JP2019005764A - Welding method and welding system - Google Patents

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Abstract

To realize a temperature history which so makes a weld zone of a welded object as to be a target metallographic structure when welding the welded object by continuously inputting heat to the weld zone.SOLUTION: A welding system 1 comprises a power supply unit 50 for welding which supplies welding current, and a welding torch 10 which welds a welded object 200 by continuously inputting heat to a weld zone of the welded object 200. The power supply unit 50 for welding receives a heat input pattern, which is a heat input pattern when inputting heat to the weld zone, for the purpose of realizing a temperature history which so makes the weld zone as to be a target metallographic structure when welding the welded object 200, and controls the welding torch 10 so as to input heat to the weld zone in the received heat input pattern.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、被溶接物の溶接部に継続的に入熱することにより被溶接物を溶接する溶接方法及び溶接システムに関する。   The present invention relates to a welding method and a welding system for welding a workpiece by continuously applying heat to a welded portion of the workpiece.

相互にパルスピーク電流レベル及びパルス幅の異なるパルス波形を有する第1パルスと第2パルスとが交互に繰り返されるパルス電流を溶接電流としてアーク溶接する際に、溶接アークを安定化させ、溶滴の移行規則性を向上させ、スパッタ発生量及びヒューム発生量を大幅に低減させるパルスアーク溶接方法は知られている(例えば、特許文献1参照)。   When arc welding is performed using a pulse current in which a first pulse and a second pulse having pulse waveforms having different pulse peak current levels and pulse widths alternately as a welding current, the welding arc is stabilized, There is known a pulse arc welding method that improves the transfer regularity and significantly reduces the amount of spatter and the amount of fume generated (see, for example, Patent Document 1).

ピーク期間中のピーク電流及びベース期間中のベース電流を1パルス周期とする溶接電流を通電して溶接するパルスアーク溶接の出力制御方法において、長期短絡の発生を判別したときは、長期短絡の解除後の溶接電圧が定常状態に収束するまでの過渡期間中は、ピーク電流の減少及びベース電流の増加を行うパルスアーク溶接の出力制御方法も知られている(例えば、特許文献2参照)。   In the output control method of pulse arc welding, in which welding is performed by applying a welding current with the peak current during the peak period and the base current during the base period as one pulse period, when the occurrence of a long-term short circuit is determined, the long-term short circuit is released. There is also known a pulse arc welding output control method in which the peak current is reduced and the base current is increased during a transition period until the subsequent welding voltage converges to a steady state (see, for example, Patent Document 2).

短絡期間とアーク期間を繰り返して短絡アーク溶接を行うアーク溶接制御方法であって、アークスタート時における短絡を開放するための初期短絡電流のピーク電流の値またはピーク電流値の出力時間を、溶接電流値またはワイヤ送給速度または溶接ワイヤの先端の形状または入熱状態を調整する制御パラメータに応じて変更するアーク溶接制御方法も知られている(例えば、特許文献3参照)。   An arc welding control method in which short-circuit arc welding is performed by repeating a short-circuit period and an arc period, and a peak current value of an initial short-circuit current or an output time of the peak current value for opening a short-circuit at the time of arc start is determined by welding current. An arc welding control method is also known in which the value is changed according to a control parameter for adjusting a wire feed speed, a welding wire tip shape, or a heat input state (see, for example, Patent Document 3).

特開2007−237270号公報JP 2007-237270 A 特開2016−128186号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-128186 特開2016−93842号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-93842

一般に、鋼は、凝固時の降温条件により金属組織が変化することが広く知られている。この金属組織の変化により靭性や強度等の機械特性が変化するため、目的に応じて溶接部の金属組織(この場合は凝固組織)を変化させることが重要となる。   In general, it is widely known that the metal structure of steel changes depending on the temperature lowering condition during solidification. Since mechanical properties such as toughness and strength change due to the change in the metal structure, it is important to change the metal structure (in this case, the solidified structure) of the weld according to the purpose.

本発明の目的は、被溶接物の溶接部に継続的に入熱することにより被溶接物を溶接する際に、溶接部を目的の金属組織とする温度履歴を実現することにある。   An object of the present invention is to realize a temperature history in which a welded portion is a target metal structure when the workpiece is welded by continuously applying heat to the welded portion of the workpiece.

かかる目的のもと、本発明は、被溶接物の溶接部に継続的に入熱することにより被溶接物を溶接する溶接方法において、溶接部に入熱する際の入熱パターンであって、被溶接物を溶接する際に溶接部を目的の金属組織とする温度履歴を実現するための入熱パターンを受け付け、受け付けた入熱パターンで溶接部に入熱する溶接方法を提供する。   For this purpose, the present invention is a heat input pattern when heat is applied to a welded part in a welding method for welding the object to be welded by continuously inputting heat to the welded part of the work piece, Provided is a welding method for receiving a heat input pattern for realizing a temperature history having a weld metal as a target metal structure when welding an object to be welded, and inputting heat to the weld with the received heat input pattern.

ここで、入熱は、アーク放電により実現される、ものであってよい。また、入熱パターンは、パルスにより構成される、ものであってよい。更に、パルスは、パルスの単位時間あたりの熱量と、入熱パターンの単位時間あたりの熱量とが合致する形状を有する、ものであってよい。その場合、形状は、パルスの1周期におけるピーク値、ピーク期間、ベース値、及び、ベース期間を調整することにより得られる、ものであってよい。   Here, the heat input may be realized by arc discharge. Further, the heat input pattern may be composed of pulses. Furthermore, the pulse may have a shape in which the amount of heat per unit time of the pulse matches the amount of heat per unit time of the heat input pattern. In that case, the shape may be obtained by adjusting the peak value, the peak period, the base value, and the base period in one cycle of the pulse.

また、本発明は、溶接電流を供給する溶接電源と、被溶接物の溶接部に継続的に入熱することにより被溶接物を溶接する溶接手段とを備え、溶接電源は、溶接部に入熱する際の入熱パターンであって、被溶接物を溶接する際に溶接部を目的の金属組織とする温度履歴を実現するための入熱パターンを受け付け、受け付けた入熱パターンで溶接部に入熱するように溶接手段を制御する溶接システムも提供する。   The present invention also includes a welding power source for supplying a welding current and welding means for welding the workpiece by continuously applying heat to the welded portion of the workpiece, and the welding power source enters the welded portion. A heat input pattern for heating, accepting a heat input pattern for realizing a temperature history with the weld metal as a target metal structure when welding the workpiece, and accepting the heat input pattern on the weld with the received heat input pattern A welding system is also provided for controlling the welding means to receive heat.

本発明によれば、被溶接物の溶接部に継続的に入熱することにより被溶接物を溶接する際に、溶接部を目的の金属組織とする温度履歴を実現することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when welding a to-be-welded object by continuously inputting heat into the welding part of a to-be-welded object, the temperature history which makes a welded part the target metal structure is realizable.

本発明の実施の形態に係る溶接システムの概略構成例を示す図である。It is a figure which shows the schematic structural example of the welding system which concerns on embodiment of this invention. (a)は、目標温度履歴の第1の例及び各入熱パターンで入熱した場合の温度履歴を示し、(b)は、目標温度履歴の第1の例に対する最適化された入熱パターン及びパルス波形の入熱パターンを示した図である。(A) shows the first example of the target temperature history and the temperature history when heat is input in each heat input pattern, and (b) shows the optimized heat input pattern for the first example of the target temperature history. It is the figure which showed the heat input pattern of the pulse waveform. (a)は、目標温度履歴の第2の例及び各入熱パターンで入熱した場合の温度履歴を示し、(b)は、目標温度履歴の第2の例に対する最適化された入熱パターン及びパルス波形の入熱パターンを示した図である。(A) shows the 2nd example of target temperature history, and the temperature history at the time of heat-input in each heat input pattern, (b) is the optimized heat input pattern with respect to the 2nd example of target temperature history. It is the figure which showed the heat input pattern of the pulse waveform. (a)は、目標温度履歴の第3の例及び各入熱パターンで入熱した場合の温度履歴を示し、(b)は、目標温度履歴の第3の例に対する最適化された入熱パターン及びパルス波形の入熱パターンを示した図である。(A) shows the 3rd example of target temperature history, and the temperature history at the time of heat-input in each heat input pattern, (b) is the optimized heat input pattern with respect to the 3rd example of target temperature history. It is the figure which showed the heat input pattern of the pulse waveform. 最適化された入熱パターン及び1周期あたりの熱量をこれと等しくしたパルスの例を示した図である。It is the figure which showed the example of the pulse which made the optimized heat input pattern and the calorie | heat amount per period equal to this.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

本発明の実施の形態は、スポット溶接において、溶接部への入熱パターン(入熱量の時間変化)を決めることにより、溶接施工時の金属組織を目的に応じて作り分けるための溶接部の温度履歴を実現するものである。ここで、スポット溶接とは、被溶接物に対して移動することなく溶接部に入熱することにより行う溶接である。これは、溶接部から見れば、溶接部に継続的に入熱することにより行う溶接と捉えることもできる。   In the embodiment of the present invention, in spot welding, by determining a heat input pattern (time change of heat input amount) to the welded portion, the temperature of the welded portion for making the metal structure at the time of welding according to the purpose. A history is realized. Here, spot welding is welding performed by applying heat to the weld without moving with respect to the workpiece. From the viewpoint of the welded portion, this can also be regarded as welding performed by continuously inputting heat into the welded portion.

図1は、本発明の実施の形態に係る溶接システム1の概略構成例を示す図である。この溶接システム1は、消耗電極式(溶極式)のガスシールドアーク溶接法によって、被溶接物200の溶接を行うものである。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration example of a welding system 1 according to an embodiment of the present invention. The welding system 1 performs welding of an object to be welded 200 by a consumable electrode type (melting electrode type) gas shielded arc welding method.

この溶接システム1は、溶接ワイヤ100を用いて被溶接物200を溶接する溶接手段の一例としての溶接トーチ10と、溶接トーチ10を保持すると共に溶接トーチ10の位置や姿勢を設定するロボットアーム20とを備えている。また、溶接システム1は、溶接トーチ10に溶接ワイヤ100を送給するワイヤ送給装置30と、溶接トーチ10にシールドガス(例えば炭酸ガス)を供給するシールドガス供給装置40とを備えている。更に、溶接システム1は、溶接トーチ10を介して溶接ワイヤ100及び被溶接物200に直流の溶接電流の供給を行うと共に溶接電流を制御する溶接電源の一例としての溶接用電源装置50と、ロボットアーム20を制御するロボット制御装置60とを備えている。尚、ここでは詳細な説明を行わないが、溶接用電源装置50は、溶接電流の他に、溶接速度や溶接ワイヤ100の送給速度等の制御も行っている。また、溶接用電源装置50は、決められた入熱パターンで入熱がなされるよう、溶接ワイヤ100への溶接電流の供給を制御する。   The welding system 1 includes a welding torch 10 as an example of welding means for welding an object to be welded 200 using a welding wire 100, and a robot arm 20 that holds the welding torch 10 and sets the position and posture of the welding torch 10. And. The welding system 1 also includes a wire feeding device 30 that feeds the welding wire 100 to the welding torch 10 and a shield gas supply device 40 that supplies a shielding gas (for example, carbon dioxide gas) to the welding torch 10. Further, the welding system 1 includes a welding power supply device 50 as an example of a welding power source that supplies a direct welding current to the welding wire 100 and the workpiece 200 via the welding torch 10 and controls the welding current, and a robot. And a robot control device 60 for controlling the arm 20. Although not described in detail here, the welding power source device 50 controls the welding speed, the feeding speed of the welding wire 100, and the like in addition to the welding current. Further, the welding power supply device 50 controls the supply of the welding current to the welding wire 100 so that the heat input is performed with the determined heat input pattern.

以下、目標とする温度履歴(目標温度履歴)の3つの例について説明する。   Hereinafter, three examples of target temperature history (target temperature history) will be described.

図2(a)に、目標温度履歴の第1の例を太線で示す。図示するように、目標温度履歴の第1の例では、2000℃が10秒維持され、鋼の融点近傍の1500℃からγ−α変態が開始する800℃まで175℃/sの速度で降温される。この温度域を急速な冷却とすることで、凝固開始時から成長を始めるデンドライトの粗大化及びγの粗大化を抑制している。また、800℃以下は、第1の例では、50℃/sで降温される。第1の例では、γ−α変態が開始する温度領域での降温速度を変化させることで得られる材料組織をマルテンサイトとして作り分けている。   FIG. 2A shows a first example of the target temperature history with a bold line. As shown in the figure, in the first example of the target temperature history, 2000 ° C. is maintained for 10 seconds, and the temperature is decreased at a rate of 175 ° C./s from 1500 ° C. near the melting point of steel to 800 ° C. at which the γ-α transformation starts. The By making this temperature range rapid cooling, dendrite coarsening and γ coarsening that start growing from the start of solidification are suppressed. Further, the temperature of 800 ° C. or lower is lowered at 50 ° C./s in the first example. In the first example, the material structure obtained by changing the temperature decrease rate in the temperature region where the γ-α transformation starts is made as martensite.

この目標温度履歴を実現する入熱パターンを決めるために、差分法による三次元熱伝導シミュレーションを行った。このシミュレーションで用いる被溶接物200の形状は30mm×30mm×30mmの立方体とし、全ての方向について3mm間隔で分割することにより、立方体をメッシュ分割した。また、物性値は鋼を仮定して熱伝導率を20W/(mK)、密度を7870kg/m、比熱を435J/(kgK)とした。更に、初期条件として被溶接物200の全てのメッシュにおける交点(メッシュ点)を20℃に設定した。境界条件としては、上面下面以外の4つの面については、断熱条件とした。上面については、外気温度を20℃、熱伝達係数を15W/(mK)として強制対流熱伝達による大気との熱の交換を行うこととした。下面については、温度を20℃一定の条件とした。アークによる被溶接物200への入熱は、上面の中心のメッシュ点(x,y)=(15mm,15mm)、及び、上面内でこの中心のメッシュ点に隣接する4つのメッシュ点に熱流束として与えた。時間刻みは0.5秒とした。そして、熱流束を最適化パラメータとし、共役勾配法を用いて入熱パターンを最適化した。即ち、目標温度履歴を実現する入熱パターンに最も近い入熱パターンを求めた。 In order to determine the heat input pattern that realizes this target temperature history, a three-dimensional heat conduction simulation by the difference method was performed. The shape of the workpiece 200 used in this simulation was a cube of 30 mm × 30 mm × 30 mm, and the cube was divided into meshes by dividing the cube at intervals of 3 mm in all directions. The physical properties were assumed to be steel, with a thermal conductivity of 20 W / (mK), a density of 7870 kg / m 3 , and a specific heat of 435 J / (kgK). Furthermore, the intersection (mesh point) in all the meshes of the workpiece 200 was set to 20 ° C. as an initial condition. As the boundary conditions, the four surfaces other than the lower surface of the upper surface were set as heat insulating conditions. As for the upper surface, heat exchange with the atmosphere was performed by forced convection heat transfer with an outside air temperature of 20 ° C. and a heat transfer coefficient of 15 W / (m 2 K). For the lower surface, the temperature was set to a constant 20 ° C. The heat input to the work piece 200 by the arc is the heat flux at the mesh point (x, y) = (15 mm, 15 mm) at the center of the upper surface and the four mesh points adjacent to the center mesh point within the upper surface. As given. The time increment was 0.5 seconds. The heat flux was optimized as an optimization parameter, and the heat input pattern was optimized using the conjugate gradient method. That is, the heat input pattern closest to the heat input pattern realizing the target temperature history was obtained.

ここで、入熱パターンを最適化する方法に特に制限はない。上記では共役勾配法を用いたが、様々な分野で広く用いられているニュートン法や遺伝的アルゴリズム等、如何なる最適化アルゴリズムを用いて最適化してもよい。   Here, there is no particular limitation on the method for optimizing the heat input pattern. In the above description, the conjugate gradient method is used. However, the optimization may be performed using any optimization algorithm such as a Newton method or a genetic algorithm widely used in various fields.

図2(b)には、目標温度履歴の第1の例に対する最適化された入熱パターンを実線で示し、図2(a)には、その最適化された入熱パターンで入熱した場合の温度履歴を細い実線で示す。図2(b)に破線で示す通常の(最適化されていない)パルス波形で入熱した場合、図2(a)に破線で示すように温度履歴は目標温度履歴から大きくずれたが、図2(b)に実線で示す最適化された入熱パターンで入熱した場合、図2(a)に細い実線で示すように目標温度履歴に合致させることができた。   FIG. 2 (b) shows the optimized heat input pattern for the first example of the target temperature history with a solid line, and FIG. 2 (a) shows the case where heat is input with the optimized heat input pattern. The temperature history of is shown by a thin solid line. When heat is input with a normal (non-optimized) pulse waveform indicated by a broken line in FIG. 2B, the temperature history greatly deviates from the target temperature history as indicated by the broken line in FIG. When heat was input with the optimized heat input pattern shown by the solid line in 2 (b), it was possible to match the target temperature history as shown by the thin solid line in FIG. 2 (a).

図3(a)に、目標温度履歴の第2の例を太線で示す。図示するように、目標温度履歴の第2の例でも、2000℃が10秒維持され、鋼の融点近傍の1500℃からγ−α変態が開始する800℃まで175℃/sの速度で降温される。この温度域を急速な冷却とすることで、凝固開始時から成長を始めるデンドライトの粗大化及びγの粗大化を抑制している。また、800℃以下は、第2の例では、1℃/sで降温される。第2の例では、γ−α変態が開始する温度領域での降温速度を変化させることで得られる材料組織をフェライトとして作り分けている。   FIG. 3A shows a second example of the target temperature history with a bold line. As shown in the figure, in the second example of the target temperature history, 2000 ° C. is maintained for 10 seconds, and the temperature is decreased at a rate of 175 ° C./s from 1500 ° C. near the melting point of steel to 800 ° C. at which the γ-α transformation starts. The By making this temperature range rapid cooling, dendrite coarsening and γ coarsening that start growing from the start of solidification are suppressed. Further, the temperature of 800 ° C. or lower is lowered at 1 ° C./s in the second example. In the second example, the material structure obtained by changing the cooling rate in the temperature region where the γ-α transformation starts is made as ferrite.

この目標温度履歴を実現する入熱パターンを決めるために、差分法による三次元熱伝導シミュレーションを行った。このシミュレーションの条件は、第1の例で述べたのと同様である。そして、熱流束を最適化パラメータとし、共役勾配法を用いて入熱パターンを最適化した。即ち、目標温度履歴を実現する入熱パターンに最も近い入熱パターンを求めた。   In order to determine the heat input pattern that realizes this target temperature history, a three-dimensional heat conduction simulation by the difference method was performed. The conditions for this simulation are the same as those described in the first example. The heat flux was optimized as an optimization parameter, and the heat input pattern was optimized using the conjugate gradient method. That is, the heat input pattern closest to the heat input pattern realizing the target temperature history was obtained.

図3(b)には、目標温度履歴の第2の例に対する最適化された入熱パターンを実線で示し、図3(a)には、その最適化された入熱パターンで入熱した場合の温度履歴を細い実線で示す。図3(b)に破線で示す通常の(最適化されていない)パルス波形で入熱した場合、図3(a)に破線で示すように温度履歴は目標温度履歴から大きくずれたが、図3(b)に実線で示す最適化された入熱パターンで入熱した場合、図3(a)に細い実線で示すように目標温度履歴に合致させることができた。   FIG. 3B shows the optimized heat input pattern for the second example of the target temperature history with a solid line, and FIG. 3A shows the case where heat is input with the optimized heat input pattern. The temperature history of is shown by a thin solid line. When heat is input with a normal (non-optimized) pulse waveform indicated by a broken line in FIG. 3B, the temperature history greatly deviates from the target temperature history as indicated by the broken line in FIG. When heat was input with the optimized heat input pattern shown by a solid line in 3 (b), it was possible to match the target temperature history as shown by a thin solid line in FIG. 3 (a).

図4(a)に、目標温度履歴の第3の例を太線で示す。図示するように、目標温度履歴の第3の例でも、2000℃が10秒維持され、鋼の融点近傍の1500℃からγ−α変態が開始する800℃まで175℃/sの速度で降温される。この温度域を急速な冷却とすることで、凝固開始時から成長を始めるデンドライトの粗大化及びγの粗大化を抑制している。また、800℃以下は、第3の例では、500℃まで5℃/sで降温され、そこから1100℃まで50℃/sで昇温され、1100℃が1秒維持された後、50℃/sで降温される。第3の例では、一旦γ−α変態が開始した後に再びγ変態を起こすことで組織の微細化の効果が得られる。   FIG. 4A shows a third example of the target temperature history with a bold line. As shown in the figure, in the third example of the target temperature history, 2000 ° C. is maintained for 10 seconds, and the temperature is decreased at a rate of 175 ° C./s from 1500 ° C. near the melting point of steel to 800 ° C. at which the γ-α transformation starts. The By making this temperature range rapid cooling, dendrite coarsening and γ coarsening that start growing from the start of solidification are suppressed. In the third example, the temperature is lowered to 500 ° C. at 5 ° C./s, and then increased to 1100 ° C. at 50 ° C./s. After 1100 ° C. is maintained for 1 second, The temperature is lowered at / s. In the third example, after the γ-α transformation is started once, the γ transformation is caused again to obtain the effect of refining the structure.

この目標温度履歴を実現する入熱パターンを決めるために、差分法による三次元熱伝導シミュレーションを行った。このシミュレーションの条件は、第1の例で述べたのと同様である。そして、熱流束を最適化パラメータとし、共役勾配法を用いて入熱パターンを最適化した。即ち、目標温度履歴を実現する入熱パターンに最も近い入熱パターンを求めた。   In order to determine the heat input pattern that realizes this target temperature history, a three-dimensional heat conduction simulation by the difference method was performed. The conditions for this simulation are the same as those described in the first example. The heat flux was optimized as an optimization parameter, and the heat input pattern was optimized using the conjugate gradient method. That is, the heat input pattern closest to the heat input pattern realizing the target temperature history was obtained.

図4(b)には、目標温度履歴の第3の例に対する最適化された入熱パターンを実線で示し、図4(a)には、その最適化された入熱パターンで入熱した場合の温度履歴を細い実線で示す。図4(b)に破線で示す通常の(最適化されていない)パルス波形で入熱した場合、図4(a)に破線で示すように温度履歴は目標温度履歴から大きくずれたが、図4(b)に実線で示す最適化された入熱パターンで入熱した場合、図4(a)に細い実線で示すように目標温度履歴に合致させることができた。   FIG. 4B shows the optimized heat input pattern for the third example of the target temperature history with a solid line, and FIG. 4A shows the case where heat is input with the optimized heat input pattern. The temperature history of is shown by a thin solid line. When heat is input with a normal (non-optimized) pulse waveform indicated by a broken line in FIG. 4B, the temperature history greatly deviates from the target temperature history as indicated by the broken line in FIG. When heat was input with the optimized heat input pattern shown by a solid line in FIG. 4B, the target temperature history could be matched as shown by a thin solid line in FIG.

また、本実施の形態では、目標温度履歴に対して最適化された入熱パターンをパルスで構成することにより、溶滴の移行を促すようにしてもよい。入熱パターンを構成するパルスは、溶接時間中一定であってもよいが、より好ましくは、パルスの単位時間(例えば1周期)あたりの熱量が、最適化された入熱パターンの単位時間あたりの熱量に等しくなるようにするとよい。   Moreover, in this Embodiment, you may make it accelerate | urge | promote transfer of a droplet by comprising the heat input pattern optimized with respect to the target temperature log | history with a pulse. The pulses constituting the heat input pattern may be constant during the welding time, but more preferably, the amount of heat per unit time (for example, one cycle) of the pulse is per unit time of the optimized heat input pattern. It is advisable to make it equal to the amount of heat.

図5は、最適化された入熱パターン及び1周期あたりの熱量をこれと等しくしたパルスの例を示した図である。図では、パルスの1周期あたりの熱量が、1周期に対応する時間における最適化された入熱パターンの熱量と等しくなるように、第1周期のピーク値QP1、ピーク幅tP1、ベース値QB1、ベース幅tB1、第2周期のピーク値QP2、ピーク幅tP2、ベース値QB2、ベース幅tB2、及び、第3周期のピーク値QP3、ピーク幅tP3、ベース値QB3、ベース幅tB3が調整されている。 FIG. 5 is a diagram showing an example of an optimized heat input pattern and a pulse in which the amount of heat per cycle is equal to this. In the figure, the peak value Q P1 , peak width t P1 , and base value of the first period are set so that the amount of heat per period of the pulse becomes equal to the amount of heat of the optimized heat input pattern in the time corresponding to one period. Q B1 , base width t B1 , second period peak value Q P2 , peak width t P2 , base value Q B2 , base width t B2 , third period peak value Q P3 , peak width t P3 , base value Q B3 and base width t B3 are adjusted.

その際、ベース値は、アークを維持できる程度の熱量であることが好ましい。パルスの周期に制限はないが、溶滴移行を促進させるためには1msから500ms程度が好ましく、更には、急激に低下する温度履歴を実現するために、1msから数十ms程度が好ましい。また、1周期内に作られるパルスの数には制限がない。1周期内に1つのパルスを作ってもよいし、溶滴成長及び溶滴離脱をそれぞれ促進させる2つのパルスを作って組み合わせてもよいし、3つ以上のパルスを作って組み合わせてもよい。   In that case, it is preferable that the base value is an amount of heat that can maintain the arc. The pulse period is not limited, but is preferably about 1 ms to 500 ms for promoting droplet transfer, and further preferably about 1 ms to several tens of ms for realizing a rapidly decreasing temperature history. Further, there is no limit on the number of pulses generated within one period. One pulse may be generated within one cycle, two pulses that promote droplet growth and droplet detachment may be generated and combined, or three or more pulses may be generated and combined.

上記では、パルスの単位時間あたりの熱量を、最適化された入熱パターンの単位時間あたりの熱量に等しくするものとして説明したが、これには限らない。前者の熱量を後者の熱量に完全に等しくする必要はなく、略等しくするものであってよい。即ち、パルスの単位時間あたりの熱量を、最適化された入熱パターンの単位時間あたりの熱量に合致させるものであればよい。   In the above description, the amount of heat per unit time of the pulse is described as being equal to the amount of heat per unit time of the optimized heat input pattern. However, the present invention is not limited to this. The former calorie need not be completely equal to the latter calorie, but may be substantially equal. That is, it is sufficient if the amount of heat per unit time of the pulse is matched with the amount of heat per unit time of the optimized heat input pattern.

尚、本実施の形態において、溶接トーチ10は、溶接用電源装置50に接続され、被溶接物200の上部、下部又は横に設けられて、被溶接物200に熱を与える装置の一例として設けた。ここで、被溶接物200に熱を与える態様は特に限定されない。上述したようにアーク放電による加熱であってもよいし、レーザ加熱や、抵抗加熱等であってもよい。   In the present embodiment, the welding torch 10 is connected to the welding power supply device 50 and is provided as an example of a device that is provided on the top, bottom, or side of the workpiece 200 and applies heat to the workpiece 200. It was. Here, the aspect which gives heat to the to-be-welded object 200 is not specifically limited. As described above, heating by arc discharge may be used, laser heating, resistance heating, or the like may be used.

本実施の形態では、比較例のパルス入熱よりも目標温度履歴に近い温度履歴を再現することができる。つまり、本実施の形態に係る入熱パターンの最適化方法及び最適化された入熱パターンは、溶接部の組織を制御する効果がある。   In the present embodiment, a temperature history closer to the target temperature history than the pulse heat input of the comparative example can be reproduced. That is, the heat input pattern optimization method and the optimized heat input pattern according to the present embodiment have an effect of controlling the structure of the welded portion.

1…溶接システム、10…溶接トーチ、20…ロボットアーム、30…ワイヤ送給装置、40…シールドガス供給装置、50…溶接用電源装置、60…ロボット制御装置、100…溶接ワイヤ、200…被溶接物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Welding system, 10 ... Welding torch, 20 ... Robot arm, 30 ... Wire feeding apparatus, 40 ... Shield gas supply apparatus, 50 ... Power supply apparatus for welding, 60 ... Robot control apparatus, 100 ... Welding wire, 200 ... Cover Weldment

Claims (6)

被溶接物の溶接部に継続的に入熱することにより当該被溶接物を溶接する溶接方法において、
前記溶接部に入熱する際の入熱パターンであって、前記被溶接物を溶接する際に当該溶接部を目的の金属組織とする温度履歴を実現するための入熱パターンを受け付け、
前記受け付けた入熱パターンで前記溶接部に入熱することを特徴とする溶接方法。
In the welding method of welding the workpiece by continuously inputting heat to the welded portion of the workpiece,
It is a heat input pattern when heat is input to the welded portion, and accepts a heat input pattern for realizing a temperature history with the welded portion as a target metal structure when welding the workpiece.
The welding method, wherein heat is applied to the weld with the received heat input pattern.
前記入熱は、アーク放電により実現されることを特徴とする請求項1に記載の溶接方法。   The welding method according to claim 1, wherein the heat input is realized by arc discharge. 前記入熱パターンは、パルスにより構成されることを特徴とする請求項1に記載の溶接方法。   The welding method according to claim 1, wherein the heat input pattern includes a pulse. 前記パルスは、当該パルスの単位時間あたりの熱量と、前記入熱パターンの当該単位時間あたりの熱量とが合致する形状を有することを特徴とする請求項3に記載の溶接方法。   The welding method according to claim 3, wherein the pulse has a shape in which a heat amount per unit time of the pulse matches a heat amount per unit time of the heat input pattern. 前記形状は、前記パルスの1周期におけるピーク値、ピーク期間、ベース値、及び、ベース期間を調整することにより得られることを特徴とする請求項4に記載の溶接方法。   The welding method according to claim 4, wherein the shape is obtained by adjusting a peak value, a peak period, a base value, and a base period in one cycle of the pulse. 溶接電流を供給する溶接電源と、
被溶接物の溶接部に継続的に入熱することにより当該被溶接物を溶接する溶接手段と
を備え、
前記溶接電源は、前記溶接部に入熱する際の入熱パターンであって、前記被溶接物を溶接する際に当該溶接部を目的の金属組織とする温度履歴を実現するための入熱パターンを受け付け、当該受け付けた入熱パターンで当該溶接部に入熱するように前記溶接手段を制御することを特徴とする溶接システム。
A welding power source for supplying welding current;
Welding means for welding the workpiece by continuously applying heat to the welded portion of the workpiece,
The welding power source is a heat input pattern when heat is input to the welded portion, and a heat input pattern for realizing a temperature history with the welded portion as a target metal structure when welding the workpiece. And the welding means is controlled so as to input heat into the welded portion with the received heat input pattern.
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