JP5770047B2 - 溶接装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1に係る溶接装置のブロック図である。
Ihcr=Ihcr0+G1r*(Vr−Vcr) …(1)
ここで、Ihcrは振幅中心電流設定信号を示し、Ihcr0は、基準電圧設定信号Vcrに対応する基準振幅中心電流設定信号を示し、G1rは、第1ゲイン設定信号を示し、Vrは溶接電圧設定信号を示し、Vcrは基準電圧設定信号を示す。G1rは、たとえば10〜50(A/V)とすることができる。これは電圧偏差1Vに対して振幅中心電流設定信号Ihcrの変化幅が10〜50Aとなることを示す。
(1)三角波の0〜1/2周期
図3は、図2のt=t3における溶接部分の状態を示した図である。t=t3は、三角波の重畳が開始された時点である。
この期間は、電源制御装置104によって溶接電流が振幅中心電流Ihcrよりも減少され、溶滴に対するアーク反力が更に下げられる。
三角波の3/4〜1周期では、三角波の下側ピーク値から振幅中心電流Ihcrまで再び溶接電流を増加させる。
再び図2を参照して、時刻t2において、第1アーク期間Ta1が終了して第2アーク期間Ta2に移行する。第2アーク期間Ta2では、電源制御装置104は、電源回路102のインダクタンス値を大きくして、アーク長制御のために制御を定電流制御から定電圧制御に切換える。この切換は、図1では、外部特性切換回路SWを端子aから端子bに切換えることに相当する。インダクタンスが大きいので、溶接電流はアーク負荷に応じて緩やかに減少する。また、溶接電圧も緩やかに減少する。
第1アーク期間Ta1で形成された溶滴は、図6に示すように、せり上がることなく、第2アーク期間Ta2において少し大きくなりながら、溶融池の方へ近づいていく。せり上がりによるアーク長の変化が防止されかつ定電圧制御によってアーク長が調整され、アーク力の変化が緩やかになるので、溶融池を振動させることが少ない。さらに溶接電流が緩やかに減少するので、母材への入熱が十分行なわれ、ビードの止端部のなじみが良くなる。
実施の形態1では、設定電圧Vrと基準電圧Vcrとの電圧差に基づいてハイレベル電流の大きさを変化させたが、実施の形態2では、図2に示したハイレベル電流の期間(第1アーク期間Ta1)を設定電圧Vrと基準電圧Vcrとの電圧差に基づいて変化させる。
Ta1=Ta10+G2r*(Vr−Vcr) …(2)
ここで、Ta1は第1アーク期間を示し、Ta10は、基準電圧設定信号Vcrに対応する基準第1アーク期間を示し、G2rは第2ゲイン設定信号を示し、Vrは溶接電圧設定信号を示し、Vcrは基準電圧設定信号を示す。なお、G2rは、たとえば100〜500(μs/V)とすることができる。これは電圧偏差1Vに対して第1アーク期間Ta1の変化幅が100〜500μsとなることを示す。
実施の形態1では、電圧差(Vr−Vcr)に応じて振幅中心電流設定信号Ihcrのみを増減させ、実施の形態2では、第1アーク期間Ta1のみを増減させた。
Tv1=Ih1/G1r …(3)
たとえば、第1ゲイン設定信号G1rが10A/Vのとき、増加量の上限Ih1が50Aとすると、Tv1は5Vとなる。
Tv2=Ih2/G1r …(4)
基準電圧誤差信号分配回路DECは、基準電圧誤差信号Ecが下限しきい値Tv2に達するまでは、基準電圧誤差信号Ecを基準電圧誤差分配電流信号Eriとして出力する。この場合、実施の形態1と同様に式(1)に基づいてハイレベル電流の振幅中心が変更される。
実施の形態4では、実施の形態1で説明した溶接方法に加え、アークが発生する前に溶滴のくびれを検出することによって、アークが発生する前に電流を下げてスパッタを低減させる。
実施の形態5では、実施の形態2で説明した溶接方法に加え、アークが発生する前に溶滴のくびれを検出することによって、アークが発生する前に電流を下げてスパッタを低減させる。
実施の形態6では、実施の形態3で説明した溶接方法に加え、アークが発生する前に溶滴のくびれを検出することによって、アークが発生する前に電流を下げてスパッタを低減させる。
実施の形態1〜6の溶接装置は、炭酸ガスをシールドガスに使用し、短絡状態とアーク状態とを交互に繰返す炭酸ガスアーク溶接方法によって溶接を行なう溶接装置である。溶接装置100,100A〜100Eは、トーチ4と母材2との間に電圧を与えるための電源回路102,102Aと、電源回路102,102Aの電圧を制御する電源制御装置104,104A〜104Eとを備える。電源制御装置104,104A〜104Eは、短絡期間の後に続くアーク期間の初期の第1アーク期間Ta1にハイレベル電流が出力され、アーク期間の後期の第2アーク期間Ta2に定電圧制御された溶接電圧に対応したアーク電流が出力されるように、電源回路102,102Aを制御する。電源制御装置104,104A〜104Eは、さらに、増減を繰返す波形を振幅中心電流に重畳してハイレベル電流が発生されるように電源回路102,102Aを制御する。
Claims (5)
- 炭酸ガスをシールドガスに使用し、短絡状態とアーク状態とを交互に繰返す炭酸ガスアーク溶接方法によって溶接を行なう溶接装置であって、
トーチと母材との間に電圧を与えるための電源回路と、
前記電源回路の電圧を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、短絡期間の後に続くアーク期間の初期の第1アーク期間にハイレベル電流が出力され、前記アーク期間の後期の第2アーク期間に定電圧制御された溶接電圧に対応したアーク電流が出力されるように、前記電源回路を制御し、
前記制御部は、増減を繰返す波形を振幅中心電流に重畳して前記ハイレベル電流が発生されるように前記電源回路を制御し、
前記制御部は、溶接電流の電流設定値に対応して推奨電圧値を算出し、前記推奨電圧値と溶接電圧の電圧設定値との電圧差に応じて前記振幅中心電流を増減させる、溶接装置。 - 炭酸ガスをシールドガスに使用し、短絡状態とアーク状態とを交互に繰返す炭酸ガスアーク溶接方法によって溶接を行なう溶接装置であって、
トーチと母材との間に電圧を与えるための電源回路と、
前記電源回路の電圧を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、短絡期間の後に続くアーク期間の初期の第1アーク期間にハイレベル電流が出力され、前記アーク期間の後期の第2アーク期間に定電圧制御された溶接電圧に対応したアーク電流が出力されるように、前記電源回路を制御し、
前記制御部は、増減を繰返す波形を振幅中心電流に重畳して前記ハイレベル電流が発生されるように前記電源回路を制御し、
前記制御部は、溶接電流の電流設定値に対応して推奨電圧値を算出し、前記推奨電圧値と溶接電圧の電圧設定値との電圧差に応じて前記第1アーク期間を増減させる、溶接装置。 - 炭酸ガスをシールドガスに使用し、短絡状態とアーク状態とを交互に繰返す炭酸ガスアーク溶接方法によって溶接を行なう溶接装置であって、
トーチと母材との間に電圧を与えるための電源回路と、
前記電源回路の電圧を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、短絡期間の後に続くアーク期間の初期の第1アーク期間にハイレベル電流が出力され、前記アーク期間の後期の第2アーク期間に定電圧制御された溶接電圧に対応したアーク電流が出力されるように、前記電源回路を制御し、
前記制御部は、増減を繰返す波形を振幅中心電流に重畳して前記ハイレベル電流が発生されるように前記電源回路を制御し、
前記制御部は、溶接電流の電流設定値に対応して推奨電圧値を算出し、前記推奨電圧値と溶接電圧の電圧設定値との電圧差が第1の範囲である場合には前記電圧差に応じて前記振幅中心電流を増減させ、前記電圧差が前記第1の範囲と異なる第2の範囲である場合には、前記電圧差に応じて前記第1アーク期間を増減させる、溶接装置。 - 前記波形は、三角波または正弦波である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の溶接装置。
- 前記制御部は、前記短絡期間中に溶滴のくびれを検出した場合には短絡電流を減少させるくびれ検出制御を行なう、請求項1〜4のいずれか1項に記載の溶接装置。
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