JP4398748B2 - パルスアーク溶接方法およびパルスアーク溶接装置 - Google Patents
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Description
図1は本実施形態に係るパルスアーク溶接方法を行う場合の出力波形を模式的に示す図
であり、上段はアーク電圧、下段は溶接電流を示している。
1周期(1個)の基準パルスは、基準ピーク期間Tp1と基準べース期間Tb1とから
構成され、基準ピーク期間Tp1における電圧値は基準ピーク電圧Vp1、基準べース期
間Tb1における電圧値は基準べース電圧Vb1である。また、1周期(1個)の制御パ
ルスは、制御ピーク期間Tp2と制御べース期間Tb2とから構成され、制御ピーク期間
Tp2における電圧値は制御ピーク電圧Vp2、制御べース期間Tb2における電圧値は
制御べース電圧Vb2である。そして、溶接回路には、基準ピーク電圧Vp1、基準べー
ス電圧Vb1、制御ピーク電圧Vp2、制御べース電圧Vb2に応じた溶接電流が流れる
。
図4は、短絡促進制御の動作の一例を示すタイムチャートである。
基準パルス溶接のベース期間をTb1からTb1(1+α)へ増加させると、基準パルス溶接の平均アーク電圧はΔVavだけ低下し、溶接ワイヤの先端と母材とが接近するので、短絡が発生しやすくなる。平均アーク電圧をΔVav低下させた後、次の最大基準パルス溶接期間Tmaxが経過しても短絡が発生しない場合は、再度ベース期間を(1+α)倍に増加させて平均アーク電圧を低下させる。以下、短絡が検出されるまでこの動作を繰返し、短絡が検出されると短絡促進制御は停止される。
図5は短絡軽減制御を行う場合の手順を示すフローチャートであり、上記図3に示した手順に追加される手順である。
図3に示したフローチャートに対して、同図(a)に示すように、短絡軽減Tb1減少率β(ただし、β≧0)を設定するためのS35をS30とS40との間に追加する。また同図(b)示すように、短絡軽減判定期間Tjmaxを設定するS95をS90とS100との間に追加する。さらに、同図(c)に示すように、S193とS197を、S190とS200との間に追加する。以下、同図(c)により、短絡軽減制御を行う場合の手順について説明する。
アーク電圧の初期設定が低すぎてアーク起動直後から短絡を生じる場合、短絡評価期間Tkにおける短絡検出時間の平均値Tが短絡軽減判定時間Tjmax以上を超えるので、ベース期間Tb1を短絡軽減Tb1減少率βだけ減少させて平均アーク電圧をΔVav2増加させる。平均アーク電圧をΔVav2増加させた後、次の短絡評価期間Tkにおける短絡検出時間の平均値Tが短絡軽減判定時間Tjmax以上を超える場合は、再度ベース期間をTb1(1−β)に変更して基準パルス溶接の平均アーク電圧をΔVav2上昇させる。以下、短絡評価期間Tkにおける短絡検出時間の平均値Tが短絡軽減判定時間Tjmax未満になるまでこの動作を繰返す。
(2)シールドガス:Ar+20%CO2
(3)基準パルス溶接条件:
・ピーク電圧Vp1:40V
・ベース電圧Vb1:10V
・ピーク期間Tp1:17ms
・ベース期間Tb1:48ms
(4)制御パルス溶接条件:
・ピーク電圧Vp2:48V
・ベース電圧Vb2:10V
・ピーク期間Tp2:1.1ms
・ベース期間Tb2:32ms
(5)ワイヤ送給速度WF:6m/min
いずれの場合も溶融池金属の振動周波数を適切に制御することができ、良好な溶接結果を得ることができた。
2 インバータ制御回路
3 変圧器
4 整流器
5 リアクタ
6 溶接ワイヤ
9 母材
11 切替器
12 第1の出力制御回路(基準パルス出力制御回路)
13 第2の出力制御回路(制御パルス出力制御回路)
14 短絡検出回路
15 ワイヤ制御制御回路
16 CPU
Tc 制御パルス溶接期間
Td 継続基準パルス期間
Tjk 短絡評価期間
Tj 判定時間
Claims (7)
- 基準パルス溶接を行う場合の基準パルス溶接条件と、制御パルス溶接を行う場合の制御パルス溶接条件と、継続基準パルス期間と、制御パルス溶接期間と、を定めておき、
前記基準パルス溶接条件で溶接される基準パルス溶接期間中にワイヤと母材の短絡が検出された場合は、短絡発生から前記継続基準パルス期間経過後、溶接条件を前記制御パルス溶接条件に切り替え、前記制御パルス溶接期間経過後、溶接条件を前記基準パルス溶接条件に切り換えるようにして、溶接ワイヤと母材との間にパルス電流とベース電流を交互に供給して溶接を行うパルスアーク溶接方法において、
前記基準パルス溶接期間の最大値を最大基準パルス溶接期間として定めておき、
前記最大基準パルス溶接期間が経過しても短絡が発生しない場合は、前記基準パルス溶接条件において前記ベース電流を供給するベース期間を予め定める量(≧0)だけ増加させること
を特徴とするパルスアーク溶接方法。 - 短絡を評価するための短絡評価期間を定めておき、前記短絡評価期間中に発生する短絡
評価期間内に発生した短絡時間の積算値/短絡評価期間で定義される短絡発生時間の平均
値が予め定める判定時間より大きくなった場合に短絡と判定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方法。 - 前記短絡が検出された場合、
次のパルス周期の開始を待って前記継続基準パルス期間の計時を開始することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のパルスアーク溶接方法。 - 前記継続基準パルス期間と前記制御パルス溶接期間を、パルス周期の個数で設定するこ
とを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のパルスアーク溶接方法。 - 前記継続基準パルス期間の計時が開始されてから少なくとも前記制御パルス溶接期間が
経過する迄は、短絡を検出しないことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記
載のパルスアーク溶接方法。 - 前記短絡発生時間の平均値が予め定める短絡軽減判定時間以上の場合は、前記基準パルス溶接条件において前記ベース電流を供給するベース期間を予め定める量(≧0)だけ減少させ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方法。
- 基準パルス溶接を行う場合の基準パルス溶接条件と、制御パルス溶接を行う場合の制御パルス溶接条件と、継続基準パルス期間と、制御パルス溶接期間と、を定めておき、前記基準パルス溶接条件で溶接される基準パルス溶接期間中にワイヤと母材の短絡が検出された場合は、短絡発生から前記継続基準パルス期間経過後、溶接条件を前記制御パルス溶接条件に切り替え、前記制御パルス溶接期間経過後、溶接条件を前記基準パルス溶接条件に切り換えるようにして、溶接ワイヤと母材との間にパルス電流とベース電流を交互に供給して溶接を行うパルスアーク溶接装置において、
前記基準パルス溶接期間の最大値を最大基準パルス溶接期間として定めておき、
前記最大基準パルス溶接期間が経過しても短絡が発生しない場合は、前記基準パルス溶接条件において前記ベース電流を供給するベース期間を予め定める量(≧0)だけ増加させる制御手段を備えていること
を特徴とするパルスアーク溶接装置。
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