JP2023015630A - Pulse arc welding control method - Google Patents

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賢人 高田
Kento Takada
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Abstract

To prevent arc breakage due to magnetic blow and stably maintain a welding state in consumable electrode pulse arc welding.SOLUTION: In a pulse arc welding control method that feeds a welding wire and performs welding by repeating a peak period Tp for outputting peak current Ip and peak voltage and a base period Tb for outputting base current Ib and base voltage Vb, the base current Ib is oscillated within a current range of 100 A or less, and with an amplitude of 40 A or more and a frequency of 300 Hz or more. Magnetic blow is discriminated (Hd) on the basis of rise in the base voltage Vb when arcing, and after discriminating (Hd) magnetic blow, oscillation of the base current Ib is started.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、消耗電極パルスアーク溶接の磁気吹き対策に関するものである。 The present invention relates to countermeasures against magnetic blow in consumable electrode pulsed arc welding.

消耗電極パルスアーク溶接では、溶接ワイヤを送給し、ピーク電流及びピーク電圧を出力するピーク期間と、ベース電流及びベース電圧を出力するベース期間とを繰り返して溶接が行われる。ピーク電流は臨界電流値以上となる500A程度の大電流値に設定され、溶接ワイヤを溶融して溶滴の形成及び移行が行われる。ベース電流は臨界電流値未満となる40A程度に設定され、溶接ワイヤはほとんど溶融しない。溶接電流値が臨界電流値以上になると、溶滴の移行携帯がスプレー移行状態となる。パルスアーク溶接では、1回のピーク電流の通電によって1つの溶滴を移行させる1パルス周期1溶滴移行の状態を維持することが、スパッタの発生の少ない高品質の溶接ビードを得るために重要である。 In consumable electrode pulse arc welding, welding is performed by feeding a welding wire and repeating a peak period during which peak current and peak voltage are output and a base period during which base current and base voltage are output. The peak current is set to a large current value of about 500 A, which is equal to or higher than the critical current value, and the welding wire is melted to form and transfer droplets. The base current is set to about 40 A, which is less than the critical current value, and the welding wire hardly melts. When the welding current value is greater than or equal to the critical current value, the droplet transfer state is in the spray transfer state. In pulsed arc welding, it is important to maintain the state of 1 pulse cycle 1 droplet transfer in which 1 droplet is transferred by energizing a single peak current in order to obtain a high quality weld bead with little spatter. is.

鉄鋼等のパルスアーク溶接においては、母材を通電する溶接電流によってアーク発生部の周辺に磁界が形成されて、この磁界からアークは力を受けて変形する場合がよくある。このような状態を、一般的に磁気吹き又はアークブローと呼んでいる。磁気吹きの発生状態がひどくなると、アークは大きく変形してアーク長が非常に長くなり、アークを維持することができなくなり、アーク切れを発生することになる。アーク切れが発生すると、溶接品質は悪くなる。このために、パルスアーク溶接においては、磁気吹き対策は大きな課題である。 In pulse arc welding of iron and steel, a magnetic field is formed around the arc generating portion by the welding current passing through the base metal, and the arc is often deformed by receiving force from this magnetic field. Such a state is generally called magnetic blow or arc blow. If the magnetic blow occurs severely, the arc is greatly deformed and the arc length becomes very long, and the arc cannot be maintained, resulting in arc breakage. Welding quality deteriorates when arc breakage occurs. Therefore, countermeasures against magnetic blow are a major issue in pulsed arc welding.

特許文献1の発明では、ベース期間中にアークが発生しているときのベース電圧の上昇率が基準上昇率以上になったことを検出して磁気吹きが発生したと判別し、ベース電流を200A以上に急増する磁気吹き対処制御を行っている。磁気吹きは、電流値が小さいためにアークの硬直性が弱くなるベース期間中に発生する。磁気吹きによってアーク長が長くなると、アーク電圧(ベース電圧)が大きくなることを利用して、磁気吹きの発生を判別している。また、ベース電流を増加させると、アークの硬直性が強くなり、磁界から力を受けてもアークの変形を抑制することができる。この結果、アーク切れを防止することができる。 In the invention of Patent Document 1, it is determined that the magnetic blow has occurred by detecting that the rate of increase of the base voltage when the arc is occurring during the base period exceeds the reference rate of increase, and the base current is reduced to 200A. Control is being performed to cope with the rapidly increasing magnetic blow. Magnetic blow occurs during the base period when the arc stiffness becomes weak due to the small current value. The occurrence of magnetic blow is determined by utilizing the fact that the arc voltage (base voltage) increases as the arc length increases due to magnetic blow. Also, increasing the base current increases the rigidity of the arc, so that deformation of the arc can be suppressed even if force is applied from the magnetic field. As a result, arc interruption can be prevented.

特開2004-268081号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-268081

従来技術の磁気吹き対策のようにベース電流を200A以上に増加させると、アーク切れを防止することができる。しかし、ベース電流を200A以上の大電流値に増加させると、溶接ワイヤの溶融が促進されて溶滴が形成される。この結果、1パルス周期1溶滴移行状態から外れてしまい、溶接状態が良好な状態よりも低下するという問題がある。 If the base current is increased to 200 A or more as a countermeasure against magnetic blow in the prior art, arc breakage can be prevented. However, increasing the base current to a high current value of 200 A or more accelerates the melting of the welding wire to form droplets. As a result, there is a problem that the welding state is deviated from the one-pulse-cycle, one-droplet-transfer state, and the welding state deteriorates from the good state.

そこで、本発明では、磁気吹きによるアーク切れを防止し、かつ、良好な溶接状態を維持することができるパルスアーク溶接制御方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a pulsed arc welding control method capable of preventing arc breakage due to magnetic arc blow and maintaining a good welding state.

上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、
溶接ワイヤを送給し、ピーク電流及びピーク電圧を出力するピーク期間とベース電流及びベース電圧を出力するベース期間とを繰り返して溶接するパルスアーク溶接制御方法において、
前記ベース電流を、100A以下の電流範囲で、40A以上の振幅、かつ、300Hz以上の周波数で振動させる、
ことを特徴とするパルスアーク溶接制御方法である。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is
In a pulse arc welding control method for feeding a welding wire and repeatedly welding a peak period for outputting a peak current and a peak voltage and a base period for outputting a base current and a base voltage,
The base current is oscillated with a current range of 100 A or less, an amplitude of 40 A or more, and a frequency of 300 Hz or more;
A pulse arc welding control method characterized by:

請求項2の発明は、
アークが発生しているときの前記ベース電圧の上昇に基づいて磁気吹きを判別し、
前記磁気吹きを判別した後に前記ベース電流の前記振動を開始する、
ことを特徴とする請求項1に記載のパルスアーク溶接制御方法である。
The invention of claim 2 is
determining magnetic blow based on the increase in the base voltage when an arc is generated;
starting the oscillation of the base current after determining the magnetic blow;
The pulse arc welding control method according to claim 1, characterized in that:

請求項3の発明は、
前記振動しているときの前記ベース電流の平均値は、前記振動していないときの前記ベース電流の値と等しい値である、
ことを特徴とする請求項2に記載のパルスアーク溶接制御方法である。
The invention of claim 3 is
the average value of the base current when vibrating is equal to the value of the base current when not vibrating;
The pulse arc welding control method according to claim 2, characterized in that:

本発明によれば、消耗電極パルスアーク溶接において、磁気吹きによるアーク切れを防止し、かつ、良好な溶接状態を維持することができる。 According to the present invention, in consumable electrode pulse arc welding, it is possible to prevent arc breakage due to magnetic blow and maintain a good welding state.

本発明の実施の形態1に係るパルスアーク溶接制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。1 is a block diagram of a welding power source for carrying out a pulse arc welding control method according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. 本発明の実施の形態1に係るパルスアーク溶接制御方法を示す図1の溶接電源における各信号のタイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart of each signal in the welding power source of FIG. 1 showing the pulse arc welding control method according to Embodiment 1 of the present invention; FIG.

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。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態に係るパルスアーク溶接制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。 FIG. 1 is a block diagram of a welding power source for carrying out a pulse arc welding control method according to an embodiment of the present invention. Each block will be described below with reference to FIG.

電源主回路MCは、3相200V等の商用電源(図示は省略)を入力として、後述する電流誤差増幅信号Eiに従ってインバータ制御等の出力制御を行い、溶接に適した出力電圧を出力する。 The power supply main circuit MC receives a commercial power supply (not shown) such as 3-phase 200 V, performs output control such as inverter control according to a current error amplification signal Ei described later, and outputs an output voltage suitable for welding.

リアクトルWLは、電源主回路MCの出力を平滑する。 A reactor WL smoothes the output of the power supply main circuit MC.

溶接ワイヤ1は、ワイヤ送給モータ(図示は省略)に結合された送給ロール5の回転によって溶接トーチ4内を通って送給され、母材2との間にアーク3が発生する。溶接トーチ4内の給電チップ(図示は省略)と母材2との間には溶接電圧Vwが印加し、溶接電流Iwが通電する。 The welding wire 1 is fed through the welding torch 4 by rotation of a feeding roll 5 coupled to a wire feeding motor (not shown), and an arc 3 is generated between the welding wire 1 and the base material 2 . A welding voltage Vw is applied between a power supply tip (not shown) in the welding torch 4 and the base material 2, and a welding current Iw is applied.

電圧検出回路VDは、上記の溶接電圧Vwを検出して、電圧検出信号Vdを出力する。電圧平均化回路VAVは、上記の電圧検出信号Vdを平均化して、電圧平均信号Vavを出力する。電圧設定回路VRは、所望値の電圧設定信号Vrを出力する。 A voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw and outputs a voltage detection signal Vd. A voltage averaging circuit VAV averages the voltage detection signals Vd and outputs a voltage average signal Vav. The voltage setting circuit VR outputs a desired voltage setting signal Vr.

電圧誤差増幅回路EVは、上記の電圧設定信号Vrと上記の電圧平均信号Vavとの誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Evを出力する。V/FコンバータVFは、上記の電圧誤差増幅信号Evに応じた周波数を有するパルス周波数信号Tfを出力する。このパルス周波数信号Tfは、ピーク期間とベース期間とを1周期とする周波数を決定する信号である。 A voltage error amplification circuit EV amplifies an error between the voltage setting signal Vr and the voltage average signal Vav and outputs a voltage error amplification signal Ev. A V/F converter VF outputs a pulse frequency signal Tf having a frequency corresponding to the voltage error amplification signal Ev. This pulse frequency signal Tf is a signal that determines a frequency having a peak period and a base period as one cycle.

ピーク期間タイマ回路TTPは、上記のパルス周波数信号Tfの周波数ごとに予め定めたピーク期間TpだけHighレベルとなるピーク期間信号Ttpを出力する。したがって、このピーク期間信号Ttpは、ピーク期間Tp中はHighレベルとなり、ベース期間中はLowレベルとなる信号である。 A peak period timer circuit TTP outputs a peak period signal Ttp that is at High level for a predetermined peak period Tp for each frequency of the pulse frequency signal Tf. Therefore, this peak period signal Ttp is a signal that is at High level during the peak period Tp and is at Low level during the base period.

アーク判別回路ADは、上記の電圧検出信号Vdを入力として、この値に基づいてアーク発生状態であるかを判別してHighレベルとなるアーク判別信号Adを出力する。 The arc determination circuit AD receives the voltage detection signal Vd, determines whether an arc is generated based on this value, and outputs an arc determination signal Ad at a high level.

ベース電圧上昇状態検出回路DVは、上記のピーク期間信号Ttp、上記のアーク判別信号Ad及び上記の電圧検出信号Vdを入力として、ピーク期間信号TtpがLowレベル(ベース期間Tb)であり、かつ、アーク判別信号AdがHighレベル(アーク発生状態)であるときの電圧検出信号Vd(ベース電圧)の上昇状態を検出して、ベース電圧上昇状態検出信号Dvを出力する。ベース電圧上昇状態検出信号Dvは、例えば以下のようにして算出される。
1)ベース期間中のアーク発生状態における電圧検出信号Vdの上昇率(微分値)
2)予め定めた基準ベース電圧値からの、ベース期間中のアーク発生状態における電圧検出信号Vdの上昇値(差分値)
3)ベース期間中のアーク発生状態における電圧検出信号Vdの絶対値
The base voltage rising state detection circuit DV receives the peak period signal Ttp, the arc discrimination signal Ad, and the voltage detection signal Vd as inputs, the peak period signal Ttp is at Low level (base period Tb), and A rising state of the voltage detection signal Vd (base voltage) when the arc discrimination signal Ad is at High level (arc generation state) is detected, and a base voltage rising state detection signal Dv is output. The base voltage rising state detection signal Dv is calculated, for example, as follows.
1) Rise rate (differential value) of the voltage detection signal Vd in the state of arc generation during the base period
2) Increase value (difference value) of the voltage detection signal Vd in an arc occurrence state during the base period from a predetermined reference base voltage value
3) Absolute value of voltage detection signal Vd in arcing state during base period

磁気吹き対処モード選択回路MSは、溶接電源のフロントパネルに設けられたスイッチ等であり、溶接作業者が磁気吹きが多発するワークであると判断して「磁気吹き対処モード」を選択するとHighレベルとなり、「通常モード」を選択するとLowレベルになる磁気吹き対処モード選択信号Msを出力する。 The magnetic blow countermeasure mode selection circuit MS is a switch or the like provided on the front panel of the welding power source, and when the welding operator determines that the work is subject to frequent magnetic blow and selects the "magnetic blow countermeasure mode", the signal goes high. Thus, when the "normal mode" is selected, the magnetic blow countermeasure mode selection signal Ms, which becomes Low level, is output.

磁気吹き判別回路HBは、上記の磁気吹き対処モード選択信号Ms、上記のベース電圧上昇状態検出信号Dv及び上記のピーク期間信号Ttpを入力として、以下の1)~3)のいずれかの処理を行い、磁気吹き判別信号Hdを出力する。
処理1)磁気吹き対処モード選択信号MsがHighレベル(磁気吹き対処モード)のときは、常にHighレベルとなる磁気吹き判別信号Hdを出力する。
処理2)磁気吹き対処モード選択信号MsがLowレベル(通常モード)であるときに、ベース電圧上昇状態検出信号Dvの値が予め定めた基準値以上になるとHighレベルにセットされ、その後にピーク期間信号TtpがHighレベルになるとLowレベルにリセットされる磁気吹き判別信号Hdを出力する。
処理3)磁気吹き対処モード選択信号MsがLowレベル(通常モード)であるときに、ベース電圧上昇状態検出信号Dvの値が予め定めた基準値以上になるとHighレベルにセットされ、その後に溶接が終了するとLowレベルにリセットされる磁気吹き判別信号Hdを出力する。
The magnetic blow discrimination circuit HB receives the magnetic blow countermeasure mode selection signal Ms, the base voltage rise state detection signal Dv, and the peak period signal Ttp as inputs, and performs any of the following processes 1) to 3). and outputs a magnetic blow determination signal Hd.
Process 1) When the magnetic blow countermeasure mode selection signal Ms is at the High level (magnetic blow countermeasure mode), the magnetic blow determination signal Hd which is always at the High level is output.
Process 2) When the magnetic blow countermeasure mode selection signal Ms is at Low level (normal mode), if the value of the base voltage rising state detection signal Dv becomes equal to or greater than a predetermined reference value, it is set to High level, and then during the peak period. When the signal Ttp becomes High level, it outputs a magnetic blow discrimination signal Hd which is reset to Low level.
Process 3) When the magnetic blow countermeasure mode selection signal Ms is at Low level (normal mode), if the value of the base voltage rise state detection signal Dv becomes equal to or greater than a predetermined reference value, it is set to High level, and then welding is started. A magnetic blow discrimination signal Hd is output which is reset to Low level upon completion.

通常ベース電流設定回路IBSRは、予め定めたベース電流の通常値を設定するための通常ベース電流設定信号Ibsrを出力する。通常ベース電流設定信号Ibsrの設定範囲は、20~50A程度である。 A normal base current setting circuit IBSR outputs a normal base current setting signal Ibsr for setting a predetermined normal value of the base current. The setting range of the normal base current setting signal Ibsr is about 20 to 50A.

振動ベース電流設定回路IBBRは、矩形波、三角波、サイン波等の波形で周期的に振動する振動ベース電流設定信号Ibbrを出力する。振動ベース電流設定信号Ibbrは、100A以下の電流範囲で、40A以上の振幅、かつ、300Hz以上の周波数で振動する。振動ベース電流設定信号Ibbrの平均値は、上記の通常ベース電流設定信号Ibsrの値と等しくなるように設定されることが好ましい。 The oscillation base current setting circuit IBBR outputs an oscillation base current setting signal Ibbr that periodically oscillates with a waveform such as a rectangular wave, a triangular wave, or a sine wave. The oscillation base current setting signal Ibbr oscillates at a current range of 100 A or less, an amplitude of 40 A or more, and a frequency of 300 Hz or more. The average value of the oscillating base current setting signal Ibbr is preferably set equal to the value of the normal base current setting signal Ibsr.

ベース電流設定回路IBRは、上記の磁気吹き判別信号Hd、上記の通常ベース電流設定信号Ibsr及び上記の振動ベース電流設定信号Ibbrを入力として、磁気吹き判別信号HdがLowレベルのときは通常ベース電流設定信号Ibsrとなり、磁気吹き判別信号HdがHighレベルのときは振動ベース電流設定信号Ibbrとなるベース電流設定信号Ibrを出力する。 A base current setting circuit IBR receives the magnetic blow discrimination signal Hd, the normal base current setting signal Ibsr, and the vibration base current setting signal Ibbr as inputs, and when the magnetic blow discrimination signal Hd is at a low level, the normal base current It outputs a base current setting signal Ibr which becomes a setting signal Ibsr and becomes a vibration base current setting signal Ibbr when the magnetic blow discrimination signal Hd is at a high level.

ピーク電流設定回路IPRは、予め定めたピーク電流設定信号Iprを出力する。ピーク電流設定信号Iprは、溶接ワイヤの直径、材質、送給速度等に応じて、400~600A程度に設定される。 A peak current setting circuit IPR outputs a predetermined peak current setting signal Ipr. The peak current setting signal Ipr is set to approximately 400 to 600 A depending on the diameter, material, feeding speed, etc. of the welding wire.

電流設定回路IRは、上記のベース電流設定信号Ibr、上記のピーク電流設定信号Ipr及び上記のピーク期間信号Ttpを入力として、ピーク期間信号TtpがHighレベルのときはピーク電流設定信号Iprを電流設定信号Irとして出力し、ピーク期間信号TtpがLowレベルのときはベース電流設定信号Ibrを電流設定信号Irとして出力する。 A current setting circuit IR receives the base current setting signal Ibr, the peak current setting signal Ipr, and the peak period signal Ttp as inputs, and sets the peak current setting signal Ipr when the peak period signal Ttp is at a high level. When the peak period signal Ttp is at Low level, the base current setting signal Ibr is output as the current setting signal Ir.

電流検出回路IDは、上記の溶接電流Iwを検出して、電流検出信号Idを出力する。電流誤差増幅回路EIは、上記の電流設定信号Irと上記の電流検出信号Idとの誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Eiを出力する。 A current detection circuit ID detects the welding current Iw and outputs a current detection signal Id. A current error amplification circuit EI amplifies an error between the current setting signal Ir and the current detection signal Id, and outputs a current error amplification signal Ei.

図2は、本発明の実施の形態に係るパルスアーク溶接制御方法を示す図1の溶接電源における各信号のタイミングチャートである。同図(A)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(B)は溶接電圧Vwの時間変化を示し、同図(C)は磁気吹き判別信号Hdの時間変化を示す。以下、同図を参照して各信号の動作について説明する。 FIG. 2 is a timing chart of each signal in the welding power source of FIG. 1 showing the pulse arc welding control method according to the embodiment of the present invention. (A) shows the time change of the welding current Iw, (B) shows the time change of the welding voltage Vw, and (C) shows the time change of the magnetic blow discrimination signal Hd. The operation of each signal will be described below with reference to FIG.

同図は、2周期の波形を示しており、第1周期中に磁気吹きの発生を判別した場合である。 The figure shows waveforms of two cycles, and is a case where the occurrence of magnetic blow is determined during the first cycle.

(1)第1周期の動作説明
時刻t1~t2の予め定めたピーク期間Tp中は、同図(A)に示すように、予め定めたピーク電流Ipが通電し、同図(B)に示すように、アーク長に比例したピーク電圧が印加する。ピーク電流Ipは、図1のピーク電流設定信号Iprによって設定される。ピーク期間Tp中に、溶接ワイヤの先端が溶融されて、溶滴が形成され、ピーク期間Tpの終了前後のタイミングで溶滴は溶融池へと移行する(1パルス周期1溶滴移行状態)。ピーク期間Tp及びピーク電流Ipは、この1パルス周期1溶滴移行状態になるように設定される。
(1) Description of operation in the first cycle During a predetermined peak period Tp from time t1 to t2, a predetermined peak current Ip is applied as shown in FIG. , a peak voltage proportional to the arc length is applied. The peak current Ip is set by the peak current setting signal Ipr of FIG. During the peak period Tp, the tip of the welding wire is melted to form a droplet, and the droplet transfers to the molten pool around the end of the peak period Tp (one pulse period, one droplet transfer state). The peak period Tp and the peak current Ip are set so as to achieve this one pulse period one droplet transfer state.

時刻t2~t3の期間がベース期間Tbとなる。時刻t1~t3が1パルス周期となる。パルス周期(パルス周波数)は、溶接電圧Vwの平均値が図1の電圧設定信号Vrの値と等しくなるようにフィードバック制御(周波数変調制御)される。これにより、アーク長の平均値が適正値に維持される。 A period from time t2 to t3 is the base period Tb. Time t1 to t3 is one pulse period. The pulse period (pulse frequency) is feedback controlled (frequency modulation controlled) so that the average value of the welding voltage Vw becomes equal to the value of the voltage setting signal Vr in FIG. As a result, the average arc length is maintained at a proper value.

ベース期間Tb中の時刻t2~t21の期間中は、磁気吹きが発生していない状態であるので、同図(A)に示すように、予め定めた通常ベース電流が通電し、同図(B)に示すように、略一定値となる通常値のベース電圧Vbが印加する。通常ベース電流は、図1の通常ベース電流設定信号Ibsrによって設定される。 During the period from time t2 to t21 in the base period Tb, no magnetic blow occurs, so as shown in FIG. ), a substantially constant base voltage Vb of a normal value is applied. The normal base current is set by the normal base current setting signal Ibsr in FIG.

時刻t21において、磁気吹きが発生したためにアークが変形してアーク長が通常状態よりも次第に長くなる。このために、同図(B)に示すように、ベース電圧Vbは、時刻t21から上昇し、時刻t22において上昇状態が予め定めた基準値以上となる。ベース電圧Vbの上昇状態は、図1のベース電圧上昇状態検出信号Dvによって検出される。ベース電圧Vbの上昇状態が基準値以上となると、同図(C)に示すように、磁気吹き判別信号HdがHighレベルに変化する。これに応動して、同図(A)に示すように、ベース電流Ibは、一定値の通常ベース電流から矩形波状の振動ベース電流Ibbへと切り換わる。振動ベース電流Ibbは、図1の振動ベース電流設定信号Ibbrによって設定される。振動ベース電流Ibbは、100A以下の電流範囲において、40A以上の振幅、かつ、300Hz以上の周波数で振動する。このために、アークの硬直性が大きくなり、磁気吹きによるアークの変形を抑制することができる。振動ベース電流Ibbを100A以下としているのは、溶滴の成長を抑制して1パルス周期1溶滴移行状態を維持するためである。ここで、1パルス周期1溶滴移行状態をより確実に維持するためには、振動ベース電流Ibbの平均値が通常ベース電流の値と等しくなるように設定されることが好ましい。また、振動ベース電流Ibbを40A以上の振幅で、かつ、300Hz以上の周波数で振動させるのは、磁気吹きによるアークの変形に対抗することができるアークの硬直性を発生させるためである。そして時刻t22以降において、アークの変形が抑制されるために、同図(B)に示すように、ベース電圧Vbの上昇状態は通常値へと戻る。 At time t21, the arc is deformed due to the occurrence of magnetic blow, and the arc length gradually becomes longer than in the normal state. Therefore, as shown in FIG. 2B, the base voltage Vb rises from time t21, and at time t22, the rising state becomes equal to or higher than a predetermined reference value. The rising state of the base voltage Vb is detected by the base voltage rising state detection signal Dv of FIG. When the rising state of the base voltage Vb reaches or exceeds the reference value, the magnetic blow discrimination signal Hd changes to High level as shown in FIG. In response to this, the base current Ib is switched from a constant normal base current to a square-wave oscillating base current Ibb, as shown in FIG. The vibration base current Ibb is set by the vibration base current setting signal Ibbr in FIG. The oscillating base current Ibb oscillates with an amplitude of 40 A or more and a frequency of 300 Hz or more in a current range of 100 A or less. For this reason, the rigidity of the arc increases, and deformation of the arc due to magnetic blow can be suppressed. The reason why the oscillation base current Ibb is set to 100 A or less is to suppress the droplet growth and maintain the one-pulse cycle, one-drop transfer state. Here, in order to more reliably maintain the 1-pulse-cycle 1-drop transfer state, it is preferable to set the average value of the oscillating base current Ibb equal to the value of the normal base current. The reason why the oscillating base current Ibb is oscillated with an amplitude of 40 A or more and a frequency of 300 Hz or more is to generate rigidity of the arc that can resist deformation of the arc due to magnetic blow. After time t22, since the deformation of the arc is suppressed, the rising state of the base voltage Vb returns to the normal value as shown in FIG.

磁気吹き判別信号HdがHighレベルとなる条件は、以下の3つの内の一つの場合である。
処理1)溶接作業者が図1の磁気吹き対処モード選択信号Msによって「磁気吹き対処モード」を選択すると、磁気吹き判別信号Hdは常にHighレベルとなる。この場合は、ベース電圧Vbの上昇状態に関わらずベース電流Ibは常に振動ベース電流Ibbとなる。溶接作業者が磁気吹きが非常に発生しやすいワーク状態であると判断したときは、「磁気吹き対処モード」を選択することができる。これにより、ベース電圧Vbの上昇状態によって磁気吹きを判別することなく、確実に磁気吹きによるアークの変形を抑制して、アーク切れを防止することができる。半面、ベース電流Ibは常に振動ベース電流Ibbとなるので、アークからの騒音が大きくなるという弱点を含んでいる。
The magnetic blow determination signal Hd becomes High level under one of the following three conditions.
Process 1) When the welding operator selects the "magnetic blow countermeasure mode" by means of the magnetic blow countermeasure mode selection signal Ms shown in FIG. In this case, the base current Ib always becomes the oscillating base current Ibb regardless of the increase state of the base voltage Vb. When the welding operator judges that the work state is such that magnetic blow is likely to occur, he can select the "magnetic blow countermeasure mode". As a result, it is possible to reliably suppress deformation of the arc due to magnetic blow and prevent arc burnout without judging the occurrence of magnetic blow based on the rising state of the base voltage Vb. On the other hand, since the base current Ib is always an oscillating base current Ibb, it has the weak point that the noise from the arc increases.

処理2)溶接作業者が図1の磁気吹き対処モード選択信号Msによって「通常モード」を選択しているときに、磁気吹き判別信号Hdは、図1のベース電圧上昇状態検出信号Dvの値が予め定めた基準値以上になるとHighレベルにセットされ、その後に図1のピーク期間信号TtpがHighレベルになるとLowレベルにリセットされる。すなわち、磁気吹き判別信号Hdは、ベース電圧Vbの上昇状態が基準値以上になるとHighレベルとなり、次の周期が開始されるとLowレベルに戻る。この場合は、磁気吹きを判別した周期のみベース電流Ibが振動ベース電流Ibbに切り換えられるので、磁気吹きによるアークの変形を抑制して、アーク切れを防止することができる。この結果、振動ベース電流Ibbによる騒音も抑制される。半面、磁気吹きの判別を確実に行う必要があり、判別に失敗するとアークの変形が生じるという弱点がある。 Process 2) When the welder selects the "normal mode" by means of the magnetic blow countermeasure mode selection signal Ms shown in FIG. When it reaches a predetermined reference value or more, it is set to High level, and when the peak period signal Ttp of FIG. 1 becomes High level after that, it is reset to Low level. That is, the magnetic blow determination signal Hd becomes High level when the rise state of the base voltage Vb reaches or exceeds the reference value, and returns to Low level when the next cycle starts. In this case, the base current Ib is switched to the oscillating base current Ibb only in the period in which the magnetic blow is detected, so that the deformation of the arc due to the magnetic blow can be suppressed and the arc can be prevented from breaking. As a result, the noise caused by the oscillating base current Ibb is also suppressed. On the other hand, it is necessary to reliably determine the magnetic blow, and if the determination fails, the arc will be deformed.

処理3)溶接作業者が図1の磁気吹き対処モード選択信号Msによって「通常モード」を選択しているときに、磁気吹き判別信号Hdは、図1のベース電圧上昇状態検出信号Dvの値が予め定めた基準値以上になるとHighレベルにセットされ、その後に溶接が終了するとLowレベルにリセットされる。すなわち、磁気吹き判別信号Hdは、ベース電圧Vbの上昇状態が基準値以上になるとHighレベルとなり、ワークの溶接が終了するとLowレベルに戻る。この場合は、磁気吹きを判別した以降の周期のみベース電流Ibが振動ベース電流Ibbに切り換えられるので、磁気吹きによるアークの変形を抑制して、アーク切れを防止することができる。この結果、磁気吹きを判別した時点から以降に振動ベース電流Ibbに切り換えられるので、騒音も限定的になる。さらに、磁気吹きを一度判別すると溶接が終了するまでは振動ベース電流Ibbとなるので、磁気吹きの判別制度が少し悪くても、アークの変形及びアーク切れの発生を抑制することができる。 Process 3) When the welder selects the "normal mode" with the magnetic blow countermeasure mode selection signal Ms of FIG. When it reaches a predetermined reference value or more, it is set to High level, and after that, when welding is completed, it is reset to Low level. That is, the magnetic blow discrimination signal Hd becomes High level when the rise state of the base voltage Vb reaches or exceeds the reference value, and returns to Low level when welding of the workpiece is completed. In this case, the base current Ib is switched to the oscillating base current Ibb only in the period after the magnetic blow is detected, so that the deformation of the arc due to the magnetic blow can be suppressed and the arc can be prevented from breaking. As a result, since the current is switched to the vibration base current Ibb after the magnetic blow is determined, the noise is limited. Furthermore, once magnetic arc blow is identified, the oscillation base current is Ibb until welding is completed. Therefore, even if the accuracy of magnetic arc arc identification is slightly poor, arc deformation and arc breakage can be suppressed.

(2)第2周期の動作説明
時刻t3~t4のピーク期間Tpの動作は、時刻t1~t2と同様である。また、同図は、上述した処理3)の場合であるので、、時刻t4~t5のベース期間Tb中は、同図(A)に示すように、ベース電流Ibは振動ベース電流Ibbとなっている。したがって、同図(C)に示すように、磁気吹き判別信号Hdは、時刻t22以降はHighレベルのままである。
(2) Description of Operation in Second Period The operation during the peak period Tp from time t3 to t4 is the same as that from time t1 to t2. Also, since this figure shows the case of the process 3) described above, during the base period Tb from time t4 to t5, the base current Ib becomes the oscillation base current Ibb as shown in FIG. there is Therefore, as shown in (C) of the figure, the magnetic blow discrimination signal Hd remains at the High level after time t22.

1 溶接ワイヤ
2 母材
3 アーク
4 溶接トーチ
5 送給ロール
AD アーク判別回路
Ad アーク判別信号
DV ベース電圧上昇状態検出回路
Dv ベース電圧上昇状態検出信号
EI 電流誤差増幅回路
Ei 電流誤差増幅信号
EV 電圧誤差増幅回路
Ev 電圧誤差増幅信号
HB 磁気吹き判別回路
Hd 磁気吹き判別信号
Ib ベース電流
Ibb 振動ベース電流
IBBR 振動ベース電流設定回路
Ibbr 振動ベース電流設定信号
IBR ベース電流設定回路
Ibr ベース電流設定信号
IBSR 通常ベース電流設定回路
Ibsr 通常ベース電流設定信号
ID 電流検出回路
Id 電流検出信号
Ip ピーク電流
IPR ピーク電流設定回路
Ipr ピーク電流設定信号
IR 電流設定回路
Ir 電流設定信号
Iw 溶接電流
MC 電源主回路
MS 磁気吹き対処モード選択回路
Ms 磁気吹き対処モード選択信号
Tb ベース期間
Tf パルス周波数信号
Tp ピーク期間
TTP ピーク期間タイマ回路
Ttp ピーク期間信号
VAV 電圧平均化回路
Vav 電圧平均信号
Vb ベース電圧
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
VF V/Fコンバータ
VR 電圧設定回路
Vr 電圧設定信号
Vw 溶接電圧
WL リアクトル
1 Welding wire 2 Base material 3 Arc 4 Welding torch 5 Feed roll AD Arc discrimination circuit Ad Arc discrimination signal DV Base voltage rise state detection circuit Dv Base voltage rise state detection signal EI Current error amplification circuit Ei Current error amplification signal EV Voltage error Amplification circuit Ev Voltage error amplification signal HB Magnetic blow discrimination circuit Hd Magnetic blow discrimination signal Ib Base current Ibb Oscillation base current IBBR Oscillation base current setting circuit Ibbr Oscillation base current setting signal IBR Base current setting circuit Ibr Base current setting signal IBSR Normal base current Setting circuit Ibsr Normal base current setting signal ID Current detection circuit Id Current detection signal Ip Peak current IPR Peak current setting circuit Ipr Peak current setting signal IR Current setting circuit Ir Current setting signal Iw Welding current MC Power supply main circuit MS Magnetic blow countermeasure mode selection Circuit Ms Magnetic blow mode selection signal Tb Base period Tf Pulse frequency signal Tp Peak period TTP Peak period timer circuit Ttp Peak period signal VAV Voltage averaging circuit Vav Voltage average signal Vb Base voltage VD Voltage detection circuit Vd Voltage detection signal VF V/ F converter VR Voltage setting circuit Vr Voltage setting signal Vw Welding voltage WL Reactor

Claims (3)

溶接ワイヤを送給し、ピーク電流及びピーク電圧を出力するピーク期間とベース電流及びベース電圧を出力するベース期間とを繰り返して溶接するパルスアーク溶接制御方法において、
前記ベース電流を、100A以下の電流範囲で、40A以上の振幅、かつ、300Hz以上の周波数で振動させる、
ことを特徴とするパルスアーク溶接制御方法。
In a pulse arc welding control method for feeding a welding wire and repeatedly welding a peak period for outputting a peak current and a peak voltage and a base period for outputting a base current and a base voltage,
The base current is oscillated with a current range of 100 A or less, an amplitude of 40 A or more, and a frequency of 300 Hz or more;
A pulse arc welding control method characterized by:
アークが発生しているときの前記ベース電圧の上昇に基づいて磁気吹きを判別し、
前記磁気吹きを判別した後に前記ベース電流の前記振動を開始する、
ことを特徴とする請求項1に記載のパルスアーク溶接制御方法。
determining magnetic blow based on the increase in the base voltage when an arc is generated;
starting the oscillation of the base current after determining the magnetic blow;
The pulse arc welding control method according to claim 1, characterized in that:
前記振動しているときの前記ベース電流の平均値は、前記振動していないときの前記ベース電流の値と等しい値である、
ことを特徴とする請求項2に記載のパルスアーク溶接制御方法。
the average value of the base current when vibrating is equal to the value of the base current when not vibrating;
The pulse arc welding control method according to claim 2, characterized in that:
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