JP2016187820A - Welding starting method of 2-wire welding - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To excellently keep a welding quality of a welding starting part, even if a short circuit is caused, in 2-wire welding.SOLUTION: In a welding starting method of 2-wire welding executed by feeding while contacting a filler wire with a rear half part of a molten pool formed by an arc generated between a welding wire and a base material, feeding Fs of the filler wire is started at time t6 when a heat gain correlation value Sd (an integral value of a multiplication value of a welding current Iww and welding voltage Vww in an arc period) to the base material from an electric conduction starting time t2 of the welding current Iww reaches a reference value. Thus, even if a short circuit is caused between the welding wire and the base material in a transitional period of welding starting time, since the feeding of the filler wire is started at time when the molten pool grows to a proper size when heat gain to the base material reaches the reference value, the filler wire can be transferred to a stable molten state, and a welding quality of a welding starting part can be excellently kept.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、溶接ワイヤと母材との間にアークを発生させると共に、このアークによって形成された溶融池の後半部にフィラーワイヤを接触させながら送給して行う2ワイヤ溶接の溶接開始方法に関するものである。   The present invention relates to a welding start method for two-wire welding in which an arc is generated between a welding wire and a base material and the filler wire is fed while being brought into contact with the latter half of a molten pool formed by the arc. Is.

消耗電極アークによって形成された溶融池に、フィラーワイヤを接触させながら送給して行う2ワイヤ溶接方法は、消耗電極アークの溶接ワイヤとフィラーワイヤとの2つのワイヤを使用するために高速溶接性及び高溶着性に優れている。特に、2ワイヤ溶接方法によって高速溶接を行うときには、ハンピングビードになるのを防止するために、フィラーワイヤを消耗電極アークよりも後方から溶融池に接触させて送給することが重要である。これは、フィラーワイヤを消耗電極アーク中に送給して溶融すると、溶融池の冷却効果が小さくなり、かつ、フィラーワイヤによって溶融池の後半部の盛り上がりを抑えることもできないためにハンピングビードを抑制する効果はほとんどないからである。これに対して、フィラーワイヤをアーク周縁部の溶融池の後半部に接触させて送給し、溶融池の熱によって溶融するようにすれば溶融池が効率よく冷却され、かつ、フィラーワイヤによって溶融池後半部が抑えられてハンピングビードの形成を抑制することができる。以下の説明においては、消耗電極アークのワイヤを溶接ワイヤと記載し、フィラーワイヤとは区別することにする。消耗電極アークを発生させる溶接法としては、炭酸ガスアーク溶接法、マグ溶接法、ミグ溶接法、パルスマグ溶接法、パルスミグ溶接法、消耗電極交流パルスアーク溶接法等が使用される。   The two-wire welding method in which the filler wire is fed while being brought into contact with the molten pool formed by the consumable electrode arc is a high-speed weldability because two wires of the consumable electrode arc and the filler wire are used. And excellent weldability. In particular, when high-speed welding is performed by the two-wire welding method, it is important to feed the filler wire in contact with the molten pool from behind the consumable electrode arc in order to prevent a humping bead. This is because when the filler wire is fed into the consumable electrode arc and melted, the cooling effect of the molten pool is reduced, and the rise of the latter half of the molten pool cannot be suppressed by the filler wire. This is because there is almost no suppression effect. On the other hand, if the filler wire is fed in contact with the second half of the molten pool at the peripheral edge of the arc and melted by the heat of the molten pool, the molten pool is efficiently cooled and melted by the filler wire. The latter half of the pond is suppressed and the formation of the humping bead can be suppressed. In the following description, the wire of the consumable electrode arc is described as a welding wire and is distinguished from the filler wire. As a welding method for generating a consumable electrode arc, a carbon dioxide arc welding method, a mag welding method, a MIG welding method, a pulse mag welding method, a pulse MIG welding method, a consumable electrode AC pulse arc welding method, or the like is used.

2ワイヤ溶接の溶接開始方法は、以下のように行われるのが一般的であった(たとえば、特許文献1参照)。溶接装置に外部から起動信号が入力されると、溶接ワイヤの送給が開始されると共に、溶接ワイヤと母材との間に溶接電圧が印加される。溶接ワイヤが母材と接触すると、溶接電流が通電して消耗電極アークが発生する。溶接電流が通電を開始すると、溶接トーチは予め教示された溶接線に沿って移動を開始する。また、溶接電流の通電が開始した時点から所定期間だけ遅延した後に、フィラーワイヤの送給が開始される。この所定期間の間に、消耗電極アークによって溶融池が次第に大きくなる。フィラーワイヤが溶融池と接触すると、フィラーワイヤの先端部は溶融池からの熱によって溶融されて、接触状態が維持されて定常溶接状態へと移行する。フィラーワイヤには電流は通電していない。上記の所定期間は、消耗電極アークによって形成される溶融池がフィラーワイヤの挿入位置を含む大きさまで成長し、かつ、溶融池の温度がフィラーワイヤを溶融することができる値に達するまでの期間である。この所定期間は、継手形状、母材の板厚、母材の材質等によって適正値が変化するが、例えば0.4〜1.0秒程度である。   The welding start method of two-wire welding is generally performed as follows (see, for example, Patent Document 1). When an activation signal is input from the outside to the welding device, feeding of the welding wire is started and a welding voltage is applied between the welding wire and the base material. When the welding wire comes into contact with the base material, a welding current is passed to generate a consumable electrode arc. When the welding current starts energization, the welding torch starts moving along the previously taught weld line. In addition, the filler wire feeding is started after a delay of a predetermined period from the start of the welding current. During this predetermined period, the molten pool is gradually enlarged by the consumable electrode arc. When the filler wire comes into contact with the molten pool, the tip of the filler wire is melted by the heat from the molten pool, the contact state is maintained, and the state shifts to the steady welding state. No current is passed through the filler wire. The predetermined period is a period until the molten pool formed by the consumable electrode arc grows to a size including the insertion position of the filler wire and the temperature of the molten pool reaches a value at which the filler wire can be melted. is there. The predetermined value varies depending on the joint shape, the thickness of the base material, the material of the base material, and the like, and is, for example, about 0.4 to 1.0 seconds.

上述した従来技術の溶接開始方法では、溶接ワイヤが母材に接触して溶接電流が通電した時点で消耗電極アークが発生し、その後も消耗電極アークが継続して発生していることを前提としている。このような状態においては、上記の所定期間を溶接条件に応じて適正化することによって、溶融池が適正サイズまで成長したタイミングでフィラーワイヤの送給が開始されることになり、フィラーワイヤは溶融池に接触した状態で安定した溶融状態へと移行する。   In the above-described conventional welding start method, it is assumed that a consumable electrode arc is generated when the welding wire comes into contact with the base material and the welding current is energized, and the consumable electrode arc is continuously generated thereafter. Yes. In such a state, feeding the filler wire starts at the timing when the molten pool has grown to an appropriate size by optimizing the predetermined period according to the welding conditions. Transitions to a stable molten state in contact with the pond.

しかし、溶接ワイヤが母材に接触して溶接電流が通電しても、短絡状態が長く続き消耗電極アークの発生が遅れる場合がある。また、溶接電流の通電と略同時に消耗電極アークが一旦発生しても、その後に短絡状態となり消耗電極アークが一時的に消弧する場合もある。このように、溶接開始時において定常溶接状態に移行するまでの過渡期間中には、数回消耗電極アークが一時的に消弧状態となる場合が生じる。このような状態となると、上記の所定期間中に溶融池が適正サイズまで成長する前にフィラーワイヤの送給が開始されることになる。この結果、フィラーワイヤが溶融池と接触した状態で安定して溶融することができずに、溶接開始部の溶接品質が悪くなるという問題が発生していた。   However, even if the welding wire comes into contact with the base material and a welding current is applied, the short-circuit state may continue for a long time and the generation of a consumable electrode arc may be delayed. Further, even if the consumable electrode arc once occurs substantially simultaneously with the energization of the welding current, the consumable electrode arc may temporarily extinguish due to a short circuit state thereafter. Thus, the consumable electrode arc may be temporarily extinguished several times during the transition period until the transition to the steady welding state at the start of welding. In such a state, feeding of the filler wire is started before the molten pool grows to an appropriate size during the predetermined period. As a result, there has been a problem that the filler wire cannot be stably melted in contact with the molten pool, and the welding quality at the welding start portion is deteriorated.

特開2013−71145号公報JP 2013-711145 A

そこで、本発明では、溶接開始時の過渡期間中に溶接ワイヤと母材との間に短絡が発生しても、フィラーワイヤを安定した溶融状態に移行させることができ、溶接開始部の溶接品質を良好に保つことができる2ワイヤ溶接の溶接開始方法を提供することを目的とする。   Therefore, in the present invention, even if a short circuit occurs between the welding wire and the base material during the transition period at the start of welding, the filler wire can be shifted to a stable molten state, and the welding quality of the welding start portion It is an object of the present invention to provide a welding start method for two-wire welding that can keep the temperature good.

上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、
溶接ワイヤと母材との間にアークを発生させると共に、このアークによって形成された溶融池の後半部にフィラーワイヤを接触させながら送給して行う2ワイヤ溶接の溶接開始方法において、
溶接を開始する際に、前記溶接ワイヤの送給を開始し、前記溶接ワイヤが前記母材に接触すると溶接電流が通電し、この溶接電流の通電開始時点からの前記母材への入熱量相関値が予め定めた基準値に達した時点で前記フィラーワイヤの送給を開始する、
ことを特徴とする2ワイヤ溶接の溶接開始方法である。
In order to solve the above-described problems, the invention of claim 1
In the welding start method of two-wire welding, in which an arc is generated between the welding wire and the base material and the filler wire is fed in contact with the latter half of the molten pool formed by the arc,
When welding is started, feeding of the welding wire is started, and when the welding wire comes into contact with the base material, a welding current is energized, and the heat input correlation to the base material from the start of energization of the welding current Start feeding the filler wire when the value reaches a predetermined reference value,
This is a welding start method for two-wire welding.

請求項2の発明は、前記入熱量相関値は、前記アークの発生期間の時間積分値である、
ことを特徴とする請求項1記載の2ワイヤ溶接の溶接開始方法である。
In the invention according to claim 2, the heat input correlation value is a time integral value of the generation period of the arc.
The welding start method for two-wire welding according to claim 1, wherein:

請求項3の発明は、前記入熱量相関値は、前記アークの発生期間中の前記溶接電流の積分値である、
ことを特徴とする請求項1記載の2ワイヤ溶接の溶接開始方法である。
In the invention of claim 3, the heat input correlation value is an integral value of the welding current during the arc generation period.
The welding start method for two-wire welding according to claim 1, wherein:

請求項4の発明は、前記入熱量相関値は、前記アークの発生期間中の前記溶接電流と溶接電圧との乗算値の積分値である、
ことを特徴とする請求項1記載の2ワイヤ溶接の溶接開始方法である。
In the invention of claim 4, the heat input correlation value is an integral value of a product of the welding current and the welding voltage during the arc generation period.
The welding start method for two-wire welding according to claim 1, wherein:

本発明によれば、溶接開始時の過渡期間中に溶接ワイヤと母材との間に短絡が発生しても、母材への入熱量が基準値に達して溶融池が適正サイズに成長した時点でフィラーワイヤの送給を開始するので、フィラーワイヤを安定した溶融状態に移行させることができ、溶接開始部の溶接品質を良好に保つことができる。   According to the present invention, even if a short circuit occurs between the welding wire and the base material during the transition period at the start of welding, the amount of heat input to the base material reaches the reference value, and the molten pool has grown to an appropriate size. Since the feeding of the filler wire is started at the time, the filler wire can be shifted to a stable molten state, and the welding quality at the welding start portion can be kept good.

本発明の実施の形態1に係る2ワイヤ溶接の溶接開始方法を実施するための溶接装置の構成図である。It is a block diagram of the welding apparatus for enforcing the welding start method of 2 wire welding which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る2ワイヤ溶接の溶接開始方法を説明するための図1における各信号のタイミングチャートである。It is a timing chart of each signal in Drawing 1 for explaining a welding start method of two-wire welding concerning Embodiment 1 of the present invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[実施の形態1]
実施の形態1の発明は、溶接を開始する際に、溶接ワイヤの送給を開始し、溶接ワイヤが母材に接触すると溶接電流が通電し、この溶接電流の通電開始時点からの母材への入熱量相関値が基準値に達した時点でフィラーワイヤの送給を開始するものである。
[Embodiment 1]
In the invention of the first embodiment, when welding is started, feeding of the welding wire is started. When the welding wire comes into contact with the base material, a welding current is energized, and the base material from the start of energization of the welding current is applied. When the heat input correlation value reaches the reference value, the filler wire starts to be fed.

図1は、本発明の実施の形態1に係る2ワイヤ溶接の溶接開始方法を実施するための溶接装置の構成図である。以下、同図を参照して、各構成物について説明する。   1 is a configuration diagram of a welding apparatus for carrying out a welding start method of two-wire welding according to Embodiment 1 of the present invention. Hereinafter, each component will be described with reference to FIG.

本溶接装置は、破線で囲まれた溶接トーチWT、溶接電源PS、ロボット制御装置RC及びロボット(図示は省略)を備えている。   This welding apparatus includes a welding torch WT, a welding power source PS, a robot control device RC, and a robot (not shown) surrounded by a broken line.

溶接トーチWTは、溶接ワイヤ1aに給電するための給電チップ4a及びフィラーワイヤ1bの送給をガイドするための送給チップ4bを備えている溶接トーチWTの先端からは炭酸ガス、炭酸ガスとアルゴンガスとの混合ガス等のシールドガス(図示は省略)が噴出している。溶接トーチWTは、ロボット(図示は省略)によって保持されて、ロボット制御装置RC内に記憶されている作業プログラムに従って、溶接線に沿って移動される。   The welding torch WT includes carbon dioxide, carbon dioxide and argon from the tip of the welding torch WT provided with a feeding tip 4a for feeding the welding wire 1a and a feeding tip 4b for guiding the feeding of the filler wire 1b. A shielding gas (not shown) such as a mixed gas with gas is ejected. The welding torch WT is held by a robot (not shown) and moved along the weld line according to a work program stored in the robot controller RC.

溶接ワイヤ1aは、溶接ワイヤ用送給モータWMに結合された溶接ワイヤ用送給ロール5aの回転によって溶接トーチWT内を溶接ワイヤ送給速度Wsで送給されて、母材2との間で消耗電極アーク3aが発生する。   The welding wire 1a is fed to the inside of the welding torch WT at the welding wire feeding speed Ws by the rotation of the welding wire feeding roll 5a coupled to the welding wire feeding motor WM. A consumable electrode arc 3a is generated.

フィラーワイヤ1bは、フィラーワイヤ用送給モータFMに結合されたフィラーワイヤ用送給ロール5bの回転によって溶接トーチWT内をフィラーワイヤ送給速度Fsで送給される。フィラーワイヤ1bには電圧は印加されておらず、電流も通電していない。   The filler wire 1b is fed through the welding torch WT at the filler wire feed speed Fs by the rotation of the filler wire feed roll 5b coupled to the filler wire feed motor FM. No voltage is applied to the filler wire 1b, and no current is applied.

溶接ワイヤ1aと母材2との間には溶接電圧Vwwが印加されており、消耗電極アーク3a中を溶接電流Iwwが通電している。同図では、溶接方向は左方向となっている。先行する消耗電極アーク3aによって溶融池2aが形成される。フィラーワイヤ1bは、溶融池2aの後半部に接触した状態で挿入されており、溶融池2aからの熱によって溶融される。フィラーワイヤ1bは、消耗電極アーク3aの外部を送給される。これは、上述したように、フィラーワイヤ1bが消耗電極アーク3aによって直接溶融されることを防止するためである。溶接ワイヤ1aの前進角は、0〜30°程度の範囲であり、同図では面直(0°)の場合である。フィラーワイヤ1bの前進角は、20〜50°の範囲である。すなわち、フィラーワイヤ1bは、斜め前方方向に挿入されることになる。   A welding voltage Vww is applied between the welding wire 1a and the base material 2, and a welding current Iww is conducted in the consumable electrode arc 3a. In the figure, the welding direction is the left direction. A molten pool 2a is formed by the preceding consumable electrode arc 3a. The filler wire 1b is inserted in contact with the latter half of the molten pool 2a, and is melted by heat from the molten pool 2a. The filler wire 1b is fed outside the consumable electrode arc 3a. This is to prevent the filler wire 1b from being directly melted by the consumable electrode arc 3a as described above. The advancing angle of the welding wire 1a is in the range of about 0 to 30 °, and in the same figure, it is a case of a straightness (0 °). The advance angle of the filler wire 1b is in the range of 20 to 50 °. That is, the filler wire 1b is inserted diagonally forward.

溶接電流検出回路IDは、溶接電流Iwwを検出して、溶接電流検出信号Idを出力する。溶接電圧検出回路VDは、溶接電圧Vwwを検出して、溶接電圧検出信号Vdを出力する。   The welding current detection circuit ID detects the welding current Iww and outputs a welding current detection signal Id. The welding voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vww and outputs a welding voltage detection signal Vd.

電流通電判別回路CDは、上記の溶接電流検出信号Idの値から溶接電流Iwwが通電していることを判別してHighレベルとなる電流通電判別信号Cdを出力する。   The current energization determination circuit CD determines that the welding current Iww is energized from the value of the welding current detection signal Id, and outputs a current energization determination signal Cd which is at a high level.

アーク判別回路ADは、上記の溶接電圧検出信号Vdの値からアークが発生していることを判別してHighレベルとなるアーク判別信号Adを出力する。   The arc discriminating circuit AD discriminates that an arc is generated from the value of the welding voltage detection signal Vd and outputs an arc discriminating signal Ad which becomes a high level.

相関判別回路SDは、上記の溶接電流検出信号Id、上記の溶接電圧検出信号Vd、上記の電流通電判別信号Cd及び上記のアーク判別信号Adを入力として、以下の処理1)〜3)から1つを選択して入熱量相関値を算出し、この入熱量相関値が予め定めた基準値に達した時点でHighレベルとなる相関判別信号Sdを出力する。基準値は、溶融池が適正サイズとなる値に実験によって設定される。
処理1)電流通電判別信号CdがHighレベルになると入熱量相関値を0にリセットし、アーク判別信号AdがHighレベルである時間を積分して入熱量相関値として算出する。
処理2)電流通電判別信号CdがHighレベルになると入熱量相関値を0にリセットし、アーク判別信号AdがHighレベルであるときの溶接電流検出信号Idの値を積分して入熱量相関値として算出する。
処理3)電流通電判別信号CdがHighレベルになると入熱量相関値を0にリセットし、アーク判別信号AdがHighレベルであるときの溶接電流検出信号Idと溶接電圧検出信号Vdの乗算値(電力値)を積分して入熱量相関値として算出する。
The correlation discriminating circuit SD receives the welding current detection signal Id, the welding voltage detection signal Vd, the current energization discrimination signal Cd, and the arc discrimination signal Ad as inputs, and performs the following processing 1) to 3) to 1). The heat input correlation value is calculated by selecting one, and a correlation determination signal Sd that becomes a High level when the heat input correlation value reaches a predetermined reference value is output. The reference value is set by experiment to a value at which the weld pool has an appropriate size.
Process 1) When the current application determination signal Cd becomes the High level, the heat input correlation value is reset to 0, and the time during which the arc determination signal Ad is at the High level is integrated and calculated as the heat input correlation value.
Process 2) When the current application determination signal Cd becomes High level, the heat input correlation value is reset to 0, and the value of the welding current detection signal Id when the arc determination signal Ad is High level is integrated to obtain the heat input correlation value. calculate.
Process 3) When the current energization determination signal Cd becomes High level, the heat input correlation value is reset to 0, and the product (power) of the welding current detection signal Id and welding voltage detection signal Vd when the arc determination signal Ad is High level. Value) is integrated and calculated as a heat input correlation value.

溶接電源PSは、後述するロボット制御装置RCからの起動信号On、上記の電流通電判別信号Cd及び上記の相関判別信号Sdを入力として、溶接電圧Vww及び溶接電流Iwwを出力して消耗電極アーク3aを発生させると共に、上記の溶接ワイヤ用送給モータWMに対して溶接ワイヤ送給制御信号Wcを出力し、上記のフィラーワイヤ用送給モータFMに対してフィラーワイヤ送給制御信号Fcを出力する。溶接ワイヤ送給制御信号Wcによって溶接ワイヤ送給速度Wsが制御される。フィラーワイヤ送給制御信号Fcによってフィラーワイヤ送給速度Fsが制御される。溶接電源PSは、定電圧特性を有している。溶接電源PSの動作については、図2で詳述する。   The welding power source PS receives a start signal On, a current energization determination signal Cd and the correlation determination signal Sd from a robot controller RC, which will be described later, and outputs a welding voltage Vww and a welding current Iww to output a consumable electrode arc 3a. , A welding wire feed control signal Wc is output to the welding wire feed motor WM, and a filler wire feed control signal Fc is output to the filler wire feed motor FM. . The welding wire feed speed Ws is controlled by the welding wire feed control signal Wc. The filler wire feed speed Fs is controlled by the filler wire feed control signal Fc. The welding power source PS has a constant voltage characteristic. The operation of the welding power source PS will be described in detail with reference to FIG.

ロボット制御装置RCは、予め教示された作業プログラムに従って溶接トーチWTを溶接開始位置に移動させて停止し、溶接電源PSに対して起動信号Onを出力して溶接を開始し、上記の電流通電判別信号CdがHighレベルになると溶接トーチWTを溶接線に沿って移動させる。   The robot controller RC moves the welding torch WT to the welding start position according to the work program taught in advance and stops it, outputs a start signal On to the welding power source PS, starts welding, and determines the current energization determination described above. When the signal Cd becomes High level, the welding torch WT is moved along the welding line.

図2は、本発明の実施の形態1に係る2ワイヤ溶接の溶接開始方法を説明するための上述した図1における各信号のタイミングチャートである。同図(A)は起動信号Onの時間変化を示し、同図(B)は溶接電圧Vwwの時間変化を示し、同図(C)は溶接電流Iwwの時間変化を示し、同図(D)は溶接ワイヤ送給速度Wsの時間変化を示し、同図(E)はフィラーワイヤ送給速度Fsの時間変化を示し、同図(F)は電流通電判別信号Cdの時間変化を示し、同図(G)はアーク判別信号Adの時間変化を示し、同図(H)は相関判別信号Sdの時間変化を示す。以下、同図を参照して説明する。   FIG. 2 is a timing chart of each signal in FIG. 1 described above for explaining a welding start method of two-wire welding according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4A shows the time change of the start signal On, FIG. 2B shows the time change of the welding voltage Vww, FIG. 2C shows the time change of the welding current Iww, and FIG. Shows the time change of the welding wire feed speed Ws, FIG. 5E shows the time change of the filler wire feed speed Fs, and FIG. 4F shows the time change of the current conduction determination signal Cd. (G) shows the time change of the arc discrimination signal Ad, and (H) shows the time change of the correlation discrimination signal Sd. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

時刻t1において、溶接トーチWTが溶接開始位置に移動して停止すると、同図(A)に示すように、起動信号OnがHighレベルとなり、溶接電源PSが起動される。これに応動して、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwwは最大電圧値の無負荷電圧となり、同図(D)に示すように、溶接ワイヤ送給速度Wsは予め定めた低速のスローダウン速度になり、溶接ワイヤ1aは送給を開始する。同図(C)に示すように、溶接電流Iwwは通電しておらず、同図(E)に示すように、フィラーワイヤ送給速度Fsは0であり、フィラーワイヤ1bの送給は停止している。   When the welding torch WT moves to the welding start position and stops at time t1, the activation signal On becomes High level and the welding power source PS is activated as shown in FIG. In response to this, the welding voltage Vww becomes the no-load voltage of the maximum voltage value as shown in FIG. 5B, and the welding wire feed speed Ws is set at a predetermined low speed as shown in FIG. The welding wire 1a starts feeding. As shown in FIG. 6C, the welding current Iww is not energized, and as shown in FIG. 5E, the filler wire feeding speed Fs is 0, and the feeding of the filler wire 1b is stopped. ing.

時刻t2において、上記のスローダウン送給によって溶接ワイヤ1aが母材2と接触すると、同図(C)に示すように、溶接電流Iwwが通電し、同図(F)に示すように、電流通電判別信号CdはHighレベルとなる。これに応動して、同図(D)に示すように、溶接ワイヤ送給速度Wsは予め定めた定常送給速度に加速し、溶接トーチWTは溶接線に沿って移動を開始する。これ以降の期間において、時刻t2〜t3の期間は短絡期間となり、時刻t3〜t4の期間はアーク期間となり、時刻t4〜t5の期間は短絡期間となり、時刻t5以降の期間はアーク期間となる。すなわち、溶接開始時において2回の短絡が発生した場合である。   At time t2, when the welding wire 1a comes into contact with the base metal 2 by the slow-down feeding described above, the welding current Iww is energized as shown in FIG. 10C, and the current as shown in FIG. The energization determination signal Cd becomes High level. In response to this, as shown in FIG. 4D, the welding wire feeding speed Ws is accelerated to a predetermined steady feeding speed, and the welding torch WT starts moving along the welding line. In the subsequent period, the period from time t2 to t3 is a short circuit period, the period from time t3 to t4 is an arc period, the period from time t4 to t5 is a short circuit period, and the period after time t5 is an arc period. That is, it is a case where two short circuits occur at the start of welding.

時刻t2〜t3の短絡期間中は、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwwは略0Vの短絡電圧値となり、同図(C)に示すように、溶接電流Iwwはアーク期間中よりも大電流値の短絡電流値となる。同図(G)に示すように、アーク判別信号AdはLowレベルのままである。   During the short-circuit period from time t2 to t3, as shown in FIG. 5B, the welding voltage Vww is a short-circuit voltage value of approximately 0 V, and as shown in FIG. 5C, the welding current Iww is greater than during the arc period. Becomes a short-circuit current value of a large current value. As shown in FIG. 5G, the arc discrimination signal Ad remains at the low level.

時刻t3において消耗電極アーク3aが発生し、時刻t3〜t4のアーク期間中は、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwwは数十Vのアーク電圧値となり、同図(C)に示すように、溶接電流Iwwは短絡期間中よりも小電流値のアーク電流値となる。同図(G)に示すように、アーク判別信号AdはHighレベルとなる。   At time t3, a consumable electrode arc 3a is generated, and during the arc period from time t3 to t4, the welding voltage Vww has an arc voltage value of several tens of volts as shown in FIG. As shown, the welding current Iww is a smaller arc current value than during the short circuit period. As shown in FIG. 5G, the arc discrimination signal Ad is at a high level.

時刻t4において再び短絡が発生し、時刻t4〜t5の短絡期間中は、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwwは略0Vの短絡電圧値となり、同図(C)に示すように、溶接電流Iwwはアーク期間中よりも大電流値の短絡電流値となる。同図(G)に示すように、アーク判別信号AdはLowレベルとなる。   At time t4, a short circuit occurs again. During the short circuit period from time t4 to t5, the welding voltage Vww becomes a short circuit voltage value of approximately 0 V as shown in FIG. The welding current Iww is a short-circuit current value having a larger current value than during the arc period. As shown in FIG. 5G, the arc discrimination signal Ad is at a low level.

時刻t5において再び消耗電極アーク3aが発生し、時刻t5以降はアーク期間となる。このアーク期間中は、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwwは数十Vのアーク電圧値となり、同図(C)に示すように、溶接電流Iwwは短絡期間中よりも小電流値のアーク電流値となる。同図(G)に示すように、アーク判別信号AdはHighレベルとなる。   At time t5, the consumable electrode arc 3a occurs again, and after time t5, the arc period is reached. During this arc period, the welding voltage Vww has an arc voltage value of several tens of volts as shown in FIG. 5B, and the welding current Iww is smaller than that during the short circuit period as shown in FIG. The arc current value of the value. As shown in FIG. 5G, the arc discrimination signal Ad is at a high level.

図1の相関判別回路SDは、電流通電判別信号CdがHighレベルに変化した時刻t2から、入熱量相関値を算出するための積分(上述した処理1)〜3)のいずれか1つ)を開始する。但し、時刻t2〜t3の短絡期間及び時刻t4〜t5の短絡期間中は、積分を停止し、時刻t3〜t4のアーク期間及び時刻t5以降のアーク期間中は積分を継続する。この結果、時刻t6において入熱量相関値が予め定めた基準値に達すると、同図(H)に示すように、相関判別信号SdはHighレベルに変化する。これに応動して、同図(E)に示すように、フィラーワイヤ送給速度Fsは予め定めた定常送給速度となり、フィラーワイヤ1bの送給が開始される。したがって、時刻t1〜t6の期間が溶接開始時の過渡期間となり。時刻t6以降の期間が定常期間となる。フィラーワイヤ1bの定常送給速度は、溶接ワイヤ1aの定常送給速度の20〜40%程度に設定される。   The correlation discriminating circuit SD in FIG. 1 performs integration (any one of the above-described processes 1) to 3) for calculating the heat input correlation value from time t2 when the current conduction discrimination signal Cd changes to the high level. Start. However, the integration is stopped during the short-circuit period from time t2 to t3 and the short-circuit period from time t4 to t5, and the integration is continued during the arc period from time t3 to t4 and the arc period after time t5. As a result, when the heat input correlation value reaches a predetermined reference value at time t6, the correlation determination signal Sd changes to a high level as shown in FIG. In response to this, as shown in FIG. 5E, the filler wire feeding speed Fs becomes a predetermined steady feeding speed, and feeding of the filler wire 1b is started. Therefore, the period from time t1 to t6 becomes a transition period at the start of welding. The period after time t6 is a steady period. The steady feeding speed of the filler wire 1b is set to about 20 to 40% of the steady feeding speed of the welding wire 1a.

溶接開始時において、母材への入熱は主にアーク期間中に行われ、短絡期間中には少ししか行われない。このために、従来技術のように、溶接電流が通電を開始してから所定期間が経過した時点で溶融池が適正サイズに成長しているとしてフィラーワイヤの送給を開始すると、所定期間中に短絡が発生した場合には、母材への入熱量が不足することになり、溶融池のサイズが適正サイズに成長する前にフィラーワイヤの送給が開始されることになる。この結果、フィラーワイヤを安定した溶融状態へと移行させることができず、溶接開始時の溶接品質が悪くなっていた。これに対して、本実施の形態では、溶接電流の通電開始時点からの母材への入熱量相関値が予め定めた基準値に達した時点で、溶融池が適正サイズに成長したと判断してフィラーワイヤの送給を開始する。入熱量相関値としては、1)アークの発生期間の時間積分値、2)アークの発生期間中の溶接電流の積分値又は3)アークの発生期間中の溶接電流と溶接電圧との乗算値の積分値である。これにより、溶接開始時の過渡期間中に短絡が発生しても、フィラーワイヤの送給開始が常に母材への入熱量が基準値に達した時点となる。このために、溶融池が適正サイズに成長した時点でフィラーワイヤの送給が開始されることになり、フィラーワイヤは安定した溶融状態となる。   At the start of welding, the heat input to the base metal is mainly performed during the arc period and little during the short circuit period. For this reason, as in the prior art, when the feeding of the filler wire is started assuming that the weld pool has grown to an appropriate size at the time when the predetermined period has elapsed since the welding current started to flow, during the predetermined period When a short circuit occurs, the amount of heat input to the base material is insufficient, and the filler wire starts to be fed before the size of the molten pool grows to an appropriate size. As a result, the filler wire cannot be transferred to a stable molten state, and the welding quality at the start of welding has deteriorated. On the other hand, in the present embodiment, it is determined that the weld pool has grown to an appropriate size when the correlation value of heat input to the base material from the start of welding current application reaches a predetermined reference value. Then start feeding filler wire. As the heat input correlation value, 1) a time integral value during the arc generation period, 2) an integral value of the welding current during the arc generation period, or 3) a multiplication value of the welding current and the welding voltage during the arc generation period. It is an integral value. Thereby, even if a short circuit occurs during the transition period at the start of welding, the start of feeding the filler wire is always the time when the amount of heat input to the base material reaches the reference value. For this reason, feeding of the filler wire is started when the molten pool has grown to an appropriate size, and the filler wire is in a stable molten state.

上述した実施の形態1によれば、溶接を開始する際に、溶接ワイヤの送給を開始し、溶接ワイヤが母材に接触すると溶接電流が通電し、この溶接電流の通電開始時点からの母材への入熱量相関値が予め定めた基準値に達した時点でフィラーワイヤの送給を開始する。これにより、本実施の形態では、溶接開始時の過渡期間中に溶接ワイヤと母材との間に短絡が発生しても、母材への入熱量が基準値に達して溶融池が適正サイズに成長した時点でフィラーワイヤの送給を開始するので、フィラーワイヤを安定した溶融状態に移行させることができ、溶接開始部の溶接品質を良好に保つことができる。   According to the first embodiment described above, when welding is started, feeding of the welding wire is started. When the welding wire comes into contact with the base material, the welding current is energized. When the heat input correlation value to the material reaches a predetermined reference value, feeding of the filler wire is started. As a result, in this embodiment, even if a short circuit occurs between the welding wire and the base metal during the transition period at the start of welding, the heat input to the base metal reaches the reference value, and the molten pool has an appropriate size. Since the feeding of the filler wire is started at the time of growth, the filler wire can be shifted to a stable molten state, and the welding quality at the welding start portion can be kept good.

1a 溶接ワイヤ
1b フィラーワイヤ
2 母材
2a 溶融池
3a 消耗電極アーク
4a 給電チップ
4b 送給チップ
5a 溶接ワイヤ用送給ロール
5b フィラーワイヤ用送給ロール
AD アーク判別回路
Ad アーク判別信号
CD 電流通電判別回路
Cd 電流通電判別信号
Fc フィラーワイヤ送給制御信号
FM フィラーワイヤ用送給モータ
Fs フィラーワイヤ送給速度
ID 溶接電流検出回路
Id 溶接電流検出信号
Iww 溶接電流
On 起動信号
PS 溶接電源
RC ロボット制御装置
SD 相関判別回路
Sd 相関判別信号
VD 溶接電圧検出回路
Vd 溶接電圧検出信号
Vww 溶接電圧
Wc 溶接ワイヤ送給制御信号
WM 溶接ワイヤ用送給モータ
Ws 溶接ワイヤ送給速度
WT 溶接トーチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Welding wire 1b Filler wire 2 Base material 2a Molten pool 3a Consumable electrode arc 4a Feeding tip 4b Feeding tip 5a Welding wire feeding roll 5b Filler wire feeding roll AD Arc discrimination circuit Ad Arc discrimination signal CD Current conduction discrimination circuit Cd Current conduction determination signal Fc Filler wire feed control signal FM Filler wire feed motor Fs Filler wire feed speed ID Welding current detection circuit Id Welding current detection signal Iww Welding current On Start signal PS Welding power supply RC Robot controller SD Correlation Discrimination circuit Sd Correlation discrimination signal VD Welding voltage detection circuit Vd Welding voltage detection signal Vww Welding voltage Wc Welding wire feed control signal WM Welding wire feed motor Ws Welding wire feed speed WT Welding torch

Claims (4)

溶接ワイヤと母材との間にアークを発生させると共に、このアークによって形成された溶融池の後半部にフィラーワイヤを接触させながら送給して行う2ワイヤ溶接の溶接開始方法において、
溶接を開始する際に、前記溶接ワイヤの送給を開始し、前記溶接ワイヤが前記母材に接触すると溶接電流が通電し、この溶接電流の通電開始時点からの前記母材への入熱量相関値が予め定めた基準値に達した時点で前記フィラーワイヤの送給を開始する、
ことを特徴とする2ワイヤ溶接の溶接開始方法。
In the welding start method of two-wire welding, in which an arc is generated between the welding wire and the base material and the filler wire is fed in contact with the latter half of the molten pool formed by the arc,
When welding is started, feeding of the welding wire is started, and when the welding wire comes into contact with the base material, a welding current is energized, and the heat input correlation to the base material from the start of energization of the welding current Start feeding the filler wire when the value reaches a predetermined reference value,
A welding start method of two-wire welding characterized by the above.
前記入熱量相関値は、前記アークの発生期間の時間積分値である、
ことを特徴とする請求項1記載の2ワイヤ溶接の溶接開始方法。
The heat input correlation value is a time integral value of the arc generation period.
The welding start method for two-wire welding according to claim 1.
前記入熱量相関値は、前記アークの発生期間中の前記溶接電流の積分値である、
ことを特徴とする請求項1記載の2ワイヤ溶接の溶接開始方法。
The heat input correlation value is an integral value of the welding current during the arc generation period.
The welding start method for two-wire welding according to claim 1.
前記入熱量相関値は、前記アークの発生期間中の前記溶接電流と溶接電圧との乗算値の積分値である、
ことを特徴とする請求項1記載の2ワイヤ溶接の溶接開始方法。
The heat input correlation value is an integral value of a multiplication value of the welding current and the welding voltage during the arc generation period.
The welding start method for two-wire welding according to claim 1.
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