JP2873716B2 - Starting AC arc - Google Patents
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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、消耗電極を用いる交流ガスシールドアーク
溶接におけるアーク起動特性の向上に有効な交流アーク
の起動方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an AC arc starting method effective for improving arc starting characteristics in AC gas shielded arc welding using a consumable electrode.
例えば、非消耗電極式交流ガスシールドアーク溶接に
おいては、実開平１−100672号公報に記述されているよ
うに、アークが起動されるまでは極性EP（電極の極性が
プラス）あるいは極性EN（電極の極性がマイナス）を持
続させ、アーク起動直後に交流に切換える方法が採用さ
れている。For example, in non-consumable electrode type AC gas shielded arc welding, as described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-100672, polarity EP (electrode polarity is positive) or polarity EN (electrode polarity) until the arc is activated. (Polarity of minus) is maintained, and switching to AC is performed immediately after the arc is started.
また、市販の消耗電極式直流ガスシールドアーク溶接
機では、第６図に示すようにアーク起動までの出力は、
溶接時の定常出力より大きな出力値に設定する方法が採
用されている。In addition, in a commercially available consumable electrode type DC gas shielded arc welding machine, as shown in FIG.
A method of setting an output value larger than a steady output during welding is adopted.
上記、非消耗電極交流溶接では高周波交流を用いてア
ーク起動を行うため、消耗電極を母材に接触させてアー
クを起動させる方法については考慮されていない。In the above-described non-consumable electrode AC welding, since arc starting is performed using high-frequency AC, a method for starting an arc by bringing a consumable electrode into contact with a base material is not considered.
また、消耗電極式直流溶接では消耗電極を母材に接触
させて行うアーク起動についての考慮はなされている
が、この方法は極性EPの直流溶接についてのものであ
り、極性の切換えについては考慮されていない。In addition, in the consumable electrode type DC welding, consideration is given to arc starting performed by bringing the consumable electrode into contact with the base material, but this method is for DC welding of polarity EP, and switching of polarity is considered. Not.
ところで、アーク起動直後に、ワイヤの極性をENに切
換えると、極性ENの溶込みは極性EPに比べ少いため、ア
ーク起動部に融合不良あるいはオーバーラップなどの溶
接欠陥を生じる恐れがある。また、アーク起動直後に極
性を切換えると、出力は一度０になってから次の極性に
移るため、せっかく発生させたアークを消弧し、再度ア
ークを発生させることになり、アーク起動直後の不安定
なアーク形態をさらに一層不安定なものにする恐れがあ
る。By the way, if the polarity of the wire is switched to EN immediately after the start of the arc, the penetration of the polarity EN is smaller than that of the polarity EP, so that a welding defect such as poor fusion or overlap may occur in the arc start portion. Also, if the polarity is switched immediately after the start of the arc, the output once becomes 0 and then shifts to the next polarity. Therefore, the arc that has been generated is extinguished, and the arc is generated again. Stable arc configurations can be made even more unstable.
本発明の目的は、スムーズにアークを起動させるとと
もに、その起動アークを安定にする交流アークの起動方
法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a method of starting an AC arc that starts an arc smoothly and stabilizes the starting arc.
上記目的を達成するために、本発明の交流アーク起動
方法は、消耗電極と母材の間に交流出力を印加して行う
交流ガスシールドアーク溶接の交流アークの起動方法に
おいて、アーク起動前およびアーク起動後所定の時間が
経過するまでの間の印加出力を、一定の極性で定常出力
より大きく設定するとともに、アーク起動後所定の時間
が経過した後極性の切換えを行うことを特徴としてい
る。そして極性は、溶接施工目的に適合するように極性
EPあるいは極性ENいずれか一方の極性に固定し、アーク
起動後所定時間が経過した時点で通常の交流出力に切換
えるとよい。In order to achieve the above object, an AC arc starting method according to the present invention is a method for starting an AC arc in AC gas shielded arc welding performed by applying an AC output between a consumable electrode and a base material. It is characterized in that the applied output until a predetermined time elapses after the start is set to be larger than the steady output with a constant polarity, and the polarity is switched after a predetermined time elapses after the arc is started. And the polarity should be suitable for the welding purpose.
It is preferable to fix the polarity to either the EP or the polarity EN, and to switch to the normal AC output when a predetermined time has elapsed after starting the arc.
消耗電極であるワイヤを極性EPとして、溶接時より出
力設定を大きくすることにより、アーク起動を行うこと
ができる。By setting the wire that is a consumable electrode to the polarity EP and setting the output to be larger than that at the time of welding, arc starting can be performed.
アーク起動後のアーク形態が安定化されるまでの間は
極性の切換えを行なわず、安定化されたアークが持続す
るようになってから極性を切換えるようにする。The polarity is not switched until the arc form is stabilized after the start of the arc, and the polarity is switched after the stabilized arc is maintained.
第１図は、消耗電極として軟鋼φ1.2mmワイヤを用い
た場合のアーク起動の一例で、ワイヤと母材間に印加す
る電圧に、アーク起動時の初期設定電圧VO、アーク起動
後の定常状態におけるワイヤの極性EP時の電圧VP、同じ
く定常状態におけるワイヤの曲折EN時の電圧VNで示し、
またアーク起動後、初期設定電圧VOを保持する時間をTO
で、ワイヤの極性EP,ENの期間をそれぞれTP,TNで示すも
のとして、VO＝40V,VP＝30V,VN＝20V,TO＝100ms,TP＝4
msに一定とし、ワイヤ送給速度に略反比例させて期間TN
を増減させてアーク起動を行った。その結果いずれのワ
イヤ送給速度においても、良好なアーク起動および安定
な交流アークが得られた。FIG. 1 shows an example of an arc start when a soft steel φ1.2 mm wire is used as a consumable electrode. The voltage applied between the wire and the base metal includes an initial set voltage V O at the time of the arc start, a steady state after the arc start. voltage V P during wire polarity EP in the state, also indicated by the voltage V N at the time of bending EN of the wire in the steady state,
After the arc is started, the time to hold the initial set voltage V O is T O
Assuming that the periods of the wire polarities EP and EN are indicated by T P and T N , respectively, V O = 40 V, V P = 30 V, V N = 20 V, T O = 100 ms , and T P = 4
ms to a constant, and substantially in inverse proportion to the wire feed rate period T N
Was increased or decreased to start the arc. As a result, good arc starting and stable AC arc were obtained at any wire feeding speed.
第２図は、銅を主成分とするφ1.0mmミグブレーズワ
イヤについての一例で、アーク起動時の設定電流IO、ア
ーク起動後の定常状態におけるワイヤの極性EP時の電流
IP、同じく定常状態におけるワイヤの極性EN時の電流IN
で示し、またアーク起動後、設定電流IOを保持する時間
TO、ワイヤの極性EP,ENの期間をそれぞれTP,TNで示すも
のとして、IO＝300A,IP＝300A,IN＝50A,TP＝25ms,TO＝5
0ms一定とし、ワイヤ送給速度に応じて極性ENの期間TN
を増減させた。ミグブレーズ溶接では、母材をほとんど
溶融させないことが必要であるため、大きな出力を必要
とするアーク起動時には極性ENとし、アーク起動時の母
材溶融を極力抑制することにしている。FIG. 2 shows an example of a φ1.0 mm mig braze wire mainly composed of copper, and shows a set current I O at the time of starting an arc and a current at a polarity EP of the wire in a steady state after the starting of the arc.
I P , the current I N at the polarity EN of the wire also in the steady state
And the time to hold the set current I O after starting the arc
Assuming that the periods of T O and wire polarities EP and EN are indicated by T P and T N , respectively, I O = 300 A, I P = 300 A, I N = 50 A, T P = 25 ms , T O = 5
And it is 0 ms fixed duration polarity EN in accordance with the wire feed rate T N
Was increased or decreased. In MIG braze welding, it is necessary to hardly melt the base material. Therefore, the polarity is set to EN when starting an arc that requires a large output, and melting of the base material at the time of starting the arc is minimized.
第３図は、ワイヤの燃え上りを生じ易い、細径ワイヤ
やアルミニウムワイヤなどに適する方法で、アーク起動
後、時間TOが経過するまでの出力設定を、初期設定VO以
下で、溶接時の設定VP以上の電圧V1にすることによっ
て、前記第１図の場合より時間TOを長くすることがで
き、アーク起動特性はさらに向上する。Figure 3 is susceptible to uplink burning of wire, in a manner suitable for such fine wire, aluminum wire, after the arc start, the output setting up time T O elapses, the following initial setting V O, the welding by the voltage V 1 of the above setting V P, can be made longer than the time T O if the first view, the arc start characteristic is further improved.
なお、第１図および第３図では定電圧特性電源の場合
のアーク起動方法、第２図は定電流特性電源の場合アー
ク起動方法について説明したが、いずれのアーク起動方
法も電源特性によって制限されるものではなく、いずれ
の特性を用いても良好な結果が得られることは言うまで
もない。1 and 3 illustrate the arc starting method in the case of the constant voltage characteristic power supply, and FIG. 2 illustrates the arc starting method in the case of the constant current characteristic power supply. However, any of the arc starting methods is limited by the power supply characteristic. It goes without saying that good results can be obtained by using any of these characteristics.
以下本発明の交流アークの起動方法を実現する交流ガ
スシールドアーク溶接機について説明する。Hereinafter, an AC gas shielded arc welding machine for realizing the AC arc starting method of the present invention will be described.
第４図は第１図に示すアーク起動方法を適用した交流
ガスシールドアーク溶接機のブロック図である。第４図
において、インバータ回路２は直流電源１の出力を交流
に変換し、溶接ワイヤ３はインバータ２から電力供給さ
れ送給装置４により送りだされて母材５を溶接する。FIG. 4 is a block diagram of an AC gas shielded arc welding machine to which the arc starting method shown in FIG. 1 is applied. In FIG. 4, the inverter circuit 2 converts the output of the DC power supply 1 into AC, and the welding wire 3 is supplied with power from the inverter 2 and sent out by the feeding device 4 to weld the base material 5.
直流電源１の出力を設定する電圧設定器13,14はそれ
ぞれ溶接ワイヤの極性EP時の電圧値VP、溶接ワイヤの極
性EN時の電圧値VNの値を設定し、時間設定器15,16はそ
れぞれVPの期間TP,VNの期間TNを設定する。極性設定器1
2は、時間設定器15,16のTP,TNの信号を、インバータ回
路２のインバータ駆動回路６及び電流設定器13,14を切
り換える出力切換えスイッチ11に送信する。出力切換ス
イッチ11は、期間TPでの電圧がVPに、期間TNでの電圧が
VNとなるように電圧設定器13,14を切り換える。溶接電
流設定器10は、送給装置４を駆動するワイヤ駆動回路９
への制御指令を発する。電圧誤差増幅器18はインバータ
回路２に設けられたアーク電圧検出器17の出力とアーク
電圧設定器19で設定された値と一致するようにTNの時間
設定器16を制御する。Voltage value V P at the time of polarity EP of each welding wire voltage setter 13 for setting an output of the DC power source 1, and set the value of the voltage value V N at the time of polarity EN welding wire, time setter 15, 16 the period T P of each V P, to set the period T N of V N. Polarity setting device 1
2 transmits T P time setter 15, a signal T N, the output changeover switch 11 for switching the inverter drive circuit 6 and the current setter 13 and 14 of the inverter circuit 2. Output switching switch 11, the voltage V P at time T P, the voltage in the period T N
Switching the voltage setter 13 and 14 such that V N. The welding current setting device 10 includes a wire driving circuit 9 for driving the feeding device 4.
Issue a control command to The voltage error amplifier 18 controls the TN time setting device 16 so that the output of the arc voltage detector 17 provided in the inverter circuit 2 matches the value set by the arc voltage setting device 19.
さて、アーク起動の動作を行うと、交流／直流切換え
信号発生器７からインバータ回路２に溶接ワイヤ３の極
性EPになるように信号を出すと同時に、起動時出力設定
器12の設定値V0は起動信号切換えスイッチ24から直流電
源１及びインバータ回路２を介して溶接ワイヤ３と母材
５の間に印加される。溶接ワイヤ３と母材５間にアーク
が点弧されるとインバータ回路２の出力側に接続された
溶接電流検出器25が電流を検知し、その検知信号が電流
検出用タイマ26が作動させ、電流検出用タイマ26はそれ
に接続されたタイマ時間設定器27の設定時間T0後に動作
信号を出して、交流／直流切換え信号発生器７を動作さ
せる。交流／直流切換え信号発生器７は交流動作信号を
出して駆動回路６を駆動すると同時に、起動切換えスイ
ッチ24を動作させて出力切換えスイッチ11と直流電源１
を接続する。かくして通常の溶接電流が供給されること
になる。When the arc starting operation is performed, a signal is output from the AC / DC switching signal generator 7 to the inverter circuit 2 so that the polarity EP of the welding wire 3 becomes the same, and at the same time, the set value V 0 of the starting output setter 12 is set. Is applied between the welding wire 3 and the base material 5 from the start signal changeover switch 24 via the DC power supply 1 and the inverter circuit 2. When an arc is ignited between the welding wire 3 and the base material 5, a welding current detector 25 connected to the output side of the inverter circuit 2 detects a current, and the detection signal activates a current detection timer 26, current detection timer 26 issues a operation signal after the set time T 0 of the timer time setting unit 27 connected thereto, to operate the AC / DC switching signal generator 7. The AC / DC switching signal generator 7 outputs an AC operation signal to drive the driving circuit 6 and, at the same time, activates the start-up switch 24 to output the output switch 11 and the DC power supply 1.
Connect. Thus, a normal welding current is supplied.
また、第２図に示す交流アークの起動方法を適用する
交流ガスシールドアーク溶接機は、第４図のブロック図
において、起動出力設定器21に初期設定電圧V0の代わり
に設定電流I0を設定し、電圧設定器13、14の代わりに電
流設定器をそれぞれ設けて極性EP時の電流IP,極性EN時
の電流INを設定するだけでよく、装置の他の構成要素は
第４図に示すものと同じであるので、説明を省略する。Further, the AC gas shielded arc welding machine to which the starting method of the AC arc shown in FIG. 2 applies the set current I 0 instead of the initial set voltage V 0 to the start output setter 21 in the block diagram of FIG. set, the current I P during polarity EP is provided a current setter each instead of the voltage setter 13 and 14, it is only necessary to set the current I N at the polar EN, other components of the device 4 The description is omitted because it is the same as that shown in the figure.
第５図は、第３図に示す交流アークの起動方法を適用
する方法ガスシールドアーク溶接機のブロック図であ
る。この装置を第４図に示すものと比較して説明する
と、第４図の起動出力設定器21の初期設定電圧V0の代わ
りに電圧V1（V0以下で、VP以上）を設定した起動直後出
力設定器22を設け、別に起動出力設定器21を設けて、こ
の起動出力設定器21に電圧V0を設定し、さらに電圧V0と
電圧V1の出力を切り換える設定値切換えスイッチ23を設
けて、これを溶接電流検出器25に接続したものである。FIG. 5 is a block diagram of a gas shielded arc welding machine that applies the AC arc starting method shown in FIG. Explaining this apparatus in comparison with that shown in FIG. 4, a voltage V 1 (below V 0 and above V P ) is set in place of the initial setting voltage V 0 of the startup output setting unit 21 in FIG. start output setter 22 is provided immediately after, separately provided startup output setter 21, the start output setter 21 set the voltage V 0, and further the voltage V 0 and the set value changeover switch 23 for switching the output of the voltages V 1 And this is connected to the welding current detector 25.
本発明によれば、交流アーク起動方法を、消耗電極と
母材間に印加する出力が、アーク起動時及びアーク起動
後所定時間が経過するまで、一定の極性で溶接時の定常
出力より大きく、かつ所定時間後に極性を切換えるもの
としたので、消耗電極式交流ガスシールドアーク溶接に
おいても、スムーズなアーク起動を行うことができると
ともに、アークの不安定要因である極性の転換もなく、
アークの安定性も向上し、溶接作業能率が向上する。According to the present invention, the alternating current arc starting method, the output applied between the consumable electrode and the base metal is larger than the steady output at the time of arc starting and welding at a certain polarity until a predetermined time elapses after the arc starting, In addition, since the polarity is switched after a predetermined time, even in the consumable electrode type AC gas shielded arc welding, a smooth arc start can be performed, and there is no polarity change which is an unstable factor of the arc.
Arc stability is also improved, and welding work efficiency is improved.
また、アーク起動時の極性を選択することにより、例
えばミグブレーズなど母材の溶込みを抑制したい場合に
も、アーク起動時の極性EPで良好な結果が得られる。Further, by selecting the polarity at the time of starting the arc, good results can be obtained with the polarity EP at the time of starting the arc even when it is desired to suppress penetration of the base material such as a Mig Blaze.
第１図、第２図及び第３図はそれぞれ本発明による交流
アークの起動方法の各実施例を示す図、第４図、第５図
はそれぞれ第１図、第３図に示す交流アークの起動方法
を適用した交流ガスシールドアーク溶接機のブロック
図、第６図は従来技術の交流アークの起動方法の説明図
である。 1:直流電源、2:インバータ回路、3:溶接ワイヤ、4:送給
装置、5:母材、6:インバータ駆動回路、7:交流／直流切
換え信号発生器、9:ワイヤ駆動回路、10:溶接電流設定
器、11:出力切換えスイッチ、13,14:電圧設定器、15,1
6:時間設定器、17:アーク電圧検出器、18:電圧誤差増幅
器、19:アーク電圧設定器、21:起動時出力設定器、22:
起動直後出力設定器、23:設定値切換えスイッチ、24:起
動信号切換スイッチ、25:溶接電流検出器、26:電流検出
用タイマ、27:タイマ時間設定器。FIGS. 1, 2 and 3 are diagrams showing each embodiment of the method for starting an AC arc according to the present invention, and FIGS. 4 and 5 are diagrams showing the AC arc starting method shown in FIGS. 1 and 3, respectively. FIG. 6 is a block diagram of an AC gas shielded arc welding machine to which the starting method is applied, and FIG. 6 is an explanatory view of a conventional AC arc starting method. 1: DC power supply, 2: Inverter circuit, 3: Welding wire, 4: Feeder, 5: Base material, 6: Inverter drive circuit, 7: AC / DC switching signal generator, 9: Wire drive circuit, 10: Welding current setting device, 11: output selector switch, 13, 14: voltage setting device, 15, 1
6: Time setting device, 17: Arc voltage detector, 18: Voltage error amplifier, 19: Arc voltage setting device, 21: Start output setting device, 22:
Output setting device immediately after startup, 23: set value changeover switch, 24: start signal changeover switch, 25: welding current detector, 26: timer for current detection, 27: timer time setting device.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−234365（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−22552（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 9/073 B23K 9/173 B23K 9/067 Continuation of the front page (56) References JP-A-3-234365 (JP, A) JP-A-52-22552 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B23K 9 / 073 B23K 9/173 B23K 9/067
Claims (3)
て行う交流ガスシールドアーク溶接の交流アークの起動
方法において、アーク起動前、およびアーク起動後の所
定の時間が経過するまでの間の印加出力を、一定の極性
で定常出力より大きく設定するとともに、アーク起動後
所定の時間が経過した後極性の切換えを行うことを特徴
とする交流アークの起動方法。1. A method for starting an AC arc in AC gas shielded arc welding performed by applying an AC output between a consumable electrode and a base material, the method comprising the steps of: Characterized in that the applied output is set to be larger than the steady output with a constant polarity, and the polarity is switched after a lapse of a predetermined time after the start of the arc.
極性は、電極プラスであることを特徴とする請求項１記
載の交流アークの起動方法。2. A method according to claim 1, wherein the polarity until the predetermined time elapses after the start of the arc is a positive electrode.
極性は、電極マイナスであることを特徴とする請求項１
記載の交流アークの起動方法。3. The electrode according to claim 1, wherein the polarity until the predetermined time elapses after the start of the arc is an electrode minus.
Starting method of the described AC arc.
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