JP6230410B2 - Arc welding method and welding apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、アーク溶接方法および溶接装置に関し、特に、電極で発生させたアークにより母材とフィラーワイヤとを溶融させるアーク溶接方法およびそのアーク溶接方法を実行する溶接装置に関する。 The present invention relates to an arc welding method and a welding apparatus, and more particularly to an arc welding method in which a base material and a filler wire are melted by an arc generated by an electrode and a welding apparatus that executes the arc welding method.
電極で発生させたアークにより母材と溶接ワイヤとを溶融させて溶接対象物を溶接するアーク溶接の開始および終了方法が特開2009−106985号公報(特許文献1)および特開2009−154173号公報(特許文献2)に開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-106985 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-154173 disclose arc welding start and end methods in which a base material and a welding wire are melted by an arc generated by an electrode to weld an object to be welded. It is disclosed in the gazette (patent document 2).
特開2009−106985号公報には、電極として消耗電極ワイヤを用い、消耗電極ワイヤの後方に2本目の溶接ワイヤであるフィラーワイヤを送給する2ワイヤ溶接の溶接開始方法が記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-106985 describes a welding start method of two-wire welding in which a consumable electrode wire is used as an electrode and a filler wire that is a second welding wire is fed behind the consumable electrode wire.
上記従来技術では、2ワイヤ溶接の溶接開始部において、溶接ビード開始端の溶接欠陥を防止するため、アーク点弧前にフィラーワイヤを正送給して母材と接触させ、その後、逆送給させてフィラーワイヤと母材間の距離を一定に保つ。これにより、アーク点弧後、フィラーワイヤが溶融プールに確実に送給され、座屈や折損、溶接ビード開始端部の極端な肉痩せが防止される。 In the above prior art, in order to prevent welding defects at the weld bead start end at the welding start portion of two-wire welding, the filler wire is fed forward and brought into contact with the base material before the arc is fired, and then is fed backward. To keep the distance between the filler wire and the base material constant. Thus, after the arc is ignited, the filler wire is reliably fed to the molten pool, and buckling, breakage, and extreme flaking of the weld bead start end are prevented.
フィラーワイヤを使用する溶接方法においては、適正な溶融池が形成された時点でフィラーワイヤを溶融池に挿入することが重要である。フィラーワイヤの供給が遅れると、母材の溶融が進行しすぎて溶融池が母材裏面に貫通する恐れがある。またフィラーワイヤの供給が早すぎると、アークから母材への入熱が不十分でフィラーワイヤが母材に当接しても溶けずに座屈してしまう恐れがある。これらはいずれも溶接品質を低下させる原因となる。 In a welding method using a filler wire, it is important to insert the filler wire into the molten pool when an appropriate molten pool is formed. If the supply of the filler wire is delayed, the melting of the base material may proceed so much that the molten pool may penetrate the back surface of the base material. If the filler wire is supplied too early, heat input from the arc to the base material is insufficient, and even if the filler wire comes into contact with the base material, there is a risk that it will buckle without melting. All of these cause the welding quality to deteriorate.
適正な溶融池を形成した時点でフィラーワイヤを挿入するには、母材の板厚、開先形状、溶接電流に対応させて、フィラーワイヤの送給のタイミングやフィラーワイヤの送給速度を変化させる必要がある。 To insert the filler wire when the proper molten pool is formed, change the filler wire feeding timing and filler wire feeding speed according to the base metal plate thickness, groove shape, and welding current. It is necessary to let
しかし、従来、フィラーワイヤに関する制御は一定値にパラメータが固定された制御であり、母材や開先形状などが変更になると、適正な溶融池を形成した状態でフィラーワイヤを挿入するためには設定値を試行錯誤して調整する必要があるなどの困難を生じていた。 However, conventionally, the control related to the filler wire is a control in which the parameter is fixed to a constant value. When the base material or the groove shape is changed, in order to insert the filler wire in a state where an appropriate molten pool is formed. There were difficulties such as the need to adjust the set value by trial and error.
本発明の目的は、生産効率および溶接品質が向上した、電極で発生させたアークにより母材とフィラーワイヤとを溶融させるアーク溶接方法および溶接装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an arc welding method and welding apparatus in which a base material and a filler wire are melted by an arc generated by an electrode, with improved production efficiency and welding quality.
この発明は、要約すると、電極で発生させたアークにより母材とフィラーワイヤとを溶融させて溶接するアーク溶接方法であって、溶接開始時に、データベースに予め記録された複数のデータから、ユーザから入力される母材情報に基づいて、1つのデータをプロセッサが読み出すステップと、読み出された1つのデータに基づいて、フィラーワイヤの制御条件をプロセッサが決定し、決定されたフィラーワイヤの制御条件を適用して溶接の開始をプロセッサが実行させるステップとを備える。複数のデータの各々は、母材形状および溶接仕上がり状態を示す第1データと、フィラーワイヤの制御に関する第2データとを含む。読み出すステップは、母材情報と第1データを照合して1つのデータを選択する。フィラーワイヤの制御条件は、第2データに基づいて決定されるフィラーワイヤの送給開始タイミングに関する条件を含む。 In summary, the present invention relates to an arc welding method in which a base material and a filler wire are melted and welded by an arc generated by an electrode, and the welding is started from a plurality of data recorded in advance in a database at the start of welding. The processor reads one data based on the input base material information, and the processor determines the filler wire control condition based on the one read data, and the determined filler wire control condition And applying a start of welding by the processor. Each of the plurality of data includes first data indicating a base material shape and a welding finish state, and second data relating to filler wire control. In the reading step, one piece of data is selected by comparing the base material information with the first data. The filler wire control conditions include a condition related to the filler wire feed start timing determined based on the second data.
好ましくは、アーク溶接方法は、溶接開始予定位置でアークの発生に失敗した場合に、アーク発生のリトライのために溶接トーチを溶接開始予定位置とは異なるリトライ位置に移動させるステップと、溶接開始予定位置でアークの発生に失敗した場合に、複数のデータから、リトライのための他の1つのデータをプロセッサが読み出すステップと、リトライ位置において発生したアークを溶接開始予定位置に移動させるステップと、発生したアークが溶接開始予定位置に移動した後に、フィラーワイヤの送給を開始するステップとをさらに備える。 Preferably, the arc welding method includes a step of moving the welding torch to a retry position different from the planned welding start position in order to retry the generation of the arc when the generation of the arc fails at the planned welding start position; When the generation of the arc at the position fails, the processor reads another data for retry from a plurality of data, the step of moving the arc generated at the retry position to the welding start planned position, and generation And a step of starting the feeding of the filler wire after the arc moved to the welding start scheduled position.
この発明は、他の局面では、電極で発生させたアークにより母材とフィラーワイヤとを溶融させて溶接するアーク溶接方法であって、溶接開始時に、データベースに予め記録された複数のデータから、ユーザから入力される母材情報に基づいて、1つのデータをプロセッサが読み出すステップと、読み出された1つのデータに基づいて、フィラーワイヤの制御条件をプロセッサが決定し、決定されたフィラーワイヤの制御条件を適用して溶接の開始をプロセッサが実行させるステップとを備える。アーク溶接方法は、溶接開始予定位置でアークの発生に失敗した場合に、アーク発生のリトライのために溶接トーチを溶接開始予定位置とは異なるリトライ位置に移動させるステップと、溶接開始予定位置でアークの発生に失敗した場合に、複数のデータから、リトライのための他の1つのデータをプロセッサが読み出すステップと、リトライ位置において発生したアークを溶接開始予定位置に移動させるステップと、発生したアークが溶接開始予定位置に移動した後に、フィラーワイヤの送給を開始するステップとをさらに備える。 In another aspect, the present invention is an arc welding method in which a base material and a filler wire are melted and welded by an arc generated by an electrode, and at the start of welding, from a plurality of data recorded in advance in a database, The processor reads one piece of data based on the base material information input from the user, and the processor determines the control condition of the filler wire based on the one piece of read data. Applying a control condition to cause the processor to start welding. The arc welding method includes a step of moving the welding torch to a retry position different from the planned welding start position in order to retry the generation of the arc when the generation of the arc fails at the planned welding start position, and an arc at the planned welding start position. In the case where the occurrence of the failure has occurred, the processor reads another data for retry from a plurality of data, the step of moving the arc generated at the retry position to the planned welding start position, and the generated arc And a step of starting feeding of the filler wire after moving to the welding start scheduled position.
好ましくは、電極は、消耗電極ワイヤであり、フィラーワイヤは、消耗電極ワイヤの溶接方向の後方に配置される。 Preferably, the electrode is a consumable electrode wire, and the filler wire is disposed behind the consumable electrode wire in the welding direction.
この発明は、他の局面では、上記いずれかのアーク溶接方法を制御装置に実行させて溶接を行なう溶接装置である。 In another aspect, the present invention is a welding apparatus that performs welding by causing a control device to execute any one of the above arc welding methods.
本発明によれば、溶接開始時に、調整動作を毎回行なわなくてもアーク開始時にフィラーワイヤが適正な状態の溶融池に挿入されるように制御を行なうことができる。この結果、溶接ビードの開始端に溶接欠陥が生じることを防止することができる。 According to the present invention, it is possible to perform control so that the filler wire is inserted into an appropriate molten pool at the start of the arc without performing the adjustment operation every time at the start of welding. As a result, it is possible to prevent a weld defect from occurring at the start end of the weld bead.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、実施の形態に共通する溶接装置のブロック図である。なお、図1は、溶接装置が2ワイヤ溶接を行なう例を示すが、これには限定されない。たとえば、電極が消耗電極ワイヤでない溶接装置(たとえば、TIG溶接装置)などにも本発明は適用することができる。 FIG. 1 is a block diagram of a welding apparatus common to the embodiments. 1 shows an example in which the welding apparatus performs two-wire welding, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a welding apparatus (for example, a TIG welding apparatus) in which the electrode is not a consumable electrode wire.
図1を参照して、溶接装置100は、溶接トーチ14と、ワイヤ送給装置25,26と、電源装置22と、トーチ移動機構(ロボット)21と、制御装置27とを含む。溶接装置100は、消耗電極ワイヤ3と、フィラーワイヤ4とを用いた2ワイヤ溶接を行なう。
Referring to FIG. 1,
溶接トーチ14は、トーチ移動機構21に装着されている。トーチ移動機構21は、一般的にはロボットアームなどが使用されるが、他の機構であっても良い。溶接トーチ14は、コンタクトチップ1,2を有している。コンタクトチップ1には、消耗電極ワイヤ3が挿通可能な貫通孔が設けられている。コンタクトチップ2には、フィラーワイヤ4が挿通可能な貫通孔が設けられている。
The
2ワイヤ溶接においては、消耗電極ワイヤ3が図1中の矢印で示す溶接方向の前方に位置し、フィラーワイヤ4が溶接方向の後方に位置した状態で、溶接トーチ14がトーチ移動機構21よって溶接方向に移動される。
In the 2-wire welding, the
電源装置22は、溶接用電源23と、検出用電源24とを含む。溶接用電源23は、消耗電極ワイヤ3にアークを発生させるための電源であり、設定された溶接電圧および溶接電流に基づいてコンタクトチップ1に溶接電流および溶接電圧を供給する。溶接電圧および溶接電流の設定は、制御装置27によって行なわれる。また、溶接電圧および溶接電流の設定値は、溶接中に随時変更され得る。コンタクトチップ1は、消耗電極ワイヤ3と導通している。したがって、消耗電極ワイヤ3には、コンタクトチップ1を経由して溶接用電源23から溶接電圧および溶接電流が供給される。図示しないが、溶接用電源23は、溶接電流が流れるとオンになるウェルディングカレントリレー(WCR)を含む。制御装置27は、WCRのON・OFF状態を監視することができる。
The
検出用電源24は、フィラーワイヤ4が母材8に接触したことを検出するための電源である。コンタクトチップ2は、フィラーワイヤ4と導通している。したがって、フィラーワイヤ4には、コンタクトチップ2を経由して検出用電源24から検出電圧および検出電流が供給される。
The
制御装置27は、中央演算処理装置(CPU)30と、データ入力部32と、表示部34と、データベース36とを含む。データベース36には、予め実験的に求められた各種の溶接法の溶接条件を示すデータが記録されている。CPU30は、選択メニューなどを表示部34に表示させ、ユーザにデータ入力部32から必要な母材情報を入力させる。CPU30は、ユーザがデータ入力部32に入力した母材情報に基づいて、データベース36に予め記録された複数のデータのうちから1つのデータを読み出す。
The
CPU30は、データベース36から読み出した情報に基づいて、ワイヤ送給装置25,26と電源装置22とトーチ移動機構21とを制御する。なお、制御装置27は、電源装置22とトーチ移動機構21に分割配置されても良く、複数のコンピュータが相互通信して実現されるものであっても良い。
The
図2は、トーチ移動機構の一例である溶接ロボットに溶接トーチおよびワイヤ送給装置が装着された具体的な形状を説明するための図である。 FIG. 2 is a diagram for explaining a specific shape in which a welding torch and a wire feeding device are attached to a welding robot which is an example of a torch moving mechanism.
図2を参照して、トーチ移動機構21(以下、ロボット21と称する)のアームの先端に溶接トーチ14が装着される。また、ワイヤ送給装置25,26は、アーム上腕部の関節付近に装着される。
Referring to FIG. 2,
ワイヤ送給装置25は、消耗電極ワイヤ3を送給する。ワイヤ送給装置26は、フィラーワイヤ4を送給する。ワイヤ送給装置25,26は、各々が、モータなどの駆動源を有しており、消耗電極ワイヤ3とフィラーワイヤ4とを個別に送給することが可能である。
The
図3は、フィラーワイヤの先端部の母材からの距離Dを説明するための図である。図3を参照して、フィラーワイヤ4が送給されると母材と接触する点を点Pとすると、点Pとフィラーワイヤ4の先端との間の距離を距離Dとする。溶接開始時に距離Dが短すぎると、送給開始タイミングが早すぎることになり、溶融池が形成されていない母材8にフィラーワイヤ4が衝突してしまう。これは、フィラーワイヤ4の座屈や折損を生じるおそれがある。一方、溶接開始時に距離Dが長すぎると、フィラーワイヤ4の送給開始タイミングが遅すぎることになり、溶融池が形成されたにもかかわらずフィラーワイヤ4が供給されない箇所ができてしまう。この箇所に形成された溶接ビードは極端に肉痩せすることとなり、溶接割れなどの溶接欠陥の原因となってしまう。したがって、距離Dは、溶接開始時には、適切な値に設定される。
FIG. 3 is a diagram for explaining the distance D from the base material at the tip of the filler wire. With reference to FIG. 3, when the point that contacts the base material when the
距離Dとフィラーワイヤの送給速度と送給開始タイミングとによって、適正に形成された溶融池にフィラーワイヤが挿入されるか否かが決まる。母材の板厚、開先形状、溶接電流などを変更する場合には、距離Dとフィラーワイヤの送給速度と送給開始タイミングとを調整する必要がある。 Whether or not the filler wire is inserted into a properly formed molten pool is determined by the distance D, the feeding speed of the filler wire, and the feeding start timing. When changing the thickness, groove shape, welding current, etc. of the base material, it is necessary to adjust the distance D, the feeding speed of the filler wire, and the feeding start timing.
たとえば、距離Dおよびフィラーワイヤの送給速度を一定にしたときは、送給開始タイミングを調整して母材の板厚、開先形状、溶接電流などの変更に対応することができる。 For example, when the distance D and the feeding speed of the filler wire are made constant, the feeding start timing can be adjusted to cope with changes in the base material plate thickness, groove shape, welding current, and the like.
次に、溶接装置100(図1)の溶接開始時の動作についてより詳細に説明する。
再び図1を参照して、溶接装置100は、消耗電極ワイヤ3に加えてフィラーワイヤ4を使用することによって2ワイヤ溶接を行なう。具体的に、消耗電極ワイヤ3の先端と母材8の表面との間にアークを発生させ、そのアーク熱によって形成され始めた溶融池にフィラーワイヤ4を送給することによって、溶融池を溶接に適した大きさ(厚みや幅)に成長させる。これにより溶接が適切に行なわれる。
Next, the operation at the start of welding of the welding apparatus 100 (FIG. 1) will be described in more detail.
Referring to FIG. 1 again,
溶接開始時に消耗電極ワイヤ3の先端と母材8の表面との間にアークを発生させるための処理(以後、「アーク発生処理」という)は、溶接用電源23から消耗電極ワイヤ3に溶接電圧および溶接電流を供給することによって行なう。具体的に、消耗電極ワイヤ3に溶接電圧が印加された状態で、消耗電極ワイヤ3が送給され、母材8に接触後両者の間にアークが発生する。
A process for generating an arc between the tip of the
アークが発生すると、アーク熱によって母材8の温度が上昇して融解し、溶融池が形成され始める。形成され始めた溶融池にフィラーワイヤ4が送給され、また、溶接方向に沿って溶接が進められる。ここで、アーク発生処理を実行してから溶融池が形成されるまでには、一定の時間が掛かる。そのため、溶接開始予定位置において、アーク発生処理を実行してからフィラーワイヤ4の送給を開始するまでの間には、適切な遅延時間(以後、「第1フィラーワイヤ送給開始遅延時間」という)が設定される。
When the arc is generated, the temperature of the
[実施の形態1]
図4は、実施の形態1のアーク溶接方法の動作を説明するための波形図である。図4には、上からWCR信号、フィラーワイヤ4と母材8の間の検出電圧Vt1、フィラーワイヤ4の送給速度Fw1が示されている。
[Embodiment 1]
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the arc welding method of the first embodiment. FIG. 4 shows the WCR signal, the detection voltage Vt1 between the
図1、図4を参照して、時刻t0〜t1においては、WCR信号がOFF状態において、検出電圧Vt1がフィラーワイヤ4に印加された状態で、フィラーワイヤ4の送給がワイヤ送給装置26によって行なわれる。この間は、送給速度Fw1>0となっている。
Referring to FIGS. 1 and 4, at times t <b> 0 to t <b> 1, when the WCR signal is OFF and the detection voltage Vt <b> 1 is applied to the
時刻t1において、フィラーワイヤ4が母材8に接触すると、検出電流が流れ、検出電圧Vt1の低下が検出される。これにより制御装置27は、ワイヤ送給装置26に送給を停止させ、時刻t2からはリトラクト(逆方向の送給)を行なわせる。この間は、送給速度Fw1<0となっている。逆送給が行なわれた結果、フィラーワイヤ4の先端が時刻t3で母材8から離れたことによって、再び検出電圧Vt1が上昇する。
When the
そして、時刻t2〜t4の間、フィラーワイヤ4の逆送給が実行され、この逆送給の速度と時間で定まる距離が図3に示した距離Dとなる。
Then, the reverse feeding of the
図5は、図4の時刻t5において、アークが発生した直後の溶接トーチとワイヤの状態を模式的に示した図である。図4、図5を参照して、時刻t5では、消耗電極ワイヤ3の送給および溶接電圧の印加された後、アークが発生し溶接電流が流れると、WCR信号がオン状態に変化する。
FIG. 5 is a diagram schematically showing the state of the welding torch and the wire immediately after the arc is generated at time t5 in FIG. 4 and 5, at time t5, after the supply of the
図6は、図4の時刻t6において、フィラーワイヤが送給開始された時点の溶接トーチとワイヤの状態を模式的に示した図である。図4、図6を参照して、時刻t6では、アーク発生後母材に入熱されたことにより、図5に示したよりもアーク長が長く、溶融池の大きさが大きくなっている。しかし、まだ溶融池の成長は不十分である。 FIG. 6 is a diagram schematically showing the state of the welding torch and the wire when the filler wire starts to be fed at time t6 in FIG. Referring to FIGS. 4 and 6, at time t <b> 6, the arc length is longer than that shown in FIG. 5 and the size of the molten pool is increased due to heat input to the base material after the arc is generated. However, the growth of the molten pool is still insufficient.
図7は、図4の時刻t7において、溶融池の形成が完了した状態の溶接トーチとワイヤの状態を模式的に示した図である。図4、図7を参照して、時刻t7では、溶融池は適正な大きさに成長しており、ちょうどそのタイミングでフィラーワイヤの先端は距離Dだけ送給され溶融池に挿入されている。 FIG. 7 is a diagram schematically showing the state of the welding torch and the wire in a state where the formation of the molten pool is completed at time t7 in FIG. Referring to FIGS. 4 and 7, at time t7, the molten pool has grown to an appropriate size, and at the same timing, the tip of the filler wire is fed by a distance D and inserted into the molten pool.
時刻t5から第1フィラーワイヤ送給開始遅延時間TD後の時刻t6において、フィラーワイヤ4の送給が開始され、時刻t7において、溶融池にフィラーワイヤ4が接触することによって検出電圧Vtが低下する。なお、時刻t7では、母材は適正な溶融池の形成が完了した状態となっている。以降は、このアーク状態が維持されたまま溶接が実行される。
At time t6 after the first filler wire feeding start delay time TD from time t5, feeding of the
時刻t5〜t7は、アークがスタートしてから溶融池の形成が完了するまでの時間、すなわち溶融池形成時間T1である。溶融池形成時間T1と送給開始遅延時間TDとの差(T1−TD)は、フィラーワイヤが空走する時間を示す。この値とフィラーワイヤ送給速度Fw1と図3の距離Dとの間には、次式(1)に示す関係が成立する。
(T1−TD)×Fw1=D …(1)
なお、溶接装置の制御パラメータとしては、送給開始遅延時間TDのほうが直接的に使用しやすいため、次式(2)で送給開始遅延時間TDを算出してもよい。
TD=T1−D/Fw1 …(2)
図8は、実施の形態1において実行される溶接スタート時の溶接条件の読み込み動作を説明するためのフローチャートである。
Times t5 to t7 are the time from the start of the arc to the completion of the formation of the molten pool, that is, the molten pool formation time T1. The difference (T1-TD) between the molten pool formation time T1 and the feed start delay time TD indicates the time during which the filler wire runs idle. Between this value and the filler wire feed speed Fw1 and the distance D in FIG. 3, the relationship shown in the following equation (1) is established.
(T1-TD) × Fw1 = D (1)
As the control parameter of the welding apparatus, the feed start delay time TD is easier to use directly, so the feed start delay time TD may be calculated by the following equation (2).
TD = T1-D / Fw1 (2)
FIG. 8 is a flowchart for explaining the welding condition reading operation at the start of welding executed in the first embodiment.
図1、図8を参照して、まずステップS1において、CPU30は、表示部34にメニューなどを表示し、溶接法、ワイヤ材質、ワイヤ径、ガス種類などの情報の入力をデータ入力部32から入力するようにユーザに促し、入力を受け付ける。
Referring to FIGS. 1 and 8, first, in step S <b> 1,
この時に入力されるデータは、たとえば、溶接法(短絡溶接、パルス溶接など)、母材材質(軟鋼、ステンレス鋼など)、ワイヤ材質(=母材材質)、ワイヤ径、ガス(MAG80%Ar,20%CO2など)等の情報を含む。 The data input at this time includes, for example, a welding method (short-circuit welding, pulse welding, etc.), a base material (soft steel, stainless steel, etc.), a wire material (= base material), a wire diameter, and a gas (MAG 80% Ar, Information such as 20% CO2).
続いて、ステップS2においてCPU30は、ステップS1で入力されたデータに基づいて、データベース36の中に格納されている複数のデータベースの中から使用するデータベースを選択する。
Subsequently, in step S2, the
ステップS3において、CPU30は、表示部34にメニューなどを表示し、母材データ(板厚、開先形状など)および溶接仕上がり形状(たとえば脚長など)の情報の入力をユーザに促し、入力を受け付ける。
In step S3, the
図9は、ステップS2で選択され、ステップS3で使用されるデータベースを説明するための図である。図9には、データベースの一例が示されているが、溶接法などが変わると適宜入力データや溶接条件の数や内容も変更される。図9を参照して、データ番号1には、入力データとして、板厚TH(1)、開先形状G(1)、脚長L(1)に対応する溶接条件(電流I(1),電圧V(1),溶接速度F(1))と溶融池形成時間T1(1)とが予め記録されている。データ番号2には、入力データとして、板厚TH(2)、開先形状G(2)、脚長L(2)に対応する溶接条件(電流I(2),電圧V(2),溶接速度F(2))と溶融池形成時間T1(2)とが予め記録されている。
FIG. 9 is a diagram for explaining the database selected in step S2 and used in step S3. FIG. 9 shows an example of a database. However, when the welding method or the like is changed, the number and contents of input data and welding conditions are changed as appropriate. Referring to FIG. 9,
CPU30は、図8のステップS4において、図9に示したデータベースの入力データ部分とステップS3でユーザから入力されたデータとを照合し、データベースから対応する溶接条件(電流I,電圧V,溶接速度F)を取得し、ステップS5において溶融池形成時間T1を取得する。
In step S4 in FIG. 8, the
そして、ステップS6において、送給開始遅延時間TDを算出する。送給開始遅延時間TDの算出は、たとえば先に説明した式(2)を使用して行なうことができる。なお、実施の形態1では、図9に示したように溶融池形成時間T1をデータベースに格納していたが、溶融池形成時間T1に代えて送給速度Fw1や送給開始遅延時間TDをデータベースに格納しておいて、読み出して使用するようにしてもよい。 In step S6, the feeding start delay time TD is calculated. The feed start delay time TD can be calculated using, for example, the equation (2) described above. In the first embodiment, the molten pool formation time T1 is stored in the database as shown in FIG. 9. However, instead of the molten pool formation time T1, the feeding speed Fw1 and the feeding start delay time TD are stored in the database. It may be stored in the memory and read out for use.
続いて、ステップS7においてアークの発生処理が行なわれ、ステップS8において、CPU30は、決定されたフィラーワイヤ4の制御条件を適用して溶接の開始を実行させる。
Subsequently, an arc generation process is performed in step S7, and in step S8, the
以上説明したように、実施の形態1によれば、フィラーワイヤを使用する溶接方法において、母材材質や被溶接対象物の形状が変更されたときにフィラーワイヤに関する制御パラメータを試行錯誤して決める必要がなくなり、作業効率が向上するとともに溶接品質も安定させることができる。 As described above, according to the first embodiment, in the welding method using the filler wire, when the base material or the shape of the workpiece is changed, the control parameters for the filler wire are determined by trial and error. This eliminates the need to improve work efficiency and stabilize welding quality.
[実施の形態2]
アーク発生処理は、通常、溶接を開始しようとする位置(溶接開始予定位置)において行なわれる。しかし、このアーク発生処理を行なうときに、たとえば、母材の表面にスラグなどの非金属物質が存在すると、アークが発生しないことがある。実施の形態2は、このような場合にアーク発生をリトライする際のアークスタート制御に関する。
[Embodiment 2]
The arc generation process is normally performed at a position where welding is to be started (welding start position). However, when this arc generation process is performed, for example, if a non-metallic substance such as slag exists on the surface of the base material, an arc may not be generated. The second embodiment relates to arc start control when retrying arc generation in such a case.
再び図1を参照して、溶接開始予定位置でアークが発生しない場合、溶接装置100は、溶接開始予定位置とは異なる位置(以後、「アーク発生処理リトライ位置」という)でアーク発生処理を実行する。アーク発生処理リトライ位置は、たとえば、溶接開始予定位置から溶接方向に進んだ位置、すなわち溶接線(溶接ライン)上のいずれかの位置とすることができる。もちろん、アーク発生処理リトライ位置は、溶接線上とは異なる位置であってもよい。また、アーク発生処理リトライ位置においてもアークが発生しないことがあるが、その場合、溶接装置100は、さらに別のアーク発生処理リトライ位置においてアーク発生処理を実行することができる。すなわち、溶接装置100は、アークの発生を試行しながら消耗電極ワイヤ3の先端を溶接開始予定位置から移動させ、いずれかのアーク発生処理リトライ位置でアークを発生させる。
Referring to FIG. 1 again, when no arc is generated at the welding start scheduled position,
アーク発生処理リトライ位置でアークが発生すると、溶接装置100は、発生したアークを維持しつつ溶接開始予定位置に移動させる。アークを維持しつつ移動させるには、消耗電極ワイヤ3と母材8との間の距離を適切に保ちながら消耗電極ワイヤ3を移動させる。消耗電極ワイヤ3は、溶接トーチ14によって、フィラーワイヤ4とともに移動する。
When an arc is generated at the arc generation processing retry position, the
この移動の間、溶接装置100は、フィラーワイヤ4の送給は行なわない。消耗電極ワイヤと母材との間にアークが発生していても、フィラーワイヤの送給を行なわなければ、アーク熱によって溶融池が形成されはじめたとしてもその成長が抑制される。これにより、アークが発生した位置と溶接開始予定位置との間に、不所望な溶接ビードが形成されるのを防ぐことができる。
During this movement, the
アークが溶接開始予定位置まで移動した後は、フィラーワイヤ4の送給を開始し、溶接方向に沿って溶接が進められる。ここで、アークが溶接開始予定位置に到達してから溶融池が形成されるまでには、一定の時間が掛かる。そのため、アーク発生処理リトライ位置において発生したアークが、溶接開始予定位置に到達してからフィラーワイヤ4の送給を開始するまでの間にも遅延時間(以後、「第2フィラーワイヤ送給開始遅延時間」という)を設けることが好ましい。
After the arc moves to the planned welding start position, feeding of the
溶接品質を向上させるためには、フィラーワイヤ4の送給は、送給開始時は比較的小さい速度で行なわれ、その後徐々に速度を上げ、最終的に一定の速度にすることがより好ましい。この変化は、溶接速度、溶接電流および溶接電圧についても同様である。そのため、フィラーワイヤ4の送給速度、溶接速度、溶接電流および溶接電圧が一定(以後、「溶接定常状態」という場合もある)になるタイミングが揃うように、それぞれの変化が適切に制御される。
In order to improve the welding quality, it is more preferable to feed the
アーク発生処理リトライ位置においてアークが発生した場合、そのアークが溶接開始予定位置に移動するまでの間に、アーク熱によって母材が加熱される。つまり、アークが溶接開始予定位置に到達したときには、すでに母材の温度がある程度上昇しており、比較的短時間で母材が融解して溶融池が形成され始める。ここで、アーク熱により長期間母材を加熱すると溶融池が大きくなりすぎて好ましくない。そのため、第2フィラーワイヤ送給開始遅延時間は、実施の形態1で説明した、第1フィラーワイヤ送給開始遅延時間(リトライしなかった時の送給開始遅延時間)よりも短く設定される。これにより、適切な大きさの溶融池が形成される。 When an arc is generated at the arc generation processing retry position, the base material is heated by the arc heat until the arc moves to the welding start scheduled position. That is, when the arc reaches the welding start scheduled position, the temperature of the base material has already risen to some extent, and the base material melts in a relatively short time and a molten pool begins to be formed. Here, it is not preferable to heat the base material for a long time by arc heat because the molten pool becomes too large. Therefore, the second filler wire feed start delay time is set shorter than the first filler wire feed start delay time (feed start delay time when retry is not performed) described in the first embodiment. As a result, an appropriately sized molten pool is formed.
さらに、アーク発生処理のリトライ位置においてアークが発生した場合は、アークが溶接開始予定位置に到達してから溶接定常状態に至るまでの時間が比較的短いため、溶接速度、溶接電流および溶接電圧も、比較的短時間で大きく変化するように制御する。 Furthermore, when an arc occurs at the retry position of the arc generation process, the time from when the arc reaches the welding start position to the steady state of welding is relatively short, so the welding speed, welding current, and welding voltage are also low. , And control to change greatly in a relatively short time.
図10は、溶接開始時におけるアーク発生のリトライ動作を説明するための図である。図10には、溶接対象の一例として、2枚の金属板をL字型に組み合わせてなる母材8Aが示されている。 FIG. 10 is a diagram for explaining an arc generation retry operation at the start of welding. FIG. 10 shows a base material 8A formed by combining two metal plates in an L shape as an example of an object to be welded.
図1および図10を参照して、溶接開始予定位置においてアークが発生しない場合、消耗電極ワイヤ3はアーク発生処理リトライ位置に移動する(図10の「移動1」)。アーク発生処理リトライ位置でアーク発生処理を実行し、アークが発生すると、発生したアークは、消耗電極ワイヤ3の移動に伴い溶接開始予定位置に移動する(図10の「移動2」)。アークが溶接開始予定位置に移動した後、フィラーワイヤ4の送給が開始され、消耗電極ワイヤ3は溶接方向に移動する(図10の「移動3」)。
Referring to FIGS. 1 and 10, when no arc is generated at the welding start scheduled position,
消耗電極ワイヤ3の溶接方向への移動によりアークが移動するため、溶接方向には溶融池が連続的に形成され始める。それに合わせてフィラーワイヤ4が送給されることで、溶接方向に、適切な大きさの溶融池が連続的に形成される。形成された溶融池は、アークが遠ざかるまたはアークが消滅すると、温度が低下して凝固し、溶接ビードになる。
Since the arc moves due to the movement of the
図11は、実施の形態2の溶接開始方法により形成された溶接ビードを説明するための図である。図11は、母材とその表面に形成された溶接ビードを断面で見た図である。図11に示すように、溶接開始予定位置から溶接方向に向かって、均一な厚みの溶接ビードが形成される。このため、実施の形態2の溶接開始方法によれば、溶接箇所によって溶接ビードの形状が異なるといったことがなく、適切な溶接が行なわれることになる。
FIG. 11 is a view for explaining a weld bead formed by the welding start method of the second embodiment. FIG. 11 is a cross-sectional view of a base material and a weld bead formed on the surface of the base material. As shown in FIG. 11, a weld bead having a uniform thickness is formed from the planned welding start position toward the welding direction. For this reason, according to the welding start method of
図12は、実施の形態のアーク溶接開始方法における制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、図1および図2の制御装置27で実行される。
FIG. 12 is a flowchart for explaining control in the arc welding start method of the embodiment. The processing of this flowchart is executed by the
図1および図12を参照して、はじめに、ステップS11においてCPU30は、アークの発生の通常のスタート設定をデータベース36から読み出す。データベースの一例については、後に図13を用いて説明する。
Referring to FIGS. 1 and 12, first, in step S <b> 11,
そして、溶接開始予定位置においてアーク発生処理が実行される(ステップS12)。
溶接開始予定位置においてアークが発生した場合(ステップS13でYES)、通常設定でフィラーワイヤ4の送給が開始され、溶接方向に溶接が行なわれる(ステップS14)。通常設定については、後に図14を参照して説明する。ステップS14の溶接が開始されると、フローチャートの処理は終了する(ステップS23)。
Then, arc generation processing is executed at the welding start scheduled position (step S12).
When an arc is generated at the welding start scheduled position (YES in step S13), feeding of the
溶接開始予定位置においてアークが発生しなかった場合(ステップS13でNO)、アーク発生処理が中止される(ステップS15)。アーク発生処理の中止は、たとえば、消耗電極ワイヤ3への溶接電流および溶接電圧の供給を停止することによって行なわれる。
If no arc is generated at the welding start scheduled position (NO in step S13), the arc generation process is stopped (step S15). The arc generation process is stopped, for example, by stopping the supply of welding current and welding voltage to the
ステップS15においてアーク発生処理が中止された後、ステップS16において、CPU30は、リトライ設定をデータベース36から読み出す。なお、ステップS16の処理は、ステップS11の処理を実行した時に同時に行っておいてもよい。この場合には、CPU30は、通常スタート設定とリトライ設定の2種類の設定をアークスタートの成否にかかわらず最初に読み出し、必要が生じたときのみリトライ設定を使用することになる。
After the arc generation process is stopped in step S15, the
アーク発生処理が中止された後、消耗電極ワイヤ3はアーク発生処理リトライ位置に移動される(ステップS17)。アーク発生処理リトライ位置は溶接開始予定位置以外の任意の位置でよいが、すでにアークの発生を試みて失敗した位置は除かれる。
After the arc generation process is stopped, the
ステップS17においてアーク発生リトライ位置に移動した後、アーク発生処理が実行される(ステップS18)。 After moving to the arc generation retry position in step S17, arc generation processing is executed (step S18).
アーク発生リトライ位置においてアークが発生した場合(ステップS19でYES)、ステップS20に処理が進められる。一方、アーク発生リトライ位置においてアークが発生しなかった場合(ステップS19でNO)、溶接処理は終了する(ステップS23)。 If an arc has occurred at the arc generation retry position (YES in step S19), the process proceeds to step S20. On the other hand, if no arc is generated at the arc generation retry position (NO in step S19), the welding process ends (step S23).
ステップS20では、アーク発生リトライ位置において発生したアークが維持されつつ溶接開始予定位置に移動する。このとき、フィラーワイヤ4の送給は行なわれない。このときの移動速度は、溶接が行なわれる速度とは異なる速度であってもよい。生産性などの観点から、移動速度は、アークが維持されなくなるのを回避できる(すなわちアーク切れを起こさない)程度に速い速度であることが好ましい。これにより、フィラーワイヤ4の送給による溶接が行なわれることなく、アークが溶接開始予定位置に到達する(ステップS21)。
In step S20, the arc generated at the arc generation retry position is maintained and moved to the welding start scheduled position. At this time, the
アークが溶接開始予定位置に到達すると、リトライ設定で、フィラーワイヤ4の送給が開始され、溶接方向に溶接が行なわれる(ステップS22)。リトライ設定については、後に図15を参照して説明する。ステップS22の溶接が開始されると、フローチャートの処理は終了する(ステップS23)。
When the arc reaches the welding start scheduled position, the feeding of the
図13は、図12のステップS11およびステップS16でアクセスされるデータベースに格納されているデータの一例を示した図である。図13を参照して、データ番号1,2・・・は、通常設定のデータであり、データ番号1R,2R・・・はリトライ設定のデータである。各々のデータ番号には、板厚TH、開先形状G、脚長Lとこれらに対応する実験的に求められた溶接条件1(電流I,電圧V,溶接速度F)と溶接条件2(送給開始遅延時間TD、溶接電流増加率β1、溶接電圧増加率β2、溶接速度増加率β3)とが予め記録されている。
FIG. 13 is a diagram showing an example of data stored in the database accessed in step S11 and step S16 in FIG. Referring to FIG. 13,
データ番号1には、入力データとして、板厚TH(1)、開先形状G(1)、脚長L(1)に対応する溶接条件1(電流I(1),電圧V(1),溶接速度F(1))と溶接条件2(送給開始遅延時間TD(1)、溶接電流増加率β1(1)、溶接電圧増加率β2(1)、溶接速度増加率β3(1))とが記録されている。データ番号2には、入力データとして、板厚TH(2)、開先形状G(2)、脚長L(2)に対応する溶接条件1(電流I(2),電圧V(2),溶接速度F(2))と溶接条件2(送給開始遅延時間TD(2)、溶接電流増加率β1(2)、溶接電圧増加率β2(2)、溶接速度増加率β3(2))とが記録されている。
In
データ番号1Rには、入力データとして、板厚TH(1)、開先形状G(1)、脚長L(1)に対応する溶接条件1(電流I(1),電圧V(1),溶接速度F(1))と溶接条件2(送給開始遅延時間TDR(1)、溶接電流増加率β1R(1)、溶接電圧増加率β2R(1)、溶接速度増加率β3R(1))とが記録されている。データ番号2Rには、入力データとして、板厚TH(2)、開先形状G(2)、脚長L(2)に対応する溶接条件1(電流I(2),電圧V(2),溶接速度F(2))と溶接条件2(送給開始遅延時間TDR(2)、溶接電流増加率β1R(2)、溶接電圧増加率β2R(2)、溶接速度増加率β3R(2))とが記録されている。
In data number 1R, as input data, welding condition 1 (current I (1), voltage V (1), welding corresponding to plate thickness TH (1), groove shape G (1), leg length L (1) Speed F (1)) and welding condition 2 (feed start delay time TDR (1), welding current increase rate β1R (1), welding voltage increase rate β2R (1), welding speed increase rate β3R (1)). It is recorded. In
なお、実施の形態1のように溶融池形成時間T1を記録しておいてこれに基づいて対応する送給開始遅延時間TDを算出するようにしてもよい。 Note that the molten pool formation time T1 may be recorded as in the first embodiment, and the corresponding feed start delay time TD may be calculated based on this.
図14、図15を使用して、図12のステップS14およびステップS22の詳細を対比しつつ説明する。 The details of step S14 and step S22 of FIG. 12 will be described using FIG. 14 and FIG.
図14は、図12のステップS14の通常設定の詳細を説明するフローチャートである。図1および図14を参照して、通常設定では、アーク発生処理を試みてから通常設定での遅延時間経過後にフィラーワイヤ4の送給を開始する(ステップS201)。アーク発生処理を試みるとは、たとえば、消耗電極ワイヤ3に溶接電圧を印加し、溶接電圧が印加された状態で消耗電極ワイヤ3が送給され、母材8に接触させて、両者の間にアークが発生するといった動作を示す。通常設定での遅延時間は、第1のフィラーワイヤ送給開始遅延時間に相当する。
FIG. 14 is a flowchart for explaining the details of the normal setting in step S14 of FIG. Referring to FIGS. 1 and 14, in the normal setting, feeding of
ステップS201においてフィラーワイヤの送給が開始されると、そこから溶接定常状態に至るまでの間、溶接電流は増加率β1で、溶接電圧は増加率β2で、溶接速度は増加率β3で変化するように制御される(ステップS202)。 When feeding of the filler wire is started in step S201, the welding current changes at an increase rate β1, the welding voltage increases at an increase rate β2, and the welding speed changes at an increase rate β3 until the welding steady state is reached. Control is performed as described above (step S202).
フィラーワイヤ4の送給速度、溶接速度、溶接電流、または溶接電圧が一定、つまり溶接定常状態になると、フローチャートの処理は終了する(ステップS203)。
When the feeding speed, the welding speed, the welding current, or the welding voltage of the
図15は、図12のステップS22のリトライ設定の詳細を説明するフローチャートである。図1および図15を参照して、リトライ設定では、アークが溶接開始予定位置に到達してからリトライ設定での遅延時間経過後にフィラーワイヤ4の送給を開始する(ステップS301)。リトライ設定での遅延時間は、上述の第2のフィラーワイヤ送給開始遅延時間TDRに相当する。つまり、ステップS301におけるリトライ設定での遅延時間は、図14のステップS201における通常設定での遅延時間よりも短い。
FIG. 15 is a flowchart for explaining details of the retry setting in step S22 of FIG. With reference to FIG. 1 and FIG. 15, in the retry setting, feeding of the
ステップS301においてフィラーワイヤの送給が開始されると、そこから溶接定常状態に至るまでの間、溶接電流は増加率β1Rで、溶接電圧は増加率β2Rで、溶接速度は増加率β3Rで変化するよう制御される(ステップS302)。ステップS302における溶接電流、溶接電圧および溶接速度は、図14のステップS202における溶接電流、溶接電圧および溶接速度よりも、短時間で大きく変化する。そのため、ステップS302における溶接電流、溶接電圧および溶接速度の増加率は、図14のステップS202における溶接電流、溶接電圧および溶接速度の増加率よりも、大きい。 When feeding of the filler wire is started in step S301, the welding current changes at an increase rate β1R, the welding voltage changes at an increase rate β2R, and the welding speed changes at an increase rate β3R until the welding steady state is reached. Control is performed (step S302). The welding current, welding voltage, and welding speed in step S302 change significantly in a shorter time than the welding current, welding voltage, and welding speed in step S202 of FIG. Therefore, the increasing rate of the welding current, welding voltage, and welding speed in step S302 is larger than the increasing rate of the welding current, welding voltage, and welding speed in step S202 of FIG.
フィラーワイヤ4の送給速度、溶接速度、溶接電流、または溶接電圧が一定、つまり溶接定常状態になると、フローチャートの処理は終了する(ステップS303)。
When the feeding speed, welding speed, welding current, or welding voltage of the
図16は、実施の形態2によるアーク溶接開始方法を説明するための図である。
まず、溶接開始予定位置において失敗せずアークが発生した場合の各要素の経時変化を、図16の実線で説明する。
FIG. 16 is a diagram for explaining an arc welding start method according to the second embodiment.
First, the change over time of each element when an arc is generated without failure at the planned welding start position will be described with a solid line in FIG.
図1および図16を参照して、溶接開始時には、まず、時刻t10において、トーチスイッチがONになる。トーチスイッチは、溶接装置100に溶接を開始させるためのスイッチである。トーチスイッチは、たとえば、制御装置27に設けられおよび/または制御される。なお、溶接が手動で行なわれる場合、トーチスイッチは、溶接トーチ14に設けられ、作業者によって制御される。
Referring to FIGS. 1 and 16, at the start of welding, first, the torch switch is turned on at time t10. The torch switch is a switch for causing the
時刻t10においてトーチスイッチがオンになると、溶接電圧Vが消耗電極ワイヤ3に印加される。また、消耗電極ワイヤ3の送給が開始される。ただし、このときの消耗電極ワイヤ3の送給速度は比較的低い速度(スローダウン速度)である。
When the torch switch is turned on at time t <b> 10, the welding voltage V is applied to the
時刻t20において、WCR(ウェルディングカレントリレー)がオン(ON)になる。すなわち、溶接電流Iが流れ始め、アークが発生する。これに伴い、溶接電圧は低下する。また、溶接速度が与えられ、進行方向に溶接が進み始める。 At time t20, WCR (welding current relay) is turned on. That is, the welding current I begins to flow and an arc is generated. Along with this, the welding voltage decreases. Also, a welding speed is given, and welding starts to proceed in the traveling direction.
溶接開始予定位置でアークが発生すると、時刻t40において溶接定常状態になるよう、溶接電流I、溶接電圧V、溶接速度F、フィラーワイヤ送給速度Fw1、消耗電極ワイヤ送給速度Fw0が変化する(t20からt40の間の実線)。特に、溶接電流Iは、傾き(スロープ)が増加率β1を示すように変化する。溶接電圧Vは、傾きが増加率β2を示すように変化する。溶接速度Fは、傾きが増加率β3を示すように変化する。 When an arc is generated at the welding start scheduled position, the welding current I, the welding voltage V, the welding speed F, the filler wire feeding speed Fw1, and the consumable electrode wire feeding speed Fw0 change so that the welding steady state is achieved at time t40 ( Solid line between t20 and t40). In particular, the welding current I changes such that the slope (slope) indicates the increase rate β1. The welding voltage V changes so that the slope indicates the increase rate β2. The welding speed F changes such that the slope indicates the increase rate β3.
また、フィラーワイヤ送給速度Fw1は、時刻t28において0から増加する。つまり、時刻t28においてフィラーワイヤの送給が開始される。時刻t10から時刻t28に至るまでの時間が、第1フィラーワイヤ送給開始遅延時間TDに相当する。 Further, the filler wire feed speed Fw1 increases from 0 at time t28. That is, the filler wire feeding is started at time t28. The time from time t10 to time t28 corresponds to the first filler wire feed start delay time TD.
時刻t40以降、溶接電流I、溶接電圧V、溶接速度F、フィラーワイヤ送給速度Fw1、消耗電極ワイヤ送給速度Fw0がいずれも一定の状態(溶接定常状態)で、溶接方向に溶接が進められる。 After time t40, welding proceeds in the welding direction with welding current I, welding voltage V, welding speed F, filler wire feed speed Fw1, and consumable electrode wire feed speed Fw0 all constant (welding steady state). .
一方、溶接開始予定位置ではなくアーク発生処理リトライ位置においてアークが発生した場合の各要素の経時変化を、図16の一点鎖線で説明する。 On the other hand, a change with time of each element when an arc is generated not at the welding start scheduled position but at the arc generation processing retry position will be described with a one-dot chain line in FIG.
図1および図16を参照して、アーク発生処理リトライ位置において発生したアークが、溶接開始予定位置に到達した時刻は、時刻t20に対応する。この場合、時刻t30において溶接定常状態になるよう、溶接電流I、溶接電圧V、溶接速度F、フィラーワイヤ送給速度Fw1、消耗電極ワイヤ送給速度Fw0が変化する(t20からt30の間の一点鎖線)。つまり、アーク発生処理リトライ位置でアークが発生した場合、溶接開始予定位置でアークが発生した場合に溶接定常状態になる時刻t40よりも前の時刻である時刻t30で、溶接定常状態に至る。特に、溶接電流Iは、傾きが増加率β1Rを示すように変化する。溶接電圧Vは、傾きが増加率β2Rを示すように変化する。溶接速度Fは、傾き増加率β3を示すように変化する。 Referring to FIGS. 1 and 16, the time when the arc generated at the arc generation processing retry position reaches the welding start scheduled position corresponds to time t20. In this case, the welding current I, the welding voltage V, the welding speed F, the filler wire feeding speed Fw1, and the consumable electrode wire feeding speed Fw0 change so that the welding steady state is reached at time t30 (one point between t20 and t30). Chain line). That is, when an arc is generated at the arc generation processing retry position, the steady welding state is reached at time t30, which is a time before time t40 when the welding is started when an arc is generated at the welding start scheduled position. In particular, the welding current I changes so that the slope indicates the increase rate β1R. The welding voltage V changes so that the slope indicates the increase rate β2R. The welding speed F changes so as to indicate an inclination increase rate β3.
また、フィラーワイヤ送給速度Fw1は、時刻t25において0から増加する。つまり、時刻t25においてフィラーワイヤの送給が開始される。すなわち、時刻t20から時刻t25に至る時間が、上述の第2フィラーワイヤ送給開始遅延時間TDRに相当する。 Further, the filler wire feed speed Fw1 increases from 0 at time t25. That is, the filler wire feeding is started at time t25. That is, the time from time t20 to time t25 corresponds to the above-described second filler wire feed start delay time TDR.
時刻t30以降、溶接電流I、溶接電圧V、溶接速度F、フィラーワイヤ送給速度Fw1、消耗電極ワイヤ送給速度Fw0がいずれも一定の状態(溶接定常状態)で、溶接方向に溶接が進められる。 After time t30, welding proceeds in the welding direction with welding current I, welding voltage V, welding speed F, filler wire feed speed Fw1, and consumable electrode wire feed speed Fw0 all constant (welding steady state). .
図16に示すように、溶接開始予定位置でアークが発生した場合(図16の実線)と、溶接開始予定位置とは異なる位置であるアーク発生処理リトライ位置でアークが発生した場合(図16の一点鎖線)では、フィラーワイヤの送給を開始するタイミング、溶接電流I、溶接電圧V、溶接速度Fなどの各要素が相違する。 As shown in FIG. 16, when an arc is generated at the planned welding start position (solid line in FIG. 16), and when an arc is generated at an arc generation processing retry position that is different from the planned welding start position (in FIG. 16). In the alternate long and short dash line), elements such as the timing at which the filler wire feeding starts, the welding current I, the welding voltage V, and the welding speed F are different.
なお、実施の形態1にも実施の形態2の増加率β1〜β3を適用して溶接開始の制御を行なってもよい。 Note that the welding start control may also be performed by applying the increasing rates β1 to β3 of the second embodiment to the first embodiment.
実施の形態2の溶接方法および溶接装置によれば、アークが発生した位置が溶接開始予定位置でなかった場合であっても、アークが発生した位置と溶接開始予定位置との間に、不所望な溶接ビードが形成されるのを防ぐことができる。 According to the welding method and the welding apparatus of the second embodiment, even if the position where the arc is generated is not the planned welding start position, it is not desired between the position where the arc is generated and the planned welding start position. It is possible to prevent the formation of a weld bead.
また、フィラーワイヤ送給開始遅延時間や溶接電流、溶接電圧、溶接速度の各増加率をリトライ設定において適宜変更することによって、適切な大きさの溶融池を形成できる。 Further, by appropriately changing the filler wire feed start delay time, the welding current, the welding voltage, and the increasing rate of the welding speed in the retry setting, an appropriately sized molten pool can be formed.
最後に、実施の形態1,2について再び図1等を参照して総括する。実施の形態1、2に係るアーク溶接方法は、電極(消耗電極ワイヤ3)で発生させたアークにより母材8とフィラーワイヤ4とを溶融させて溶接するアーク溶接方法である。このアーク溶接方法は、溶接開始時に、データベース36に予め記録された複数のデータ(図9、図13のNo.1,No.2・・・のデータ)から、ユーザから入力される母材情報(たとえば、板厚、開先形状、脚長等)に基づいて、1つのデータをプロセッサ30が読み出すステップ(図8のS5;図12のS11)と、読み出された1つのデータに基づいて、フィラーワイヤ4の制御条件をプロセッサ30が決定し、決定されたフィラーワイヤ4の制御条件を適用して溶接の開始をプロセッサ30が実行させるステップ(図8のS6〜S8;図12のS14)とを備える。
Finally, the first and second embodiments will be summarized again with reference to FIG. The arc welding method according to the first and second embodiments is an arc welding method in which the
ユーザが母材情報を入力することにより、プロセッサがフィラーワイヤの制御条件を決定するので、ユーザの調整作業などが大幅に軽減される。 When the user inputs the base material information, the processor determines the control condition of the filler wire, so that the user's adjustment work is greatly reduced.
好ましくは、予め記録された複数のデータの各々は、図9に示すように、母材形状および溶接仕上がり状態を示す第1データ(入力データ)と、フィラーワイヤの制御に関する第2データ(溶融池形成時間)とを含む。読み出すステップは、母材情報と第1データを照合して1つのデータを選択する。フィラーワイヤの制御条件は、第2データに基づいて決定されるフィラーワイヤの送給開始タイミングに関する条件(送給開始遅延時間TD)を含む。 Preferably, each of a plurality of pre-recorded data includes first data (input data) indicating a base material shape and a welding finish state, and second data (melt pool) relating to filler wire control, as shown in FIG. Forming time). In the reading step, one piece of data is selected by comparing the base material information with the first data. The filler wire control condition includes a condition (feed start delay time TD) related to the filler wire feed start timing determined based on the second data.
好ましくは、実施の形態2に係るアーク溶接方法は、図12に示すように、溶接開始予定位置でアークの発生に失敗した場合に、アーク発生のリトライのために溶接トーチを溶接開始予定位置とは異なるリトライ位置に移動させるステップ(S17)と、溶接開始予定位置でアークの発生に失敗した場合に、データベースに予め記録された複数のデータから、リトライのための他の1つのデータをプロセッサが読み出すステップ(S16)と、リトライ位置において発生したアークを溶接開始予定位置に移動させるステップ(S17)と、発生したアークが溶接開始予定位置に移動した後に、フィラーワイヤの送給を開始するステップ(S22)とをさらに備える。 Preferably, in the arc welding method according to the second embodiment, as shown in FIG. 12, when the generation of the arc fails at the welding start scheduled position, the welding torch is set to the welding start scheduled position for retrying the arc generation. The processor moves the data to a different retry position (S17) and, when the generation of an arc at the welding start scheduled position fails, the processor obtains another data for retry from a plurality of data recorded in advance in the database. A step of reading (S16), a step of moving the arc generated at the retry position to the planned welding start position (S17), and a step of starting feeding the filler wire after the generated arc has moved to the planned welding start position ( S22).
好ましくは、図1に示すように、電極は、消耗電極ワイヤであり、フィラーワイヤ4は、消耗電極ワイヤ3の溶接方向の後方に配置される。
Preferably, as shown in FIG. 1, the electrode is a consumable electrode wire, and the
ユーザが母材情報を入力することにより、アーク発生に失敗しリトライを行なう場合でも、プロセッサがアーク発生リトライ時のフィラーワイヤの制御条件を決定するので、ユーザの調整作業などが大幅に軽減される。 When the user inputs the base material information, even if the arc generation fails and the retry is performed, the processor determines the control condition of the filler wire at the time of the arc generation retry, so that the user's adjustment work is greatly reduced. .
図1に示した溶接装置100は、上記いずれかのアーク溶接方法を制御装置に実行させて溶接を行なう溶接装置である。
A
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1,2 コンタクトチップ、3 消耗電極ワイヤ、4 フィラーワイヤ、8,8A 母材、14 溶接トーチ、21 トーチ移動機構(ロボット)、22 電源装置、23 溶接用電源、24 検出用電源、25,26 ワイヤ送給装置、27 制御装置、30 CPU、32 データ入力部、34 表示部、36 データベース、100 溶接装置。 1, 2 Contact tip, 3 Consumable electrode wire, 4 Filler wire, 8, 8A Base material, 14 Welding torch, 21 Torch moving mechanism (robot), 22 Power supply device, 23 Welding power source, 24 Detection power source, 25, 26 Wire feeding device, 27 control device, 30 CPU, 32 data input unit, 34 display unit, 36 database, 100 welding device.
Claims (5)
溶接開始時に、データベースに予め記録された複数のデータから、ユーザから入力される母材情報に基づいて、1つのデータをプロセッサが読み出すステップと、
読み出された前記1つのデータに基づいて、前記フィラーワイヤの制御条件をプロセッサが決定し、決定された前記フィラーワイヤの制御条件を適用して溶接の開始をプロセッサが実行させるステップとを備え、
前記複数のデータの各々は、母材形状および溶接仕上がり状態を示す第1データと、前記フィラーワイヤの制御に関する第2データとを含み、
前記読み出すステップは、前記母材情報と前記第1データを照合して前記1つのデータを選択し、
前記フィラーワイヤの制御条件は、前記第2データに基づいて決定される前記フィラーワイヤの送給開始タイミングに関する条件を含む、アーク溶接方法。 An arc welding method in which a base material and a filler wire are melted and welded by an arc generated by an electrode,
From the plurality of data recorded in advance in the database at the start of welding, the processor reads one data based on the base material information input from the user;
A processor determining a control condition of the filler wire based on the read one data, and applying the determined control condition of the filler wire to cause the processor to start welding ;
Each of the plurality of data includes first data indicating a base material shape and a welding finish state, and second data regarding control of the filler wire,
The reading step selects the one data by comparing the base material information with the first data,
The control condition of the filler wire is an arc welding method including a condition related to a feed start timing of the filler wire determined based on the second data .
前記溶接開始予定位置でアークの発生に失敗した場合に、前記複数のデータのうちからリトライのための他の1つのデータをプロセッサが読み出すステップと、
前記リトライ位置において発生したアークを前記溶接開始予定位置に移動させるステップと、
前記発生したアークが前記溶接開始予定位置に移動した後に、前記フィラーワイヤの送給を開始するステップとをさらに備える、請求項1に記載のアーク溶接方法。 A step of moving a welding torch to a retry position different from the planned welding start position in order to retry the generation of an arc when the generation of the arc fails at the planned welding start position;
A step of reading out another data for retrying from the plurality of data when the generation of the arc at the welding start scheduled position fails,
Moving the arc generated at the retry position to the welding start scheduled position;
The arc welding method according to claim 1, further comprising a step of starting feeding the filler wire after the generated arc has moved to the welding start scheduled position.
溶接開始時に、データベースに予め記録された複数のデータから、ユーザから入力される母材情報に基づいて、1つのデータをプロセッサが読み出すステップと、
読み出された前記1つのデータに基づいて、前記フィラーワイヤの制御条件をプロセッサが決定し、決定された前記フィラーワイヤの制御条件を適用して溶接の開始をプロセッサが実行させるステップと、
溶接開始予定位置でアークの発生に失敗した場合に、アーク発生のリトライのために溶接トーチを前記溶接開始予定位置とは異なるリトライ位置に移動させるステップと、
前記溶接開始予定位置でアークの発生に失敗した場合に、前記複数のデータのうちからリトライのための他の1つのデータをプロセッサが読み出すステップと、
前記リトライ位置において発生したアークを前記溶接開始予定位置に移動させるステップと、
前記発生したアークが前記溶接開始予定位置に移動した後に、前記フィラーワイヤの送給を開始するステップとを備える、アーク溶接方法。 An arc welding method in which a base material and a filler wire are melted and welded by an arc generated by an electrode,
From the plurality of data recorded in advance in the database at the start of welding, the processor reads one data based on the base material information input from the user;
A processor determining a control condition of the filler wire based on the read one data, and applying the determined control condition of the filler wire to cause the processor to start welding;
A step of moving a welding torch to a retry position different from the planned welding start position in order to retry the generation of an arc when the generation of the arc fails at the planned welding start position;
A step of reading out another data for retrying from the plurality of data when the generation of the arc at the welding start scheduled position fails,
Moving the arc generated at the retry position to the welding start scheduled position;
After arc the generated is moved to the welding start position scheduled, and a step of starting the feeding of the filler wire, arc welding method.
前記フィラーワイヤは、前記消耗電極ワイヤの溶接方向の後方に配置される、請求項1〜3のいずれか1項に記載のアーク溶接方法。 The electrode is a consumable electrode wire;
The arc welding method according to claim 1, wherein the filler wire is arranged behind the consumable electrode wire in the welding direction.
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