JP5773477B2 - Arc welding control method - Google Patents

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Description

本発明は、磁気吹きによる溶接状態の不安定を抑制することができるアーク溶接制御方法に関するものである。   The present invention relates to an arc welding control method that can suppress instability of a welding state due to magnetic blowing.

消耗電極式パルスアーク溶接は、鉄鋼等の溶接に広く使用されている。このパルスアーク溶接では、ピーク期間中は臨界値以上の大電流値のピーク電流を通電し、ベース期間中は臨界値未満の小電流値の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溶接が行われる。パルスアーク溶接では、1パルス周期1溶滴移行状態となるので、溶滴移行状態が安定しているために、スパッタの発生が少なく、美しいビード外観を得ることができる。以下、このパルスアーク溶接について図面を参照して説明する。   Consumable electrode type pulse arc welding is widely used for welding steel and the like. In this pulse arc welding, a peak current having a large current value that is greater than or equal to the critical value is applied during the peak period, and a base current having a small current value that is less than the critical value is applied during the base period. Welding is performed repeatedly. In pulse arc welding, since one droplet period is one droplet transfer state, the droplet transfer state is stable, so that the occurrence of spatter is small and a beautiful bead appearance can be obtained. Hereinafter, this pulse arc welding will be described with reference to the drawings.

図4は、パルスアーク溶接における一般的な電流・電圧波形図である。同図(A)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(B)は溶接電圧Vwの時間変化を示す。以下、同図を参照して説明する。   FIG. 4 is a general current / voltage waveform diagram in pulse arc welding. FIG. 4A shows the time change of the welding current Iw, and FIG. 4B shows the time change of the welding voltage Vw. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

時刻t1〜t2のピーク期間Tp中は、同図(A)に示すように、溶接ワイヤから溶滴を移行させるために臨界値以上の大電流値のピーク電流Ipが通電し、同図(B)に示すように、溶接ワイヤと母材との間にアーク長に比例したピーク電圧Vpが印加する。直径1.2mmの鉄鋼ワイヤの臨界値は、280A程度である。   During the peak period Tp from time t1 to t2, a peak current Ip having a large current value equal to or higher than the critical value is energized to transfer droplets from the welding wire as shown in FIG. ), A peak voltage Vp proportional to the arc length is applied between the welding wire and the base material. The critical value of a steel wire having a diameter of 1.2 mm is about 280A.

時刻t2〜t3のベース期間Tb中は、同図(A)に示すように、溶滴を形成しないようにするために臨界値未満の小電流値のベース電流Ibが通電し、同図(B)に示すように、ベース電圧Vbが印加する。時刻t1〜t3までの期間を1周期(パルス周期Tf)として繰り返して溶接が行われる。   During the base period Tb from time t2 to t3, as shown in FIG. 5A, the base current Ib having a small current value less than the critical value is energized in order to prevent the formation of droplets. ), The base voltage Vb is applied. Welding is performed by repeating the period from time t1 to t3 as one period (pulse period Tf).

ところで、良好なパルスアーク溶接を行うためには、アーク長を適正値に維持することが重要である。アーク長を適正値に維持するために以下のようなアーク長制御(溶接電源の出力制御)が行われる。アーク長は、同図(B)で破線で示す溶接電圧平均値Vavと略比例関係にある。このために、溶接電圧平均値Vavを検出し、この検出値が適正アーク長に相当する溶接電圧設定値と等しくなるように同図(A)の破線で示す溶接電流平均値Iavを変化させる出力制御を行う。溶接電圧平均値Vavが溶接電圧設定値よりも大きいときはアーク長が適正値よりも長いときであるので、溶接電流平均値Iavを小さくしてワイヤ溶融速度を小さくしアーク長が短くなるようにする。他方、溶接電圧平均値Vavが溶接電圧設定値よりも小さいときはアーク長が適正値よりも短いときであるので、溶接電流平均値Iavを大きくしてワイヤ溶融速度を大きくしアーク長が長くなるようにする。上記の溶接電圧平均値Vavとしては、一般的に溶接電圧Vwをローパスフィルタを通した値(平均値、平滑値)が使用される。また、溶接電流平均値Iavを変化させる手段として、パルス周期Tfを変化させることが行われている。すなわち、溶接電圧平均値Vavが溶接電圧設定値と等しくなるようにパルス周期Tfをフィードバック制御(アーク長制御)している。このときに、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る。ピーク期間Tpは1.0〜1.5ms程度に設定され、ピーク電流Ipは500〜600A程度に設定され、ベース電流Ibは20〜60A程度に設定される。ピーク期間Tpとピーク電流Ipとの組合せはユニットパルス条件と呼ばれており、1パルス周期1溶滴移行状態になるように設定される。このアーク長制御の方式は、周波数変調制御と呼ばれる。これ以外のアーク長制御の方式としては、パルス幅変調制御がある。パルス幅変調制御では、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、溶接電圧平均値Vavが電圧設定値と等しくなるようにピーク期間Tp(パルス幅)がフィードバック制御される。   By the way, in order to perform good pulse arc welding, it is important to maintain the arc length at an appropriate value. In order to maintain the arc length at an appropriate value, the following arc length control (output control of the welding power source) is performed. The arc length is substantially proportional to the welding voltage average value Vav indicated by a broken line in FIG. For this purpose, the welding voltage average value Vav is detected, and the output for changing the welding current average value Iav indicated by the broken line in FIG. 5A so that the detected value becomes equal to the welding voltage set value corresponding to the appropriate arc length. Take control. When the welding voltage average value Vav is larger than the welding voltage set value, the arc length is longer than the appropriate value. Therefore, the welding current average value Iav is decreased to reduce the wire melting rate and shorten the arc length. To do. On the other hand, when the welding voltage average value Vav is smaller than the welding voltage set value, the arc length is shorter than the appropriate value, so the welding current average value Iav is increased to increase the wire melting rate and the arc length is increased. Like that. As the welding voltage average value Vav, a value (average value, smooth value) obtained by passing the welding voltage Vw through a low-pass filter is generally used. Further, as a means for changing the welding current average value Iav, changing the pulse period Tf is performed. That is, the pulse period Tf is feedback controlled (arc length control) so that the welding voltage average value Vav becomes equal to the welding voltage setting value. At this time, the peak period Tp, the peak current Ip, and the base current Ib are set to predetermined values. The peak period Tp is set to about 1.0 to 1.5 ms, the peak current Ip is set to about 500 to 600 A, and the base current Ib is set to about 20 to 60 A. The combination of the peak period Tp and the peak current Ip is called a unit pulse condition, and is set so that one droplet period is in a droplet transfer state. This arc length control method is called frequency modulation control. Other arc length control methods include pulse width modulation control. In the pulse width modulation control, the pulse period Tf, the peak current Ip, and the base current Ib are set to predetermined values, and the peak period Tp (pulse width) is feedback controlled so that the welding voltage average value Vav becomes equal to the voltage setting value. .

パルスアーク溶接を含む消耗電極式アーク溶接においては、アーク及び母材を通電する溶接電流によってアーク周辺部に磁界が形成されて、この磁界からアークは力を受けて偏向する場合がある。このような状態を、一般的に磁気吹き又はアークブローと呼んでいる。磁気吹きが発生するかは、母材に通電する溶接電流によって形成される磁界の形態によって決まる。溶接している部分が母材の端部から離れているときには、磁界は対称形状に形成されることが多いために、アークは磁界から偏った力を受けることがないので、磁気吹きは発生しにくい。他方、溶接している部分が母材の端部に近いときは、磁界は非対称形状に形成されるために、アークは磁界から偏った力を受けることになり、磁気吹きが発生しやすくなる。したがって、母材の端部の近くとなることが多い溶接開始部分及び溶接終了部分では、磁気吹きが発生しやすい。消耗電極アークの中でも、パルスアーク溶接は磁気吹きが発生しやすい。パルスアーク溶接では、大電流値のピーク電流Ipが通電しているときは強い磁界が形成され、小電流値のベース電流Ibが通電しているときは弱い磁界が形成されている。パルスアーク溶接では、この磁界の強さの変化が大きいこと、かつ、ベース電流Ibが小さいので磁界から偏った力を受けると直ぐにアークが偏向すること、が原因となって磁気吹きが発生しやすい。したがって、パルスアーク溶接では、磁気吹きによるアークの偏向は、ベース期間Tb中に発生しやすい。   In consumable electrode type arc welding including pulse arc welding, a magnetic field is formed around the arc by a welding current passing through the arc and the base material, and the arc may be deflected by receiving a force from the magnetic field. Such a state is generally called magnetic blow or arc blow. Whether magnetic blowing occurs depends on the form of the magnetic field formed by the welding current passed through the base material. When the welded part is away from the end of the base metal, the magnetic field is often formed in a symmetrical shape, so that the arc does not receive a biased force from the magnetic field, so magnetic blowing occurs. Hateful. On the other hand, when the welded part is close to the end of the base material, the magnetic field is formed in an asymmetric shape, so that the arc receives a force deviated from the magnetic field, and magnetic blown easily occurs. Therefore, magnetic blowing is likely to occur at the welding start portion and the welding end portion that are often near the end of the base material. Among consumable electrode arcs, pulse arc welding tends to generate magnetic blow. In pulse arc welding, a strong magnetic field is formed when the peak current Ip having a large current value is energized, and a weak magnetic field is formed when the base current Ib having a small current value is energized. In pulse arc welding, magnetic field blow tends to occur due to the fact that the change in strength of the magnetic field is large and the base current Ib is small, so that the arc is deflected as soon as it receives a force biased from the magnetic field. . Therefore, in pulse arc welding, arc deflection due to magnetic blowing is likely to occur during the base period Tb.

図5は、磁気吹きが発生したときのアーク状態を示す図である。同図(A)に示すように、溶接ワイヤ1と母材2との間に通常のアーク3が発生している。この状態で磁気吹きが発生すると、同図(B)に示すように、アーク3は磁界からの力によって大きく偏向し、アーク長が長くなる。さらに偏向が大きくなると、同図(C)に示すように、アークを維持することができなくなりアーク切れが発生する。パルスアーク溶接では、ピーク期間中は大電流が通電するのでアークの硬直性が強く、磁界からの力が作用してもアークはほとんど偏向しない。他方、ベース期間中は小電流が通電するのでアークの硬直性が弱く、磁界からの力によって大きく偏向する。したがって、磁気吹きが発生してアーク切れが生じるのは、ほとんどベース期間中である。磁気吹きによるアーク切れが多数回発生すると、アーク発生状態が不安定となり、スパッタの大量発生、ビード外観の著しい悪化等が生じる。したがって、パルスアーク溶接においては、磁気吹きによるアーク切れを抑制することは良好な溶接品質を得るために重要である。   FIG. 5 is a diagram showing an arc state when magnetic blowing occurs. As shown in FIG. 2A, a normal arc 3 is generated between the welding wire 1 and the base material 2. When magnetic blowing occurs in this state, as shown in FIG. 5B, the arc 3 is largely deflected by the force from the magnetic field, and the arc length becomes long. If the deflection is further increased, the arc cannot be maintained and an arc break occurs as shown in FIG. In pulse arc welding, since a large current is applied during the peak period, the arc is highly rigid and the arc hardly deflects even when a force from a magnetic field is applied. On the other hand, since a small current is applied during the base period, the arc rigidity is weak, and it is largely deflected by the force from the magnetic field. Therefore, it is almost during the base period that the magnetic blow occurs and the arc break occurs. When arc breaks due to magnetic blowing occur many times, the arc generation state becomes unstable, and a large amount of spatter is generated, and the bead appearance is remarkably deteriorated. Therefore, in pulse arc welding, it is important to suppress arc breaks due to magnetic blowing in order to obtain good welding quality.

図6は、パルスアーク溶接において磁気吹きが発生したときの電流・電圧波形図である。同図(A)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(B)は溶接電圧Vwの時間変化を示す。以下、同図を参照して説明する。   FIG. 6 is a current / voltage waveform diagram when magnetic blow occurs in pulse arc welding. FIG. 4A shows the time change of the welding current Iw, and FIG. 4B shows the time change of the welding voltage Vw. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

時刻t1〜t2のピーク期間Tp中は、同図(A)に示すように、臨界値以上のピーク電流Ipが通電し、同図(B)に示すように、アーク長に略比例したピーク電圧Vpが印加する。時刻t2以降のベース期間Tb中は、同図(A)に示すように、臨界値未満のベース電流Ibが通電し、同図(B)に示すように、アーク長に略比例したベース電圧Vbが印加する。   During the peak period Tp from time t1 to t2, a peak current Ip greater than the critical value is energized as shown in FIG. 6A, and a peak voltage approximately proportional to the arc length as shown in FIG. Vp is applied. During the base period Tb after time t2, a base current Ib less than the critical value is energized as shown in FIG. 6A, and a base voltage Vb that is substantially proportional to the arc length as shown in FIG. Is applied.

時刻t21において、磁気吹きが発生してアークが偏向すると、同図(B)に示すように、アークの偏向に伴ってアーク長が長くなり、ベース電圧Vbが次第に上昇して大きくなる。一方、同図(A)に示すように、ベース電流Ibは定電流制御されているので一定値のままである。時刻t3において、磁気吹きによるアークの偏向がさらに大きくなると、アーク長が非常に長くなるためにアークを維持することができなくなり、アーク切れが発生する。アーク切れが発生すると、同図(A)に示すように、溶接電流Iwは通電しなくなり、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwは出力最大電圧の無負荷電圧となる。   When a magnetic blow occurs at time t21 and the arc is deflected, as shown in FIG. 5B, the arc length increases with the deflection of the arc, and the base voltage Vb gradually increases and increases. On the other hand, the base current Ib remains constant as shown in FIG. At time t3, when the deflection of the arc due to magnetic blowing is further increased, the arc length becomes so long that the arc cannot be maintained, and arc breakage occurs. When the arc break occurs, the welding current Iw stops flowing as shown in FIG. 5A, and the welding voltage Vw becomes a no-load voltage that is the maximum output voltage as shown in FIG.

図7は、特許文献1に開示された磁気吹きによるアーク切れを防止するための磁気吹き対策制御を示す電流・電圧波形図である。同図(A)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(B)は溶接電圧Vwの時間変化を示す。同図において時刻t1〜t3のパルス周期中は磁気吹きが発生していない安定した溶接状態のときを示しており、続く時刻t3〜t5のパルス周期中は磁気吹きが発生した溶接状態のときを示している。   FIG. 7 is a current / voltage waveform diagram showing magnetic blow countermeasure control for preventing arc break caused by magnetic blow disclosed in Patent Document 1. FIG. 4A shows the time change of the welding current Iw, and FIG. 4B shows the time change of the welding voltage Vw. In the figure, a stable welding state in which magnetic blowing is not generated is shown during the pulse period from time t1 to t3, and a welding state in which magnetic blowing is generated during the subsequent pulse period from time t3 to t5. Show.

時刻t1〜t3のパルス周期中は、磁気吹きが発生していないために、安定した溶接状態にある。この期間中の動作については、上述した図4と同一であるので、説明は省略する。   During the pulse period from the time t1 to the time t3, since the magnetic blowing is not generated, the welding state is stable. Since the operation during this period is the same as that in FIG. 4 described above, a description thereof will be omitted.

時刻t3〜t4のピーク期間Tp中は、同図(A)に示すように、ピーク電流Ipが通電し、同図(B)に示すように、ピーク電圧Vpが印加する。時刻t4からベース期間Tbが開始し、同図(A)に示すように、ベース電流Ibが通電し、同図(B)に示すように、通常値のベース電圧Vbが印加する。このベース期間Tb中の時刻t41において、磁気吹きが発生してアークが偏向したためにアーク長が長くなり、同図(B)に示すように、ベース電圧Vbが上昇して高くなる。そして、時刻t42において、ベース電圧Vbの値が、破線で示す予め定めた基準電圧値Vt以上になる。ベース電圧値Vbが上記の基準電圧値Vt以上になったことを判別すると、同図(A)に示すように、ベース電流Ibの値を通常値よりも増加させて200A以上にする。時刻t42〜t43の期間中は、ベース電圧値Vbが上記の基準電圧値Vt以上になっている。この期間中は、同図(A)に示すように、200A以上に増加されたベース電流が通電する。   During the peak period Tp from time t3 to t4, the peak current Ip is energized as shown in FIG. 9A, and the peak voltage Vp is applied as shown in FIG. The base period Tb starts from time t4, the base current Ib is energized as shown in FIG. 5A, and the normal base voltage Vb is applied as shown in FIG. At time t41 in the base period Tb, the arc length is increased because the magnetic blow is generated and the arc is deflected, and the base voltage Vb is increased and increased as shown in FIG. At time t42, the value of the base voltage Vb becomes equal to or higher than a predetermined reference voltage value Vt indicated by a broken line. When it is determined that the base voltage value Vb is equal to or higher than the reference voltage value Vt, the base current Ib is increased from the normal value to 200 A or higher as shown in FIG. During the period from time t42 to t43, the base voltage value Vb is equal to or higher than the reference voltage value Vt. During this period, the base current increased to 200 A or more is applied as shown in FIG.

時刻t42〜t43の期間中は、ベース電流Ibの値が200A以上に増加するので、アークがワイヤ送給方向に発生する性質である硬直性が強くなるために、アークの偏向が正常な状態に戻されることになる。このために、同図(B)に示すように、時刻t43において、ベース電圧値Vbは上記の基準電圧値Vt未満になり、その後は急速に減少して通常値に戻る。したがって、磁気吹きは、時刻t41に発生して、時刻t43の直後に解消される。時刻t43において、同図(A)に示すように、ベース電流Ibの値は通常値に戻る。時刻t43〜t5の残りのベース期間Tb中は、同図(A)に示すように、ベース電流Ibの値は通常値のままであり、同図(B)に示すように、通常値のベース電圧値Vbが印加する。この期間のアークは、磁気吹きが発生していないので、安定した状態にある。   During the period from time t42 to t43, since the value of the base current Ib increases to 200 A or more, since the rigidity that is a property that the arc is generated in the wire feeding direction becomes strong, the deflection of the arc is in a normal state. Will be returned. For this reason, as shown in FIG. 5B, at time t43, the base voltage value Vb becomes less than the reference voltage value Vt, and then rapidly decreases and returns to the normal value. Therefore, the magnetic blow occurs at time t41 and is canceled immediately after time t43. At time t43, the value of the base current Ib returns to the normal value as shown in FIG. During the remaining base period Tb from time t43 to t5, the value of the base current Ib remains the normal value as shown in FIG. 5A, and the base value of the normal value is maintained as shown in FIG. A voltage value Vb is applied. The arc during this period is in a stable state because no magnetic blow has occurred.

上記において、基準電圧値Vtは、磁気吹きが発生していない状態でのベース電圧値Vbの変動を考慮して、溶接条件に応じて適正値に設定する。例えば、ベース電圧Vbの変動は、ピーク電圧値Vpまで及ぶことはないので、基準電圧値Vtをピーク電圧値Vpに近い値に設定する。また、ベース電圧Vbと基準電圧値Vtとの比較にあたって、ヒステリシスを持たせるようにしても良い。すなわち、ベース電圧Vbが通常値から上昇していくときの基準値を第1基準電圧値Vt1とし、ベース電圧Vbが一旦Vt1以上になりその後に下降するときの基準値を第2基準電圧値Vt2とするものである。このときに、Vt1>Vt2である。また、ベース電圧Vbの上昇率(微分値=dVw/dt)が基準値に達したことによって磁気吹きの発生を判別し、その後にベース電圧Vbの下降率が基準値に達したことによって磁気吹きの解消を判別するようにしても良い。ベース電圧Vbの上昇による従来から行われている種々の磁気吹きの発生の判別方法を使用することができる。上記の増加したベース電流値は、200〜500A程度の範囲で、アークの偏向を修正することができる値に実験によって設定される。   In the above, the reference voltage value Vt is set to an appropriate value according to the welding conditions in consideration of the fluctuation of the base voltage value Vb in a state where no magnetic blow is generated. For example, since the fluctuation of the base voltage Vb does not reach the peak voltage value Vp, the reference voltage value Vt is set to a value close to the peak voltage value Vp. In addition, hysteresis may be provided in comparison between the base voltage Vb and the reference voltage value Vt. That is, the reference value when the base voltage Vb increases from the normal value is the first reference voltage value Vt1, and the reference value when the base voltage Vb once exceeds Vt1 and then decreases is the second reference voltage value Vt2. It is what. At this time, Vt1> Vt2. Further, the occurrence of magnetic blow is determined when the increase rate of the base voltage Vb (differential value = dVw / dt) reaches the reference value, and then the magnetic blow rate is determined when the decrease rate of the base voltage Vb reaches the reference value. You may make it discriminate | determine cancellation | release. Various conventional methods for determining the occurrence of magnetic blow by increasing the base voltage Vb can be used. The increased base current value is experimentally set to a value that can correct the arc deflection in the range of about 200 to 500 A.

このような磁気吹き対策制御を行うことによって、磁気吹きによるアーク切れを防止することができる。   By performing such magnetic blow countermeasure control, it is possible to prevent arc breakage due to magnetic blow.

特開2004−268081号公報JP 2004-268081 A

上述した従来技術では、磁気吹きによるアークの偏向を判別してベース電流を200A以上に増加させることによって、アーク切れの発生を防止することができる。パルスアーク溶接では、上述したように、ベース期間中は小電流値のベース電流を通電して溶接ワイヤ先端に溶滴を形成しないようにしている。そして、ピーク期間中において、ワイヤ直径と同程度の溶滴を形成して離脱させるために大電流値のピーク電流を通電している。従来技術の磁気吹き対策制御のように、ベース電流を大幅に増加させると、そのときに溶滴が形成されることになり、安定した溶滴移行状態が乱されることになる。この結果、ベース電流が増加した部分のビード外観が影響を受けることになる。この磁気吹き対策のためにベース電流を増加させたパルス周期が短い期間続く場合には、ビード外観への影響は限定的である。しかし、磁気吹きが激しく発生する溶接個所を溶接するときには、ベース電流を増加させたパルス周期が長い期間連続して続くことになる。このようになると、磁気吹きによるアーク切れを抑制して溶接欠陥の発生を防止することはできるが、ビード外観は悪くなることになる。   In the above-described prior art, arc breakage can be prevented from occurring by discriminating arc deflection caused by magnetic blowing and increasing the base current to 200 A or more. In the pulse arc welding, as described above, a base current having a small current value is applied during the base period so that droplets are not formed at the tip of the welding wire. During the peak period, a peak current having a large current value is applied in order to form a droplet having the same diameter as the wire diameter and release it. If the base current is greatly increased as in the conventional magnetic blow countermeasure control, droplets are formed at that time, and the stable droplet transfer state is disturbed. As a result, the bead appearance of the portion where the base current is increased is affected. When the pulse cycle with the base current increased for the countermeasure against magnetic blowing continues for a short period, the influence on the bead appearance is limited. However, when welding a welded part where magnetic blow occurs violently, the pulse cycle in which the base current is increased continues continuously for a long period of time. In this case, arc breakage due to magnetic blowing can be suppressed to prevent the occurrence of welding defects, but the bead appearance is deteriorated.

そこで、本発明では、磁気吹きによるアーク切れを防止すると共に、ビード外観の悪化を抑制することができるアーク溶接制御方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an arc welding control method capable of preventing arc breakage due to magnetic blowing and suppressing deterioration of the bead appearance.

上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、
溶接ワイヤを送給すると共に、ピーク期間中のピーク電流及びベース期間中のベース電流から形成される溶接電流を通電するパルスアーク溶接によって溶接するアーク溶接制御方法において、
テスト溶接モード及び実施工溶接モードを備え、
前記テスト溶接モードが選択されたときは、前記パルスアーク溶接によるテスト溶接時に、前記ベース期間中の溶接電圧の上昇によって、複数の溶接個所の中から磁気吹きが発生した溶接個所を判別して前記磁気吹き発生溶接個所を自動的に記憶し、
実施工溶接モードが選択されたときは、実施工溶接時に、前記記憶された磁気吹き発生溶接個所以外の溶接個所を溶接するときは前記パルスアーク溶接によって溶接し、前記記憶された磁気吹き発生溶接個所を溶接するときは溶接法を前記パルスアーク溶接から直流アーク溶接に自動的に切り換えて溶接する、
ことを特徴とするアーク溶接制御方法である。

In order to solve the above-described problems, the invention of claim 1
In an arc welding control method of welding by pulsed arc welding that feeds a welding wire and energizes a welding current formed from a peak current during a peak period and a base current during a base period,
It has a test welding mode and a working welding mode,
When the test welding mode is selected, at the time of the test welding by the pulse arc welding , the welding voltage is increased during the base period, and a welding point where a magnetic blow has occurred is determined from a plurality of welding points. Automatically memorize the welding location
When the execution welding mode is selected, during welding, when welding locations other than the stored magnetic blow generation welding locations are welded by the pulse arc welding, the stored magnetic blow generation welding is performed. When welding locations, the welding method is automatically switched from pulse arc welding to DC arc welding, and welding is performed.
An arc welding control method characterized by the above.

請求項2の発明は、前記直流アーク溶接が短絡移行溶接である、
ことを特徴とする請求項1記載のアーク溶接制御方法である。
In the invention of claim 2, the DC arc welding is short-circuit transfer welding.
The arc welding control method according to claim 1, wherein:

本発明によれば、ベース期間中の溶接電圧の上昇によって、複数の溶接個所の中から磁気吹きが発生した溶接個所を判別して記憶するパルスアーク溶接によるテスト溶接を行い、実施工時に、記憶された磁気吹き発生溶接個所以外の溶接個所を溶接するときはパルスアーク溶接によって溶接し、記憶された磁気吹き発生溶接個所を溶接するときは溶接法をパルスアーク溶接から直流アーク溶接に切り換えて溶接を行う。このために、ベース電流を増加させることなく、磁気吹きによるアーク切れを抑制することができるので、ビード外観を良好に保つことができる。
According to the present invention, test welding is performed by pulse arc welding in which a welding portion where a magnetic blow has occurred is determined and stored from among a plurality of welding locations due to an increase in welding voltage during the base period. When welding welds other than the welded locations where magnetic blow is generated, welding is performed by pulse arc welding. When welding stored locations where magnetic blow is generated, the welding method is switched from pulse arc welding to DC arc welding. I do. For this reason, it is possible to suppress arc breakage due to magnetic blowing without increasing the base current, and thus it is possible to maintain a good bead appearance.

本発明の実施の形態に係るアーク溶接制御方法を説明するために、3つの溶接個所の溶接線を3本の直線として示した図である。It is the figure which showed the welding line of three welding locations as three straight lines, in order to demonstrate the arc welding control method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態において、磁気吹き発生溶接個所を直流アーク溶接によって溶接しているときの電流・電圧波形図である。In embodiment of this invention, it is an electric current and a voltage waveform figure when welding the magnetic blow generation | occurrence | production generation | occurrence | production welding part by DC arc welding. 本発明の実施の形態に係るアーク溶接制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。It is a block diagram of the welding apparatus for enforcing the arc welding control method concerning an embodiment of the invention. 従来技術におけるパルスアーク溶接の電流・電圧波形図である。It is a current and voltage waveform diagram of pulse arc welding in the prior art. 従来技術において磁気吹きが発生したときのアーク状態を示す図である。It is a figure which shows an arc state when magnetic blowing generate | occur | produces in a prior art. 従来技術の、パルスアーク溶接において磁気吹きが発生したときの電流・電圧波形図である。FIG. 6 is a current / voltage waveform diagram when magnetic blow occurs in pulse arc welding of the prior art. 従来技術における磁気吹きによるアーク切れを防止するための磁気吹き対策制御を示す電流・電圧波形図である。It is a current / voltage waveform diagram showing magnetic blow countermeasure control for preventing arc breakage due to magnetic blow in the prior art.

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.

図1は、本発明の実施の形態に係るアーク溶接制御方法を説明するために、3つの溶接個所の溶接線を3本の直線として示した図である。同図において、Ps1は第1溶接個所の第1溶接開始位置を示し、Pe1は第1溶接終了位置を示す。同様に、Ps2は第2溶接個所の第2溶接開始位置を示し、Pe2は第2溶接終了位置を示す。同様に、Ps3は第3溶接個所の第3溶接開始位置を示し、Pe3は第3溶接終了位置を示す。これら第1〜第3溶接個所を、ロボットを使用してアーク溶接を行う。アーク溶接は、テスト溶接と実施工溶接とに分けて行われる。
FIG. 1 is a diagram showing three welding lines as three straight lines for explaining the arc welding control method according to the embodiment of the present invention. In the drawing, Ps1 indicates the first welding start position of the first welding point, and Pe1 indicates the first welding end position. Similarly, Ps2 indicates the second welding start position of the second welding point, and Pe2 indicates the second welding end position. Similarly, Ps3 indicates the third welding start position of the third welding point, and Pe3 indicates the third welding end position. These first to third welding locations are arc welded using a robot. Arc welding is divided into test welding and execution welding.

(1)テスト溶接
図7で上述した磁気吹き対策制御を付加したパルスアーク溶接によって、第1溶接個所から第3溶接個所まで3個所の溶接を順番に行う。溶接中に磁気吹きの発生を判別した場合は、その溶接個所を記憶する。同図においては、第2溶接個所を溶接しているときに、磁気吹きの発生が判別されたとする。この第2溶接個所を、磁気吹き発生溶接個所と呼ぶことにする。したがって、同図においては、第1溶接個所では磁気吹きは発生せず、第2溶接個所では磁気吹きが発生し、第3溶接個所では磁気吹きが発生しなかったことになる。すなわち、テスト溶接では、複数の溶接個所の中から磁気吹きが発生した溶接個所を判別して記憶する動作を行っている。磁気吹き発生の判別は、上述したように、ベース電圧が基準電圧値以上に上昇したことによって行うことができる。また、ベース電圧の上昇率が基準上昇率以上になったことによって行うこともできる。磁気吹きを判別したときは、上述したように、ベース電流を増加させてアーク切れを防止するようにしている。テスト溶接であるので、ベース電流の増加を行わないようにしても良い。磁気吹き発生溶接個所は、その溶接個所を溶接している期間中に、磁気吹き発生を判別したパルス周期が基準回数以上存在したことによって判別することができる。基準回数は1〜50回程度の範囲で実験によって適正値に設定される。また、磁気吹き発生溶接個所を、その溶接個所を溶接している期間中のパルス周期の総回数に占める、磁気吹き発生を判別したパルス周期の回数の比率が、基準比率以上であることによって判別することもできる。基準比率は5〜20%程度の範囲で実験によって適正値に設定される。また、同図では、磁気吹き発生溶接個所が1つの場合であるが、複数の磁気吹き発生溶接個所が存在する場合がある。
(1) Test welding Three weldings are sequentially performed from the first welding point to the third welding point by pulse arc welding to which the magnetic blow countermeasure control described above with reference to FIG. 7 is added. When the occurrence of magnetic blow is determined during welding, the welding location is stored. In the figure, it is assumed that the occurrence of magnetic blow is determined while welding the second welding point. This second welding location will be referred to as a magnetic blow generating welding location. Therefore, in the same figure, no magnetic blow occurred at the first weld location, no magnetic blow occurred at the second weld location, and no magnetic blow occurred at the third weld location. That is, in the test welding, an operation of discriminating and storing a welding portion where magnetic blowing has occurred from a plurality of welding locations. As described above, the determination of the occurrence of magnetic blow can be made by the fact that the base voltage has risen above the reference voltage value. It can also be performed when the base voltage increase rate is equal to or higher than the reference increase rate. When the magnetic blow is determined, as described above, the base current is increased to prevent arc interruption. Since it is test welding, the base current may not be increased. The magnetic blow generating welded portion can be identified by the fact that the pulse period for determining the occurrence of magnetic blow exists more than the reference number during the welding period of the welded portion. The reference number is set to an appropriate value by experiment within a range of about 1 to 50 times. Also, the magnetic blow generation welding location is determined by the ratio of the number of pulse cycles that determined the occurrence of magnetic blow in the total number of pulse cycles during the welding period of the weld location being greater than or equal to the reference ratio. You can also The reference ratio is set to an appropriate value by experiment within a range of about 5 to 20%. Moreover, in the same figure, although the magnetic blow generation | occurrence | production welding location is one, there may be a plurality of magnetic blow generation weld locations.

(2)実施工溶接
実施工に際して、第1溶接個所は、磁気吹き発生溶接個所ではないので、図7で上述したパルスアーク溶接によって溶接が行われる。第2溶接個所は、磁気吹き発生溶接個所であるので溶接法をパルスアーク溶接から直流アーク溶接に切り換えて、溶接が行われる。ここで、直流アーク溶接とは、溶接電流がパルス波形ではなく直流波形となる通常のマグ溶接のことである。直流アーク溶接は、溶接電流平均値が臨界値未満のときは短絡移行溶接となり、以上のときはスプレー移行溶接となる。溶接法を直流アーク溶接にすると、磁気吹きによるアーク切れを防止することができる理由については、図2で後述する。第3溶接個所は、再び溶接法をパルスアーク溶接に切り換えて、溶接が行われる。したがって、溶接法は、第1溶接個所ではパルスアーク溶接となり、第2溶接個所である磁気吹き発生溶接個所では直流アーク溶接となり、第3溶接個所ではパルスアーク溶接となる。直流アーク溶接は、パルスアーク溶接に比べてスパッタ発生量が多くなる。しかし、従来技術のようにベース電流を増加させてビード外観が悪くなるよりも、スパッタが少し増える方が溶接品質に与える影響は少ない。磁気吹き発生溶接個所でない第1溶接個所及び第3溶接個所を、パルスアーク溶接によって溶接しているのは、このスパッタの増加を避けるためである。本発明では、従来技術とは異なり磁気吹きによるアークの偏向がある程度進行してからベース電流Ibを増加させるのではなく、溶接法を直流アーク溶接に自動的に切り換えることによって磁気吹きによるアーク切れを防止している。このために、ビード外観が悪くなることを抑制することができる。
(2) Practical Welding During the practicing work, since the first welding location is not a magnetic blow generating welding location, welding is performed by the pulse arc welding described above with reference to FIG. Since the second welding location is a magnetic blow generating welding location, the welding method is switched from pulse arc welding to DC arc welding, and welding is performed. Here, DC arc welding is normal MAG welding in which the welding current is not a pulse waveform but a DC waveform. DC arc welding is short-circuit transfer welding when the average welding current value is less than the critical value, and spray transfer welding when the average value is higher. The reason why arc break due to magnetic blowing can be prevented when the welding method is DC arc welding will be described later with reference to FIG. At the third welding location, the welding method is switched again to pulse arc welding, and welding is performed. Therefore, the welding method is pulse arc welding at the first welding point, DC arc welding at the magnetic blow generating welding point, which is the second welding point, and pulse arc welding at the third welding point. DC arc welding generates more spatter than pulse arc welding. However, rather than increasing the base current as in the prior art and making the bead appearance worse, a slight increase in spatter has less effect on the weld quality. The reason why the first welding point and the third welding point that are not the magnetic blow generating welding points are welded by pulse arc welding is to avoid the increase in spatter. In the present invention, unlike the prior art, the base current Ib is not increased after the arc deflection due to magnetic blowing has progressed to some extent, but by automatically switching the welding method to DC arc welding, the arc break due to magnetic blowing is prevented. It is preventing. For this reason, it can suppress that a bead external appearance worsens.

図2は、上述した磁気吹き発生溶接個所を直流アーク溶接によって溶接しているときの電流・電圧波形図である。同図(A)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(B)は溶接電圧Vwの時間変化を示す。同図は、直流アーク溶接が、短絡移行溶接であるときである。以下、同図を参照して説明する。   FIG. 2 is a current / voltage waveform diagram when the above-described magnetic blow generating welds are welded by DC arc welding. FIG. 4A shows the time change of the welding current Iw, and FIG. 4B shows the time change of the welding voltage Vw. The figure shows the case where the DC arc welding is short-circuit transfer welding. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

時刻t1〜t2の短絡期間中は、溶接ワイヤと母材とが短絡状態にあり、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwは略0Vとなり、同図(A)に示すように、溶接電流Iwは曲線状に増加する。時刻t2〜t3のアーク期間中は、溶接ワイヤと母材との間にアークが発生しており、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwは20〜30V程度となり、同図(A)に示すように、溶接電流Iwは曲線状に減少する。時刻t3〜t4の短絡期間及び時刻t4〜t5のアーク期間中は、上記の動作を繰り返すことになり、溶接が行われる。   During the short-circuit period from time t1 to t2, the welding wire and the base material are in a short-circuit state, and the welding voltage Vw is substantially 0 V as shown in FIG. The welding current Iw increases in a curved line. During the arc period from time t2 to time t3, an arc is generated between the welding wire and the base material, and as shown in FIG. 5B, the welding voltage Vw is about 20 to 30 V, and FIG. ), The welding current Iw decreases in a curved line. During the short-circuit period from time t3 to t4 and the arc period from time t4 to t5, the above operation is repeated and welding is performed.

直流アーク溶接においても、良好な溶接品質を得るために、アーク長制御が行われる。直流アーク溶接には、定電圧特性の溶接電源が使用される。したがって、直流アーク溶接のアーク長制御では、溶接電圧平均値が予め定めた電圧設定値と等しくなるように溶接電源の出力が制御される。短絡移行溶接では、アーク期間中に溶接ワイヤ先端が溶融して溶滴が形成され、短絡期間中に溶滴が母材(溶融池)に移行する。この溶滴移行状態を安定化するために、短絡期間中の溶接電流Iwの増加波形が制御される。溶滴移行状態が安定化すうと、ビード外観が良好になり、スパッタ発生量も少なくなる。但し、パルスアーク溶接のスパッタ発生量ほど少なくなることはない。スプレー移行溶接では、ほとんど短絡は発生しない状態となり、溶滴はスプレー移行によって短絡なしに自由落下によって移行する。   In DC arc welding, arc length control is performed to obtain good welding quality. For DC arc welding, a welding power source having a constant voltage characteristic is used. Therefore, in the arc length control of DC arc welding, the output of the welding power source is controlled so that the welding voltage average value becomes equal to a predetermined voltage setting value. In short-circuit transfer welding, the tip of the welding wire melts to form droplets during the arc period, and the droplets move to the base material (molten pool) during the short-circuit period. In order to stabilize this droplet transfer state, the increasing waveform of the welding current Iw during the short-circuit period is controlled. If the droplet transfer state is stabilized, the bead appearance is improved and the amount of spatter generated is reduced. However, it is not as small as the amount of spatter generated by pulse arc welding. In spray transfer welding, almost no short circuit occurs, and the droplets are transferred by free fall without short circuit by spray transfer.

直流アーク溶接は、パルスアーク溶接に比べてアーク長が短い状態で溶接が行われるので、磁界から偏った力が作用してもアークが偏向しにくい。このために、磁気吹きによるアーク切れはほとんど発生しない。さらに、直流アーク溶接において磁気吹きによるアーク切れが発生しにくい理由は、パルスアーク溶接のベース電流のように小電流が通電する状態がほとんどないので、アークが偏向しにくいためである。直流アーク溶接の中でも、短絡移行溶接の方がスプレー移行溶接よりもアーク長が短い状態で溶接が行われるので、磁気吹きによるアーク切れはさらに発生しにくい。   In direct current arc welding, welding is performed in a state where the arc length is shorter than that of pulse arc welding, so that even if a force deviated from a magnetic field is applied, the arc is not easily deflected. For this reason, arc breakage due to magnetic blowing hardly occurs. Further, the reason why arc breakage due to magnetic blowing is less likely to occur in direct current arc welding is that there is almost no state in which a small current is applied like the base current of pulse arc welding, so the arc is difficult to deflect. Among direct current arc welding, short-circuit transfer welding is performed in a state where the arc length is shorter than spray transfer welding, so that arc breakage due to magnetic blowing is less likely to occur.

磁気吹き発生溶接個所ではない溶接個所は、図7で上述したパルスアーク溶接によって溶接が行われる。このときの電流・電圧波形は、磁気吹きは発生しない安定した溶接状態にあるので、図7の時刻t1〜t3の期間の波形となる。但し、稀なケースとして、磁気吹きが発生した場合には、時刻t3〜t5の波形となる。   A welding point that is not a magnetic blow generating welding point is welded by the pulse arc welding described above with reference to FIG. Since the current / voltage waveforms at this time are in a stable welding state in which no magnetic blowing occurs, they are waveforms during the period from time t1 to t3 in FIG. However, as a rare case, when magnetic blowing occurs, the waveform is from time t3 to t5.

図3は、上述した本発明の実施の形態に係るアーク溶接制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。溶接装置は、主に破線で囲まれた溶接電源PS、ロボット制御装置RC、ロボット(図示は省略)等から構成されている。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 a welding apparatus for carrying out the arc welding control method according to the above-described embodiment of the present invention. The welding apparatus is mainly composed of a welding power source PS surrounded by a broken line, a robot control device RC, a robot (not shown), and the like. Hereinafter, each block will be described with reference to FIG.

溶接電源PSは、以下の各ブロックから構成されている。但し、溶接ワイヤ1を送給制御するための回路については、省略している。電源主回路MCは、3相200V等の交流商用電源(図示は省略)を入力として、後述する駆動信号Dvに従ってインバータ制御等の出力制御を行い、溶接に適した溶接電圧Vw及び溶接電流Iwを出力する。この電源主回路MCは、図示は省略するが、交流商用電源を整流する1次整流回路、整流された直流を平滑するコンデンサ、平滑された直流を駆動信号Dvに従って高周波交流に変換するインバータ回路、高周波交流を溶接に適した電圧値に降圧するインバータトランス、降圧された高周波交流を整流する2次整流回路から構成されている。リアクトルWLは、上記の電源主回路MCの+側出力と溶接トーチ4との間に挿入されており、電源主回路MCの出力を平滑する。溶接ワイヤ1は、ワイヤ送給機(図示は省略)の送給ロール5の回転によって溶接トーチ4内を通って送給されて、母材2との間にアーク3が発生する。ワイヤ送給機及び溶接トーチ4は、ロボットに搭載されている。   The welding power source PS is composed of the following blocks. However, a circuit for feeding control of the welding wire 1 is omitted. The power supply main circuit MC receives an AC commercial power supply (not shown) such as three-phase 200V as input, performs output control such as inverter control in accordance with a drive signal Dv described later, and generates a welding voltage Vw and welding current Iw suitable for welding. Output. Although not shown, this power supply main circuit MC is a primary rectifier circuit that rectifies an AC commercial power supply, a capacitor that smoothes the rectified direct current, an inverter circuit that converts the smoothed direct current into high-frequency alternating current according to the drive signal Dv, It comprises an inverter transformer that steps down the high-frequency alternating current to a voltage value suitable for welding, and a secondary rectifier circuit that rectifies the stepped-down high-frequency alternating current. Reactor WL is inserted between the + side output of power supply main circuit MC and welding torch 4 and smoothes the output of power supply main circuit MC. The welding wire 1 is fed through the welding torch 4 by the rotation of a feeding roll 5 of a wire feeder (not shown), and an arc 3 is generated between the welding wire 1 and the base material 2. The wire feeder and the welding torch 4 are mounted on the robot.

電圧検出回路VDは、上記の溶接電圧Vwを検出して、電圧検出信号Vdを出力する。電圧平均化回路VAVは、この電圧検出信号Vdを平均化(ローパスフィルタを通す)して、電圧平均信号Vavを出力する。電圧設定回路VRは、所望値の電圧設定信号Vrを出力する。電圧誤差増幅回路EVは、上記の電圧設定信号Vrと上記の電圧平均信号Vavとの誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Evを出力する。V/FコンバータVFは、この電圧誤差増幅信号Evに応じた周波数で短時間Highレベルになるトリガ信号であるパルス周期信号Tfを出力する。このパルス周期信号Tfは、ピーク期間とベース期間とを1周期とする周波数を決定する信号である。ピーク期間設定回路TPRは、予め定めたピーク期間設定信号Tprを出力する。ピーク期間タイマ回路TTPは、このピーク期間設定信号Tpr及び上記のパルス周期信号Tfを入力として、パルス周期信号Tfが短時間Highレベルに変化するごとにピーク期間設定信号Tprによって定まる期間だけHighレベルとなり、その後は次にパルス周期信号TfがHighレベルになるまでLowレベルとなるピーク期間信号Ttpを出力する。したがって、このピーク期間信号Ttpは、ピーク期間中はHighレベルとなり、ベース期間中はLowレベルとなる信号である。   The voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw and outputs a voltage detection signal Vd. The voltage averaging circuit VAV averages (passes through the low-pass filter) the voltage detection signal Vd and outputs a voltage average signal Vav. The voltage setting circuit VR outputs a voltage setting signal Vr having a desired value. The voltage error amplification circuit EV amplifies an error between the voltage setting signal Vr and the voltage average signal Vav, and outputs a voltage error amplification signal Ev. The V / F converter VF outputs a pulse period signal Tf which is a trigger signal that becomes a high level for a short time at a frequency corresponding to the voltage error amplification signal Ev. The pulse period signal Tf is a signal that determines a frequency having a peak period and a base period as one period. The peak period setting circuit TPR outputs a predetermined peak period setting signal Tpr. The peak period timer circuit TTP receives the peak period setting signal Tpr and the pulse period signal Tf as described above, and becomes High level only for a period determined by the peak period setting signal Tpr every time the pulse period signal Tf changes to High level for a short time. After that, the peak period signal Ttp that is low level is output until the pulse period signal Tf next becomes high level. Therefore, the peak period signal Ttp is a signal that is at a high level during the peak period and is at a low level during the base period.

磁気吹き発生判別回路ADは、上記の電圧検出信号Vd及び上記のピーク期間信号Ttpを入力として、ピーク期間信号TtpがLowレベル(ベース期間)のときの電圧検出信号Vdの値が予め定めた基準電圧値以上であるときのみHighレベルになる磁気吹き発生判別信号Adを出力する。すなわち、この磁気吹き発生判別信号Adは、ベース電圧が磁気吹きによるアークの偏向によって上昇したことを判別してHighレベルになる信号である。磁気吹きの発生を、上述したように、ベース電圧の上昇率が基準上昇率以上になってから、下降率が基準下降率以上になった期間として判別しても良い。   The magnetic blow occurrence determination circuit AD receives the voltage detection signal Vd and the peak period signal Ttp as an input, and the reference of the value of the voltage detection signal Vd when the peak period signal Ttp is at the low level (base period) is predetermined. Only when the voltage value is equal to or higher than the voltage value, the magnetic blow occurrence determination signal Ad that becomes a high level is output. In other words, this magnetic blow occurrence determination signal Ad is a signal that determines that the base voltage has risen due to the deflection of the arc caused by the magnetic blow and becomes a high level. As described above, the occurrence of the magnetic blow may be determined as a period in which the decrease rate becomes equal to or higher than the reference decrease rate after the increase rate of the base voltage becomes equal to or higher than the reference increase rate.

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、上記の磁気吹き発生判別信号Adを入力として、磁気吹き発生判別信号AdがHighレベルのときは予め定めた増加値のベース電流設定信号Ibrを出力し、Lowレベルのときは予め定めた通常値のベース電流設定信号Ibrを出力する。切換回路SWは、上記のピーク期間信号TtpがHighレベルのときは上記のピーク電流設定信号Iprを電流切換設定信号Iswとして出力し、Lowレベルのときは上記のベース電流設定信号Ibrを電流切換設定信号Iswとして出力する。   The peak current setting circuit IPR outputs a predetermined peak current setting signal Ipr. The base current setting circuit IBR receives the above-described magnetic blow occurrence determination signal Ad and outputs a base current setting signal Ibr having a predetermined increased value when the magnetic blow occurrence determination signal Ad is at a high level, and when the magnetic blow occurrence determination signal Ad is at a low level. Outputs a base current setting signal Ibr having a predetermined normal value. The switching circuit SW outputs the peak current setting signal Ipr as the current switching setting signal Isw when the peak period signal Ttp is high level, and the base current setting signal Ibr when the peak period signal Ttp is low level. Output as signal Isw.

電流検出回路IDは、上記の溶接電流Iw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、上記の電流切換設定信号Isw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。外部特性切換回路SWCは、上記の電圧誤差増幅信号Ev、上記の電流誤差増幅信号Ei及び後述するロボット制御装置RCからの磁気吹き発生溶接個所信号Pdを入力として、磁気吹き発生溶接個所信号PdがHighレベルのときは電圧誤差増幅信号Evを誤差増幅信号Eaとして出力し、Lowレベルのときは電流誤差増幅信号Eiを誤差増幅信号Eaとして出力する。したがって、磁気吹き発生溶接個所信号PdがHighレベル(磁気吹き発生溶接個所)のときは定電圧特性となり、直流アーク溶接が行われ、Lowレベルのときは定電流特性となりパルスアーク溶接が行われることになる。駆動回路DVは、上記の誤差増幅信号Ea及び後述するロボット制御装置RCからの起動信号Onを入力として、起動信号OnがHighレベルのときは誤差増幅信号Eaに基いてPWM変調制御を行ない上記のインバータ回路を駆動するための駆動信号Dvを出力し、起動信号OnがLowレベルのときは駆動信号Dvを出力しない。   The current detection circuit ID detects the welding current Iw and outputs a current detection signal Id. The current error amplification circuit EI amplifies an error between the current switching setting signal Isw and the current detection signal Id, and outputs a current error amplification signal Ei. The external characteristic switching circuit SWC receives the voltage error amplification signal Ev, the current error amplification signal Ei, and the magnetic blow generation welding location signal Pd from the robot controller RC described later, and receives the magnetic blow generation welding location signal Pd. When the signal is at the high level, the voltage error amplification signal Ev is output as the error amplification signal Ea. When the signal is at the low level, the current error amplification signal Ei is output as the error amplification signal Ea. Therefore, when the magnetic blow generation welding location signal Pd is at a high level (magnetic blow generation weld location), constant voltage characteristics are obtained, and DC arc welding is performed, and when it is low levels, constant current characteristics are obtained and pulse arc welding is performed. become. The drive circuit DV receives the error amplification signal Ea and the activation signal On from the robot controller RC described later, and performs PWM modulation control based on the error amplification signal Ea when the activation signal On is at a high level. A drive signal Dv for driving the inverter circuit is output, and the drive signal Dv is not output when the activation signal On is at a low level.

ロボット制御装置RCは、上記の磁気吹き発生判別信号Adを入力として、テスト溶接モード又は実施工溶接モードが選択されて、各モードのときに以下のような動作を行い、起動信号On及び磁気吹き発生溶接個所信号Pdを出力する。
1)テスト溶接モードでは、磁気吹き溶接個所信号PdをLowレベルにして出力すると共に、図1で上述したように、第1溶接開始位置Ps1に溶接トーチを移動させた時点で起動信号OnをHighレベルにして出力する。その後は、作業プログラムに従って溶接線に沿ってパルスアーク溶接を行う。この溶接中に、磁気吹き発生判別信号AdがHighレベルとなった場合は、磁気吹き発生溶接個所として記憶する。溶接トーチを第1溶接終了位置Pe1まで移動させた時点で、起動信号OnをLowレベルにして第1溶接個所の溶接を終了する。上記の動作を、第2及び第3溶接個所についても同様に行って溶接する。
2)実施工溶接モードでは、図1で上述したように、第1溶接開始位置Ps1に溶接トーチを移動させた時点で、磁気吹き発生溶接個所信号PdをLowレベルにして出力すると共に、起動信号OnをHighレベルにして出力する。その後は、作業プログラムに従って溶接線に沿ってパルスアーク溶接を行う。溶接トーチを第1溶接終了位置Pe1まで移動させた時点で、起動信号OnをLowレベルにして第1溶接個所の溶接を終了する。次に、第2溶接開始位置Ps2に溶接トーチを移動させた時点で、磁気吹き発生溶接個所信号PdをHighレベルにして出力すると共に、起動信号OnをHighレベルにして出力する。その後は、作業プログラムに従って溶接線に沿って直流アーク溶接を行う。溶接トーチを第2溶接終了位置Pe2まで移動させた時点で、起動信号OnをLowレベルにして第2溶接個所の溶接を終了する。次に、第3溶接開始位置Ps3に溶接トーチを移動させた時点で、磁気吹き発生溶接個所信号PdをLowレベルにして出力すると共に、起動信号OnをHighレベルにして出力する。その後は、作業プログラムに従って溶接線に沿ってパルスアーク溶接を行う。溶接トーチを第3溶接終了位置Pe3まで移動させた時点で、起動信号OnをLowレベルにして第3溶接個所の溶接を終了する。
The robot controller RC receives the magnetic blow occurrence determination signal Ad as described above, and the test welding mode or the execution welding mode is selected and performs the following operation in each mode, and the start signal On and the magnetic blow The generated welding location signal Pd is output.
1) In the test welding mode, the magnetic blow welding position signal Pd is output at a low level, and at the time when the welding torch is moved to the first welding start position Ps1 as described above with reference to FIG. Output as level. Thereafter, pulse arc welding is performed along the welding line in accordance with the work program. During this welding, when the magnetic blow occurrence determination signal Ad becomes High level, it is stored as a magnetic blow occurrence weld location. When the welding torch is moved to the first welding end position Pe1, the start signal On is set to the low level, and the welding at the first welding point is ended. The above operation is performed in the same manner for the second and third welding locations.
2) In the working welding mode, as described above with reference to FIG. 1, when the welding torch is moved to the first welding start position Ps1, the magnetic blow generation welding location signal Pd is set to the Low level and output, and the start signal Output On with High level. Thereafter, pulse arc welding is performed along the welding line in accordance with the work program. When the welding torch is moved to the first welding end position Pe1, the start signal On is set to the low level, and the welding at the first welding point is ended. Next, when the welding torch is moved to the second welding start position Ps2, the magnetic blow generation welding location signal Pd is output at a high level and the start signal On is output at a high level. Thereafter, DC arc welding is performed along the welding line according to the work program. When the welding torch is moved to the second welding end position Pe2, the start signal On is set to the Low level, and the welding at the second welding point is ended. Next, when the welding torch is moved to the third welding start position Ps3, the magnetic blow generation welding location signal Pd is output at the Low level, and the start signal On is output at the High level. Thereafter, pulse arc welding is performed along the welding line in accordance with the work program. When the welding torch is moved to the third welding end position Pe3, the start signal On is set to the Low level, and the welding at the third welding point is ended.

テスト溶接及び実施工溶接のどちらの場合でも、パルスアーク溶接のときは、磁気吹き発生判別信号AdがHighレベルになると、ベース電流を増加させて磁気吹きによるアークの偏向を修正するようにしている。しかし、テスト溶接の場合には、このベース電流の増加を行わないようにしても良い。   In both cases of test welding and execution welding, when pulsed arc welding is performed, when the magnetic blow occurrence determination signal Ad becomes high level, the base current is increased to correct the deflection of the arc caused by the magnetic blow. . However, in the case of test welding, the base current may not be increased.

上述した実施の形態によれば、ベース期間中の溶接電圧の上昇によって、複数の溶接個所の中から磁気吹きが発生した溶接個所を判別して記憶するパルスアーク溶接によるテスト溶接を行い、実施工時に、記憶された磁気吹き発生溶接個所以外の溶接個所を溶接するときはパルスアーク溶接によって溶接し、記憶された磁気吹き発生溶接個所を溶接するときは溶接法をパルスアーク溶接から直流アーク溶接に切り換えて溶接を行う。このために、ベース電流を増加させることなく、磁気吹きによるアーク切れを抑制することができるので、ビード外観を良好に保つことができる。   According to the above-described embodiment, test welding is performed by pulsed arc welding in which a welding portion where a magnetic blow has occurred is identified and stored from among a plurality of welding locations due to an increase in welding voltage during the base period. Sometimes, welding is performed by pulse arc welding when welding locations other than the stored magnetic blow generating weld locations, and when welding the stored magnetic blow generating weld locations, the welding method is changed from pulse arc welding to DC arc welding. Switch to perform welding. For this reason, it is possible to suppress arc breakage due to magnetic blowing without increasing the base current, and thus it is possible to maintain a good bead appearance.

1 溶接ワイヤ
2 母材
3 アーク
4 溶接トーチ
5 送給ロール
AD 磁気吹き発生判別回路
Ad 磁気吹き発生判別信号
Dv 駆動信号
Ea 誤差増幅信号
EI 電流誤差増幅回路
Ei 電流誤差増幅信号
EV 電圧誤差増幅回路
Ev 電圧誤差増幅信号
Iav 溶接電流平均値
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
Isw 電流切換設定信号
Iw 溶接電流
MC 電源主回路
On 起動信号
Pd 磁気吹き発生溶接個所信号
Pe1 第1溶接終了位置
Pe2 第2溶接終了位置
Pe3 第3溶接終了位置
PS 溶接電源
Ps1 第1溶接開始位置
Ps2 第2溶接開始位置
Ps3 第3溶接開始位置
RC ロボット制御装置
SW 切換回路
SWC 外部特性切換回路
Tb ベース期間
Tf パルス周期(信号)
Tp ピーク期間
TPR ピーク期間設定回路
Tpr ピーク期間設定信号
TTP ピーク期間タイマ回路
Ttp ピーク期間信号
VAV 電圧平均化回路
Vav 溶接電圧平均値/電圧平均信号
Vb ベース電圧
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
VF V/Fコンバータ
Vp ピーク電圧
VR 電圧設定回路
Vr 電圧設定信号
Vt 基準電圧値
Vt1 第1基準電圧値
Vt2 第2基準電圧値
Vw 溶接電圧
WL リアクトル

1 Welding wire
2 Base material
3 arc
4 Welding torch
5 Feeding roll
AD Magnetic blow occurrence detection circuit
Ad Magnetic blow occurrence determination signal
Dv drive signal
Ea Error amplification signal
EI current error amplifier circuit
Ei Current error amplification signal
EV voltage error amplifier circuit
Ev Voltage error amplification signal
Iav welding current average value
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
Isw current switching setting signal
Iw welding current
MC main circuit On start signal
Pd Magnetic blow generation welding location signal
Pe1 First welding end position
Pe2 Second welding end position
Pe3 Third welding end position
PS welding power source
Ps1 First welding start position
Ps2 Second welding start position
Ps3 Third welding start position
RC robot controller
SW switching circuit
SWC External characteristic switching circuit
Tb Base period Tf Pulse period (signal)
Tp Peak period TPR Peak period setting circuit
Tpr Peak period setting signal
TTP peak period timer circuit
Ttp peak period signal
VAV voltage averaging circuit
Vav welding voltage average value / voltage average signal
Vb Base voltage VD Voltage detection circuit
Vd Voltage detection signal
VF V / F converter
Vp peak voltage VR voltage setting circuit
Vr voltage setting signal
Vt reference voltage value Vt1 first reference voltage value
Vt2 Second reference voltage value
Vw welding voltage
WL reactor

Claims (2)

溶接ワイヤを送給すると共に、ピーク期間中のピーク電流及びベース期間中のベース電流から形成される溶接電流を通電するパルスアーク溶接によって溶接するアーク溶接制御方法において、
テスト溶接モード及び実施工溶接モードを備え、
前記テスト溶接モードが選択されたときは、前記パルスアーク溶接によるテスト溶接時に、前記ベース期間中の溶接電圧の上昇によって、複数の溶接個所の中から磁気吹きが発生した溶接個所を判別して前記磁気吹き発生溶接個所を自動的に記憶し、
実施工溶接モードが選択されたときは、実施工溶接時に、前記記憶された磁気吹き発生溶接個所以外の溶接個所を溶接するときは前記パルスアーク溶接によって溶接し、前記記憶された磁気吹き発生溶接個所を溶接するときは溶接法を前記パルスアーク溶接から直流アーク溶接に自動的に切り換えて溶接する、
ことを特徴とするアーク溶接制御方法。
In an arc welding control method of welding by pulsed arc welding that feeds a welding wire and energizes a welding current formed from a peak current during a peak period and a base current during a base period,
It has a test welding mode and a working welding mode,
When the test welding mode is selected, at the time of the test welding by the pulse arc welding , the welding voltage is increased during the base period, and a welding point where a magnetic blow has occurred is determined from a plurality of welding points. Automatically memorize the welding location
When the execution welding mode is selected, during welding, when welding locations other than the stored magnetic blow generation welding locations are welded by the pulse arc welding, the stored magnetic blow generation welding is performed. When welding locations, the welding method is automatically switched from pulse arc welding to DC arc welding, and welding is performed.
An arc welding control method characterized by the above.
前記直流アーク溶接が短絡移行溶接である、
ことを特徴とする請求項1記載のアーク溶接制御方法。

The DC arc welding is short circuit transfer welding,
The arc welding control method according to claim 1.

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