JP5557238B2 - 交流パルスアーク溶接制御方法 - Google Patents
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Description
Ren=((Ten・|Ibn|)/(Ten・|Ibn|+Tp・Ip+Tb・Ib))×100
すなわち、この電極マイナス極性電流比率Renは、溶接電流の絶対値の平均値に占める電極マイナス極性期間中の溶接電流の比率を表している。
溶接ワイヤを予め定めた送給速度で送給すると共に、交流溶接電流を通電して溶接する交流パルスアーク溶接制御方法において、
電極マイナス極性ベース期間中は臨界値未満の電極マイナス極性ベース電流を通電し、
続けて電極マイナス極性ピーク期間中は前記電極マイナス極性ベース電流よりも絶対値が大の電極マイナス極性ピーク電流を通電し、
続けて電極プラス極性ピーク期間中は前記電極マイナス極性ベース電流よりも絶対値が大の電極プラス極性ピーク電流を通電し、
これらの通電を1周期として繰り返して溶接を行い、
前記電極マイナス極性ピーク電流は、所定の振幅で所定の振動周波数によって振動する電流である、
ことを特徴とする交流パルスアーク溶接制御方法である。
ことを特徴とする請求項2記載の交流パルスアーク溶接制御方法である。
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の交流パルスアーク溶接制御方法である。
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の交流パルスアーク溶接制御方法である。
さらに、上記の効果に加えて、本発明によれば、電極マイナス極性ピーク電流を振動させることによって、以下のような効果を奏する。(1)アークの硬直性を強くすることができるので、溶接作業性を向上させることができる。(2)溶滴に作用する押上げ力を分散化させて小さくすることができるので、溶滴移行時のスパッタの発生を抑制することができる。(3)溶滴を振動させることができるので、溶滴移行状態を良好にすることができる。
図1は、本発明の実施の形態1に係る交流パルスアーク溶接制御方法を示す溶接電流Iwの波形図である。同図において、0Aから上側が電極プラス極性EPを示し、下側が電極マイナス極性ENを示す。同図は、電極マイナス極性電流比率が通常範囲(0〜30%程度)よりも大きく設定された場合である。同図においても、極性切換時のアーク切れを防止するために、極性切換時に短時間の間高電圧を溶接ワイヤと母材との間に印加している。以下、同図を参照して説明する。
Ren=((Tpn・|Ipn|+Tbn・|Ibn|)/(Tp・Ip+Tpn・|Ipn|+Tbn・|Ibn|+Tb・Ib))×100 …(1)式
Ren=((Tpn・|Ipn|+Tbn・|Ibn|)/(Tp・Ip+Tpn・|Ipn|+Tbn・|Ibn|+Tb・Ib))×100
ここで、溶接ワイヤの材質、直径、シールドガスの種類が決まれば、これらの溶接条件に応じて、電極プラス極性ピーク期間Tp、電極プラス極性ピーク電流Ip、電極プラス極性ベース電流Ib及び電極マイナス極性ベース電流Ibnは一定値に設定される。そして、電極マイナス極性電流比率Renの設定値を決めると、上述した電極プラス極性ベース期間設定関数によって電極プラス極性ベース期間Tbも所定値に固定される。この状態で、送給速度(送給速度設定信号Frの値)を設定して溶接を行い、アーク長が適正になるように電圧設定信号Vrの値を調整する。電極マイナス極性ベース期間Tbnは、溶接電圧の平均値が電圧設定信号Vrの値と等しくなるようにフィードバック制御される。したがって、上式において、電極マイナス極性電流比率Renは、電極マイナス極性ピーク期間Tpn及び電極マイナス極性ピーク電流Ipnによって設定されることになる。
6において短時間だけHighレベルになる。したがって、1周期は、時刻t2〜t6の期間となる。このようになる理由は、電極マイナス極性ベース期間Tbnがフィードバック制御によって定まるので、1周期の最後の期間となるためである。追加された時刻t5〜t6の電極マイナス極性ベース期間Tbnにおける各信号の動作は時刻t1〜t2の動作と同一である。以下、同図を参照して説明する。
図8は、本発明の実施の形態2に係る交流パルスアーク溶接制御方法を示す溶接電流Iwの波形図である。同図において、0Aから上側が電極プラス極性EPを示し、下側が電極マイナス極性ENを示す。同図は、上述した図1よりもさらに電極マイナス極性電流比率を大きく設定する場合であり、図1の電極プラス極性ベース期間Tbが除去されている。同図において、電極マイナス極性ピーク期間Tpn及び電極プラス極性ピーク期間Tpは図1と同様である。以下、図1とは異なる電極マイナス極性ベース期間Tbnについて説明する。
Ren=((Tpn・|Ipn|+Tbn・|Ibn|)/(Tp・Ip+Tpn・|Ipn|+Tbn・|Ibn|))×100
実施の形態3に係る発明は、上述した実施の形態1及び2における電極マイナス極性ピーク電流を振動させるものである。以下、実施の形態1において、電極マイナス極性電流を振動させる場合について説明する。
(1)電極マイナス極性電流比率を通常範囲よりも大きく設定するとアークの硬直性は弱くなる傾向がある。これに対して、電極マイナス極性ピーク電流Ipnを振動させると、アークの硬直性が強くなり、作業性が向上する。
(2)電極マイナス極性ピーク電流Ipnが振動すると、電極マイナス極性ピーク期間Tpn中において、溶滴に作用する押上げ力が分散化されるために小さくなり、溶滴移行時のスパッタ発生が少なくなる。
(3)電極マイナス極性ピーク電流Ipnが振動すると、電極マイナス極性ピーク期間Tpn中の溶滴も振動することになり、溶滴の移行が円滑になる。
2 母材
3 アーク
4 溶接トーチ
5 送給ロール
DV 駆動回路
DV2 第2駆動回路
EI 電流誤差増幅回路
Ei 電流誤差増幅信号
EN 電極マイナス極性
EP 電極プラス極性
EV 電圧誤差増幅回路
Ev 電圧誤差増幅信号
FC 送給制御回路
Fc 送給制御信号
FR 送給速度設定回路
Fr 送給速度設定信号
fs 振動周波数
Ib ベース電流
Ib 電極プラス極性ベース電流
Ibn 電極マイナス極性ベース電流
IBNR 電極マイナス極性ベース電流設定回路
Ibnr 電極マイナス極性ベース電流設定信号
IBR 電極プラス極性ベース電流設定回路
Ibr 電極プラス極性ベース電流設定信号
ID 電流検出回路
Id 電流検出信号
INT インバータトランス
INV インバータ回路
Ip ピーク電流
Ip 電極プラス極性ピーク電流
Ipm (電極マイナス極性ピーク電流の)最大値
Ipn 電極マイナス極性ピーク電流
IPN2 第2電極マイナス極性ピーク電流設定回路
IPN3 第3電極マイナス極性ピーク電流設定回路
IPNR 電極マイナス極性ピーク電流設定回路
Ipnr 電極マイナス極性ピーク電流設定信号
IPR 電極プラス極性ピーク電流設定回路
Ipr 電極プラス極性ピーク電流設定信号
Ir 電流設定信号
Iw 溶接電流
Nd 電極マイナス極性駆動信号
NTR 電極マイナス極性トランジスタ
Pd 電極プラス極性駆動信号
PTR 電極プラス極性トランジスタ
Ren 電極マイナス極性電流比率
RNR 電極マイナス極性電流比率設定回路
Rnr 電極マイナス極性電流比率設定信号
SW 切換回路
SW2第2 切換回路
Tb ベース期間
Tb 電極プラス極性ベース期間
Tbn 電極マイナス極性ベース期間
TBNR 電極マイナス極性ベース期間設定回路
Tbnr 電極マイナス極性ベース期間設定信号
Ten 電極マイナス極性期間
Tep 電極プラス極性期間
Tf パルス周期(信号)
TM タイマ回路
Tm タイマ信号
TM2 第2タイマ回路
TM3 第3タイマ回路
Tp ピーク期間
Tp 電極プラス極性ピーク期間
Tpn 電極マイナス極性ピーク期間
TPN2 第2電極マイナス極性ピーク期間設定回路
TPNR 電極マイナス極性ピーク期間設定回路
Tpnr 電極マイナス極性ピーク期間設定信号
TPR 電極プラス極性ピーク期間設定回路
Tpr 電極プラス極性ピーク期間設定信号
Ts 振動周期
VAV 電圧平均化回路
Vav 溶接電圧平均値/電圧平均値信号
Vb ベース電圧
Vbn 電極マイナス極性ベース電圧
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
VF 電圧・周波数変換回路
Vp ピーク電圧
VR 電圧設定回路
Vr 電圧設定信号
Vw 溶接電圧
W 振幅
WL リアクトル
WM ワイヤ送給モータ
Claims (5)
- 溶接ワイヤを予め定めた送給速度で送給すると共に、交流溶接電流を通電して溶接する交流パルスアーク溶接制御方法において、
電極マイナス極性ベース期間中は臨界値未満の電極マイナス極性ベース電流を通電し、
続けて電極マイナス極性ピーク期間中は前記電極マイナス極性ベース電流よりも絶対値が大の電極マイナス極性ピーク電流を通電し、
続けて電極プラス極性ピーク期間中は前記電極マイナス極性ベース電流よりも絶対値が大の電極プラス極性ピーク電流を通電し、
これらの通電を1周期として繰り返して溶接を行い、
前記電極マイナス極性ピーク電流は、所定の振幅で所定の振動周波数によって振動する電流である、
ことを特徴とする交流パルスアーク溶接制御方法。 - 前記電極プラス極性ピーク期間に続けて、臨界値未満の電極プラス極性ベース電流を通電する電極プラス極性ベース期間を設けて1周期としたことを特徴とする請求項1記載の交流パルスアーク溶接制御方法。
- 電極マイナス極性電流比率を入力として予め定めた関数によって前記電極プラス極性ベース期間を設定する、
ことを特徴とする請求項2記載の交流パルスアーク溶接制御方法。 - 前記電極マイナス極性ピーク期間及び/又は前記電極マイナス極性ピーク電流を調整することによって前記電極マイナス極性電流比率を変化させる、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の交流パルスアーク溶接制御方法。 - 前記電極マイナス極性ピーク電流の振動波形のデューティを調整することによって前記電極マイナス極性電流比率を変化させる、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の交流パルスアーク溶接制御方法。
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