feeding of the welding wire is performed only when the elapsed time from the time of detection of the constriction reaches the reference time, the frequency of performing the backward feeding in the number of short circuits is low. For this reason, since an excessive load is not imposed on the feeding motor, the reliability of the feeding motor is also increased.

[実施の形態2]
実施の形態2に係る発明は、実施の形態1と同様に、くびれ検出時点からの経過時間tがアークが再発生する前に予め定めた基準時間Ttに達したときは、溶接ワイヤを後退移動させて母材から引き離すことによって、小電流値の状態のままでアークを再発生させ、アークが再発生すると前記後退移動を停止させるものである。実施の形態2では、上記の溶接ワイヤの後退移動を溶接トーチを後退移動させてトーチ高さLtを高くすることによって行う。そして、後退移動の停止後は、溶接トーチを前進移動させてトーチ高さLtを元の高さに戻す。後退移動の間も、溶接ワイヤの前進送給は継続される。以下、この実施の形態2について説明する。
[Embodiment 2]
As in the first embodiment, the invention according to the second embodiment moves the welding wire backward when the elapsed time t from the necking detection time reaches a predetermined reference time Tt before the arc is regenerated. Thus, the arc is regenerated in the state of the small current value by being separated from the base material, and when the arc is regenerated, the backward movement is stopped. In the second embodiment, the welding wire is moved backward by moving the welding torch backward to increase the torch height Lt. Then, after stopping the backward movement, the welding torch is moved forward to return the torch height Lt to the original height. During the backward movement, the forward feeding of the welding wire is continued. Hereinafter, the second embodiment will be described.

図3は、本発明の実施の形態2に係る消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。同図において、上述した図6及び図1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1に、破線で示すロボット制御装置RCE及びロボット本体RMを追加し、図1の後退移動制御回路RCを破線で示す第2後退移動制御回路RC2に置換し、図1の第2送給速度設定回路FR2を破線で示す第3送給速度設定回路FR3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. 3 is a block diagram of a welding apparatus for carrying out a constriction detection control method for consumable electrode arc welding according to Embodiment 2 of the present invention. In this figure, the same blocks as those in FIGS. 6 and 1 described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In FIG. 1, a robot controller RCE and a robot body RM indicated by broken lines are added to FIG. 1, and the backward movement control circuit RC shown in FIG. 1 is replaced by a second backward movement control circuit RC2 indicated by broken lines. The second feed speed setting circuit FR2 is replaced with a third feed speed setting circuit FR3 indicated by a broken line. Hereinafter, these blocks will be described with reference to FIG.

第2後退移動制御回路RC2は、くびれ検出信号Nd及びくびれ検出遅延信号Nddを入力として、くびれ検出信号NdがHighレベル(くびれ検出期間)になった時点から予め定めた基準時間Ttが経過した時点でまだHighレベルであったときは後退移動制御信号RcをHighレベルにセットし、くびれ検出遅延信号NddがLowレベルに変化した時点で後退移動制御信号RcをLowレベルにリセットし、この後退移動制御信号Rcを第3送給速度設定回路FR3及びロボット制御装置RCEに出力する。したがって、この後退移動制御信号Rcは、くびれ検出時点からの経過時間が基準時間Ttに達したときにアークが再発生していないときはHighレベルになり、アークが再発生した時点から遅延時間Tdだけ遅延した時点でLowレベルになる信号である。第3送給速度設定回路FR3は、この後退移動制御信号Rcを入力として、この信号がLowレベルのときは予め定めた正の値の前進送給速度設定値Ffrを送給速度設定信号Frとして出力し、Highレベルのときは予め定めた0以上の値の第2前進送給速度設定値Ffr2を送給速度設定信号Frとして出力する。ここで、0≦Ffr2≦Ffrである。すなわち、第2送給速度設定値Ffr2は、定常溶接時の送給速度である前進送給速度設定値Ffrと同じ値又はそれよりも小さな値に設定される。溶接電源PSは、送給速度設定信号Frを入力として、この信号の値が前進送給速度設定値Ffrのときは溶接ワイヤ1をその値に相当する送給速度で前進送給するための送給制御信号Fcを出力し、第2前進送給速度設定値Ffr2のときは溶接ワイヤ1をその値に相当する送給速度で前進送給(送給停止も含む)するための送給制御信号Fcを出力する。   The second backward movement control circuit RC2 receives the squeezing detection signal Nd and the squeezing detection delay signal Ndd, and when a predetermined reference time Tt elapses from when the squeezing detection signal Nd becomes a high level (squeezing detection period). When it is still at the High level, the backward movement control signal Rc is set to the High level, and when the squeezing detection delay signal Ndd changes to the Low level, the backward movement control signal Rc is reset to the Low level, and this backward movement control is performed. The signal Rc is output to the third feed speed setting circuit FR3 and the robot controller RCE. Therefore, the backward movement control signal Rc becomes High level when the arc has not regenerated when the elapsed time from the point of detection of the squeezing reaches the reference time Tt, and the delay time Td from the time when the arc reoccurs. It is a signal that becomes Low level when it is delayed by a certain amount. The third feed speed setting circuit FR3 receives the reverse movement control signal Rc as an input, and when this signal is at the Low level, the forward feed speed set value Ffr having a predetermined positive value is used as the feed speed setting signal Fr. When it is at the High level, the second forward feed speed setting value Ffr2 having a predetermined value of 0 or more is outputted as the feed speed setting signal Fr. Here, 0 ≦ Ffr2 ≦ Ffr. That is, the second feed speed setting value Ffr2 is set to the same value as or smaller than the forward feed speed setting value Ffr, which is the feed speed during steady welding. The welding power source PS receives a feed speed setting signal Fr, and when the value of this signal is the forward feed speed set value Ffr, the welding power source PS feeds the welding wire 1 forward at a feed speed corresponding to that value. The feed control signal Fc is output, and when the second forward feed speed setting value Ffr2, the feed control signal for feeding forward (including feeding stop) the welding wire 1 at the feed speed corresponding to that value. Output Fc.

ロボット制御装置RCEは、上記の後退移動制御信号Rcを入力として、ロボット本体RMに取り付けられた溶接トーチ4を予め作成された作業プログラムに従って移動させるための動作制御信号Mcをロボット本体RMに出力する。通常の溶接においては、溶接トーチ4は、給電チップ先端と母材2との距離(以下、トーチ高さLtという)を予め定めた基準高さLt0に維持したままで、予め定めた溶接速度で溶接線に沿って移動する。しかし、本実施の形態では、溶接トーチ4は、溶接線に沿っての移動を行いながら、上記の後退移動制御信号RcがHighレベルに変化するとトーチ高さLtが高くなる方向に後退移動し、Lowレベルに変化するとトーチ高さLtが低くなる方向に前進移動して上記の基準高さLt0に復帰する。この動作の詳細については、図4で詳述する。溶接トーチ4の姿勢に前進角又は後退角がある場合には、トーチ高さLtはワイヤ送給方向にその高さを測定する。ロボット本体RMは、多関節型マニュピュレータであり、上記の動作制御信号Mcによって、取り付けられている複数個のサーボモータが駆動される。ロボット本体RMには、送給モータWMを含む送給装置及び溶接トーチ4が搭載されている。   The robot control apparatus RCE outputs the operation control signal Mc for moving the welding torch 4 attached to the robot body RM according to a work program created in advance to the robot body RM, with the reverse movement control signal Rc described above as an input. . In normal welding, the welding torch 4 is maintained at a predetermined welding speed while maintaining the distance between the tip of the power feed tip and the base material 2 (hereinafter referred to as torch height Lt) at a predetermined reference height Lt0. Move along the weld line. However, in the present embodiment, the welding torch 4 moves backward along the weld line, and moves backward in the direction in which the torch height Lt increases when the backward movement control signal Rc changes to the high level. When the level changes to the Low level, the torch height Lt moves forward and returns to the reference height Lt0. Details of this operation will be described in detail with reference to FIG. When the welding torch 4 has a forward or backward angle, the torch height Lt is measured in the wire feed direction. The robot body RM is an articulated manipulator, and a plurality of attached servo motors are driven by the operation control signal Mc. A feeding device including a feeding motor WM and a welding torch 4 are mounted on the robot body RM.

図4は、図3で上述した溶接装置の各信号のタイミングチャートである。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の時間変化を示し、同図(C)はくびれ検出信号Ndの時間変化を示し、同図(D)は駆動信号Drの時間変化を示し、同図(E)はくびれ検出遅延信号Nddの時間変化を示し、同図(F)は後退移動制御信号Rcの時間変化を示し、同図(G)は送給速度設定信号Frの時間変化を示し、同図(H)はトーチ高さLtの時間変化を示す。同図は、くびれ検出時点からの経過時間が基準時間Ttに達しても、アークが再発生していない場合のタイミングチャートである。同図は、上述した図1と対応しており、同図(H)のトーチ高さLtを追加している。は、図1とは、時刻t21〜t32の期間の動作が異なっている。この期間以外の期間の動作は同一であるので、同一期間についての説明は省略する。以下、同図を参照して、異なる動作の期間について説明する。   FIG. 4 is a timing chart of each signal of the welding apparatus described above with reference to FIG. (A) shows the time change of the welding current Iw, (B) shows the time change of the welding voltage Vw, (C) shows the time change of the squeezing detection signal Nd, (D) ) Shows the time change of the drive signal Dr, FIG. 9E shows the time change of the squeezing detection delay signal Ndd, FIG. 8F shows the time change of the backward movement control signal Rc, and FIG. Represents the time change of the feed speed setting signal Fr, and FIG. 5H shows the time change of the torch height Lt. This figure is a timing chart in the case where the arc is not regenerated even when the elapsed time from the necking detection time reaches the reference time Tt. This figure corresponds to FIG. 1 described above, and the torch height Lt in FIG. 1 differs from FIG. 1 in the operation during the period from time t21 to t32. Since the operation during the period other than this period is the same, the description for the same period is omitted. Hereinafter, different operation periods will be described with reference to FIG.

時刻t2において、くびれを検出すると、同図(C)に示すように、くびれ検出信号NdはHighレベルに変化し、これに応動して、同図(E)に示すように、くびれ検出遅延信号NddもHighレベルに変化する。このくびれ検出遅延信号NddがHighレベルに変化すると、同図(D)に示すように、駆動信号DrはLowレベルに変化するので、トランジスタTRはオフ状態になり、通電路に減流抵抗器Rが挿入されることになる。このために、同図(A)に示すように、溶接電流Iwは減少して小電流値(10〜100A程度)になる。くびれの検出方法は、上述した従来技術と同様である。また、減流抵抗器Rの値についても、上述した従来技術と同様である。   When the constriction is detected at time t2, the constriction detection signal Nd changes to the high level as shown in FIG. 10C, and in response to this, as shown in FIG. Ndd also changes to a high level. When the squeezing detection delay signal Ndd changes to the high level, as shown in FIG. 4D, the drive signal Dr changes to the low level, so that the transistor TR is turned off, and the current reducing resistor R enters the current path. Will be inserted. For this reason, the welding current Iw decreases to a small current value (about 10 to 100 A) as shown in FIG. The method for detecting the constriction is the same as that of the above-described prior art. Further, the value of the current reducing resistor R is the same as that of the above-described conventional technology.

同図(C)に示すように、くびれ検出信号NdがHighレベルに変化した時点(くびれ検出時点)から経過時間が基準時間Ttに達する時刻t21において、同図(F)に示すように、後退移動制御信号RcがHighレベルになる。これに応動して、同図(G)に示すように、送給速度設定信号Frは予め定めた正の値の前進送給速度設定値Ffrから予め定めた正の値の第2前進送給速度設定値Ffr2に切り換わり、溶接ワイヤは前進送給(送給停止を含む)を継続する。同図ではFfr2<Ffrの場合を示しているので、溶接ワイヤの前進送給の送給速度が減速される。同時に時刻t21において、ロボット制御装置RCEは溶接トーチの後退移動を開始するので、同図(H)に示すように、トーチ高さLtはそれまでの基準高さLt0から次第に高くなる。ここで、溶接トーチを後退移動させる速度が、上記の第2前進送給速度設定値Ffr2よりも早くなるように設定する。このようにすると、ワイヤ先端は後退移動することになる。   As shown in FIG. 10C, at the time t21 when the elapsed time reaches the reference time Tt from the time when the squeezing detection signal Nd changes to the high level (squeezing detection time), as shown in FIG. The movement control signal Rc becomes High level. In response to this, as shown in FIG. 5G, the feed speed setting signal Fr is set to a second positive forward feed value having a predetermined positive value from a forward feed speed setting value Ffr having a predetermined positive value. It switches to the speed set value Ffr2, and the welding wire continues forward feeding (including feeding stop). In the figure, since the case of Ffr2 <Ffr is shown, the feeding speed of the forward feeding of the welding wire is reduced. At the same time, at time t21, the robot controller RCE starts the backward movement of the welding torch, so that the torch height Lt gradually increases from the reference height Lt0 so far as shown in FIG. Here, the speed at which the welding torch is moved backward is set to be faster than the second forward feed speed setting value Ffr2. In this way, the wire tip moves backward.

時刻t3において、上記の溶接トーチの後退移動によって溶接ワイヤが母材からはなれると、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はアーク判別値Vta以上のアーク電圧値に急上昇する。時刻t3のアーク再発生時の溶接電流Iwの値は、同図(A)に示すように、小電流値のままであるので、スパッタの発生は少ない。また、溶接トーチの後退移動によってワイヤ先端を母材から引き離してアークを発生させるので、安定したアーク再発生を実現できる。   At time t3, when the welding wire is separated from the base metal by the backward movement of the welding torch, the arc is regenerated. When the arc is regenerated, the welding voltage Vw rapidly rises to an arc voltage value equal to or higher than the arc determination value Vta as shown in FIG. Since the value of the welding current Iw at the time of arc re-occurrence at time t3 remains as a small current value as shown in FIG. Further, since the arc is generated by pulling the wire tip away from the base metal by the backward movement of the welding torch, stable arc regeneration can be realized.

同図(B)に示すように、時刻t3において、溶接電圧Vwの値がアーク判別値Vta以上になったことを判別してアークの再発生を判別すると、同図(C)に示すように、くびれ検出信号NdはLowレベルに変化する。そして、同図(E)に示すように、くびれ検出遅延信号Nddは時刻t3から遅延時間Tdだけオフディレイされて、時刻t31においてLowレベルになる。これに応動して時刻t31において、同図(D)に示すように、駆動信号DrはHighレベルに変化するので、トランジスタTRはオン状態になり、減流抵抗器Rは短絡される。これに応動して、同図(A)に示すように、溶接電流Iwは、高レベルにまで増加する。同時に時刻t31において、同図(F)に示すように、後退移動制御信号RcがLowレベルになるので、同図(G)に示すように、送給速度設定信号Frは、正の値の第2前進送給速度設定値Ffr2から正の値の前進送給速度設定値Ffrに切り換わる。この結果、溶接ワイヤは、定常送給速度(前進送給速度設定値Ffr)で前進送給される。同時に時刻t31において、ロボット制御装置RCEは溶接トーチの前進移動を開始するので、同図(H)に示すように、トーチ高さLtは次第に低くなる。そして、同図(H)に示すように、トーチ高さLtが上記の基準高さLt0に復帰した時点(時刻t32)で、溶接トーチの前進移動は停止する。但し、上述したように、溶接トーチの後退移動又は前進移動とは関係なしに、溶接トーチは溶接線に沿って移動している。溶接トーチの前進移動及び後退移動は、ワイヤ送給方向に昇降するように行われる。   As shown in FIG. 4B, when it is determined that the value of the welding voltage Vw has become equal to or greater than the arc determination value Vta at time t3, and the reoccurrence of the arc is determined, as shown in FIG. The squeezing detection signal Nd changes to the low level. Then, as shown in FIG. 9E, the squeezing detection delay signal Ndd is off-delayed by the delay time Td from the time t3, and becomes the low level at the time t31. In response to this, at time t31, as shown in FIG. 4D, the drive signal Dr changes to the high level, so that the transistor TR is turned on and the current reducing resistor R is short-circuited. In response to this, the welding current Iw increases to a high level as shown in FIG. At the same time, at time t31, as shown in FIG. 5F, the reverse movement control signal Rc is at the low level, so that the feed speed setting signal Fr has a positive value as shown in FIG. 2. The forward feed speed setting value Ffr2 is switched to the positive forward feed speed setting value Ffr. As a result, the welding wire is fed forward at a steady feeding speed (forward feeding speed set value Ffr). At the same time, at time t31, the robot controller RCE starts the forward movement of the welding torch, so that the torch height Lt gradually decreases as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 5H, when the torch height Lt returns to the reference height Lt0 (time t32), the forward movement of the welding torch stops. However, as described above, the welding torch moves along the welding line regardless of the backward movement or forward movement of the welding torch. The forward movement and backward movement of the welding torch are performed so as to move up and down in the wire feeding direction.

上記の動作を整理すると以下のようになる。同図(A)に示すように、溶接電流Iwは、時刻t2のくびれ検出時点から減少し、時刻t3にアークが再発生して遅延時間Tdが経過した時点まで小電流値のままで維持される。同図(G)に示すように、溶接ワイヤは、時刻t2のくびれ検出時点からの経過時間が基準時間Ttに達する時刻t21において第2前進送給速度に切り換えられ、遅延時間Td経過後の時刻t31において前進送給速度(定常送給速度)に戻される。同図(H)に示すように、トーチ高さLtは、時刻t2のくびれ検出時点からの経過時間が基準時間Ttに達する時刻t21において後退移動を開始し、遅延時間Td経過後の時刻t31において前進移動を開始して時刻t32において基準高さLt0に戻る。   The above operation is organized as follows. As shown in FIG. 6A, the welding current Iw decreases from the time of detection of squeezing at time t2, and is maintained at a small current value until the time when the arc is regenerated and the delay time Td has elapsed at time t3. The As shown in FIG. 5G, the welding wire is switched to the second forward feed speed at time t21 when the elapsed time from the time of detecting the neck at time t2 reaches the reference time Tt, and the time after the delay time Td has elapsed. At t31, the forward feeding speed (steady feeding speed) is restored. As shown in FIG. 11H, the torch height Lt starts to move backward at time t21 when the elapsed time from the time of detection of the neck at time t2 reaches the reference time Tt, and at time t31 after the lapse of the delay time Td. The forward movement starts and returns to the reference height Lt0 at time t32.

上記の基準時間Tt、遅延時間Td及び前進送給速度設定値Ffrの設定方法については、実施の形態1と同様である。溶接トーチの後退移動の速度は、時刻t21〜t3の時間を短くして速やかにアークが再発生するようにするために、30〜70m/min程度の範囲で実験によって適正値に設定される。(ワイヤ先端の後退移動の速度)=(溶接トーチの後退移動の速度)−(第2前進送給速度)となる。したがって、前進送給速度設定値Ffrが大きい値であるときは、第2前進送給速度設定値Ffr2をFfrよりも小さな値に設定することによって、ワイヤ先端の後退移動の速度を速くしてアークの再発生を速やかにすることができる。第2前進送給速度設定値Ffr2は、0≦Ffr2≦Ffrの範囲で設定される。すなわち、第2前進送給速度設定値Ffr2は、0に設定されると送給停止となり、Ffrと同じ値に設定されると溶接中前進送給速度設定値Ffrの一定値で送給されることになる。溶接トーチの前進移動の速度は、1〜5m/min程度の範囲で実験によって適正値に設定される。(ワイヤ先端の前進移動の速度)=(前進送給速度)+(溶接トーチの前進移動の速度)となる。したがって、溶接トーチの前進移動の速度があまり速いと、ワイヤ先端の前進移動の速度が速くなり過ぎて、アーク状態が不安定になる。時刻t31〜t32の時間を短くして速やかに定常状態に収束させつつも、アーク状態が不安定にならないように、溶接トーチの前進移動の速度は決定される。   The method for setting the reference time Tt, the delay time Td, and the forward feed speed setting value Ffr is the same as in the first embodiment. The speed of the backward movement of the welding torch is set to an appropriate value by experiment in the range of about 30 to 70 m / min in order to shorten the time from time t21 to t3 so that the arc is regenerated quickly. (Reverse movement speed of wire tip) = (Reverse movement speed of welding torch) − (Second forward feed speed). Therefore, when the forward feed speed setting value Ffr is a large value, the second forward feed speed setting value Ffr2 is set to a value smaller than Ffr, so that the speed of the backward movement of the wire tip is increased and the arc is increased. Can be regenerated quickly. The second forward feed speed setting value Ffr2 is set in the range of 0 ≦ Ffr2 ≦ Ffr. That is, when the second forward feed speed setting value Ffr2 is set to 0, the feed is stopped, and when it is set to the same value as Ffr, the second forward feed speed set value Ffr2 is fed at a constant value of the forward feed speed setting value Ffr during welding. It will be. The speed of forward movement of the welding torch is set to an appropriate value by experiment within a range of about 1 to 5 m / min. (Speed of forward movement of wire tip) = (forward feed speed) + (speed of forward movement of welding torch). Therefore, if the speed of forward movement of the welding torch is too fast, the speed of forward movement of the wire tip becomes too fast and the arc state becomes unstable. The speed of the forward movement of the welding torch is determined so that the arc state does not become unstable while shortening the time from time t31 to t32 to quickly converge to the steady state.

実施の形態2において、くびれ検出時点からの経過時間が基準時間Ttに達する前にアークが再発生する通常の場合のタイミングチャートは、上述した図7とほぼ同様になる。すなわち、溶接ワイヤが第2送給速度に切り換わることはなく、定速での前進送給のみが行われる。溶接トーチの後退移動及び前進移動も行われない。但し、溶接電流Iwが増加を開始するタイミングは、遅延時間Tdが経過した後である。   In the second embodiment, the timing chart in the normal case where the arc is regenerated before the elapsed time from the point of detection of the neck reaches the reference time Tt is substantially the same as that in FIG. That is, the welding wire is not switched to the second feeding speed, and only forward feeding at a constant speed is performed. The backward movement and forward movement of the welding torch are not performed. However, the timing at which the welding current Iw starts to increase is after the delay time Td has elapsed.

上述した実施の形態2によれば、溶接ワイヤの後退移動を溶接トーチの後退移動によって行うことで、実施の形態1と同様の効果を奏することができる。溶接トーチの後退移動は、ロボットによって行うので、実施の形態1のように過渡応答性に優れた送給モータを使用する必要がなく、コストが安価になる。さらには、実施の形態1のように溶接トーチの長さを短くする必要がないので、作業性が向上する。   According to the second embodiment described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained by performing the backward movement of the welding wire by the backward movement of the welding torch. Since the welding torch is moved backward by the robot, it is not necessary to use a feed motor with excellent transient response as in the first embodiment, and the cost is low. Furthermore, since it is not necessary to shorten the length of the welding torch as in the first embodiment, workability is improved.

1 溶接ワイヤ
1a 溶滴
1b くびれ
2 母材
2a 溶融池
3 アーク
4 溶接トーチ
5 送給ロール
DR 駆動回路
Dr 駆動信号
DR2 第2駆動回路
Fc 送給制御信号
Ffr 前進送給速度設定値
Ffr2 第2前進送給速度設定値
FR 送給速度設定回路
Fr 送給速度設定信号
FR2 第2送給速度設定回路
FR3 第3送給速度設定回路
Frr 後退送給速度設定値
Ia アーク再発生時電流値
ID 電流検出回路
Id 電流検出信号
Iw 溶接電流
LT トーチ高さ(給電チップ先端・母材間距離)
Lt0 基準高さ
ND くびれ検出回路
Nd くびれ検出信号
NDD 遅延回路
Ndd くびれ検出遅延信号
PS 溶接電源
R 減流抵抗器
RC 後退移動制御回路
Rc 後退移動制御信号
RC2 第2後退移動制御回路
RCE ロボット制御装置
RM ロボット本体
t 経過時間
Ta アーク期間
Td 遅延時間
Tn くびれ検出時間
TR トランジスタ
Ts 短絡期間
Tt 基準時間
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
Vs 短絡電圧値
Vta アーク判別値
VTN くびれ検出基準値設定回路
Vtn くびれ検出基準値(信号)
Vw 溶接電圧
WM 送給モータ
ΔV 電圧上昇値
1 welding wire 1a droplet 1b constriction 2 base material 2a molten pool 3 arc 4 welding torch 5 feed roll DR drive circuit Dr drive signal DR2 second drive circuit Fc feed control signal Ffr forward feed speed set value Ffr2 second forward Feeding speed setting value FR Feeding speed setting circuit Fr Feeding speed setting signal FR2 Second feeding speed setting circuit FR3 Third feeding speed setting circuit Frr Reverse feeding speed setting value Ia Current value ID when arc is regenerated ID Current detection Circuit Id Current detection signal Iw Welding current LT Torch height (distance between tip of feed tip and base material)
Lt0 Reference height ND Constriction detection circuit Nd Constriction detection signal NDD Delay circuit Ndd Constriction detection delay signal PS Welding power supply R Current reducing resistor RC Reverse movement control circuit Rc Reverse movement control signal RC2 Second reverse movement control circuit RCE Robot controller RM Robot body t Elapsed time Ta Arc period Td Delay time Tn Constriction detection time TR Transistor Ts Short circuit period Tt Reference time VD Voltage detection circuit Vd Voltage detection signal Vs Short circuit voltage value Vta Arc discrimination value VTN Constriction detection reference value setting circuit Vtn Constriction detection standard Value (signal)
Vw Welding voltage WM Feed motor ΔV Voltage rise value

Claims (4)

溶接トーチから溶接ワイヤを前進送給すると共に、溶接ワイヤと母材との間でアーク発生状態と短絡状態とを繰り返す消耗電極アーク溶接にあって、短絡状態からアークが再発生する前兆現象である溶滴のくびれを溶接ワイヤと母材との間の電圧値又は抵抗値の変化がくびれ検出基準値に達したことによって検出し、このくびれ検出時点から短絡負荷に通電する溶接電流を減少させた状態でアークを再発生させ、アークが再発生すると溶接電流を増加させる消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法において、
前記くびれ検出時点からの経過時間がアークが再発生する前に予め定めた基準時間に達したときは、溶接ワイヤを後退移動させて母材から引き離すことによってアークを再発生させ、アークが再発生すると前記後退移動を停止させる、
ことを特徴とする消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法。
In consumable electrode arc welding in which the welding wire is fed forward from the welding torch and the arc generation state and the short-circuit state are repeated between the welding wire and the base metal, this is a precursor phenomenon in which the arc is regenerated from the short-circuit state. Necking of the droplet was detected when the voltage or resistance change between the welding wire and the base metal reached the squeezing detection reference value, and the welding current applied to the short-circuit load was reduced from this squeezing detection point. In the constriction detection control method for consumable electrode arc welding, where the arc is regenerated in the state and the welding current is increased when the arc is regenerated,
When the elapsed time from the necking detection time reaches a predetermined reference time before the arc is regenerated, the arc is regenerated by moving the welding wire backward and pulling it away from the base metal. Then, the backward movement is stopped,
A constriction detection control method for consumable electrode arc welding.
前記溶接電流の増加及び前記後退移動の停止を、前記アーク再発生時点から予め定めた遅延時間だけ遅延させる、
ことを特徴とする請求項1記載の消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法。
Delaying the increase of the welding current and the stoppage of the backward movement by a predetermined delay time from the arc re-occurrence point,
The constriction detection control method of consumable electrode arc welding according to claim 1.
前記後退移動が溶接ワイヤの後退送給であり、前記後退移動の停止が前記後退送給を停止して前記前進送給に戻すことである、
ことを特徴とする請求項1〜2のいずれか1項に記載の消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法。
The backward movement is a backward feeding of the welding wire, and the stop of the backward movement is to stop the backward feeding and return to the forward feeding.
The constriction detection control method of consumable electrode arc welding according to any one of claims 1 to 2.
前記後退移動が、前記溶接トーチを後退移動させてトーチ高さを高くすることであり、前記後退移動の停止後に前記溶接トーチを前進移動させて前記トーチ高さを元に戻す、
ことを特徴とする請求項1〜2のいずれか1項に記載の消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法。
The backward movement is to raise the torch height by moving the welding torch backward, and after the stoppage of the backward movement, the welding torch is moved forward to restore the torch height.
The constriction detection control method of consumable electrode arc welding according to any one of claims 1 to 2.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013233563A (en) * 2012-05-09 2013-11-21 Panasonic Corp Arc welding control method and arc welding device
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
KR20160130212A (en) 2014-03-10 2016-11-10 가부시키가이샤 다이헨 Arc welding control method
CN111906411A (en) * 2019-05-07 2020-11-10 株式会社达谊恒 Arc welding control method

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004298924A (en) * 2003-03-31 2004-10-28 Daihen Corp Method for controlling feeding of wire in arc welding accompanied with short circuit
US20050189335A1 (en) * 2002-07-23 2005-09-01 Gerd Huismann Method and apparatus for feeding wire to a welding arc
JP2005288540A (en) * 2004-01-26 2005-10-20 Daihen Corp Welding power source with function of quickly reducing current when detecting constriction and welding equipment
JP2006116585A (en) * 2004-10-25 2006-05-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Consumable electrode type arc welding method
JP2006247710A (en) * 2005-03-11 2006-09-21 Daihen Corp Electric current control method in detecting constriction in consumable electrode arc welding
JP2006281219A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Daihen Corp Method for detecting/controlling constriction in consumable electrode arc welding
JP2007253232A (en) * 2006-03-27 2007-10-04 Daihen Corp Method for detecting/controlling constriction in consumable electrode arc welding
JP2007313513A (en) * 2006-05-23 2007-12-06 Daihen Corp Method of controlling completion of welding of consumable electrode arc welding
JP2008253997A (en) * 2007-03-12 2008-10-23 Daihen Corp Squeezing detection control method for consumable electrode ac arc welding
JP2010214399A (en) * 2009-03-16 2010-09-30 Daihen Corp Arc welding method

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050189335A1 (en) * 2002-07-23 2005-09-01 Gerd Huismann Method and apparatus for feeding wire to a welding arc
JP2004298924A (en) * 2003-03-31 2004-10-28 Daihen Corp Method for controlling feeding of wire in arc welding accompanied with short circuit
JP2005288540A (en) * 2004-01-26 2005-10-20 Daihen Corp Welding power source with function of quickly reducing current when detecting constriction and welding equipment
JP2006116585A (en) * 2004-10-25 2006-05-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Consumable electrode type arc welding method
JP2006247710A (en) * 2005-03-11 2006-09-21 Daihen Corp Electric current control method in detecting constriction in consumable electrode arc welding
JP2006281219A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Daihen Corp Method for detecting/controlling constriction in consumable electrode arc welding
JP2007253232A (en) * 2006-03-27 2007-10-04 Daihen Corp Method for detecting/controlling constriction in consumable electrode arc welding
JP2007313513A (en) * 2006-05-23 2007-12-06 Daihen Corp Method of controlling completion of welding of consumable electrode arc welding
JP2008253997A (en) * 2007-03-12 2008-10-23 Daihen Corp Squeezing detection control method for consumable electrode ac arc welding
JP2010214399A (en) * 2009-03-16 2010-09-30 Daihen Corp Arc welding method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013233563A (en) * 2012-05-09 2013-11-21 Panasonic Corp Arc welding control method and arc welding device
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
KR20160130212A (en) 2014-03-10 2016-11-10 가부시키가이샤 다이헨 Arc welding control method
US10065258B2 (en) 2014-03-10 2018-09-04 Daihen Corporation Arc welding control method
CN111906411A (en) * 2019-05-07 2020-11-10 株式会社达谊恒 Arc welding control method

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