JP2013000779A - Arc welding method and arc welding system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アーク溶接方法およびアーク溶接システムに関する。 The present invention relates to an arc welding method and an arc welding system.
従来からＴＩＧ溶接が知られている。ＴＩＧ溶接では、たとえばタングステンよりなる非消耗電極と母材との間にアークを発生させることにより溶接を行う。ＴＩＧ溶接に関する技術は、たとえば、特許文献１，２に開示されている。 Conventionally, TIG welding is known. In TIG welding, welding is performed by generating an arc between a non-consumable electrode made of tungsten and a base material, for example. Techniques relating to TIG welding are disclosed in Patent Documents 1 and 2, for example.
ＴＩＧ溶接を用いて２つの薄肉管を溶接する場合がある。当該溶接においては、まず、溶接金属を形成するための第１の工程を行う。第１の工程では、図７に示す２つの薄肉管９９１，９９２（母材）を突き合わせた状態で薄肉管９９１，９９２の突き合わせ線に沿って、非消耗電極を移動させる。非消耗電極を移動させる際、非消耗電極と薄肉管９９１，９９２との間のアークにより、薄肉管９９１，９９２に溶融池が順次形成される。これらの溶融池は凝固し溶接金属９９５になる。図７に示すように、第１の工程を終えた時には、溶接金属９９５は、薄肉管９９１の円周方向に沿って形成されている。また、第１の工程を終えた時には溶接金属９９５の表面はあまり平坦ではない。特に、図７に示すように、非消耗電極に流れる電流波形によっては、溶接金属９９５は、円形の溶接ビードが連なる形状となることもある。 There are cases where two thin tubes are welded using TIG welding. In the welding, first, a first step for forming a weld metal is performed. In the first step, the non-consumable electrode is moved along the butt line of the thin-walled tubes 991, 992 in a state where the two thin-walled tubes 991, 992 (base materials) shown in FIG. When the non-consumable electrode is moved, a molten pool is sequentially formed in the thin-walled pipes 991, 992 by an arc between the non-consumable electrode and the thin-walled pipes 991, 992. These molten pools solidify into weld metal 995. As shown in FIG. 7, when the first step is finished, the weld metal 995 is formed along the circumferential direction of the thin tube 991. Further, when the first step is finished, the surface of the weld metal 995 is not so flat. In particular, as shown in FIG. 7, depending on the waveform of the current flowing through the non-consumable electrode, the weld metal 995 may have a shape in which circular weld beads are connected.
溶接金属９９５は、図８に示すような表面が平坦であるものが好まれることがある。そこで次に、溶接金属９９５の表面を平坦にするための第２の工程を行う。第２の工程では、第１の工程と同様に、薄肉管９９１，９９２の突き合わせ線に沿って、非消耗電極を移動させる。非消耗電極を移動させる際、非消耗電極と２つの薄肉管９９１，９９２（母材）との間のアークにより、図７に示した溶接金属９９５が加熱され溶融する。第２の工程では、上記突き合わせ線に交差する方向に、上記非消耗電極をウィービングさせることもある。そして、図８に示すように、第２の工程を終えた時には、溶接金属９９５の表面が平坦になっている。 The weld metal 995 may be preferred to have a flat surface as shown in FIG. Therefore, next, a second step for flattening the surface of the weld metal 995 is performed. In the second step, similarly to the first step, the non-consumable electrode is moved along the butt line of the thin-walled tubes 991, 992. When the non-consumable electrode is moved, the weld metal 995 shown in FIG. 7 is heated and melted by an arc between the non-consumable electrode and the two thin-walled tubes 991, 992 (base material). In the second step, the non-consumable electrode may be weaved in a direction intersecting the butt line. And as shown in FIG. 8, when the 2nd process is completed, the surface of the weld metal 995 is flat.
以上に説明した第１の工程と第２の工程とを行う溶接方法において、第２の工程を行う時には、室温程度の低い温度まで低下した溶接金属９９５を加熱し、再び溶融させる必要がある。室温程度の低い温度まで低下した溶接金属９９５を加熱し再び溶融させるには、多くのエネルギを要する。溶接金属９９５を再び溶融させるために多くのエネルギを要する当該方法では、消費電力の低減を十分に図ることができていない。 In the welding method in which the first step and the second step described above are performed, when the second step is performed, the weld metal 995 that has been lowered to a temperature as low as room temperature needs to be heated and melted again. It takes a lot of energy to heat and remelt the weld metal 995 that has been lowered to a temperature as low as room temperature. In this method that requires a lot of energy to melt the weld metal 995 again, power consumption cannot be sufficiently reduced.
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、消費電力の低減を図るのに適するアーク溶接方法を提供することをその主たる課題とする。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and its main object is to provide an arc welding method suitable for reducing power consumption.
本発明の第１の側面によると、単位期間を繰り返すアーク溶接方法であって、上記各単位期間中に、非消耗電極と母材との間に生成したアークにより上記母材に溶融池を形成する工程と、上記溶融池を形成する工程の後に、上記アークにより、溶融池が凝固した溶接金属を加熱する工程と、を備える、アーク溶接方法が提供される。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an arc welding method for repeating a unit period, wherein a molten pool is formed in the base material by an arc generated between the non-consumable electrode and the base material during each unit period. There is provided an arc welding method comprising: a step of heating and a step of heating the weld metal solidified in the molten pool by the arc after the step of forming the molten pool.
好ましくは、上記溶融池を形成する工程においては、上記非消耗電極と上記母材との間に、絶対値の時間平均値が第１電流値である溶接電流を流し、上記加熱する工程においては、上記非消耗電極と上記母材との間に、絶対値の時間平均値が、上記第１電流値より小さい第２電流値である溶接電流を流す。 Preferably, in the step of forming the molten pool, in the step of heating, a welding current having a time average value of an absolute value flowing between the non-consumable electrode and the base material is a first current value. A welding current having a second average current value smaller than the first current value is passed between the non-consumable electrode and the base material.
好ましくは、上記各単位期間中に、上記溶融池を形成する工程と上記加熱する工程との間に、上記非消耗電極と上記母材との間に流れる溶接電流の絶対値の時間平均値を徐々に減少させる工程を更に備える。 Preferably, during each unit period, the time average value of the absolute value of the welding current flowing between the non-consumable electrode and the base material between the step of forming the molten pool and the step of heating is set. The method further includes a step of gradually decreasing.
好ましくは、上記各単位期間中に、上記溶融池を形成する工程と上記加熱する工程との間に、上記母材に対し上記非消耗電極を溶接進行方向とは反対側の地点まで移動させる第１移動工程を更に備え、上記第１移動工程においては、上記溶接進行方向と交差する方向に、上記母材に対し上記非消耗電極を移動させる。 Preferably, during each unit period, the non-consumable electrode is moved to a point opposite to the welding progress direction with respect to the base material between the step of forming the molten pool and the step of heating. In the first moving step, the non-consumable electrode is moved with respect to the base material in a direction intersecting with the welding progress direction.
好ましくは、上記各単位期間中に、上記加熱する工程の後に、上記非消耗電極と上記母材との間に流れる溶接電流の絶対値の時間平均値を徐々に上昇させる工程を更に備える。 Preferably, the method further includes the step of gradually increasing the time average value of the absolute value of the welding current flowing between the non-consumable electrode and the base material after the heating step during each unit period.
好ましくは、上記各単位期間中に、上記加熱する工程の後に、上記母材に対し上記非消耗電極を上記溶接進行方向側の地点まで移動させる第２移動工程を更に備え、上記第２移動工程においては、上記溶接進行方向と交差する方向に、上記母材に対し上記非消耗電極を移動させる。 Preferably, the unit further includes a second moving step of moving the non-consumable electrode to a point on the welding progress direction side with respect to the base material after the heating step, and the second moving step. , The non-consumable electrode is moved with respect to the base material in a direction crossing the welding progress direction.
好ましくは、上記溶融池を形成する工程においては、上記アークにフィラーワイヤを供給する。 Preferably, in the step of forming the molten pool, a filler wire is supplied to the arc.
好ましくは、上記加熱する工程においては、上記溶接進行方向と交差する方向に、上記母材に対し上記非消耗電極をウィービングさせる。 Preferably, in the heating step, the non-consumable electrode is weaved with respect to the base material in a direction crossing the welding progress direction.
好ましくは、上記加熱する工程にて加熱する溶接金属は、当該加熱する工程の行われる単位期間よりも、２回以上前の単位期間における溶融池を形成する工程にて形成された溶融池が凝固したものである。 Preferably, the weld metal heated in the heating step is solidified by the molten pool formed in the step of forming the molten pool in the unit period two or more times before the unit period in which the heating step is performed. It is a thing.
好ましくは、上記溶融池を形成する工程においては、上記溶接電流として、周波数が８０〜１２０Ｈｚであるパルス電流を流す。 Preferably, in the step of forming the molten pool, a pulse current having a frequency of 80 to 120 Hz is passed as the welding current.
本発明の第２の側面によると、単位期間を繰り返し発生させるモード制御回路と、非消耗電極および母材の間に溶接電流を流す出力回路と、上記非消耗電極および上記母材の間のアークへ供給するフィラーワイヤの送給速度を制御する送給速度制御回路と、上記母材に対する上記非消耗電極の動作を制御する動作制御回路と、を備え、上記モード制御回路は、上記各単位期間中に、溶融池形成モード信号および溶接金属加熱モード信号を送り、上記送給速度制御回路は、上記溶融池形成モード信号を受けると、上記送給速度を正の値に設定し、上記動作制御回路は、溶接金属加熱モード指令部を含み、上記溶接金属加熱モード指令部は、上記溶接金属加熱モード信号を受けると、溶接進行方向に交差する方向に、上記母材に対し上記非消耗電極をウィービングさせる、アーク溶接システムが提供される。 According to the second aspect of the present invention, a mode control circuit for repeatedly generating a unit period, an output circuit for passing a welding current between the non-consumable electrode and the base material, and an arc between the non-consumable electrode and the base material A feed rate control circuit for controlling the feed rate of the filler wire to be supplied to, and an operation control circuit for controlling the operation of the non-consumable electrode with respect to the base material, wherein the mode control circuit includes the unit periods. When the molten pool formation mode signal and the weld metal heating mode signal are sent, and the feed speed control circuit receives the molten pool formation mode signal, the feed speed is set to a positive value and the operation control is performed. The circuit includes a weld metal heating mode command unit. When the weld metal heating mode command unit receives the weld metal heating mode signal, the non-consumable power is applied to the base material in a direction crossing the welding progress direction. Is allowed to weaving, the arc welding system is provided.
好ましくは、第１電流値を記憶する第１電流値記憶部と、第２電流値を記憶する第２電流値記憶部と、を更に備え、上記出力回路は、上記溶融池形成モード信号を受けると、上記溶接電流として絶対値の時間平均値が上記第１電流値であるものを流し、上記溶接金属加熱モード信号を受けると、上記溶接電流として絶対値の時間平均値が上記第２電流値であるものを流す。 Preferably, a first current value storage unit that stores the first current value and a second current value storage unit that stores the second current value are further included, and the output circuit receives the molten pool formation mode signal. When the welding current having the time average value of the absolute value as the first current value is passed and the welding metal heating mode signal is received, the time average value of the absolute value as the welding current is the second current value. Shed what is.
好ましくは、上記モード制御回路は、上記各単位期間中に、上記溶融池形成モード信号を送った後且つ上記溶接金属加熱モード信号を送る前に、第１中間モード信号を送り、上記出力回路は、上記第１中間モード信号を受けると、上記溶接電流の絶対値の時間平均値を、上記第１電流値から上記第２電流値に徐々に変化させる。 Preferably, the mode control circuit sends a first intermediate mode signal after sending the weld pool formation mode signal and before sending the weld metal heating mode signal during each unit period, and the output circuit Upon receiving the first intermediate mode signal, the time average value of the absolute value of the welding current is gradually changed from the first current value to the second current value.
好ましくは、上記動作制御回路は、上記第１中間モード信号を受けると、上記溶接進行方向に交差する方向に上記非消耗電極を移動させる第１中間モード指令部を含む。 Preferably, the operation control circuit includes a first intermediate mode command unit that moves the non-consumable electrode in a direction crossing the welding progress direction when receiving the first intermediate mode signal.
好ましくは、上記モード制御回路は、上記各単位期間中に、上記溶接金属加熱モード信号を送った後に、第２中間モード信号を送り、上記出力回路は、上記第２中間モード信号を受けると、上記溶接電流の絶対値の時間平均値を、上記第２電流値から上記第１電流値に徐々に変化させる。 Preferably, the mode control circuit sends a second intermediate mode signal after sending the weld metal heating mode signal during each unit period, and the output circuit receives the second intermediate mode signal. The time average value of the absolute value of the welding current is gradually changed from the second current value to the first current value.
このような構成によると、溶接金属を加熱する工程はそれぞれ、溶融池を形成する複数回の工程の間に行われる。そうすると、従来の場合と比較して、溶融池が形成された時からあまり時間が経過していない時に、当該溶融池が凝固した溶接金属に対する平坦化のための加熱を、行うことができる。これにより、溶接金属の温度があまり低下していない時に、溶接金属に対する平坦化のための加熱を行うことができる。よって、溶接金属を溶融させるために必要なエネルギの低減を図ることが可能となる。このことは、アーク溶接にて要する消費電力の低減を図るのに適する。 According to such a configuration, each step of heating the weld metal is performed between a plurality of steps of forming the molten pool. Then, as compared with the conventional case, when not much time has passed since the molten pool was formed, heating for flattening the weld metal solidified by the molten pool can be performed. Thereby, when the temperature of the weld metal is not lowered so much, heating for flattening the weld metal can be performed. Therefore, it is possible to reduce the energy required for melting the weld metal. This is suitable for reducing power consumption required for arc welding.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図１に示すアーク溶接システムＡ１は、溶接ロボット１と、ロボット制御装置２と、溶接電源装置３と、を備える。 An arc welding system A1 shown in FIG. 1 includes a welding robot 1, a robot control device 2, and a welding power source device 3.
溶接ロボット１は、母材Ｗに対してアーク溶接を自動で行うものである。溶接ロボット１は、マニピュレータ１１と、溶接トーチ１２と、非消耗電極１５と、ワイヤ送給装置１６とを含む。 The welding robot 1 automatically performs arc welding on the base material W. The welding robot 1 includes a manipulator 11, a welding torch 12, a non-consumable electrode 15, and a wire feeding device 16.
マニピュレータ１１は、たとえば多関節ロボットである。溶接トーチ１２は、たとえば銅などの金属からなる筒状部材であり、適宜水冷構造を有する。溶接トーチ１２は、ノズル（図示略）を有する。非消耗電極１５は、たとえばタングステンからなる金属棒である。非消耗電極１５は溶接トーチ１２に保持されている。非消耗電極１５および溶接トーチ１２は、マニピュレータ１１の駆動により、上下前後左右に自在に移動できる。アーク溶接システムＡ１の稼動時には、非消耗電極１５を囲むように上記ノズルからプラズマガスが噴出される。当該プラズマガスを媒体として非消耗電極１５と母材Ｗとの間にアークａ１が発生する。アークａ１が発生している際、非消耗電極１５と母材Ｗとの間に溶接電圧Ｖｗが印加され、非消耗電極１５から母材Ｗに溶接電流Ｉｗが流れる。ワイヤ送給装置１６はフィラーワイヤ１９を、非消耗電極１５と母材Ｗとの間に送り出すためのものである。 The manipulator 11 is, for example, an articulated robot. The welding torch 12 is a cylindrical member made of a metal such as copper, and has a water cooling structure as appropriate. The welding torch 12 has a nozzle (not shown). The non-consumable electrode 15 is a metal rod made of tungsten, for example. The non-consumable electrode 15 is held by the welding torch 12. The non-consumable electrode 15 and the welding torch 12 can freely move up and down, front and rear, and left and right by driving the manipulator 11. During operation of the arc welding system A1, plasma gas is ejected from the nozzle so as to surround the non-consumable electrode 15. An arc a1 is generated between the non-consumable electrode 15 and the base material W using the plasma gas as a medium. When the arc a <b> 1 is generated, the welding voltage Vw is applied between the non-consumable electrode 15 and the base material W, and the welding current Iw flows from the non-consumable electrode 15 to the base material W. The wire feeding device 16 is for feeding the filler wire 19 between the non-consumable electrode 15 and the base material W.
ロボット制御装置２は、動作制御回路２１と、モード制御回路２２と、ティーチペンダント（図示略）と、を含む。ロボット制御装置２は、溶接ロボット１の動作を制御するためのものである。 The robot control device 2 includes an operation control circuit 21, a mode control circuit 22, and a teach pendant (not shown). The robot control device 2 is for controlling the operation of the welding robot 1.
動作制御回路２１は、マイクロコンピュータおよびメモリ（ともに図示略）を有している。このメモリには、溶接ロボット１の各種の動作が設定された作業プログラムが記憶されている。動作制御回路２１は、非消耗電極１５（溶接トーチ１２に保持されている）の母材Ｗに対する速度を設定する。動作制御回路２１は、上記作業プログラム、溶接ロボット１におけるエンコーダからの座標情報、および非消耗電極１５の母材Ｗに対する速度等に基づき、溶接ロボット１に対して動作制御信号Ｍｓを送る。溶接ロボット１は動作制御信号Ｍｓを受け、マニピュレータ１１を駆動させ、溶接トーチ１２が、母材Ｗにおける所定の溶接開始位置に移動したり、母材Ｗの面内方向に沿って移動したりする。 The operation control circuit 21 has a microcomputer and a memory (both not shown). The memory stores a work program in which various operations of the welding robot 1 are set. The operation control circuit 21 sets the speed of the non-consumable electrode 15 (held by the welding torch 12) with respect to the base material W. The operation control circuit 21 sends an operation control signal Ms to the welding robot 1 based on the work program, the coordinate information from the encoder in the welding robot 1, the speed of the non-consumable electrode 15 with respect to the base material W, and the like. The welding robot 1 receives the operation control signal Ms, drives the manipulator 11, and the welding torch 12 moves to a predetermined welding start position on the base material W or moves along the in-plane direction of the base material W. .
具体的には、動作制御回路２１は、切替回路２１０と、溶融池形成モード動作指令部２１１と、第１中間モード動作指令部２１２と、溶接金属加熱モード動作指令部２１３と、第２中間モード動作指令部２１４と、を含む。溶融池形成モード動作指令部２１１、第１中間モード動作指令部２１２、溶接金属加熱モード動作指令部２１３、および第２中間モード動作指令部２１４には、いずれも、上記の溶接ロボット１の各種の動作が設定された作業プログラムが記憶されている。 Specifically, the operation control circuit 21 includes a switching circuit 210, a molten pool formation mode operation command unit 211, a first intermediate mode operation command unit 212, a weld metal heating mode operation command unit 213, and a second intermediate mode. An operation command unit 214. The weld pool formation mode operation command unit 211, the first intermediate mode operation command unit 212, the weld metal heating mode operation command unit 213, and the second intermediate mode operation command unit 214 all include various types of the welding robot 1 described above. A work program in which operation is set is stored.
切替回路２１０は、溶接ロボット１の動作に関する指令を切り替えるためのものである。切替回路２１０は、溶融池形成モード信号Ｓｍ１と、第１中間モード信号Ｓｍ２と、溶接金属加熱モード信号Ｓｍ３と、第２中間モード信号Ｓｍ４と、を受ける。 The switching circuit 210 is for switching commands related to the operation of the welding robot 1. Switch circuit 210 receives molten pool formation mode signal Sm1, first intermediate mode signal Sm2, weld metal heating mode signal Sm3, and second intermediate mode signal Sm4.
切替回路２１０は、溶融池形成モード信号Ｓｍ１がＨｉｇｈレベルの場合は、溶融池形成モード動作指令部２１１に接続する。溶融池形成モード動作指令部２１１は、Ｈｉｇｈレベルの溶融池形成モード信号Ｓｍ１を受けると、上述の動作制御信号Ｍｓを送る。このとき、溶融池形成モード動作指令部２１１の指令によって、溶接ロボット１が動作する。 When the molten pool formation mode signal Sm1 is at a high level, the switching circuit 210 is connected to the molten pool formation mode operation command unit 211. Upon receiving the high-level molten pool formation mode signal Sm1, the molten pool formation mode operation command unit 211 sends the above-described operation control signal Ms. At this time, the welding robot 1 operates according to a command from the molten pool formation mode operation command unit 211.
同様に、切替回路２１０は、第１中間モード信号Ｓｍ２がＨｉｇｈレベルの場合は、第１中間モード動作指令部２１２に接続する。第１中間モード動作指令部２１２は、Ｈｉｇｈレベルの第１中間モード信号Ｓｍ２を受けると、上述の動作制御信号Ｍｓを送る。このとき、第１中間モード動作指令部２１２の指令によって、溶接ロボット１が動作する。 Similarly, the switching circuit 210 is connected to the first intermediate mode operation command unit 212 when the first intermediate mode signal Sm2 is at a high level. Upon receiving the high-level first intermediate mode signal Sm2, the first intermediate mode operation command unit 212 sends the above-described operation control signal Ms. At this time, the welding robot 1 operates according to a command from the first intermediate mode operation command unit 212.
同様に、切替回路２１０は、溶接金属加熱モード信号Ｓｍ３がＨｉｇｈレベルの場合は、溶接金属加熱モード動作指令部２１３に接続する。溶接金属加熱モード動作指令部２１３は、Ｈｉｇｈレベルの溶接金属加熱モード信号Ｓｍ３を受けると、上述の動作制御信号Ｍｓを送る。このとき、溶接金属加熱モード動作指令部２１３の指令によって、溶接ロボット１が動作する。 Similarly, the switching circuit 210 is connected to the weld metal heating mode operation command unit 213 when the weld metal heating mode signal Sm3 is at a high level. The weld metal heating mode operation command unit 213 receives the high level weld metal heating mode signal Sm3 and sends the above-described operation control signal Ms. At this time, the welding robot 1 operates according to a command from the weld metal heating mode operation command unit 213.
同様に、切替回路２１０は、第２中間モード信号Ｓｍ４がＨｉｇｈレベルの場合は、第２中間モード動作指令部２１４に接続する。第２中間モード動作指令部２１４は、Ｈｉｇｈレベルの第２中間モード信号Ｓｍ４を受けると、上述の動作制御信号Ｍｓを送る。このとき、第２中間モード動作指令部２１４の指令によって、溶接ロボット１が動作する。 Similarly, the switching circuit 210 is connected to the second intermediate mode operation command unit 214 when the second intermediate mode signal Sm4 is at a high level. When receiving the second intermediate mode signal Sm4 at the high level, the second intermediate mode operation command unit 214 sends the operation control signal Ms described above. At this time, the welding robot 1 operates according to a command from the second intermediate mode operation command unit 214.
モード制御回路２２は、アーク溶接システムＡ１のモードを切り替えるものである。モード制御回路２２は、後述の単位期間Ｔαを繰り返し発生させる。モード制御回路２２は、各単位期間Ｔα中に、溶融池形成モード信号Ｓｍ１と、第１中間モード信号Ｓｍ２と、溶接金属加熱モード信号Ｓｍ３と、第２中間モード信号Ｓｍ４と、を送る。モード制御回路２２は、動作制御回路２１と、溶接電源装置３とに、溶融池形成モード信号Ｓｍ１と、第１中間モード信号Ｓｍ２と、溶接金属加熱モード信号Ｓｍ３と、第２中間モード信号Ｓｍ４とを送る。 The mode control circuit 22 switches the mode of the arc welding system A1. The mode control circuit 22 repeatedly generates a unit period Tα described later. The mode control circuit 22 sends a weld pool formation mode signal Sm1, a first intermediate mode signal Sm2, a weld metal heating mode signal Sm3, and a second intermediate mode signal Sm4 during each unit period Tα. The mode control circuit 22 is connected to the operation control circuit 21 and the welding power source device 3, and includes a weld pool formation mode signal Sm1, a first intermediate mode signal Sm2, a weld metal heating mode signal Sm3, and a second intermediate mode signal Sm4. Send.
上記ティーチペンダントは、動作制御回路２１に接続されている。上記ティーチペンダントは、溶接を実行する際のパラメータ等をアーク溶接システムＡ１のユーザが設定するためのものである。 The teach pendant is connected to the operation control circuit 21. The teach pendant is for the user of the arc welding system A1 to set parameters and the like when performing welding.
溶接電源装置３は、出力回路３１と、第１電流値記憶部３６と、第２電流値記憶部３７と、送給制御回路３８と、を含む。溶接電源装置３は、非消耗電極１５と母材Ｗとの間に、溶接電圧Ｖｗを印加しつつ溶接電流Ｉｗを流すための装置であるとともに、フィラーワイヤ１９の送給を制御するための装置である。 Welding power supply device 3 includes an output circuit 31, a first current value storage unit 36, a second current value storage unit 37, and a feed control circuit 38. The welding power source device 3 is a device for flowing the welding current Iw while applying the welding voltage Vw between the non-consumable electrode 15 and the base material W, and a device for controlling the feeding of the filler wire 19. It is.
第１電流値記憶部３６は第１電流値ｉｗ１を記憶する。第２電流値記憶部３７は第２電流値ｉｗ２を記憶する。第１電流値ｉｗ１および第２電流値ｉｗ２の各値は、たとえば、上記ティーチペンダントから入力され動作制御回路２１を経由して、第１電流値記憶部３６および第２電流値記憶部３７にそれぞれ記憶される。 The first current value storage unit 36 stores the first current value iw1. The second current value storage unit 37 stores the second current value iw2. Each value of the first current value iw1 and the second current value iw2 is input from the teach pendant, for example, to the first current value storage unit 36 and the second current value storage unit 37 via the operation control circuit 21, respectively. Remembered.
出力回路３１は、電源回路３１１と、電流検出回路３１２と、電流制御回路３１３と、電流誤差計算回路３１４と、を有する。出力回路３１は、非消耗電極１５と母材Ｗとの間に指示された値で溶接電圧Ｖｗを印加し、もしくは、非消耗電極１５から母材Ｗに指示された値で溶接電流Ｉｗを流すためのものである。 The output circuit 31 includes a power supply circuit 311, a current detection circuit 312, a current control circuit 313, and a current error calculation circuit 314. The output circuit 31 applies the welding voltage Vw at a value designated between the non-consumable electrode 15 and the base material W, or allows the welding current Iw to flow at a value designated from the non-consumable electrode 15 to the base material W. Is for.
電源回路３１１は、たとえば３相２００Ｖ等の商用電源を入力として、インバータ制御、サイリスタ位相制御等の出力制御を行い、溶接電圧Ｖｗおよび溶接電流Ｉｗを出力する。 The power supply circuit 311 receives, for example, a commercial power supply such as three-phase 200 V, performs output control such as inverter control and thyristor phase control, and outputs a welding voltage Vw and a welding current Iw.
電流検出回路３１２は、非消耗電極１５と母材Ｗとの間に流れる溶接電流Ｉｗの値を検出するためのものである。電流検出回路３１２は、溶接電流Ｉｗの値に対応する電流検出信号Ｉｄを送る。 The current detection circuit 312 is for detecting the value of the welding current Iw flowing between the non-consumable electrode 15 and the base material W. The current detection circuit 312 sends a current detection signal Id corresponding to the value of the welding current Iw.
電流制御回路３１３は、非消耗電極１５から母材Ｗに流れる溶接電流Ｉｗの値を設定するためのものである。電流制御回路３１３は、第１電流値記憶部３６および第２電流値記憶部３７に接続している。電流制御回路３１３は、第１電流値記憶部３６に記憶された第１電流値ｉｗ１や、第２電流値記憶部３７に記憶された第２電流値ｉｗ２等に基づき、電流設定信号Ｉｒを生成する。そして電流制御回路３１３は生成した電流設定信号Ｉｒを送る。電流制御回路３１３（すなわち出力回路３１）は、溶融池形成モード信号Ｓｍ１と、第１中間モード信号Ｓｍ２と、溶接金属加熱モード信号Ｓｍ３と、第２中間モード信号Ｓｍ４とを受ける。 The current control circuit 313 is for setting the value of the welding current Iw flowing from the non-consumable electrode 15 to the base material W. The current control circuit 313 is connected to the first current value storage unit 36 and the second current value storage unit 37. The current control circuit 313 generates a current setting signal Ir based on the first current value iw1 stored in the first current value storage unit 36, the second current value iw2 stored in the second current value storage unit 37, and the like. To do. Then, the current control circuit 313 sends the generated current setting signal Ir. Current control circuit 313 (that is, output circuit 31) receives molten pool formation mode signal Sm1, first intermediate mode signal Sm2, weld metal heating mode signal Sm3, and second intermediate mode signal Sm4.
電流誤差計算回路３１４は、実際に流れている溶接電流Ｉｗの値と、設定された溶接電流の値との差ΔＩｗを計算するためのものである。具体的には、電流誤差計算回路３１４は、電流検出信号Ｉｄと電流設定信号Ｉｒとを受け、差ΔＩｗに対応する電流誤差信号Ｅｉを電源回路３１１に送る。なお、電流誤差計算回路３１４は、電流誤差信号Ｅｉとして、差ΔＩｗを増幅した値に対応するものを送ってもよい。電源回路３１１は、電流誤差信号Ｅｉを受けると、溶接電流Ｉｗの値が設定された溶接電流の値となるように（すなわちΔＩｗが０となるように）、出力回路３１の出力が制御される。 The current error calculation circuit 314 is for calculating a difference ΔIw between the value of the welding current Iw that is actually flowing and the value of the set welding current. Specifically, the current error calculation circuit 314 receives the current detection signal Id and the current setting signal Ir and sends a current error signal Ei corresponding to the difference ΔIw to the power supply circuit 311. Note that the current error calculation circuit 314 may send a current error signal Ei corresponding to a value obtained by amplifying the difference ΔIw. When the power supply circuit 311 receives the current error signal Ei, the output of the output circuit 31 is controlled so that the welding current Iw becomes the set welding current (that is, ΔIw becomes 0). .
送給制御回路３８は、非消耗電極１５と母材Ｗとの間のアークａ１へフィラーワイヤ１９を送り出す速度（送給速度Ｆｗ）を制御するためのものである。送給制御回路３８は、送給速度Ｆｗを指示するための送給速度制御信号Ｆｃをワイヤ送給装置１６に送る。 The feed control circuit 38 is for controlling the speed (feed speed Fw) at which the filler wire 19 is sent to the arc a1 between the non-consumable electrode 15 and the base material W. The feed control circuit 38 sends a feed speed control signal Fc for instructing the feed speed Fw to the wire feeder 16.
次に、図２〜図６を更に用いて、アーク溶接システムＡ１を用いたアーク溶接方法について説明する。 Next, the arc welding method using the arc welding system A1 will be described with reference to FIGS.
図２は、アーク溶接システムＡ１を用いたアーク溶接方法における各信号等のタイミングチャートである。同図では、（ａ）は溶接方向速度ＶＲ（後述）の変化状態を示し、（ｂ）は幅方向位置Ｌｙ（後述）の変化状態を示し、（ｃ）は溶接電流Ｉｗの変化状態を示し、（ｄ）は送給速度Ｆｗの変化状態を示し、（ｅ）は溶融池形成モード信号Ｓｍ１の変化状態を示し、（ｆ）は第１中間モード信号Ｓｍ２の変化状態を示し、（ｇ）は溶接金属加熱モード信号Ｓｍ３の変化状態を示し、（ｈ）は第２中間モード信号Ｓｍ４の変化状態を示す。 FIG. 2 is a timing chart of signals and the like in the arc welding method using the arc welding system A1. In this figure, (a) shows the change state of the welding direction speed VR (described later), (b) shows the change state of the width direction position Ly (described later), and (c) shows the change state of the welding current Iw. , (D) shows a change state of the feeding speed Fw, (e) shows a change state of the molten pool formation mode signal Sm1, (f) shows a change state of the first intermediate mode signal Sm2, (g) Indicates a change state of the weld metal heating mode signal Sm3, and (h) indicates a change state of the second intermediate mode signal Sm4.
図２に示すように、アーク溶接システムＡ１を用いたアーク溶接方法においては、単位期間Ｔαを繰り返す。単位期間Ｔαは、たとえば１．０〜２．０ｓｅｃである。図３は、一つの単位期間Ｔαにおける各信号等の変化を詳細に示すタイミングチャートである。 As shown in FIG. 2, in the arc welding method using the arc welding system A1, the unit period Tα is repeated. The unit period Tα is, for example, 1.0 to 2.0 seconds. FIG. 3 is a timing chart showing in detail the change of each signal and the like in one unit period Tα.
図４は、アーク溶接システムＡ１を用いたアーク溶接方法における、非消耗電極１５の平面視の軌跡を、矢印を用いて模式的に表したものである。図５は、図４に示す位置に非消耗電極１５が位置している場合の断面図である。図４、図５の（ａ−１），（ａ−２），（ａ−３）は、図３の（ａ−１），（ａ−２），（ａ−３）における状態にそれぞれ対応する。本実施形態では、母材Ｗとして２つの薄肉管（図７、図８参照）を用いる。図４に示す線８８９は、２つの薄肉管の突き合わせ線に相当する。図４では、線８８９よりも上側の部分が２つの薄肉管のうちの一方に相当し、線８８９よりも下側の部分が２つの薄肉管のうちの他方に相当する。各薄肉管の厚さはたとえば２ｍｍであり、各薄肉管の直径はたとえば４０ｍｍである。本実施形態における溶接はＴ型継手溶接である。 FIG. 4 schematically shows the trajectory in plan view of the non-consumable electrode 15 in the arc welding method using the arc welding system A1, using arrows. FIG. 5 is a cross-sectional view when the non-consumable electrode 15 is located at the position shown in FIG. (A-1), (a-2), and (a-3) in FIGS. 4 and 5 correspond to the states in (a-1), (a-2), and (a-3) in FIG. 3, respectively. To do. In the present embodiment, two thin tubes (see FIGS. 7 and 8) are used as the base material W. A line 889 shown in FIG. 4 corresponds to a butt line of two thin-walled tubes. In FIG. 4, the portion above line 889 corresponds to one of the two thin tubes, and the portion below line 889 corresponds to the other of the two thin tubes. The thickness of each thin tube is 2 mm, for example, and the diameter of each thin tube is 40 mm, for example. The welding in this embodiment is T-type joint welding.
図２（ａ）、図３（ａ）の溶接方向速度ＶＲとは、図４、図５に示す溶接進行方向Ｄｒにおける、母材Ｗに対する非消耗電極１５の速度である。図４、図５の右方向に非消耗電極１５が移動する場合には、溶接方向速度ＶＲは正の値である一方、図４、図５の左方向に非消耗電極１５が移動する場合には溶接方向速度ＶＲは負の値となる。また、図４の上方向や下方向に非消耗電極１５が移動した場合であっても、図４の非消耗電極１５が左右方向に移動していない場合には、溶接方向速度ＶＲは０となる。 The welding direction speed VR in FIGS. 2A and 3A is the speed of the non-consumable electrode 15 with respect to the base material W in the welding progress direction Dr shown in FIGS. When the non-consumable electrode 15 moves in the right direction in FIGS. 4 and 5, the welding direction speed VR is a positive value, whereas when the non-consumable electrode 15 moves in the left direction in FIGS. 4 and 5. The welding direction speed VR is a negative value. Further, even when the non-consumable electrode 15 is moved upward or downward in FIG. 4, if the non-consumable electrode 15 in FIG. 4 is not moved in the left-right direction, the welding direction speed VR is 0. Become.
図２（ｂ）、図３（ｂ）の幅方向位置Ｌｙは、図４（ａ−１）に示すように、非消耗電極１５の線８８９を基準とした位置を表す。図４において非消耗電極１５が線８８９よりも上側に位置している場合の幅方向位置Ｌｙを正の値とする。一方、図４において非消耗電極１５が線８８９よりも下側に位置している場合の幅方向位置Ｌｙを負の値とする。 The width direction position Ly in FIGS. 2B and 3B represents a position with reference to the line 889 of the non-consumable electrode 15, as shown in FIG. 4A-1. In FIG. 4, the width direction position Ly when the non-consumable electrode 15 is positioned above the line 889 is a positive value. On the other hand, the width direction position Ly when the non-consumable electrode 15 is located below the line 889 in FIG. 4 is set to a negative value.
図３に示すように、各単位期間Ｔαは、溶融池形成モード期間Ｔ１と、第１中間モード期間Ｔ２と、溶接金属加熱モード期間Ｔ３と、第２中間モード期間Ｔ４とを含む。溶融池形成モード期間Ｔ１はたとえば０．３０〜０．６０ｓｅｃであり、第１中間モード期間Ｔ２はたとえば０．１５〜０．３０ｓｅｃであり、溶接金属加熱モード期間Ｔ３はたとえば０．４０〜０．８０ｓｅｃであり、第２中間モード期間Ｔ４はたとえば０．１５〜０．３０ｓｅｃである。以下、詳述する。 As shown in FIG. 3, each unit period Tα includes a weld pool formation mode period T1, a first intermediate mode period T2, a weld metal heating mode period T3, and a second intermediate mode period T4. The molten pool formation mode period T1 is, for example, 0.30 to 0.60 sec, the first intermediate mode period T2 is, for example, 0.15 to 0.30 sec, and the weld metal heating mode period T3 is, for example, 0.40 to 0.00. The second intermediate mode period T4 is, for example, 0.15 to 0.30 sec. Details will be described below.
＜溶融池形成モード期間Ｔ１（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）＞
図３に示す溶融池形成モード期間Ｔ１は、非消耗電極１５と母材Ｗとの間のアークａ１により、母材Ｗに溶融池８８８を形成するための期間である。図３（ｅ）に示すように、時刻ｔ１において、モード制御回路２２は、溶融池形成モード信号Ｓｍ１をＨｉｇｈレベルに変化させる。Ｈｉｇｈレベルの溶融池形成モード信号Ｓｍ１は、モード制御回路２２から、動作制御回路２１（切替回路２１０）と、出力回路３１（電流制御回路３１３）と、送給制御回路３８とに送られる。
<The molten pool formation mode period T1 (time t1-time t2)>
The molten pool formation mode period T1 shown in FIG. 3 is a period for forming the molten pool 888 in the base material W by the arc a1 between the non-consumable electrode 15 and the base material W. As shown in FIG. 3E, at time t1, the mode control circuit 22 changes the molten pool formation mode signal Sm1 to a high level. The high-level molten pool formation mode signal Sm1 is sent from the mode control circuit 22 to the operation control circuit 21 (switching circuit 210), the output circuit 31 (current control circuit 313), and the feed control circuit 38.
切替回路２１０は、Ｈｉｇｈレベルの溶融池形成モード信号Ｓｍ１を受けると、溶融池形成モード動作指令部２１１に接続する。溶融池形成モード動作指令部２１１は、Ｈｉｇｈレベルの溶融池形成モード信号Ｓｍ１を受けると、同図（ａ）に示すように、溶接方向速度ＶＲを速度ｖ１とするための動作制御信号Ｍｓを溶接ロボット１に送る。これにより、溶接進行方向Ｄｒにおける、非消耗電極１５の母材Ｗに対する溶接方向速度ＶＲは、速度ｖ１となる。本実施形態においては、速度ｖ１は０であり、溶融池形成モード期間Ｔ１中、溶接進行方向Ｄｒにおいて非消耗電極１５は母材Ｗに対し停止している。本実施形態と異なり、速度ｖ１は０でなくてもよく正の値であってもよい。すなわち、溶融池形成モード期間Ｔ１中に、溶接進行方向Ｄｒにおいて、非消耗電極１５を母材Ｗに対し前進させてもよい。 When switching circuit 210 receives high-level molten pool formation mode signal Sm1, switching circuit 210 connects to molten pool formation mode operation command section 211. Upon receiving the high-level molten pool formation mode signal Sm1, the weld pool formation mode operation command unit 211 welds an operation control signal Ms for setting the welding direction speed VR to the speed v1, as shown in FIG. Send to robot 1. Thereby, the welding direction speed VR with respect to the base material W of the non-consumable electrode 15 in the welding progress direction Dr becomes the speed v1. In the present embodiment, the speed v1 is 0, and the non-consumable electrode 15 is stopped with respect to the base material W in the welding progress direction Dr during the molten pool formation mode period T1. Unlike the present embodiment, the speed v1 may not be 0 but may be a positive value. That is, the non-consumable electrode 15 may be advanced relative to the base material W in the welding progress direction Dr during the weld pool formation mode period T1.
同図（ｂ）に示すように、溶融池形成モード期間Ｔ１中、非消耗電極１５の幅方向位置Ｌｙは０のままである。溶融池形成モード期間Ｔ１中、非消耗電極１５は、溶接進行方向Ｄｒに交差する方向においても停止している。以上より、溶融池形成モード期間Ｔ１中は、図４（ａ−１）に示す位置ｓ３に非消耗電極１５は停止している。 As shown in FIG. 5B, the width direction position Ly of the non-consumable electrode 15 remains 0 during the molten pool formation mode period T1. During the weld pool formation mode period T1, the non-consumable electrode 15 is also stopped in the direction intersecting the welding progress direction Dr. As described above, the non-consumable electrode 15 is stopped at the position s3 shown in FIG. 4 (a-1) during the molten pool formation mode period T1.
図３（ｃ）に示すように、電流制御回路３１３は、Ｈｉｇｈレベルの溶融池形成モード信号Ｓｍ１を受けると、絶対値の時間平均値が第１電流値ｉｗ１である溶接電流Ｉｗを流すための電流設定信号Ｉｒを送る。そのため、溶融池形成モード期間Ｔ１中、非消耗電極１５と母材Ｗとの間に、絶対値の時間平均値が第１電流値ｉｗ１である溶接電流Ｉｗが流れる。第１電流値ｉｗ１はたとえば、１００Ａである。溶融池形成モード期間Ｔ１における溶接電流Ｉｗは、たとえば、周波数が８０〜１２０Ｈｚのパルス電流である。 As shown in FIG. 3C, when the current control circuit 313 receives the high-level molten pool formation mode signal Sm1, the current control circuit 313 causes the welding current Iw whose absolute value time average value is the first current value iw1 to flow. The current setting signal Ir is sent. Therefore, during the molten pool formation mode period T1, the welding current Iw whose absolute value time average value is the first current value iw1 flows between the non-consumable electrode 15 and the base material W. The first current value iw1 is, for example, 100A. The welding current Iw in the molten pool formation mode period T1 is, for example, a pulse current having a frequency of 80 to 120 Hz.
同図（ｄ）に示すように、送給制御回路３８は、Ｈｉｇｈレベルの溶融池形成モード信号Ｓｍ１を受けると、送給速度Ｆｗを速度ｆｗ１とするための送給速度制御信号Ｆｃをワイヤ送給装置１６に送る。速度ｆｗ１は正の値であり、たとえば、１．５ｍ／ｍｉｎである。これにより、図５（ａ−１）に示すように、フィラーワイヤ１９が、非消耗電極１５と母材Ｗとの間のアークａ１に、送給速度Ｆｗが速度ｆｗ１で供給される。 As shown in FIG. 6D, when the feed control circuit 38 receives the high level molten pool formation mode signal Sm1, the feed control circuit 38 sends a feed speed control signal Fc for setting the feed speed Fw to the speed fw1. To the feeder 16. The speed fw1 is a positive value, for example, 1.5 m / min. Accordingly, as shown in FIG. 5A-1, the filler wire 19 is supplied to the arc a1 between the non-consumable electrode 15 and the base material W at the feeding speed Fw at the speed fw1.
以上のように、溶融池形成モード期間Ｔ１は経過する。図５（ａ−１）に示すように、溶融池形成モード期間Ｔ１においては、母材Ｗやフィラーワイヤ１９が溶融し、母材Ｗに溶融池８８８が形成される。図４（ａ−１）では、溶融池８８８が形成されるのは位置ｓ３およびその近傍である。なお、位置ｓ３およびその近傍に溶融池８８８を形成した単位期間Ｔαの１つ前の単位期間Ｔαにおいては、位置ｓ２およびその近傍に溶融池８８８が形成されている。位置ｓ２およびその近傍に溶融池８８８を形成した単位期間Ｔαの１つ前の単位期間Ｔαにおいては、位置ｓ１およびその近傍に溶融池８８８が形成されている。位置ｓ３およびその近傍に溶融池８８８を形成する時には、当該単位期間Ｔαの１つ前や２つ前の単位期間Ｔαに形成された溶融池８８８は凝固し溶接金属８８１となっている。また、後述の加熱工程が行われていない溶接金属８８１の表面８８２は、平坦ではなく曲面状となっている。 As described above, the molten pool formation mode period T1 elapses. As shown in FIG. 5 (a-1), in the molten pool formation mode period T 1, the base material W and the filler wire 19 are melted, and the molten pool 888 is formed in the base material W. In FIG. 4A-1, the molten pool 888 is formed at the position s3 and its vicinity. In the unit period Tα immediately before the unit period Tα in which the molten pool 888 is formed in the position s3 and the vicinity thereof, the molten pool 888 is formed in the position s2 and the vicinity thereof. In the unit period Tα immediately before the unit period Tα in which the molten pool 888 is formed in the position s2 and the vicinity thereof, the molten pool 888 is formed in the position s1 and the vicinity thereof. When the molten pool 888 is formed at the position s3 and in the vicinity thereof, the molten pool 888 formed in the unit period Tα immediately before or two times before the unit period Tα is solidified to become the weld metal 881. In addition, the surface 882 of the weld metal 881 that has not been subjected to the heating process described later is not flat but curved.
＜第１中間モード期間Ｔ２（時刻ｔ２〜時刻ｔ３）＞
次に、図３に示す第１中間モード期間Ｔ２が開始する。第１中間モード期間Ｔ２は、溶接進行方向Ｄｒとは反対側に、非消耗電極１５を母材Ｗに対し後退させるための期間である。図３（ｅ）に示すように、時刻ｔ２において、モード制御回路２２は、溶融池形成モード信号Ｓｍ１をＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化させる。一方、図３（ｆ）に示すように、時刻ｔ２において、モード制御回路２２は、第１中間モード信号Ｓｍ２をＨｉｇｈレベルに変化させる。Ｈｉｇｈレベルの第１中間モード信号Ｓｍ２は、モード制御回路２２から、動作制御回路２１（切替回路２１０）と、出力回路３１（電流制御回路３１３）と、送給制御回路３８とに送られる。
<First Intermediate Mode Period T2 (Time t2 to Time t3)>
Next, the first intermediate mode period T2 shown in FIG. 3 starts. The first intermediate mode period T2 is a period for retracting the non-consumable electrode 15 with respect to the base material W on the side opposite to the welding progress direction Dr. As shown in FIG. 3 (e), at time t2, the mode control circuit 22 changes the molten pool formation mode signal Sm1 from High level to Low level. On the other hand, as shown in FIG. 3F, at time t2, the mode control circuit 22 changes the first intermediate mode signal Sm2 to the high level. The high-level first intermediate mode signal Sm2 is sent from the mode control circuit 22 to the operation control circuit 21 (switching circuit 210), the output circuit 31 (current control circuit 313), and the feed control circuit 38.
切替回路２１０は、Ｈｉｇｈレベルの第１中間モード信号Ｓｍ２を受けると、第１中間モード動作指令部２１２に接続する。第１中間モード動作指令部２１２は、Ｈｉｇｈレベルの第１中間モード信号Ｓｍ２を受けると、同図（ａ）に示すように、溶接方向速度ＶＲを速度ｖ２とするための動作制御信号Ｍｓを溶接ロボット１に送る。これにより、第１中間モード動作指令部２１２は、溶接進行方向Ｄｒにおける、非消耗電極１５の母材Ｗに対する溶接方向速度ＶＲが、速度ｖ２となる。本実施形態においては、速度ｖ２は負の値であり、たとえば、１．２〜２．２ｍ／ｍｉｎである。そのため、図４（ａ−１）、図５（ａ−１）に示すように、第１中間モード期間Ｔ２中は、溶接進行方向Ｄｒとは反対側に、非消耗電極１５は母材Ｗに対し後退する。第１中間モード期間Ｔ２において非消耗電極１５が後退する距離Ｌｂ１は、たとえば、６．０〜９．０ｍｍである。 When the switching circuit 210 receives the high-level first intermediate mode signal Sm2, the switching circuit 210 connects to the first intermediate mode operation command unit 212. When the first intermediate mode operation command unit 212 receives the first intermediate mode signal Sm2 at the high level, the operation control signal Ms for setting the welding direction speed VR to the speed v2 as shown in FIG. Send to robot 1. Thereby, in the first intermediate mode operation command unit 212, the welding direction speed VR with respect to the base material W of the non-consumable electrode 15 in the welding progress direction Dr becomes the speed v2. In the present embodiment, the speed v2 is a negative value, for example, 1.2 to 2.2 m / min. Therefore, as shown in FIGS. 4 (a-1) and 5 (a-1), during the first intermediate mode period T2, the non-consumable electrode 15 is placed on the base material W on the side opposite to the welding progress direction Dr. Retreat against. The distance Lb1 that the non-consumable electrode 15 moves backward in the first intermediate mode period T2 is, for example, 6.0 to 9.0 mm.
図３（ｂ）、図４（ａ−１）に示すように、第１中間モード期間Ｔ２中、非消耗電極１５の幅方向位置Ｌｙが徐々に大きくなる。すなわち、第１中間モード期間Ｔ２中、非消耗電極１５は、線８８９から徐々に離間する。このように、第１中間モード動作指令部２１２は、第１中間モード期間Ｔ２中、非消耗電極１５を、溶接進行方向Ｄｒと交差する方向に移動させる。 As shown in FIGS. 3B and 4A-1, the width direction position Ly of the non-consumable electrode 15 gradually increases during the first intermediate mode period T2. That is, the non-consumable electrode 15 is gradually separated from the line 889 during the first intermediate mode period T2. As described above, the first intermediate mode operation command unit 212 moves the non-consumable electrode 15 in a direction intersecting the welding progress direction Dr during the first intermediate mode period T2.
図３（ｃ）に示すように、電流制御回路３１３は、Ｈｉｇｈレベルの第１中間モード信号Ｓｍ２を受けると、絶対値の時間平均値が第１電流値ｉｗ１から徐々に減少する溶接電流Ｉｗを流すための電流設定信号Ｉｒを送る。そのため、第１中間モード期間Ｔ２中、溶接電流Ｉｗの絶対値の時間平均値は徐々に減少する。第１中間モード期間Ｔ２の終了時には、溶接電流Ｉｗの絶対値の時間平均値は第２電流値ｉｗ２となっている。 As shown in FIG. 3C, when the current control circuit 313 receives the high-level first intermediate mode signal Sm2, the current control circuit 313 generates a welding current Iw whose absolute average time average value gradually decreases from the first current value iw1. A current setting signal Ir for flowing is sent. Therefore, the time average value of the absolute value of the welding current Iw gradually decreases during the first intermediate mode period T2. At the end of the first intermediate mode period T2, the time average value of the absolute value of the welding current Iw is the second current value iw2.
同図（ｄ）に示すように、送給制御回路３８は、Ｈｉｇｈレベルの第１中間モード信号Ｓｍ２を受けると、送給速度Ｆｗを０とするための送給速度制御信号Ｆｃをワイヤ送給装置１６に送る。これにより、フィラーワイヤ１９のアークａ１への送給が停止する。そのため、第１中間モード期間Ｔ２においてフィラーワイヤ１９が溶融しない。 As shown in FIG. 6D, when the feed control circuit 38 receives the high-level first intermediate mode signal Sm2, the feed speed control signal Fc for setting the feed speed Fw to 0 is sent by wire. Send to device 16. Thereby, the supply of the filler wire 19 to the arc a1 is stopped. Therefore, the filler wire 19 does not melt in the first intermediate mode period T2.
＜溶接金属加熱モード期間Ｔ３（時刻ｔ３〜時刻ｔ６）＞
次に、図３に示す溶接金属加熱モード期間Ｔ３が開始する。溶接金属加熱モード期間Ｔ３は、図５に示す溶接金属８８１を加熱するための期間である。図３（ｆ）に示すように、時刻ｔ３において、モード制御回路２２は、第１中間モード信号Ｓｍ２をＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化させる。一方、図３（ｇ）に示すように、時刻ｔ３において、モード制御回路２２は、溶接金属加熱モード信号Ｓｍ３をＨｉｇｈレベルに変化させる。Ｈｉｇｈレベルの溶接金属加熱モード信号Ｓｍ３は、モード制御回路２２から、動作制御回路２１（切替回路２１０）と、出力回路３１（電流制御回路３１３）と、送給制御回路３８とに送られる。
<Welding metal heating mode period T3 (time t3 to time t6)>
Next, the weld metal heating mode period T3 shown in FIG. 3 starts. The weld metal heating mode period T3 is a period for heating the weld metal 881 shown in FIG. As shown in FIG. 3F, at time t3, the mode control circuit 22 changes the first intermediate mode signal Sm2 from the High level to the Low level. On the other hand, as shown in FIG. 3G, at time t3, the mode control circuit 22 changes the weld metal heating mode signal Sm3 to the high level. High level weld metal heating mode signal Sm3 is sent from mode control circuit 22 to operation control circuit 21 (switching circuit 210), output circuit 31 (current control circuit 313), and feed control circuit 38.
切替回路２１０は、Ｈｉｇｈレベルの溶接金属加熱モード信号Ｓｍ３を受けると、溶接金属加熱モード動作指令部２１３に接続する。溶接金属加熱モード動作指令部２１３は、Ｈｉｇｈレベルの溶接金属加熱モード信号Ｓｍ３を受けると、動作制御信号Ｍｓを溶接ロボット１に送る。図３（ａ）に示すように、本実施形態では、時刻ｔ３〜時刻ｔ４および時刻ｔ５〜時刻ｔ６においては、溶接進行方向Ｄｒにおける、非消耗電極１５の母材Ｗに対する溶接方向速度ＶＲは０であり、溶接進行方向Ｄｒにおいて非消耗電極１５は停止している。一方、時刻ｔ４〜時刻ｔ５においては、溶接方向速度ＶＲは正の値であり、溶接進行方向Ｄｒにおいて非消耗電極１５は前進している。溶接金属加熱モード期間Ｔ３中に溶接進行方向Ｄｒにおいて非消耗電極１５が進む距離Ｌｆ１（図４（ａ−２），図５（ａ−２）参照）は、たとえば、１．０〜２．５ｍｍである。本実施形態と異なり、時刻ｔ３〜時刻ｔ６の間中、常に、非消耗電極１５が溶接進行方向Ｄｒ側に向かって、非常に低速で進んでいてもよい。 When the switching circuit 210 receives the high level weld metal heating mode signal Sm3, the switching circuit 210 connects to the weld metal heating mode operation command unit 213. The welding metal heating mode operation command unit 213 sends an operation control signal Ms to the welding robot 1 when receiving the high level welding metal heating mode signal Sm3. As shown in FIG. 3A, in this embodiment, the welding direction speed VR of the non-consumable electrode 15 with respect to the base material W in the welding progress direction Dr is 0 at time t3 to time t4 and time t5 to time t6. The non-consumable electrode 15 is stopped in the welding progress direction Dr. On the other hand, from time t4 to time t5, the welding direction speed VR is a positive value, and the non-consumable electrode 15 moves forward in the welding progress direction Dr. The distance Lf1 (see FIGS. 4 (a-2) and 5 (a-2)) that the non-consumable electrode 15 travels in the welding progress direction Dr during the weld metal heating mode period T3 is, for example, 1.0 to 2.5 mm. It is. Unlike this embodiment, during the period from time t3 to time t6, the non-consumable electrode 15 may always advance at a very low speed toward the welding progress direction Dr side.
溶接金属加熱モード動作指令部２１３は、Ｈｉｇｈレベルの溶接金属加熱モード信号Ｓｍ３を受けると、溶接進行方向Ｄｒに交差する方向に、母材Ｗに対し非消耗電極１５をウィービングさせるための動作制御信号Ｍｓも溶接ロボット１に送る。そのため、図３（ｂ）、図４（ａ−２）に示すように、溶接金属加熱モード期間Ｔ３中、非消耗電極１５は、溶接進行方向Ｄｒと交差する方向に、母材Ｗに対しウィービングさせられる。溶接金属加熱モード期間Ｔ３中の、非消耗電極１５の線８８９からの最大離間距離Ｌｍａｘ（振幅）は、たとえば、３．０〜６．０ｍｍである。 When receiving the High level weld metal heating mode signal Sm3, the weld metal heating mode operation command unit 213 operates the operation control signal for weaving the non-consumable electrode 15 with respect to the base material W in a direction crossing the welding progress direction Dr. Ms is also sent to the welding robot 1. Therefore, as shown in FIGS. 3B and 4A-2, during the weld metal heating mode period T3, the non-consumable electrode 15 weaves with respect to the base material W in a direction intersecting with the welding progress direction Dr. Be made. The maximum separation distance Lmax (amplitude) of the non-consumable electrode 15 from the line 889 during the weld metal heating mode period T3 is, for example, 3.0 to 6.0 mm.
図３（ｃ）に示すように、電流制御回路３１３は、Ｈｉｇｈレベルの溶接金属加熱モード信号Ｓｍ３を受けると、絶対値の時間平均値が第２電流値ｉｗ２である溶接電流Ｉｗを流すための電流設定信号Ｉｒを送る。そのため、溶接金属加熱モード期間Ｔ３中、非消耗電極１５から母材Ｗに、絶対値の時間平均値が第２電流値ｉｗ２である溶接電流Ｉｗが流れる。第２電流値ｉｗ２は第１電流値ｉｗ１より小さい。第２電流値ｉｗ２はたとえば、４０Ａである。 As shown in FIG. 3C, when the current control circuit 313 receives the high level weld metal heating mode signal Sm3, the current control circuit 313 causes the welding current Iw whose absolute value time average value is the second current value iw2 to flow. The current setting signal Ir is sent. Therefore, during the weld metal heating mode period T3, the welding current Iw whose time average value of the absolute value is the second current value iw2 flows from the non-consumable electrode 15 to the base material W. The second current value iw2 is smaller than the first current value iw1. The second current value iw2 is, for example, 40A.
同図（ｄ）に示すように、溶接金属加熱モード期間Ｔ３中は、フィラーワイヤ１９のアークａ１への送給が停止した状態が継続している。そのため、溶接金属加熱モード期間Ｔ３においてフィラーワイヤ１９が溶融しない。 As shown in FIG. 4D, during the weld metal heating mode period T3, the state in which the feeding of the filler wire 19 to the arc a1 is continued. Therefore, the filler wire 19 does not melt in the weld metal heating mode period T3.
以上のように、溶接金属加熱モード期間Ｔ３は経過する。図５（ａ−２）に示すように、溶接金属加熱モード期間Ｔ３においては、アークａ１により、溶接金属８８１が加熱される。そのため、溶接金属８８１の表面８８２寄りの部分が溶融する。これにより、表面が平坦な溶接金属８８３が形成される。ある単位期間Ｔαに加熱する溶接金属８８１は、当該単位期間Ｔαよりも、２回以上前の単位期間Ｔαにおける溶融池８８８を形成する工程にて形成された溶融池８８８が凝固したものである、ことが好ましい。 As described above, the weld metal heating mode period T3 elapses. As shown in FIG. 5A-2, in the weld metal heating mode period T3, the weld metal 881 is heated by the arc a1. Therefore, a portion near the surface 882 of the weld metal 881 is melted. Thereby, a weld metal 883 having a flat surface is formed. The weld metal 881 heated to a certain unit period Tα is obtained by solidifying the molten pool 888 formed in the step of forming the molten pool 888 in the unit period Tα two or more times before the unit period Tα. It is preferable.
＜第２中間モード期間Ｔ４（時刻ｔ６〜時刻ｔ７）＞
次に、図３に示す第２中間モード期間Ｔ４が開始する。第２中間モード期間Ｔ４は、溶接進行方向Ｄｒ側に、非消耗電極１５を母材Ｗに対し前進させるための期間である。図３（ｇ）に示すように、時刻ｔ６において、モード制御回路２２は、溶接金属加熱モード信号Ｓｍ３をＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化させる。一方、図３（ｈ）に示すように、時刻ｔ６において、モード制御回路２２は、第２中間モード信号Ｓｍ４をＨｉｇｈレベルに変化させる。Ｈｉｇｈレベルの第２中間モード信号Ｓｍ４は、モード制御回路２２から、動作制御回路２１（切替回路２１０）と、出力回路３１（電流制御回路３１３）と、送給制御回路３８とに送られる。
<Second Intermediate Mode Period T4 (Time t6 to Time t7)>
Next, the second intermediate mode period T4 shown in FIG. 3 starts. The second intermediate mode period T4 is a period for advancing the non-consumable electrode 15 relative to the base material W in the welding progress direction Dr side. As shown in FIG. 3G, at time t6, the mode control circuit 22 changes the weld metal heating mode signal Sm3 from the high level to the low level. On the other hand, as shown in FIG. 3H, at time t6, the mode control circuit 22 changes the second intermediate mode signal Sm4 to the high level. The high-level second intermediate mode signal Sm4 is sent from the mode control circuit 22 to the operation control circuit 21 (switching circuit 210), the output circuit 31 (current control circuit 313), and the feed control circuit 38.
切替回路２１０は、Ｈｉｇｈレベルの第２中間モード信号Ｓｍ４を受けると、第２中間モード動作指令部２１４に接続する。第２中間モード動作指令部２１４は、Ｈｉｇｈレベルの第２中間モード信号Ｓｍ４を受けると、溶接方向速度ＶＲを速度ｖ４とするための動作制御信号Ｍｓを溶接ロボット１に送る。これにより、溶接進行方向Ｄｒにおける、非消耗電極１５の母材Ｗに対する溶接方向速度ＶＲが、速度ｖ４となる。本実施形態においては、速度ｖ４は正の値であり、たとえば、１．２〜２．２ｍ／ｍｉｎである。そのため、図４（ａ−３）、図５（ａ−３）に示すように、第２中間モード期間Ｔ４中、溶接進行方向Ｄｒ側に、非消耗電極１５は母材Ｗに対し前進する。第２中間モード期間Ｔ４において非消耗電極１５が前進する距離Ｌｆ２は、たとえば、６．０〜９．０ｍｍである。また、各単位期間Ｔαごとに非消耗電極１５が進むピッチＬｐ１は、たとえば、２．０〜４．０ｍｍである。 When the switching circuit 210 receives the second intermediate mode signal Sm4 having a high level, the switching circuit 210 connects to the second intermediate mode operation command unit 214. When receiving the second intermediate mode signal Sm4 of High level, the second intermediate mode operation command unit 214 sends an operation control signal Ms for setting the welding direction speed VR to the speed v4 to the welding robot 1. Thereby, the welding direction speed VR with respect to the base material W of the non-consumable electrode 15 in the welding progress direction Dr becomes the speed v4. In the present embodiment, the speed v4 is a positive value, for example, 1.2 to 2.2 m / min. Therefore, as shown in FIGS. 4A-3 and 5A-3, the non-consumable electrode 15 advances relative to the base material W toward the welding progress direction Dr during the second intermediate mode period T4. The distance Lf2 that the non-consumable electrode 15 advances in the second intermediate mode period T4 is, for example, 6.0 to 9.0 mm. Further, the pitch Lp1 that the non-consumable electrode 15 advances for each unit period Tα is, for example, 2.0 to 4.0 mm.
図３（ｂ）、図４（ａ−３）に示すように、第２中間モード期間Ｔ４中、非消耗電極１５の幅方向位置Ｌｙが徐々に０に近づく。すなわち、第２中間モード期間Ｔ４中、非消耗電極１５は、線８８９に徐々に接近する。このように、第２中間モード動作指令部２１４は、第２中間モード期間Ｔ４中、非消耗電極１５を溶接進行方向Ｄｒと交差する方向に移動させる。 As shown in FIGS. 3B and 4A-3, the width direction position Ly of the non-consumable electrode 15 gradually approaches 0 during the second intermediate mode period T4. That is, the non-consumable electrode 15 gradually approaches the line 889 during the second intermediate mode period T4. As described above, the second intermediate mode operation command unit 214 moves the non-consumable electrode 15 in a direction intersecting the welding progress direction Dr during the second intermediate mode period T4.
図３（ｃ）に示すように、電流制御回路３１３は、Ｈｉｇｈレベルの第２中間モード信号Ｓｍ４を受けると、絶対値の時間平均値が第２電流値ｉｗ２から徐々に上昇する溶接電流Ｉｗを流すための電流設定信号Ｉｒを送る。そのため、第２中間モード期間Ｔ４中、溶接電流Ｉｗの絶対値の時間平均値は徐々に上昇する。第２中間モード期間Ｔ４の終了時には、溶接電流Ｉｗの絶対値の時間平均値は第１電流値ｉｗ１となっている。 As shown in FIG. 3C, when the current control circuit 313 receives the second intermediate mode signal Sm4 at the high level, the current control circuit 313 generates a welding current Iw whose absolute value time average value gradually increases from the second current value iw2. A current setting signal Ir for flowing is sent. Therefore, during the second intermediate mode period T4, the time average value of the absolute value of the welding current Iw gradually increases. At the end of the second intermediate mode period T4, the time average value of the absolute value of the welding current Iw is the first current value iw1.
同図（ｄ）に示すように、第２中間モード期間Ｔ４中は、フィラーワイヤ１９のアークａ１への送給が停止した状態が継続している。そのため、第２中間モード期間Ｔ４においてフィラーワイヤ１９が溶融しない。 As shown in FIG. 4D, during the second intermediate mode period T4, the state where the feeding of the filler wire 19 to the arc a1 is continued. Therefore, the filler wire 19 does not melt in the second intermediate mode period T4.
アーク溶接システムＡ１を用いたアーク溶接方法においては、上述の単位期間Ｔαを順次繰り返す。図６には、非消耗電極１５の軌跡を模式的に示している。図６（ａ）は、図４（ａ−３）に示した非消耗電極１５の軌跡と同一のものを示している。図６（ｂ）は同図（ａ）に示した状態から、更に１つの単位期間Ｔαにおけるプロセスを経た時の非消耗電極１５の軌跡を示している。同様に、図６（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、図６（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示した状態から、更に１つの単位期間Ｔαにおけるプロセスを経た時の非消耗電極１５の軌跡をそれぞれ示している。このようにして、表面が平坦な溶接金属８８３が、溶接進行方向Ｄｒに沿って順次形成されていく。 In the arc welding method using the arc welding system A1, the above-described unit period Tα is sequentially repeated. FIG. 6 schematically shows the trajectory of the non-consumable electrode 15. FIG. 6A shows the same trajectory of the non-consumable electrode 15 shown in FIG. FIG. 6B shows the trajectory of the non-consumable electrode 15 when the process in one unit period Tα is further performed from the state shown in FIG. Similarly, FIGS. 6 (c), (d), and (e) show the non-state when the process in one unit period Tα is further performed from the state shown in FIGS. The locus of the consumable electrode 15 is shown. In this way, the weld metal 883 having a flat surface is sequentially formed along the welding progress direction Dr.
次に、本実施形態の作用効果について説明する。 Next, the effect of this embodiment is demonstrated.
本実施形態のアーク溶接方法においては、単位期間Ｔαを繰り返す。そして、各単位期間Ｔα中に、溶融池８８８を形成する工程と、溶接金属８８１を加熱する工程とを行う。このような構成によると、溶接金属８８１を加熱する工程はそれぞれ、溶融池８８８を形成する複数回の工程の間に行われる。そうすると、従来の場合と比較して、溶融池８８８が形成された時からあまり時間が経過していない時に、当該溶融池８８８が凝固した溶接金属８８１に対する平坦化のための加熱を、行うことができる。これにより、溶接金属８８１の温度があまり低下していない時に、溶接金属８８１に対する平坦化のための加熱を行うことができる。よって、溶接金属８８１を溶融させるために必要なエネルギの低減を図ることが可能となる。このことは、アーク溶接における消費電力の低減を図るのに適する。 In the arc welding method of this embodiment, the unit period Tα is repeated. And in each unit period T (alpha), the process of forming the molten pool 888 and the process of heating the weld metal 881 are performed. According to such a configuration, each step of heating the weld metal 881 is performed between a plurality of steps of forming the weld pool 888. Then, compared with the conventional case, when not much time has elapsed since the molten pool 888 was formed, heating for flattening the weld metal 881 solidified by the molten pool 888 can be performed. it can. Thereby, when the temperature of the weld metal 881 is not lowered so much, the welding metal 881 can be heated for flattening. Therefore, it is possible to reduce the energy required for melting the weld metal 881. This is suitable for reducing power consumption in arc welding.
本実施形態では、溶融池形成モード期間Ｔ１中の溶融池８８８を形成する工程において、非消耗電極１５と母材Ｗとの間に、絶対値の時間平均値が第１電流値ｉｗ１である溶接電流Ｉｗを流す。一方、溶接金属加熱モード期間Ｔ３中の溶接金属８８１を加熱する工程において、非消耗電極１５と母材Ｗとの間に、絶対値の時間平均値が第２電流値ｉｗ２である溶接電流Ｉｗを流す。第２電流値ｉｗ２は第１電流値ｉｗ１より小さい。すなわち、本実施形態では、溶接金属加熱モード期間Ｔ３における溶接電流Ｉｗの絶対値の時間平均値は比較的低くなっている。このように本実施形態では、溶接金属８８１を加熱する工程における溶接電流Ｉｗの絶対値の電流値を小さくすることにより、溶接金属加熱モード期間Ｔ３において消費される電力の低減を図っている。溶接金属加熱モード期間Ｔ３における消費電力の低減を図ることができると、アーク溶接における消費電力の低減を図ることができる。 In the present embodiment, in the step of forming the molten pool 888 during the molten pool formation mode period T1, welding in which the time average value of the absolute value is the first current value iw1 between the non-consumable electrode 15 and the base material W. The current Iw is supplied. On the other hand, in the step of heating the weld metal 881 during the weld metal heating mode period T3, a welding current Iw whose absolute value time average value is the second current value iw2 is set between the non-consumable electrode 15 and the base material W. Shed. The second current value iw2 is smaller than the first current value iw1. That is, in this embodiment, the time average value of the absolute value of the welding current Iw in the weld metal heating mode period T3 is relatively low. Thus, in this embodiment, the electric current consumed in the welding metal heating mode period T3 is reduced by reducing the current value of the absolute value of the welding current Iw in the process of heating the welding metal 881. If the power consumption in the weld metal heating mode period T3 can be reduced, the power consumption in arc welding can be reduced.
なお、溶接金属加熱モード期間Ｔ３において消費される電力の低減を図るには、必ずしも溶接金属加熱モード期間Ｔ３における溶接電流Ｉｗの絶対値の平均値を低くする必要はない。溶接金属加熱モード期間Ｔ３の時間を短くすることにより、溶接金属加熱モード期間Ｔ３において消費される電力の低減を図ってもよい。 In order to reduce the power consumed in the weld metal heating mode period T3, it is not always necessary to lower the average value of the absolute values of the welding current Iw in the weld metal heating mode period T3. The power consumed in the weld metal heating mode period T3 may be reduced by shortening the time of the weld metal heating mode period T3.
また、溶接金属加熱モード期間Ｔ３における溶接電流Ｉｗの絶対値の時間平均値を比較的低くできると、溶接金属加熱モード期間Ｔ３において、溶接金属８８１のうち、表面８８２の近傍の部位のみを溶融させることができる。溶接金属加熱モード期間Ｔ３にて、溶接金属８８１のうち表面８８２の近傍の部位のみを溶融させることができると、溶接金属８８１が溶融することによる垂れや溶け落ちを防止できるといったメリットがある。 Further, if the time average value of the absolute value of the welding current Iw in the weld metal heating mode period T3 can be made relatively low, only the portion in the vicinity of the surface 882 of the weld metal 881 is melted in the weld metal heating mode period T3. be able to. If only the portion near the surface 882 of the weld metal 881 can be melted during the weld metal heating mode period T3, there is an advantage that dripping or melting due to melting of the weld metal 881 can be prevented.
本実施形態では、第１中間モード期間Ｔ２において、非消耗電極１５と母材Ｗとの間に流れる溶接電流Ｉｗの絶対値の時間平均値を徐々に減少させる。当該構成は、第１中間モード期間Ｔ２が開始すると、溶接電流Ｉｗの絶対値の時間平均値を第１電流値ｉｗ１から第２電流値ｉｗ２に即座に減少させる、のではない。よって、アークａ１を安定させたまま、溶接電流Ｉｗの絶対値の平均値を減少させることができる。そのため、溶接電流Ｉｗの絶対値の時間平均値を減少させる際にアークａ１が消弧してしまうことを、防止することができる。 In the present embodiment, in the first intermediate mode period T2, the time average value of the absolute value of the welding current Iw flowing between the non-consumable electrode 15 and the base material W is gradually decreased. This configuration does not immediately decrease the time average value of the absolute value of the welding current Iw from the first current value iw1 to the second current value iw2 when the first intermediate mode period T2 starts. Therefore, the average value of the absolute values of the welding current Iw can be reduced while the arc a1 is stabilized. Therefore, the arc a1 can be prevented from extinguishing when the time average value of the absolute value of the welding current Iw is decreased.
本実施形態では、第１中間モード期間Ｔ２において、母材Ｗに対し非消耗電極１５を溶接進行方向Ｄｒとは反対側の地点まで移動させる第１移動工程を行う。当該第１移動工程においては、溶接進行方向Ｄｒと交差する方向に、母材Ｗに対し非消耗電極１５を移動させる。このような構成は、第１中間モード期間Ｔ２中に、平面視において非消耗電極１５を線８８９上から離間させるのに好適である。第１中間モード期間Ｔ２中に平面視において非消耗電極１５を線８８９から離間させることができると、第１中間モード期間Ｔ２中に、アークａ１が溶融池８８８に熱を与えることを抑制できる。したがって、溶融池８８８をより早く凝固させることができ、垂れや溶け落ちを防止することができる。 In the present embodiment, in the first intermediate mode period T2, a first movement process is performed in which the non-consumable electrode 15 is moved with respect to the base material W to a point on the opposite side to the welding progress direction Dr. In the first moving step, the non-consumable electrode 15 is moved with respect to the base material W in a direction intersecting the welding progress direction Dr. Such a configuration is suitable for separating the non-consumable electrode 15 from the line 889 in plan view during the first intermediate mode period T2. If the non-consumable electrode 15 can be separated from the line 889 in a plan view during the first intermediate mode period T2, it is possible to suppress the arc a1 from applying heat to the molten pool 888 during the first intermediate mode period T2. Therefore, the molten pool 888 can be solidified more quickly, and dripping or melting can be prevented.
本実施形態では、第２中間モード期間Ｔ４において、非消耗電極１５と母材Ｗとの間に流れる溶接電流Ｉｗの絶対値の時間平均値を徐々に上昇させる。当該構成は、第２中間モード期間Ｔ４が開始すると、溶接電流Ｉｗの絶対値の時間平均値を第２電流値ｉｗ２から第１電流値ｉｗ１に即座に上昇させる、のではない。よって、アークａ１を安定させたまま、溶接電流Ｉｗの絶対値の平均値を上昇させることができる。そのため、溶接電流Ｉｗの絶対値の時間平均値を上昇させる際にアークａ１が消弧してしまうことを、防止することができる。 In the present embodiment, in the second intermediate mode period T4, the time average value of the absolute value of the welding current Iw flowing between the non-consumable electrode 15 and the base material W is gradually increased. This configuration does not immediately increase the time average value of the absolute value of the welding current Iw from the second current value iw2 to the first current value iw1 when the second intermediate mode period T4 starts. Therefore, the average value of the absolute values of the welding current Iw can be increased while the arc a1 is stabilized. Therefore, the arc a1 can be prevented from extinguishing when the time average value of the absolute value of the welding current Iw is increased.
本実施形態では、第２中間モード期間Ｔ４において、母材Ｗに対し非消耗電極１５を溶接進行方向Ｄｒ側の地点まで移動させる第２移動工程を行う。当該第２移動工程においては、溶接進行方向Ｄｒと交差する方向に、母材Ｗに対し非消耗電極１５を移動させる。このような構成は、第２中間モード期間Ｔ４中に、平面視において非消耗電極１５を線８８９上から離間させた状態を保つのに好適である。第２中間モード期間Ｔ４中に平面視において非消耗電極１５を線８８９上から離間させることができると、第２中間モード期間Ｔ４中に、アークａ１が溶融池８８８に熱を与えることを抑制できる。したがって、溶融池８８８をより早く凝固させることができ、垂れや溶け落ちを防止することができる。 In the present embodiment, in the second intermediate mode period T4, a second movement process is performed in which the non-consumable electrode 15 is moved to a point on the welding progress direction Dr side with respect to the base material W. In the second moving step, the non-consumable electrode 15 is moved relative to the base material W in a direction intersecting with the welding progress direction Dr. Such a configuration is suitable for keeping the non-consumable electrode 15 separated from the line 889 in plan view during the second intermediate mode period T4. If the non-consumable electrode 15 can be separated from the line 889 in plan view during the second intermediate mode period T4, the arc a1 can be prevented from applying heat to the molten pool 888 during the second intermediate mode period T4. . Therefore, the molten pool 888 can be solidified more quickly, and dripping or melting can be prevented.
本実施形態では、ある単位期間Ｔαに加熱する溶接金属８８１は、当該単位期間Ｔαよりも、２回以上前の単位期間Ｔαにおける溶融池８８８を形成する工程にて形成された溶融池８８８が凝固したものである。このような構成は、溶融池８８８が形成されてすぐに当該溶融池８８８に入熱するのを回避するのに適する。そのため、溶融池８８８をより確実に凝固させることができ、垂れや溶け落ちを防止することができる。 In this embodiment, the weld metal 881 heated in a certain unit period Tα is solidified by the molten pool 888 formed in the process of forming the molten pool 888 in the unit period Tα two or more times before the unit period Tα. It is a thing. Such a configuration is suitable for avoiding heat input to the molten pool 888 as soon as the molten pool 888 is formed. Therefore, the molten pool 888 can be solidified more reliably, and dripping or melting can be prevented.
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。上述の説明では、溶融池形成モード期間Ｔ１にはフィラーワイヤ１９をアークａ１に供給する例を示したが、アーク溶接方法においてフィラーワイヤを用いなくてもよい。単位期間Ｔα中は常にアークａ１を点弧させていることが好ましいが、溶融池形成モード期間Ｔ１と溶接金属加熱モード期間Ｔ３との間に、一旦アークａ１を消弧させてもよい。溶接金属８８１の表面８８２を平坦にするのは、上述のように非消耗電極１５を母材Ｗに対しウィービングさせるのが好ましいが、必ずしも非消耗電極１５をウィービングさせる必要はない。また、上述の実施形態では、薄肉管のＴ型継手溶接を行う例を示したが、本発明はこれに限られず、薄板の突合せ溶接や板材の重ね隅肉溶接や板材のＴ字隅肉溶接を行う場合にも有益である。 The present invention is not limited to the embodiment described above. The specific configuration of each part of the present invention can be changed in various ways. In the above description, an example in which the filler wire 19 is supplied to the arc a1 during the molten pool formation mode period T1 has been described, but the filler wire may not be used in the arc welding method. Although it is preferable that the arc a1 is always ignited during the unit period Tα, the arc a1 may be extinguished once between the molten pool formation mode period T1 and the weld metal heating mode period T3. To flatten the surface 882 of the weld metal 881, it is preferable to weave the non-consumable electrode 15 with respect to the base material W as described above, but it is not always necessary to weave the non-consumable electrode 15. Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the example which performs T-shaped joint welding of a thin wall pipe was shown, this invention is not restricted to this, Butt welding of a thin plate, Lap fillet welding of a plate material, T-shaped fillet welding of a plate material It is also useful when doing.
Ａ１ アーク溶接システム
１ 溶接ロボット
１１ マニピュレータ
１２ 溶接トーチ
１５ 非消耗電極
１６ ワイヤ送給装置
１９ フィラーワイヤ
２ ロボット制御装置
２１ 動作制御回路
２１０ 切替回路
２１１ 溶融池形成モード動作指令部
２１２ 第１中間モード動作指令部
２１３ 溶接金属加熱モード動作指令部
２１４ 第２中間モード動作指令部
２２ モード制御回路
３ 溶接電源装置
３１ 出力回路
３１１ 電源回路
３１２ 電流検出回路
３１３ 電流制御回路
３１４ 電流誤差計算回路
３６ 第１電流値記憶部
３７ 第２電流値記憶部
３８ 送給制御回路
８８１，８８３ 溶接金属
８８２ 表面
８８８ 溶融池
８８９ 線
ａ１ アーク
Ｄｒ 溶接進行方向
Ｅｉ 電流誤差信号
Ｆｃ 送給速度制御信号
Ｆｗ 送給速度
Ｉｄ 電流検出信号
Ｉｒ 電流設定信号
Ｉｗ 溶接電流
ｉｗ１ 第１電流値
ｉｗ２ 第２電流値
Ｌｂ１，Ｌｆ１，Ｌｆ２ 距離
Ｌｐ１ ピッチ
Ｌｙ 幅方向位置
Ｍｓ 動作制御信号
Ｓｍ１ 溶融池形成モード信号
Ｓｍ２ 第１中間モード信号
Ｓｍ３ 溶接金属加熱モード信号
Ｓｍ４ 第２中間モード信号
Ｔα 単位期間
Ｔ１ 溶融池形成モード期間
Ｔ２ 第１中間モード期間
Ｔ３ 溶接金属加熱モード期間
Ｔ４ 第２中間モード期間
ＶＲ 溶接方向速度
Ｖｗ 溶接電圧
Ｗ 母材
A1 Arc welding system 1 Welding robot 11 Manipulator 12 Welding torch 15 Non-consumable electrode 16 Wire feeding device 19 Filler wire 2 Robot control device 21 Operation control circuit 210 Switching circuit 211 Molten pool formation mode operation command unit 212 First intermediate mode operation command Unit 213 Weld metal heating mode operation command unit 214 Second intermediate mode operation command unit 22 Mode control circuit 3 Welding power supply 31 Output circuit 311 Power circuit 312 Current detection circuit 313 Current control circuit 314 Current error calculation circuit 36 First current value storage Unit 37 second current value storage unit 38 feed control circuit 881, 883 weld metal 882 surface 888 molten pool 889 line a1 arc Dr welding direction Ei current error signal Fc feed rate control signal Fw feed rate Id current detection signal Ir Current setting signal Iw Welding current iw1 No. 1 current value iw2 second current value Lb1, Lf1, Lf2 distance Lp1 pitch Ly width direction position Ms operation control signal Sm1 weld pool formation mode signal Sm2 first intermediate mode signal Sm3 welding metal heating mode signal Sm4 second intermediate mode signal Tα unit Period T1 Weld pool formation mode period T2 First intermediate mode period T3 Weld metal heating mode period T4 Second intermediate mode period VR Welding direction speed Vw Welding voltage W Base material
Claims (15)
上記各単位期間中に、
非消耗電極と母材との間に生成したアークにより上記母材に溶融池を形成する工程と、
上記溶融池を形成する工程の後に、上記アークにより、溶融池が凝固した溶接金属を加熱する工程と、を備える、アーク溶接方法。 An arc welding method that repeats a unit period,
During each unit period above,
Forming a molten pool in the base material by an arc generated between the non-consumable electrode and the base material;
An arc welding method comprising: after the step of forming the molten pool, heating the weld metal solidified in the molten pool by the arc.
上記加熱する工程においては、上記非消耗電極と上記母材との間に、絶対値の時間平均値が、上記第１電流値より小さい第２電流値である溶接電流を流す、請求項１に記載のアーク溶接方法。 In the step of forming the molten pool, a welding current having a first average current value is passed between the non-consumable electrode and the base material.
In the heating step, a welding current having a second average current value smaller than the first current value is allowed to flow between the non-consumable electrode and the base material. The described arc welding method.
上記第１移動工程においては、上記溶接進行方向と交差する方向に、上記母材に対し上記非消耗電極を移動させる、請求項３に記載のアーク溶接方法。 A first moving step of moving the non-consumable electrode to a point opposite to the welding progress direction with respect to the base material between the step of forming the molten pool and the step of heating during each unit period. Further comprising
The arc welding method according to claim 3, wherein, in the first moving step, the non-consumable electrode is moved relative to the base material in a direction crossing the welding progress direction.
上記第２移動工程においては、上記溶接進行方向と交差する方向に、上記母材に対し上記非消耗電極を移動させる、請求項５に記載のアーク溶接方法。 During each of the unit periods, after the heating step, further comprising a second moving step of moving the non-consumable electrode to a point on the welding progress direction side with respect to the base material,
The arc welding method according to claim 5, wherein, in the second moving step, the non-consumable electrode is moved with respect to the base material in a direction intersecting the welding progress direction.
非消耗電極および母材の間に溶接電流を流す出力回路と、
上記非消耗電極および上記母材の間のアークへ供給するフィラーワイヤの送給速度を制御する送給速度制御回路と、
上記母材に対する上記非消耗電極の動作を制御する動作制御回路と、を備え、
上記モード制御回路は、上記各単位期間中に、溶融池形成モード信号および溶接金属加熱モード信号を送り、
上記送給速度制御回路は、上記溶融池形成モード信号を受けると、上記送給速度を正の値に設定し、
上記動作制御回路は、溶接金属加熱モード指令部を含み、
上記溶接金属加熱モード指令部は、上記溶接金属加熱モード信号を受けると、溶接進行方向に交差する方向に、上記母材に対し上記非消耗電極をウィービングさせる、アーク溶接システム。 A mode control circuit that repeatedly generates a unit period;
An output circuit for passing a welding current between the non-consumable electrode and the base material;
A feed rate control circuit for controlling the feed rate of the filler wire to be supplied to the arc between the non-consumable electrode and the base material;
An operation control circuit for controlling the operation of the non-consumable electrode with respect to the base material,
The mode control circuit sends a weld pool formation mode signal and a weld metal heating mode signal during each unit period,
When the feed rate control circuit receives the molten pool formation mode signal, the feed rate control circuit sets the feed rate to a positive value,
The operation control circuit includes a weld metal heating mode command unit,
The welding metal heating mode command unit, when receiving the welding metal heating mode signal, causes the non-consumable electrode to be weaved with respect to the base material in a direction crossing a welding progress direction.
第２電流値を記憶する第２電流値記憶部と、を更に備え、
上記出力回路は、上記溶融池形成モード信号を受けると、上記溶接電流として絶対値の時間平均値が上記第１電流値であるものを流し、上記溶接金属加熱モード信号を受けると、上記溶接電流として絶対値の時間平均値が上記第２電流値であるものを流す、請求項１１に記載のアーク溶接システム。 A first current value storage unit for storing a first current value;
A second current value storage unit that stores the second current value;
When the weld circuit receives the weld pool formation mode signal, the output circuit passes the welding current having an absolute time average value of the first current value, and receives the weld metal heating mode signal, the welding current The arc welding system according to claim 11, wherein an absolute value time average value is the second current value.
上記出力回路は、上記第１中間モード信号を受けると、上記溶接電流の絶対値の時間平均値を、上記第１電流値から上記第２電流値に徐々に変化させる、請求項１２に記載のアーク溶接システム。 The mode control circuit sends a first intermediate mode signal after sending the weld pool formation mode signal and before sending the weld metal heating mode signal during each unit period,
13. The output circuit according to claim 12, wherein the output circuit gradually changes the time average value of the absolute value of the welding current from the first current value to the second current value when receiving the first intermediate mode signal. Arc welding system.
上記出力回路は、上記第２中間モード信号を受けると、上記溶接電流の絶対値の時間平均値を、上記第２電流値から上記第１電流値に徐々に変化させる、請求項１２ないし１４のいずれかに記載のアーク溶接システム。 The mode control circuit sends a second intermediate mode signal after sending the weld metal heating mode signal during each unit period,
15. The output circuit according to claim 12, wherein, upon receiving the second intermediate mode signal, the time average value of the absolute value of the welding current is gradually changed from the second current value to the first current value. The arc welding system according to any one of the above.
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