JP6576294B2 - Pulse arc welding control method - Google Patents

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本発明は、消耗電極パルスアーク溶接の磁気吹き対策に関するものである。   The present invention relates to a countermeasure against magnetic blowing in consumable electrode pulse arc welding.

消耗電極パルスアーク溶接では、溶接ワイヤを送給し、ピーク電流及びピーク電圧を出力するピーク期間と、ベース電流及びベース電圧を出力するベース期間とを繰り返して溶接が行われる。ピーク電流は500A程度の大電流値に設定され、溶接ワイヤを溶融して溶滴の形成及び移行が行われる。ベース電流は30A程度に設定され、溶接ワイヤはほとんど溶融しない。パルスアーク溶接では、1回のピーク電流の通電によって1つの溶滴を移行させる1パルス1溶滴移行の状態を維持することが、スパッタの発生の少ない高品質の溶接ビードを得るために重要である。   In the consumable electrode pulse arc welding, welding is performed by feeding a welding wire and repeating a peak period for outputting a peak current and a peak voltage and a base period for outputting a base current and a base voltage. The peak current is set to a large current value of about 500 A, and the welding wire is melted to form and transfer droplets. The base current is set to about 30 A, and the welding wire hardly melts. In pulse arc welding, it is important to maintain a one-pulse, one-droplet transfer state in which one droplet is transferred by applying a single peak current in order to obtain a high-quality weld bead with less spattering. is there.

鉄鋼等のパルスアーク溶接においては、母材を通電する溶接電流によってアーク発生部の周辺に磁界が形成されて、この磁界からアークは力を受けて変形する場合がよくある。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。磁気吹きの発生状態がひどくなると、アークは大きく変形してアーク長が非常に長くなり、アークを維持することができなくなり、アーク切れを発生することになる。アーク切れが発生すると、溶接品質は悪くなる。このために、パルスアーク溶接においては、磁気吹き対策は大きな課題である。   In pulse arc welding of steel and the like, a magnetic field is often formed around the arc generating portion by a welding current passing through a base material, and the arc is often deformed by receiving a force from this magnetic field. Such a state is generally called magnetic blow or arc blow. When the state of occurrence of magnetic blow becomes worse, the arc is greatly deformed and the arc length becomes very long, the arc cannot be maintained, and an arc break occurs. When the arc break occurs, the welding quality deteriorates. For this reason, countermeasures against magnetic blowing are a major issue in pulse arc welding.

特許文献1の発明では、ベース期間中にアークが発生しているときのベース電圧の上昇率が基準上昇率以上になったことを検出して磁気吹きが発生したと判別し、ベース電流を200A以上に急増する磁気吹き対処制御を行っている。磁気吹きは、電流値が小さいためにアークの硬直性が弱くなるベース期間中に発生する。磁気吹きによってアーク長が長くなると、アーク電圧(ベース電圧)が大きくなることを利用して、磁気吹きの発生を判別している。また、ベース電流を増加させると、アークの硬直性が強くなり、磁界から力を受けてもアークの変形を抑制することができる。この結果、アーク切れを防止することができる。このときに、ベース電流は急増させる必要がある。この理由は、磁気吹きは一定のレベルを超えると急速に進行するので、ベース電流の増加が緩やかであると、アークの変形を抑制することができないからである。   In the invention of Patent Document 1, it is determined that the increase rate of the base voltage when the arc is generated during the base period is equal to or higher than the reference increase rate, and it is determined that the magnetic blow has occurred, and the base current is set to 200 A. The magnetic blow countermeasure control that increases rapidly as described above is performed. Magnetic blowing occurs during the base period when the arc stiffness becomes weak due to a small current value. The occurrence of magnetic blowing is determined by utilizing the fact that the arc voltage (base voltage) increases as the arc length increases due to magnetic blowing. Further, when the base current is increased, the rigidity of the arc becomes strong, and the deformation of the arc can be suppressed even when receiving a force from the magnetic field. As a result, arc interruption can be prevented. At this time, the base current needs to be increased rapidly. The reason for this is that since the magnetic blowing proceeds rapidly when it exceeds a certain level, the deformation of the arc cannot be suppressed if the increase in the base current is slow.

溶接電源の内部には溶接電圧を平滑するためのリアクトルが設けられている。リアクトルは、溶接電流の通電路(以下、単に通電路という場合がある)に挿入されているので、溶接電流の変化を緩やかにすることになる。リアクトルのインダクタンス値が大きくなるほど溶接電流の変化は緩やかになる。リアクトルとして可飽和リアクトルを使用する場合がある。可飽和リアクトルは、電流飽和値以下の電流範囲ではインダクタンス値が非常におおきくなり、飽和電流値よりも大きな電流範囲ではインダクタンス値が非常に小さくなる静謐を有している。可飽和リアクトルは、飽和電流値が通常のベース電流値よりも少し大きな値となるように設計される。この結果、ベース電流が通電するときのインダクタンス値が大きくなるために、通電状態が安定化する。そして、飽和電流値よりも大きな電流範囲ではインダクタンス値が小さくなるので、ベース電流からピーク電流への変化率を大きな値に設定することができる。   A reactor for smoothing the welding voltage is provided inside the welding power source. Since the reactor is inserted in the welding current energization path (hereinafter sometimes simply referred to as the energization path), the change in the welding current is moderated. As the inductance value of the reactor increases, the change in welding current becomes more gradual. A saturable reactor may be used as a reactor. The saturable reactor has a quietness in which the inductance value becomes very large in the current range below the current saturation value and becomes extremely small in the current range larger than the saturation current value. The saturable reactor is designed so that the saturation current value is a little larger than the normal base current value. As a result, since the inductance value when the base current is energized is increased, the energized state is stabilized. Since the inductance value decreases in the current range larger than the saturation current value, the rate of change from the base current to the peak current can be set to a large value.

リアクトルのインダクタンス値が大きい場合には、磁気吹きを判別してベース電流を増加させるときの増加率が緩やかになる。この結果、上述した従来技術では、磁気吹きの進行に対してベース電流の増加が遅れるために、アーク切れを抑制することができないという問題があった。   When the inductance value of the reactor is large, the rate of increase when the base current is increased by discriminating the magnetic blow becomes gradual. As a result, the above-described prior art has a problem that the arc break cannot be suppressed because the increase in the base current is delayed with respect to the progress of the magnetic blowing.

特開2004−268081号公報JP 2004-268081 A

そこで、本発明では、リアクトルのインダクタンス値が大きな場合でも、磁気吹きによるアーク切れを抑制することができるパルス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 a pulse arc welding control method that can suppress arc breakage due to magnetic blowing even when the inductance value of the reactor is large.

上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、溶接ワイヤを送給し、ピーク電流及びピーク電圧を出力するピーク期間とベース電流及びベース電圧を出力するベース期間とを繰り返し、前記ピーク電流及び前記ベース電流の通電路にリアクトルが設けられており、アークが発生しているときの前記ベース電圧の上昇に基づいて前記ベース電流を増加させて磁気吹きに対処するパルスアーク溶接制御方法において、
前記リアクトルと並列にトランジスタを設け、前記ベース電圧の上昇状態が予め定めた基準値以上になったときは、前記トランジスタをオン状態にして前記リアクトルを短絡状態にし、前記ベース電流を増加させる、
ことを特徴とするパルスアーク溶接制御方法である。
In order to solve the above-described problem, the invention of claim 1 is directed to feeding a welding wire, repeating a peak period for outputting a peak current and a peak voltage and a base period for outputting a base current and a base voltage, In a pulse arc welding control method in which a reactor is provided in a current and base current supply path, and the base current is increased based on an increase in the base voltage when an arc is generated to cope with magnetic blowing. ,
A transistor is provided in parallel with the reactor, and when the rising state of the base voltage is equal to or higher than a predetermined reference value, the transistor is turned on, the reactor is short-circuited, and the base current is increased.
It is the pulse arc welding control method characterized by this.

請求項2の発明は、前記増加させた前記ベース電流の値が予め定めた基準電流値以上になったときは、前記トランジスタをオフ状態にする、ことを特徴とする請求項1に記載のパルスアーク溶接制御方法である。   The invention according to claim 2 is characterized in that the transistor is turned off when the increased value of the base current exceeds a predetermined reference current value. This is an arc welding control method.

請求項3の発明は、前記リアクトルが可飽和リアクトルであるときは、前記基準電流値を飽和電流値よりも大きな値に設定する、ことを特徴とする請求項2に記載のパルスアーク溶接制御方法である。   The invention according to claim 3 is characterized in that, when the reactor is a saturable reactor, the reference current value is set to a value larger than the saturation current value. It is.

本発明によれば、ベース電圧の上昇状態が基準値以上になったことで磁気吹きの発生を判別すると、トランジスタをオン状態にしてリアクトルを短絡状態にし、ベース電流を急速に増加させている。このために、本発明では、リアクトルのインダクタンス値が大きな場合でも、磁気吹きによるアーク切れを抑制することができる。   According to the present invention, when the occurrence of magnetic blowing is determined because the rising state of the base voltage is equal to or higher than the reference value, the transistor is turned on, the reactor is short-circuited, and the base current is rapidly increased. For this reason, in this invention, even when the inductance value of a reactor is large, the arc break by magnetic blowing can be suppressed.

本発明の実施の形態1に係るパルスアーク溶接制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。It is a block diagram of the welding power supply for implementing the pulse arc welding control method which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るパルスアーク溶接制御方法を示す図1の溶接電源における各信号のタイムチャートである。It is a time chart of each signal in the welding power supply of FIG. 1 which shows the pulse arc welding control method which concerns on Embodiment 1 of this invention.

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

[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1に係るパルスアーク溶接制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram of a welding power source for carrying out the pulse arc welding control method according to Embodiment 1 of the present invention. Hereinafter, each block will be described with reference to FIG.

電源主回路MCは、3相200V等の商用電源(図示は省略)を入力として、後述する電流誤差増幅信号Eiに従ってインバータ制御、サイリスタ位相制御等の出力制御を行い、溶接に適した出力電圧を出力する。   The power supply main circuit MC receives a commercial power supply (not shown) such as a three-phase 200V, performs output control such as inverter control and thyristor phase control according to a current error amplification signal Ei described later, and outputs an output voltage suitable for welding. Output.

リアクトルWLは、電源主回路MCの出力に設けられ、出力電圧を平滑する。リアクトルWLとして、可飽和リアクトルが使用される場合がある。可飽和リアクトルは、通電する電流値が飽和電流値未満のときはインダクタンス値がおおきくなり、飽和電流値以上のときはインダクタンス値は小さくなる。ベース電流Ibの通常値は20〜50A程度であるので、飽和電流値が50A程度になるように可飽和リアクトルは設計される。   Reactor WL is provided at the output of power supply main circuit MC and smoothes the output voltage. A saturable reactor may be used as the reactor WL. The saturable reactor has a large inductance value when the current value to be energized is less than the saturation current value, and the inductance value is small when the current value exceeds the saturation current value. Since the normal value of the base current Ib is about 20 to 50A, the saturable reactor is designed so that the saturation current value is about 50A.

溶接ワイヤ1は、ワイヤ送給モータ(図示は省略)に結合された送給ロール5の回転によって溶接トーチ4内を通って送給され、母材2との間にアーク3が発生する。溶接トーチ4内の給電チップ(図示は省略)と母材2との間には溶接電圧Vwが印加し、溶接電流Iwが通電する。   The welding wire 1 is fed through the welding torch 4 by the rotation of a feeding roll 5 coupled to a wire feeding motor (not shown), and an arc 3 is generated between the welding wire 1 and the base material 2. A welding voltage Vw is applied between the power feed tip (not shown) in the welding torch 4 and the base material 2, and a welding current Iw is conducted.

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、上記の電圧検出信号Vdを平均化して、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。   The voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw and outputs a voltage detection signal Vd. The voltage averaging circuit VAV averages 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.

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、上記の電圧誤差増幅信号Evに応じた周波数を有するパルス周波数信号Tfを出力する。このパルス周波数信号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   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 frequency signal Tf having a frequency corresponding to the voltage error amplification signal Ev. The pulse frequency signal Tf is a signal for determining a frequency having a peak period and a base period as one cycle.

ピーク期間タイマ回路TTPは、上記のパルス周波数信号Tfの周波数ごとに予め定めたピーク期間TpだけHigh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Tp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 peak period timer circuit TTP outputs a peak period signal Ttp that is at a high level for a predetermined peak period Tp for each frequency of the pulse frequency signal Tf. Therefore, the peak period signal Ttp is a signal that is at a high level during the peak period Tp and is at a low level during the base period.

アーク判別回路ADは、上記の電圧検出信号Vdを入力として、この値に基づいてアーク発生状態であるかを判別してHighレベルとなるアーク判別信号Adを出力する。   The arc determination circuit AD receives the voltage detection signal Vd as described above, determines whether or not an arc is generated based on this value, and outputs an arc determination signal Ad that is at a high level.

ベース電圧上昇状態検出回路DVは、上記のピーク期間信号Ttp、上記のアーク判別信号Ad及び上記の電圧検出信号Vdを入力として、ピーク期間信号TtpがLowレベル(ベース期間Tb)であり、かつ、アーク判別信号AdがHighレベル(アーク発生状態)であるときの電圧検出信号Vd(ベース電圧)の上昇状態を検出して、ベース電圧上昇状態検出信号Dvを出力する。ベース電圧上昇状態検出信号Dvは、例えば以下のようにして算出される。
1)ベース期間中のアーク発生状態における電圧検出信号Vdの上昇率(微分地)
2)予め定めた基準ベース電圧値からの、ベース期間中のアーク発生状態における電圧検出信号Vdの上昇値(差分値)
3)ベース期間中のアーク発生状態における電圧検出信号Vdの絶対値
The base voltage rise state detection circuit DV receives the peak period signal Ttp, the arc determination signal Ad, and the voltage detection signal Vd, and the peak period signal Ttp is at a low level (base period Tb). A rising state of the voltage detection signal Vd (base voltage) when the arc discrimination signal Ad is at a high level (arc generation state) is detected, and a base voltage rising state detection signal Dv is output. The base voltage increase state detection signal Dv is calculated as follows, for example.
1) Rate of increase of voltage detection signal Vd in the arc generation state during the base period (differential ground)
2) Increase value (difference value) of the voltage detection signal Vd in the arc generation state during the base period from a predetermined reference base voltage value
3) Absolute value of the voltage detection signal Vd in the arc generation state during the base period

判別回路HBは、上記のベース電圧上昇状態検出信号Dv及び上記のピーク期間信号Ttpを入力として、ベース電圧上昇状態検出信号Dvの値が予め定めた基準値以上になるとHighレベルにセットされ、その後にピーク期間信号TtpがHighレベルになるとLowレベルにリセットされる判別信号Hbを出力する。基準値は、ベース電圧の上昇状態が磁気吹き発生状態にあることを判別するためのしきい値である。   The discrimination circuit HB receives the base voltage rise state detection signal Dv and the peak period signal Ttp as an input, and is set to a high level when the value of the base voltage rise state detection signal Dv exceeds a predetermined reference value. When the peak period signal Ttp becomes High level, a determination signal Hb that is reset to Low level is output. The reference value is a threshold value for determining that the rising state of the base voltage is in the state of occurrence of magnetic blow.

通常ベース電流設定回路IBSRは、予め定めたベース電流の通常値を設定するための通常ベース電流設定信号Ibsrを出力する。通常ベース電流設定信号Ibsrの設定範囲は、20〜50A程度である。   The normal base current setting circuit IBSR outputs a normal base current setting signal Ibsr for setting a normal value of a predetermined base current. The setting range of the normal base current setting signal Ibsr is about 20 to 50A.

増加ベース電流設定回路IBURは、予め定めた増加ベース電流設定信号Iburを出力する。増加ベース電流設定信号Iburは、200A以上であり、ピーク電流設定信号Ipr以下に設定される。増加ベース電流設定信号Iburは、磁気吹き発生状態となり、急速に進行するアークの変形を抑制することができる値に設定される。   Increase base current setting circuit IBUR outputs a predetermined increase base current setting signal Ibur. Increase base current setting signal Ibur is 200 A or more, and is set to be equal to or less than peak current setting signal Ipr. The increased base current setting signal Ibur is set to a value capable of suppressing the rapid deformation of the arc in a state where a magnetic blow occurs.

ベース電流設定回路IBRは、上記の判別信号Hb、上記の通常ベース電流設定信号Ibsr及び上記の増加ベース電流設定信号Iburを入力として、判別信号HbがLowレベルのときは通常ベース電流設定信号Ibsrをベース電流設定信号Ibrとして出力し、判別信号HbがHighレベル(磁気吹き発生状態)のときは増加ベース電流設定信号Iburをベース電流設定信号Ibrとして出力する。   The base current setting circuit IBR receives the determination signal Hb, the normal base current setting signal Ibsr, and the increased base current setting signal Ibur as an input, and outputs the normal base current setting signal Ibsr when the determination signal Hb is at a low level. The base current setting signal Ibr is output, and when the determination signal Hb is at the high level (magnetic blow occurrence state), the increased base current setting signal Ibur is output as the base current setting signal Ibr.

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。ピーク電流設定信号Iprは、溶接ワイヤの直径、材質、送給速度等に応じて、400〜600A程度に設定される。   The peak current setting circuit IPR outputs a predetermined peak current setting signal Ipr. The peak current setting signal Ipr is set to about 400 to 600 A according to the diameter, material, feeding speed, etc. of the welding wire.

電流設定回路IRは、上記のベース電流設定信号Ibr、上記のピーク電流設定信号Ipr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Highレベルのときはピーク電流設定信号Iprを電流設定信号Irとして出力し、ピーク期間信号TtpがLowレベルのときはベース電流設定信号Ibrを電流設定信号Irとして出力する。   The current setting circuit IR receives the base current setting signal Ibr, the peak current setting signal Ipr, and the peak period signal Ttp as an input, and when the peak period signal Ttp is at a high level, the current setting circuit IR sets the peak current setting signal Ipr. When the peak period signal Ttp is at the low level, the base current setting signal Ibr is output as the current setting signal Ir.

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、上記の電流設定信号Ir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。   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 setting signal Ir and the current detection signal Id, and outputs a current error amplification signal Ei.

駆動回路DRは、上記の判別信号Hb及び上記の電流検出信号idを入力として、判別信号HbがHighレベルに変化するとHighレベルにセットされ、その後に電流検出信号Idの値が予め定めた基準電流値以上になるとLowレベルにリセットされる駆動信号Drを出力する。トランジスタTRは、上記のリアクトルWLと並列に接続されて、上記の駆動信号Drがベース端子に接続される。したがって、トランジスタTRは、駆動信号DrがHighレベルになるとオン状態となり、Lowレベルになるとオフ状態となる。すなわち、トランジスタTRは、磁気吹き発生を判別するとオン状態となり、リアクトルWLを短絡状態にする。トランジスタTRは、溶接電流Iwの値が基準電流値まで増加するとオフ状態となり、リアクトルWLは通電路に挿入された通常の状態となる。上記の基準電流値は、通常ベース電流設定信号Ibsrの値よりも大きく、増加ベース電流設定信号Iburの値以下に設定される。リアクトルWLが可飽和リアクトルであるときは、基準電流値は、飽和電流値よりも10〜50A程度大きな値に設定される。基準電流値の設定範囲は、60〜100A程度に設定される。   The drive circuit DR receives the discrimination signal Hb and the current detection signal id, and is set to a high level when the discrimination signal Hb changes to a high level. Thereafter, the value of the current detection signal Id is a predetermined reference current. When the value exceeds the value, the drive signal Dr that is reset to the low level is output. The transistor TR is connected in parallel with the reactor WL, and the drive signal Dr is connected to the base terminal. Therefore, the transistor TR is turned on when the drive signal Dr is at a high level, and is turned off when the drive signal Dr is at a low level. That is, when determining that the magnetic blow has occurred, the transistor TR is turned on, and the reactor WL is short-circuited. When the value of the welding current Iw increases to the reference current value, the transistor TR is turned off, and the reactor WL is in a normal state inserted in the energization path. The reference current value is set to be larger than the value of the normal base current setting signal Ibsr and not more than the value of the increased base current setting signal Ibur. When the reactor WL is a saturable reactor, the reference current value is set to a value about 10 to 50 A larger than the saturation current value. The setting range of the reference current value is set to about 60 to 100A.

図2は、本発明の実施の形態1に係るパルスアーク溶接制御方法を示す図1の溶接電源における各信号のタイムチャートである。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の時間変化を示し、同図(C)は判別信号Hbの時間変化を示し、同図(D)は駆動信号Drの時間変化を示す。同図は、リアクトルWLが可飽和リアクトルの場合である。以下、同図を参照して動作を説明する。   FIG. 2 is a time chart of each signal in the welding power source of FIG. 1 showing the pulse arc welding control method according to the first embodiment of the present invention. (A) shows the time change of the welding current Iw, (B) shows the time change of the welding voltage Vw, (C) shows the time change of the discrimination signal Hb, (D) Indicates the time change of the drive signal Dr. This figure shows a case where the reactor WL is a saturable reactor. The operation will be described below with reference to FIG.

同図は、2周期の波形を示している。第1周期は、ベース期間Tb中に磁気吹きが発生しなかった場合である。第2周期は、ベース期間Tb中に磁気吹きが発生した場合である。   The figure shows a two-cycle waveform. The first period is a case where no magnetic blow occurs during the base period Tb. The second period is a case where magnetic blowing occurs during the base period Tb.

(1)時刻t1〜t3の第1周期の動作説明
時刻t1〜t2の予め定めたピーク期間Tp中は、同図(A)に示すように、ベース電流Ibから傾斜を有して増加した後に急速に増加し、予め定めたピーク電流Ipが通電する。傾斜を有するのは、可飽和リアクトルのインダクタンス値が大きいためであり、飽和電流値以上になるとインダクタンス値が小さくなり、ピーク電流Ipへと急速に増加する。同時に、同図(B)に示すように、アーク長に比例したピーク電圧が印加する。ピーク電流Ipは、図1のピーク電流設定信号Iprによって設定される。ピーク期間Tp中に、溶接ワイヤの先端が溶融されて、溶滴が形成され、ピーク期間Tpの終了前後のタイミングで溶滴は溶融池へと移行する(1パルス1溶滴移行状態)。ピーク期間Tp及びピーク電流Ipは、この1パルス1溶滴移行状態になるように設定される。
(1) Description of operation in the first period from time t1 to time t3 During a predetermined peak period Tp from time t1 to time t2, after increasing with an inclination from the base current Ib, as shown in FIG. It rapidly increases and a predetermined peak current Ip is energized. The reason for the inclination is that the inductance value of the saturable reactor is large. When the saturation current value is exceeded, the inductance value decreases and rapidly increases to the peak current Ip. At the same time, a peak voltage proportional to the arc length is applied as shown in FIG. The peak current Ip is set by the peak current setting signal Ipr in FIG. During the peak period Tp, the tip of the welding wire is melted to form droplets, and the droplets move to the molten pool at the timing before and after the end of the peak period Tp (1 pulse 1 droplet transfer state). The peak period Tp and the peak current Ip are set so as to be in this 1 pulse 1 droplet transfer state.

時刻t2〜t3のベース期間Tb中は、磁気吹きが発生していない状態であるので、同図(A)に示すように、ピーク電流Ipから急速に減少した後に傾斜を有して減少し、予め定めた通常値のベース電流Ibが通電する。傾斜を有するのは、上述したように、可飽和リアクトルのインダクタンス値が飽和電流値以下になると大きくなるためである。同時に、同図(B)に示すように、略一定値となる通常値のベース電圧Vbが印加する。通常値のベース電流Ibは、図1の通常ベース電流設定信号Ibsrによって設定される。   During the base period Tb from time t2 to t3, no magnetic blow occurs, so as shown in FIG. 5A, the current decreases rapidly from the peak current Ip and then decreases with a slope. A base current Ib having a predetermined normal value is energized. The reason for the inclination is that, as described above, the inductance value of the saturable reactor becomes larger when the saturation current value is less than or equal to the saturation current value. At the same time, as shown in FIG. 5B, a normal base voltage Vb that is a substantially constant value is applied. The normal value base current Ib is set by the normal base current setting signal Ibsr in FIG.

上述した時刻t1〜t3が1パルス周期となる。パルス周期(パルス周波数)は、溶接電圧Vwの平均値が電圧設定信号Vrの値と等しくなるようにフィードバック制御(周波数変調制御)される。これにより、アーク長の平均値が適正値に維持される。時刻t1〜t3の第1周期中は磁気吹きは発生していないので、同図(C)に示すように、判別信号HbはLowレベルのままである。また、同図(D)に示すように、駆動信号DrはLowレベルのままであるので、図1のトランジスタTRはオフ状態となり、リアクトルWLは通電路に挿入される通常の状態となる。   The above-described times t1 to t3 are one pulse period. The pulse period (pulse frequency) is feedback controlled (frequency modulation control) so that the average value of the welding voltage Vw becomes equal to the value of the voltage setting signal Vr. Thereby, the average value of the arc length is maintained at an appropriate value. Since the magnetic blow does not occur during the first period from time t1 to time t3, the discrimination signal Hb remains at the low level as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 4D, since the drive signal Dr remains at the low level, the transistor TR in FIG. 1 is turned off, and the reactor WL is in a normal state where it is inserted into the energization path.

(2)時刻t3〜t4の第2周期の動作説明
時刻t3〜t4のピーク期間Tpの動作は、時刻t1〜t2と同様である。さらに、時刻t4〜t41の期間の動作は、時刻t2〜t3と同様である。
(2) Description of operation in second period from time t3 to t4 The operation in the peak period Tp from time t3 to t4 is the same as that from time t1 to t2. Further, the operation in the period from time t4 to t41 is the same as that from time t2 to t3.

時刻t41において、磁気吹きが発生したためにアークが変形してアーク長が通常状態よりも次第に長くなる。このために、同図(B)に示すように、ベース電圧Vbは、時刻t41から上昇し、時刻t42において上昇状態が基準値以上となる。ベース電圧Vbの上昇状態が基準値以上となると、同図(C)に示すように、判別信号HbがHighレベルに変化する。これに応動して、同図(D)に示すように、駆動信号DrはHighレベルに変化し、トランジスタTRがオン状態となり、リアクトルWLは短絡状態(バイパス状態)となる。このために、通電路のインダクタンス値は飽和電流値未満であっても小さな値となる。そして、同図(A)に示すように、ベース電流Ibはインダクタンス値が小さいので増加ベース電流値Ibuへと急速に増加する。増加中の時刻t43において、ベース電流Ibの値が予め定めた基準電流値以上となると、同図(D)に示すように、駆動信号Drはオフ状態に戻り、通電路にリアクトルWLが挿入された状態に戻る。駆動信号DrがLowレベルにリセットされるタイミングを、ベース電流Ibの値が増加ベース電流値Ibuに達した時点、又は、次のパルス周期が開始された時点としても良い。増加ベース電流値Ibuは、図1の増加ベース電流設定信号Iburによって設定される。   At time t41, since the magnetic blow has occurred, the arc is deformed and the arc length becomes gradually longer than the normal state. For this reason, as shown in FIG. 5B, the base voltage Vb increases from time t41, and the rising state becomes equal to or higher than the reference value at time t42. When the rising state of the base voltage Vb becomes equal to or higher than the reference value, the determination signal Hb changes to the high level as shown in FIG. In response to this, as shown in FIG. 4D, the drive signal Dr changes to the high level, the transistor TR is turned on, and the reactor WL is in a short circuit state (bypass state). For this reason, the inductance value of the current path is a small value even if it is less than the saturation current value. As shown in FIG. 9A, the base current Ib rapidly increases to the increased base current value Ibu because the inductance value is small. When the value of the base current Ib becomes equal to or higher than a predetermined reference current value at time t43 during the increase, the drive signal Dr returns to the off state and the reactor WL is inserted into the energization path as shown in FIG. Return to the state. The timing at which the drive signal Dr is reset to the low level may be the time when the value of the base current Ib reaches the increased base current value Ibu or the time when the next pulse cycle is started. The increased base current value Ibu is set by the increased base current setting signal Ibur in FIG.

時刻t43から、同図(A)に示すように、ベース電流Ibが増加ベース電流値Ibuへと急増するために、アークの変形は抑制される。この結果、同図(B)に示すように、ベース電圧Vbは、時刻t43から上昇状態が緩やかになり、その後は時刻t5まで下降状態となる。時刻t43〜t5の期間中は、同図(A)に示すように、ベース電流Ibは増加ベース電流値Ibuを維持する。時刻t5において、次のパルス周期が開始されると、同図(C)に示す判別信号HbはLowレベルに戻る。判別信号HbがLowレベルにリセットされるタイミングを、ベース電圧Vbの上昇状態が終わり下降状態になったときとしても良い。同図ではリアクトルWLが可飽和リアクトルである場合を説明したが、電流範囲によらずインダクタンス値が略一定値となる通常のリアクトルの場合も同様である。   Since the base current Ib rapidly increases to the increased base current value Ibu from time t43 as shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 5B, the base voltage Vb gradually increases from time t43, and thereafter decreases until time t5. During the period from time t43 to t5, the base current Ib maintains the increased base current value Ibu as shown in FIG. When the next pulse cycle starts at time t5, the determination signal Hb shown in FIG. The timing at which the determination signal Hb is reset to the low level may be the time when the rising state of the base voltage Vb ends and the falling state is reached. In the figure, the case where the reactor WL is a saturable reactor has been described, but the same applies to a normal reactor in which the inductance value is a substantially constant value regardless of the current range.

以下、実施の形態1に係るパルスアーク溶接制御方法による磁気吹き対処の作用について説明する。図2の第2周期の動作で説明したように、ベース電圧Vbの上昇状態によって磁気吹きの発生を判別している。ベース電圧Vbの上昇状態が基準値以上になったことによって磁気吹きの発生を判別すると、トランジスタTRをオン状態にしてリアクトルWLを短絡状態(バイパス状態)にする。そして、通電路のインダクタンス値を小さくした上で、ベース電流Ibを増加ベース電流値Ibuまで急速に増加させる。これにより、アークの硬直性を迅速に強くして、アーク切れの発生を阻止している。従来技術では、リアクトルのインダクタンス値が大きい場合には、ベース電流Ibが増加ベース電流値Ibuに達するまでに時間がかかり、アーク切れが発生する場合があった。これに対して、本実施の形態では、アーク切れを確実に阻止することができる。   Hereinafter, the action of the magnetic blow countermeasure by the pulse arc welding control method according to the first embodiment will be described. As described in the operation of the second period in FIG. 2, the occurrence of magnetic blow is determined based on the rising state of the base voltage Vb. When it is determined that the magnetic blow has occurred because the rising state of the base voltage Vb is equal to or higher than the reference value, the transistor TR is turned on, and the reactor WL is brought into a short circuit state (bypass state). Then, the base current Ib is rapidly increased to the increased base current value Ibu after reducing the inductance value of the current path. Thereby, the rigidity of the arc is quickly increased to prevent the occurrence of arc breakage. In the prior art, when the inductance value of the reactor is large, it takes time until the base current Ib reaches the increased base current value Ibu, and an arc break may occur. On the other hand, in this embodiment, it is possible to reliably prevent arc breakage.

上述した実施の形態1によれば、通電路のリアクトルと並列にトランジスタを設け、ベース電圧の上昇状態が予め定めた基準値以上になったときは、トランジスタをオン状態にしてリアクトルを短絡状態にし、ベース電流を急速に増加させる。本実施の形態では、ベース電圧の上昇状態が基準値以上になったことで磁気吹きの発生を判別すると、トランジスタをオン状態にしてリアクトルを短絡状態にし、ベース電流を急速に増加させている。このために、本実施の形態では、リアクトルのインダクタンス値が大きな場合でも、磁気吹きによるアーク切れを抑制することができる。   According to the first embodiment described above, a transistor is provided in parallel with the reactor of the energization path, and when the rising state of the base voltage is equal to or higher than a predetermined reference value, the transistor is turned on and the reactor is short-circuited. , Increase the base current rapidly. In the present embodiment, when the occurrence of magnetic blow is determined because the rising state of the base voltage is equal to or higher than the reference value, the transistor is turned on, the reactor is short-circuited, and the base current is rapidly increased. For this reason, in this Embodiment, even when the inductance value of a reactor is large, the arc break by magnetic blowing can be suppressed.

さらに、本実施の形態において、増加させた前記ベース電流の値が予め定めた基準電流値以上になったときは、トランジスタをオフ状態に戻すようにしても良い。このようにすると、必要最小限の時間だけトランジスタがオン状態となるので、トランジスタの損失を小さくすることができ、安価になる。また、電流値が必要以上に大きくなる前にトランジスタがオフされるので、ターンオフ時のサージ電圧を小さく抑制することができ、トランジスタの損傷を抑制することができる。   Furthermore, in this embodiment, when the increased base current value is equal to or higher than a predetermined reference current value, the transistor may be returned to an off state. In this case, the transistor is turned on for a necessary minimum time, so that the loss of the transistor can be reduced and the cost is reduced. In addition, since the transistor is turned off before the current value becomes larger than necessary, the surge voltage at the time of turn-off can be suppressed to be small, and damage to the transistor can be suppressed.

さらに、本実施の形態において、リアクトルが可飽和リアクトルであるときは、基準電流値を飽和電流値よりも10〜50A大きな値に設定する。これにより、トランジスタのオン状態を必要最小限の適正時間に設定することができる。   Further, in the present embodiment, when the reactor is a saturable reactor, the reference current value is set to a value 10 to 50 A larger than the saturation current value. Thereby, the ON state of the transistor can be set to a necessary minimum appropriate time.

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 アーク判別回路
Ad アーク判別信号
DR 駆動回路
Dr 駆動信号
DV ベース電圧上昇状態検出回路
Dv ベース電圧上昇状態検出信号
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
HB 判別回路
Hb 判別信号
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
IBSR 通常ベース電流設定回路
Ibsr 通常ベース電流設定信号
IBUR 増加ベース電流設定回路
Ibur 増加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
IR 電流設定回路
Ir 電流設定信号
Iw 溶接電流
MC 電源主回路
Tb ベース期間
Tf パルス周波数信号
Tp ピーク期間
TR トランジスタ
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 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
VR 電圧設定回路
Vr 電圧設定信号
Vw 溶接電圧
WL リアクトル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding wire 2 Base material 3 Arc 4 Welding torch 5 Feed roll AD Arc discrimination circuit Ad Arc discrimination signal DR Drive circuit Dr Drive signal DV Base voltage rise state detection circuit Dv Base voltage rise state detection signal EI Current error amplification circuit Ei Current Error amplification signal EV Voltage error amplification circuit Ev Voltage error amplification signal HB Discrimination circuit Hb Discrimination signal Ib Base current IBR Base current setting circuit Ibr Base current setting signal IBSR Normal base current setting circuit Ibsr Normal base current setting signal IBUR Increase base current setting circuit Ibur Increase 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 IR Current setting circuit Ir Current setting signal Iw Welding current MC Power supply main circuit Tb Base period Tf Pulse frequency signal Tp Peak period TR transistor TTP peak period timer circuit Ttp peak period signal VAV voltage averaging circuit Vav voltage average signal Vb base voltage VD voltage detection circuit Vd voltage detection signal VF V / F converter VR voltage setting circuit Vr voltage setting signal Vw welding voltage WL reactor

Claims (3)

溶接ワイヤを送給し、ピーク電流及びピーク電圧を出力するピーク期間とベース電流及びベース電圧を出力するベース期間とを繰り返し、前記ピーク電流及び前記ベース電流の通電路にリアクトルが設けられており、アークが発生しているときの前記ベース電圧の上昇に基づいて前記ベース電流を増加させて磁気吹きに対処するパルスアーク溶接制御方法において、
前記リアクトルと並列にトランジスタを設け、
前記ベース電圧の上昇状態が予め定めた基準値以上になったときは、前記トランジスタをオン状態にして前記リアクトルを短絡状態にし、前記ベース電流を増加させる、
ことを特徴とするパルスアーク溶接制御方法。
A welding wire is fed, and a peak period for outputting a peak current and a peak voltage and a base period for outputting a base current and a base voltage are repeated, and a reactor is provided in the current path for the peak current and the base current, In a pulse arc welding control method for dealing with magnetic blowing by increasing the base current based on an increase in the base voltage when an arc is generated,
A transistor is provided in parallel with the reactor,
When the rising state of the base voltage is equal to or higher than a predetermined reference value, the transistor is turned on, the reactor is short-circuited, and the base current is increased.
The pulse arc welding control method characterized by the above-mentioned.
前記増加させた前記ベース電流の値が予め定めた基準電流値以上になったときは、前記トランジスタをオフ状態にする、
ことを特徴とする請求項1に記載のパルスアーク溶接制御方法。
When the increased value of the base current is equal to or higher than a predetermined reference current value, the transistor is turned off.
The pulse arc welding control method according to claim 1.
前記リアクトルが可飽和リアクトルであるときは、前記基準電流値を飽和電流値よりも大きな値に設定する、
ことを特徴とする請求項2に記載のパルスアーク溶接制御方法。
When the reactor is a saturable reactor, the reference current value is set to a value larger than the saturation current value.
The pulse arc welding control method according to claim 2, wherein:
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