JP2014024077A - Pulse arc welding control method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain a stable droplet transfer state even when an external inductance value is large in pulse arc welding.SOLUTION: In a pulse arc welding control method, a welding current Iw is applied in such a way as to rise from a base current Ib to a peak current Ip during a peak rising period Tu, become the peak current Ip during a peak period Tp, fall from the peak current Ip to the base current Ib during a peak falling period Td, and become the base current Ib during a base period Tb. A rising rate of the welding current Iw during the peak rising period Tu is detected. When the rising rate is equal to or higher than a reference rate, the peak current Ip is set to a standard peak current value Ips. When the rising rate is lower than the reference rate, the peak current Ip is set to an increased peak current value Iph larger than the standard peak current value Ips. When an external inductance value is large, the peak current Ip is increased, and a pinch force becomes strong, so that a droplet transfer state is stabilized.

Description

本発明は、溶接ケーブルによる外部インダクタンス値が大きいときでも溶滴移行状態を安定化することができるパルスアーク溶接制御方法に関するものである。   The present invention relates to a pulse arc welding control method capable of stabilizing a droplet transfer state even when an external inductance value by a welding cable is large.

図４は、消耗電極パルスアーク溶接の一般的な電流・電圧波形図である。同図（Ａ）は溶接電流設定信号Ｉｒの時間変化を示し、同図（Ｂ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｃ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示す。溶接電流設定信号Ｉｒは、溶接電流Ｉｗを設定するための信号である。溶接電流Ｉｗはアークを通電する電流であり、溶接電圧Ｖｗは溶接ワイヤと母材との間に印加される電圧である。以下、同図を参照して説明する。   FIG. 4 is a general current / voltage waveform diagram of consumable electrode pulse arc welding. FIG. 4A shows the time change of the welding current setting signal Ir, FIG. 4B shows the time change of the welding current Iw, and FIG. 4C shows the time change of the welding voltage Vw. The welding current setting signal Ir is a signal for setting the welding current Iw. The welding current Iw is a current for energizing the arc, and the welding voltage Vw is a voltage applied between the welding wire and the base material. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

同図（Ａ）に示すように、溶接電流設定信号Ｉｒは、時刻ｔ１〜ｔ２の予め定めたピーク立上り期間Ｔｕ中はベース電流設定値Ｉbrからピーク電流設定値Ｉprへと上昇する値となり、続いて時刻ｔ２〜ｔ３のピーク期間Ｔｐ中はピーク電流設定値Ｉprとなり、続いて時刻ｔ３〜ｔ４の予め定めたピーク立下り期間Ｔｄ中はピーク電流設定値Ｉprからベース電流設定値Ｉbrへと下降する値となり、続いて時刻ｔ４〜ｔ５のベース期間Ｔｂ中はベース電流設定値Ｉbrとなる。この溶接電流設定信号Ｉｒの値に対応して、同図（Ｂ）に示すように、上記のピーク立上り期間Ｔｕ中はベース電流Ｉｂからピーク電流Ｉｐへと上昇する遷移電流が通電し、続いて上記のピーク期間Ｔｐ中はピーク電流Ｉｐが通電し、続いて上記のピーク立下り期間Ｔｄ中はピーク電流Ｉｐからベース電流Ｉｂへと下降する遷移電流が通電し、続いて上記のベース期間Ｔｂ中はベース電流Ｉｂが通電する。これらの溶接電流の通電に対応して、同図（Ｃ）に示すように、上記のピーク立上り期間Ｔｕ中は、ベース電圧Ｖｂからピーク電圧Ｖｐへと上昇する遷移電圧が印加し、続いて上記のピーク期間Ｔｐ中は、ピーク電圧Ｖｐが印加し、続いて上記のピーク立下り期間Ｔｄ中は、ピーク電圧Ｖｐからベース電圧Ｖｂへと下降する遷移電圧が印加し、続いて上記のベース期間Ｔｂ中は、ベース電圧Ｖｂが印加する。上記の時刻ｔ１〜ｔ５の期間をパルス周期Ｔｆとして繰り返して溶接が行われる。   As shown in FIG. 5A, the welding current setting signal Ir becomes a value that rises from the base current setting value Ibr to the peak current setting value Ipr during a predetermined peak rising period Tu at times t1 to t2, and then continues. During the peak period Tp from time t2 to t3, the peak current set value Ipr is reached. Subsequently, during the predetermined peak falling period Td from time t3 to t4, the peak current set value Ipr decreases to the base current set value Ibr. Then, during the base period Tb from time t4 to t5, the base current set value Ibr is obtained. Corresponding to the value of the welding current setting signal Ir, as shown in FIG. 5B, during the peak rising period Tu, a transition current rising from the base current Ib to the peak current Ip is energized. During the peak period Tp, the peak current Ip is energized. Subsequently, during the peak fall period Td, a transition current that decreases from the peak current Ip to the base current Ib is energized, and subsequently during the base period Tb. Is supplied with a base current Ib. Corresponding to the energization of these welding currents, as shown in FIG. 5C, during the peak rising period Tu, a transition voltage rising from the base voltage Vb to the peak voltage Vp is applied, and then the above-mentioned During the peak period Tp, the peak voltage Vp is applied. Subsequently, during the peak falling period Td, a transition voltage falling from the peak voltage Vp to the base voltage Vb is applied, and subsequently, the base period Tb described above. During this, the base voltage Vb is applied. The welding is performed by repeating the period from the time t1 to the time t5 as the pulse period Tf.

消耗電極アーク溶接においては、溶接中のアーク長を適正値に維持することが良好な溶接品質を得るために重要である。アーク長は溶接電圧Ｖｗの平均値と比例関係にある。したがって、アーク長を適正値に維持するために、同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗの平均値が予め定めた電圧設定値Ｖｒと等しくなるように、上記のパルス周期Ｔｆがフィードバック制御（アーク長制御）される。溶接電圧Ｖｗの平均値は、溶接電圧Ｖｗの検出値をローパスフィルタ（カットオフ周波数１〜１０Ｈｚ程度）に通すことによって生成される。   In consumable electrode arc welding, maintaining the arc length during welding at an appropriate value is important for obtaining good welding quality. The arc length is proportional to the average value of the welding voltage Vw. Therefore, in order to maintain the arc length at an appropriate value, the pulse period Tf is fed back so that the average value of the welding voltage Vw becomes equal to the predetermined voltage setting value Vr, as shown in FIG. Control (arc length control). The average value of the welding voltage Vw is generated by passing the detected value of the welding voltage Vw through a low-pass filter (cutoff frequency of about 1 to 10 Hz).

以下に記載する数値例は、溶接ワイヤが直径１．２mmの鉄鋼ワイヤの場合である。上記のベース電流Ｉｂは溶接ワイヤを溶融しないようにするために、臨界値未満の小電流値である２０〜７０Ａ程度に設定される。上記のピーク電流Ｉｐは溶接ワイヤを溶融するために、臨界値以上の大電流値である４５０〜５５０Ａ程度に設定される。上記のピーク立上り期間Ｔｕ及び上記のピーク立下り期間Ｔｄは、溶接電流Ｉｗの変化に伴うアーク力の変化が適正化されてビード外観が良好になるように設定される。両値は、０．４〜１．０ms程度に設定される。上記のピーク期間Ｔｐは、１パルス周期１溶滴移行の安定した溶滴移行状態になるように、以下のようにして設定される。ピーク立上り期間Ｔｕの開始時点から溶接電流Ｉｗを積分し、ピーク立上り期間Ｔｕが経過してピーク期間Ｔｐ中にこの積分値Ｓｉ＝∫Ｉｗ・ｄｔが予め定めた基準値Ｓｔに達した時点で、ピーク期間Ｔｐを終了してピーク立下り期間Ｔｄに移行する。以下、この制御をピーク期間可変制御（特許文献１参照）と呼ぶことにする。この積分値Ｓｉが基準値Ｓｔと等しいときは、溶接ワイヤへの入熱量が一定値となるので適正サイズの溶滴がピーク期間Ｔｐ中に形成されて、ピーク立下り期間Ｔｄ又はベース期間Ｔｂ中に溶滴は溶融池へと移行する。基準値Ｓｔを例えば６３０（a．ms）に設定すると、そのときのピーク期間Ｔｐは１．２msとなる。１パルス周期１溶滴移行状態となる基準値Ｓｔには、ある程度の範囲がある。上記のピーク電流Ｉｐ及び上記の基準値Ｓｔは、溶接ワイヤの材質、直径等に応じて、溶滴移行状態が１パルス周期１溶滴移行状態になるように設定される。   The numerical example described below is a case where the welding wire is a steel wire having a diameter of 1.2 mm. The base current Ib is set to about 20 to 70 A, which is a small current value less than the critical value, so as not to melt the welding wire. The peak current Ip is set to about 450 to 550 A, which is a large current value greater than the critical value, in order to melt the welding wire. The peak rising period Tu and the peak falling period Td are set so that the change in arc force accompanying the change in the welding current Iw is optimized and the bead appearance is improved. Both values are set to about 0.4 to 1.0 ms. Said peak period Tp is set as follows so that it may become a stable droplet transfer state of 1 droplet period 1 droplet transfer. When the welding current Iw is integrated from the beginning of the peak rising period Tu, and when the integrated value Si = ∫Iw · dt reaches a predetermined reference value St during the peak period Tp after the peak rising period Tu has elapsed, The peak period Tp ends and the peak falling period Td is entered. Hereinafter, this control is referred to as variable peak period control (see Patent Document 1). When this integrated value Si is equal to the reference value St, the amount of heat input to the welding wire becomes a constant value, so that a droplet of an appropriate size is formed during the peak period Tp, and during the peak falling period Td or the base period Tb. The droplets move to the molten pool. For example, when the reference value St is set to 630 (a.ms), the peak period Tp at that time is 1.2 ms. There is a certain range in the reference value St at which one droplet period and one droplet transfer state are achieved. The peak current Ip and the reference value St are set so that the droplet transfer state becomes one droplet cycle one droplet transfer state according to the material, diameter, etc. of the welding wire.

溶接電源のプラス出力端子と溶接トーチとを接続する溶接ケーブルと、溶接電源のマイナス出力端子と母材とを接続する溶接ケーブルとを合算した往復溶接ケーブルの長さ及び引き回し状態によって外部インダクタンス値の大小が決まる。往復溶接ケーブルの長さが長くなるのに伴い、外部インダクタンス値は大きくなる。また、往復溶接ケーブルを大きな円になるように引き回すと、外部インダクタンス値は大きくなる。パルスアーク溶接では、外部インダクタンス値が大きくなると電流の変化が緩やかになるために、同図（Ｂ）に示すような溶接電流Ｉｗのパルス波形を維持することができなくなる。すなわち、ピーク立上り期間Ｔｕ中の溶接電流Ｉｗの上昇速度が緩やかになり、ピーク立上り期間Ｔｕが終了する時刻ｔ２においても、溶接電流Ｉｗはまだピーク電流Ｉｐに達していない状態となる。ピーク期間Ｔｐが所定値に設定されていると、ピーク立上り期間Ｔｕ及びピーク期間Ｔｐ中の上記の積分値Ｓｉは、外部インダクタンス値が大きくなるのに伴い小さくなる。この結果、溶接ワイヤへの入熱量が小さくなり、溶滴を充分に形成することができなくなり、１パルス周期１溶滴移行状態を維持することができなくなる。この問題を解決するために、上述したように、上記の積分値Ｓｉが基準値Ｓｔに達した時点でピーク期間Ｔｐを終了するようにピーク期間可変制御を行っている。   The external inductance value depends on the length of the reciprocating welding cable, which is the sum of the welding cable that connects the positive output terminal of the welding power source and the welding torch, and the welding cable that connects the negative output terminal of the welding power source and the base metal, and the routing condition. Big and small are decided. As the length of the reciprocating welding cable increases, the external inductance value increases. Further, when the reciprocating welding cable is routed in a large circle, the external inductance value increases. In pulse arc welding, since the change in current becomes gentle as the external inductance value increases, it becomes impossible to maintain the pulse waveform of the welding current Iw as shown in FIG. That is, the rising speed of the welding current Iw during the peak rising period Tu becomes moderate, and the welding current Iw has not yet reached the peak current Ip even at time t2 when the peak rising period Tu ends. When the peak period Tp is set to a predetermined value, the integrated value Si during the peak rising period Tu and the peak period Tp decreases as the external inductance value increases. As a result, the amount of heat input to the welding wire is reduced, and droplets cannot be sufficiently formed, and the one-pulse cycle / one droplet transfer state cannot be maintained. In order to solve this problem, as described above, the peak period variable control is performed so that the peak period Tp ends when the integrated value Si reaches the reference value St.

外部インダクタンス値が大きな値であっても、ピーク期間可変制御を行っているために、溶接品質が極端に悪くなることはない。しかし、外部インダクタンス値が小さい方が、溶接品質が要項になることは間違いない。このために、パルスアーク溶接の溶接装置を構築するときには、往復溶接ケーブルの長さができるだけ短くなるようにし、かつ、溶接ケーブルの引き回しも外部インダクタンス値が小さくなるように留意している。しかしながら、工場内の配置上の制約からどうしても外部インダクタンス値が大きくなる場合が生じる。また、ワークが大型構造物であるときも、外部インダクタンス値が大きくなる場合が生じる。このような場合には、溶接電流Ｉｗの波形が、同図（Ｂ）の波形を維持することができなくなる。以下、このような状態のときの電流・電圧波形について説明する。   Even if the external inductance value is a large value, the welding quality is not extremely deteriorated because the peak period variable control is performed. However, there is no doubt that the quality of the welding becomes a requirement when the external inductance value is small. For this reason, when constructing a welding apparatus for pulse arc welding, care is taken so that the length of the reciprocating welding cable is as short as possible and that the external inductance value is also reduced in the routing of the welding cable. However, there are cases where the external inductance value inevitably increases due to restrictions on the layout in the factory. Also, when the work is a large structure, the external inductance value may increase. In such a case, the waveform of the welding current Iw cannot maintain the waveform of FIG. Hereinafter, the current / voltage waveforms in such a state will be described.

図５は、外部インダクタンス値が大きいときの消耗電極パルスアーク溶接の電流・電圧波形図である。同図（Ａ）は溶接電流設定信号Ｉｒの時間変化を示し、同図（Ｂ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｃ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示す。同図は、上述した図４に対応している。以下、同図を参照して説明する。   FIG. 5 is a current / voltage waveform diagram of consumable electrode pulse arc welding when the external inductance value is large. FIG. 4A shows the time change of the welding current setting signal Ir, FIG. 4B shows the time change of the welding current Iw, and FIG. 4C shows the time change of the welding voltage Vw. This figure corresponds to FIG. 4 described above. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

時刻ｔ１〜ｔ２のピーク立上り期間Ｔｕ中は、同図（Ａ）に示すように、溶接電流設定信号Ｉｒは図４と同様にベース電流設定値Ｉbrからピーク電流設定値Ｉprへと上昇する値となる。同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗはベース電流値Ｉｂから図４よりも緩やかな上昇速度で上昇し、時刻ｔ２時点ではまだピーク電流値Ｉｐには達していない。同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗはベース電圧値Ｖｂから図４よりも緩やかな上昇速度で上昇し、時刻ｔ２時点ではまだピーク電圧値Ｖｐには達していない。   During the peak rising period Tu from time t1 to t2, the welding current setting signal Ir is a value that rises from the base current setting value Ibr to the peak current setting value Ipr as in FIG. 4, as shown in FIG. Become. As shown in FIG. 5B, the welding current Iw increases from the base current value Ib at a slower rate than in FIG. 4, and has not yet reached the peak current value Ip at time t2. As shown in FIG. 4C, the welding voltage Vw rises from the base voltage value Vb at a slower rate than in FIG. 4, and has not yet reached the peak voltage value Vp at time t2.

時刻ｔ２においてピーク立上り期間Ｔｕが終了すると、同図（Ａ）に示すように、溶接電流設定信号Ｉｒはピーク電流設定値Ｉprに維持される。同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、時刻ｔ２からも上昇を続けて、時刻ｔ21においてピーク電流値Ｉｐに達し、それ以降はピーク電流値Ｉｐを維持する。同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、時刻ｔ２からも上昇を続けて、時刻ｔ21においてピーク電圧値Ｖｐに達し、それ以降はピーク電圧値Ｖｐを維持する。   When the peak rising period Tu ends at time t2, the welding current setting signal Ir is maintained at the peak current setting value Ipr as shown in FIG. As shown in FIG. 5B, the welding current Iw continues to rise from time t2, reaches the peak current value Ip at time t21, and thereafter maintains the peak current value Ip. As shown in FIG. 5C, the welding voltage Vw continues to rise from time t2, reaches the peak voltage value Vp at time t21, and thereafter maintains the peak voltage value Vp.

ピーク立上り期間Ｔｕの開始時点（時刻ｔ１）からの溶接電流Ｉｗの積分値Ｓｉが基準値Ｓｔに達する時刻ｔ３において、ピーク期間Ｔｐが終了する（ピーク期間可変制御）。時刻ｔ３においてピーク期間Ｔｐが終了すると、時刻ｔ３〜ｔ４のピーク立下り期間Ｔｄ中は、同図（Ａ）に示すように、溶接電流設定信号Ｉｒはピーク電流設定値Ｉprからベース電流設定値Ｉbrへと下降する値となる。同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗはピーク電流値Ｉｐから図４よりも緩やかな下降速度で下降し、時刻ｔ４時点ではまだベース電流値Ｉｂには達していない。同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗはピーク電圧値Ｖｐから図４よりも緩やかな下降速度で下降し、時刻ｔ４時点ではまだベース電圧値Ｖｂには達していない。   The peak period Tp ends (peak period variable control) at time t3 when the integrated value Si of the welding current Iw from the start point (time t1) of the peak rising period Tu reaches the reference value St. When the peak period Tp ends at time t3, during the peak falling period Td from time t3 to t4, the welding current setting signal Ir is changed from the peak current setting value Ipr to the base current setting value Ibr as shown in FIG. The value descends to. As shown in FIG. 5B, the welding current Iw decreases from the peak current value Ip at a slower rate than in FIG. 4, and has not yet reached the base current value Ib at time t4. As shown in FIG. 5C, the welding voltage Vw decreases from the peak voltage value Vp at a slower rate than in FIG. 4, and has not yet reached the base voltage value Vb at time t4.

時刻ｔ４においてピーク立下り期間Ｔｄが終了すると、同図（Ａ）に示すように、溶接電流設定信号Ｉｒは、パルス周期が終了する時刻ｔ５までベース電流設定値Ｉbrに維持される。同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、時刻ｔ４からも下降を続けて、時刻ｔ41においてベース電流値Ｉｂに達し、それ以降は時刻ｔ５までベース電流値Ｉｂを維持する。同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、時刻ｔ４からも下降を続けて、時刻ｔ41においてベース電圧値Ｖｂに達し、それ以降は時刻ｔ５までベース電圧値Ｖｂを維持する。   When the peak falling period Td ends at time t4, the welding current setting signal Ir is maintained at the base current setting value Ibr until time t5 when the pulse period ends, as shown in FIG. As shown in FIG. 5B, the welding current Iw continues to decrease from time t4, reaches the base current value Ib at time t41, and thereafter maintains the base current value Ib until time t5. As shown in FIG. 5C, the welding voltage Vw continues to decrease from time t4, reaches the base voltage value Vb at time t41, and thereafter maintains the base voltage value Vb until time t5.

時刻ｔ１〜ｔ２のピーク立上り期間Ｔｕ及び時刻ｔ３〜ｔ４のピーク立下り期間Ｔｄの時間長さは、所定値であるので図４と同一である。しかし、時刻ｔ２〜ｔ３のピーク期間Ｔｐの時間長さは、ピーク期間可変制御が動作するので、図４よりも長くなる。外部インダクタンス値が変化しても、このピーク期間可変制御によって、溶接ワイヤへの入熱量が一定値となるので、１パルス周期１溶滴移行状態を略維持することができる。   The time lengths of the peak rising period Tu from time t1 to t2 and the peak falling period Td from time t3 to t4 are the same as those in FIG. However, the time length of the peak period Tp at times t2 to t3 is longer than that in FIG. 4 because the peak period variable control operates. Even if the external inductance value changes, the amount of heat input to the welding wire becomes a constant value by this variable control during the peak period, so that one droplet period 1 droplet transfer state can be substantially maintained.

特開２００３−２８５１６３号公報JP 2003-285163 A

上述したように、従来技術のピーク期間可変制御では、外部インダクタンス値が大きいときでも、溶接ワイヤへの入熱量を適正値に維持することができるので、溶滴移行状態は略１パルス周期１溶滴移行状態となる。しかし、ピーク期間可変制御を行っていても、外部インダクタンス値が大きくなるのに伴い、時々溶滴移行状態が１パルス周期１溶滴移行状態から外れる不安定な状態になる場合が生じる。このようになる頻度は、外部インダクタンス値が大きくなるほど高くなる。   As described above, in the conventional variable peak period control, the amount of heat input to the welding wire can be maintained at an appropriate value even when the external inductance value is large. Drop transfer state. However, even when the peak period variable control is performed, as the external inductance value increases, the droplet transfer state sometimes becomes an unstable state that deviates from the one-pulse cycle 1 droplet transfer state. This frequency increases as the external inductance value increases.

そこで、本発明では、外部インダクタンス値が大きくなっても、溶滴移行状態が１パルス周期１溶滴移行状態から外れる頻度を低くすることができるパルスアーク溶接制御方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a pulse arc welding control method capable of reducing the frequency at which the droplet transfer state deviates from the one-pulse period 1 droplet transfer state even when the external inductance value increases. .

上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、溶接ワイヤを送給すると共に、ピーク立上り期間中はベース電流からピーク電流へと上昇する遷移電流を通電し続けてピーク期間中は前記ピーク電流を通電し続けてピーク立下り期間中は前記ピーク電流から前記ベース電流へと下降する遷移電流を通電し続けてベース期間中は前記ベース電流を通電しこれらの溶接電流の通電をパルス周期として繰り返して通電し、
前記ピーク立上り期間及び前記ピーク期間中の溶接電流の積分値が予め定めた基準値に達した時点で前記ピーク期間から前記ピーク立下り期間に移行するパルスアーク溶接制御方法において、
前記ピーク立上り期間中の溶接電流の上昇速度を検出し、この上昇速度が予め定めた基準速度以上のときは前記ピーク電流を予め定めた標準ピーク電流値に設定し、前記基準速度未満のときは前記ピーク電流を前記標準ピーク電流値よりも大きな値の予め定めた増加ピーク電流値に設定する、
ことを特徴とするパルスアーク溶接制御方法である。 In order to solve the above-described problem, the invention of claim 1 is characterized in that the welding wire is fed and the transition current rising from the base current to the peak current is continuously supplied during the peak rising period and the peak current is supplied during the peak period. During the peak fall period, the transition current descending from the peak current to the base current is continuously applied, and the base current is supplied during the base period, and the welding current is supplied in a pulse cycle. As repeatedly energized,
In the pulse arc welding control method for transitioning from the peak period to the peak falling period when the integral value of the welding current during the peak rising period and the peak period reaches a predetermined reference value,
The rising speed of the welding current during the peak rising period is detected, and when the rising speed is equal to or higher than a predetermined reference speed, the peak current is set to a predetermined standard peak current value, and when the rising speed is lower than the reference speed, Setting the peak current to a predetermined increased peak current value greater than the standard peak current value;
It is the pulse arc welding control method characterized by this.

請求項２の発明は、前記上昇速度は、前記溶接電流の微分値である、
ことを特徴とする請求項１記載のパルスアーク溶接制御方法である。 In the invention of claim 2, the ascending speed is a differential value of the welding current.
The pulse arc welding control method according to claim 1, wherein:

請求項３の発明は、前記上昇速度は、前記ピーク立上り期間が終了した時点における前記溶接電流の値である、
ことを特徴とする請求項１記載のパルスアーク溶接制御方法である。 In the invention of claim 3, the rising speed is a value of the welding current at a time point when the peak rising period ends.
The pulse arc welding control method according to claim 1, wherein:

請求項４の発明は、前記増加ピーク電流値を、前記上昇速度に応じて変化させる、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接制御方法である。 Invention of Claim 4 changes the said increase peak electric current value according to the said raise speed,
It is the pulse arc welding control method of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.

外部インダクタンス値が大きいときは電流の上昇速度が緩やかになるが、ピーク期間可変制御によって溶接ワイヤへの入熱量は一定値となる。しかし、電流の上昇速度によって入熱過程は異なる。このことが原因となって、上昇速度が緩やかになるほど、溶滴の形状がばらつくようになる。この結果、時々溶滴移行状態が１パルス周期１溶滴移行状態から外れる場合が生じるようになる。このときに、ピーク電流値を増加させると、溶滴の形状がばらついても、ピンチ力が強くなるので溶滴を離脱させることができる。このために、本発明によれば、上昇速度が緩やかになっても、溶滴移行状態が１パルス周期１溶滴移行状態から外れる頻度を低くすることができる。   When the external inductance value is large, the rate of current increase is moderate, but the amount of heat input to the welding wire becomes a constant value by the peak period variable control. However, the heat input process varies depending on the rate of current increase. For this reason, the shape of the droplets varies as the rising speed becomes slower. As a result, the droplet transfer state sometimes deviates from the one-pulse cycle 1 droplet transfer state. At this time, if the peak current value is increased, even if the shape of the droplet varies, the pinch force becomes strong, so that the droplet can be detached. For this reason, according to the present invention, the frequency at which the droplet transfer state deviates from the one-pulse cycle 1 droplet transfer state can be reduced even if the ascending speed becomes slow.

外部インダクタンス値が大きいときの本発明の実施の形態に係るパルスアーク溶接制御方法を示す電流・電圧波形図である。It is an electric current / voltage waveform diagram which shows the pulse arc welding control method which concerns on embodiment of this invention when an external inductance value is large. 本発明の実施の形態において、基準速度と上昇速度との差（Ｂｔ−Ｂｄ）に対するピーク電流の増加値ΔＩphの変化を示す図である。In embodiment of this invention, it is a figure which shows the change of increase value (DELTA) Iph of the peak current with respect to the difference (Bt-Bd) of a reference speed and a raise speed. 本発明の実施の形態に係るパルスアーク溶接制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。It is a block diagram of the welding power source for implementing the pulse arc welding control method concerning an embodiment of the invention. 従来技術における消耗電極パルスアーク溶接の一般的な電流・電圧波形図である。It is a general current and voltage waveform diagram of consumable electrode pulse arc welding in the prior art. 従来技術において、外部インダクタンス値が大きいときの消耗電極パルスアーク溶接の電流・電圧波形図である。In a prior art, it is an electric current and voltage waveform figure of consumable electrode pulse arc welding when an external inductance value is large.

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.

図１は、外部インダクタンス値が大きいときの本発明の実施の形態に係るパルスアーク溶接制御方法を示す電流・電圧波形図である。同図（Ａ）は溶接電流設定信号Ｉｒの時間変化を示し、同図（Ｂ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｃ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示す。同図は、外部インダクタンス値が大きいために、ピーク立上り期間Ｔｕ中の溶接電流Ｉｗの上昇速度Ｂｄが基準速度Ｂｔ未満の場合である。同図は、上述した図５に対応している。同図において、標準ピーク電流設定値Ｉpsは、図４及び図５のピーク電流設定値Ｉprと同一のものである。以下、同図を参照して説明する。   FIG. 1 is a current / voltage waveform diagram showing a pulse arc welding control method according to an embodiment of the present invention when the external inductance value is large. FIG. 4A shows the time change of the welding current setting signal Ir, FIG. 4B shows the time change of the welding current Iw, and FIG. 4C shows the time change of the welding voltage Vw. This figure shows a case where the rising speed Bd of the welding current Iw during the peak rising period Tu is less than the reference speed Bt because the external inductance value is large. This figure corresponds to FIG. 5 described above. In the figure, the standard peak current set value Ips is the same as the peak current set value Ipr shown in FIGS. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

時刻ｔ１〜ｔ２のピーク立上り期間Ｔｕ中の動作は、図５と同一である。同図（Ａ）に示すように、溶接電流設定信号Ｉｒは予め定めたベース電流設定値Ｉbrから予め定めた標準ピーク電流設定値Ｉpsへと上昇する値となる。同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗはベース電流値Ｉｂから図４よりも緩やかな上昇速度で上昇し、時刻ｔ２時点ではまだ標準ピーク電流設定値Ｉpsに対応するピーク電流値Ｉｐには達していない。同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗはベース電圧値Ｖｂから図４よりも緩やかな上昇速度で上昇し、時刻ｔ２時点ではまだピーク電圧値Ｖｐには達していない。このピーク立上り期間Ｔｕ中に、溶接電流Ｉｗの上昇速度Ｂｄを検出する。この検出方法については、後述する。   The operation during the peak rising period Tu at times t1 to t2 is the same as that in FIG. As shown in FIG. 6A, the welding current setting signal Ir has a value that rises from a predetermined base current setting value Ibr to a predetermined standard peak current setting value Ips. As shown in FIG. 5B, the welding current Iw rises from the base current value Ib at a slower rate than in FIG. 4, and still reaches the peak current value Ip corresponding to the standard peak current set value Ips at time t2. Has not reached. As shown in FIG. 4C, the welding voltage Vw rises from the base voltage value Vb at a slower rate than in FIG. 4, and has not yet reached the peak voltage value Vp at time t2. During this peak rising period Tu, the rising speed Bd of the welding current Iw is detected. This detection method will be described later.

時刻ｔ２においてピーク立上り期間Ｔｕが終了すると、検出された上昇速度Ｂｄと予め定めた基準速度Ｂｔとを比較し、Ｂｄ≧Ｂｔのときは溶接電流設定信号Ｉｒを上記の標準ピーク電流設定値Ｉpsに設定し、Ｂｄ＜Ｂｔのときは予め定めた増加ピーク電流設定値Ｉphに設定する。ここで、Ｉph＞Ｉpsである。増加ピーク電流設定値Ｉphの設定方法については、後述する。同図はＢｄ＜Ｂｔの場合であるので、同図（Ａ）に示すように、溶接電流設定信号Ｉｒは、時刻ｔ２時点で増加ピーク電流設定値Ｉphへと増加する。同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、時刻ｔ２からも上昇を続けて、ピーク電流値Ｉｐが大きくなっているので図５のときの時刻ｔ21よりも遅い時刻ｔ22において上記の増加ピーク電流設定値Ｉphに対応するピーク電流値Ｉｐに達し、それ以降はピーク電流値Ｉｐを維持する。同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、時刻ｔ２からも上昇を続けて、時刻ｔ22においてピーク電圧値Ｖｐに達し、それ以降はピーク電圧値Ｖｐを維持する。すなわち、Ｂｄ＜Ｂｔのときはピーク電流値Ｉｐを、Ｂｄ≧Ｂｔのときよりも増加させている。   When the peak rising period Tu ends at time t2, the detected ascending speed Bd is compared with a predetermined reference speed Bt. When Bd ≧ Bt, the welding current setting signal Ir is set to the standard peak current setting value Ips. When Bd <Bt, it is set to a predetermined increase peak current set value Iph. Here, Iph> Ips. A method for setting the increased peak current set value Iph will be described later. Since this figure is a case where Bd <Bt, as shown in FIG. 11A, the welding current setting signal Ir increases to the increased peak current setting value Iph at time t2. As shown in FIG. 5B, the welding current Iw continues to increase from time t2, and the peak current value Ip is increased, so that the increase is made at time t22 later than time t21 in FIG. The peak current value Ip corresponding to the peak current set value Iph is reached, and thereafter the peak current value Ip is maintained. As shown in FIG. 6C, the welding voltage Vw continues to rise from time t2, reaches the peak voltage value Vp at time t22, and thereafter maintains the peak voltage value Vp. That is, the peak current value Ip is increased when Bd <Bt than when Bd ≧ Bt.

ピーク立上り期間Ｔｕの開始時点（時刻ｔ１）からの溶接電流Ｉｗの積分値Ｓｉが基準値Ｓｔに達する時刻ｔ３において、ピーク期間Ｔｐが終了する（ピーク期間可変制御）。時刻ｔ３においてピーク期間Ｔｐが終了すると、時刻ｔ３〜ｔ４のピーク立下り期間Ｔｄに移行する。この期間中の動作は図５と同一である。同図（Ａ）に示すように、溶接電流設定信号Ｉｒは増加ピーク電流設定値Ｉphからベース電流設定値Ｉbrへと下降する値となる。同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗはピーク電流値Ｉｐから図４よりも緩やかな下降速度で下降し、時刻ｔ４時点ではまだベース電流値Ｉｂには達していない。同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗはピーク電圧値Ｖｐから図４よりも緩やかな下降速度で下降し、時刻ｔ４時点ではまだベース電圧値Ｖｂには達していない。   The peak period Tp ends (peak period variable control) at time t3 when the integrated value Si of the welding current Iw from the start point (time t1) of the peak rising period Tu reaches the reference value St. When the peak period Tp ends at time t3, the peak falling period Td from time t3 to t4 starts. The operation during this period is the same as in FIG. As shown in FIG. 6A, the welding current setting signal Ir has a value that decreases from the increased peak current setting value Iph to the base current setting value Ibr. As shown in FIG. 5B, the welding current Iw decreases from the peak current value Ip at a slower rate than in FIG. 4, and has not yet reached the base current value Ib at time t4. As shown in FIG. 5C, the welding voltage Vw decreases from the peak voltage value Vp at a slower rate than in FIG. 4, and has not yet reached the base voltage value Vb at time t4.

時刻ｔ４においてピーク立下り期間Ｔｄが終了すると、ベース期間Ｔｂに移行する。この期間中の動作は、図５と同一である。同図（Ａ）に示すように、溶接電流設定信号Ｉｒはベース電流設定値Ｉbrに維持される。同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、時刻ｔ４からも下降を続けて、ピーク電流値Ｉｐが大きいので図５のときの時刻ｔ41よりも遅い時刻ｔ42においてベース電流値Ｉｂに達し、それ以降はベース電流値Ｉｂを維持する。同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、時刻ｔ４からも下降を続けて、時刻ｔ42においてベース電圧値Ｖｂに達し、それ以降はベース電圧値Ｖｂを維持する。   When the peak falling period Td ends at time t4, the base period Tb starts. The operation during this period is the same as in FIG. As shown in FIG. 6A, the welding current setting signal Ir is maintained at the base current setting value Ibr. As shown in FIG. 5B, the welding current Iw continues to decrease from time t4 and reaches the base current value Ib at time t42 later than time t41 in FIG. 5 because the peak current value Ip is large. Thereafter, the base current value Ib is maintained. As shown in FIG. 5C, the welding voltage Vw continues to decrease from time t4, reaches the base voltage value Vb at time t42, and thereafter maintains the base voltage value Vb.

時刻ｔ１〜ｔ２のピーク立上り期間Ｔｕ及び時刻ｔ３〜ｔ４のピーク立下り期間Ｔｄの時間長さは、所定値であるので図４と同一である。しかし、時刻ｔ２〜ｔ３のピーク期間Ｔｐの時間長さは、ピーク期間可変制御が動作するので、図４よりも長くなる。   The time lengths of the peak rising period Tu from time t1 to t2 and the peak falling period Td from time t3 to t4 are the same as those in FIG. However, the time length of the peak period Tp at times t2 to t3 is longer than that in FIG. 4 because the peak period variable control operates.

外部インダクタンス値が小さくて上昇速度Ｂｄが基準速度Ｂｔ以上のときの電流・電圧波形は、図４と略同一となる。略同一としているのは、ピーク立上り期間Ｔｕが終了した時点で溶接電流Ｉｗがピーク電流値Ｉｐに少しだけ到達していない場合も含まれているからである。図４（Ｂ）の電流波形が、本来設定したい電流波形である。   The current / voltage waveforms when the external inductance value is small and the ascending speed Bd is equal to or higher than the reference speed Bt are substantially the same as those in FIG. The reason why they are substantially the same is that a case where the welding current Iw does not reach the peak current value Ip only slightly at the end of the peak rising period Tu is included. The current waveform in FIG. 4B is a current waveform that is originally set.

上述したピーク立上り期間Ｔｕ中の溶接電流Ｉｗの上昇速度Ｂｄの検出は、以下のようにして行う。
（１）溶接電流Ｉｗの微分値を算出して、上昇速度Ｂｄとする。この場合の基準速度Ｂｔは、外部インダクタンス値が小さいときの電流波形である図４（Ｂ）を基準として設定する。例えば、図４（Ｂ）において、Ｉｂ＝５０Ａ、Ｉｐ＝４５０Ａ、Ｔｕ＝０．５msとすると、上昇速度は８０Ａ／１００μｓとなる。これを基準として、基準速度Ｂｔ＝８０×９０％＝７２Ａ／１００μｓに設定する。百分率は、８０〜９５％程度に設定する。 The detection of the rising speed Bd of the welding current Iw during the peak rising period Tu described above is performed as follows.
(1) A differential value of the welding current Iw is calculated and set as a rising speed Bd. The reference speed Bt in this case is set with reference to FIG. 4B, which is a current waveform when the external inductance value is small. For example, in FIG. 4B, when Ib = 50 A, Ip = 450 A, and Tu = 0.5 ms, the ascending speed is 80 A / 100 μs. With this as a reference, the reference speed Bt = 80 × 90% = 72 A / 100 μs is set. The percentage is set to about 80 to 95%.

（２）ピーク立上り期間Ｔｕが終了した時点における溶接電流Ｉｗの値を、上昇速度Ｂｄとする。この場合の基準速度Ｂｔも、図４（Ｂの電流波形を基準として設定する。上記の数値例では、基準速度Ｂｔ＝４５０Ａ×９０％＝４０５Ａに設定する。百分率は、８０〜９５％程度に設定する。 (2) The value of the welding current Iw at the time when the peak rising period Tu ends is set as a rising speed Bd. The reference speed Bt in this case is also set with reference to the current waveform in FIG. 4 (B. In the above numerical example, the reference speed Bt = 450 A × 90% = 405 A is set. The percentage is about 80 to 95%. Set.

次に、増加ピーク電流設定値Ｉphの設定方法について説明する。
（１）増加ピーク電流設定値Ｉphを、標準ピーク電流設定値Ｉpsに所定値を加算した値として設定する。所定値は、５０〜１００Ａ程度とする。 Next, a method for setting the increased peak current set value Iph will be described.
(1) The increased peak current set value Iph is set as a value obtained by adding a predetermined value to the standard peak current set value Ips. The predetermined value is about 50 to 100A.

（２）増加ピーク電流設定値Ｉphを、標準ピーク電流設定値Ｉpsに増加値ΔＩphを加算した値として設定する。増加値ΔＩphは、基準速度Ｂｔと上昇速度Ｂｄとの差（Ｂｔ−Ｂｄ）に比例する値である。図２にその一例を示す。同図の横軸は（Ｂｔ−Ｂｄ）を示し、０〜４０Ａ／１００μｓの範囲である。縦軸は増加値ΔＩphを示し、０〜１００Ａの範囲である。同図は、上昇速度Ｂｄの検出方法が、上述した（１）項の場合である。同図に示すように、（Ｂｔ−Ｂｄ）＝０のときΔＩph＝３０Ａであり、（Ｂｔ−Ｂｄ）＝３０のときΔＩph＝８０であり、（Ｂｔ−Ｂｄ）＝４０のときもΔＩph＝８０である。同図では折れ線としたが、曲線状、階段状に変化するようにしても良い。 (2) The increase peak current set value Iph is set as a value obtained by adding the increase value ΔIph to the standard peak current set value Ips. The increase value ΔIph is a value proportional to the difference (Bt−Bd) between the reference speed Bt and the ascending speed Bd. An example is shown in FIG. The horizontal axis of the figure shows (Bt−Bd), which is in the range of 0 to 40 A / 100 μs. The vertical axis represents the increase value ΔIph, which is in the range of 0 to 100A. This figure shows the case where the method of detecting the ascending speed Bd is the item (1) described above. As shown in the figure, ΔIph = 30A when (Bt−Bd) = 0, ΔIph = 80 when (Bt−Bd) = 30, and ΔIph = 80 when (Bt−Bd) = 40. It is. In the figure, it is a polygonal line, but it may be changed to a curved line or a staircase.

図３は、上述した本発明の実施の形態に係るパルスアーク溶接制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。同図において、溶接ワイヤの送給を制御するブロックについては省略している。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。 FIG. 3 is a block diagram of a welding power source for carrying out the pulse arc welding control method according to the above-described embodiment of the present invention. In the figure, the block for controlling the feeding of the welding wire is omitted. Hereinafter, each block will be described with reference to FIG.

電源主回路ＰＭは、３相２００Ｖ等の商用電源（図示は省略）を入力として、後述する電流誤差増幅信号ＥＩに従ってインバータ制御等の出力制御を行い、溶接電圧Ｖｗ及び溶接電流Ｉｗを出力する。この電源主回路ＰＭは、商用電源を整流する１次整流器、整流された直流を平滑する平滑コンデンサ、平滑された直流を高周波交流に変換するインバータ回路、高周波交流をアーク溶接に適した電圧値に降圧する高周波変圧器、降圧された高周波交流を整流する２次整流器、整流された直流を平滑するリアクトル、電流誤差増幅信号ＥＩを入力としてパルス幅変調制御を行う変調回路、パルス幅変調された信号に基づいて上記のインバータ回路を駆動する駆動回路を備えている。ワイヤ送給機ＷＦは、内蔵されているワイヤ送給モータを回転駆動して溶接ワイヤ１を送給する。溶接ワイヤ１は、このワイヤ送給機ＷＦによって溶接トーチ４内を送給されて、母材２との間にアーク３が発生して溶接が行われる。アーク３中を溶接電流Ｉｗが通電し、溶接ワイヤ１と母材２との間に溶接電圧Ｖｗが印加される。   The power supply main circuit PM receives a commercial power supply (not shown) such as three-phase 200 V, performs output control such as inverter control in accordance with a current error amplification signal EI described later, and outputs a welding voltage Vw and a welding current Iw. The power supply main circuit PM includes a primary rectifier that rectifies commercial power, a smoothing capacitor that smoothes the rectified direct current, an inverter circuit that converts the smoothed direct current to high frequency alternating current, and the high frequency alternating current to a voltage value suitable for arc welding. A step-down high-frequency transformer, a secondary rectifier that rectifies the stepped-down high-frequency alternating current, a reactor that smoothes the rectified direct current, a modulation circuit that performs pulse width modulation control using the current error amplification signal EI as an input, and a pulse width-modulated signal And a drive circuit for driving the above inverter circuit. The wire feeder WF feeds the welding wire 1 by rotationally driving a built-in wire feeding motor. The welding wire 1 is fed through the welding torch 4 by the wire feeder WF, and an arc 3 is generated between the welding wire 1 and the base material 2 to perform welding. A welding current Iw is passed through the arc 3, and a welding voltage Vw is applied between the welding wire 1 and the base material 2.

電圧検出回路ＶＤは、上記の溶接電圧Ｖｗを検出してローパスフィルタに通して平均値を算出し、電圧検出信号Ｖavを出力する。溶接電圧設定回路ＶＲは、予め定めた溶接電圧設定信号Ｖｒを出力する。電圧誤差増幅回路ＥＶは、この溶接電圧設定信号Ｖｒと上記の電圧検出信号Ｖavとの誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Ｅｖを出力する。電圧／周波数変換回路ＶＦは、この電圧誤差増幅信号Ｅｖに応じた周波数に変換し、パルス周期Ｔｆごとに短時間Ｈｉｇｈレベルに変化するパルス周期信号Ｔfsを出力する。   The voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw, calculates the average value through a low-pass filter, and outputs a voltage detection signal Vav. The welding voltage setting circuit VR outputs a predetermined welding voltage setting signal Vr. The voltage error amplification circuit EV amplifies an error between the welding voltage setting signal Vr and the voltage detection signal Vav, and outputs a voltage error amplification signal Ev. The voltage / frequency conversion circuit VF converts the frequency according to the voltage error amplification signal Ev and outputs a pulse period signal Tfs that changes to a high level for a short time every pulse period Tf.

電流検出回路ＩＤは、上記の溶接電流Ｉｗを検出して、電流検出信号Ｉｄを出力する。ピーク期間可変制御回路ＣＴＰは、この電流検出信号Ｉｄ及び後述する期間切換信号Ｃｔを入力として、Ｃｔ＝１（ピーク立上り期間）に変化した時点から電流検出信号Ｉｄの積分を開始し、Ｃｔ＝２（ピーク期間）中に積分値が予め定めた基準値に達したときは短時間Ｈｉｇｈレベルに変化するピーク期間終了信号Ｃtpを出力し、積分値を０にリセットする。   The current detection circuit ID detects the welding current Iw and outputs a current detection signal Id. The peak period variable control circuit CTP receives the current detection signal Id and a period switching signal Ct, which will be described later, and starts integration of the current detection signal Id from the time when it changes to Ct = 1 (peak rising period), and Ct = 2. When the integral value reaches a predetermined reference value during the (peak period), a peak period end signal Ctp that changes to high level for a short time is output, and the integral value is reset to zero.

期間切換回路ＣＴは、上記のパルス周期信号Ｔfs及び上記のピーク期間終了信号Ｃtpを入力として、パルス周期信号ＴfsがＨｉｇｈレベルに変化した時点でその値が１となり、それから予め定めたピーク立上り期間が経過した時点でその値が２となり、ピーク期間終了信号ＣtpがＨｉｇｈレベルに変化した時点でその値が３となり、それから予め定めたピーク立下り期間が経過した時点でその値が４となる期間切換信号Ｃｔを出力する。したがって、この期間切換信号Ｃｔは、ピーク立上り期間中は１となり、ピーク期間中は２となり、ピーク立下り期間中は３となり、ベース期間中は４となる信号である。   The period switching circuit CT receives the pulse period signal Tfs and the peak period end signal Ctp as an input, and when the pulse period signal Tfs changes to a high level, its value becomes 1, and then a predetermined peak rising period is reached. When the time has elapsed, the value becomes 2, when the peak period end signal Ctp changes to High level, the value becomes 3, and then when the predetermined peak falling period has elapsed, the value becomes 4. The signal Ct is output. Therefore, the period switching signal Ct is a signal that is 1 during the peak rising period, 2 during the peak period, 3 during the peak falling period, and 4 during the base period.

上昇速度検出回路ＢＤは、上記の電流検出信号Ｉｄ及び上記の期間切換信号Ｃｔを入力として、Ｃｔ＝１（ピーク立上り期間）のときに電流検出信号Ｉｄの上昇速度を検出して、上昇速度検出信号Ｂｄを出力する。この上昇速度の検出方法については、上述した通りである。比較回路ＣＭは、この上昇速度検出信号Ｂｄを入力として、予め定めた基準速度Ｂｔと比較し、Ｂｄ＜ＢｔのときはＨｉｇｈレベルとなり、Ｂｄ≧ＢｔのときはＬｏｗレベルとなる比較信号Ｃｍを出力する。   The rising speed detection circuit BD receives the current detection signal Id and the period switching signal Ct, detects the rising speed of the current detection signal Id when Ct = 1 (peak rising period), and detects the rising speed. The signal Bd is output. The method for detecting the rising speed is as described above. The comparison circuit CM receives this rising speed detection signal Bd and compares it with a predetermined reference speed Bt, and outputs a comparison signal Cm that is at a high level when Bd <Bt and is at a low level when Bd ≧ Bt. To do.

標準ピーク電流設定回路ＩＰＳは、予め定めた標準ピーク電流設定信号Ｉpsを出力する。増加ピーク電流設定回路ＩＰＨは、この標準ピーク電流設定信号Ｉps及び上記の上昇速度検出信号Ｂｄを入力として、上述した設定方法によって設定された増加ピーク電流設定信号Ｉphを出力する。ピーク電流設定回路ＩＰＲは、上記の標準ピーク電流設定信号Ｉps、上記の増加ピーク電流設定信号Ｉph及び上記の比較信号Ｃｍを入力として、Ｃｍ＝Ｌｏｗレベル（上昇速度が基準速度以上）のときは標準ピーク電流設定信号Ｉpsをピーク電流設定信号Ｉprとして出力し、Ｈｉｇｈレベル（上昇速度が基準速度未満）のときは増加ピーク電流設定信号Ｉphをピーク電流設定信号Ｉprとして出力する。   The standard peak current setting circuit IPS outputs a predetermined standard peak current setting signal Ips. The increased peak current setting circuit IPH outputs the increased peak current setting signal Iph set by the above-described setting method with the standard peak current setting signal Ips and the rising speed detection signal Bd as inputs. The peak current setting circuit IPR receives the standard peak current setting signal Ips, the increased peak current setting signal Iph, and the comparison signal Cm, and is standard when Cm = Low level (the rising speed is equal to or higher than the reference speed). The peak current setting signal Ips is output as the peak current setting signal Ipr, and when the level is High (the rising speed is less than the reference speed), the increased peak current setting signal Iph is output as the peak current setting signal Ipr.

ベース電流設定回路ＩＢＲは、予め定めたベース電流設定信号Ｉbrを出力する。溶接電流設定回路ＩＲは、このベース電流設定信号Ｉbr、上記のピーク電流設定信号Ｉpr及び上記の期間切換信号Ｃｔを入力として、Ｃｔ＝１（ピーク立上り期間）のときはベース電流設定信号Ｉbrからピーク電流設定信号Ｉprへと上昇する値となり、Ｃｔ＝２（ピーク期間）のときはピーク電流設定信号Ｉprの値となり、Ｃｔ＝３（ピーク立下り期間）のときはピーク電流設定信号Ｉprからベース電流設定信号Ｉbrへと下降する値となり、Ｃｔ＝４（ベース期間）のときはベース電流設定信号Ｉbrの値となる溶接電流設定信号Ｉｒを出力する。   The base current setting circuit IBR outputs a predetermined base current setting signal Ibr. The welding current setting circuit IR receives the base current setting signal Ibr, the peak current setting signal Ipr and the period switching signal Ct as inputs, and when Ct = 1 (peak rising period), the peak is generated from the base current setting signal Ibr. The value increases to the current setting signal Ipr. When Ct = 2 (peak period), the value is the peak current setting signal Ipr. When Ct = 3 (peak falling period), the base current is changed from the peak current setting signal Ipr. The value decreases to the setting signal Ibr, and when Ct = 4 (base period), the welding current setting signal Ir that is the value of the base current setting signal Ibr is output.

電流誤差増幅回路ＥＩは、上記の溶接電流設定信号Ｉｒと上記の電流検出信号Ｉｄとの誤差を増幅して、電流誤差増幅信号ＥＩを出力する。これらの回路ブロックによって、図１及び図４で上述した溶接電流Ｉｗが通電する。   The current error amplification circuit EI amplifies an error between the welding current setting signal Ir and the current detection signal Id, and outputs a current error amplification signal EI. By these circuit blocks, the welding current Iw described above with reference to FIGS. 1 and 4 is applied.

上述した実施の形態によれば、ピーク立上り期間中の溶接電流の上昇速度を検出し、この上昇速度が予め定めた基準速度以上のときはピーク電流を予め定めた標準ピーク電流値に設定し、上記の基準速度未満のときはピーク電流を標準ピーク電流値よりも大きな値の予め定めた増加ピーク電流値に設定する。このようにすると、外部インダクタンス値が大きいために上昇速度が基準速度未満になるときは、ピーク電流値が増加ピーク電流値に増加する。外部インダクタンス値が大きいときは電流の上昇速度が緩やかになるが、ピーク期間可変制御によって溶接ワイヤへの入熱量は一定値となる。しかし、電流の上昇速度によって入熱過程は異なる。このことが原因となって、上昇速度が緩やかになるほど、溶滴の形状がばらつくようになる。この結果、時々溶滴移行状態が１パルス周期１溶滴移行状態から外れる場合が生じるようになる。このときに、ピーク電流値を増加させると、溶滴の形状がばらついても、ピンチ力が強くなるので溶滴を離脱させることができる。このために、上昇速度が緩やかになっても、溶滴移行状態が１パルス周期１溶滴移行状態から外れる頻度を低くすることができる。他方、外部インダクタンス値が小さくて上昇速度が基準速度以上のときは、溶接電流波形は略設定通りになる。この場合には、ピーク電流値を標準ピーク電流値のままであっても、溶接ワイヤへの入熱量及び入熱過程共に一定となるので、溶滴移行状態が１パルス周期１溶滴移行状態から外れる頻度は元々低い。   According to the above-described embodiment, the rising speed of the welding current during the peak rising period is detected, and when the rising speed is equal to or higher than a predetermined reference speed, the peak current is set to a predetermined standard peak current value, When the speed is less than the reference speed, the peak current is set to a predetermined increased peak current value that is larger than the standard peak current value. In this way, when the rising speed becomes less than the reference speed due to the large external inductance value, the peak current value increases to the increased peak current value. When the external inductance value is large, the rate of current increase is moderate, but the amount of heat input to the welding wire becomes a constant value by the peak period variable control. However, the heat input process varies depending on the rate of current increase. For this reason, the shape of the droplets varies as the rising speed becomes slower. As a result, the droplet transfer state sometimes deviates from the one-pulse cycle 1 droplet transfer state. At this time, if the peak current value is increased, even if the shape of the droplet varies, the pinch force becomes strong, so that the droplet can be detached. For this reason, even if the rising speed becomes slow, the frequency at which the droplet transfer state deviates from the one-pulse cycle 1 droplet transfer state can be reduced. On the other hand, when the external inductance value is small and the rising speed is equal to or higher than the reference speed, the welding current waveform is substantially as set. In this case, even if the peak current value remains the standard peak current value, the amount of heat input to the welding wire and the heat input process are both constant, so the droplet transfer state is changed from the one-pulse cycle 1 droplet transfer state. The frequency of detachment is originally low.

１ 溶接ワイヤ
２ 母材
３ アーク
４ 溶接トーチ
ＢＤ 上昇速度検出回路
Ｂｄ 上昇速度（検出信号）
Ｂｔ 基準速度
ＣＭ 比較回路
Ｃｍ 比較信号
ＣＴ 期間切換回路
Ｃｔ 期間切換信号
ＣＴＰ ピーク期間可変制御回路
Ｃtp ピーク期間終了信号
ＥＩ 電流誤差増幅回路
ＥＩ 電流誤差増幅信号
ＥＶ 電圧誤差増幅回路
Ｅｖ 電圧誤差増幅信号
Ｉｂ ベース電流
ＩＢＲ ベース電流設定回路
Ｉbr ベース電流設定信号
ＩＤ 電流検出回路
Ｉｄ 電流検出信号
Ｉｐ ピーク電流
ＩＰＨ 増加ピーク電流設定回路
Ｉph 増加ピーク電流設定信号
ＩＰＲ ピーク電流設定回路
Ｉpr ピーク電流設定信号
ＩＰＳ 標準ピーク電流設定回路
Ｉps 標準ピーク電流設定信号
ＩＲ 溶接電流設定回路
Ｉｒ 溶接電流設定信号
Ｉｗ 溶接電流
ＰＭ 電源主回路
Ｓｉ 積分値
Ｓｔ 基準値
Ｔｂ ベース期間
Ｔｄ ピーク立下り期間
Ｔｆ パルス周期
Ｔfs パルス周期信号
Ｔｐ ピーク期間
Ｔｕ ピーク立上り期間
Ｖav 電圧検出信号
Ｖｂ ベース電圧
ＶＤ 電圧検出回路
ＶＦ 電圧／周波数変換回路
Ｖｐ ピーク電圧
ＶＲ 溶接電圧設定回路
Ｖｒ 溶接電圧設定信号
Ｖｗ 溶接電圧
ＷＦ ワイヤ送給機
ΔＩph 増加値 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding wire 2 Base material 3 Arc 4 Welding torch BD Ascent speed detection circuit Bd Ascent speed (detection signal)
Bt reference speed CM comparison circuit Cm comparison signal CT period switching circuit Ct period switching signal CTP peak period variable control circuit Ctp peak period end signal EI current error amplification circuit EI current error amplification signal EV voltage error amplification circuit Ev voltage error amplification signal Ib base Current IBR Base current setting circuit Ibr Base current setting signal ID Current detection circuit Id Current detection signal Ip Peak current IPH Increase peak current setting circuit Iph Increase peak current setting signal IPR Peak current setting circuit Ipr Peak current setting signal IPS Standard peak current setting circuit Ips standard peak current setting signal IR welding current setting circuit Ir welding current setting signal Iw welding current PM power supply main circuit Si integrated value St reference value Tb base period Td peak falling period Tf pulse period Tfs pulse period signal Tp peak period Tu peak rising Period Vav Voltage detection signal Vb Base voltage VD Voltage detection circuit VF Voltage / frequency conversion circuit Vp Peak voltage VR Welding voltage setting circuit Vr Welding voltage setting signal Vw Welding voltage WF Wire feeder ΔIph Increase value

外部インダクタンス値が大きな値であっても、ピーク期間可変制御を行っているために、溶接品質が極端に悪くなることはない。しかし、外部インダクタンス値が小さい方が、溶接品質が良好になることは間違いない。このために、パルスアーク溶接の溶接装置を構築するときには、往復溶接ケーブルの長さができるだけ短くなるようにし、かつ、溶接ケーブルの引き回しも外部インダクタンス値が小さくなるように留意している。しかしながら、工場内の配置上の制約からどうしても外部インダクタンス値が大きくなる場合が生じる。また、ワークが大型構造物であるときも、外部インダクタンス値が大きくなる場合が生じる。このような場合には、溶接電流Ｉｗの波形が、同図（Ｂ）の波形を維持することができなくなる。以下、このような状態のときの電流・電圧波形について説明する。 Even if the external inductance value is a large value, the welding quality is not extremely deteriorated because the peak period variable control is performed. However, it external inductance value is small, it is no doubt that the welding quality is improved. For this reason, when constructing a welding apparatus for pulse arc welding, care is taken so that the length of the reciprocating welding cable is as short as possible and that the external inductance value is also reduced in the routing of the welding cable. However, there are cases where the external inductance value inevitably increases due to restrictions on the layout in the factory. Also, when the work is a large structure, the external inductance value may increase. In such a case, the waveform of the welding current Iw cannot maintain the waveform of FIG. Hereinafter, the current / voltage waveforms in such a state will be described.

（２）ピーク立上り期間Ｔｕが終了した時点における溶接電流Ｉｗの値を、上昇速度Ｂｄとする。この場合の基準速度Ｂｔも、図４（Ｂ）の電流波形を基準として設定する。上記の数値例では、基準速度Ｂｔ＝４５０Ａ×９０％＝４０５Ａに設定する。百分率は、８０〜９５％程度に設定する。 (2) The value of the welding current Iw at the time when the peak rising period Tu ends is set as a rising speed Bd. Reference speed Bt in this case is also set on the basis of the current waveform in FIG. 4 (B). In the above numerical example, the reference speed Bt = 450 A × 90% = 405 A is set. The percentage is set to about 80 to 95%.

電源主回路ＰＭは、３相２００Ｖ等の商用電源（図示は省略）を入力として、後述する電流誤差増幅信号Ｅｉに従ってインバータ制御等の出力制御を行い、溶接電圧Ｖｗ及び溶接電流Ｉｗを出力する。この電源主回路ＰＭは、商用電源を整流する１次整流器、整流された直流を平滑する平滑コンデンサ、平滑された直流を高周波交流に変換するインバータ回路、高周波交流をアーク溶接に適した電圧値に降圧する高周波変圧器、降圧された高周波交流を整流する２次整流器、整流された直流を平滑するリアクトル、電流誤差増幅信号Ｅｉを入力としてパルス幅変調制御を行う変調回路、パルス幅変調された信号に基づいて上記のインバータ回路を駆動する駆動回路を備えている。ワイヤ送給機ＷＦは、内蔵されているワイヤ送給モータを回転駆動して溶接ワイヤ１を送給する。溶接ワイヤ１は、このワイヤ送給機ＷＦによって溶接トーチ４内を送給されて、母材２との間にアーク３が発生して溶接が行われる。アーク３中を溶接電流Ｉｗが通電し、溶接ワイヤ１と母材２との間に溶接電圧Ｖｗが印加される。 The power supply main circuit PM receives a commercial power supply (not shown) such as three-phase 200 V, performs output control such as inverter control according to a current error amplification signal Ei described later, and outputs a welding voltage Vw and a welding current Iw. The power supply main circuit PM includes a primary rectifier that rectifies commercial power, a smoothing capacitor that smoothes the rectified direct current, an inverter circuit that converts the smoothed direct current to high frequency alternating current, and the high frequency alternating current to a voltage value suitable for arc welding. A step-down high-frequency transformer, a secondary rectifier that rectifies the stepped-down high-frequency alternating current, a reactor that smoothes the rectified direct current, a modulation circuit that performs pulse width modulation control using the current error amplification signal Ei as an input, and a pulse width-modulated signal And a drive circuit for driving the above inverter circuit. The wire feeder WF feeds the welding wire 1 by rotationally driving a built-in wire feeding motor. The welding wire 1 is fed through the welding torch 4 by the wire feeder WF, and an arc 3 is generated between the welding wire 1 and the base material 2 to perform welding. A welding current Iw is passed through the arc 3, and a welding voltage Vw is applied between the welding wire 1 and the base material 2.

電流誤差増幅回路ＥＩは、上記の溶接電流設定信号Ｉｒと上記の電流検出信号Ｉｄとの誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Ｅｉを出力する。これらの回路ブロックによって、図１及び図４で上述した溶接電流Ｉｗが通電する。 The current error amplification circuit EI amplifies an error between the welding current setting signal Ir and the current detection signal Id, and outputs a current error amplification signal Ei . By these circuit blocks, the welding current Iw described above with reference to FIGS. 1 and 4 is applied.

１ 溶接ワイヤ
２ 母材
３ アーク
４ 溶接トーチ
ＢＤ 上昇速度検出回路
Ｂｄ 上昇速度（検出信号）
Ｂｔ 基準速度
ＣＭ 比較回路
Ｃｍ 比較信号
ＣＴ 期間切換回路
Ｃｔ 期間切換信号
ＣＴＰ ピーク期間可変制御回路
Ｃtp ピーク期間終了信号
ＥＩ 電流誤差増幅回路
Ｅｉ 電流誤差増幅信号
ＥＶ 電圧誤差増幅回路
Ｅｖ 電圧誤差増幅信号
Ｉｂ ベース電流
ＩＢＲ ベース電流設定回路
Ｉbr ベース電流設定信号
ＩＤ 電流検出回路
Ｉｄ 電流検出信号
Ｉｐ ピーク電流
ＩＰＨ 増加ピーク電流設定回路
Ｉph 増加ピーク電流設定信号
ＩＰＲ ピーク電流設定回路
Ｉpr ピーク電流設定信号
ＩＰＳ 標準ピーク電流設定回路
Ｉps 標準ピーク電流設定信号
ＩＲ 溶接電流設定回路
Ｉｒ 溶接電流設定信号
Ｉｗ 溶接電流
ＰＭ 電源主回路
Ｓｉ 積分値
Ｓｔ 基準値
Ｔｂ ベース期間
Ｔｄ ピーク立下り期間
Ｔｆ パルス周期
Ｔfs パルス周期信号
Ｔｐ ピーク期間
Ｔｕ ピーク立上り期間
Ｖav 電圧検出信号
Ｖｂ ベース電圧
ＶＤ 電圧検出回路
ＶＦ 電圧／周波数変換回路
Ｖｐ ピーク電圧
ＶＲ 溶接電圧設定回路
Ｖｒ 溶接電圧設定信号
Ｖｗ 溶接電圧
ＷＦ ワイヤ送給機
ΔＩph 増加値 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding wire 2 Base material 3 Arc 4 Welding torch BD Ascent speed detection circuit Bd Ascent speed (detection signal)
Bt Reference speed CM Comparison circuit Cm Comparison signal CT Period switching circuit Ct Period switching signal CTP Peak period variable control circuit Ctp Peak period end signal EI Current error amplifier circuit
Ei Current error amplification signal EV Voltage error amplification circuit Ev Voltage error amplification signal Ib Base current IBR Base current setting circuit Ibr Base current setting signal ID Current detection circuit Id Current detection signal Ip Peak current IPH Increase peak current setting circuit Iph Increase peak current setting Signal IPR Peak current setting circuit Ipr Peak current setting signal IPS Standard peak current setting circuit Ips Standard peak current setting signal IR Welding current setting circuit Ir Welding current setting signal Iw Welding current PM Power supply main circuit Si Integral value St Reference value Tb Base period Td Peak falling period Tf Pulse period Tfs Pulse period signal Tp Peak period Tu Peak rising period Vav Voltage detection signal Vb Base voltage VD Voltage detection circuit VF Voltage / frequency conversion circuit Vp Peak voltage VR Welding voltage setting circuit Vr Welding voltage setting signal Vw Welding Voltage WF I hate feeding machine ΔIph increase value

Claims (4)

溶接ワイヤを送給すると共に、ピーク立上り期間中はベース電流からピーク電流へと上昇する遷移電流を通電し続けてピーク期間中は前記ピーク電流を通電し続けてピーク立下り期間中は前記ピーク電流から前記ベース電流へと下降する遷移電流を通電し続けてベース期間中は前記ベース電流を通電しこれらの溶接電流の通電をパルス周期として繰り返して通電し、
前記ピーク立上り期間及び前記ピーク期間中の溶接電流の積分値が予め定めた基準値に達した時点で前記ピーク期間から前記ピーク立下り期間に移行するパルスアーク溶接制御方法において、
前記ピーク立上り期間中の溶接電流の上昇速度を検出し、この上昇速度が予め定めた基準速度以上のときは前記ピーク電流を予め定めた標準ピーク電流値に設定し、前記基準速度未満のときは前記ピーク電流を前記標準ピーク電流値よりも大きな値の予め定めた増加ピーク電流値に設定する、
ことを特徴とするパルスアーク溶接制御方法。 The welding wire is fed, and during the peak rise period, the transition current rising from the base current to the peak current is continuously supplied, the peak current is continuously supplied during the peak period, and the peak current is supplied during the peak fall period. The base current continues to be passed through the transition current falling from the base current to the base current, and the welding current is repeatedly applied as a pulse period,
In the pulse arc welding control method for transitioning from the peak period to the peak falling period when the integral value of the welding current during the peak rising period and the peak period reaches a predetermined reference value,
The rising speed of the welding current during the peak rising period is detected, and when the rising speed is equal to or higher than a predetermined reference speed, the peak current is set to a predetermined standard peak current value, and when the rising speed is lower than the reference speed, Setting the peak current to a predetermined increased peak current value greater than the standard peak current value;
The pulse arc welding control method characterized by the above-mentioned. 前記上昇速度は、前記溶接電流の微分値である、
ことを特徴とする請求項１記載のパルスアーク溶接制御方法。 The rising speed is a differential value of the welding current,
The pulse arc welding control method according to claim 1. 前記上昇速度は、前記ピーク立上り期間が終了した時点における前記溶接電流の値である、
ことを特徴とする請求項１記載のパルスアーク溶接制御方法。 The ascending speed is the value of the welding current at the time when the peak rising period ends.
The pulse arc welding control method according to claim 1. 前記増加ピーク電流値を、前記上昇速度に応じて変化させる、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接制御方法。 Changing the increase peak current value according to the rising speed;
The pulse arc welding control method according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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