JP2018051624A - Arc-welding control method - Google Patents

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JP2018051624A JP2017064389A JP2017064389A JP2018051624A JP 2018051624 A JP2018051624 A JP 2018051624A JP 2017064389 A JP2017064389 A JP 2017064389A JP 2017064389 A JP2017064389 A JP 2017064389A JP 2018051624 A JP2018051624 A JP 2018051624A
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昂裕 野口
Takahiro Noguchi
昂裕 野口
海斗 松井
Kaito Matsui
海斗 松井
雄也 古山
Yuya Furuyama
雄也 古山
篤寛 川本
Atsuhiro Kawamoto
篤寛 川本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To overcome such concerns that, in a welding tip which forms an opening along a wire insertion hole on a part of the inside thereof and provides to the opening a spring for pressing a welding wire into a wire inserting hole, consumption of the spring feeding electricity to the welding wire at an electricity feeding point becomes easy to proceed by energization on the spring for pressing the welding wire, and also a tip life shortens by lowering of a pressing force due to exothermic heat.SOLUTION: There is provided a new type welding tip for feeding electricity to a welding wire. The welding tip has such an insulation structure that, in the tip top side of a wire insertion hole for inserting the welding wire for electricity feeding, an insulator for electrically insulating the welding wire is provided to a pressing part for pressing the welding wire at the feeding point of the wire insertion hole. The progress of consumption in the pressing part is slow because of no electricity feeding from the pressing part to the welding wire. Further, lowering of a pressing force in the pressing part is restrained because of hardly generating heat, and thereby a tip life is improved.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、消耗電極である溶接ワイヤと被溶接物である母材との間にアークを発生させて、短絡アーク溶接の溶接出力制御を行うアーク溶接制御方法に関する。   The present invention relates to an arc welding control method in which an arc is generated between a welding wire which is a consumable electrode and a base material which is a workpiece, and welding output control of short-circuit arc welding is performed.

近年、地球環境保護の観点から、自動車業界では、燃費向上を目的とした軽量化のために年々、車両鋼板等の薄板化が進められている。また、生産性向上のために溶接工程の生産タクトの向上が進められている。このため、ロボットを用いて行う薄板のアーク溶接においては、溶接品質の向上が期待されている。溶接される母材間にギャップが生じている場合、母材の溶け落ちを抑制することで、被溶接物の歩留まりを高めて手直し工数の削減が期待できる。そのため、市場からこれらの課題解決の要求は年々高まってきている。これらの要求に対し、従来から薄板溶接やギャップ溶接に関しては種々提案されている。例えば、パルスMAGアーク溶接において、パルス電流やベース電流といったパルス条件を2つのパルス電流群に切り替えることでアーク長を調整することできる(例えば、特許文献1参照)。これにより突合せ溶接や重ね溶接において、ギャップがある場合においてもアーク長を短くすることで、溶け落ちを抑制することができる。   In recent years, from the viewpoint of protecting the global environment, in the automobile industry, reduction of vehicle steel plates and the like has been progressing year by year in order to reduce weight for the purpose of improving fuel efficiency. In addition, in order to improve productivity, the production tact of the welding process is being improved. For this reason, improvement in welding quality is expected in arc welding of thin plates performed using a robot. In the case where a gap is generated between the base materials to be welded, by suppressing the base material from being melted down, it is possible to increase the yield of the workpieces and reduce the number of rework steps. Therefore, demands for solving these problems from the market are increasing year by year. In response to these requirements, various types of thin plate welding and gap welding have been proposed. For example, in pulse MAG arc welding, the arc length can be adjusted by switching pulse conditions such as pulse current and base current to two pulse current groups (see, for example, Patent Document 1). As a result, in butt welding and lap welding, even if there is a gap, it is possible to suppress burnout by shortening the arc length.

特開平4−333368号公報JP-A-4-333368

しかしながら、軽量化による薄板化が進む近年では、入熱量の大きいパルスアーク溶接では、短絡アーク溶接よりも被溶接物の裏側に裏波が発生しやすく、溶け落ちの恐れが高いうえ、被溶接物にひずみが発生しやすい。このひずみの発生は、溶接長が長いほど影響が大きく、被溶接物に対する溶接ワイヤの狙いずれの発生を引き起こす恐れがある。また、溶接電流を全体的に低減することで低入熱化が図れるが、アークが不安定になるといった課題がある。本願は、薄板溶接時の溶落ちを防止するとともに、入熱量の制御を行い、アーク長を安定させる制御を行うものである。   However, in recent years, with the progress of thinning due to weight reduction, pulse arc welding with a large heat input is more likely to generate back waves on the back side of the work to be welded than short-circuit arc welding, and there is a higher risk of burn-off. Distortion is likely to occur. The longer the welding length, the greater the effect of this distortion, and there is a risk of causing any occurrence of the welding wire with respect to the workpiece. Moreover, although the heat input can be reduced by reducing the welding current as a whole, there is a problem that the arc becomes unstable. The present application is intended to prevent melting during thin plate welding and to control the amount of heat input to stabilize the arc length.

上記課題を解決するために、本発明のアーク溶接制御方法は、消耗電極である溶接ワイヤを用いて被溶接物に対して、第1の入熱量からなる第1の入熱期間と第2の入熱量からなる第2の入熱期間とを周期的に繰り返すアーク溶接を行うアーク溶接制御方法であって、
アーク溶接時のアーク長は、予め設定されるアーク長調整値に基づき制御されるアーク溶接制御方法である。
また、本発明のアーク溶接制御方法は、前期消耗電極である溶接ワイヤを用いて被溶接物に対して、第1の入熱量からなる第1の入熱期間と前記第1の入熱量より低い第2の入熱量からなる第2の入熱期間とを周期的に繰り返すアーク溶接を行うアーク溶接制御方法であって、
前記第1の入熱期間および前記第2の入熱期間は、それぞれ短絡期間とアーク期間を有し、アーク溶接時のアーク長は、予め設定されるアーク長調整値に基づき制御されるアーク溶接制御方法である。
In order to solve the above-described problem, an arc welding control method of the present invention uses a welding wire that is a consumable electrode to a workpiece to be welded to a first heat input period including a first heat input amount and a second heat input period. An arc welding control method for performing arc welding that periodically repeats a second heat input period consisting of a heat input amount,
The arc length during arc welding is an arc welding control method that is controlled based on a preset arc length adjustment value.
Moreover, the arc welding control method of the present invention is lower than the first heat input amount and the first heat input period consisting of the first heat input amount with respect to the workpiece using the welding wire which is the consumable electrode in the previous period. An arc welding control method for performing arc welding that periodically repeats a second heat input period composed of a second heat input amount,
The first heat input period and the second heat input period each have a short circuit period and an arc period, and the arc length during arc welding is controlled based on a preset arc length adjustment value. It is a control method.

また、本発明のアーク溶接制御方法は、前記アーク長調整値は第1のアーク長調整値から成り、前記第1のアーク長調整値は、前記第2の入熱期間のアーク期間におけるピーク電流及びベース電流、または溶接電流の平均値である。   Further, in the arc welding control method of the present invention, the arc length adjustment value is composed of a first arc length adjustment value, and the first arc length adjustment value is a peak current in the arc period of the second heat input period. And the average value of the base current or the welding current.

また、本発明のアーク溶接制御方法は、前記第2の入熱期間のアーク期間の溶接電流の平均値からなる前記第1のアーク長調整値を、前記第1の入熱期間のアーク期間Taの溶接電流よりも20%以上40%以下、好ましくは30%に低減するようにして、前記第2の入熱期間のアーク期間の溶接電流の平均値を30A以上150A以下、好ましくは40A以上120A以下の範囲に設定するアーク溶接制御方法である。   In the arc welding control method of the present invention, the first arc length adjustment value composed of an average value of the welding current in the arc period of the second heat input period is set to the arc period Ta of the first heat input period. The average value of the welding current in the arc period of the second heat input period is 30 A or more and 150 A or less, preferably 40 A or more and 120 A, so that the welding current is reduced to 20% or more and 40% or less, preferably 30%. The arc welding control method is set to the following range.

また、本発明のアーク溶接制御方法は、前記第1のアーク長調整値としての前記第2の入熱期間のアーク期間のベース電流は25A以上である。   In the arc welding control method of the present invention, the base current of the arc period of the second heat input period as the first arc length adjustment value is 25 A or more.

また、本発明のアーク溶接制御方法は、前記第1の入熱期間および前記第2の入熱期間は、それぞれ短絡期間とアーク期間を有し、
前記第1の入熱期間または前記第2の入熱期間における、短絡期間の電流増加傾きと第2の電流増加傾きとの切替点である屈曲点は、200A以上400A以下の範囲とし、より好ましくは300Aとする。
In the arc welding control method of the present invention, the first heat input period and the second heat input period each have a short circuit period and an arc period,
In the first heat input period or the second heat input period, an inflection point that is a switching point between the current increase slope in the short-circuit period and the second current increase slope is in a range of 200 A to 400 A, and more preferably. Is 300A.

また、本発明のアーク溶接制御方法は、前記アーク長調整値は、さらに第2のアーク長調整値を含み、前記第2のアーク長調整値としての設定平均溶接電圧を設定し、前記設定平均溶接電圧に対応する平均溶接電圧が出力されるように、定電圧制御を行うものである。また、アーク溶接中に、少なくとも前記第1の入熱期間における、短絡期間の屈曲点、アーク期間における、ピーク電流、ベース電流、ピーク電流の継続時間、およびベース電流の継続期間、のうちいずれか一つ以上を変更するアーク溶接制御方法である。   Further, in the arc welding control method of the present invention, the arc length adjustment value further includes a second arc length adjustment value, a set average welding voltage as the second arc length adjustment value is set, and the set average Constant voltage control is performed so that an average welding voltage corresponding to the welding voltage is output. Further, during arc welding, any one of at least the bending point of the short-circuit period, the peak current, the base current, the duration of the peak current, and the duration of the base current in the arc period in the first heat input period An arc welding control method that changes one or more.

また、本発明のアーク溶接制御方法は、前記第1の入熱期間と前記第2の入熱期間のそれぞれに個別に前記第2のアーク長調整値を有し、前記第2のアーク長調整値は、前記第1の入熱期間に対応する第1の設定平均溶接電圧と前記第2の入熱期間に対応する第2の設定平均溶接電圧であり、前記第1の入熱期間と前記第2の入熱期間のそれぞれの入熱期間でアーク長がそれぞれ一定となるように定電圧制御を行うアーク溶接制御方法である。   Further, the arc welding control method of the present invention has the second arc length adjustment value individually for each of the first heat input period and the second heat input period, and the second arc length adjustment. The values are a first set average welding voltage corresponding to the first heat input period and a second set average welding voltage corresponding to the second heat input period, and the first heat input period and the This is an arc welding control method in which constant voltage control is performed so that the arc length becomes constant in each heat input period of the second heat input period.

本発明は、短絡溶接により、短絡開放後の溶接電流を低減する第2の入熱期間である低入熱期間と第2の入熱期間より入熱量が大きい第1の入熱期間とを周期的に繰り返すことで、安定したアークを維持しつつ低入熱化を図り、薄板溶接の被溶接物の溶け落ちの抑制およびギャップ裕度の向上ができ、ひずみの低減が可能で溶接品質の向上が出来る。   According to the present invention, a short heat welding period is used to cycle through a low heat input period, which is a second heat input period for reducing the welding current after the short circuit is opened, and a first heat input period in which the heat input amount is larger than the second heat input period. Repeatedly, the heat input is reduced while maintaining a stable arc, the welding of thin plate welding workpieces can be suppressed, the gap tolerance can be improved, the strain can be reduced, and the welding quality can be improved. I can do it.

本発明の実施の形態1におけるアーク溶接制御方法による出力波形と溶接ワイヤの送給波形、溶接ワイヤ先端の溶滴移行状態の図The figure of the output waveform by the arc welding control method in Embodiment 1 of this invention, the supply waveform of a welding wire, and the droplet transfer state of the welding wire tip 本発明におけるアーク溶接装置の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the arc welding apparatus in this invention 本発明の実施の形態2,3におけるアーク溶接制御方法による出力波形と溶接ワイヤの送給波形、溶接ワイヤ先端の溶滴移行状態の図The figure of the output waveform by the arc welding control method in Embodiment 2, 3 of this invention, the supply waveform of a welding wire, and the droplet transfer state of the welding wire tip

以下、本発明の実施の形態について、図1から図3を用いて説明する。
(実施の形態1)
まず、本実施の形態のアーク溶接制御方法を行うアーク溶接装置について、図2を用いて説明する。図2は、アーク溶接装置の概略構成を示す図である。アーク溶接装置20は、消耗電極である溶接ワイヤ22と被溶接物21との間で、アーク状態のアーク期間Taと短絡状態の短絡期間Tsとを繰り返して溶接を行う。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
(Embodiment 1)
First, an arc welding apparatus that performs the arc welding control method of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the arc welding apparatus. The arc welding device 20 performs welding by repeating the arc period Ta in the arc state and the short-circuit period Ts in the short-circuit state between the welding wire 22 that is a consumable electrode and the workpiece 21.

アーク溶接装置20は、主変圧器2と、一次側整流部3と、スイッチング部4と、DCL(リアクトル)5と、二次側整流部6と、溶接電流検出部7と、溶接電圧検出部8と、短絡検出部9と、短絡/アーク検出部10と、短絡開放検出部11と、ワイヤ送給速度制御部16を有している。   The arc welding apparatus 20 includes a main transformer 2, a primary side rectification unit 3, a switching unit 4, a DCL (reactor) 5, a secondary side rectification unit 6, a welding current detection unit 7, and a welding voltage detection unit. 8, a short circuit detection unit 9, a short circuit / arc detection unit 10, a short circuit opening detection unit 11, and a wire feed speed control unit 16.

出力制御部12は、短絡制御部13とアーク制御部14を有している。ワイヤ送給速度制御部16は、ワイヤ送給速度検出部17と、演算部18と、正送/逆送切替タイミング制御部19を有している。一次側整流部3は、アーク溶接装置20の外部にある入力電源1から入力した入力電圧を整流する。スイッチング部4は、一次側整流部3の出力を溶接に適した出力に制御する。主変圧器2は、スイッチング部4の出力を溶接に適した出力に変換する。二次側整流部6は、主変圧器2の出力を整流する。DCL(リアクトル)5は、二次側整流部6の出力を溶接に適した電流に平滑する。   The output control unit 12 includes a short circuit control unit 13 and an arc control unit 14. The wire feed speed control unit 16 includes a wire feed speed detection unit 17, a calculation unit 18, and a forward / reverse feed switching timing control unit 19. The primary side rectification unit 3 rectifies the input voltage input from the input power source 1 outside the arc welding apparatus 20. The switching unit 4 controls the output of the primary side rectification unit 3 to an output suitable for welding. The main transformer 2 converts the output of the switching unit 4 into an output suitable for welding. The secondary side rectification unit 6 rectifies the output of the main transformer 2. A DCL (reactor) 5 smoothes the output of the secondary side rectification unit 6 to a current suitable for welding.

溶接電流検出部7は、溶接電流を検出する。溶接電圧検出部8は、溶接電圧を検出する。短絡/アーク検出部10は、溶接電圧検出部8の出力に基づいて、溶接状態が、溶接ワイヤ22と被溶接物21とが短絡している短絡状態であるのか、溶接ワイヤ22と被溶接物21との間でアーク23が発生しているアーク状態であるのか、を判定する。短絡開放検出部11は、短絡状態が開放され、アーク状態であると判定した回数を検出する。   The welding current detector 7 detects the welding current. The welding voltage detector 8 detects the welding voltage. Based on the output of the welding voltage detection unit 8, the short circuit / arc detection unit 10 determines whether the welding state is a short circuit state in which the welding wire 22 and the workpiece 21 are short-circuited, or the welding wire 22 and the workpiece. It is determined whether the arc is in an arc state where the arc 23 is generated. The short-circuit opening detection unit 11 detects the number of times that the short-circuit state is opened and the arc state is determined.

出力制御部12は、スイッチング部4に制御信号を出力して溶接出力を制御する。短絡制御部13は、短絡/アーク検出部10が短絡状態であると判定した場合に、短絡期間の溶接電流である短絡電流の制御を行う。アーク制御部14は、短絡/アーク検出部10がアーク状態であると判定した場合に、アーク期間の溶接電流であるアーク電流の制御を行う。アーク制御部14は、溶接条件設定部15により設定された短絡開放の回数を、短絡開放検出部11が検出した際に、第2の入熱期間の溶接電流を低減する制御を行う。   The output control unit 12 controls the welding output by outputting a control signal to the switching unit 4. When the short-circuit control unit 13 determines that the short-circuit / arc detection unit 10 is in the short-circuit state, the short-circuit control unit 13 controls the short-circuit current that is the welding current during the short-circuit period. When it is determined that the short circuit / arc detection unit 10 is in the arc state, the arc control unit 14 controls the arc current that is the welding current during the arc period. The arc control unit 14 performs control to reduce the welding current during the second heat input period when the short-circuit open detection unit 11 detects the number of short-circuit opens set by the welding condition setting unit 15.

ワイヤ送給速度制御部16は、ワイヤ送給部25を制御して溶接ワイヤ22の送給速度を制御する。ワイヤ送給速度検出部17は、ワイヤ送給速度を検出する。演算部18は、ワイヤ送給速度検出部17からの信号に基づいて、所定時間や溶接ワイヤ22の送給量の積算量を演算する。正送/逆送切替タイミング制御部19は、演算部18からの信号に基づいて、溶接ワイヤ22の送給の、正送から逆送への切り替えタイミングを遅らせる制御信号や、逆送から正送への切り替えタイミングを遅らせる制御信号を出力する。   The wire feed speed control unit 16 controls the wire feed unit 25 to control the feed speed of the welding wire 22. The wire feed speed detector 17 detects the wire feed speed. Based on the signal from the wire feed speed detection unit 17, the calculation unit 18 calculates an integrated amount of the feed amount of the welding wire 22 for a predetermined time. The forward / reverse switching timing control unit 19 controls the control signal for delaying the switching timing of the feeding of the welding wire 22 from the normal feeding to the reverse feeding based on the signal from the calculation unit 18 or the reverse feeding to the normal feeding. A control signal for delaying the switching timing to is output.

アーク溶接装置20には、溶接条件設定部15と、ワイヤ送給部25が接続されている。溶接条件設定部15は、アーク溶接装置20に溶接条件を設定するために用いられる。ワイヤ送給部25は、ワイヤ送給速度制御部16からの信号に基づいて、溶接ワイヤ22の送給の制御を行う。
アーク溶接装置20の溶接出力は、溶接チップ24を介して溶接ワイヤ22に供給される。そして、アーク溶接装置20の溶接出力により、溶接ワイヤ22と被溶接物21との間にアーク23を発生させて溶接を行う。
A welding condition setting unit 15 and a wire feeding unit 25 are connected to the arc welding apparatus 20. The welding condition setting unit 15 is used for setting welding conditions in the arc welding apparatus 20. The wire feeding unit 25 controls the feeding of the welding wire 22 based on a signal from the wire feeding speed control unit 16.
The welding output of the arc welding apparatus 20 is supplied to the welding wire 22 via the welding tip 24. Then, welding is performed by generating an arc 23 between the welding wire 22 and the workpiece 21 by the welding output of the arc welding apparatus 20.

次に、以上のように構成されたアーク溶接装置20の動作について、図1を用いて説明する。   Next, operation | movement of the arc welding apparatus 20 comprised as mentioned above is demonstrated using FIG.

図1は、本実施の形態における消耗電極式のアーク溶接制御方法による出力波形を示す図である。短絡期間Tsとアーク期間Taとを交互に繰り返すアーク溶接における、溶接電流Awと、溶接電圧Vwの時間変化、溶接ワイヤ22の送給速度Wfの時間変化、溶接ワイヤ22の溶滴移行状態Wwの模式図(a〜h)を示している。   FIG. 1 is a diagram showing an output waveform by the consumable electrode type arc welding control method in the present embodiment. In arc welding in which the short-circuit period Ts and the arc period Ta are alternately repeated, the time change of the welding current Aw and the welding voltage Vw, the time change of the feeding speed Wf of the welding wire 22, and the droplet transfer state Ww of the welding wire 22 Schematic diagrams (a to h) are shown.

まず図1において、溶滴移行状態Wwにおける(a)では、溶接ワイヤ22と被溶接物21との短絡が発生してから溶接ワイヤ22の溶滴を被溶接物21上の図示しない溶融プールに移行させている。また(a)における溶接電流Awは、短絡期間Tsの短絡状態を開放させるために時間の経過に伴って溶接電流を増加するように制御される。   First, in FIG. 1, in (a) in the droplet transfer state Ww, after a short circuit occurs between the welding wire 22 and the workpiece 21, the droplet of the welding wire 22 is transferred to a molten pool (not shown) on the workpiece 21. I am migrating. Further, the welding current Aw in (a) is controlled so as to increase the welding current with the passage of time in order to open the short circuit state in the short circuit period Ts.

そして、この増加形態としては、例えば、図1に示すように、まず短絡期間Tsにおいて、第1の電流増加傾きAws1で増加し、その後、第1の電流増加傾きAws1よりも傾きが緩やかな第2の電流増加傾きAws2で増加させる。そして、第1の電流増加傾きAws1から第2の電流増加傾きAws2に切り替わる時の電流値を屈曲点と呼ぶ。   As an increase mode, for example, as shown in FIG. 1, first, in the short-circuit period Ts, the first current increase slope Aws1 increases, and then the first current increase slope Aws1 has a gentler slope than the first current increase slope Aws1. The current increase slope Aws2 is 2. The current value at the time of switching from the first current increase slope Aws1 to the second current increase slope Aws2 is referred to as a bending point.

また、溶接ワイヤの送給は、溶接ワイヤ送給速度Wfで送給され、正送と逆方向を繰り返すように制御される。被溶接物21へ向かう方向に行う送給は正送であり、また、正送と逆方向に行う送給は逆送である。これらを交互に、所定の周期Wtと所定の振幅Waでワイヤ送給速度を変化させ、周期的に溶接ワイヤ22を送給する。Wapは正送の振幅、Wtpは正送の周期であり、Wanは逆送の振幅、Wtnは逆送の周期である。(a)における溶接ワイヤ送給速度Wfは、短絡期間Tsの短絡状態を開放させるために逆送となる。   Further, the feeding of the welding wire is fed at the welding wire feeding speed Wf, and is controlled so as to repeat the forward feeding and the reverse direction. Feeding performed in the direction toward the workpiece 21 is forward feeding, and feeding performed in the direction opposite to the forward feeding is reverse feeding. Alternately, the wire feeding speed is changed at a predetermined cycle Wt and a predetermined amplitude Wa, and the welding wire 22 is periodically fed. Wap is the forward feed amplitude, Wtp is the forward feed cycle, Wan is the reverse feed amplitude, and Wtn is the reverse feed cycle. The welding wire feed speed Wf in (a) is reverse feed in order to open the short circuit state in the short circuit period Ts.

次に(b)における溶接電圧Vwが上昇することにより短絡開放が判定される。この時の(b)における溶滴移行状態Wwは、ピンチ効果により溶接ワイヤ22の先端側のくびれ現象が生じて溶滴を移行させ、短絡状態から開放される。そして(c)から(d)における溶接電流Awの制御は、アーク期間Taにおいて所定のピーク電流値Awa1まで溶接電流を増加する。これにより、(c)から(d)の溶滴移行状態Wwは、溶接ワイヤ22の先端の溶融速度が高められ、溶滴を形成し成長させるこの成長した溶滴が再び短絡することで、溶接ビードを形成する。   Next, when the welding voltage Vw in (b) rises, a short circuit open is determined. The droplet transfer state Ww in (b) at this time causes a constriction phenomenon on the distal end side of the welding wire 22 due to the pinch effect to transfer the droplet and release from the short circuit state. The control of the welding current Aw from (c) to (d) increases the welding current to a predetermined peak current value Awa1 during the arc period Ta. Thereby, in the droplet transfer state Ww from (c) to (d), the melting rate of the tip of the welding wire 22 is increased, and the grown droplet that forms and grows the droplet is short-circuited again, so that the welding is performed. Form a bead.

(b)時に短絡開放を判定した後、(c)、(d)において溶接ワイヤ送給速度Wfの制御は短絡を促進するために正送である。通常は(a)、(b)、(c)、(d)を経由する、短絡期間Tsとアーク期間Taとを含む第1の入熱期間Thのみを複数回繰り返すことで溶接を行っている。   (B) After determining short-circuit opening at time, in (c) and (d), the control of the welding wire feed speed Wf is forward feeding in order to promote the short-circuit. Usually, welding is performed by repeating only the first heat input period Th including the short-circuit period Ts and the arc period Ta via a plurality of times (a), (b), (c), and (d). .

しかし、本実施の形態では、図1における(a)、(b)、(c)、(d)を経由する第1の入熱期間Thと、第1の入熱期間Thより入熱量が低い(e)(f)、(g)、(h)を経由する第2の入熱期間Tcとを周期的に繰り返して溶接を行うことで被溶接物21に対する入熱量を低減する。例えば図1のように、第1の入熱期間Thにおいて、(a)、(b)、(c)、(d)を経て溶接ワイヤ22の先端の溶滴を成長させたのち、図1の溶接電圧Vwにより溶接ワイヤ22と被溶接物21との間の次の短絡発生を検出すると、(e)において溶滴移行状態Wwは、(a)の溶滴移行状態Wwと同様に、溶接ワイヤ22の溶滴を溶融プールに移行させる。   However, in the present embodiment, the heat input amount is lower than the first heat input period Th passing through (a), (b), (c), and (d) in FIG. 1 and the first heat input period Th. (E) The amount of heat input to the workpiece 21 is reduced by performing welding by periodically repeating the second heat input period Tc via (f), (g), and (h). For example, as shown in FIG. 1, in the first heat input period Th, after the droplets at the tip of the welding wire 22 are grown through (a), (b), (c), and (d), FIG. When the next short-circuit occurrence between the welding wire 22 and the workpiece 21 is detected by the welding voltage Vw, the droplet transfer state Ww in (e) is similar to the droplet transfer state Ww in (a). Twenty-two droplets are transferred to the molten pool.

(e)における溶接電流Awは、(a)における溶接電流Awの増加形態と同様に、短絡状態を開放させるために時間の経過に伴って溶接電流を増加するように制御される。また、短絡開放を促すために溶接ワイヤ送給速度Wfを逆送にて制御する。   The welding current Aw in (e) is controlled so as to increase the welding current with the passage of time in order to open the short-circuit state, similarly to the form of increase in the welding current Aw in (a). Further, the welding wire feeding speed Wf is controlled by reverse feeding in order to promote the opening of the short circuit.

さらに(f)における溶接電圧Vwが短絡開放を判定したときの溶滴移行状態Wwは、(b)における溶滴移行状態Wwと同様に、ピンチ効果により溶接ワイヤ22の先端にくびれ現象が生じて溶滴を溶融プールへ移行させ、短絡状態から開放される。そして、(g)から(h)における溶接電流Awを、溶接ワイヤ22と被溶接物21との間の次の短絡が発生するまで、第1の入熱期間Thのアーク期間Taのピーク電流Awa1よりも低い電流に制御する。   Further, the droplet transfer state Ww when the welding voltage Vw in (f) determines that the short circuit is opened is similar to the droplet transfer state Ww in (b), and a constriction phenomenon occurs at the tip of the welding wire 22 due to the pinch effect. The droplet is transferred to the molten pool and released from the short-circuit state. Then, the welding current Aw from (g) to (h) is used for the peak current Awa1 during the arc period Ta of the first heat input period Th until the next short circuit between the welding wire 22 and the workpiece 21 occurs. Control to a lower current.

これにより第2の入熱期間Tcの入熱量を低減することができる。第2の入熱期間Tcにおけるアーク期間Taはピーク電流Awc1を出力した後、ベース電流Awc2を出力する。本実施の形態1では、アーク長は電流波形Awに依存する。アーク溶接時のアーク長は、予め設定されるアーク長調整値に基づき制御される。アーク長調整値は、第1のアーク長調整値から成り、第2の入熱量が設定される第2の入熱期間Tcにおけるピーク電流Awc1及びベース電流Awc2等の溶接パラメータ、または第2の入熱期間Tcのアーク期間Taの溶接電流Awの平均値を第1のアーク長調整値と呼ぶ。
この第1のアーク長調整値は、例えば予め実験的に求める。なお、第1のアーク長調整値は、溶接継ぎ手や板厚に対応するように、求めても良い。
Thereby, the heat input amount in the second heat input period Tc can be reduced. During the arc period Ta in the second heat input period Tc, the base current Awc2 is output after the peak current Awc1 is output. In the first embodiment, the arc length depends on the current waveform Aw. The arc length during arc welding is controlled based on a preset arc length adjustment value. The arc length adjustment value includes the first arc length adjustment value, and includes welding parameters such as peak current Awc1 and base current Awc2 in the second heat input period Tc in which the second heat input amount is set, or the second input heat input. The average value of the welding current Aw during the arc period Ta during the heat period Tc is referred to as a first arc length adjustment value.
The first arc length adjustment value is obtained experimentally in advance, for example. The first arc length adjustment value may be obtained so as to correspond to the weld joint and the plate thickness.

この第1のアーク長調整値により、第2の入熱期間のアーク期間の溶接電流Awを第1の入熱期間Thのアーク期間Taの溶接電流Awよりも低減することにより、第2の入熱期間Tcのアーク期間Taの入熱量を第1の入熱期間Thの第1の入熱量に対して低い第2の入熱量とするものである。   By reducing the welding current Aw in the arc period of the second heat input period from the welding current Aw in the arc period Ta of the first heat input period Th by the first arc length adjustment value, The heat input amount during the arc period Ta during the heat period Tc is set to a second heat input amount that is lower than the first heat input amount during the first heat input period Th.

被溶接物21が薄板(例えば板厚が0.6mm以上、1.0mm以下)の施工のように入熱量過多やギャップによる溶け落ちが課題となる場合は、第2の入熱期間Tcのアーク期間Taの溶接電流Awの平均値からなる第1のアーク長調整値を第1の入熱期間Thのアーク期間Taの溶接電流Awよりも20%以上40%以下、好ましくは30%程度に低減する。このようにして、第2の入熱期間Tcのアーク期間Taでの溶接電流Aw(Awc1、Awc2)の平均値を30A以上150A以下、好ましくは40A以上120A以下の範囲に設定し、低入熱化させるのが好ましい。   When the work 21 is thin (for example, a plate thickness of 0.6 mm or more and 1.0 mm or less) and excessive heat input or melting due to a gap becomes a problem, the arc of the second heat input period Tc The first arc length adjustment value consisting of the average value of the welding current Aw during the period Ta is reduced to 20% to 40%, preferably about 30%, compared with the welding current Aw during the arc period Ta during the first heat input period Th. To do. In this way, the average value of the welding current Aw (Awc1, Awc2) in the arc period Ta of the second heat input period Tc is set in the range of 30 A to 150 A, preferably 40 A to 120 A, and the low heat input. It is preferable to make it.

なお、第2の入熱期間Tcのアーク期間Taのベース電流Awc2としての第1のアーク長調整値は25A以上である。この範囲よりベース電流Awc2が低いとアーク切れが頻発しアーク不安定となる。また、ピーク電流Awc1よりベース電流Awc2が高いと被溶接物21の溶け落ちの抑制効果が薄くなる。また、第2の入熱期間Tcのアーク期間Taの溶接電流Awの平均値が150Aを超えると入熱過多による溶接ワイヤ22の燃え上がりによりアーク長が長くなると共に被溶接物21の溶け落ちが発生し易くなる。   The first arc length adjustment value as the base current Awc2 in the arc period Ta of the second heat input period Tc is 25 A or more. If the base current Awc2 is lower than this range, arc breaks occur frequently and the arc becomes unstable. Further, when the base current Awc2 is higher than the peak current Awc1, the effect of suppressing the burnout of the work piece 21 is reduced. In addition, when the average value of the welding current Aw in the arc period Ta of the second heat input period Tc exceeds 150 A, the arc length is increased due to the excessive heat input and the welding wire 21 is burned out. It becomes easy to do.

したがって、適切な範囲にて制御することで溶け落ちの抑制でき、また入熱が低減されることによりひずみの発生が抑制され、またギャップに対する裕度であるギャップ裕度の拡大の効果が得られる。   Therefore, by controlling within an appropriate range, burn-out can be suppressed, and by reducing heat input, the occurrence of strain is suppressed, and the effect of increasing the gap tolerance, which is the tolerance for the gap, can be obtained. .

また、周期的なアークを安定させるために第1の入熱期間Thの短絡期間Tsの電流増加傾きAws1、第2の電流増加傾きAws2、屈曲点および第2の入熱期間Tcの短絡期間Tsの電流増加傾きAws1、第2の電流増加傾きAws2、屈曲点のうちどれか一つ以上を変化させて短絡開放を促進する事でアーク期間Taのアークを安定させる。例えば、短絡期間Tsの屈曲点を200A以上400A以下の範囲に設定し、制御する事が好ましい。より好ましくは300Aである。   Further, in order to stabilize the periodic arc, the current increase gradient Aws1 and the second current increase gradient Aws2 in the short circuit period Ts of the first heat input period Th, the inflection point, and the short circuit period Ts of the second heat input period Tc. The arc in the arc period Ta is stabilized by changing one or more of the current increase slope Aws1, the second current increase slope Aws2, and the bending point to promote short circuit opening. For example, it is preferable to set and control the bending point of the short-circuit period Ts in a range of 200 A to 400 A. More preferably, it is 300A.

この屈曲点が200Aより低いと、例えば第2の入熱期間Tcにおける溶接ワイヤに与える入熱量が低下し、アーク長が短くなった時、円滑に短絡が開放されず、アークが不安定となる。反対に、この400Aより高く設定すると、溶滴を移行させる瞬間の入熱量が大きくなるため、スパッタが増加する。なお被溶接物21や溶接ワイヤ22としての溶接対象の材料は、軟鋼、ステンレス、ハイテン材、アルミ材などに適用可能で、ハイテン(高張力鋼板)材は熱がこもり易く、被溶接物21の溶け落ち等が顕著に生じやすいため特に有効である。   When this bending point is lower than 200 A, for example, the amount of heat input to the welding wire in the second heat input period Tc decreases, and when the arc length is shortened, the short circuit is not smoothly opened and the arc becomes unstable. . On the other hand, if it is set higher than 400A, the amount of heat input at the moment of transferring the droplet increases, so that spatter increases. The material to be welded as the workpiece 21 and the welding wire 22 can be applied to mild steel, stainless steel, high-tensile material, aluminum material, and the like. It is particularly effective because it is likely to cause burnout and the like.

なお、第1の入熱期間Thと、第1の入熱期間Thより入熱量が低い第2の入熱期間Tcとを周期的に繰り返すとは、一つ以上の第1の入熱期間Thと、一つ以上の第2の入熱期間Tcが含まれて繰り返すものであれば良い。
例えば、複数の第1の入熱期間Thと、複数の連続する第1の入熱期間Thの回数よりも少ない複数の第2の入熱期間Tcを繰り返すもの、複数の第1の入熱期間Thと、一つの第2の入熱期間Tcを繰り返すもの、一つの第1の入熱期間Thと、一つの第2の入熱期間Tcを繰り返すものであっても良い。
(実施の形態2)
本実施の形態2は、外乱の影響を抑制したアーク長を制御する方法に関する。
本実施の形態2において、実施の形態1と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態1と異なる主な点は、アーク長調整値は、さらに第2のアーク長調整値を含み、第2のアーク長調整値として電圧を設定して制御する事である。図3を用いて動作について説明する。
Note that periodically repeating the first heat input period Th and the second heat input period Tc having a lower heat input amount than the first heat input period Th is one or more first heat input periods Th. As long as one or more second heat input periods Tc are included and repeated.
For example, a plurality of first heat input periods Th and a plurality of second heat input periods Tc that are less than the number of consecutive first heat input periods Th, a plurality of first heat input periods Th It may be one that repeats Th and one second heat input period Tc, one that repeats one first heat input period Th, and one second heat input period Tc.
(Embodiment 2)
The second embodiment relates to a method for controlling the arc length in which the influence of disturbance is suppressed.
In the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The main difference from the first embodiment is that the arc length adjustment value further includes a second arc length adjustment value, and is controlled by setting a voltage as the second arc length adjustment value. The operation will be described with reference to FIG.

実施の形態2では、定電圧制御を行う設定平均溶接電圧Vsを設け、アーク長調整値の第2のアーク長調整値として溶接条件設定部15に設定平均溶接電圧Vsを設定し、溶接電圧検出部8にてアーク溶接中の溶接電圧Vwを検出する。なお、第1の入熱期間Thおよび第2の入熱期間Tcにおける第2のアーク長調整値としての設定平均溶接電圧Vsは、例えば実験的に予め求める。   In the second embodiment, a set average welding voltage Vs for performing constant voltage control is provided, the set average welding voltage Vs is set in the welding condition setting unit 15 as a second arc length adjustment value of the arc length adjustment value, and welding voltage detection is performed. A welding voltage Vw during arc welding is detected at part 8. The set average welding voltage Vs as the second arc length adjustment value in the first heat input period Th and the second heat input period Tc is obtained in advance experimentally, for example.

設定された設定平均溶接電圧Vsに対応する平均溶接電圧が出力されるように、定電圧制御を行う。設定平均溶接電圧Vsと出力される平均溶接電圧とに差が生じる場合は、第2の入熱期間Tcで入熱量の低減を実施しているため、出力される平均溶接電圧は、主に第1の入熱期間Thの溶接電流Aw等の溶接パラメータが支配的である。そのため、出力される平均溶接電圧に対して支配的となる第1の入熱期間Thの溶接パラメータを主として調整し制御することが好ましい。   Constant voltage control is performed so that an average welding voltage corresponding to the set average welding voltage Vs is output. When there is a difference between the set average welding voltage Vs and the output average welding voltage, the amount of heat input is reduced in the second heat input period Tc. The welding parameters such as the welding current Aw in the heat input period Th of 1 are dominant. Therefore, it is preferable to mainly adjust and control the welding parameter of the first heat input period Th that is dominant with respect to the output average welding voltage.

設定平均溶接電圧Vsと出力される平均溶接電圧とに差が生じる場合は、アーク溶接中に、第1の入熱期間Thにおける、第1の入熱期間Thの短絡期間Tsの屈曲点の変更を行う。さらに、第1の入熱期間Thにおける、アーク期間Taの所定のピーク電流Awa1、ピーク電流Awa1の継続時間Awt1、ベース電流Awa2、およびベース電流Awa2の継続時間Awt2のいずれかの変更を行う。さらに、第2の溶接入熱期間Tcにおける短絡期間Tsの屈曲点、の変更を行う。さらに、第2の溶接入熱期間Tcにおけるアーク期間Taの所定のピーク電流Awc1、ベース電流Awc2、ピーク電流Awc1の継続時間Awt2、ベース電流Awc2の継続時間Awt3のいずれかの変更を行う。さらに溶接ワイヤ送給速度Wfの正送の振幅Wap、逆送の振幅Wan、正送の周期Wtp、および逆送の周期Wtnのいずれかの変更を行う。   When there is a difference between the set average welding voltage Vs and the output average welding voltage, a change in the bending point of the short-circuit period Ts of the first heat input period Th during the first heat input period Th during arc welding. I do. Further, any one of the predetermined peak current Awa1, the duration Awt1 of the peak current Awa1, the base current Awa2, and the duration Awt2 of the base current Awa2 in the first heat input period Th is changed. Furthermore, the bending point of the short circuit period Ts in the second welding heat input period Tc is changed. Further, any one of predetermined peak current Awc1, base current Awc2, duration Awt2 of peak current Awc1, and duration Awt3 of base current Awc2 in arc period Ta in second welding heat input period Tc is changed. Further, any one of the forward feed amplitude Wap, the reverse feed amplitude Wan, the forward feed cycle Wtp, and the reverse feed cycle Wtn of the welding wire feed speed Wf is changed.

例えば、短絡開放に影響する第1の入熱期間Thの短絡期間Tsの屈曲点を、溶接条件設定部15に設定された値に対して、20A以上50A以下の範囲で変化させ、設定平均溶接電圧Vsに対応する平均溶接電圧の出力が低い場合は、屈曲点を上げて、設定平均溶接電圧Vsに対応する平均溶接電圧の出力が高い場合は、屈曲点を下げる。これにより、短絡状態が開放されやすく成り、短絡の開放がされアーク長が長くなった時でも溶滴移行時の入熱量を低減できるため、スパッタ発生を抑制できる。   For example, the bending point of the short-circuit period Ts of the first heat input period Th that affects the short-circuit opening is changed within a range of 20 A or more and 50 A or less with respect to the value set in the welding condition setting unit 15, and set average welding When the average welding voltage output corresponding to the voltage Vs is low, the bending point is raised, and when the average welding voltage output corresponding to the set average welding voltage Vs is high, the bending point is lowered. Thereby, the short circuit state is easily opened, and even when the short circuit is opened and the arc length is increased, the amount of heat input at the time of droplet transfer can be reduced, so that the generation of spatter can be suppressed.

さらに、アーク期間Taにおけるアークの広がりの変動が大きい場合は、第1の入熱期間Thのアーク期間Taにおけるピーク電流Awa1およびベース電流Awa2を、溶接条件設定部15に設定された値に対して、10A以上50A以下の範囲で変化させる。また設定平均溶接電圧Vsに対応する平均溶接電圧の出力が低い場合は、第1の入熱期間Thにおける、ピーク電流Awa1およびベース電流Awa2を上げる。設定平均溶接電圧Vsに対応する平均溶接電圧の出力が高い場合は、ピーク電流Awa1およびベース電流Awa2を下げる。   Furthermore, when the fluctuation of the arc spread in the arc period Ta is large, the peak current Awa1 and the base current Awa2 in the arc period Ta of the first heat input period Th are set to values set in the welding condition setting unit 15. It is changed within the range of 10A to 50A. When the average welding voltage output corresponding to the set average welding voltage Vs is low, the peak current Awa1 and the base current Awa2 are increased in the first heat input period Th. When the output of the average welding voltage corresponding to the set average welding voltage Vs is high, the peak current Awa1 and the base current Awa2 are lowered.

これにより、外乱の影響を抑え、アークの広がりの変動が抑制され、溶接ワイヤ22の先端の溶融速度が安定し、アーク長が安定する。
また、第2の入熱期間Tcによる低入熱効果を維持しつつ、外乱の影響を抑えて、アーク長が安定する。
Thereby, the influence of disturbance is suppressed, the fluctuation of the spread of the arc is suppressed, the melting speed of the tip of the welding wire 22 is stabilized, and the arc length is stabilized.
Further, while maintaining the low heat input effect due to the second heat input period Tc, the influence of disturbance is suppressed and the arc length is stabilized.

またさらに、屈曲点、ピーク電流Awa1およびベース電流Awa2にて、設定平均溶接電圧Vsに対応する平均溶接電圧の出力の調整がしきれない場合は、溶接ワイヤ送給速度Wfにて、設定平均溶接電圧Vsに対応する平均溶接電圧の出力の調整を行うことが好ましい。言い換えると溶接ワイヤ送給速度Wfを屈曲点、ピーク電流Awa1およびベース電流Awa2に対して優先して、変更しない事が好ましい。   Furthermore, when the output of the average welding voltage corresponding to the set average welding voltage Vs cannot be adjusted with the bending point, peak current Awa1 and base current Awa2, the set average welding is performed at the welding wire feed speed Wf. It is preferable to adjust the output of the average welding voltage corresponding to the voltage Vs. In other words, it is preferable not to change the welding wire feed speed Wf in preference to the bending point, the peak current Awa1 and the base current Awa2.

例えば、設定平均溶接電圧Vsに対応する平均溶接電圧の出力が低い場合は、アーク長が短くなったと判断し、逆送の振幅Wanまたは逆送の周期Wtnを増加、もしくは正送の振幅Wapまたは正送の周期Wtpを減少させる。また、設定平均溶接電圧Vsに対応する平均溶接電圧の出力が高い場合は、アークが長くなったと判断し、逆送の振幅Wanまたは逆送の周期Wtnを減少、もしくは正送の振幅Wapまたは正送の周期Wtpを増加させる。これにより、アーク長が安定する。   For example, when the output of the average welding voltage corresponding to the set average welding voltage Vs is low, it is determined that the arc length is shortened, and the reverse feed amplitude Wan or the reverse feed cycle Wtn is increased, or the forward feed amplitude Wap or The forward cycle Wtp is decreased. If the output of the average welding voltage corresponding to the set average welding voltage Vs is high, it is determined that the arc has become longer, and the reverse feed amplitude Wan or the reverse feed cycle Wtn is decreased, or the forward feed amplitude Wap or the forward feed The transmission cycle Wtp is increased. Thereby, the arc length is stabilized.

しかし、溶接ワイヤ送給速度Wfを溶接電流Awの屈曲点、ピーク電流Awa1およびベース電流Awa2等に対して優先して単独で変更してしまうと、設定平均溶接電圧Vsに対応する平均溶接電圧の出力が低い場合は、アーク長が短くなったと判断し、相対的に、逆送の振幅Wanまたは逆送の周期Wtnを増加、もしくは正送の振幅Wapまたは正送の周期Wtpを減少させすぎてしまうことになる。これにより、溶着量が減少するため、ビードが形成され難くなる。   However, if the welding wire feed speed Wf is changed solely in preference to the bending point of the welding current Aw, the peak current Awa1 and the base current Awa2, etc., the average welding voltage corresponding to the set average welding voltage Vs will be reduced. If the output is low, it is determined that the arc length has become shorter, and the reverse feed amplitude Wan or the reverse feed cycle Wtn is relatively increased, or the forward feed amplitude Wap or the forward feed cycle Wtp is decreased too much. Will end up. Thereby, since the amount of welding decreases, it becomes difficult to form a bead.

反対に、設定平均溶接電圧Vsに対応する平均溶接電圧の出力が高い場合は、アークが長くなったと判断し、相対的に、逆送の振幅Wanまたは逆送の周期Wtnを減少、もしくは正送の振幅Wapまたは正送の周期Wtpを増加させすぎてしまうことになり、入熱量を低下させている第2の入熱期間Tcにて、溶接ワイヤを溶融させるための入熱量が不足し、アーク長が安定しなくなる。   On the other hand, if the output of the average welding voltage corresponding to the set average welding voltage Vs is high, it is determined that the arc has become longer, and the reverse feed amplitude Wan or the reverse feed cycle Wtn is relatively reduced or forward fed. In the second heat input period Tc in which the heat input is decreased, the heat input for melting the welding wire is insufficient, and the arc is increased. The length becomes unstable.

以上のように、第2のアーク長調整値としての設定平均溶接電圧を設定し、設定された設定平均溶接電圧Vsに対応する平均溶接電圧が出力されるように、定電圧制御を行う。設定平均溶接電圧Vsと出力される平均溶接電圧とに差が生じる場合は、アーク溶接中に、第1の入熱期間Thの短絡期間Tsの屈曲点、さらに、第1の入熱期間Thのアーク期間Taにおける、所定のピーク電流Awa1、ピーク電流Awa1の継続時間Awt1、ベース電流Awa2、およびベース電流Awa2の継続時間Awt2、のいずれか一つ以上の変更を行う。   As described above, the set average welding voltage as the second arc length adjustment value is set, and constant voltage control is performed so that the average welding voltage corresponding to the set average welding voltage Vs is output. When there is a difference between the set average welding voltage Vs and the output average welding voltage, during arc welding, the bending point of the short-circuit period Ts of the first heat input period Th and further the first heat input period Th At least one of a predetermined peak current Awa1, a duration Awt1 of the peak current Awa1, a base current Awa2, and a duration Awt2 of the base current Awa2 in the arc period Ta is changed.

このことにより、溶接ワイヤ22の突出長さに対応した入熱を与え、設定平均溶接電圧Vsに対応する平均溶接電圧が出力されるように、平均溶接電圧を上述の電流波形Awの溶接パラメータを用いて調整することにより、例えば溶接継ぎ手や板厚に対応した設定平均電圧Vwで定電圧制御を行うことが出来、板厚やギャップ等のバラツキが生じる場合であっても、外乱の影響を抑えアーク長が安定する。   As a result, the heat input corresponding to the protruding length of the welding wire 22 is applied, and the average welding voltage is set to the welding parameter of the current waveform Aw so that the average welding voltage corresponding to the set average welding voltage Vs is output. By using and adjusting, for example, constant voltage control can be performed with the set average voltage Vw corresponding to the weld joint and plate thickness, and even if variations such as plate thickness and gap occur, the influence of disturbance is suppressed. The arc length is stabilized.

例えば、被溶接物21の溶接長が長く、板厚やギャップにバラつきがあり、溶接中にアーク長が大きく変化するような、被溶接物21に対する狙いずれ等の外乱が生じる場合においても、上述の定電圧制御を行っているため、アークを安定させることができる。特に、ハイテン(高張力鋼)材のように熱がこもりやすく、溶け落ちが発生しやすい施工に有効であり、入熱が低減されるため、ひずみの発生が抑制され、溶接品質の向上に繋げる事ができる。
(実施の形態3)
本実施の形態3は外乱の影響を抑制したアーク長の制御方法に関する。
本実施の形態3において、実施の形態1、2と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態1、2と異なる主な点は、第1の入熱期間Thおよび第2の入熱期間Tcそれぞれに第2のアーク長調整値として設定平均溶接電圧を設定して制御する点である。
For example, even in the case where a disturbance such as a target with respect to the work piece 21 occurs such that the weld length of the work piece 21 is long, the thickness or gap varies, and the arc length greatly changes during welding, the above-described problem occurs. Since the constant voltage control is performed, the arc can be stabilized. In particular, it is effective for construction where heat tends to be trapped and melts easily like high-tensile (high-strength steel) materials, and heat input is reduced, so the generation of strain is suppressed, leading to improved welding quality. I can do things.
(Embodiment 3)
The third embodiment relates to an arc length control method in which the influence of disturbance is suppressed.
In the third embodiment, the same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The main difference from the first and second embodiments is that the set average welding voltage is set and controlled as the second arc length adjustment value in each of the first heat input period Th and the second heat input period Tc. is there.

実施の形態3では、第2のアーク長調整値として、溶接条件設定部15に第1の入熱期間Th、第2の入熱期間Tcそれぞれに対応した図示しない所定の設定平均溶接電圧を設定する。設定する設定平均溶接電圧は、例えば予め実験的に求める。   In Embodiment 3, as the second arc length adjustment value, a predetermined set average welding voltage (not shown) corresponding to each of the first heat input period Th and the second heat input period Tc is set in the welding condition setting unit 15. To do. The set average welding voltage to be set is experimentally obtained in advance, for example.

そして、溶接電圧検出部8にてアーク溶接中の溶接電圧の検出を第1の入熱期間Th、第2の入熱期間Tcそれぞれで行い、所望の平均溶接電圧となるようにアーク溶接中に電流波形Awを変化させ制御する。なお、電流波形Awの変化させる箇所は実施の形態2と同様である。   The welding voltage detection unit 8 detects the welding voltage during arc welding in each of the first heat input period Th and the second heat input period Tc, and during arc welding so as to obtain a desired average welding voltage. The current waveform Aw is changed and controlled. The part where the current waveform Aw is changed is the same as in the second embodiment.

このように、第1の入熱期間Thと第2の入熱期間Tcのそれぞれに個別に第2のアーク長調整値を有し、第1の入熱期間Thと第2の入熱期間Tcのそれぞれの入熱期間でアーク長がそれぞれ一定となるように制御する。また、第2のアーク長調整値は、第1の入熱期間Thに対応する第1の設定平均溶接電圧と第2の入熱期間に対応する第2の設定平均溶接電圧であり定電圧制御を行うものである。   Thus, each of the first heat input period Th and the second heat input period Tc has the second arc length adjustment value individually, and the first heat input period Th and the second heat input period Tc. The arc length is controlled to be constant during each heat input period. The second arc length adjustment value is a first set average welding voltage corresponding to the first heat input period Th and a second set average welding voltage corresponding to the second heat input period, and constant voltage control. Is to do.

これにより、第1の入熱期間Thおよび第2の入熱期間Tcそれぞれで溶接時の入熱量を管理できるため、ユーザが実施する第1の入熱期間Thおよび第2の入熱期間Tcそれぞれの第2のアーク長調整値の調整裕度が向上する。
本実施の形態では、入熱量の異なる第1の入熱期間Thと第2の入熱期間Tcを用いるため、定電圧制御に一つの平均移動電圧を用いるのは好ましくない。言い換えると、第1の入熱期間Thと第2の入熱期間Tcそれぞれでの平均移動電圧を用いることが好ましい。
Thereby, since the heat input amount at the time of welding can be managed in each of the first heat input period Th and the second heat input period Tc, each of the first heat input period Th and the second heat input period Tc performed by the user is performed. The adjustment margin of the second arc length adjustment value is improved.
In the present embodiment, since the first heat input period Th and the second heat input period Tc having different heat input amounts are used, it is not preferable to use one average moving voltage for constant voltage control. In other words, it is preferable to use the average moving voltage in each of the first heat input period Th and the second heat input period Tc.

特に、第2の入熱期間Tcのアーク期間Taで入熱量の低減を実施しているため、溶接時のアーク長は、第1の入熱期間Thの入熱量が支配的である。
そのため、アーク溶接中の溶接電圧Vwの検出を第1の入熱期間Thと第2の入熱期間Tcそれぞれに実施し、アーク長を高精度に制御する事ができる。なお、入熱量に対して支配的となる第1の入熱期間Thおける第2のアーク長調整値を主として調整しても良い。
In particular, since the amount of heat input is reduced during the arc period Ta of the second heat input period Tc, the heat input during the first heat input period Th is dominant in the arc length during welding.
Therefore, the welding voltage Vw during arc welding can be detected in each of the first heat input period Th and the second heat input period Tc, and the arc length can be controlled with high accuracy. Note that the second arc length adjustment value in the first heat input period Th that is dominant with respect to the heat input may be mainly adjusted.

第2のアーク長調整値の調整裕度が向上することにより、溶接の条件出しの作業工数が削減されるため、生産性の向上に繋げる事ができる。また、アーク長の調整が細かく行うことが出来、入熱量の低減を高精度に実施可能なため、被溶接物21の溶け落ちやひずみの発生の抑制が図られる。   Since the adjustment margin of the second arc length adjustment value is improved, the number of work man-hours for setting the welding conditions is reduced, which can lead to an improvement in productivity. Further, since the arc length can be finely adjusted and the amount of heat input can be reduced with high accuracy, the welded material 21 can be prevented from being burned out or distorted.

以上のように、本発明によれば、短絡とアークを繰り返す短絡溶接において、第1の入熱期間Thと第1の入熱期間Thより入熱量の低い第2の入熱期間Tcとを周期的に繰り返すことで、安定したアークを維持しつつ低入熱化を図ることができるため、薄板溶接の溶け落ち抑制及びギャップ裕度の向上が実現できる。   As described above, according to the present invention, in short-circuit welding in which a short circuit and an arc are repeated, the first heat input period Th and the second heat input period Tc having a lower heat input than the first heat input period Th are cycled. Since the heat input can be reduced while maintaining a stable arc, it is possible to realize the suppression of the burn-out of the thin plate welding and the improvement of the gap tolerance.

このように、一つ以上の第1の入熱期間Thと、第1の入熱期間Thより入熱量の低い一つ以上の第2の入熱期間Tcとを設定し、繰り返すことにより、低入熱のための入熱量の切替えが細かく設定できる。また、低入熱化を行うとともに、ビード幅の変化を抑制して、良好なビード外観を得ることができる。また、本発明の短絡アーク溶接は、パルスアーク溶接に対して入熱量が小さく、アーク長の短縮、入熱量の低減が可能である。   Thus, by setting and repeating one or more first heat input periods Th and one or more second heat input periods Tc having a lower heat input amount than the first heat input period Th, a low value is obtained. Switching of heat input for heat input can be set finely. Moreover, while reducing heat input, the change of bead width can be suppressed and a favorable bead appearance can be obtained. The short-circuit arc welding of the present invention has a smaller heat input than pulse arc welding, and can shorten the arc length and reduce the heat input.

これらにより周期的にアーク期間中の溶接電流を低減することで、アークの安定性を高め、入熱量を抑制しアーク長を短くすることで、薄板の溶接時においての、ひずみの低減や被溶接物間にギャップがある場合の溶接の際の溶け落ちを防止して溶接品質の向上をすることが可能であり、溶接品質の向上、生産性の向上に繋がる。   By periodically reducing the welding current during the arc period, the stability of the arc is increased, the heat input is suppressed, and the arc length is shortened. It is possible to improve the welding quality by preventing the burn-off during welding when there is a gap between objects, leading to the improvement of the welding quality and the productivity.

本発明によれば、短絡とアークを繰り返す短絡溶接において、第1の入熱期間Thと第1の入熱期間Thより入熱量の低い第2の入熱期間Tcとを周期的に繰り返すことで、安定したアークを維持しつつ低入熱化を図り、薄板の溶接の溶け落ち抑制及びギャップ裕度の向上が実現でき、溶接品質の向上、生産性の向上に繋がる。消耗電極である溶接ワイヤを送給しながら短絡アーク溶接を行うアーク溶接制御方法として産業上有用である。   According to the present invention, in short-circuit welding which repeats a short circuit and an arc, the first heat input period Th and the second heat input period Tc having a lower heat input than the first heat input period Th are periodically repeated. It is possible to reduce the heat input while maintaining a stable arc, to suppress the welding of the thin plate, and to improve the gap tolerance, leading to the improvement of the welding quality and the productivity. This is industrially useful as an arc welding control method for performing short-circuit arc welding while feeding a welding wire as a consumable electrode.

1 入力電源
2 主変圧器(トランス)
3 一次側整流部
4 スイッチング部
5 DCL(リアクトル)
6 二次側整流部
7 溶接電流検出部
8 溶接電圧検出部
9 短絡検出部
10 短絡/アーク検出部
11 短絡開放検出部
12 出力制御部
13 短絡制御部
14 アーク制御部
15 溶接条件設定部
16 ワイヤ送給速度制御部
17 ワイヤ送給速度検出部
18 演算部
19 正送/逆送切替タイミング制御部
20 アーク溶接装置
21 被溶接物
22 溶接ワイヤ
23 アーク
24 溶接チップ
1 Input power 2 Main transformer (transformer)
3 Primary side rectification part 4 Switching part 5 DCL (reactor)
6 Secondary side rectification unit 7 Welding current detection unit 8 Welding voltage detection unit 9 Short circuit detection unit 10 Short circuit / arc detection unit 11 Short circuit release detection unit 12 Output control unit 13 Short circuit control unit 14 Arc control unit 15 Welding condition setting unit 16 Wire Feed speed control unit 17 Wire feed speed detection unit 18 Calculation unit 19 Forward feed / reverse feed switching timing control unit 20 Arc welding apparatus 21 Work piece 22 Welding wire 23 Arc 24 Welding tip

Claims (9)

消耗電極である溶接ワイヤを用いて被溶接物に対して、第1の入熱量からなる第1の入熱期間と第2の入熱量からなる第2の入熱期間とを周期的に繰り返すアーク溶接を行うアーク溶接制御方法であって、
アーク溶接時のアーク長は、予め設定されるアーク長調整値に基づき制御されるアーク溶接制御方法。
An arc that periodically repeats a first heat input period composed of a first heat input amount and a second heat input period composed of a second heat input amount with respect to the work piece using a welding wire which is a consumable electrode. An arc welding control method for performing welding,
An arc welding control method in which the arc length during arc welding is controlled based on a preset arc length adjustment value.
消耗電極である溶接ワイヤを用いて被溶接物に対して、第1の入熱量からなる第1の入熱期間と前記第1の入熱量より低い第2の入熱量からなる第2の入熱期間とを周期的に繰り返すアーク溶接を行うアーク溶接制御方法であって、
前記第1の入熱期間および前記第2の入熱期間は、それぞれ短絡期間とアーク期間を有し、アーク溶接時のアーク長は、予め設定されるアーク長調整値に基づき制御されるアーク溶接制御方法。
A second heat input composed of a first heat input period composed of a first heat input amount and a second heat input amount lower than the first heat input amount with respect to an object to be welded using a welding wire which is a consumable electrode. An arc welding control method for performing arc welding that periodically repeats a period,
The first heat input period and the second heat input period each have a short circuit period and an arc period, and the arc length during arc welding is controlled based on a preset arc length adjustment value. Control method.
前記アーク長調整値は第1のアーク長調整値から成り、前記第1のアーク長調整値は、前記第2の入熱期間のアーク期間におけるピーク電流及びベース電流、または溶接電流の平均値である請求項1記載のアーク溶接制御方法。 The arc length adjustment value includes a first arc length adjustment value, and the first arc length adjustment value is an average value of a peak current and a base current in the arc period of the second heat input period, or a welding current. The arc welding control method according to claim 1. 前記アーク長調整値は第1のアーク長調整値から成り、前記第1のアーク長調整値は、前記第2の入熱期間のアーク期間におけるピーク電流及びベース電流、または溶接電流の平均値である請求項2記載のアーク溶接制御方法。 The arc length adjustment value includes a first arc length adjustment value, and the first arc length adjustment value is an average value of a peak current and a base current in the arc period of the second heat input period, or a welding current. The arc welding control method according to claim 2. 前記第2の入熱期間のアーク期間の溶接電流の平均値からなる前記第1のアーク長調整値を、前記第1の入熱期間のアーク期間Taの溶接電流よりも20%以上40%以下、好ましくは30%に低減するようにして、前記第2の入熱期間のアーク期間の溶接電流の平均値を30A以上150A以下、好ましくは40A以上120A以下の範囲に設定する請求項3または4に記載のアーク溶接制御方法。 The first arc length adjustment value, which is an average value of the welding current during the arc period of the second heat input period, is 20% or more and 40% or less than the welding current of the arc period Ta of the first heat input period. The average value of the welding current during the arc period of the second heat input period is preferably set in the range of 30 A to 150 A, preferably 40 A to 120 A, so as to be preferably reduced to 30%. The arc welding control method described in 1. 前記第1のアーク長調整値としての前記第2の入熱期間のアーク期間のベース電流は25A以上である請求項5記載のアーク溶接制御方法。 The arc welding control method according to claim 5, wherein a base current of the arc period of the second heat input period as the first arc length adjustment value is 25A or more. 前記第1の入熱期間および前記第2の入熱期間は、それぞれ短絡期間とアーク期間を有し、
前記第1の入熱期間または前記第2の入熱期間における、短絡期間の電流増加傾きと第2の電流増加傾きとの切替点である屈曲点は、200A以上400A以下の範囲とし、より好ましくは300Aとする請求項3記載のアーク溶接制御方法。
The first heat input period and the second heat input period have a short circuit period and an arc period, respectively.
In the first heat input period or the second heat input period, an inflection point that is a switching point between the current increase slope in the short-circuit period and the second current increase slope is in a range of 200 A to 400 A, and more preferably. The arc welding control method according to claim 3, wherein is 300A.
前記アーク長調整値は、さらに第2のアーク長調整値を含み、前記第2のアーク長調整値としての設定平均溶接電圧を設定し、前記設定平均溶接電圧に対応する平均溶接電圧が出力されるように、定電圧制御を行うものであって、
アーク溶接中に、少なくとも前記第1の入熱期間における、短絡期間の屈曲点、アーク期間における、ピーク電流、ベース電流、ピーク電流の継続時間、およびベース電流の継続時間のうちいずれか一つ以上を変更する請求項4または7に記載のアーク溶接制御方法。
The arc length adjustment value further includes a second arc length adjustment value, a set average welding voltage as the second arc length adjustment value is set, and an average welding voltage corresponding to the set average welding voltage is output. As shown in FIG.
During arc welding, at least one of at least the bending point of the short circuit period, the peak current, the base current, the duration of the peak current, and the duration of the base current in the arc period during the first heat input period The arc welding control method according to claim 4 or 7, wherein:
前記第1の入熱期間と前記第2の入熱期間のそれぞれに個別に前記第2のアーク長調整値を有し、前記第2のアーク長調整値は、前記第1の入熱期間に対応する第1の設定平均溶接電圧と前記第2の入熱期間に対応する第2の設定平均溶接電圧であり、前記第1の入熱期間と前記第2の入熱期間のそれぞれの入熱期間でアーク長がそれぞれ一定となるように定電圧制御を行う請求項8記載のアーク溶接制御方法。 Each of the first heat input period and the second heat input period has the second arc length adjustment value individually, and the second arc length adjustment value is determined during the first heat input period. The corresponding first set average welding voltage and the second set average welding voltage corresponding to the second heat input period, and the respective heat input of the first heat input period and the second heat input period. The arc welding control method according to claim 8, wherein the constant voltage control is performed so that the arc length is constant in each period.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110340491A (en) * 2019-07-26 2019-10-18 电王精密电器(北京)有限公司 A kind of welding control method, apparatus and system

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