JP5495758B2 - Plasma MIG welding method - Google Patents

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Description

本発明は、1つの溶接トーチを用いてミグアークとプラズマアークとを同時に発生させて溶接を行うプラズマミグ溶接方法に関するものである。   The present invention relates to a plasma MIG welding method for performing welding by simultaneously generating a MIG arc and a plasma arc using a single welding torch.

従来から、プラズマ溶接方法とミグ溶接方法とを組み合わせたプラズマミグ溶接方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このプラズマミグ溶接方法においては、溶接トーチを通して送給される溶接ワイヤと母材との間にミグ溶接電流を通電することによってミグアークを発生させる。これと同時に、溶接ワイヤを囲むようにアルゴンなどのガスを供給し、このガスを介して溶接トーチと母材との間にプラズマ溶接電流を通電することによってプラズマアークを発生させる。溶接ワイヤは、ミグアークを発生させる電極として機能すると共に、その先端が溶融することにより溶滴となって母材の接合を補助する。したがって、プラズマミグ溶接方法は、厚板の高効率溶接、薄板の高速溶接等に使用されることが多い。   Conventionally, a plasma MIG welding method combining a plasma welding method and a MIG welding method has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this plasma MIG welding method, a MIG arc is generated by applying a MIG welding current between a welding wire fed through a welding torch and a base material. At the same time, a gas such as argon is supplied so as to surround the welding wire, and a plasma arc is generated by passing a plasma welding current between the welding torch and the base material through this gas. The welding wire functions as an electrode for generating a MIG arc, and the tip of the welding wire melts to form a droplet to assist the joining of the base materials. Therefore, the plasma MIG welding method is often used for high-efficiency welding of thick plates, high-speed welding of thin plates, and the like.

上記のミグ溶接電流は、スパッタの発生を抑制し、かつ、溶滴を安定して供給するために、一般的に直流のパルス波形が使用される。したがって、ミグ溶接方法は、一般的なミグパルス溶接方法である。ミグパルス溶接方法を含む消耗電極式アーク溶接方法では、溶接中のアーク長を適正値に維持することが重要であるために、アーク長制御が行われる。上記のプラズマ溶接電流には、直流又は直流パルス波形が使用される。これ以降の説明において、単にアーク長と記載したときはミグアークのアーク長を意味している。以下、上述したプラズマミグ溶接方法について説明する。   The MIG welding current generally uses a DC pulse waveform in order to suppress the generation of spatter and stably supply droplets. Therefore, the MIG welding method is a general MIG pulse welding method. In the consumable electrode type arc welding method including the MIG pulse welding method, it is important to maintain the arc length during welding at an appropriate value, and therefore arc length control is performed. A DC or DC pulse waveform is used for the plasma welding current. In the following description, when the arc length is simply described, it means the arc length of the MIG arc. Hereinafter, the plasma MIG welding method described above will be described.

図7は、プラズマミグ溶接方法を示す波形図である。同図(A)はミグ溶接電流Iwmを示し、同図(B)はミグ溶接電圧Vwmを示し、同図(C)はプラズマ溶接電流Iwpを示す。以下、同図を参照して説明する。   FIG. 7 is a waveform diagram showing a plasma MIG welding method. (A) shows the MIG welding current Iwm, (B) shows the MIG welding voltage Vwm, and (C) shows the plasma welding current Iwp. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

同図(A)に示すように、時刻t1〜t2のピーク立上り期間Tup中は、ベース電流Ibからピーク電流Ipへと上昇する遷移電流が通電し、続いて時刻t2〜t3のピーク期間Tp中は、上記のピーク電流Ipが通電し、続いて時刻t3〜t4のピーク立下り期間Tdw中は、上記のピーク電流Ipから上記のベース電流Ibへと下降する遷移電流が通電し、続いて時刻t4〜t5のベース期間Tb中は、上記のベース電流Ibが通電する。また、上記のミグ溶接電流Iwmの通電に対応して、同図(B)に示すように、上記のピーク立上り期間Tup中は、ベース電圧Vbからピーク電圧Vpへと上昇する遷移電圧が印加し、続いて上記のピーク期間Tp中は、上記のピーク電圧Vpが印加し、続いて上記のピーク立下り期間Tdw中は、上記のピーク電圧Vpから上記のベース電圧Vbへと下降する遷移電圧が印加し、続いて上記のベース期間Tb中は、上記のベース電圧Vbが印加する。時刻t1〜t5の期間を1パルス周期Tfとして繰り返して溶接が行われる。   As shown in FIG. 6A, during the peak rising period Tup from time t1 to t2, a transition current rising from the base current Ib to the peak current Ip is energized, and then during the peak period Tp from time t2 to t3. The peak current Ip is energized, and subsequently, during the peak fall period Tdw from time t3 to t4, a transition current that decreases from the peak current Ip to the base current Ib is energized. The base current Ib is energized during the base period Tb from t4 to t5. Further, in response to the application of the MIG welding current Iwm, a transition voltage that rises from the base voltage Vb to the peak voltage Vp is applied during the peak rising period Tup as shown in FIG. Subsequently, during the peak period Tp, the peak voltage Vp is applied. Subsequently, during the peak fall period Tdw, a transition voltage that falls from the peak voltage Vp to the base voltage Vb is applied. Subsequently, the base voltage Vb is applied during the base period Tb. The welding is performed by repeating the period from time t1 to t5 as one pulse period Tf.

ミグ溶接では、良好な溶接品質を得るためにアーク長を適正値に維持するアーク長制御が行われる。通常、このアーク長制御は、ミグ溶接電圧Vwmがアーク長と略比例関係にあることを利用して、ミグ溶接電圧Vwmの平均値が予め定めた電圧設定値と等しくなるようにパルス周期が制御される。このアーク長制御の方式は、周波数変調方式と呼ばれる。この場合、ピーク期間Tp、ピーク電流Ip及びベース電流Ibは所定値に設定され、パルスパラメータとなる。ピーク電流Ipは臨界値以上に設定され、ピーク期間Tpと組み合わせてユニットパルス条件と呼ばれる。このユニットパルス条件は、1パルス周期1溶滴移行になるように設定される。ベース電流Ibは、臨界値未満の数十A程度の小電流値に設定される。ユニットパルス条件及びベース電流Ibは、溶接ワイヤの材質、直径、送給速度等に応じて適正値に設定される。アーク長制御の方式には、上記の周波数変調方式以外にパルス幅変調方式がある。このパルス幅変調方式では、パルス周期Tf、ピーク電流Ip及びベース電流Ibが所定値に設定され、ミグ溶接電圧Vwmの平均値が予め定めた電圧設定値と等しくなるようにピーク期間Tpが制御される。   In MIG welding, arc length control is performed to maintain the arc length at an appropriate value in order to obtain good welding quality. Normally, this arc length control uses the fact that the MIG welding voltage Vwm is substantially proportional to the arc length, and controls the pulse cycle so that the average value of the MIG welding voltage Vwm is equal to a predetermined voltage setting value. Is done. This arc length control method is called a frequency modulation method. In this case, the peak period Tp, the peak current Ip, and the base current Ib are set to predetermined values and become pulse parameters. The peak current Ip is set to a critical value or more and is called a unit pulse condition in combination with the peak period Tp. This unit pulse condition is set so that one droplet period is one droplet transfer. The base current Ib is set to a small current value of about several tens of A that is less than the critical value. The unit pulse condition and the base current Ib are set to appropriate values according to the welding wire material, diameter, feeding speed, and the like. The arc length control method includes a pulse width modulation method in addition to the above frequency modulation method. In this pulse width modulation method, the pulse period Tf, the peak current Ip, and the base current Ib are set to predetermined values, and the peak period Tp is controlled so that the average value of the MIG welding voltage Vwm is equal to a predetermined voltage setting value. The

他方、同図(C)に示すように、プラズマ溶接電流Iwpは、定電流制御されており、予め定めた一定値の直流波形となる。したがって、プラズマアークは、一定値のプラズマ溶接電流Iwpの通電によって発生している。   On the other hand, as shown in FIG. 5C, the plasma welding current Iwp is constant-current controlled and becomes a DC waveform having a predetermined constant value. Therefore, the plasma arc is generated by energizing the plasma welding current Iwp with a constant value.

ところで、ミグパルス溶接においては、アークの陰極点は母材表面の酸化皮膜が存在する位置に形成される性質を有している。アークによって酸化皮膜は除去(クリーニング)されていくので、陰極点は酸化皮膜が残っている個所を求めて周辺部へと移動して形成されるようになる。この結果、アークは常に移動している不安定な状態になるために、短絡が発生しやすくなる。溶接ワイヤと母材とが短絡しその短絡が解除されてアークが再点弧したとき、母材表面の酸化皮膜の不均一に起因するアーク陰極点のふらつき現象が発生したとき等において、異常電圧がミグ溶接電圧Vwmに重畳することになる。この異常電圧はアーク長とは比例しない電圧であるので、アーク長を正確に検出するためにはミグ溶接電圧Vwmに重畳した異常電圧を除去する必要がある。この除去のための方法としては、パルス波形の基準電圧波形Vc及び変動範囲ΔVcを設定し、ミグ溶接電圧VwmがVc±ΔVcの範囲外になる部分は異常電圧であるとしてカットして制限する従来技術が提案されている。以下、この従来技術について説明する(特許文献2及び3参照)。   By the way, in the MIG pulse welding, the cathode spot of the arc has a property of being formed at a position where an oxide film exists on the surface of the base material. Since the oxide film is removed (cleaned) by the arc, the cathode spot moves to the peripheral portion in search of the portion where the oxide film remains. As a result, since the arc is in an unstable state that is constantly moving, a short circuit is likely to occur. When the welding wire and the base metal are short-circuited and the short-circuit is released and the arc is re-ignited, or when a wobbling phenomenon of the arc cathode spot due to non-uniformity of the oxide film on the base metal surface occurs, abnormal voltage Is superimposed on the MIG welding voltage Vwm. Since this abnormal voltage is a voltage that is not proportional to the arc length, it is necessary to remove the abnormal voltage superimposed on the MIG welding voltage Vwm in order to accurately detect the arc length. As a method for this removal, a reference voltage waveform Vc and a fluctuation range ΔVc of a pulse waveform are set, and a portion where the MIG welding voltage Vwm is outside the range of Vc ± ΔVc is cut and limited as an abnormal voltage. Technology has been proposed. Hereafter, this prior art is demonstrated (refer patent document 2 and 3).

図8は、上記の基準電圧波形Vcの設定方法を示す図である。まず、図10で後述するように、基準ピーク電圧値Vpc、基準ベース電圧値Vbc及び変動範囲ΔVcを設定する。そして、同図に示すように、ピーク立上り期間Tupの開始時点を0秒とする経過時間tによって、下式のように基準電圧波形Vcが定義される。
0≦t<Tup
Vc=((Vpc−Vbc)/Tup)・t+Vbc (11)式
Tup≦t<Tup+Tp
Vc=Vpc (12)式
Tup+Tp≦t<Tup+Tp+Tdw
Vc=((Vbc−Vpc)/Tdw)・(t−Tup−Tp)+Vpc (13)式
Tup+Tp+Tdw≦t<Tup+Tp+Tdw+Tb
Vc=Vbc (14)式
FIG. 8 is a diagram showing a method for setting the reference voltage waveform Vc. First, as will be described later with reference to FIG. 10, a reference peak voltage value Vpc, a reference base voltage value Vbc, and a fluctuation range ΔVc are set. Then, as shown in the figure, the reference voltage waveform Vc is defined by the following equation by the elapsed time t when the start time of the peak rising period Tup is 0 second.
0 ≦ t <Tup
Vc = ((Vpc−Vbc) / Tup) · t + Vbc (11) Expression Tup ≦ t <Tup + Tp
Vc = Vpc (12) Expression Tup + Tp ≦ t <Tup + Tp + Tdw
Vc = ((Vbc−Vpc) / Tdw) · (t−Tup−Tp) + Vpc (13) Expression Tup + Tp + Tdw ≦ t <Tup + Tp + Tdw + Tb
Vc = Vbc (14) Formula

例えば、同図に示すように、経過時間t=taにおけるミグ溶接電圧検出値がVd1であったとする。経過時間taはTup+Tp≦ta<Tup+Tp+Tdwのときであるので、上記(13)式に代入して、基準電圧波形の中心値Vc1は下式となる。
Vc1=((Vbc−Vpc)/Tdw)・(ta−Tup−Tp)+Vpc
したがって、経過時間taのときのミグ溶接電圧検出値Vd1は、変動範囲Vc1±ΔVc内に制限される。すなわち、Vd1≧Vc1+ΔVcのときにはミグ溶接電圧制限値Vft1=Vc1+ΔVcに制限され、Vd1≦Vc1−ΔVcのときにはVft1=Vc1−ΔVcに制限される。このようにして算出されたミグ溶接電圧制限値Vftは、異常電圧が略除去されたアーク長に略比例する電圧値となる。
For example, as shown in the figure, it is assumed that the MIG welding voltage detection value at the elapsed time t = ta is Vd1. Since the elapsed time ta is Tup + Tp ≦ ta <Tup + Tp + Tdw, the center value Vc1 of the reference voltage waveform is expressed by the following equation by substituting into the above equation (13).
Vc1 = ((Vbc-Vpc) / Tdw). (Ta-Tup-Tp) + Vpc
Therefore, the MIG welding voltage detection value Vd1 at the elapsed time ta is limited to the fluctuation range Vc1 ± ΔVc. That is, when Vd1 ≧ Vc1 + ΔVc, it is limited to the MIG welding voltage limit value Vft1 = Vc1 + ΔVc, and when Vd1 ≦ Vc1−ΔVc, it is limited to Vft1 = Vc1−ΔVc. The MIG welding voltage limit value Vft calculated in this way is a voltage value that is substantially proportional to the arc length from which the abnormal voltage is substantially eliminated.

図9は、短絡解除直後のアーク再点弧に伴う異常電圧発生時の電圧波形図である。同図(A)はミグ溶接電圧Vwmの時間変化を示し、同図(B)は基準電圧波形によって異常電圧を除去した後のミグ溶接電圧制限値Vftの時間変化を示す。同図(B)に示すように、ミグ溶接電圧Vwmは基準電圧波形を中心値Vcとする変動範囲Vc±ΔVc内に制限される。この結果、時刻t1〜t2の短絡期間中のミグ溶接電圧制限値Vft=Vc−ΔVcとなり、時刻t2〜t3の異常電圧発生期間中のミグ溶接電圧制限値Vft=Vc+ΔVcとなる。このように、異常電圧を略除去することができる。   FIG. 9 is a voltage waveform diagram when an abnormal voltage is generated due to arc re-ignition immediately after the short circuit is released. FIG. 4A shows the time change of the MIG welding voltage Vwm, and FIG. 4B shows the time change of the MIG welding voltage limit value Vft after the abnormal voltage is removed by the reference voltage waveform. As shown in FIG. 5B, the MIG welding voltage Vwm is limited within a fluctuation range Vc ± ΔVc having the reference voltage waveform as the center value Vc. As a result, the MIG welding voltage limit value Vft = Vc−ΔVc during the short-circuit period from time t1 to t2 and the MIG welding voltage limit value Vft = Vc + ΔVc during the abnormal voltage generation period from time t2 to t3. Thus, the abnormal voltage can be substantially eliminated.

図10は、図8で上述した基準電圧波形Vcを自動設定する方法を説明するためのミグ溶接電圧制限値Vftの時間変化を示す図である。同図において、現時点は時刻tnであり、第n回目のパルス周期Tf(n)の開始時点である。また、第n−1回目のパルス周期Tf(n-1)におけるピーク期間のみのミグ溶接電圧制限値の平均値がピーク電圧制限値Vpf(n-1)であり、ベース期間のみのミグ溶接電圧制限値の平均値がベース電圧制限値Vbf(n-1)である。同様に、第n−m回目のパルス周期Tf(n-m)におけるピーク期間のみのミグ溶接電圧制限値の平均値がピーク電圧制限値Vpf(n-m)であり、ベース期間のみのミグ溶接電圧制限値の平均値がベース電圧制限値Vbf(n-m)である。   FIG. 10 is a diagram showing a time change of the MIG welding voltage limit value Vft for explaining a method of automatically setting the reference voltage waveform Vc described above with reference to FIG. In the figure, the current time is time tn, which is the start time of the nth pulse cycle Tf (n). Further, the average value of the MIG welding voltage limit value only during the peak period in the (n-1) th pulse period Tf (n-1) is the peak voltage limit value Vpf (n-1), and the MIG welding voltage only during the base period. The average value of the limit values is the base voltage limit value Vbf (n-1). Similarly, the average value of the MIG welding voltage limit value only during the peak period in the (n−m) th pulse period Tf (nm) is the peak voltage limit value Vpf (nm), and the MIG welding voltage limit value only during the base period. The average value is the base voltage limit value Vbf (nm).

時刻tnにおいて、上記の第(n-1)〜第(n-m)回目のピーク電圧制限値Vpfを入力として、下式のようにピーク電圧移動平均値Vpr(n)を算出する。
Vpr(n)=(Vpf(n-1)+…+Vpf(n-m))/m (21)式
同様に、時刻tnにおいて、上記の第(n-1)〜第(n-m)回目のベース電圧制限値Vbfを入力として、下式のようにベース電圧移動平均値Vbr(n)を算出する。
Vbr(n)=(Vbf(n-1)+…+Vbf(n-m))/m (22)式
At time tn, the peak voltage moving average value Vpr (n) is calculated as shown in the following equation using the (n-1) to (nm) -th peak voltage limit value Vpf as an input.
Vpr (n) = (Vpf (n-1) +... + Vpf (nm)) / m Similar to the equation (21), at the time tn, the above (n-1) th to (nm) th base voltage limit Using the value Vbf as an input, the base voltage moving average value Vbr (n) is calculated as in the following equation.
Vbr (n) = (Vbf (n-1) +... + Vbf (nm)) / m (22)

そして、上述した(11)〜(14)式において、基準ピーク電圧値Vpcに上記のピーク電圧移動平均値Vprを代入し、かつ、基準ベース電圧値Vbcに上記のベース電圧移動平均値Vbrを代入すると、下式のように第n回目のパルス周期Tf(n)期間中の基準電圧波形が自動設定される。
0≦t<Tup
Vc(n)=((Vpr(n)−Vbr(n))/Tup)・t+Vbr(n) (31)式
Tup≦t<Tup+Tp
Vc(n)=Vpr(n) (32)式
Tup+Tp≦t<Tup+Tp+Tdw
Vc(n)=((Vbr(n)−Vpr(n))/Tdw)・(t−Tup−Tp)+Vpr(n) (33)式
Tup+Tp+Tdw≦t<Tup+Tp+Tdw+Tb
Vc(n)=Vbr(n) (34)式
In the equations (11) to (14), the peak voltage moving average value Vpr is substituted for the reference peak voltage value Vpc, and the base voltage moving average value Vbr is substituted for the reference base voltage value Vbc. Then, the reference voltage waveform during the nth pulse period Tf (n) is automatically set as shown in the following equation.
0 ≦ t <Tup
Vc (n) = ((Vpr (n) −Vbr (n)) / Tup) · t + Vbr (n) (31) Expression Tup ≦ t <Tup + Tp
Vc (n) = Vpr (n) (32) Expression Tup + Tp ≦ t <Tup + Tp + Tdw
Vc (n) = ((Vbr (n) −Vpr (n)) / Tdw) · (t−Tup−Tp) + Vpr (n) (33) Expression Tup + Tp + Tdw ≦ t <Tup + Tp + Tdw + Tb
Vc (n) = Vbr (n) (34)

上述したように、パルス周期の開始時点ごとに、上記のピーク電圧移動平均値Vpr及びベース電圧移動平均値Vbrを算出し、上記(31)式〜(34)式によって基準電圧波形が自動設定される。上記において、ピーク電圧移動平均値Vprを算出するときに、ピーク電圧制限値Vpfを重み付け移動平均して算出しても良い。同様に、ベース電圧移動平均値Vbrを算出するときに、ベース電圧制限値Vbfを重み付け移動平均して算出しても良い。また、移動平均する期間の長さ(所定期間)は、過去数周期〜数十周期程度に設定する。この所定期間は、溶接ワイヤの材質、直径、送給速度、溶接速度、溶接継手等の溶接条件に応じて実験によって適正値に設定される。アークスタートからm回のパルス周期Tfが経過するまでは、上記のピーク電圧移動平均値Vpr及び上記のベース電圧移動平均値Vbrを(21)式及び(22)式に基づいて算出することができない。そこで、この期間中は、ピーク電圧初期値及びベース電圧初期値を予め設定しておき、ピーク電圧移動平均値Vpr及びベース電圧移動平均値Vbrとして使用するようにする。   As described above, the peak voltage moving average value Vpr and the base voltage moving average value Vbr are calculated for each start point of the pulse period, and the reference voltage waveform is automatically set by the above equations (31) to (34). The In the above, when calculating the peak voltage moving average value Vpr, the peak voltage limit value Vpf may be calculated by weighted moving average. Similarly, when calculating the base voltage moving average value Vbr, the base voltage limit value Vbf may be calculated by weighted moving average. Further, the length of the moving average period (predetermined period) is set to the past several cycles to several tens of cycles. This predetermined period is set to an appropriate value by experiment according to the welding wire material, diameter, feed speed, welding speed, welding joint, and other welding conditions. The peak voltage moving average value Vpr and the base voltage moving average value Vbr cannot be calculated based on the equations (21) and (22) until m pulse periods Tf have elapsed from the arc start. . Therefore, during this period, the peak voltage initial value and the base voltage initial value are preset and used as the peak voltage moving average value Vpr and the base voltage moving average value Vbr.

特開2008−229641号公報JP 2008-229641 A 特許第4263886号公報Japanese Patent No. 4263886 特開2007−307564号公報JP 2007-307564 A

上述したように、ミグ溶接電圧Vwmには、送給速度の変動、トーチ高さの変動、溶融池状態の変動等に起因するアーク長の変動に伴う電圧変動と、陰極点の移動に等に起因する異常電圧とが重畳している。このアーク長の変動に伴う電圧変動は、アーク長制御を行うために正確に検出する必要がある。他方、アーク長の変動とは関係しない異常電圧については、できる限り除去することが、精密なアーク長制御を行うためには望ましい。上述した基準波形Vc及び変動範囲ΔVcを使用した異常電圧除去方法において、変動範囲ΔVcを小さくすると、異常電圧の除去率は向上するが、反面、アーク長の変動に伴う電圧変動も同時に除去する可能性が高くなる。逆に、変動範囲ΔVcを大きくすると、異常電圧の除去率が低下するが、アーク長の変動に伴う電圧変動は除去されずに検出することができるようになる。母材の参加被膜の状態、溶接継手、溶接ワイヤの材質、直径、溶接速度等の溶接条件に応じて、異常電圧の除去率とアーク長の変動に伴う電圧変動の検出率のバランスを考慮して、実験によって変動範囲ΔVcの設定を行っている。プラズマミグ溶接においては、プラズマアークの影響によって異常電圧の発生状態が変化する。したがって、精密なアーク長制御を行うためには、プラズマアークの状態に応じて変動範囲ΔVcを適正化する必要がある。   As described above, the MIG welding voltage Vwm includes voltage fluctuations due to fluctuations in the arc length caused by fluctuations in feed speed, fluctuations in torch height, fluctuations in the molten pool state, and movement of the cathode spot. The resulting abnormal voltage is superimposed. The voltage fluctuation accompanying the fluctuation of the arc length needs to be accurately detected in order to perform the arc length control. On the other hand, it is desirable to remove as much as possible the abnormal voltage that is not related to the fluctuation of the arc length in order to perform precise arc length control. In the abnormal voltage removal method using the reference waveform Vc and the fluctuation range ΔVc described above, if the fluctuation range ΔVc is reduced, the removal rate of the abnormal voltage is improved, but on the other hand, the voltage fluctuation accompanying the fluctuation of the arc length can be removed at the same time. Increases nature. On the contrary, when the fluctuation range ΔVc is increased, the abnormal voltage removal rate decreases, but the voltage fluctuation accompanying the fluctuation of the arc length can be detected without being removed. Consider the balance between the removal rate of abnormal voltage and the detection rate of voltage fluctuation accompanying the fluctuation of arc length according to the welding conditions such as the condition of the participation coating of the base metal, the material of the welded joint and welding wire, diameter, welding speed, etc. Thus, the variation range ΔVc is set by experiment. In plasma MIG welding, the abnormal voltage generation state changes due to the influence of the plasma arc. Therefore, in order to perform precise arc length control, it is necessary to optimize the fluctuation range ΔVc according to the state of the plasma arc.

そこで、本発明では、プラズマアークの状態に応じて異常電圧除去のための変動範囲ΔVcを適正化することによってミグアークのアーク長制御の安定性を向上させることができるプラズマミグ溶接方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a plasma MIG welding method capable of improving the stability of MIG arc arc length control by optimizing the fluctuation range ΔVc for removing abnormal voltage according to the state of the plasma arc. Objective.

上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、溶接トーチを通して送給される溶接ワイヤと母材との間にミグ溶接電圧を印加してミグ溶接電流を通電することによってミグアークを発生させ、
ピーク立上り期間中はベース電流からピーク電流へと上昇する遷移電流を通電し、続くピーク期間中は前記ピーク電流を通電し、続くピーク立下り期間中は前記ピーク電流から前記ベース電流へと下降する遷移電流を通電し、続くベース期間中は前記ベース電流を通電し、これらの通電を1パルス周期として繰り返して前記ミグ溶接電流を通電し、
前記ミグ溶接電圧を検出し、このミグ溶接電圧検出値を入力として基準電圧波形を中心電圧値とする予め定めた変動範囲内に制限してミグ溶接電圧制限値を算出し、このミグ溶接電圧制限値に基づいて前記パルス周期又は前記ピーク期間を変化させて前記ミグアークのアーク長制御を行い、
前記ピーク期間中の前記ミグ溶接電圧制限値を過去所定期間にわたり移動平均してピーク電圧移動平均値を算出すると共に、前記ベース期間中の前記ミグ溶接電圧制限値を前記過去所定期間にわたり移動平均してベース電圧移動平均値を算出し、前記基準電圧波形を前記ピーク立上り期間中は前記ベース電圧移動平均値から前記ピーク電圧移動平均値へと上昇する遷移電圧に設定し、続く前記ピーク期間中は前記ピーク電圧移動平均値に設定し、続く前記ピーク立下り期間中は前記ピーク電圧移動平均値から前記ベース電圧移動平均値へと下降する遷移電圧に設定し、続く前記ベース期間中は前記ベース電圧移動平均値に設定し、
前記溶接ワイヤを囲むように供給されるガスを介して前記溶接トーチと前記母材との間にプラズマ溶接電流を通電することによってプラズマアークを発生させるプラズマミグ溶接方法において、
前記変動範囲を前記プラズマ溶接電流の値に応じて変化させる、
ことを特徴とするプラズマミグ溶接方法である。
In order to solve the above-described problems, the invention of claim 1 generates a MIG arc by applying a MIG welding voltage between a welding wire fed through a welding torch and a base material and applying a MIG welding current. Let
A transition current rising from the base current to the peak current is applied during the peak rising period, the peak current is applied during the subsequent peak period, and the peak current is decreased from the peak current during the subsequent peak falling period. Energize the transition current, energize the base current during the subsequent base period, energize the MIG welding current by repeating these energization as one pulse period,
The MIG welding voltage is detected, and the MIG welding voltage limit value is calculated by using the MIG welding voltage detection value as an input and limiting the reference voltage waveform within a predetermined fluctuation range with the center voltage value as a center voltage value. Perform the arc length control of the MIG arc by changing the pulse period or the peak period based on the value,
The MIG welding voltage limit value during the peak period is moving averaged over the past predetermined period to calculate a peak voltage moving average value, and the MIG welding voltage limit value during the base period is averaged over the past predetermined period. The base voltage moving average value is calculated, and the reference voltage waveform is set to a transition voltage that rises from the base voltage moving average value to the peak voltage moving average value during the peak rising period, and during the subsequent peak period, Set to the peak voltage moving average value, set to a transition voltage falling from the peak voltage moving average value to the base voltage moving average value during the subsequent peak falling period, and then to the base voltage during the subsequent base period Set to moving average value,
In the plasma MIG welding method of generating a plasma arc by energizing a plasma welding current between the welding torch and the base material through a gas supplied so as to surround the welding wire,
Changing the fluctuation range according to the value of the plasma welding current;
This is a plasma MIG welding method.

請求項2の発明は、前記変動範囲を、前記ミグ溶接電流の値が基準電流値以上であるときは第1変動範囲に設定し、ミグ溶接電流の値が前記基準電流値未満であるときは第2変動範囲に設定し、前記第1変動範囲及び前記第2変動範囲を前記プラズマ溶接電流の値に応じて変化させ、前記ミグ溶接電流の値が前記基準電流値以上であるときの前記プラズマ溶接電流の値と前記ミグ溶接電流の値が前記基準電流値未満であるときの前記プラズマ溶接電流の値とが同一値であるときは前記第1変動範囲を前記第2変動範囲よりも大きな値に設定する、
ことを特徴とする請求項1記載のプラズマミグ溶接方法である。

The invention of claim 2 sets the fluctuation range to a first fluctuation range when the value of the MIG welding current is equal to or greater than a reference current value, and when the value of the MIG welding current is less than the reference current value. The plasma when the second fluctuation range is set, the first fluctuation range and the second fluctuation range are changed according to the value of the plasma welding current, and the value of the MIG welding current is equal to or greater than the reference current value. When the value of the welding current and the value of the plasma welding current when the value of the MIG welding current is less than the reference current value are the same value, the first fluctuation range is larger than the second fluctuation range. Set to
The plasma MIG welding method according to claim 1.

本発明によれば、プラズマ溶接電流の値に応じて変動範囲を変化させることによって、異常電圧がミグ溶接電圧に重畳することを抑制することができ、かつ、アーク長の変動に伴う電圧変動を正確に検出することができる。このために、精密なアーク長制御を行なうことができ、良好な溶接品質を得ることができる。   According to the present invention, by changing the fluctuation range according to the value of the plasma welding current, it is possible to suppress the abnormal voltage from being superimposed on the MIG welding voltage, and to reduce the voltage fluctuation accompanying the fluctuation of the arc length. It can be detected accurately. For this reason, precise arc length control can be performed and good welding quality can be obtained.

本発明の実施の形態1に係るプラズマ溶接方法を実施するための溶接装置の構成図である。It is a block diagram of the welding apparatus for enforcing the plasma welding method which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るプラズマ溶接電流Iwpと変動範囲ΔVcとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the plasma welding current Iwp which concerns on Embodiment 1 of this invention, and the fluctuation range (DELTA) Vc. 図1を構成するミグ溶接電源PSMのブロック図である。It is a block diagram of the MIG welding power supply PSM which comprises FIG. 図1を構成するプラズマ溶接電源PSPのブロック図である。It is a block diagram of the plasma welding power supply PSP which comprises FIG. 本発明の実施の形態2に係るプラズマ溶接電流Iwpと第1変動範囲ΔVc1及び第2変動範囲ΔVc2との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the plasma welding current Iwp which concerns on Embodiment 2 of this invention, 1st fluctuation | variation range (DELTA) Vc1, and 2nd fluctuation | variation range (DELTA) Vc2. 本発明の実施の形態2に係るミグ溶接電源PSMのブロック図である。It is a block diagram of the MIG welding power supply PSM which concerns on Embodiment 2 of this invention. 従来技術のプラズマミグ溶接方法を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the plasma MIG welding method of a prior art. 従来技術において、異常電圧を除去するために使用する基準電圧波形Vcの設定方法を示す図である。It is a figure which shows the setting method of the reference voltage waveform Vc used in order to remove an abnormal voltage in a prior art. 従来技術において、短絡解除直後のアーク再点弧に伴う異常電圧発生時の電圧波形図である。In prior art, it is a voltage waveform figure at the time of the abnormal voltage generation | occurrence | production accompanying the arc re-ignition immediately after short circuit cancellation | release. 従来技術において、図8で上述した基準電圧波形Vcを自動設定する方法を説明するためのミグ溶接電圧制限値Vftの時間変化を示す図である。In prior art, it is a figure which shows the time change of the MIG welding voltage limiting value Vft for demonstrating the method to set automatically the reference voltage waveform Vc mentioned above in FIG.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1に係るプラズマミグ溶接方法を実施するための溶接装置の構成図である。以下、同図を参照して、各構成物について説明する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a configuration diagram of a welding apparatus for performing a plasma MIG welding method according to Embodiment 1 of the present invention. Hereinafter, each component will be described with reference to FIG.

本溶接装置は、破線で囲まれた溶接トーチWT、ミグ溶接電源PSM及びプラズマ溶接電源PSPを備えている。溶接トーチWTは、シールドガスノズル52内に、プラズマノズル51、プラズマ電極1b及び給電チップ4が同心軸上に配置された構造となっている。シールドガスノズル52とプラズマノズル51との隙間からは、たとえばアルゴンガス、アルゴンガスと炭酸ガスとの混合ガス等のシールドガス63が供給される。プラズマノズル51とプラズマ電極1bとの間には、たとえばアルゴンガス、アルゴンガスと炭酸ガスとの混合ガス等のプラズマガス62が供給される。プラズマ電極1bと給電チップ4との間には、たとえばアルゴンガス、アルゴンガスと炭酸ガスとの混合ガス等のセンターガス61が供給される。   This welding apparatus includes a welding torch WT, a MIG welding power source PSM, and a plasma welding power source PSP surrounded by a broken line. The welding torch WT has a structure in which a plasma nozzle 51, a plasma electrode 1b, and a power feed tip 4 are arranged on a concentric axis in a shield gas nozzle 52. From the gap between the shield gas nozzle 52 and the plasma nozzle 51, for example, a shield gas 63 such as argon gas or a mixed gas of argon gas and carbon dioxide gas is supplied. A plasma gas 62 such as argon gas or a mixed gas of argon gas and carbon dioxide gas is supplied between the plasma nozzle 51 and the plasma electrode 1b. A center gas 61 such as argon gas or a mixed gas of argon gas and carbon dioxide gas is supplied between the plasma electrode 1 b and the power feed tip 4.

給電チップ4に設けられた貫通孔からは、溶接ワイヤ1aが送給される。給電チップ4は、溶接ワイヤ1aに対して導通している。溶接ワイヤ1aは、送給モータWMを駆動源とする送給ロール7の回転によって送給される。プラズマ電極1bは、たとえば銅又は銅合金からなり、図外の経路を通る冷却水によって間接的に水冷されている。プラズマノズル51は、たとえば銅又は銅合金からなり、冷却水を通す流路が形成されていることにより、直接冷却されている。溶接トーチWTは、通常ロボット(図示は省略)によって保持された状態で、母材2に対して移動させられる。溶接ワイヤ1aの先端と母材2との間には、ミグアーク3aが発生する。プラズマ電極1bと母材2との間には、プラズマガス62によって熱的に拘束されたプラズマアーク3bが発生する。したがって、ミグアーク3aは、プラズマアーク3bに包まれた状態になっている。したがって、プラズマアーク3bは、ミグアーク3aの形状が広がるのを拘束する作用がある。   A welding wire 1 a is fed from a through hole provided in the power feed tip 4. The power feed tip 4 is electrically connected to the welding wire 1a. The welding wire 1a is fed by the rotation of the feed roll 7 using the feed motor WM as a drive source. The plasma electrode 1b is made of, for example, copper or a copper alloy, and is indirectly water-cooled by cooling water passing through a path outside the figure. The plasma nozzle 51 is made of, for example, copper or a copper alloy, and is directly cooled by forming a flow path through which cooling water passes. The welding torch WT is moved relative to the base material 2 while being held by a normal robot (not shown). A mig arc 3 a is generated between the tip of the welding wire 1 a and the base material 2. Between the plasma electrode 1 b and the base material 2, a plasma arc 3 b thermally generated by the plasma gas 62 is generated. Therefore, the MIG arc 3a is in a state of being surrounded by the plasma arc 3b. Therefore, the plasma arc 3b has an action of restraining the shape of the MIG arc 3a from spreading.

ミグ溶接電源PSMは、給電チップ4を介して溶接ワイヤ1aと母材2との間に、ミグ溶接電圧Vwmを印加することにより、ミグ溶接電流Iwmを通電するための電源である。ミグ溶接電源PSMからは、送給モータWMに対して送給制御信号Fcが送られ、溶接ワイヤ1aの送給速度が制御される。ミグ溶接電源PSMからミグ溶接電圧Vwmが印加されるときは、溶接ワイヤ1aが+側とされる。ミグ溶接電源PSMは、定電圧特性の電源であり、ミグ溶接電圧Vwmが予め定めた電圧設定信号Vr(図示は省略)の値と等しくなるように制御される。また、ミグ溶接電流Iwmは、溶接ワイヤ1aの送給速度によってその値が定まる。   The MIG welding power source PSM is a power source for energizing the MIG welding current Iwm by applying the MIG welding voltage Vwm between the welding wire 1 a and the base material 2 via the power supply tip 4. A feed control signal Fc is sent from the MIG welding power source PSM to the feed motor WM, and the feed speed of the welding wire 1a is controlled. When the MIG welding voltage Vwm is applied from the MIG welding power source PSM, the welding wire 1a is set to the + side. The MIG welding power supply PSM is a power supply having a constant voltage characteristic, and is controlled so that the MIG welding voltage Vwm is equal to a predetermined voltage setting signal Vr (not shown). Further, the value of the MIG welding current Iwm is determined by the feeding speed of the welding wire 1a.

プラズマ溶接電源PSPは、プラズマ電極1bと母材2との間にプラズマ溶接電圧Vwpを印加することによりプラズマ溶接電流Iwpを通電するための電源である。プラズマ溶接電源PSPからプラズマ溶接電圧Vwpが印加されるときは、プラズマ電極1bが+側とされる。プラズマ溶接電源PSPは、定電流特性の電源であり、プラズマ溶接電流Iwpが所定値になるように制御される。   The plasma welding power source PSP is a power source for energizing the plasma welding current Iwp by applying a plasma welding voltage Vwp between the plasma electrode 1b and the base material 2. When the plasma welding voltage Vwp is applied from the plasma welding power source PSP, the plasma electrode 1b is set to the + side. The plasma welding power source PSP is a power source having a constant current characteristic, and is controlled so that the plasma welding current Iwp becomes a predetermined value.

プラズマ溶接電流設定回路IWPRは、予め定めたプラズマ溶接電流設定信号Iwprをミグ溶接電源PSM及びプラズマ溶接電源PSPに出力する。このプラズマ溶接電流設定信号Iwprは、上記のプラズマ溶接電流Iwpを設定するための信号である。プラズマ溶接電流設定回路IWPRは、ロボット溶接にあってはロボット制御装置内に設けられている。   The plasma welding current setting circuit IWPR outputs a predetermined plasma welding current setting signal Iwpr to the MIG welding power source PSM and the plasma welding power source PSP. The plasma welding current setting signal Iwpr is a signal for setting the plasma welding current Iwp. The plasma welding current setting circuit IWPR is provided in the robot controller for robot welding.

ミグ溶接電流Iwm、ミグ溶接電圧Vwm及びプラズマ溶接電流Iwpの波形図は、上述した図7と同一である。但し、プラズマ溶接電流Iwpにパルス波形を使用する場合もある。
本実施の形態では、異常電圧を除去するための変動範囲ΔVcがプラズマ溶接電流Iwpの値によって変化する。この点が従来技術とは異なっている。以下、この点について説明する。
Waveform diagrams of the MIG welding current Iwm, the MIG welding voltage Vwm, and the plasma welding current Iwp are the same as those in FIG. However, a pulse waveform may be used for the plasma welding current Iwp.
In the present embodiment, the fluctuation range ΔVc for removing the abnormal voltage varies depending on the value of the plasma welding current Iwp. This is different from the prior art. Hereinafter, this point will be described.

図2は、プラズマ溶接電流Iwpと変動範囲ΔVcとの関係を示す図である。同図の横軸は、プラズマ溶接電流Iwp(A)を示し、実用上使用されることが多い50〜150Aの範囲を示している。縦軸は、変動範囲ΔVc(V)を示している。溶接ワイヤには、直径1.2mmのアルミニウム合金ワイヤを使用した場合である。また、ピーク電流Ip=280A、ベース電流Ib=30A、ピーク立上り期間Tup=0.4ms、ピーク期間Tp=0.8ms、ピーク立下り期間Tdw=0.8msの場合である。   FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the plasma welding current Iwp and the fluctuation range ΔVc. The horizontal axis of the figure shows the plasma welding current Iwp (A), and shows a range of 50 to 150 A that is often used in practice. The vertical axis represents the fluctuation range ΔVc (V). In this case, an aluminum alloy wire having a diameter of 1.2 mm is used as the welding wire. Further, the peak current Ip = 280 A, the base current Ib = 30 A, the peak rising period Tup = 0.4 ms, the peak period Tp = 0.8 ms, and the peak falling period Tdw = 0.8 ms.

同図に示すように、プラズマ溶接電流Iwp=50Aのとき変動範囲ΔVc=1.0Vとなり、Iwp=100AのときΔVc=1.5Vとなり、Iwp=150AのときΔVc=2.0Vとなる。すなわち、プラズマ溶接電流Iwpが大きくなるのに伴い、変動範囲ΔVcも大きくなっている。この理由については、後述する。図示はしていないが、プラズマ溶接電流Iwp=0Aのとき、すなわち、プラズマアークは発生しておらずミグアークのみが発生している通常のミグパルス溶接と同様のときは、変動範囲ΔVc=0.5Vと最小値となる。同図に示す変動範囲算出関数は、母材の参加被膜の状態、溶接継手、溶接ワイヤの材質、直径、溶接速度等の溶接条件に応じて実験によって適正値に設定されることが望ましい。   As shown in the figure, when the plasma welding current Iwp = 50A, the variation range ΔVc = 1.0V, when Iwp = 100A, ΔVc = 1.5V, and when Iwp = 150A, ΔVc = 2.0V. That is, as the plasma welding current Iwp increases, the fluctuation range ΔVc also increases. The reason for this will be described later. Although not shown, when the plasma welding current Iwp = 0 A, that is, in the same manner as the normal MIG pulse welding in which no plasma arc is generated and only the MIG arc is generated, the fluctuation range ΔVc = 0.5V. And the minimum value. The fluctuation range calculation function shown in the figure is desirably set to an appropriate value by experiment according to the welding conditions such as the state of the participation coating of the base material, the material of the welded joint and the welding wire, the diameter, and the welding speed.

プラズマ溶接電流Iwpの値に比例して変動範囲を大きくする理由は、以下のとおりである。上述したように、プラズマミグ溶接では、ミグアークはプラズマアークに包まれた状態になっており、ミグアークはプラズマアークから拘束された状態になっている。このために、溶接ワイヤ直下の母材表面の酸化被膜がミグアークのクリーニング作用によって除去されても、その周辺部の酸化被膜を求めてミグアークの陰極点が移動する範囲が制限されることになる。この結果、プラズマアークからの拘束力によってミグアークの陰極点の移動範囲が制限されるために、異常電圧の大きさ及び発生頻度が低減されることになる。また、プラズマアークの拘束力は、プラズマ溶接電流Iwpの値に比例する。すなわち、プラズマ溶接電流Iwpの値が大きくなるのに伴いプラズマアークがミグアークを拘束する力が強くなり、この結果、ミグアークの陰極点の移動範囲がさらに制限されるようになり、異常電圧の大きさ及び発生頻度がさらに低減する。これに加えて、プラズマ溶接電流Iwpの値が大きくなるときは、ミグ溶接電流Iwmの平均値も大きな値に設定される場合が多い。このために、上述したアーク長の変動に伴う電圧変動も大きくなる。したがって、プラズマ溶接電流Iwpの値を大きくするのに伴い変動範囲ΔVcを大きくすることによって、異常電圧の影響は小さい状態の下でアーク長の変動に伴う電圧変動は正確に検出することができるようになる。   The reason why the fluctuation range is increased in proportion to the value of the plasma welding current Iwp is as follows. As described above, in plasma MIG welding, the MIG arc is encased in the plasma arc, and the MIG arc is constrained from the plasma arc. For this reason, even if the oxide film on the surface of the base material immediately below the welding wire is removed by the cleaning action of the MIG arc, the range in which the cathode spot of the MIG arc moves in search of the oxide film on the periphery thereof is limited. As a result, the movement range of the cathode spot of the MIG arc is limited by the restraining force from the plasma arc, so that the magnitude and frequency of occurrence of the abnormal voltage are reduced. Further, the restraining force of the plasma arc is proportional to the value of the plasma welding current Iwp. That is, as the value of the plasma welding current Iwp increases, the force of the plasma arc restraining the MIG arc becomes stronger. As a result, the movement range of the cathode spot of the MIG arc is further limited, and the magnitude of the abnormal voltage is increased. And the frequency of occurrence is further reduced. In addition to this, when the value of the plasma welding current Iwp increases, the average value of the MIG welding current Iwm is often set to a large value. For this reason, the voltage fluctuation accompanying the fluctuation | variation of the arc length mentioned above also becomes large. Therefore, by increasing the fluctuation range ΔVc as the value of the plasma welding current Iwp is increased, the voltage fluctuation accompanying the fluctuation of the arc length can be accurately detected under the condition that the influence of the abnormal voltage is small. become.

図3は、実施の形態1において、上述した図1を構成するミグ溶接電源PSMのブロック図である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。   FIG. 3 is a block diagram of the MIG welding power source PSM constituting the above-described FIG. 1 in the first embodiment. Hereinafter, each block will be described with reference to FIG.

電源主回路PMは、3相200V等の賞用電源(図示は省略)を入力として、後述する電流誤差増幅信号Eiに従ってインバータ制御等の出力制御を行い、ミグ溶接電圧Vwm及びミグ溶接電流Iwmを出力する。この電源主回路PMは、図示は省略するが、商用電源を整流する1次整流回路と、整流された直流を平滑するコンデンサと、平滑された直流を高周波交流に変換するインバータ回路と、高周波交流をアーク溶接に適した電圧値に降圧するインバータトランスと、降圧された高周波交流を整流する2次整流回路と、整流された直流を平滑するリアクトルと、後述する電流誤差増幅信号Eiに従ってPWM変調制御を行ないその結果に基づいてインバータ回路を駆動する駆動回路と、から構成される。溶接ワイヤ1aは、送給モータWMに結合された送給ロール7によって給電チップ4内を通って送給され、母材2との間にミグアーク3aが発生する。溶接トーチの構造は図1のとおりであり、ここでは簡略化して図示している。   The power supply main circuit PM receives an award power supply (not shown) such as a three-phase 200V and performs output control such as inverter control in accordance with a current error amplification signal Ei described later to obtain the MIG welding voltage Vwm and the MIG welding current Iwm. Output. Although not shown, the power supply main circuit PM includes a primary rectifier circuit that rectifies commercial power, a capacitor that smoothes the rectified direct current, an inverter circuit that converts the smoothed direct current into high frequency alternating current, and high frequency alternating current PWM modulation control according to an inverter transformer that steps down the voltage to a voltage value suitable for arc welding, a secondary rectifier circuit that rectifies the stepped-down high-frequency alternating current, a reactor that smoothes the rectified direct current, and a current error amplification signal Ei described later And a drive circuit for driving the inverter circuit based on the result. The welding wire 1 a is fed through the power feed tip 4 by a feed roll 7 coupled to a feed motor WM, and a mig arc 3 a is generated between the welding wire 1 a and the base material 2. The structure of the welding torch is as shown in FIG. 1, and is shown here in a simplified manner.

図1で上述したように、ミグ溶接電源PSMの外部に設けられたプラズマ溶接電流設定回路IWPRは、予め定めたプラズマ溶接電流設定信号Iwprを出力する。電圧検出回路VDは、上記のミグ溶接電圧Vwmを検出して、ミグ溶接電圧検出信号Vdを出力する。変動範囲設定回路ΔVCは、上記のプラズマ溶接電流設定信号Iwprを入力として、図2で上述したように、予め定めた変動範囲算出関数に基づいて変動範囲設定信号ΔVcを出力する。ミグ溶接電圧制限値算出回路FTは、上記のミグ溶接電圧検出信号Vdを後述する基準電圧波形信号Vc及び上記の変動範囲設定信号ΔVcによって定まる変動範囲Vc±ΔVc内に制限して、ミグ溶接電圧制限値信号Vftを出力する。電圧移動平均値算出回路VRAは、このミグ溶接電圧制限値信号Vftを入力として、図10で上述したように、ピーク電圧移動平均値信号Vpr及びベース電圧移動平均値信号Vbrを算出する。これらの算出方法は、上述した(21)式及び(22)式に基づいて行われる。基準電圧波形設定回路VCは、これらピーク電圧移動平均値信号Vpr及びベース電圧移動平均値信号Vbrを入力として、図8で上述したような基準電圧波形信号Vcを出力する。この基準電圧波形信号Vcの設定は、上述した(31)式〜(34)式によって行われる。   As described above with reference to FIG. 1, the plasma welding current setting circuit IWPR provided outside the MIG welding power source PSM outputs a predetermined plasma welding current setting signal Iwpr. The voltage detection circuit VD detects the MIG welding voltage Vwm and outputs a MIG welding voltage detection signal Vd. The fluctuation range setting circuit ΔVC outputs the fluctuation range setting signal ΔVc based on a predetermined fluctuation range calculation function as described above with reference to FIG. 2 with the plasma welding current setting signal Iwpr as an input. The MIG welding voltage limit value calculation circuit FT limits the MIG welding voltage detection signal Vd to a fluctuation range Vc ± ΔVc determined by a reference voltage waveform signal Vc, which will be described later, and the fluctuation range setting signal ΔVc. The limit value signal Vft is output. The voltage moving average value calculation circuit VRA receives the MIG welding voltage limit value signal Vft and calculates the peak voltage moving average value signal Vpr and the base voltage moving average value signal Vbr as described above with reference to FIG. These calculation methods are performed based on the above-described equations (21) and (22). The reference voltage waveform setting circuit VC receives the peak voltage moving average value signal Vpr and the base voltage moving average value signal Vbr, and outputs the reference voltage waveform signal Vc as described above with reference to FIG. The setting of the reference voltage waveform signal Vc is performed by the above-described equations (31) to (34).

電圧積分回路SVは、各パルス周期の開始時点から上記のミグ溶接電圧制限値信号Vftを積分(1/t)∫Vft・dtして、電圧積分値信号Svを出力する。ここで、tは各パルス周期の開始時点からの経過時間(秒)である。したがって、この電圧積分値信号Svの値は、ミグ溶接電圧制限値信号Vftの平均値を刻々と算出していることになる。電圧設定回路VRは、予め定めた電圧設定信号Vrを出力する。比較回路CMは、上記の電圧積分値信号Svと上記の電圧設定信号Vrとを比較して、同じ値になった時点でパルス周期を終了するために短時間Highレベルとなるパルス周期信号Tfを出力する。Sv=Vrとなることは、各パルス周期におけるミグ溶接電圧制限値信号Vftの平均値が電圧設定信号Vrの値と等しくなったことを意味している。このようにして、上述したアーク長制御が行われる。したがって、パルス周期信号Tfが短時間Highレベルに変化する間隔が各パルス周期の長さとなる。   The voltage integration circuit SV integrates the MIG welding voltage limit value signal Vft from the start of each pulse period (1 / t) ∫Vft · dt, and outputs a voltage integration value signal Sv. Here, t is the elapsed time (seconds) from the start time of each pulse period. Therefore, the value of the voltage integral value signal Sv is calculated as the average value of the MIG welding voltage limit value signal Vft. The voltage setting circuit VR outputs a predetermined voltage setting signal Vr. The comparison circuit CM compares the voltage integrated value signal Sv and the voltage setting signal Vr, and outputs a pulse period signal Tf that is at a high level for a short time in order to end the pulse period at the same time. Output. Sv = Vr means that the average value of the MIG welding voltage limit value signal Vft in each pulse period is equal to the value of the voltage setting signal Vr. In this way, the arc length control described above is performed. Therefore, the interval at which the pulse period signal Tf changes to the high level for a short time is the length of each pulse period.

経過時間測定回路STは、上記のパルス周期信号TfがHighレベルに変化した時点(各パルス周期の開始時点)からの経過時間を測定して、経過時間信号Stを出力する。ピーク電流設定回路IPRは、予め定めたピーク電流設定信号Iprを出力する。ベース電流設定回路IBRは、予め定めたベース電流設定信号Ibrを出力する。電流制御設定回路IRCは、上記の経過時間信号Stを入力として、ピーク立上り期間Tup中は上記のベース電流設定信号Ibrの値から上記のピーク電流設定信号Iprの値へと上昇する電流制御設定信号Ircを出力し、その後のピーク期間Tp中は上記のピーク電流設定信号Iprの値を電流制御設定信号Ircとして出力し、その後のピーク立下り期間Tdw中は上記のピーク電流設定信号Iprの値から上記のベース電流設定信号Ibrの値へと下降する電流制御設定信号Ircを出力し、その後のベース期間Tb中は上記のベース電流設定信号Ibrの値を電流制御設定信号Ircとして出力する。電流検出回路IDは、上記のミグ溶接電流Iwmを検出して、電流検出信号Idを出力する。電流誤差増幅回路EIは、上記の電流制御設定信号Ircとこの電流検出信号Idとの誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Eiを出力する。送給制御回路FCは、予め定めた送給速度設定値で溶接ワイヤ1aを送給するための送給制御信号Fcを上記の送給モータWMに出力する。これらのブロックによって、上記の電流制御設定信号Ircに相当する図7で上述したようなミグ溶接電流Iwmが通電する。   The elapsed time measuring circuit ST measures the elapsed time from the time when the pulse period signal Tf changes to the high level (the start time of each pulse period), and outputs the elapsed time signal St. The peak current setting circuit IPR outputs a predetermined peak current setting signal Ipr. The base current setting circuit IBR outputs a predetermined base current setting signal Ibr. The current control setting circuit IRC receives the elapsed time signal St and receives a current control setting signal that rises from the value of the base current setting signal Ibr to the value of the peak current setting signal Ipr during the peak rising period Tup. Irc is output, the value of the peak current setting signal Ipr is output as the current control setting signal Irc during the subsequent peak period Tp, and the value of the peak current setting signal Ipr is output during the subsequent peak falling period Tdw. The current control setting signal Irc that falls to the value of the base current setting signal Ibr is output, and during the subsequent base period Tb, the value of the base current setting signal Ibr is output as the current control setting signal Irc. The current detection circuit ID detects the MIG welding current Iwm and outputs a current detection signal Id. The current error amplification circuit EI amplifies an error between the current control setting signal Irc and the current detection signal Id and outputs a current error amplification signal Ei. The feed control circuit FC outputs a feed control signal Fc for feeding the welding wire 1a at a preset feed speed set value to the feed motor WM. By these blocks, the MIG welding current Iwm as described above with reference to FIG. 7 corresponding to the current control setting signal Irc is applied.

図4は、実施の形態1において、上述した図1を構成するプラズマ溶接電源PSPのブロック図である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。   FIG. 4 is a block diagram of plasma welding power supply PSP constituting the above-described FIG. 1 in the first embodiment. Hereinafter, each block will be described with reference to FIG.

電源主回路PMは、3相200V等の賞用電源(図示は省略)を入力として、後述する電流誤差増幅信号Eiに従ってインバータ制御等の出力制御を行いプラズマ溶接電流Iwpを出力する。このプラズマ溶接電流Iwpは、プラズマ電極1b、プラズマアーク3b、母材2を通って通電する。溶接トーチの構造は上述した図1のとおりであるが、ここでは簡略化して図示している。   The power supply main circuit PM receives an award power supply (not shown) such as three-phase 200V as an input, performs output control such as inverter control in accordance with a current error amplification signal Ei described later, and outputs a plasma welding current Iwp. The plasma welding current Iwp is energized through the plasma electrode 1b, the plasma arc 3b, and the base material 2. The structure of the welding torch is as shown in FIG. 1 described above, but is shown here in a simplified manner.

図1で上述したように、プラズマ溶接電源PSPの外部に設けられたプラズマ溶接電流設定回路IWPRは、予め定めたプラズマ溶接電流設定信号Iwprを出力する。電流検出回路IDは、上記のプラズマ溶接電流Iwpを検出して、電流検出信号Idを出力する。電流誤差増幅回路EIは、上記のプラズマ溶接電流設定信号Iwprと上記の電流検出信号Idとの誤差を増幅して電流誤差増幅信号Eiを出力する。この電流誤差増幅信号Eiに従って溶接電源の出力制御が行われることによって、図7(C)で上述した直流のプラズマ溶接電流Iwpが通電する。上述したプラズマ溶接電源PSPは、プラズマ溶接電流Iwpがプラズマ溶接電流設定信号Iwprの値と等しくなるように出力制御されるので、定電流特性の電源となる。上記のプラズマ溶接電流設定信号Iwprをパルス波形状に変化させると、プラズマ溶接電流Iwpはパルス波形となる。この場合は、パルス波形のプラズマ溶接電流Iwpの各値に応じて、上記の変動範囲ΔVcが変化することになる。   As described above with reference to FIG. 1, the plasma welding current setting circuit IWPR provided outside the plasma welding power source PSP outputs a predetermined plasma welding current setting signal Iwpr. The current detection circuit ID detects the plasma welding current Iwp and outputs a current detection signal Id. The current error amplification circuit EI amplifies an error between the plasma welding current setting signal Iwpr and the current detection signal Id and outputs a current error amplification signal Ei. By performing output control of the welding power source according to the current error amplification signal Ei, the DC plasma welding current Iwp described above with reference to FIG. Since the plasma welding power source PSP described above is output-controlled so that the plasma welding current Iwp is equal to the value of the plasma welding current setting signal Iwpr, it is a power source with constant current characteristics. When the plasma welding current setting signal Iwpr is changed to a pulse wave shape, the plasma welding current Iwp has a pulse waveform. In this case, the fluctuation range ΔVc changes according to each value of the plasma welding current Iwp of the pulse waveform.

上述した実施の形態1によれば、プラズマ溶接電流Iwpの値に応じて変動範囲ΔVcを変化させることによって、異常電圧がミグ溶接電圧に重畳することを抑制することができ、かつ、アーク長の変動に伴う電圧変動を正確に検出することができる。このために、精密なアーク長制御を行なうことができ、良好な溶接品質を得ることができる。   According to the first embodiment described above, by changing the fluctuation range ΔVc according to the value of the plasma welding current Iwp, it is possible to suppress the abnormal voltage from being superimposed on the MIG welding voltage, and to increase the arc length. It is possible to accurately detect voltage fluctuations accompanying fluctuations. For this reason, precise arc length control can be performed and good welding quality can be obtained.

[実施の形態2]
本発明の実施の形態2に係るプラズマミグ溶接方法では、ミグ溶接電流Iwmの値が基準電流値Ith以上であるときの変動範囲を第1変動範囲ΔVc1に設定し、基準電流値Ith未満であるときの変動範囲を第2変動範囲ΔVc2に設定する。このようにミグ溶接電流Iwmの値に応じて変動範囲の値を変化させる点が、上述した実施の形態1とは異なっている。以下、この実施の形態2について説明する。
[Embodiment 2]
In the plasma MIG welding method according to Embodiment 2 of the present invention, when the value of the MIG welding current Iwm is greater than or equal to the reference current value Ith, the variation range is set to the first variation range ΔVc1 and is less than the reference current value Ith. Is set to the second fluctuation range ΔVc2. Thus, the point which changes the value of a fluctuation range according to the value of the MIG welding current Iwm is different from Embodiment 1 mentioned above. Hereinafter, the second embodiment will be described.

実施の形態2を実施するための溶接装置の構成図は、上述した図1と同一である。但し、図2に対応するプラズマ溶接電流Iwpに対する変動範囲の変化を示す図が異なっている。さらに、図3で上述したミグ溶接電源PSMの一部のブロックが異なっている。図4で上述したプラズマ溶接電源PSPのブロック図については、同一である。以下、実施の形態1と異なる点について説明する。   The block diagram of the welding apparatus for implementing Embodiment 2 is the same as FIG. 1 mentioned above. However, the figure which shows the change of the fluctuation range with respect to the plasma welding current Iwp corresponding to FIG. 2 is different. Further, some of the blocks of the MIG welding power source PSM described above with reference to FIG. 3 are different. The block diagram of the plasma welding power source PSP described above with reference to FIG. 4 is the same. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.

図5は、プラズマ溶接電流Iwpと第1変動範囲ΔVc1及び第2変動範囲ΔVc2との関係を示す図である。同図の横軸は、プラズマ溶接電流Iwp(A)を示し、実用上使用されることが多い50〜150Aの範囲を示している。縦軸は、変動範囲ΔVc(V)を示しており、実践が第1変動範囲ΔVc1の変化を示し、破線が第2変動範囲ΔVc2の変化を示している。ミグ溶接電流Iwmの値が基準電流値Ith以上であるときは第1変動範囲ΔVc1が使用され、未満であるときは第2変動範囲ΔVc2が使用される。溶接条件は上述した図2と同一である。すなわち、溶接ワイヤには、直径1.2mmのアルミニウム合金ワイヤを使用した場合である。また、ピーク電流Ip=280A、ベース電流Ib=30A、ピーク立上り期間Tup=0.4ms、ピーク期間Tp=0.8ms、ピーク立下り期間Tdw=0.8msの場合である。基準電流値Ithは、ピーク電流Ipとベース電流Ibとの中間値である155Aに設定されている。   FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the plasma welding current Iwp and the first variation range ΔVc1 and the second variation range ΔVc2. The horizontal axis of the figure shows the plasma welding current Iwp (A), and shows a range of 50 to 150 A that is often used in practice. The vertical axis represents the variation range ΔVc (V), practice indicates the change in the first variation range ΔVc1, and the broken line indicates the change in the second variation range ΔVc2. When the value of the MIG welding current Iwm is equal to or greater than the reference current value Ith, the first variation range ΔVc1 is used, and when it is less than the second variation range ΔVc2. The welding conditions are the same as those in FIG. That is, the case where an aluminum alloy wire having a diameter of 1.2 mm is used as the welding wire. Further, the peak current Ip = 280 A, the base current Ib = 30 A, the peak rising period Tup = 0.4 ms, the peak period Tp = 0.8 ms, and the peak falling period Tdw = 0.8 ms. The reference current value Ith is set to 155A, which is an intermediate value between the peak current Ip and the base current Ib.

同図に示すように、プラズマ溶接電流Iwp=50Aのとき第1変動範囲ΔVc1=1.5V及び第2変動範囲ΔVc2=1.0Vとなり、Iwp=100AのときΔVc1=2.0V及びΔVc2=1.5Vとなり、Iwp=150AのときΔVc1=2.5V及びΔVc2=2.0Vとなる。すなわち、プラズマ溶接電流Iwpが大きくなるのに伴い、第1変動範囲ΔVc1及び第2変動範囲ΔVc2が共に大きくなっており、かつ、プラズマ溶接電流Iwpの値が同一であるときは第1変動範囲ΔVc1の方が第2変動範囲ΔVc2よりも大きくなっている。この理由については、後述する。同図に示す第1変動範囲算出関数及び第2変動範囲算出関数は、母材の参加被膜の状態、溶接継手、溶接ワイヤの材質、直径、溶接速度等の溶接条件に応じて実験によって適正値に設定されることが望ましい。   As shown in the figure, when the plasma welding current Iwp = 50A, the first fluctuation range ΔVc1 = 1.5V and the second fluctuation range ΔVc2 = 1.0V, and when Iwp = 100A, ΔVc1 = 2.0V and ΔVc2 = 1. .5V, and when Iwp = 150A, ΔVc1 = 2.5V and ΔVc2 = 2.0V. That is, as the plasma welding current Iwp increases, the first fluctuation range ΔVc1 and the second fluctuation range ΔVc2 both increase, and when the values of the plasma welding current Iwp are the same, the first fluctuation range ΔVc1. Is larger than the second variation range ΔVc2. The reason for this will be described later. The first variation range calculation function and the second variation range calculation function shown in the figure are appropriate values by experiments according to welding conditions such as the state of the participation coating of the base material, the material of the welded joint, the welding wire, the diameter, and the welding speed. It is desirable to be set to.

上述したように、プラズマ溶接電流Iwpの値が大きくなるのに伴い、プラズマアークがミグアークを拘束する力が大きくなるために、変動範囲を大きくすることによって、アーク長の変動に伴う電圧変動をより正確に検出することができる。ミグ溶接電流Iwmの値が大きくなるのに伴い、ミグアーク自身の硬直性が高くなる。これは、ミグ溶接電流Iwmの値に比例してミグアークを収縮させる力が強くなるためである。換言すれば、ミグ溶接電流Iwmの値が大きくなるとミグアークが自身を拘束する力が増大することになる。このために、ミグ溶接電流Iwmの値が基準電流値Ith以上であるときは変動範囲の値を大きくして、異常電圧の重畳を抑制し、かつ、アーク長の変動に伴う電圧変動のみをより一層正確に検出することができるようにしている。したがって、ミグ溶接電流Iwmの値が基準電流値Ith以上のときは未満のときよりも変動範囲の値を大きくして第1変動範囲ΔVc1に設定している。上記の基準電流値Ithは、例えば、ピーク電流Ipとベース電流Ibの中間値Ith=(Ip+Ib)/2に設定される。この基準電流値Ithは、実験によって適正値に設定される。   As described above, as the value of the plasma welding current Iwp increases, the force with which the plasma arc restrains the MIG arc increases. Therefore, by increasing the fluctuation range, the voltage fluctuation accompanying the fluctuation of the arc length is further increased. It can be detected accurately. As the value of the MIG welding current Iwm increases, the rigidity of the MIG arc itself increases. This is because the force for contracting the MIG arc increases in proportion to the value of the MIG welding current Iwm. In other words, when the value of the MIG welding current Iwm increases, the force with which the MIG arc restrains itself increases. For this reason, when the value of the MIG welding current Iwm is equal to or greater than the reference current value Ith, the value of the fluctuation range is increased to suppress the superposition of abnormal voltage, and only the voltage fluctuation accompanying the fluctuation of the arc length is more increased. More accurate detection is possible. Therefore, when the value of the MIG welding current Iwm is equal to or greater than the reference current value Ith, the value of the fluctuation range is set larger than that when it is less than the reference current value Ith, and is set to the first fluctuation range ΔVc1. The reference current value Ith is set to an intermediate value Ith = (Ip + Ib) / 2 between the peak current Ip and the base current Ib, for example. This reference current value Ith is set to an appropriate value by experiment.

図6は、本実施の形態2に係るミグ溶接電源PSMのブロック図である。同図において、上述した図3と同一のブロックには同一符号を付してそれらの説明は省略する。同図においては、図3の変動範囲設定回路ΔVCを破線で示す電流値連動変動範囲設定回路ΔVCIに置換している。以下、このブロックについて、同図を参照して説明する。   FIG. 6 is a block diagram of the MIG welding power source PSM according to the second embodiment. In the figure, the same blocks as those in FIG. 3 described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the figure, the fluctuation range setting circuit ΔVC in FIG. 3 is replaced with a current value interlocking fluctuation range setting circuit ΔVCI indicated by a broken line. Hereinafter, this block will be described with reference to FIG.

電流値連動変動範囲設定回路ΔVCIは、プラズマ溶接電流設定信号Iwpr及び電流制御設定信号Ircを入力として、図5で上述したように、電流制御設定信号Ircが基準電流値Ith以上であるときは予め定めた第1変動範囲算出関数に基づいて変動範囲設定信号ΔVcを出力し、電流制御設定信号Ircが基準電流値Ith未満であるときは予め定めた第2変動範囲算出関数に基づいて変動範囲設定信号ΔVcを出力する。   The current value interlocking fluctuation range setting circuit ΔVCI receives the plasma welding current setting signal Iwpr and the current control setting signal Irc as input, and when the current control setting signal Irc is greater than or equal to the reference current value Ith as described above with reference to FIG. A fluctuation range setting signal ΔVc is output based on the determined first fluctuation range calculation function, and when the current control setting signal Irc is less than the reference current value Ith, the fluctuation range is set based on the predetermined second fluctuation range calculation function. The signal ΔVc is output.

上述した実施の形態2によれば、実施の形態1の効果に加えて、ミグ溶接電流の値が基準電流値以上であるときは第1変動範囲に設定し、未満であるときは第2変動範囲に設定することによって、異常電圧の影響を受けずにアーク長の変動に伴う電圧変動をより一層正確に検出することができる。このために、より一層精密なアーク長制御を行なうことができる。   According to the second embodiment described above, in addition to the effects of the first embodiment, when the value of the MIG welding current is greater than or equal to the reference current value, the first variation range is set, and when it is less, the second variation. By setting the range, it is possible to more accurately detect the voltage fluctuation accompanying the fluctuation of the arc length without being affected by the abnormal voltage. For this reason, more precise arc length control can be performed.

実施の形態1〜2においては、アーク長制御を周波数変調方式で行う場合を例示したが、上述したように、パルス幅変調方式を使用しても良い。この場合には、ピーク期間Tpがフィードバック制御されることになる。   In the first and second embodiments, the case where the arc length control is performed by the frequency modulation method is illustrated, but as described above, the pulse width modulation method may be used. In this case, the peak period Tp is feedback controlled.

1a 溶接ワイヤ
1b プラズマ電極
2 母材
3a ミグアーク
3b プラズマアーク
4 給電チップ
51 プラズマノズル
52 シールドガスノズル
61 センターガス
62 プラズマガス
63 シールドガス
7 送給ロール
CM 比較回路
EI 電流誤差増幅回路
Ei 電流誤差増幅信号
FC 送給制御回路
Fc 送給制御信号
FT ミグ溶接電圧制限値算出回路
Ib ベース電流
IBR ベース電流設定回路
Ibr ベース電流設定信号
ID 電流検出回路
Id 電流検出信号
Ip ピーク電流
IPR ピーク電流設定回路
Ipr ピーク電流設定信号
IRC 電流制御設定回路
Irc 電流制御設定信号
Ith 基準電流値
Iwm ミグ溶接電流
Iwp プラズマ溶接電流
IWPR プラズマ溶接電流設定回路
Iwpr プラズマ溶接電流設定信号
PM 電源主回路
PSM ミグ溶接電源
PSP プラズマ溶接電源
ST 経過時間測定回路
St 経過時間信号
SV 電圧積分回路
Sv 電圧積分値信号
t 経過時間
ta 経過時間
Tb ベース期間
Tdw ピーク立下り期間
Tf パルス周期(信号)
Tp ピーク期間
Tup ピーク立上り期間
Vb ベース電圧
Vbc 基準ベース電圧値
Vbf ベース電圧制限値
Vbr ベース電圧移動平均値(信号)
VC 基準電圧波形設定回路
Vc 基準電圧波形(信号)
VD 電圧検出回路
Vd ミグ溶接電圧検出信号
Vft ミグ溶接電圧制限値(信号)
Vp ピーク電圧
Vpc 基準ピーク電圧値
Vpf ピーク電圧制限値
Vpr ピーク電圧移動平均値(信号)
VR 電圧設定回路
Vr 電圧設定信号
VRA 電圧移動平均値算出回路
Vwm ミグ溶接電圧
Vwp プラズマ溶接電圧
WM 送給モータ
WT 溶接トーチ
ΔVC 変動範囲設定回路
ΔVc 変動範囲(設定信号)
ΔVc1 第1変動範囲
ΔVc2 第2変動範囲
ΔVCI 電流値連動変動範囲設定回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Welding wire 1b Plasma electrode 2 Base material 3a Mig arc 3b Plasma arc 4 Feed tip 51 Plasma nozzle 52 Shield gas nozzle 61 Center gas 62 Plasma gas 63 Shield gas 7 Feed roll CM Comparison circuit EI Current error amplification circuit Ei Current error amplification signal FC Feed control circuit Fc Feed control signal FT MIG welding voltage limit value calculation circuit Ib Base current IBR Base current setting circuit Ibr Base current setting signal ID Current detection circuit Id Current detection signal Ip Peak current IPR Peak current setting circuit Ipr Peak current setting Signal IRC Current control setting circuit Irc Current control setting signal Ith Reference current value Iwm Mig welding current Iwp Plasma welding current IWPR Plasma welding current setting circuit Iwpr Plasma welding current setting signal PM Power supply main circuit PSM Mig welding power supply PSP Plasma melting Power ST elapsed time measuring circuit St elapsed time signal SV voltage integrating circuit Sv voltage integral value signal t elapsed time ta elapsed time Tb base period Tdw peak falling period Tf pulse cycle (signal)
Tp Peak period Tup Peak rising period Vb Base voltage Vbc Reference base voltage value Vbf Base voltage limit value Vbr Base voltage moving average value (signal)
VC Reference voltage waveform setting circuit Vc Reference voltage waveform (signal)
VD voltage detection circuit Vd MIG welding voltage detection signal Vft MIG welding voltage limit value (signal)
Vp Peak voltage Vpc Reference peak voltage value Vpf Peak voltage limit value Vpr Peak voltage moving average value (signal)
VR voltage setting circuit Vr voltage setting signal VRA voltage moving average value calculation circuit Vwm MIG welding voltage Vwp plasma welding voltage WM feed motor WT welding torch ΔVC fluctuation range setting circuit ΔVc fluctuation range (setting signal)
ΔVc1 First variation range ΔVc2 Second variation range ΔVCI Current value interlocking variation range setting circuit

Claims (2)

溶接トーチを通して送給される溶接ワイヤと母材との間にミグ溶接電圧を印加してミグ溶接電流を通電することによってミグアークを発生させ、
ピーク立上り期間中はベース電流からピーク電流へと上昇する遷移電流を通電し、続くピーク期間中は前記ピーク電流を通電し、続くピーク立下り期間中は前記ピーク電流から前記ベース電流へと下降する遷移電流を通電し、続くベース期間中は前記ベース電流を通電し、これらの通電を1パルス周期として繰り返して前記ミグ溶接電流を通電し、
前記ミグ溶接電圧を検出し、このミグ溶接電圧検出値を入力として基準電圧波形を中心電圧値とする予め定めた変動範囲内に制限してミグ溶接電圧制限値を算出し、このミグ溶接電圧制限値に基づいて前記パルス周期又は前記ピーク期間を変化させて前記ミグアークのアーク長制御を行い、
前記ピーク期間中の前記ミグ溶接電圧制限値を過去所定期間にわたり移動平均してピーク電圧移動平均値を算出すると共に、前記ベース期間中の前記ミグ溶接電圧制限値を前記過去所定期間にわたり移動平均してベース電圧移動平均値を算出し、前記基準電圧波形を前記ピーク立上り期間中は前記ベース電圧移動平均値から前記ピーク電圧移動平均値へと上昇する遷移電圧に設定し、続く前記ピーク期間中は前記ピーク電圧移動平均値に設定し、続く前記ピーク立下り期間中は前記ピーク電圧移動平均値から前記ベース電圧移動平均値へと下降する遷移電圧に設定し、続く前記ベース期間中は前記ベース電圧移動平均値に設定し、
前記溶接ワイヤを囲むように供給されるガスを介して前記溶接トーチと前記母材との間にプラズマ溶接電流を通電することによってプラズマアークを発生させるプラズマミグ溶接方法において、
前記変動範囲を前記プラズマ溶接電流の値に応じて変化させる、
ことを特徴とするプラズマミグ溶接方法。
A MIG arc is generated by applying a MIG welding voltage between the welding wire and the base metal fed through the welding torch and energizing the MIG welding current.
A transition current rising from the base current to the peak current is applied during the peak rising period, the peak current is applied during the subsequent peak period, and the peak current is decreased from the peak current during the subsequent peak falling period. Energize the transition current, energize the base current during the subsequent base period, energize the MIG welding current by repeating these energization as one pulse period,
The MIG welding voltage is detected, and the MIG welding voltage limit value is calculated by using the MIG welding voltage detection value as an input and limiting the reference voltage waveform within a predetermined fluctuation range with the center voltage value as a center voltage value. Perform the arc length control of the MIG arc by changing the pulse period or the peak period based on the value,
The MIG welding voltage limit value during the peak period is moving averaged over the past predetermined period to calculate a peak voltage moving average value, and the MIG welding voltage limit value during the base period is averaged over the past predetermined period. The base voltage moving average value is calculated, and the reference voltage waveform is set to a transition voltage that rises from the base voltage moving average value to the peak voltage moving average value during the peak rising period, and during the subsequent peak period, Set to the peak voltage moving average value, set to a transition voltage falling from the peak voltage moving average value to the base voltage moving average value during the subsequent peak falling period, and then to the base voltage during the subsequent base period Set to moving average value,
In the plasma MIG welding method of generating a plasma arc by energizing a plasma welding current between the welding torch and the base material through a gas supplied so as to surround the welding wire,
Changing the fluctuation range according to the value of the plasma welding current;
The plasma MIG welding method characterized by the above-mentioned.
前記変動範囲を、前記ミグ溶接電流の値が基準電流値以上であるときは第1変動範囲に設定し、ミグ溶接電流の値が前記基準電流値未満であるときは第2変動範囲に設定し、前記第1変動範囲及び前記第2変動範囲を前記プラズマ溶接電流の値に応じて変化させ、前記ミグ溶接電流の値が前記基準電流値以上であるときの前記プラズマ溶接電流の値と前記ミグ溶接電流の値が前記基準電流値未満であるときの前記プラズマ溶接電流の値とが同一値であるときは前記第1変動範囲を前記第2変動範囲よりも大きな値に設定する、
ことを特徴とする請求項1記載のプラズマミグ溶接方法。
The fluctuation range is set to the first fluctuation range when the value of the MIG welding current is greater than or equal to the reference current value, and is set to the second fluctuation range when the value of the MIG welding current is less than the reference current value. The first fluctuation range and the second fluctuation range are changed according to the value of the plasma welding current, and the value of the plasma welding current and the MIG when the value of the MIG welding current is equal to or greater than the reference current value. When the value of the welding current is less than the reference current value and the value of the plasma welding current is the same value, the first fluctuation range is set to a value larger than the second fluctuation range,
The plasma MIG welding method according to claim 1.
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