JP2703804B2 - 交流テイグ溶接の制御方法および装置 - Google Patents
交流テイグ溶接の制御方法および装置Info
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- JP2703804B2 JP2703804B2 JP13455689A JP13455689A JP2703804B2 JP 2703804 B2 JP2703804 B2 JP 2703804B2 JP 13455689 A JP13455689 A JP 13455689A JP 13455689 A JP13455689 A JP 13455689A JP 2703804 B2 JP2703804 B2 JP 2703804B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルミニウムやその合金などの交流ティグ
溶接における溶込み深さを制御するための方法および装
置に関する。
溶接における溶込み深さを制御するための方法および装
置に関する。
従来の交流ティグ溶接で溶込み深さを制御する方法と
しては、特開昭54−121255や特開昭55−120483などが提
案されている。
しては、特開昭54−121255や特開昭55−120483などが提
案されている。
前者は、正極性（EN）電流の平均値と逆極性（EP）電
流の平均値の比率を変化させることによって、各極性で
異なる母材の溶融特性の違いを利用して溶込み深さを制
御する方法であり、後者は、溶接電流の平均値を数Hz程
度で周期的に増減させることによって、母材への入熱を
変化させて溶込み深さを制御する方法であるが、いずれ
の方法でも交流周波数およびアーク長が溶込み深さに及
ぼす影響については考慮されていない。
流の平均値の比率を変化させることによって、各極性で
異なる母材の溶融特性の違いを利用して溶込み深さを制
御する方法であり、後者は、溶接電流の平均値を数Hz程
度で周期的に増減させることによって、母材への入熱を
変化させて溶込み深さを制御する方法であるが、いずれ
の方法でも交流周波数およびアーク長が溶込み深さに及
ぼす影響については考慮されていない。
上記従来技術は、裏波溶接における溶け落ちや全姿勢
溶接におけるビード表面の垂れなどを抑制するための溶
込み制御法として利用されているが、溶接電流やEP時間
比率（dep）を変化させるのみでは、溶け込み深さを制
御できる範囲に限界があった。
溶接におけるビード表面の垂れなどを抑制するための溶
込み制御法として利用されているが、溶接電流やEP時間
比率（dep）を変化させるのみでは、溶け込み深さを制
御できる範囲に限界があった。
本発明の目的は、従来知られていない交流周波数およ
びアーク長と溶込み深さの関係を利用して、アルミニウ
ムやその合金などの交流ティグ溶接における溶込み深さ
をより広範囲に制御するための、新規かつ有用な方法お
よび装置を提供することにある。
びアーク長と溶込み深さの関係を利用して、アルミニウ
ムやその合金などの交流ティグ溶接における溶込み深さ
をより広範囲に制御するための、新規かつ有用な方法お
よび装置を提供することにある。
溶接電流および溶接速度を一定として商用交流周波数
での交流ティグ溶接を行う際に、アーク長を変化させる
と、アーク圧力Paは第６図のように変化し、アーク長の
増加とともにPaは減少する。一方、アーク長が伸びると
アーク電圧は上昇するため、母材に加えられる入熱Wbは
第７図のように変化し、アーク長の増加とともにWbは増
大する。
での交流ティグ溶接を行う際に、アーク長を変化させる
と、アーク圧力Paは第６図のように変化し、アーク長の
増加とともにPaは減少する。一方、アーク長が伸びると
アーク電圧は上昇するため、母材に加えられる入熱Wbは
第７図のように変化し、アーク長の増加とともにWbは増
大する。
ティグ溶接などの非消耗電極を用いたアーク溶接で
は、母材の溶融に寄与するWbと、その溶融金属を押下げ
る力すなわちPaによって、溶込み深さが決定されると考
えられる。よって、溶込み深さPDは、上記PaとWbを合成
して、 PD＝aPa＋bWb＋ｃ 〔a,b,cは溶接条件などで決まる定数〕 と表わすことができ、第６図及び第７図からアーク長と
PDの間には第８図のような関係が成立することになる。
は、母材の溶融に寄与するWbと、その溶融金属を押下げ
る力すなわちPaによって、溶込み深さが決定されると考
えられる。よって、溶込み深さPDは、上記PaとWbを合成
して、 PD＝aPa＋bWb＋ｃ 〔a,b,cは溶接条件などで決まる定数〕 と表わすことができ、第６図及び第７図からアーク長と
PDの間には第８図のような関係が成立することになる。
すなわち、従来良く知られているPDがアーク長に略反
比例する領域（第１の領域）Ａの他に、アーク長に関係
なくPDが略一定で、かつ最小のPDが得られる領域（第２
の領域）Ｂと、従来公知の現象とは相反する現象である
PDがアーク長に略比例して変化する領域（第３の領域）
Ｃが存在する。また領域Ｃでは、領域Ａでの最大値より
大きいPDを得ることもできる。
比例する領域（第１の領域）Ａの他に、アーク長に関係
なくPDが略一定で、かつ最小のPDが得られる領域（第２
の領域）Ｂと、従来公知の現象とは相反する現象である
PDがアーク長に略比例して変化する領域（第３の領域）
Ｃが存在する。また領域Ｃでは、領域Ａでの最大値より
大きいPDを得ることもできる。
第９図は、略定電流特性の溶接電源（無負荷電圧40
V）を用い、溶接電流100A、溶接速度300mm/min、シール
ドガスAr・10/min、交流周波数50Hzで板厚3mmのアル
ミニウム合金A5052の交流ティグ溶接を行った場合のア
ーク長と溶込み深さの関係について測定例を示したもの
である。アーク長が4mm以下では、アーク長の増加とと
もにPDは減少するが、アーク長を４〜5mm程度にするとP
Dはほとんど変化しなかった。また、アーク長を6mm以上
にするとアーク長の増加とともにPDが増加した。
V）を用い、溶接電流100A、溶接速度300mm/min、シール
ドガスAr・10/min、交流周波数50Hzで板厚3mmのアル
ミニウム合金A5052の交流ティグ溶接を行った場合のア
ーク長と溶込み深さの関係について測定例を示したもの
である。アーク長が4mm以下では、アーク長の増加とと
もにPDは減少するが、アーク長を４〜5mm程度にするとP
Dはほとんど変化しなかった。また、アーク長を6mm以上
にするとアーク長の増加とともにPDが増加した。
第10図は、上記と同一の溶接電源を用いて、溶接電流
200A、溶接速度250mm/min、シールドガスAr・15/mi
n、交流周波数50Hzで板厚5mmのアルミニウムA1100の交
流ティグ溶接を行った場合の測定例を示したもので、前
記第９図と同様に、アーク長が４〜6mm程度ではPDがほ
とんど変化せず、アーク長を6mm以上にするとアーク長
の増加とともにPDが増加した。
200A、溶接速度250mm/min、シールドガスAr・15/mi
n、交流周波数50Hzで板厚5mmのアルミニウムA1100の交
流ティグ溶接を行った場合の測定例を示したもので、前
記第９図と同様に、アーク長が４〜6mm程度ではPDがほ
とんど変化せず、アーク長を6mm以上にするとアーク長
の増加とともにPDが増加した。
一方、溶接電流、溶接速度およびアーク長を一定とし
て交流周波数を変化させると、アーク圧力Paは第11図の
ように変化し、交流周波数が高くなるに従ってPaは増大
して、直流溶接での値に近付く。
て交流周波数を変化させると、アーク圧力Paは第11図の
ように変化し、交流周波数が高くなるに従ってPaは増大
して、直流溶接での値に近付く。
この傾向を前記第６図のPaの変化に当てはめると、同
図の曲線は交流周波数の増加とともに上方に、交流周波
数の減少とともに下方に概略平行移動することになるた
め、交流周波数が増加すると溶込み深さPDは深くなる
が、第８図で示した傾向は交流周波数が増減しても変化
せず、その一例を示すと第12図のようになる。
図の曲線は交流周波数の増加とともに上方に、交流周波
数の減少とともに下方に概略平行移動することになるた
め、交流周波数が増加すると溶込み深さPDは深くなる
が、第８図で示した傾向は交流周波数が増減しても変化
せず、その一例を示すと第12図のようになる。
このような現象を基に、請求項１記載の発明は、前記
第１の領域Ａ、第２の領域Ｂおよび第３の領域Ｃが得ら
れるような略定電流特性の溶接電源を用いて行う交流テ
ィグ溶接において、アーク長が領域ＡとＢに、または領
域ＢとＣに交互に入るように、周期的にアーク長を変化
させるとともに、溶接電源の出力の交流周波数を、領域
ＡおよびＣでは商用周波数より高く設定し、領域Ｂでは
商用周波数以下に設定することを特徴とする。
第１の領域Ａ、第２の領域Ｂおよび第３の領域Ｃが得ら
れるような略定電流特性の溶接電源を用いて行う交流テ
ィグ溶接において、アーク長が領域ＡとＢに、または領
域ＢとＣに交互に入るように、周期的にアーク長を変化
させるとともに、溶接電源の出力の交流周波数を、領域
ＡおよびＣでは商用周波数より高く設定し、領域Ｂでは
商用周波数以下に設定することを特徴とする。
請求項２記載の発明は、アーク長が領域ＡとＣに交互
に入るように、周期的にアーク長を変化させるととも
に、溶接電源の出力の交流周波数を、領域Ｃでは商用周
波数より高く設定し、領域Ａでは商用周波数以下に設定
することを特徴とする。
に入るように、周期的にアーク長を変化させるととも
に、溶接電源の出力の交流周波数を、領域Ｃでは商用周
波数より高く設定し、領域Ａでは商用周波数以下に設定
することを特徴とする。
請求項３記載の発明は、アーク長が領域A,BおよびＣ
に交互に入るように、周期的にアーク長を変化させると
ともに、溶接電源の出力の交流周波数を、領域Ｃでは商
用周波数より高く設定し、領域Ｂでは商用周波数以下に
設定し、領域Ａでは領域Ｂでの交流周波数と領域Ｃでの
交流周波数の中間の値に設定することを特徴とする。
に交互に入るように、周期的にアーク長を変化させると
ともに、溶接電源の出力の交流周波数を、領域Ｃでは商
用周波数より高く設定し、領域Ｂでは商用周波数以下に
設定し、領域Ａでは領域Ｂでの交流周波数と領域Ｃでの
交流周波数の中間の値に設定することを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記
載の発明において、アーク長の変化に応じて、溶接電流
および電極プラス時間比率（dep）のうちの少なくとも
一方を変化させることを特徴とする。
載の発明において、アーク長の変化に応じて、溶接電流
および電極プラス時間比率（dep）のうちの少なくとも
一方を変化させることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記
載の発明を実施するこめに、直流を可変周波数の交流に
変換する手段、その交流周波数が変化しても交流に変換
される前の直流電流値を一定に保つ手段、少なくとも２
つ以上のアーク電圧および交流周波数を設定する手段、
前記設定電圧および設定周波数をそれぞれ切換える手
段、設定された時間ごとに前記設定電圧のいずれか１つ
および前記設定周波数のいずれか１つを選択するよう前
記切換手段に指令する手段、アーク電圧を検出する手
段、検出されたアーク電圧が選択された前記設定電圧と
一致するように溶接トーチの位置を制御する手段および
前記直交変換手段の出力の交流周波数を選択された前記
設定周波数になるように制御する手段を備え、前記直交
変換手段の交流出力を電極・母材間に印加するようにし
たものである。
載の発明を実施するこめに、直流を可変周波数の交流に
変換する手段、その交流周波数が変化しても交流に変換
される前の直流電流値を一定に保つ手段、少なくとも２
つ以上のアーク電圧および交流周波数を設定する手段、
前記設定電圧および設定周波数をそれぞれ切換える手
段、設定された時間ごとに前記設定電圧のいずれか１つ
および前記設定周波数のいずれか１つを選択するよう前
記切換手段に指令する手段、アーク電圧を検出する手
段、検出されたアーク電圧が選択された前記設定電圧と
一致するように溶接トーチの位置を制御する手段および
前記直交変換手段の出力の交流周波数を選択された前記
設定周波数になるように制御する手段を備え、前記直交
変換手段の交流出力を電極・母材間に印加するようにし
たものである。
第12図から明らかなように、PDがアーク長に略反比例
する領域ＡおよびPDがアーク長に略比例する領域Ｃで
は、交流周波数を商用周波数より高く設定することによ
って従来より深い溶込みが得られ、PDがアーク長に関係
なく略一定となる領域Ｂでは交流周波数を商用周波数以
下に設定することによって、従来より浅い溶込みが得ら
れる。
する領域ＡおよびPDがアーク長に略比例する領域Ｃで
は、交流周波数を商用周波数より高く設定することによ
って従来より深い溶込みが得られ、PDがアーク長に関係
なく略一定となる領域Ｂでは交流周波数を商用周波数以
下に設定することによって、従来より浅い溶込みが得ら
れる。
よって、アーク長を領域ＡとＢの間あるいはＢとＣの
間で周期的に変化させるとともに、領域ＡおよびＣでの
交流周波数を商用周波数より高く設定し、領域Ｂでの交
流周波数を商用周波数以下に設定すると、従来よりも広
い範囲で溶込み深さを制御することができる。
間で周期的に変化させるとともに、領域ＡおよびＣでの
交流周波数を商用周波数より高く設定し、領域Ｂでの交
流周波数を商用周波数以下に設定すると、従来よりも広
い範囲で溶込み深さを制御することができる。
アーク長を領域ＡとＣの間で周期的に変化させるとと
もに、領域Ｃでの交流周波数を商用周波数より高く設定
し、領域Ａでの交流周波数を商用周波数以下に設定する
ことによっても、上記と類似の広い範囲での溶込み深さ
の制御が可能である。
もに、領域Ｃでの交流周波数を商用周波数より高く設定
し、領域Ａでの交流周波数を商用周波数以下に設定する
ことによっても、上記と類似の広い範囲での溶込み深さ
の制御が可能である。
また、継手形状や施工方法によっては、アーク長を領
域A,BおよびＣ間で３段階に変化させるとともに、領域
Ｃでの交流周波数を商用周波数より高く設定し、領域Ｂ
での交流周波数を商用周波数以下に設定し、領域Ａでの
交流周波数を領域Ｂでの交流周波数と領域Ｃでの交流周
波数の中間の値に設定するといったように、アーク長と
交流周波数を同時に変化させると、良い結果が得られる
場合もある。
域A,BおよびＣ間で３段階に変化させるとともに、領域
Ｃでの交流周波数を商用周波数より高く設定し、領域Ｂ
での交流周波数を商用周波数以下に設定し、領域Ａでの
交流周波数を領域Ｂでの交流周波数と領域Ｃでの交流周
波数の中間の値に設定するといったように、アーク長と
交流周波数を同時に変化させると、良い結果が得られる
場合もある。
本発明の方法を実施するための溶接装置の構成の一例
を第１図に示す。図において、1,2はそれぞれ商用交流
入力を高周波交流に変換するための整流器および一次イ
ンバータ回路で、一次インバータ回路２はパルス幅制御
回路３で制御された高周波交流出力を溶接変圧器４に入
力する。５は溶接変圧器４の二次側出力を直流に変換す
るための整流器、６は直流に変換された電圧ｉの検出回
路、７は交流溶接を行うために直流を再び交流に変換す
るための二次インバータ回路である。
を第１図に示す。図において、1,2はそれぞれ商用交流
入力を高周波交流に変換するための整流器および一次イ
ンバータ回路で、一次インバータ回路２はパルス幅制御
回路３で制御された高周波交流出力を溶接変圧器４に入
力する。５は溶接変圧器４の二次側出力を直流に変換す
るための整流器、６は直流に変換された電圧ｉの検出回
路、７は交流溶接を行うために直流を再び交流に変換す
るための二次インバータ回路である。
二次インバータ回路７で生成される交流の周波数およ
びEP時間比率dep（EP時間/1交流周期）は、第１の周波
数設定器12または第２の周波数設定器13とdep設定器10
でパルス周波数、パルス幅を規定される矩形波発生器９
からの信号に基づいて駆動回路８で制御され、所定の交
流出力が溶接トーチ14と母材15の間に印加される。
びEP時間比率dep（EP時間/1交流周期）は、第１の周波
数設定器12または第２の周波数設定器13とdep設定器10
でパルス周波数、パルス幅を規定される矩形波発生器９
からの信号に基づいて駆動回路８で制御され、所定の交
流出力が溶接トーチ14と母材15の間に印加される。
なお出力電流の値は、二次インバータ回路７で交流に
変換される前の直流電流値を電流検出回路６で検出し、
その検出値が出力電流設定器17で設定された値と一致す
るように、第１の誤差増幅器16を介して一次インバータ
回路２の出力をフィードバック制御することによって所
定の値に保たれる。
変換される前の直流電流値を電流検出回路６で検出し、
その検出値が出力電流設定器17で設定された値と一致す
るように、第１の誤差増幅器16を介して一次インバータ
回路２の出力をフィードバック制御することによって所
定の値に保たれる。
18はアーク電圧信号のON/OFFスイッチで、電流検出回
路６で電流が検出されている場合のみONとなって、電圧
検出回路19にアーク電圧Vaを入力する。
路６で電流が検出されている場合のみONとなって、電圧
検出回路19にアーク電圧Vaを入力する。
20はに溶接トーチ14の位置を制御するためのトーチ移
動機構で、第１の電圧設定器28または第２の電圧設定器
29で設定されたアーク電圧の値と電圧検出回路19で検出
されるアーク電圧の値が一致するように第２の誤差増幅
器23から出力される信号に基づいて、トーチ位置制御回
路22によって制御されるモータ21で工藤され、アーク長
を変化させる。
動機構で、第１の電圧設定器28または第２の電圧設定器
29で設定されたアーク電圧の値と電圧検出回路19で検出
されるアーク電圧の値が一致するように第２の誤差増幅
器23から出力される信号に基づいて、トーチ位置制御回
路22によって制御されるモータ21で工藤され、アーク長
を変化させる。
25は、第１の溶接条件持続時間設定器26および第２の
溶接条件持続時間設定器27の設定時間T1,T2によりその
高・低レベル信号時間が規定される第２の矩形波発生器
で、第１の周波数設定器12と第２の周波数設定器13の設
定周波数f1,f2の切換を行う条件切換スイッチ11および
第１の電圧設定器28と第２の電圧設定器29の設定電圧
V1,V2の切換を行う条件切換スイッチ24に、いずれの設
定周波数および設定電圧を選択するかを指令する。
溶接条件持続時間設定器27の設定時間T1,T2によりその
高・低レベル信号時間が規定される第２の矩形波発生器
で、第１の周波数設定器12と第２の周波数設定器13の設
定周波数f1,f2の切換を行う条件切換スイッチ11および
第１の電圧設定器28と第２の電圧設定器29の設定電圧
V1,V2の切換を行う条件切換スイッチ24に、いずれの設
定周波数および設定電圧を選択するかを指令する。
なお、第１図には示していないが、出力電流設定器17
あるいはdep設定器10を２個設けるとともにそれぞれに
対応する切換スイッチを付加することによって、第２の
矩形波発生器25の出力を利用して、周波数や電圧と同様
に、出力電流やdepも変化させることができる。
あるいはdep設定器10を２個設けるとともにそれぞれに
対応する切換スイッチを付加することによって、第２の
矩形波発生器25の出力を利用して、周波数や電圧と同様
に、出力電流やdepも変化させることができる。
上記第１図の溶接装置を用いた溶接における主な動作
の代表例を示すと、第２図〜第４図のようである。第２
図は、溶込み深さとアーク長が略反比例する領域Ａと溶
込み深さがアーク長に関係なく略一定となる領域Ｂでア
ーク長を変化させるとともに、領域Ａでの交流周波数を
高く、領域Ｂでの交流周波数を低く設定した例であり、
アーク長が領域Ａにある場合には深い溶込みが、領域Ｂ
にある場合には浅い溶込みが得られる。
の代表例を示すと、第２図〜第４図のようである。第２
図は、溶込み深さとアーク長が略反比例する領域Ａと溶
込み深さがアーク長に関係なく略一定となる領域Ｂでア
ーク長を変化させるとともに、領域Ａでの交流周波数を
高く、領域Ｂでの交流周波数を低く設定した例であり、
アーク長が領域Ａにある場合には深い溶込みが、領域Ｂ
にある場合には浅い溶込みが得られる。
第３図は、溶込み深さがアーク長に関係なく略一定と
なる領域Ｂと溶込み深さがアーク長に略比例する領域Ｃ
の間でアーク長を変化させるとともに、領域Ｂでの交流
周波数を低く、領域Ｃでの交流周波数を高く設定した例
であり、アーク長が領域Ｂにある場合の溶込みは浅く、
領域Ｃにある場合の溶込みは深くなる。
なる領域Ｂと溶込み深さがアーク長に略比例する領域Ｃ
の間でアーク長を変化させるとともに、領域Ｂでの交流
周波数を低く、領域Ｃでの交流周波数を高く設定した例
であり、アーク長が領域Ｂにある場合の溶込みは浅く、
領域Ｃにある場合の溶込みは深くなる。
深い溶込みを得るため、単にアーク長を長くするのみ
では、アークの集中性が低下する傾向があるが、上記第
３図のようにアーク長を長くすると同時に交流周波数を
増加させると、１交流周期内でのアークの陰極点が動き
回る電極プラス時間（EP時間）が短くなることからアー
クの集中性が改善され、ビート外観の乱れをなくするこ
とができる。
では、アークの集中性が低下する傾向があるが、上記第
３図のようにアーク長を長くすると同時に交流周波数を
増加させると、１交流周期内でのアークの陰極点が動き
回る電極プラス時間（EP時間）が短くなることからアー
クの集中性が改善され、ビート外観の乱れをなくするこ
とができる。
第４図は、アーク長、交流周波数の他に、出力電流も
変化させた例であり、上記第３図の例に比べ溶込み深さ
の変化をより大きくすることができる。
変化させた例であり、上記第３図の例に比べ溶込み深さ
の変化をより大きくすることができる。
なお第４図では、第３図中の電流値を変化させる例を
示したが、第２図においてアーク長が領域Ａにある場合
の電流値を大きく、領域Ｂにある場合の電流値を小さく
することによっても、第４図の例と類似の作用が得られ
る。また、施工方法によっては、アーク長の変化に応じ
てdepの設定値を増減させると、より良好な作業性が得
られる場合もある。
示したが、第２図においてアーク長が領域Ａにある場合
の電流値を大きく、領域Ｂにある場合の電流値を小さく
することによっても、第４図の例と類似の作用が得られ
る。また、施工方法によっては、アーク長の変化に応じ
てdepの設定値を増減させると、より良好な作業性が得
られる場合もある。
第５図は，板厚3mmのアルミニウム合金A5052の突合せ
継手の溶接に適用した、本発明の実施例における主な溶
接条件の設定例を図表で示したものである。
継手の溶接に適用した、本発明の実施例における主な溶
接条件の設定例を図表で示したものである。
条件は前記第２図の例に対応する設定値の一例、
は前記第３図の例に対応する設定値の一例、は前記第
４図の例に対応する設定値の一例である。また、は前
記第２図での電流値を増減させた場合、はアーク長を
領域Ａと領域Ｃの間で変化させた場合、は第１の溶接
条件の持続時間と第２の溶接条件の持続時間が異なるよ
うにした場合、は第１の溶接条件と第２の溶接条件で
depが異なるようにした場合の設定値の一例である。
は前記第３図の例に対応する設定値の一例、は前記第
４図の例に対応する設定値の一例である。また、は前
記第２図での電流値を増減させた場合、はアーク長を
領域Ａと領域Ｃの間で変化させた場合、は第１の溶接
条件の持続時間と第２の溶接条件の持続時間が異なるよ
うにした場合、は第１の溶接条件と第２の溶接条件で
depが異なるようにした場合の設定値の一例である。
なお、前記第５図に示した溶接条件の切換周波数はす
べて1Hzとしているが、この周波数は1Hzのみに限定され
るものではなく、トーチ移動機構が追随できる周波数、
例えば数10Hz以下であれば本発明の作用が損われること
はない。
べて1Hzとしているが、この周波数は1Hzのみに限定され
るものではなく、トーチ移動機構が追随できる周波数、
例えば数10Hz以下であれば本発明の作用が損われること
はない。
また、溶接条件の切換は２段階のみに限定されるもの
ではなく、３段階以上として良いことは言うまでもな
い。
ではなく、３段階以上として良いことは言うまでもな
い。
本発明によれば、溶接電流やEP時間比率（dep）を一
定としたままで溶込み深さを広い範囲で制御することが
でき、裏波溶接での溶け落ちや全姿勢でのビード表面の
垂れを抑制して良好な溶接が行える。また、深い溶込み
が得られるようにアーク長を長くした場合のアークの集
中性の低下を交流周波数の増加によって補正できるた
め、ビード外観が乱れることはない。また、溶接条件の
切換段数を２〜３段とふやし、各段階でアーク長と交流
周波数を同時に変化させることにより、溶融金属に振動
を与えて母材の溶融池を撹拌させ、凝固後の金属組織を
微細化するといった効果も期待できる。
定としたままで溶込み深さを広い範囲で制御することが
でき、裏波溶接での溶け落ちや全姿勢でのビード表面の
垂れを抑制して良好な溶接が行える。また、深い溶込み
が得られるようにアーク長を長くした場合のアークの集
中性の低下を交流周波数の増加によって補正できるた
め、ビード外観が乱れることはない。また、溶接条件の
切換段数を２〜３段とふやし、各段階でアーク長と交流
周波数を同時に変化させることにより、溶融金属に振動
を与えて母材の溶融池を撹拌させ、凝固後の金属組織を
微細化するといった効果も期待できる。
さらに、本発明のアーク長および交流周波数の変化に
よる溶込み制御法を従来公知の溶接電流やdepの変化に
よる溶込み制御法と組み合せることによって、より広範
囲な溶込み深さの制御を実現でき、厚板の裏波溶接や高
速での溶接が一層良好に行えるようになる。
よる溶込み制御法を従来公知の溶接電流やdepの変化に
よる溶込み制御法と組み合せることによって、より広範
囲な溶込み深さの制御を実現でき、厚板の裏波溶接や高
速での溶接が一層良好に行えるようになる。
第１図は本発明の方法を実施するための溶接装置の構成
例を示すブロック図、第２図〜第４図は本発明の実施例
のタイムチャートによる説明図、第５図は本発明の実施
例における主な因子の設定値の代表例を示す図表、第６
図〜第８図および第11図は本発明の基になった現象につ
いての説明図、第９図および第10図はアーク長と溶込み
深さの関係についての測定例を示す線図、第12図は本発
明の基本的な作用についての説明図である。 ２……電流制御用一次インバータ回路、３……パルス幅
制御回路、６……電流検出回路、７……交流出力用二次
インバータ回路、８……駆動回路、9,25……条件選択指
令用矩形波発生器、10……dep設定器、11,24……条件切
換スイッチ、12,13……交流周波数設定器、14……溶接
トーチ、15……母材、16,23……誤差増幅器、17……出
力電流設定器、19……アーク電圧検出回路、20……トー
チ移動機構、21……モータ、22……トーチ位置制御回
路、26,27……溶接条件持続時間設定器、28,29……アー
ク電圧設定器。
例を示すブロック図、第２図〜第４図は本発明の実施例
のタイムチャートによる説明図、第５図は本発明の実施
例における主な因子の設定値の代表例を示す図表、第６
図〜第８図および第11図は本発明の基になった現象につ
いての説明図、第９図および第10図はアーク長と溶込み
深さの関係についての測定例を示す線図、第12図は本発
明の基本的な作用についての説明図である。 ２……電流制御用一次インバータ回路、３……パルス幅
制御回路、６……電流検出回路、７……交流出力用二次
インバータ回路、８……駆動回路、9,25……条件選択指
令用矩形波発生器、10……dep設定器、11,24……条件切
換スイッチ、12,13……交流周波数設定器、14……溶接
トーチ、15……母材、16,23……誤差増幅器、17……出
力電流設定器、19……アーク電圧検出回路、20……トー
チ移動機構、21……モータ、22……トーチ位置制御回
路、26,27……溶接条件持続時間設定器、28,29……アー
ク電圧設定器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−27039（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−471（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−476（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】アーク長と溶込み深さが略反比例する第１
の領域、第１の領域より長いアーク長で溶込み深さがア
ーク長によってほとんど変化しない第２の領域および第
２の領域より長いアーク長で溶け込み深さとアーク長が
略比例する第３の領域が得られるような略定電流特性の
溶接電源を用いて行う交流ティグ溶接において、アーク
長が前記第１の領域と第２の領域に、または前記第２の
領域と第３の領域に交互に入るように、周期的にアーク
長を変化させるとともに、溶接電源の出力の交流周波数
を、前記第１および第３の領域は商用周波数より高く設
定し、前記第２の領域では商用周波数以下に設定するこ
とを特徴とする交流ティグ溶接の制御方法。 - 【請求項２】アーク長と溶込み深さが略反比例する第１
の領域、第１の領域より長いアーク長で溶込み深さがア
ーク長によってほとんど変化しない第２の領域および第
２の領域より長いアーク長で溶込み深さとアーク長が略
比例する第３の領域が得られるような略定電流特性の溶
接電源を用いて行う交流ティグ溶接において、アーク長
が前記第１の領域と第３の領域に交互に入るように、周
期的にアーク長を変化させるとともに、溶接電源の出力
の交流周波数を、前記第３の領域では商用周波数より高
く設定し、前記第１の領域では商用周波数以下に設定す
ることを特徴とする交流ティグ溶接の制御方法。 - 【請求項３】アーク長と溶込み深さが略反比例する第１
の領域、第１の領域より長いアーク長で溶込み深さがア
ーク長によってほとんど変化しない第２の領域および第
２の領域より長いアーク長で溶込み深さとアーク長が略
比例する第３の領域が得られるような略定電流特性の溶
接電源を用いて行う交流ティグ溶接において、アーク長
が前記第1,第２および第３の領域に交互に入るように、
周期的にアーク長を変化させるとともに、溶接電源の出
力の交流周波数を、前記第３の領域では商用周波数より
高く設定し、前記第２の領域では商用周波数以下に設定
し、前記第１の領域では前記第２の領域での交流周波数
と前記第３の領域での交流周波数の中間の値に設定する
ことを特徴とする交流ティグ溶接の制御方法。 - 【請求項４】アーク長の変化に応じて、溶接電流および
電極プラス時間比率のうちの少なくとも一方を変化させ
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の交
流ティグ溶接の制御方法。 - 【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の方法を実
施するために、直流を可変周波数の交流に変換する手
段、その交流周波数が変化しても交流に変換される前の
直流電流値を一定に保つ手段、少なくとも２つ以上のア
ーク電圧および交流周波数を設定する手段、前記設定電
圧および設定周波数をそれぞれ切換える手段、設定され
た時間ごとに前記設定電圧のいずれか１つおよび前記設
定周波数のいずれか１つを選択するよう前記切換手段に
指令する手段、アーク電圧を検出する手段、検出された
アーク電圧が選択された前記設定電圧と一致するように
溶接トーチの位置を制御する手段および前記直交変換手
段の出力の交流周波数を選択された前記設定周波数にな
るように制御する手段を備え、前記直交変換手段の交流
出力を電極・母材間に印加するようにした交流ティグ溶
接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13455689A JP2703804B2 (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 交流テイグ溶接の制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13455689A JP2703804B2 (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 交流テイグ溶接の制御方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03473A JPH03473A (ja) | 1991-01-07 |
| JP2703804B2 true JP2703804B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=15131087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13455689A Expired - Lifetime JP2703804B2 (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 交流テイグ溶接の制御方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2703804B2 (ja) |
-
1989
- 1989-05-30 JP JP13455689A patent/JP2703804B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03473A (ja) | 1991-01-07 |
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