JP4642267B2 - パルスアーク溶接の溶接安定性判定装置 - Google Patents
パルスアーク溶接の溶接安定性判定装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消耗電極式ガスシールドアーク溶接の内、パルスアーク溶接による溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定する装置に関する。
【従来の技術】
消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接法は、図８の模式図に示すように、溶接ワイヤに一定周期のパルス電流を流し、溶接ワイヤと被溶接部との間に形成されるアーク放電の入熱により溶接ワイヤ先端部を溶融し、この溶融部をパルス電流による電磁ピンチ力で絞り出すことにより、溶接ワイヤ先端部から溶滴を離脱させ、被溶接部へ溶滴を滴下移行させるものであり、最適な溶接条件の下での安定した溶接状態では、１パルス→１ドロップの溶滴移行形態を取る。
【０００２】
このパルスアーク溶接法では、近時、インバータ溶接電源の進歩により出力電流の高速制御を行ないながら出力電圧を細かくフィードバック制御することで１パルス→１ドロップの溶滴移行が可能となり、これにより溶接の低スパッタ化、溶接状態の規則的再現性向上および高速溶接性向上等が図れるようになりつつある。
【０００３】
ところで、パルスアーク溶接の定常溶接時においては、溶接トーチと被溶接材との相対距離の変化、開先形状の急速な変化及びワイヤ送給速度の変化等が不測に発生することがよくある。このような場合、短絡現象等が発生して溶滴移行状態が変化すると共にアーク長が大きく変化し、アーク現象が不安定になる。そして、溶接ビードの均一性と美観性を維持できなくなり、安定した溶接品質を得ることが困難になる。
【０００４】
従来、定常溶接時に於ける溶接現象の安定性良否判定は、主として作業者や技術者が溶接ビード外観の均一性、形状及びスパッタ付着量を目視観察することにより判定していた。しかし、何れも目視による定性的な判定であるため、軽微な異常の判定には個人差が不可避であり、インラインでの判定に統一的な基準を求めることは困難であった。
【０００５】
また、定量的な判定方法として、例えば特開平１１−１２３５４７号公報（第１の従来技術）や特開平１０−３１４９４０号公報（第２の従来技術）が提案されている。第１の従来技術は、定常溶接時に於けるアーク不安定現象を溶接安定性判定指標で定量的に表示する判定方法であり、第２の従来技術は、溶接電源から出力される溶接電流及び溶接電圧の少なくとも一方を測定し、パルス溶接電源のパルス立ち上がり時の不安定な測定値を除いた安定域の測定値を表示するモニタ方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
第１の従来技術は、短絡とアークを交互に繰り返しながら溶接を行なう消耗電極式ガスシールドアーク溶接を対象としている。この短絡アーク溶接法は図７の模式図に示すように、消耗電極（以下溶接ワイヤと言う）の先端部をアーク放電の入熱により溶融し、この溶融部を高い電流密度による電磁ピンチ力により溶接ワイヤの先端部から溶滴として離脱させて被溶接部へと短絡移行させるものであり、短絡現象による溶滴の「接触移行」形態を取るものである。従ってその溶接性判定指標は、本来的に周期性のないアーク現象の中での周期性のある指標を溶接安定性の尺度として判定対象にするため、指標の抽出と判定が容易で非常に有効な方法といえる。
【０００７】
しかし、パルスアーク溶接のように短絡現象が基本的に発生せず溶接波形に本来的に周期性が含まれる場合、第１の従来技術のように周期性のある指標を溶接安定性の尺度として判定対象にする方法では、指標の抽出自体が困難であり、アーク現象の安定性を定量的に判定することが困難であるから、定常溶接部の溶接品質判定に誤判定を招く恐れがある。
【０００８】
そのため、両溶接法で溶接欠陥発生時の現象は同じであるものの、前述の如く溶滴移行形態がまったく異なり、従って溶接欠陥に至るまでのプロセスも異なり定常溶接時の溶接安定性評価のために共通の判定指標を使用できないことが判明した。
【０００９】
因みに、特開平１１―１２３５４７号公報記載の短絡アーク溶接法に於ける定常溶接時の溶接安定性判定方法を、パルスアーク溶接法での同様の判定に適用しても、周期的なパルス波形の中から瞬間的なアークの不安定現象を定量的に検出することが難しく、正確な判定をすることができない。
【００１０】
一方、第２の従来技術の場合、安定域の測定値のみの判定を行うため所望の溶接品質に必要な溶接条件（溶接電圧や溶接電流）を求めるためには有効な方法といえるが、アーク現象の不安定性を定量的に判定することは困難であり、定常溶接部の溶接品質を判定する際に誤判定を招く恐れがある。
【００１１】
以上のように、短絡アーク溶接法における定常溶接時の溶接安定性判定方法はパルスアーク溶接法での同様の判定に使用することができず、アーク溶接ロボット等による自動溶接ライン及び半自動溶接ラインにおける定常溶接時の溶接現象の不安定状態に起因して発生する溶接品質不良の流出防止を図る上で、依然として大きな問題となっていた。
【００１２】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたもので、消耗電極式パルスアーク溶接における定常溶接時の溶接不安定現象を定量的且つ正確に捉えることにより、パルスアーク溶接の溶接安定性良否を的確且つ迅速に判定する判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明の請求項１に係るパルスアーク溶接の溶接安定性判定装置は、溶接電極と被溶接材との間に溶接電圧を印加してパルス・ベース電流を交互に繰り返し供給し、前記溶接電極から溶滴を１パルス毎に被溶接材上に滴下させながら溶接する消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接に於いて、定常溶接時の前記溶接電極と被溶接材間の溶接電流を検出する溶接電流検出手段と、前記溶接電流検出手段により検出される溶接電流からパルス周期毎のパルス電流積分値とベース電流積分値を演算すると共に前記２つの積分値の各標準偏差の積を前記溶接電流の乱れ度として演算する演算手段と、前記乱れ度を正常なパルスアーク溶接の定常溶接時の乱れ度と比較して両者の乖離度からパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定する判定手段とを有することを特徴とする。
この溶接安定性判定装置では、パルスアーク溶接の定常溶接時に於ける溶接安定性の指標として、パルス周期毎のパルス電流積分値とベース電流積分値の各標準偏差の積が取上げられている。この指標は、パルス電流とベース電流の均一性並びにパルス時間とベース時間の均一性の両方が同時に評価されるものであり、この指標の値が小さいほど、パルス２アーク溶接の定常溶接時に於ける溶滴の移行現象が安定していることを示すものである。
【００１４】
また、本発明の請求項２に係るパルスアーク溶接の溶接安定性判定装置は、溶接電極と被溶接材との間に溶接電圧を印加してパルス・ベース電流を交互に繰り返し供給し、前記溶接電極から溶滴を１パルス毎に被溶接材上に滴下させながら溶接する消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接に於いて、定常溶接時のパルス期とベース期の通電時間を検出する通電時間検出手段と、前記通電時間検出手段により検出されるパルス周期毎のパルス期通電時間とベース期通電時間から前記２つの通電時間の標準偏差を演算すると共に、各標準偏差の積を前記パルス期とベース期の通電時間の乱れ度として演算する演算手段と、前記乱れ度を正常なパルスアーク溶接の定常溶接時の乱れ度と比較して両者の乖離度からパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定する判定手段とを有することを特徴とする。
上記の溶接安定性判定装置によれば、パルスアーク溶接の定常溶接時に於ける溶接安定性の指標として、パルス周期毎のパルス期通電時間とベース期通電時間の各標準偏差の積が取上げられている。この指標は、パルス時間とベース時間の均一性が評価されるものであり、この指標の値が小さいほど、前述と同じくパルスアーク溶接の定常溶接時に於ける溶滴の移行現象が安定していることを示すものである。
【００１５】
また、本発明の請求項３に係るパルスアーク溶接の溶接安定性判定装置は、溶接電極と被溶接材との間に溶接電圧を印加してパルス・ベース電流を交互に繰り返し供給し、前記溶接電極から溶滴を１パルス毎に被溶接材上に滴下させながら溶接する消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接に於いて、定常溶接時の前記溶接電極と被溶接材間の溶接電圧を検出する溶接電圧検出手段と、前記溶接電圧検出手段により検出される溶接電圧からパルス周期毎のパルス電圧積分値とベース電圧積分値を演算すると共に前記２つの積分値の各標準偏差の積を前記溶接電圧の乱れ度として演算する演算手段と、前記乱れ度を正常なパルスアーク溶接の定常溶接時の乱れ度と比較して両者の乖離度からパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定する判定手段とを有することを特徴とする。
上記の溶接安定性判定装置によれば、パルス及びベース電圧の均一性及びパルス及びベース時間の均一性を同時に評価できる。特に、この電圧積分値標準偏差の積は、瞬間的なアーク途切れに対し電圧波形が大きく変化するため、アーク途切れ不良の判定に有効であり、パルス電圧積分値とベース電圧積分値の各標準偏差の積が低いほどアーク現象が安定しているといえる。
【００１６】
また、本発明の請求項４に係るパルスアーク溶接の溶接安定性判定装置は、溶接電極と被溶接材との間に溶接電圧を印加してパルス・ベース電流を交互に繰り返し供給し、前記溶接電極から溶滴を１パルス毎に被溶接材上に滴下させながら溶接する消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接に於いて、定常溶接時の前記溶接電極と被溶接材間の溶接電流を検出する溶接電流検出手段と、前記溶接電流検出手段により検出される溶接電流からパルス周期毎のパルス電流積分値とベース電流積分値を演算すると共に前記２つの積分値の各標準偏差の比を前記溶接電流の乱れ度として演算する演算手段と、前記乱れ度を正常なパルスアーク溶接の定常溶接時の乱れ度と比較して両者の乖離度からパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定する判定手段とを有することを特徴とする。
上記の溶接安定性判定装置によれば、パルスアーク溶接の定常溶接時に於ける溶接安定性の指標として、パルス周期毎のパルス電流積分値と正常溶接時パルス電流積分値の各標準偏差の比が取上げられている。この指標は、現在の溶滴の滴下状態が最適の滴下状態と比較して、どの程度外れているかが評価されるものであり、この指標の値が小さいほど、パルスアーク溶接の定常溶接時に於ける溶滴の滴下状態が良好であることを示すものである。
【００１７】
また、本発明の請求項５に係るパルスアーク溶接の溶接安定性判定装置は、溶接電極と被溶接材との間に溶接電圧を印加してパルス・ベース電流を交互に繰り返し供給し、前記溶接電極から溶滴を１パルス毎に被溶接材上に滴下させながら溶接する消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接に於いて、定常溶接時の前記溶接電極と被溶接材間の溶接電流を検出する溶接電流検出手段と、定常溶接時のパルス期の通電時間を検出する通電時間検出手段と、前記溶接電流検出手段と通電時間検出手段により検出される溶接電流とパルス期通電時間から、パルス周期毎のパルス電流積分値をパルス期通電時間で除したパルス電流積分値平均値と、パルス周期毎の正常溶接時パルス電流積分値をパルス期通電時間で除した正常パルス電流積分値平均値を演算すると共に、前記パルス電流積分値平均値と正常パルス電流積分値平均値の比を前記溶接電流の乱れ度として演算する演算手段と、前記乱れ度を正常なパルスアーク溶接の定常溶接時の乱れ度と比較して両者の乖離度からパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定する判定手段とを有することを特徴とする。
この指標は、溶接ワイヤへの現在の入熱状態が最適状態の入熱状態と比較してどのくらい外れているかを評価するもので、アーク現象の安定性を入熱量の過不足から判定するものである。
【００１８】
以上の請求項１〜５に取上げた５種の指標は、上述のようにパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定するためには重要な指標であるので、これ等５種の指標の値を全て演算し、それぞれの基準値と比較して溶接安定性の良否を判定するのが望ましいが、場合によっては、これ等５種の指標のうち、１種又は２種の指標について演算し、これを該当する基準値と比較して溶接安定性の良否を判定してもよい。
【００１９】
また、前記５指標の２以上を相互に掛け合わせた積を乱れ度として演算し、これを正常なパルスアーク溶接の定常溶接時の同様指標の乱れ度と比較して、両者の乖離度からパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定するようにしてもよい。
【発明実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として、パルスＭＩＧ溶接をする場合を取上げ、図１乃至図７に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態に係る消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接装置（以下、単にアーク溶接装置と言う）の概略構成を示す。図１で１は溶接電源、２は溶接ワイヤ、３は送給ローラ、４はコンタクトチップ、５は被溶接材、６は溶接電流を測定するための分流器、３１は溶接電流検出回路、３２は溶接電圧検出回路である。溶接電源１から供給される電流・電圧が溶接ワイヤ２と被溶接材５の間に印加されるようになっている。溶接ワイヤ２は送給ローラ３によって所定速度で送り出され、コンタクトチップ４を通して被溶接材５に供給されるようになっている。溶接電源１のアース側は、分流器６を介して溶接電流検出回路３１へ接続される一方、溶接電圧検出回路３２及び通電時間検出回路（図示せず）に対して直接的に接続されている。
【００２１】
図２は本発明のパルスアーク溶接判定装置１０の基本構成を示すブロック図であって、この溶接安定性判定装置１０はパルス期又はベース期の溶接電流検出手段１１、パルス期又はベース期の溶接電圧検出手段１２、パルス期又はベース期の通電時間検出手段１３、溶接安定性演算手段１４、溶接安定性判定手段１５及び警報手段１６を有する。そして３つの検出手段１１，１２，１３から検出される検出値に基づいて溶接安定性演算手段１４により各検出値の乱れ度が個別に演算され、これら乱れ度と、正常なパルスアーク溶接の定常溶接時の同種検出値の乱れ度とを溶接安定性判定手段１５によりそれぞれ比較して、両者の乖離度からパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性が総合的に判定され、総合的な乖離度が基準値を越えて溶接安定性がないと判定される場合は、警報手段１６により警報が発せられるようになっている。
【００２２】
次に、パルスアーク溶接安定性判定装置１０の基本回路を、図３のブロック図に基づき説明する。同図で２０はプロセシングユニット（ＣＰＵ）、２１はメモリ（ＲＯＭ）、２２はメモリ（ＲＡＭ）、２３は入力インターフェース、２４は出力インターフェース、２５はキーボード・ディスプレイ・プリンター等の周辺機器、２６は以上の要素を収納したコントローラ、３０はＡ／Ｄコンバータ（信号変換手段）、３１は溶接電流検出回路、３２は溶接電圧検出回路、３３は通電時間検出回路、３４は警報手段１６を駆動する駆動回路である。
【００２３】
メモリ（ＲＯＭ）２１には溶接性を判定するための後述フローチャートを含む種々の処理に供するプログラム（判定プログラム）が記憶されており、プロセシングユニット（ＣＰＵ）２０が起動されている間は当該判定プログラムを実行するようになっている。また、メモリ（ＲＡＭ）２２は判定プログラムの実行に必要な変数データを一時的に記憶するようになっている。
【００２４】
各検出回路３１〜３３の出力信号は、Ａ／Ｄコンバータ３０を介して入力インターフェース２３からプロセシングユニット（ＣＰＵ）２０に入力され、プロセシングユニット（ＣＰＵ）２０で演算された溶接電流、溶接電圧及び通電時間に関する各乱れ度をそれぞれの基準値と比較し、基準値を外れる場合は出力インターフェース２４を介して駆動回路３４が駆動され、警報手段１６から警報が発せられる。
【００２５】
次に、溶接性を判定するためのフローチャートを図４〜図６に基づき説明する。図４は概略フローチャートを示し、図５及び図６は詳細フローチャートを示す。これらフローチャートを実行するための判定プログラムは、図３のメモリ（ＲＯＭ）２１に格納されていることは既述した。図４から分かるように、溶接開始によりサンプリングが開始され（ステップ１０１、１０２）、溶接終了によりサンプリングが終了し（ステップ１０３、１０４）、その後、定常溶接時の溶接安定性乱れ度の指標としてパルス・ベース電流積分値標準偏差積、パルス・ベース時間標準偏差積、パルス・ベース電圧積分値標準偏差積、パルス・ベース電流積分値標準偏差比、パルス・ベース電流積分値平均値比が順次演算され（ステップ１０５〜１０９）、これら指標が正常溶接時の同種指標と比較されて両者の乖離度により溶接性の良否が判定され（ステップ１１０）、乖離度が基準値よりも大きい場合は異常信号が出力される（ステップ１１１）。
【００２６】
次に、サンプリング開始からパルス・ベース電流積分値標準偏差積及びパルス・ベース時間標準偏差積、パルス・ベース電圧積分値標準偏差積を演算するまでのフローチャートを図５に基づき説明する。既述の図９を参照すると、パルス・ベース電流積分値標準偏差積＝σ（∫IP(n)dt）×σ（∫IB(n)dt）、パルス・ベース時間標準偏差積＝σT P(n) ×σTB(n) 、パルス・ベース電圧積分値標準偏差積＝σ（∫VP(n)dt）×σ（∫VB(n)dt）と表される。図５から分るように、先ず溶接電流、溶接電圧のサンプリングが開始され（ステップ２０１）、通電が開始されているかが判定され（ステップ２０２）、開始されていれば定常溶接期間の溶接電流、溶接電圧の測定を開始する（ステップ２０３）。
【００２７】
ステップ２０３に次いで、溶接電流がパルス判定電流Iw1（図９参照）以上になっているかが判定され（ステップ２０４）、その条件が満足されていれば、パルス溶接電流、パルス溶接電圧、パルス時間の測定が開始される（ステップ２０５）。またパルス判定電流Iw1以下の場合は、ベース溶接電流、ベース溶接電圧、ベース時間の測定が開始される（ステップ２０８）。次いで溶接電流がパルス判定電流Iw1以下になっているかが判定され（ステップ２０６）、その条件が満足されると、パルス溶接電流、パルス溶接電圧、パルス時間の測定が終了し（ステップ２０７）、またパルス判定電流Iw1以上になっているかが判定され（ステップ２０９）、当該条件が満足されると、ベース溶接電流、ベース溶接電圧、ベース時間の測定が終了する（ステップ２１０）。
【００２８】
次に、タイムアップしているか否かが判定され（ステップ２１１）、タイムアップしていれば定常溶接期間のパルス電流積分値、パルス電圧積分値、パルス時間、ベース電流積分値、ベース電圧積分値、ベース時間が演算され（ステップ２１２、２１３、２１４）、次にそれぞれパルス電流積分値、パルス電圧積分値及びパルス時間の各標準偏差と、ベース電流積分値、ベース電圧積分値及びベース時間の各標準偏差が演算され（ステップ２１５、２１６、２１７）、続いてそれぞれの標準偏差積が演算される（ステップ２１８、２１９、２２０）。
【００２９】
図６はパルス電流積分値標準偏差比(σ(∫IP(n)dt)/Ｓσ)とパルス電流積分値平均値比（Ave(∫Ip(n)dt)/Save）に関するフローチャートで、先ず溶接電流、溶接電圧のサンプリングを開始し（ステップ３０１）、通電が開始されているかを判定し（ステップ３０２）、開始されていれば定常溶接期間の溶接電流、溶接電圧の測定を開始する（ステップ３０３）。次いで溶接電流がパルス判定電流Iw1以上になっているかを判定し（ステップ３０４）、その条件を満足していれば、パルス溶接電流、パルス通電時間の測定を開始する（ステップ３０５）。次いで溶接電流がパルス判定電流Iw1以下になっているかを判定し（ステップ３０６）、その条件を満足したらパルス溶接電流、パルス時間の測定を終了する（ステップ３０７）。次いでタイムアップしているかを判定し（ステップ３０８）、タイムアップしていれば定常溶接期間のパルス電流積分値を演算し（ステップ３０９）、次にそのパルス電流積分値の標準偏差と平均値を演算し（ステップ３１０、３１１）、次いでそのパルス電流積分値標準偏差を適正電圧で溶接した場合のパルス溶接電流積分値標準偏差適正値「Ｓσ：σ（∫IP(n)dt）」で除し、そのパルス電流積分値標準偏差比を演算する（ステップ３１２）。また、そのパルス電流積分値平均適正値「Save：Ave(∫Ip(n)dt)」で除し、そのパルス電流積分値平均値比を演算する（ステップ３１３）。
【００３０】
上述の要領により演算された各重要特性の値は、それぞれの基準値と比較して溶接安定性の良否が判定され、否と判定された場合には、前述のように警報が発せられる、この場合には、後工程に溶接不良品が流れないように溶接ラインの稼働が直ちに停止されると共に、溶接装置の異常箇所の点検と調整が行われ、処置が完了すれば溶接ラインは再稼働される。
【００３１】
以上、本発明の一実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であり、例えば前記実施形態では溶接安定性の乱れ度として、▲１▼パルス電流積分値とベース電流積分値の各標準偏差の積、▲２▼パルス期通電時間とベース期通電時間の各標準偏差の積、▲３▼パルス電圧積分値とベース電圧積分値の各標準偏差の積、▲４▼パルス電流積分値標準偏差と正常溶接時の同様標準偏差との比、▲５▼パルス電流積分値平均値と正常溶接時の同様平均値との比の５つの指標を例示したが、本発明はこれら５つの指標以外の指標を乱れ度として演算することも可能であって、例えば（パルス電流積分値標準偏差）×（ベース電流積分値標準偏差）×（パルス期通電時間標準偏差）×（ベース期通電時間標準偏差）を乱れ度の指標としてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は前述の如く、パルスアーク溶接の定常溶接時におけるパルス期とベース期の溶接電流、溶接電圧及び溶接時間をそれぞれ検出してこれら検出値の乱れ度を演算し、この乱れ度を正常溶接時の同種指標と比較して両者の乖離度から溶接安定性を判定するようにしたので、溶接安定性の良否をリアルタイムで的確に判定することができ、溶接不良品の流出を未然に防止することができる。また溶接不良発生時の対策結果も直ちに判るから、溶接異常発生時の自動回復処理で電源制御信号をフィードバック制御するなどの早期対策が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶接安定性判定装置を組込んだパルスアーク溶接装置の概略構成図。
【図２】溶接安定性判定装置の基本構成を示すブロック図。
【図３】溶接安定性判定装置の基本回路を示すブロック図。
【図４】判定プログラムの概略フローチャートである。
【図５】判定プログラムの詳細フローチャート。
【図６】判定プログラムの詳細フローチャート。
【図７】短絡アーク溶接法における公知の溶滴移行形態を示す模式図。
【図８】パルスアーク溶接法における公知の溶滴移行形態を示す模式図。
【図９】パルスアーク溶滴移行と溶接電圧・電流の関係を示す模式図。
【符号の説明】
１ 溶接電源
２ 溶接電極（溶接ワイヤ）
５ 被溶接材
１１ 溶接電流検出手段
１２ 溶接電圧検出手段
１３ 通電時間検出手段
１４ 溶接安定性演算手段
１５ 溶接安定性判定手段
３０ Ａ／Ｄコンバータ（信号変換手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、消耗電極式ガスシールドアーク溶接の内、パルスアーク溶接による溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定する装置に関する。
【従来の技術】
消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接法は、図８の模式図に示すように、溶接ワイヤに一定周期のパルス電流を流し、溶接ワイヤと被溶接部との間に形成されるアーク放電の入熱により溶接ワイヤ先端部を溶融し、この溶融部をパルス電流による電磁ピンチ力で絞り出すことにより、溶接ワイヤ先端部から溶滴を離脱させ、被溶接部へ溶滴を滴下移行させるものであり、最適な溶接条件の下での安定した溶接状態では、１パルス→１ドロップの溶滴移行形態を取る。
【０００２】
このパルスアーク溶接法では、近時、インバータ溶接電源の進歩により出力電流の高速制御を行ないながら出力電圧を細かくフィードバック制御することで１パルス→１ドロップの溶滴移行が可能となり、これにより溶接の低スパッタ化、溶接状態の規則的再現性向上および高速溶接性向上等が図れるようになりつつある。
【０００３】
ところで、パルスアーク溶接の定常溶接時においては、溶接トーチと被溶接材との相対距離の変化、開先形状の急速な変化及びワイヤ送給速度の変化等が不測に発生することがよくある。このような場合、短絡現象等が発生して溶滴移行状態が変化すると共にアーク長が大きく変化し、アーク現象が不安定になる。そして、溶接ビードの均一性と美観性を維持できなくなり、安定した溶接品質を得ることが困難になる。
【０００４】
従来、定常溶接時に於ける溶接現象の安定性良否判定は、主として作業者や技術者が溶接ビード外観の均一性、形状及びスパッタ付着量を目視観察することにより判定していた。しかし、何れも目視による定性的な判定であるため、軽微な異常の判定には個人差が不可避であり、インラインでの判定に統一的な基準を求めることは困難であった。
【０００５】
また、定量的な判定方法として、例えば特開平１１−１２３５４７号公報（第１の従来技術）や特開平１０−３１４９４０号公報（第２の従来技術）が提案されている。第１の従来技術は、定常溶接時に於けるアーク不安定現象を溶接安定性判定指標で定量的に表示する判定方法であり、第２の従来技術は、溶接電源から出力される溶接電流及び溶接電圧の少なくとも一方を測定し、パルス溶接電源のパルス立ち上がり時の不安定な測定値を除いた安定域の測定値を表示するモニタ方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
第１の従来技術は、短絡とアークを交互に繰り返しながら溶接を行なう消耗電極式ガスシールドアーク溶接を対象としている。この短絡アーク溶接法は図７の模式図に示すように、消耗電極（以下溶接ワイヤと言う）の先端部をアーク放電の入熱により溶融し、この溶融部を高い電流密度による電磁ピンチ力により溶接ワイヤの先端部から溶滴として離脱させて被溶接部へと短絡移行させるものであり、短絡現象による溶滴の「接触移行」形態を取るものである。従ってその溶接性判定指標は、本来的に周期性のないアーク現象の中での周期性のある指標を溶接安定性の尺度として判定対象にするため、指標の抽出と判定が容易で非常に有効な方法といえる。
【０００７】
しかし、パルスアーク溶接のように短絡現象が基本的に発生せず溶接波形に本来的に周期性が含まれる場合、第１の従来技術のように周期性のある指標を溶接安定性の尺度として判定対象にする方法では、指標の抽出自体が困難であり、アーク現象の安定性を定量的に判定することが困難であるから、定常溶接部の溶接品質判定に誤判定を招く恐れがある。
【０００８】
そのため、両溶接法で溶接欠陥発生時の現象は同じであるものの、前述の如く溶滴移行形態がまったく異なり、従って溶接欠陥に至るまでのプロセスも異なり定常溶接時の溶接安定性評価のために共通の判定指標を使用できないことが判明した。
【０００９】
因みに、特開平１１―１２３５４７号公報記載の短絡アーク溶接法に於ける定常溶接時の溶接安定性判定方法を、パルスアーク溶接法での同様の判定に適用しても、周期的なパルス波形の中から瞬間的なアークの不安定現象を定量的に検出することが難しく、正確な判定をすることができない。
【００１０】
一方、第２の従来技術の場合、安定域の測定値のみの判定を行うため所望の溶接品質に必要な溶接条件（溶接電圧や溶接電流）を求めるためには有効な方法といえるが、アーク現象の不安定性を定量的に判定することは困難であり、定常溶接部の溶接品質を判定する際に誤判定を招く恐れがある。
【００１１】
以上のように、短絡アーク溶接法における定常溶接時の溶接安定性判定方法はパルスアーク溶接法での同様の判定に使用することができず、アーク溶接ロボット等による自動溶接ライン及び半自動溶接ラインにおける定常溶接時の溶接現象の不安定状態に起因して発生する溶接品質不良の流出防止を図る上で、依然として大きな問題となっていた。
【００１２】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたもので、消耗電極式パルスアーク溶接における定常溶接時の溶接不安定現象を定量的且つ正確に捉えることにより、パルスアーク溶接の溶接安定性良否を的確且つ迅速に判定する判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明の請求項１に係るパルスアーク溶接の溶接安定性判定装置は、溶接電極と被溶接材との間に溶接電圧を印加してパルス・ベース電流を交互に繰り返し供給し、前記溶接電極から溶滴を１パルス毎に被溶接材上に滴下させながら溶接する消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接に於いて、定常溶接時の前記溶接電極と被溶接材間の溶接電流を検出する溶接電流検出手段と、前記溶接電流検出手段により検出される溶接電流からパルス周期毎のパルス電流積分値とベース電流積分値を演算すると共に前記２つの積分値の各標準偏差の積を前記溶接電流の乱れ度として演算する演算手段と、前記乱れ度を正常なパルスアーク溶接の定常溶接時の乱れ度と比較して両者の乖離度からパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定する判定手段とを有することを特徴とする。
この溶接安定性判定装置では、パルスアーク溶接の定常溶接時に於ける溶接安定性の指標として、パルス周期毎のパルス電流積分値とベース電流積分値の各標準偏差の積が取上げられている。この指標は、パルス電流とベース電流の均一性並びにパルス時間とベース時間の均一性の両方が同時に評価されるものであり、この指標の値が小さいほど、パルス２アーク溶接の定常溶接時に於ける溶滴の移行現象が安定していることを示すものである。
【００１４】
また、本発明の請求項２に係るパルスアーク溶接の溶接安定性判定装置は、溶接電極と被溶接材との間に溶接電圧を印加してパルス・ベース電流を交互に繰り返し供給し、前記溶接電極から溶滴を１パルス毎に被溶接材上に滴下させながら溶接する消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接に於いて、定常溶接時のパルス期とベース期の通電時間を検出する通電時間検出手段と、前記通電時間検出手段により検出されるパルス周期毎のパルス期通電時間とベース期通電時間から前記２つの通電時間の標準偏差を演算すると共に、各標準偏差の積を前記パルス期とベース期の通電時間の乱れ度として演算する演算手段と、前記乱れ度を正常なパルスアーク溶接の定常溶接時の乱れ度と比較して両者の乖離度からパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定する判定手段とを有することを特徴とする。
上記の溶接安定性判定装置によれば、パルスアーク溶接の定常溶接時に於ける溶接安定性の指標として、パルス周期毎のパルス期通電時間とベース期通電時間の各標準偏差の積が取上げられている。この指標は、パルス時間とベース時間の均一性が評価されるものであり、この指標の値が小さいほど、前述と同じくパルスアーク溶接の定常溶接時に於ける溶滴の移行現象が安定していることを示すものである。
【００１５】
また、本発明の請求項３に係るパルスアーク溶接の溶接安定性判定装置は、溶接電極と被溶接材との間に溶接電圧を印加してパルス・ベース電流を交互に繰り返し供給し、前記溶接電極から溶滴を１パルス毎に被溶接材上に滴下させながら溶接する消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接に於いて、定常溶接時の前記溶接電極と被溶接材間の溶接電圧を検出する溶接電圧検出手段と、前記溶接電圧検出手段により検出される溶接電圧からパルス周期毎のパルス電圧積分値とベース電圧積分値を演算すると共に前記２つの積分値の各標準偏差の積を前記溶接電圧の乱れ度として演算する演算手段と、前記乱れ度を正常なパルスアーク溶接の定常溶接時の乱れ度と比較して両者の乖離度からパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定する判定手段とを有することを特徴とする。
上記の溶接安定性判定装置によれば、パルス及びベース電圧の均一性及びパルス及びベース時間の均一性を同時に評価できる。特に、この電圧積分値標準偏差の積は、瞬間的なアーク途切れに対し電圧波形が大きく変化するため、アーク途切れ不良の判定に有効であり、パルス電圧積分値とベース電圧積分値の各標準偏差の積が低いほどアーク現象が安定しているといえる。
【００１６】
また、本発明の請求項４に係るパルスアーク溶接の溶接安定性判定装置は、溶接電極と被溶接材との間に溶接電圧を印加してパルス・ベース電流を交互に繰り返し供給し、前記溶接電極から溶滴を１パルス毎に被溶接材上に滴下させながら溶接する消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接に於いて、定常溶接時の前記溶接電極と被溶接材間の溶接電流を検出する溶接電流検出手段と、前記溶接電流検出手段により検出される溶接電流からパルス周期毎のパルス電流積分値とベース電流積分値を演算すると共に前記２つの積分値の各標準偏差の比を前記溶接電流の乱れ度として演算する演算手段と、前記乱れ度を正常なパルスアーク溶接の定常溶接時の乱れ度と比較して両者の乖離度からパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定する判定手段とを有することを特徴とする。
上記の溶接安定性判定装置によれば、パルスアーク溶接の定常溶接時に於ける溶接安定性の指標として、パルス周期毎のパルス電流積分値と正常溶接時パルス電流積分値の各標準偏差の比が取上げられている。この指標は、現在の溶滴の滴下状態が最適の滴下状態と比較して、どの程度外れているかが評価されるものであり、この指標の値が小さいほど、パルスアーク溶接の定常溶接時に於ける溶滴の滴下状態が良好であることを示すものである。
【００１７】
また、本発明の請求項５に係るパルスアーク溶接の溶接安定性判定装置は、溶接電極と被溶接材との間に溶接電圧を印加してパルス・ベース電流を交互に繰り返し供給し、前記溶接電極から溶滴を１パルス毎に被溶接材上に滴下させながら溶接する消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接に於いて、定常溶接時の前記溶接電極と被溶接材間の溶接電流を検出する溶接電流検出手段と、定常溶接時のパルス期の通電時間を検出する通電時間検出手段と、前記溶接電流検出手段と通電時間検出手段により検出される溶接電流とパルス期通電時間から、パルス周期毎のパルス電流積分値をパルス期通電時間で除したパルス電流積分値平均値と、パルス周期毎の正常溶接時パルス電流積分値をパルス期通電時間で除した正常パルス電流積分値平均値を演算すると共に、前記パルス電流積分値平均値と正常パルス電流積分値平均値の比を前記溶接電流の乱れ度として演算する演算手段と、前記乱れ度を正常なパルスアーク溶接の定常溶接時の乱れ度と比較して両者の乖離度からパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定する判定手段とを有することを特徴とする。
この指標は、溶接ワイヤへの現在の入熱状態が最適状態の入熱状態と比較してどのくらい外れているかを評価するもので、アーク現象の安定性を入熱量の過不足から判定するものである。
【００１８】
以上の請求項１〜５に取上げた５種の指標は、上述のようにパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定するためには重要な指標であるので、これ等５種の指標の値を全て演算し、それぞれの基準値と比較して溶接安定性の良否を判定するのが望ましいが、場合によっては、これ等５種の指標のうち、１種又は２種の指標について演算し、これを該当する基準値と比較して溶接安定性の良否を判定してもよい。
【００１９】
また、前記５指標の２以上を相互に掛け合わせた積を乱れ度として演算し、これを正常なパルスアーク溶接の定常溶接時の同様指標の乱れ度と比較して、両者の乖離度からパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定するようにしてもよい。
【発明実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として、パルスＭＩＧ溶接をする場合を取上げ、図１乃至図７に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態に係る消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接装置（以下、単にアーク溶接装置と言う）の概略構成を示す。図１で１は溶接電源、２は溶接ワイヤ、３は送給ローラ、４はコンタクトチップ、５は被溶接材、６は溶接電流を測定するための分流器、３１は溶接電流検出回路、３２は溶接電圧検出回路である。溶接電源１から供給される電流・電圧が溶接ワイヤ２と被溶接材５の間に印加されるようになっている。溶接ワイヤ２は送給ローラ３によって所定速度で送り出され、コンタクトチップ４を通して被溶接材５に供給されるようになっている。溶接電源１のアース側は、分流器６を介して溶接電流検出回路３１へ接続される一方、溶接電圧検出回路３２及び通電時間検出回路（図示せず）に対して直接的に接続されている。
【００２１】
図２は本発明のパルスアーク溶接判定装置１０の基本構成を示すブロック図であって、この溶接安定性判定装置１０はパルス期又はベース期の溶接電流検出手段１１、パルス期又はベース期の溶接電圧検出手段１２、パルス期又はベース期の通電時間検出手段１３、溶接安定性演算手段１４、溶接安定性判定手段１５及び警報手段１６を有する。そして３つの検出手段１１，１２，１３から検出される検出値に基づいて溶接安定性演算手段１４により各検出値の乱れ度が個別に演算され、これら乱れ度と、正常なパルスアーク溶接の定常溶接時の同種検出値の乱れ度とを溶接安定性判定手段１５によりそれぞれ比較して、両者の乖離度からパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性が総合的に判定され、総合的な乖離度が基準値を越えて溶接安定性がないと判定される場合は、警報手段１６により警報が発せられるようになっている。
【００２２】
次に、パルスアーク溶接安定性判定装置１０の基本回路を、図３のブロック図に基づき説明する。同図で２０はプロセシングユニット（ＣＰＵ）、２１はメモリ（ＲＯＭ）、２２はメモリ（ＲＡＭ）、２３は入力インターフェース、２４は出力インターフェース、２５はキーボード・ディスプレイ・プリンター等の周辺機器、２６は以上の要素を収納したコントローラ、３０はＡ／Ｄコンバータ（信号変換手段）、３１は溶接電流検出回路、３２は溶接電圧検出回路、３３は通電時間検出回路、３４は警報手段１６を駆動する駆動回路である。
【００２３】
メモリ（ＲＯＭ）２１には溶接性を判定するための後述フローチャートを含む種々の処理に供するプログラム（判定プログラム）が記憶されており、プロセシングユニット（ＣＰＵ）２０が起動されている間は当該判定プログラムを実行するようになっている。また、メモリ（ＲＡＭ）２２は判定プログラムの実行に必要な変数データを一時的に記憶するようになっている。
【００２４】
各検出回路３１〜３３の出力信号は、Ａ／Ｄコンバータ３０を介して入力インターフェース２３からプロセシングユニット（ＣＰＵ）２０に入力され、プロセシングユニット（ＣＰＵ）２０で演算された溶接電流、溶接電圧及び通電時間に関する各乱れ度をそれぞれの基準値と比較し、基準値を外れる場合は出力インターフェース２４を介して駆動回路３４が駆動され、警報手段１６から警報が発せられる。
【００２５】
次に、溶接性を判定するためのフローチャートを図４〜図６に基づき説明する。図４は概略フローチャートを示し、図５及び図６は詳細フローチャートを示す。これらフローチャートを実行するための判定プログラムは、図３のメモリ（ＲＯＭ）２１に格納されていることは既述した。図４から分かるように、溶接開始によりサンプリングが開始され（ステップ１０１、１０２）、溶接終了によりサンプリングが終了し（ステップ１０３、１０４）、その後、定常溶接時の溶接安定性乱れ度の指標としてパルス・ベース電流積分値標準偏差積、パルス・ベース時間標準偏差積、パルス・ベース電圧積分値標準偏差積、パルス・ベース電流積分値標準偏差比、パルス・ベース電流積分値平均値比が順次演算され（ステップ１０５〜１０９）、これら指標が正常溶接時の同種指標と比較されて両者の乖離度により溶接性の良否が判定され（ステップ１１０）、乖離度が基準値よりも大きい場合は異常信号が出力される（ステップ１１１）。
【００２６】
次に、サンプリング開始からパルス・ベース電流積分値標準偏差積及びパルス・ベース時間標準偏差積、パルス・ベース電圧積分値標準偏差積を演算するまでのフローチャートを図５に基づき説明する。既述の図９を参照すると、パルス・ベース電流積分値標準偏差積＝σ（∫IP(n)dt）×σ（∫IB(n)dt）、パルス・ベース時間標準偏差積＝σT P(n) ×σTB(n) 、パルス・ベース電圧積分値標準偏差積＝σ（∫VP(n)dt）×σ（∫VB(n)dt）と表される。図５から分るように、先ず溶接電流、溶接電圧のサンプリングが開始され（ステップ２０１）、通電が開始されているかが判定され（ステップ２０２）、開始されていれば定常溶接期間の溶接電流、溶接電圧の測定を開始する（ステップ２０３）。
【００２７】
ステップ２０３に次いで、溶接電流がパルス判定電流Iw1（図９参照）以上になっているかが判定され（ステップ２０４）、その条件が満足されていれば、パルス溶接電流、パルス溶接電圧、パルス時間の測定が開始される（ステップ２０５）。またパルス判定電流Iw1以下の場合は、ベース溶接電流、ベース溶接電圧、ベース時間の測定が開始される（ステップ２０８）。次いで溶接電流がパルス判定電流Iw1以下になっているかが判定され（ステップ２０６）、その条件が満足されると、パルス溶接電流、パルス溶接電圧、パルス時間の測定が終了し（ステップ２０７）、またパルス判定電流Iw1以上になっているかが判定され（ステップ２０９）、当該条件が満足されると、ベース溶接電流、ベース溶接電圧、ベース時間の測定が終了する（ステップ２１０）。
【００２８】
次に、タイムアップしているか否かが判定され（ステップ２１１）、タイムアップしていれば定常溶接期間のパルス電流積分値、パルス電圧積分値、パルス時間、ベース電流積分値、ベース電圧積分値、ベース時間が演算され（ステップ２１２、２１３、２１４）、次にそれぞれパルス電流積分値、パルス電圧積分値及びパルス時間の各標準偏差と、ベース電流積分値、ベース電圧積分値及びベース時間の各標準偏差が演算され（ステップ２１５、２１６、２１７）、続いてそれぞれの標準偏差積が演算される（ステップ２１８、２１９、２２０）。
【００２９】
図６はパルス電流積分値標準偏差比(σ(∫IP(n)dt)/Ｓσ)とパルス電流積分値平均値比（Ave(∫Ip(n)dt)/Save）に関するフローチャートで、先ず溶接電流、溶接電圧のサンプリングを開始し（ステップ３０１）、通電が開始されているかを判定し（ステップ３０２）、開始されていれば定常溶接期間の溶接電流、溶接電圧の測定を開始する（ステップ３０３）。次いで溶接電流がパルス判定電流Iw1以上になっているかを判定し（ステップ３０４）、その条件を満足していれば、パルス溶接電流、パルス通電時間の測定を開始する（ステップ３０５）。次いで溶接電流がパルス判定電流Iw1以下になっているかを判定し（ステップ３０６）、その条件を満足したらパルス溶接電流、パルス時間の測定を終了する（ステップ３０７）。次いでタイムアップしているかを判定し（ステップ３０８）、タイムアップしていれば定常溶接期間のパルス電流積分値を演算し（ステップ３０９）、次にそのパルス電流積分値の標準偏差と平均値を演算し（ステップ３１０、３１１）、次いでそのパルス電流積分値標準偏差を適正電圧で溶接した場合のパルス溶接電流積分値標準偏差適正値「Ｓσ：σ（∫IP(n)dt）」で除し、そのパルス電流積分値標準偏差比を演算する（ステップ３１２）。また、そのパルス電流積分値平均適正値「Save：Ave(∫Ip(n)dt)」で除し、そのパルス電流積分値平均値比を演算する（ステップ３１３）。
【００３０】
上述の要領により演算された各重要特性の値は、それぞれの基準値と比較して溶接安定性の良否が判定され、否と判定された場合には、前述のように警報が発せられる、この場合には、後工程に溶接不良品が流れないように溶接ラインの稼働が直ちに停止されると共に、溶接装置の異常箇所の点検と調整が行われ、処置が完了すれば溶接ラインは再稼働される。
【００３１】
以上、本発明の一実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であり、例えば前記実施形態では溶接安定性の乱れ度として、▲１▼パルス電流積分値とベース電流積分値の各標準偏差の積、▲２▼パルス期通電時間とベース期通電時間の各標準偏差の積、▲３▼パルス電圧積分値とベース電圧積分値の各標準偏差の積、▲４▼パルス電流積分値標準偏差と正常溶接時の同様標準偏差との比、▲５▼パルス電流積分値平均値と正常溶接時の同様平均値との比の５つの指標を例示したが、本発明はこれら５つの指標以外の指標を乱れ度として演算することも可能であって、例えば（パルス電流積分値標準偏差）×（ベース電流積分値標準偏差）×（パルス期通電時間標準偏差）×（ベース期通電時間標準偏差）を乱れ度の指標としてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は前述の如く、パルスアーク溶接の定常溶接時におけるパルス期とベース期の溶接電流、溶接電圧及び溶接時間をそれぞれ検出してこれら検出値の乱れ度を演算し、この乱れ度を正常溶接時の同種指標と比較して両者の乖離度から溶接安定性を判定するようにしたので、溶接安定性の良否をリアルタイムで的確に判定することができ、溶接不良品の流出を未然に防止することができる。また溶接不良発生時の対策結果も直ちに判るから、溶接異常発生時の自動回復処理で電源制御信号をフィードバック制御するなどの早期対策が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶接安定性判定装置を組込んだパルスアーク溶接装置の概略構成図。
【図２】溶接安定性判定装置の基本構成を示すブロック図。
【図３】溶接安定性判定装置の基本回路を示すブロック図。
【図４】判定プログラムの概略フローチャートである。
【図５】判定プログラムの詳細フローチャート。
【図６】判定プログラムの詳細フローチャート。
【図７】短絡アーク溶接法における公知の溶滴移行形態を示す模式図。
【図８】パルスアーク溶接法における公知の溶滴移行形態を示す模式図。
【図９】パルスアーク溶滴移行と溶接電圧・電流の関係を示す模式図。
【符号の説明】
１ 溶接電源
２ 溶接電極（溶接ワイヤ）
５ 被溶接材
１１ 溶接電流検出手段
１２ 溶接電圧検出手段
１３ 通電時間検出手段
１４ 溶接安定性演算手段
１５ 溶接安定性判定手段
３０ Ａ／Ｄコンバータ（信号変換手段）
Claims (5)
- 溶接電極と被溶接材との間に溶接電圧を印加してパルス・ベース電流を交互に繰り返し供給し、前記溶接電極から溶滴を１パルス毎に被溶接材上に滴下させながら溶接する消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接に於いて、
定常溶接時の前記溶接電極と被溶接材間の溶接電流を検出する溶接電流検出手段と、
前記溶接電流検出手段により検出される溶接電流からパルス周期毎のパルス電流積分値とベース電流積分値を演算すると共に前記２つの積分値の各標準偏差の積を前記溶接電流の乱れ度として演算する演算手段と、
前記乱れ度を正常なパルスアーク溶接の定常溶接時の乱れ度と比較して両者の乖離度からパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定する判定手段とを有することを特徴とするパルスアーク溶接の溶接安定性判定装置。 - 溶接電極と被溶接材との間に溶接電圧を印加してパルス・ベース電流を交互に繰り返し供給し、前記溶接電極から溶滴を１パルス毎に被溶接材上に滴下させながら溶接する消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接に於いて、
定常溶接時のパルス期とベース期の通電時間を検出する通電時間検出手段と、
前記通電時間検出手段により検出されるパルス周期毎のパルス期通電時間とベース期通電時間から前記２つの通電時間の標準偏差を演算すると共に、各標準偏差の積を前記パルス期とベース期の通電時間の乱れ度として演算する演算手段と、
前記乱れ度を正常なパルスアーク溶接の定常溶接時の乱れ度と比較して両者の乖離度からパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定する判定手段とを有することを特徴とするパルスアーク溶接の溶接安定性判定装置。 - 溶接電極と被溶接材との間に溶接電圧を印加してパルス・ベース電流を交互に繰り返し供給し、前記溶接電極から溶滴を１パルス毎に被溶接材上に滴下させながら溶接する消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接に於いて、
定常溶接時の前記溶接電極と被溶接材間の溶接電圧を検出する溶接電圧検出手段と、
前記溶接電圧検出手段により検出される溶接電圧からパルス周期毎のパルス電圧積分値とベース電圧積分値を演算すると共に前記２つの積分値の各標準偏差の積を前記溶接電圧の乱れ度として演算する演算手段と、
前記乱れ度を正常なパルスアーク溶接の定常溶接時の乱れ度と比較して両者の乖離度からパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定する判定手段とを有することを特徴とするパルスアーク溶接の溶接安定性判定装置。 - 溶接電極と被溶接材との間に溶接電圧を印加してパルス・ベース電流を交互に繰り返し供給し、前記溶接電極から溶滴を１パルス毎に被溶接材上に滴下させながら溶接する消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接に於いて、
定常溶接時の前記溶接電極と被溶接材間の溶接電流を検出する溶接電流検出手段と、
前記溶接電流検出手段により検出される溶接電流からパルス周期毎のパルス電流積分値とベース電流積分値を演算すると共に前記２つの積分値の各標準偏差の比を前記溶接電流の乱れ度として演算する演算手段と、
前記乱れ度を正常なパルスアーク溶接の定常溶接時の乱れ度と比較して両者の乖離度からパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定する判定手段とを有することを特徴とするパルスアーク溶接の溶接安定性判定装置。 - 溶接電極と被溶接材との間に溶接電圧を印加してパルス・ベース電流を交互に繰り返し供給し、前記溶接電極から溶滴を１パルス毎に被溶接材上に滴下させながら溶接する消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接に於いて、
定常溶接時の前記溶接電極と被溶接材間の溶接電流を検出する溶接電流検出手段と、
定常溶接時のパルス期の通電時間を検出する通電時間検出手段と、
前記溶接電流検出手段と通電時間検出手段により検出される溶接電流とパルス期通電時間から、パルス周期毎のパルス電流積分値をパルス期通電時間で除したパルス電流積分値平均値と、パルス周期毎の正常溶接時パルス電流積分値をパルス期通電時間で除した正常パルス電流積分値平均値を演算すると共に、前記パルス電流積分値平均値と正常パルス電流積分値平均値の比を前記溶接電流の乱れ度として演算する演算手段と、
前記乱れ度を正常なパルスアーク溶接の定常溶接時の乱れ度と比較して両者の乖離度からパルスアーク溶接の定常溶接時の溶接安定性を判定する判定手段とを有することを特徴とするパルスアーク溶接の溶接安定性判定装置。
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