JP3178901B2 - 消耗電極式アーク溶接電源装置 - Google Patents
消耗電極式アーク溶接電源装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、消耗電極である溶接用
ワイヤと被溶接物である溶接母材との間にアークを発生
させて溶接する消耗電極式アーク溶接機に用いられる消
耗電極式アーク溶接電源装置に関する。
ワイヤと被溶接物である溶接母材との間にアークを発生
させて溶接する消耗電極式アーク溶接機に用いられる消
耗電極式アーク溶接電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】消耗電極式アーク溶接法の代表としてＣ
Ｏ2 溶接法を例に取って説明する。この溶接法において
は、通常の場合、突き出し長は10〜20mmに設定する。し
かしながら複雑な構造物や大型構造物の溶接になると狭
開先の溶接や、狭隘部の溶接などのように溶接トーチ先
端部が溶接箇所に接近できないことがある。このような
場合、やむおえず溶接母材と通電電極の距離（以下突き
出し長とする）の長い状態で溶接することになるが、そ
の長さは50mm程度になることもある。また、溶接作業者
の熟練度合いによって突き出し長を一定に保持すること
が困難な場合もある。このように、突き出し長が変化し
ても溶接終了時の出力制御は一定であるか、または電流
設定値に対応して予め定められているかの程度であり、
必ずしも適切な終了出力制御がなされてはいなかった。
そして、突き出し長が長くなると、アークが不安定にな
り溶接結果や作業条件に悪影響を及ぼすことを防止する
ため、突き出し長が長い状態での溶接に際しては、たと
えば通常よりも高い溶接電圧となるように出力調整を行
っていた。
Ｏ2 溶接法を例に取って説明する。この溶接法において
は、通常の場合、突き出し長は10〜20mmに設定する。し
かしながら複雑な構造物や大型構造物の溶接になると狭
開先の溶接や、狭隘部の溶接などのように溶接トーチ先
端部が溶接箇所に接近できないことがある。このような
場合、やむおえず溶接母材と通電電極の距離（以下突き
出し長とする）の長い状態で溶接することになるが、そ
の長さは50mm程度になることもある。また、溶接作業者
の熟練度合いによって突き出し長を一定に保持すること
が困難な場合もある。このように、突き出し長が変化し
ても溶接終了時の出力制御は一定であるか、または電流
設定値に対応して予め定められているかの程度であり、
必ずしも適切な終了出力制御がなされてはいなかった。
そして、突き出し長が長くなると、アークが不安定にな
り溶接結果や作業条件に悪影響を及ぼすことを防止する
ため、突き出し長が長い状態での溶接に際しては、たと
えば通常よりも高い溶接電圧となるように出力調整を行
っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の出
力調整では、突き出し長が長い状態での溶接に際して、
通常よりも高い溶接電圧としていたため、溶接終了時に
ワイヤ先端に溶融したワイヤの巨大な玉状のものが頻繁
に発生し、そのままの状態で次の溶接を開始しようとす
ると玉の部分がスパッタとして飛び散ったり、良好なア
ーク発生が行われず溶接品質に著しい欠陥をもたらすこ
とがあった。また、このようなアークスタートの失敗を
防止するために溶接終了ごとにワイヤ先端部を切断する
ことなどを行うため、半自動溶接においてはその都度、
作業を中断しなければならず、溶接作業が著しく煩雑か
つ非効率なものになっていた。
力調整では、突き出し長が長い状態での溶接に際して、
通常よりも高い溶接電圧としていたため、溶接終了時に
ワイヤ先端に溶融したワイヤの巨大な玉状のものが頻繁
に発生し、そのままの状態で次の溶接を開始しようとす
ると玉の部分がスパッタとして飛び散ったり、良好なア
ーク発生が行われず溶接品質に著しい欠陥をもたらすこ
とがあった。また、このようなアークスタートの失敗を
防止するために溶接終了ごとにワイヤ先端部を切断する
ことなどを行うため、半自動溶接においてはその都度、
作業を中断しなければならず、溶接作業が著しく煩雑か
つ非効率なものになっていた。
【０００４】本発明は上記従来の問題を解決するもの
で、溶接終了時のワイヤ先端状態を適正に制御し溶接作
業効率および溶接品質の向上を図ることができる消耗電
極式アーク溶接電源装置を提供することを目的とする。
で、溶接終了時のワイヤ先端状態を適正に制御し溶接作
業効率および溶接品質の向上を図ることができる消耗電
極式アーク溶接電源装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の消耗電極式アーク溶接電源装置は、溶接電流
を検出する電流検出部と、前記電流検出部の出力を受け
て出力電流平均値と出力電流実効値を計算する電流値計
算部と、消耗電極であるワイヤの送給速度値を検出する
速度検出部と、前記出力電流平均値、出力電流実効値お
よび送球速度値に基づいて溶接母材と通電電極の距離値
を計算する突出長計算部と、前記溶接母材と通電電極の
距離値に基づいて溶接終了時のバーンバック出力時間を
決定して溶接終了出力を調整するバーンバック出力調整
部とを備えたものである。
に本発明の消耗電極式アーク溶接電源装置は、溶接電流
を検出する電流検出部と、前記電流検出部の出力を受け
て出力電流平均値と出力電流実効値を計算する電流値計
算部と、消耗電極であるワイヤの送給速度値を検出する
速度検出部と、前記出力電流平均値、出力電流実効値お
よび送球速度値に基づいて溶接母材と通電電極の距離値
を計算する突出長計算部と、前記溶接母材と通電電極の
距離値に基づいて溶接終了時のバーンバック出力時間を
決定して溶接終了出力を調整するバーンバック出力調整
部とを備えたものである。
【０００６】
【作用】上記構成により、溶接施工時における突き出し
長を、電流値計算部からの出力電流平均値および出力電
流実効値と、速度検出部からのワイヤ送給量とから突出
長計算部で算出し、その算出結果を基に突き出し長に応
じた溶接終了出力条件をバーンバック出力調整部で自動
的に即時調整して出力するので、効率的に常に安定した
最適な終了時のワイヤ先端状態が得られて、溶接作業効
率および溶接品質の向上が図られる。
長を、電流値計算部からの出力電流平均値および出力電
流実効値と、速度検出部からのワイヤ送給量とから突出
長計算部で算出し、その算出結果を基に突き出し長に応
じた溶接終了出力条件をバーンバック出力調整部で自動
的に即時調整して出力するので、効率的に常に安定した
最適な終了時のワイヤ先端状態が得られて、溶接作業効
率および溶接品質の向上が図られる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の一実施例における消
耗電極式アーク溶接電源装置のブロック図である。図１
において、電流検出部１は電流値計算部２に接続され、
電流検出部１で検出された溶接電流値を電流値計算部２
に出力する。電流値計算部２および速度検出部３は突出
長計算部４に接続され、電流値計算部２で計算した出力
電流平均値および出力電流実効値と、速度検出部３で検
出した消耗電極の送給速度値とを突出長計算部４に出力
する。この突出長計算部４はバーンバック出力調整部５
に接続され、電流値計算部２の計算結果と速度検出部３
の検出結果に基づいて突出長計算部４で算出した突き出
し長をバーンバック出力調整部５に出力する。このバー
ンバック出力調整部５が出力駆動制御部６に接続された
場合、突出長計算部４の計算結果に基づいて調整された
溶接終了出力を出力駆動制御部６に出力する。この出力
駆動制御部６は、出力駆動素子部７、主変圧器８、さら
に二次整流器９を介して出力端子10ａ，10ｂに接続さ
れ、溶接出力電圧を制御している。これら二次整流器９
と出力端子10ｂの間にはシャント11が介装されており、
電流検出器としてのシャント11により溶接電流を検出電
圧値に変換する。この出力端子10ａは誘電電極12に接続
され、また、出力端子10ｂは溶接母材13に接続されてお
り、誘電電極12と溶接母材13の間に溶接出力電圧を印加
する。この誘電電極12はワイヤ14を送給しながら溶接母
材13を溶接する。また、シャント11は電流検出部１に接
続され、誘電電極12のワイヤ送給部は速度検出部３に接
続されている。さらに、切り替えスイッチ15は、指令信
号を出力する溶接出力調整部16とバーンバック出力調整
部５を切り換えて出力駆動制御部６に接続する。
しながら説明する。図１は本発明の一実施例における消
耗電極式アーク溶接電源装置のブロック図である。図１
において、電流検出部１は電流値計算部２に接続され、
電流検出部１で検出された溶接電流値を電流値計算部２
に出力する。電流値計算部２および速度検出部３は突出
長計算部４に接続され、電流値計算部２で計算した出力
電流平均値および出力電流実効値と、速度検出部３で検
出した消耗電極の送給速度値とを突出長計算部４に出力
する。この突出長計算部４はバーンバック出力調整部５
に接続され、電流値計算部２の計算結果と速度検出部３
の検出結果に基づいて突出長計算部４で算出した突き出
し長をバーンバック出力調整部５に出力する。このバー
ンバック出力調整部５が出力駆動制御部６に接続された
場合、突出長計算部４の計算結果に基づいて調整された
溶接終了出力を出力駆動制御部６に出力する。この出力
駆動制御部６は、出力駆動素子部７、主変圧器８、さら
に二次整流器９を介して出力端子10ａ，10ｂに接続さ
れ、溶接出力電圧を制御している。これら二次整流器９
と出力端子10ｂの間にはシャント11が介装されており、
電流検出器としてのシャント11により溶接電流を検出電
圧値に変換する。この出力端子10ａは誘電電極12に接続
され、また、出力端子10ｂは溶接母材13に接続されてお
り、誘電電極12と溶接母材13の間に溶接出力電圧を印加
する。この誘電電極12はワイヤ14を送給しながら溶接母
材13を溶接する。また、シャント11は電流検出部１に接
続され、誘電電極12のワイヤ送給部は速度検出部３に接
続されている。さらに、切り替えスイッチ15は、指令信
号を出力する溶接出力調整部16とバーンバック出力調整
部５を切り換えて出力駆動制御部６に接続する。
【０００８】上記構成により、以下、その動作を説明す
る。まず、シャント11を用いて現在出力されている溶接
電流値を電流検出部１で検出する。そして、電流検出部
１からの電流値信号を受けて、電流値計算部２は、マイ
クロコンピュータなどによって出力電流平均値と出力電
流実効値を計算し、各々の計算結果を突出長計算部４に
出力する。一方、速度検出部３は、消耗電極であるワイ
ヤ14に接触させた回転ローラの回転数をロータリーエン
コーダまたはタコゼネなどで検出して計数することによ
り、ワイヤ14の送給速度を測定し速度値信号として突出
長計算部４に出力する。この突出長計算部４では、電流
値計算部２から出力された出力電流平均値および出力電
流実効値と、速度検出部３から出力されたワイヤ14の送
給速度値とをパラメータとして入力し突き出し長を算出
する。
る。まず、シャント11を用いて現在出力されている溶接
電流値を電流検出部１で検出する。そして、電流検出部
１からの電流値信号を受けて、電流値計算部２は、マイ
クロコンピュータなどによって出力電流平均値と出力電
流実効値を計算し、各々の計算結果を突出長計算部４に
出力する。一方、速度検出部３は、消耗電極であるワイ
ヤ14に接触させた回転ローラの回転数をロータリーエン
コーダまたはタコゼネなどで検出して計数することによ
り、ワイヤ14の送給速度を測定し速度値信号として突出
長計算部４に出力する。この突出長計算部４では、電流
値計算部２から出力された出力電流平均値および出力電
流実効値と、速度検出部３から出力されたワイヤ14の送
給速度値とをパラメータとして入力し突き出し長を算出
する。
【０００９】さらに、通常、溶接出力中は、切り替えス
イッチ15は溶接出力調整部16を選択しており、溶接出力
調整部16からの指令信号により出力駆動制御部６は溶接
出力電圧を制御している。そして、起動信号ＴＳの溶接
終了指令により、切り替えスイッチ15は溶接出力調整部
16の出力からバーンバック出力調整部５の出力へと切り
替える。バーンバック出力調整部５は、突出長計算部４
からの突き出し長の算出結果を基に溶接終了出力時限と
なるバーンバック出力時間を決定し、その時間の間、最
適なワイヤ先端状態を得るための終了出力電圧を指令す
る信号を出力駆動制御部６に出力する。
イッチ15は溶接出力調整部16を選択しており、溶接出力
調整部16からの指令信号により出力駆動制御部６は溶接
出力電圧を制御している。そして、起動信号ＴＳの溶接
終了指令により、切り替えスイッチ15は溶接出力調整部
16の出力からバーンバック出力調整部５の出力へと切り
替える。バーンバック出力調整部５は、突出長計算部４
からの突き出し長の算出結果を基に溶接終了出力時限と
なるバーンバック出力時間を決定し、その時間の間、最
適なワイヤ先端状態を得るための終了出力電圧を指令す
る信号を出力駆動制御部６に出力する。
【００１０】このようにして、消耗電極式アーク溶接電
源装置は、突き出し長を算出し、その結果に基づいて溶
接終了出力の調整が自動的に行われる。ここで、突出長
計算部４による突き出し長の計算数式を次の（数１）に
示す。
源装置は、突き出し長を算出し、その結果に基づいて溶
接終了出力の調整が自動的に行われる。ここで、突出長
計算部４による突き出し長の計算数式を次の（数１）に
示す。
【００１１】
【数１】
【００１２】以上のように本実施例によれば、溶接電源
装置が自ら溶接中の突き出し長を自動的に算出し、かつ
それに応じた溶接終了時のバーンバック出力調整を自動
的に行うことによって、効率的に常に安定した最適な終
了時のワイヤ先端状態を実現することができる。
装置が自ら溶接中の突き出し長を自動的に算出し、かつ
それに応じた溶接終了時のバーンバック出力調整を自動
的に行うことによって、効率的に常に安定した最適な終
了時のワイヤ先端状態を実現することができる。
【００１３】なお、本実施例においては、速度検出部３
は消耗電極であるワイヤ14に接触させた回転ローラの回
転数をロータリーエンコーダまたはタコゼネなどで検出
させて計数する構成としたが、非接触にてレーザ光など
をワイヤ14に反射させ光の干渉を用い送給速度を検出し
たり、また、送給用モータ自体の回転数を用いて検出し
てもよいし、さらに、モータ回転指令出力値をそのまま
使用してもよい。
は消耗電極であるワイヤ14に接触させた回転ローラの回
転数をロータリーエンコーダまたはタコゼネなどで検出
させて計数する構成としたが、非接触にてレーザ光など
をワイヤ14に反射させ光の干渉を用い送給速度を検出し
たり、また、送給用モータ自体の回転数を用いて検出し
てもよいし、さらに、モータ回転指令出力値をそのまま
使用してもよい。
【００１４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、突き出し
長が変動する溶接において溶接終了時のワイヤ先端状態
を適正に制御することができ、溶接終了の都度、従来の
ように作業者がワイヤ先端の切断をしなければならない
ような煩雑さがなくなって溶接作業効率を向上させるこ
とができ、また、従来のようなアークスタート失敗など
による溶接品質低下などを防止することができて溶接品
質を向上させることができる。
長が変動する溶接において溶接終了時のワイヤ先端状態
を適正に制御することができ、溶接終了の都度、従来の
ように作業者がワイヤ先端の切断をしなければならない
ような煩雑さがなくなって溶接作業効率を向上させるこ
とができ、また、従来のようなアークスタート失敗など
による溶接品質低下などを防止することができて溶接品
質を向上させることができる。
【図１】本発明の一実施例における消耗電極式アーク溶
接電源装置のブロック図である。
接電源装置のブロック図である。
１ 電流検出部 ２ 電流値計算部 ３ 速度検出部 ４ 突出長計算部 ５ バーンバック出力調整部 11 シャント 12 通電電極 13 溶接母材 14 ワイヤ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−305372（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−210872（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−126375（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−134272（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−68171（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−9776（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−58676（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/127 B23K 9/12
Claims (1)
- 【請求項１】 溶接電流を検出する電流検出部と、前記
電流検出部の出力を受けて出力電流平均値と出力電流実
効値を計算する電流値計算部と、消耗電極であるワイヤ
の送給速度値を検出する速度検出部と、前記出力電流平
均値、出力電流実効値および送球速度値に基づいて溶接
母材と通電電極の距離値を計算する突出長計算部と、前
記溶接母材と通電電極の距離値に基づいて溶接終了時の
バーンバック出力時間を決定して溶接終了出力を調整す
るバーンバック出力調整部とを備えた消耗電極式アーク
溶接電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18485092A JP3178901B2 (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 消耗電極式アーク溶接電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18485092A JP3178901B2 (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 消耗電極式アーク溶接電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0623552A JPH0623552A (ja) | 1994-02-01 |
| JP3178901B2 true JP3178901B2 (ja) | 2001-06-25 |
Family
ID=16160403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18485092A Expired - Fee Related JP3178901B2 (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 消耗電極式アーク溶接電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3178901B2 (ja) |
-
1992
- 1992-07-13 JP JP18485092A patent/JP3178901B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0623552A (ja) | 1994-02-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |