JP2023041463A - Two wire welding starting method and welding apparatus - Google Patents
Two wire welding starting method and welding apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023041463A JP2023041463A JP2021148852A JP2021148852A JP2023041463A JP 2023041463 A JP2023041463 A JP 2023041463A JP 2021148852 A JP2021148852 A JP 2021148852A JP 2021148852 A JP2021148852 A JP 2021148852A JP 2023041463 A JP2023041463 A JP 2023041463A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- wire
- filler wire
- welded
- filler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Description
本発明は、2ワイヤ溶接の開始方法及び溶接制御装置に関する。 The present invention relates to a two-wire welding starting method and a welding control device.
消耗電極としての溶接ワイヤと、母材との間にアークを発生させて溶融池を形成すると共に、その溶融池に短絡状態でフィラーワイヤを送給して溶接する2ワイヤ溶接方法が知られている。 A two-wire welding method is known in which an arc is generated between a welding wire as a consumable electrode and a base material to form a molten pool, and a filler wire is fed to the molten pool in a short-circuited state for welding. there is
特許文献1には、2ワイヤ溶接の開始方法において、フィラーワイヤと溶接対象物との間に電圧を印加した状態で、上記フィラーワイヤを溶接対象物に接近させ、上記フィラーワイヤと溶接対象物とが通電した場合にフィラーワイヤの接近を停止させ、溶接対象物から離間させる方法が開示されている。
In
しかしながら、従来の2ワイヤ溶接の開始方法では、フィラーワイヤと溶接対象物との接触を検知するために、フィラーワイヤと溶接対象物との間に電圧を印加する必要があり、溶接電源とは別に電圧を印加する装置を用意する必要があった。 However, in the conventional two-wire welding starting method, it is necessary to apply a voltage between the filler wire and the welding object in order to detect the contact between the filler wire and the welding object, and the welding power source is separate from the welding power source. It was necessary to prepare a device for applying voltage.
本発明の目的は、溶接電源とは別の電源を用意することなく、フィラーワイヤと、溶接対象物との接触を検知し、フィラーワイヤの送給タイミングを正確に制御することができる2ワイヤ溶接の開始方法及び溶接装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a 2-wire welding apparatus capable of detecting contact between a filler wire and an object to be welded and accurately controlling the feed timing of the filler wire without preparing a power source separate from the welding power source. To provide a starting method and a welding device.
本開示の一態様に係る2ワイヤ溶接の開始方法は、消耗電極の溶接ワイヤと溶接対象物との間にアークを発生させて溶融池を形成しながら前記溶接ワイヤを溶接方向に進行させるとともに、溶接方向後方からフィラーワイヤを上記溶融池に供給する2ワイヤ溶接の開始方法であって、前記フィラーワイヤを前記溶接対象物に向けて送給し、前記フィラーワイヤの送給負荷を計測し、計測した送給負荷に基づいて前記フィラーワイヤと前記溶接対象物との接触の有無を判定し、前記フィラーワイヤが前記溶接対象物に接触したと判定した場合、前記フィラーワイヤを前記溶接対象物から所定量引き戻し、アークの点弧開始後、又は前記溶接ワイヤ及び前記フィラーワイヤの前記溶接方向への進行開始後、前記所定量に応じたタイミング及び送給速度で前記フィラーワイヤを前記溶接対象物へ送給する。 A method for starting two-wire welding according to an aspect of the present disclosure includes advancing the welding wire in a welding direction while forming a molten pool by generating an arc between a welding wire of a consumable electrode and an object to be welded, A method for starting two-wire welding in which a filler wire is supplied to the molten pool from behind in the welding direction, wherein the filler wire is fed toward the object to be welded, and the feed load of the filler wire is measured. The presence or absence of contact between the filler wire and the object to be welded is determined based on the feed load obtained, and when it is determined that the filler wire has contacted the object to be welded, the filler wire is removed from the object to be welded. After a fixed amount of pullback, arc ignition is started, or after the welding wire and the filler wire start to advance in the welding direction, the filler wire is fed to the welding object at a timing and a feeding speed according to the predetermined amount. supply.
本開示の一態様に係る溶接装置は、消耗電極の溶接ワイヤと溶接対象物との間にアークを発生させて溶融池を形成しながら前記溶接ワイヤを溶接方向に進行させるとともに、溶接方向後方からフィラーワイヤを上記溶融池に供給する溶接装置であって、前記フィラーワイヤの送給を制御するフィラーワイヤ送給制御回路と、前記フィラーワイヤの送給負荷を計測する計測回路と、を備え、前記フィラーワイヤ送給制御回路は、前記計測回路にて計測した送給負荷に基づいて前記フィラーワイヤと前記溶接対象物との接触の有無を判定し、前記フィラーワイヤが前記溶接対象物に接触したと判定した場合、前記フィラーワイヤを前記溶接対象物から所定量引き戻し、アークの点弧開始後、又は前記溶接ワイヤ及び前記フィラーワイヤの前記溶接方向への進行開始後、前記所定量に応じたタイミング及び送給速度で前記フィラーワイヤを前記溶接対象物へ送給する。 A welding apparatus according to an aspect of the present disclosure generates an arc between a welding wire of a consumable electrode and a welding object to form a molten pool while advancing the welding wire in the welding direction, and from behind the welding direction. A welding apparatus for supplying a filler wire to the molten pool, comprising: a filler wire feed control circuit for controlling feeding of the filler wire; and a measurement circuit for measuring the feeding load of the filler wire, A filler wire feed control circuit determines whether or not the filler wire is in contact with the object to be welded based on the feed load measured by the measurement circuit, and determines whether the filler wire is in contact with the object to be welded. If determined, the filler wire is pulled back from the object to be welded by a predetermined amount, and after the ignition of the arc is started or after the welding wire and the filler wire start to advance in the welding direction, timing and Feeding the filler wire to the object to be welded at a feeding speed.
本開示によれば、溶接電源とは別の電源を用意することなく、フィラーワイヤと、溶接対象物との接触を検知し、フィラーワイヤの送給タイミングを正確に制御することができる。 According to the present disclosure, it is possible to detect the contact between the filler wire and the object to be welded without preparing a power source separate from the welding power source, and to accurately control the feeding timing of the filler wire.
本発明の実施形態に係る2ワイヤ溶接の開始方法及び溶接制御装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 A specific example of a method for starting two-wire welding and a welding control device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to these examples, but is indicated by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
以下、本発明をその実施形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
(実施形態1)
図1は、溶接装置の構成例を示す模式図、図2は、溶接装置の構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る溶接装置は、消耗電極としての溶接ワイヤWAと母材(溶接対象物)6との間にアーク9を発生させて溶融池WPを形成し、溶加材としてのフィラーワイヤWBを溶融池WPに供給する2ワイヤ溶接の開始方法を実施するためのアーク溶接機である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be specifically described based on the drawings showing its embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a welding device, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the welding device. The welding apparatus according to the present embodiment generates an arc 9 between a welding wire WA as a consumable electrode and a base material (workpiece to be welded) 6 to form a molten pool WP, and a filler wire WB as a filler material. to the weld pool WP.
溶接装置は、溶接ロボット10aと、溶接電源1と、制御装置10と、図示しないシールドガス供給部と、を備える。溶接ロボット10aには、溶接トーチ2、溶接ワイヤ送給ローラ3、フィラーワイヤWB用のライナ4及びフィラーワイヤ送給ローラ5が設けられている。図1中、溶接電源1と溶接ロボット10aとを結ぶ太線は給電ケーブル、細線は制御通信線である。
The welding device includes a
制御装置10は、溶接電源1に溶接条件を設定して、溶接電源1の動作を制御する。また、制御装置10は、動作制御信号を溶接ロボット10aへ出力することによって、溶接ロボット10aの動作を制御する。
溶接ロボット10aは、床面の適宜箇所に固定される基部を備える。基部には、複数のアームが軸部を介して回動可能に連結している。先端側に連結されたアームの先端部位には、溶接トーチ2及びライナ4が保持されている。アームの連結部分にはサーボモータが設けられており、サーボモータの回転駆動力によって軸部を中心に各アームが回動する。サーボモータの回転は制御装置10によって制御されている。制御装置10は、各アームを回動させることによって、母材6に対して溶接トーチ2及びライナ4を上下前後左右に移動させることができる。各アームの連結部分には、アームの回動位置を示す信号を制御装置10へ出力するエンコーダが設けられており、制御装置10は、エンコーダから出力された信号に基づいて、溶接トーチ2及びライナ4の位置及び姿勢を認識する。
The
溶接トーチ2は、銅合金等の導電性材料からなり、母材6へ溶接ワイヤWAを案内すると共に、アーク9の発生に必要な溶接電流Iを供給する円筒形状のコンタクトチップを有する。コンタクトチップは、その内部を挿通する溶接ワイヤWAに接触し、溶接電流Iを溶接ワイヤWAに供給する。また、溶接トーチ2は、コンタクトチップを囲繞する中空円筒形状をなし、シールドガスを噴射するノズルを有する。
The
溶接ワイヤWAは、例えばソリッドワイヤであり、その直径は0.9mm以上1.6mm以下であり、消耗電極として機能する。 The welding wire WA is, for example, a solid wire, has a diameter of 0.9 mm or more and 1.6 mm or less, and functions as a consumable electrode.
溶接ワイヤ送給ローラ3は、溶接ワイヤ送給モータWMの出力トルクによって回転する。溶接ワイヤ送給モータWMは、溶接ワイヤ駆動回路WMDによって駆動する。溶接ワイヤWAは、溶接ワイヤ送給ローラ3の回転によって溶接トーチ2へ送給され、電源部11からコンタクトチップを介して給電される。給電された溶接ワイヤWAと母材6との間にはアーク9が発生し、母材6に溶融池WPが形成される。埋もれアーク溶接の場合、溶接ワイヤWAの送給速度は、例えば、約5~100m/分である。
The welding wire feed roller 3 is rotated by the output torque of the welding wire feed motor WM. The welding wire feed motor WM is driven by a welding wire drive circuit WMD. The welding wire WA is fed to the
溶接ワイヤ駆動回路WMDの動作は、溶接ワイヤ送給制御回路WCTによって制御される。つまり、溶接ワイヤ送給制御回路WCTは、溶接ワイヤWAの送給開始、送給停止、送給速度を制御している。溶接ワイヤ送給制御回路WCTには、溶接ワイヤWAの送給速度を設定する溶接ワイヤ送給速度設定回路WRが接続されている。溶接ワイヤ送給速度設定回路WRは、溶接電流Iに応じた送給速度を示す信号を溶接ワイヤ送給制御回路WCTへ出力する。溶接ワイヤ送給制御回路WCTは、当該信号に従って、溶接ワイヤWAの送給速度を制御する。 The operation of welding wire drive circuit WMD is controlled by welding wire feed control circuit WCT. That is, the welding wire feed control circuit WCT controls the feed start, feed stop, and feed speed of the welding wire WA. A welding wire feed speed setting circuit WR for setting the feed speed of the welding wire WA is connected to the welding wire feed control circuit WCT. Welding wire feed speed setting circuit WR outputs a signal indicating a feed speed corresponding to welding current I to welding wire feed control circuit WCT. Welding wire feed control circuit WCT controls the feed speed of welding wire WA according to the signal.
ライナ4は、母材6へフィラーワイヤWBを案内する円筒形状の部材である。フィラーワイヤWBはライナ4の内部を通過して母材6へ送給される。
埋もれアーク溶接を行う溶接電源1においては、ライナ4と、溶接トーチ2とは、母材6に対するフィラーワイヤWBの送給先と、母材6に対する溶接ワイヤWAの送給先とが約6mm以上離隔している。言い換えると、ライナ4と、溶接トーチ2との距離は、溶接ワイヤWAと母材6との間に発生するアーク9から離隔した箇所で、フィラーワイヤWBが溶融池WPに進入できるような距離である。フィラーワイヤWBは、アーク9では無く、溶融池WPの熱によって溶融する構成である。
The
In the
フィラーワイヤ送給ローラ5は、フィラーワイヤ送給モータFMの出力トルクによって回転する。フィラーワイヤ送給モータFMは、フィラーワイヤ駆動回路FMDによって駆動する。フィラーワイヤWBは、フィラーワイヤ送給ローラ5の回転によってライナ4へ送給される。ライナ4によって案内されたフィラーワイヤWBは、母材6に形成された溶融池WPに進入し、溶融池WPの熱によって溶融する。
The filler
フィラーワイヤ駆動回路FMDは、フィラーワイヤ送給モータFMに流れる電流を検出することによって、フィラーワイヤWBの送給負荷を計測する送給負荷計測回路LDを有する。送給負荷は、フィラーワイヤWBの送給抵抗である。送給負荷計測回路LDは、計測した送給負荷を示す信号をフィラーワイヤ送給制御回路FCTへ出力する。 The filler wire drive circuit FMD has a feeding load measuring circuit LD that measures the feeding load of the filler wire WB by detecting the current flowing through the filler wire feeding motor FM. The feed load is the feed resistance of the filler wire WB. The feed load measurement circuit LD outputs a signal indicating the measured feed load to the filler wire feed control circuit FCT.
フィラーワイヤ駆動回路FMDの動作は、フィラーワイヤ送給制御回路FCTによって制御される。つまり、フィラーワイヤ送給制御回路FCTは、フィラーワイヤWBの送給開始、送給停止、送給速度を制御している。フィラーワイヤ送給制御回路FCTには、フィラーワイヤWBの送給速度を設定するフィラーワイヤ送給速度設定回路FRが接続されている。また、フィラーワイヤ送給制御回路FCTはタイマを有する。
フィラーワイヤ送給速度設定回路FRは、送給速度を示す信号をフィラーワイヤ送給制御回路FCTへ出力する。フィラーワイヤ送給制御回路FCTは、送給負荷計測回路LDから出力されたフィラーワイヤWBの送給負荷を示す信号を受信し、当該信号に基づいて、フィラーワイヤWBが母材6に接触したか否かを判定する。フィラーワイヤ送給制御回路FCTは、2ワイヤ溶接を開始する際、フィラーワイヤWBと母材6とが接触した位置を基準にして、フィラーワイヤWBの送給量、つまりライナ4から突出するフィラーワイヤWBと、母材6との距離を正確に認識することができ、フィラーワイヤWBが母材6に到達するタイミングと、フィラーワイヤWBの送給先に溶融池WPが到達するタイミングとが合致するように、フィラーワイヤWBの送給タイミング及び送給速度を制御することができる。このため、アーク9が点弧し、溶接トーチ2及びライナ4が溶接方向への進行を開始した後、アーク9によって母材6に形成された溶融池WPがライナ4の直下に到達したタイミングで、フィラーワイヤWBが溶融池WPに進入するように、精度良くフィラーワイヤWBの送給を制御することができる。特に、後述する埋もれアーク溶接においては、通常の非埋もれアークに比べて、フィラーワイヤWBのより正確な制御が求められている。
The operation of the filler wire drive circuit FMD is controlled by the filler wire feed control circuit FCT. That is, the filler wire feed control circuit FCT controls the feed start, feed stop, and feed speed of the filler wire WB. A filler wire feeding speed setting circuit FR for setting the feeding speed of the filler wire WB is connected to the filler wire feeding control circuit FCT. The filler wire feed control circuit FCT also has a timer.
The filler wire feeding speed setting circuit FR outputs a signal indicating the feeding speed to the filler wire feeding control circuit FCT. The filler wire feed control circuit FCT receives a signal indicating the feed load of the filler wire WB output from the feed load measurement circuit LD, and determines whether the filler wire WB has come into contact with the
溶接電源1は、給電ケーブルを介して、溶接トーチ2のコンタクトチップ及び母材6に接続され、溶接電流Iを供給する電源部11を備える。電源部11は、定電圧特性の電源であり、PWM制御された直流電流を出力する電源回路11a、制御回路11b、電圧検出部11c、電流検出部11dを備える。
The
電圧検出部11cは、溶接電圧Vを検出し、検出した電圧値を示す電圧値信号Vdを制御回路11bへ出力する。
The
電流検出部11dは、例えば、溶接電源1から溶接トーチ2を介して溶接ワイヤWAへ供給され、アーク9を流れる溶接電流Iを検出し、検出した電流値を示す電流値信号Idを制御回路11bへ出力する。
The
溶接電源1は定電圧特性を有する電源として振る舞う。例えば、溶接電源1は、100Aの溶接電流Iの増加に対する溶接電圧Vの低下が2V以上20V以下となる外部特性を記憶している。なお、外部特性は、設定電流及び設定電圧の組合せ毎に異なるものであってもよいし、共通であってもよい。
The
制御回路11bは、定電圧特性で動作し、図示しない設定回路から出力される電流設定信号及び出力電圧設定信号に応じた電圧が電源回路11aから出力されるように、電源回路11aの動作を制御する回路である。制御回路11bは、溶接電源1の通電経路に存在する電気抵抗R及びリアクトルLを電子的に制御し、定電圧特性を実現する。
制御回路11bは、電圧検出部11cから出力された電圧値信号Vdと、電流検出部11dから出力された電流値信号Idと、図示しない設定回路から出力される電流設定信号及び出力電圧設定信号とに基づいて、差分信号Eiを算出し、算出した差分信号Eiを電源回路11aへ出力する。差分信号Eiは、検出された電流値と、電源回路11aから出力されるべき電流値との差分を示す信号である。
The
The
電源回路11aは、交流を交直変換するAC-DCコンバータ、交直変換された直流をスイッチングにより所要の交流に変換するインバータ回路、変換された交流を整流する整流回路等を備える。電源回路11aは、制御回路11bから出力された差分信号Eiに従って、差分信号Eiが小さくなるようにインバータをPWM制御し、溶接電流I及び溶接電圧Vを溶接ワイヤWAへ出力する。その結果、母材6及び溶接ワイヤWA間に、所定の溶接電圧Vが印加され、溶接電流Iが通電する。
The
図3は、本実施形態に係る2ワイヤ溶接の開始方法の手順を示すフローチャートである。溶接により接合されるべき一対の母材6が溶接装置に配置され、各種設定が行われているものとする。
FIG. 3 is a flow chart showing the procedure of a method for starting two-wire welding according to this embodiment. It is assumed that a pair of
溶接電源1のフィラーワイヤ送給制御回路FCTは、フィラーワイヤWBの送給を開始する(ステップS111)。送給速度は、特に限定されるものでは無いが、本溶接時よりも遅い速度であることが望ましい。
The filler wire feed control circuit FCT of the
次いで、フィラーワイヤ送給制御回路FCTは、送給負荷計測回路LDから出力される信号に基づいてフィラーワイヤWBの送給負荷を計測する(ステップS112)。そして、フィラーワイヤ送給制御回路FCTは、フィラーワイヤWBの送給負荷が閾値未満であるか否かを判定する(ステップS113)。送給負荷が閾値未満であると判定した場合、つまりフィラーワイヤWBが母材6に接触していないと判定した場合(ステップS113:YES)、所定をステップS112へ戻す。送給負荷が閾値以上であると判定した場合、つまりフィラーワイヤWBが母材6に接触していると判定した場合(ステップS113:NO)、フィラーワイヤ送給制御回路FCTは、フィラーワイヤWBの送給を停止し、フィラーワイヤWBを所定量だけ引き上げる(ステップS114)。 Next, the filler wire feeding control circuit FCT measures the feeding load of the filler wire WB based on the signal output from the feeding load measuring circuit LD (step S112). Then, the filler wire feed control circuit FCT determines whether or not the feed load of the filler wire WB is less than the threshold (step S113). If it is determined that the feed load is less than the threshold, that is, if it is determined that the filler wire WB is not in contact with the base material 6 (step S113: YES), the process returns to step S112. When it is determined that the feed load is equal to or greater than the threshold value, that is, when it is determined that the filler wire WB is in contact with the base material 6 (step S113: NO), the filler wire feed control circuit FCT controls the feed load of the filler wire WB. Feeding is stopped, and the filler wire WB is pulled up by a predetermined amount (step S114).
次いで、電源部11は、溶接ワイヤWAに溶接電圧Vを印加し(ステップS115)、溶接ワイヤ送給制御回路WCTは溶接ワイヤWAの送給を開始する(ステップS116)。溶接ワイヤWAの送給速度は、本溶接の定常溶接時よりも遅い速度である構成が好ましい。 Next, power supply unit 11 applies welding voltage V to welding wire WA (step S115), and welding wire feed control circuit WCT starts feeding welding wire WA (step S116). It is preferable that the feeding speed of the welding wire WA is slower than that during normal welding of the main welding.
次いで、溶接電源1の制御回路11bは、検出された溶接電流Iに基づいて、アーク9が点弧したか否かを判定する(ステップS117)。点弧していないと判定した場合(ステップS117:NO)、溶接電源1はアーク9が点弧するまで待機する。溶接ロボット10aは、溶接電源1によってアーク9が点弧したと判定された場合(ステップS117)、母材6に対する溶接トーチ2及びライナ4の移動を開始する(ステップS118)。
Next, the
また、溶接電源1のフィラーワイヤ送給制御回路FCTは、アーク9の点弧開始時点、又は溶接トーチ2及びライナ4の移動開始時点からの経過時間を計時し(ステップS119)、所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS120)。所定時間が経過していないと判定した場合(ステップS120:NO)、フィラーワイヤ送給制御回路FCTは、処理をステップS120へ戻す。所定時間が経過したと判定した場合(ステップS120:YES)、フィラーワイヤ送給制御回路FCTは、フィラーワイヤWBの送給を開始する(ステップS121)。フィラーワイヤWBの送給タイミング及び送給速度の詳細は後述する。
Further, the filler wire feed control circuit FCT of the
次いで、制御回路11b及び溶接ワイヤ送給制御回路WCTは、設定された溶接条件に基づいて、溶接ワイヤWAの送給、電源部11の出力を制御することによって埋もれアーク溶接制御を行う(ステップS122)。具体的には、溶接電源1の溶接ワイヤ送給制御回路WCTは、溶接ワイヤ送給モータWMを駆動し、設定電流に応じた速度で溶接ワイヤWAを送給させる。また、溶接電源1の電源部11は、電圧検出部11c及び電流検出部11dにて溶接電圧V及び溶接電流Iを検出し、検出された溶接電流I及び溶接電圧Vが、設定電流及び設定電圧に対応する外部特性線上に存在するように、電源部11の出力をPWM制御する。
埋もれアーク状態を取り得る臨界電流は、溶接ワイヤWAやシールドガスの種類によって異なるが、例えば溶接ワイヤWAとしてステンレスソリッドワイヤ、シールドガスとして98%アルゴン+2%酸素の混合ガスを用いる場合、平均電流が300A以上となる溶接条件が設定されると、埋もれアーク状態となる。埋もれアーク溶接の場合、溶接ワイヤWAの送給速度は、例えば、約5~100m/分である。電源部11は、100Aの溶接電流Iの増加に対する溶接電圧Vの低下が2V以上20V以下となる外部特性を有するように構成するとよい。電源部11の外部特性をこのように設定することにより、埋もれアーク状態を維持することが容易となる。
Next, the
The critical current at which a buried arc state can occur varies depending on the type of welding wire WA and shielding gas. When the welding conditions are set to 300 A or more, a buried arc state occurs. For buried arc welding, the feeding speed of the welding wire WA is, for example, approximately 5-100 m/min. The power supply unit 11 is preferably configured to have external characteristics such that a decrease in the welding voltage V with respect to an increase in the welding current I of 100 A is 2 V or more and 20 V or less. By setting the external characteristics of the power supply section 11 in this way, it becomes easy to maintain the buried arc state.
上記の通り、アルゴンを含有するシールドガスを用いる埋もれアーク溶接であって、平均電流が300A以上の高電流が溶接ワイヤWAに供給され、約5~100m/分で溶接ワイヤWAが送給されている場合、溶接ワイヤWAの先端部には溶融したワイヤが細長く伸びた液柱が形成される。また母材6及び溶接ワイヤWAの溶融金属からなる凹状の溶融池WPが母材6に形成される。液柱の比較的下部と凹状の溶融池WPの間には、輝度の強いアーク9が形成される。一方、液柱の比較的上部あるいは固体の溶接ワイヤWAと凹状の溶融池WPの間には、比較的輝度の弱いアーク9が形成される。
なお、埋もれアーク9には、液柱側におけるアーク9の発生点のみが、溶融池WPの凹状部分の埋もれ空間に進入した準埋もれアーク状態と、溶接ワイヤWAあるいは溶接ワイヤWA側におけるアーク9の発生点まで埋もれ空間に進入した完全埋もれアーク状態がある。
As described above, in buried arc welding using a shield gas containing argon, a high current with an average current of 300 A or more is supplied to the welding wire WA, and the welding wire WA is fed at about 5 to 100 m / min. In this case, a liquid column in which the molten wire is elongated is formed at the tip of the welding wire WA. Also, a concave molten pool WP made of the molten metal of the
The buried arc 9 includes a quasi-buried arc state in which only the arc 9 generation point on the liquid column side enters the buried space in the recessed portion of the molten pool WP, and the welding wire WA or the arc 9 on the welding wire WA side. There is a fully buried arc condition that has entered the buried space up to the point of origin.
図4は、本実施形態に係る2ワイヤ溶接の開始方法を示すタイミングチャートである。図4中、上から下に並ぶチャートは、フィラーワイヤWBの送給負荷、フィラーワイヤWBの送給速度、溶接電圧V、溶接電流I、溶接ワイヤWAの送給速度、溶接速度の時間変化を示している。溶接速度は、溶接トーチ2及びライナ4が溶接線に沿って移動する速度である。
FIG. 4 is a timing chart showing a method for starting two-wire welding according to this embodiment. In FIG. 4, the charts lined up from top to bottom show changes over time in the feed load of the filler wire WB, the feed speed of the filler wire WB, the welding voltage V, the welding current I, the feed speed of the welding wire WA, and the welding speed. showing. Welding speed is the speed at which
時刻t1において、フィラーワイヤ送給制御回路FCTは、フィラーワイヤWBの送給を開始する。このときの送給速度は、特に限定されるものでは無いが、本溶接時よりも遅い速度であることが望ましい。フィラーワイヤWBの送給によりフィラーワイヤWBの先端は母材6に接近する。その間、フィラーワイヤ送給制御回路FCTは、送給負荷計測回路LDにて、フィラーワイヤWBの送給負荷を計測する。
At time t1, the filler wire feeding control circuit FCT starts feeding the filler wire WB. The feeding speed at this time is not particularly limited, but it is desirable that the feeding speed is slower than that during the main welding. As the filler wire WB is fed, the tip of the filler wire WB approaches the
次に、時刻t2において、フィラーワイヤWBが母材6に接触すると、送給負荷が急激に上昇する。送給負荷が閾値以上になった場合、フィラーワイヤ送給制御回路FCTは、フィラーワイヤWBが母材6に接触したと判定し、フィラーワイヤWBの送給を停止し、フィラーワイヤWBを引き上げる。つまり、フィラーワイヤ送給制御回路FCTは、フィラーワイヤWBを時刻t1から時刻t2におけるフィラーワイヤ送給ローラ5の回転と逆向きにフィラーワイヤ送給ローラ5を回転させる。所定引き上げ時間、つまり時刻t2~t3の間、フィラーワイヤWBを所定送給速度で引き上げることにより、フィラーワイヤWBの先端は母材6の表面から所定距離だけ離隔することになる。
所定送給速度をv1、所定引き上げ時間をΔtとした場合、フィラーワイヤWBの先端と母材6の表面との距離d1はv1×Δtと表される。フィラーワイヤWBは、母材6から所定距離だけ離れた状態に保たれる。この距離d1は、溶融池WPの周囲から隆起する溶融金属の高さより大きいものとしておく。
Next, at time t2, when the filler wire WB comes into contact with the
Assuming that the predetermined feeding speed is v1 and the predetermined lifting time is Δt, the distance d1 between the tip of the filler wire WB and the surface of the
所定引き上げ時間だけ、フィラーワイヤWBを引き上げた場合、フィラーワイヤ送給制御回路FCTは、フィラーワイヤWBの引き上げを停止させる。 When the filler wire WB is pulled up for the predetermined pulling time, the filler wire feed control circuit FCT stops pulling up the filler wire WB.
また、電源部11は時刻t3において溶接ワイヤWAと母材6との間に溶接電圧Vを印加するとともに、溶接ワイヤ送給制御回路WCTは、溶接ワイヤWAの送給を開始する。このときの溶接ワイヤWAの送給速度は、本溶接の定常溶接時よりも遅い速度である構成が好ましい。
At time t3, power supply unit 11 applies welding voltage V between welding wire WA and
溶接ワイヤWAが母材6に接近すると、時刻t4においてアーク9が点弧し、溶接電流Iが流れ始める。アーク9によって母材6には溶融池WPが形成され始める。また、溶接ロボット10aは、アーク9が点弧したタイミングで、溶接トーチ2及びライナ4を母材6に対して設定された溶接速度で移動させる。溶接ワイヤ送給制御回路WCTは、溶接ワイヤWAの送給速度を本溶接における定常溶接時の速度に上昇させる。
When the welding wire WA approaches the
時刻t4においては、フィラーワイヤWBはいまだ溶融池WPに到達していない。溶接トーチ2及びライナ4の進行に伴い、時刻t6において、ライナ4の直下に溶融池WPが到達する。埋もれアーク溶接においては、300A以上の大電流により、母材6の溶け込みが大きく、深い溶融池WPが形成されている。フィラーワイヤ送給制御回路FCTは、ライナ4の直下に溶融池WPが到達したタイミングで、フィラーワイヤWBが溶融池WPへ進入を開始するように、溶融池WPにフィラーワイヤWBを進入させる。具体的には、フィラーワイヤ送給制御回路FCTは、溶融池WPがライナ4の直下に到達する前の時刻t5からフィラーワイヤWBの送給を開始し、フィラーワイヤWBが母材6に到達するタイミングと、フィラーワイヤWBの送給先に溶融池WPが到達するタイミングとが合致するように、フィラーワイヤの送給タイミング及び送給速度v(t)を制御する。
溶接トーチ2とライナ4との距離をd0、溶接速度をv0とすると、ライナ4の直下に溶融池WPが到達する時刻は以下のように表される。
t6=t4+d0/v0
At time t4, the filler wire WB has not yet reached the molten pool WP. As the
Assuming that the distance between the
t6=t4+d0/v0
フィラーワイヤWBと母材6との距離d1は前処理により認識済みである。従って、フィラーワイヤWBの送給速度をv(t)とすると、下記式を満たすように、フィラーワイヤWBの送給を開始する時刻t5と、フィラーワイヤWBの送給速度v(t)とを決定すればよい。ただし、下記式の積分は、時刻t5~t6までの時間積分である。
d1=∫v(t)dt
The distance d1 between the filler wire WB and the
d1=∫v(t)dt
このように、フィラーワイヤ送給制御回路FCTは、送給負荷計測回路LDにてフィラーワイヤWBの送給負荷抗を計測して、フィラーワイヤWBと母材6との接触を検知する。この時点を基準にしてフィラーワイヤWBの引き戻し、再送給を制御することにより、タイミング良くフィラーワイヤWBを溶融池WPに供給することができる。
In this manner, the filler wire feed control circuit FCT detects the contact between the filler wire WB and the
以上の通り、本実施形態に係る溶接装置及びアーク溶接方法によれば、溶接電源1とは別の電源を用意することなく、フィラーワイヤWBと、母材6との接触を検知し、フィラーワイヤWBの送給タイミングを正確に制御することができる。
As described above, according to the welding apparatus and the arc welding method according to the present embodiment, the contact between the filler wire WB and the
また、本実施形態によれば、フィラーワイヤWBの送給負荷と、閾値とを比較する簡単な処理で、フィラーワイヤWBと母材6の接触を検知することができる。フィラーワイヤWBの送給負荷は、フィラーワイヤ送給モータFMの電流と相関があるため、当該電流から送給負荷を計測することができる。送給負荷を計測する特別な追加の回路は不要であり、簡単な回路構成でフィラーワイヤWBと母材6との接触を検知することができる。
Further, according to the present embodiment, the contact between the filler wire WB and the
更に、本実施形態によれば、埋もれアーク溶接により深溶込みが得られる。また、埋もれアーク溶接においては、溶融池WPに対するフィラーワイヤWBの供給を精度良く制御する必要があるが、本実施形態によれば、フィラーワイヤWBの先端の位置を正確に把握することができる。従って、フィラーワイヤWBが母材6に到達するタイミングで、フィラーワイヤWBを溶融池WPに進入させることができ、適切な溶接を実現することができる。
Furthermore, according to this embodiment, deep penetration is obtained by buried arc welding. Further, in buried arc welding, it is necessary to accurately control the supply of the filler wire WB to the molten pool WP, but according to this embodiment, the position of the tip of the filler wire WB can be accurately grasped. Therefore, the filler wire WB can enter the molten pool WP at the timing when the filler wire WB reaches the
なお、本実施形態では、送給負荷と閾値とを比較することによって、フィラーワイヤWBと母材6との接触を検知する例を説明したが、送給負荷の増加率等、送給負荷の変化態様に基づいて、フィラーワイヤWBと母材6との接触を検知するように構成してもよい。
In the present embodiment, the contact between the filler wire WB and the
また、アーク9が点弧してから所定時間経過後にフィラーワイヤWBを送給する例を説明したが、アーク9の点弧と同時にフィラーワイヤWBの送給を開始するように構成してもよい。また、ライナ4の直下に溶融池WPが到達する前にフィラーワイヤWBの送給を開始する例を説明したが、ライナ4の直下に溶融池WPが到達するタイミングでフィラーワイヤWBの送給を開始するように構成してもよい。
フィラーワイヤWBの送給先に溶融池WPが到達したタイミングでフィラーワイヤWBを溶融池WPに供給できるのであれば、アーク9の点弧後のフィラーワイヤWBの送給開始タイミング及び送給速度は特に限定されるものでは無い。
Further, although the example in which the filler wire WB is fed after a predetermined time has passed since the arc 9 is ignited has been described, the configuration may be such that the filler wire WB is started to be fed at the same time as the arc 9 is ignited. . Further, although the example in which the feeding of the filler wire WB is started before the molten pool WP reaches directly below the
If the filler wire WB can be supplied to the molten pool WP at the timing when the filler wire WB reaches the feed destination of the filler wire WB, the feed start timing and feed speed of the filler wire WB after the arc 9 is ignited are It is not particularly limited.
1:溶接電源:溶接トーチ、3:溶接ワイヤ送給ローラ、4:ライナ、5:フィラーワイヤ送給ローラ、6:母材、WA:溶接ワイヤ、WB:フィラーワイヤ、WP:溶融池、11:電源部、11a:電源回路、11b:制御回路、FMD:フィラーワイヤ送給制御回路、LD:送給負荷計測回路
1: welding power source: welding torch, 3: welding wire feeding roller, 4: liner, 5: filler wire feeding roller, 6: base material, WA: welding wire, WB: filler wire, WP: molten pool, 11:
Claims (5)
前記フィラーワイヤを前記溶接対象物に向けて送給し、
前記フィラーワイヤの送給負荷を計測し、
計測した送給負荷に基づいて前記フィラーワイヤと前記溶接対象物との接触の有無を判定し、
前記フィラーワイヤが前記溶接対象物に接触したと判定した場合、前記フィラーワイヤを前記溶接対象物から所定量引き戻し、
アークの点弧開始後、又は前記溶接ワイヤ及び前記フィラーワイヤの前記溶接方向への進行開始後、前記所定量に応じたタイミング及び送給速度で前記フィラーワイヤを前記溶接対象物へ送給する
2ワイヤ溶接の開始方法。 2-wire for advancing the welding wire in the welding direction while forming a molten pool by generating an arc between the welding wire of the consumable electrode and the object to be welded, and supplying a filler wire to the molten pool from the rear of the welding direction. A method of initiating a weld, comprising:
feeding the filler wire toward the object to be welded;
measuring the feeding load of the filler wire;
determining whether or not there is contact between the filler wire and the object to be welded based on the measured feed load;
When it is determined that the filler wire has come into contact with the object to be welded, the filler wire is pulled back from the object to be welded by a predetermined amount;
After the ignition of the arc is started or after the welding wire and the filler wire start to advance in the welding direction, the filler wire is fed to the object to be welded at a timing and a feeding speed corresponding to the predetermined amount. How to start wire welding.
請求項1に記載の2ワイヤ溶接の開始方法。 The filler wire is fed to the object to be welded so that the timing at which the filler wire reaches the object to be welded matches the timing at which the molten pool reaches the feed destination of the filler wire. 2. The method for starting two-wire welding according to claim 1.
請求項1又は請求項2に記載の2ワイヤ溶接の開始方法。 3. The method of starting two-wire welding according to claim 1 or 2, further comprising determining that the welding wire and the object to be welded have come into contact when the detected feed load is equal to or greater than a threshold.
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の2ワイヤ溶接の開始方法。 Welding under welding conditions in which the tip of the welding wire or the arc generation point in the liquid column formed at the tip enters the space surrounded by the recessed molten pool formed in the object to be welded by the arc. A method of starting a two-wire weld according to any one of claims 1 to 3.
前記フィラーワイヤの送給を制御するフィラーワイヤ送給制御回路と、
前記フィラーワイヤの送給負荷を計測する計測回路と、
を備え、
前記フィラーワイヤ送給制御回路は、
前記計測回路にて計測した送給負荷に基づいて前記フィラーワイヤと前記溶接対象物との接触の有無を判定し、
前記フィラーワイヤが前記溶接対象物に接触したと判定した場合、前記フィラーワイヤを前記溶接対象物から所定量引き戻し、
アークの点弧開始後、又は前記溶接ワイヤ及び前記フィラーワイヤの前記溶接方向への進行開始後、前記所定量に応じたタイミング及び送給速度で前記フィラーワイヤを前記溶接対象物へ送給する
溶接装置。 Welding equipment that advances the welding wire in the welding direction while forming a molten pool by generating an arc between the welding wire of the consumable electrode and the object to be welded, and supplies a filler wire to the molten pool from the rear of the welding direction. and
a filler wire feed control circuit for controlling feed of the filler wire;
a measuring circuit for measuring the feed load of the filler wire;
with
The filler wire feed control circuit includes:
determining whether or not there is contact between the filler wire and the object to be welded based on the feed load measured by the measurement circuit;
When it is determined that the filler wire has come into contact with the object to be welded, the filler wire is pulled back from the object to be welded by a predetermined amount;
After the ignition of the arc is started or after the welding wire and the filler wire start to advance in the welding direction, the filler wire is fed to the object to be welded at a timing and a feeding speed corresponding to the predetermined amount. Device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021148852A JP2023041463A (en) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | Two wire welding starting method and welding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021148852A JP2023041463A (en) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | Two wire welding starting method and welding apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023041463A true JP2023041463A (en) | 2023-03-24 |
Family
ID=85641768
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021148852A Pending JP2023041463A (en) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | Two wire welding starting method and welding apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023041463A (en) |
-
2021
- 2021-09-13 JP JP2021148852A patent/JP2023041463A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10427236B2 (en) | Burner for a welding apparatus | |
JP5191997B2 (en) | Arc start control method | |
CA2952393C (en) | System and method for controlling wire feed speed | |
CN108698153B (en) | Arc welding system | |
US10343231B2 (en) | Wire feeding system | |
US20120074112A1 (en) | Arc welding method reducing occurrences of spatter at time of arc start | |
KR20150108814A (en) | Welding wire preheating system and method | |
KR20150037988A (en) | Method of and system for induction heating a consumable during laser arc hybrid process | |
JP6198838B2 (en) | Method and apparatus for starting submerged arc welding process | |
JP2012179659A (en) | Arc welding method | |
JP5596394B2 (en) | Arc welding method | |
MX2015003691A (en) | System for arc welding with enhanced metal deposition. | |
JP2023041463A (en) | Two wire welding starting method and welding apparatus | |
JP6320851B2 (en) | Arc start control method and welding apparatus for consumable electrode arc welding | |
CN114641364A (en) | Method and apparatus for welding a weld | |
CN102528245B (en) | Arc-welding method and arc welding system | |
US11090754B2 (en) | Arc welding control method | |
BR102018014900A2 (en) | WELDING SYSTEM | |
KR20230037623A (en) | Welding power source, welding system, welding power source control method and program | |
JP2004188430A (en) | Arc end control method | |
JP2023041462A (en) | Two wire welding control method and welding apparatus | |
JP2013071145A (en) | Method for starting welding in two-wire welding | |
JP5944664B2 (en) | Arc welding system | |
KR20210054572A (en) | Welding apparatus and welding method with self-regulating welding wire feed rate | |
JP6176785B2 (en) | Two-wire welding end control method |