JP6593919B2 - Forward / reverse feed AC arc welding method - Google Patents
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Description
本発明は、溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換え、アークに印加する電圧を電極プラス極性と電極マイナス極性とに交互に切り換えて溶接する正逆送給交流アーク溶接方法に関するものである。 The present invention switches the welding wire feeding speed alternately between the forward feeding period and the reverse feeding period, and switches the voltage applied to the arc alternately between the electrode positive polarity and the electrode negative polarity to perform the forward / reverse feeding AC. The present invention relates to an arc welding method.
一般的な消耗電極式アーク溶接では、消耗電極である溶接ワイヤを一定速度で送給し、溶接ワイヤと母材との間にアークを発生させて溶接が行なわれる。消耗電極式アーク溶接では、溶接ワイヤと母材とが短絡期間とアーク期間とを交互に繰り返す溶接状態になることが多い。 In general consumable electrode arc welding, a welding wire that is a consumable electrode is fed at a constant speed, and an arc is generated between the welding wire and a base material to perform welding. In the consumable electrode type arc welding, the welding wire and the base material are often in a welding state in which a short circuit period and an arc period are alternately repeated.
溶接品質をさらに向上させるために、溶接ワイヤの正送と逆送とを周期的に繰り返して溶接する方法が提案されている(例えば、特許文献1等参照)。 In order to further improve the welding quality, a method has been proposed in which welding is performed by periodically repeating forward and backward feeding of the welding wire (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1の発明では、溶接電流設定値に応じた送給速度の平均値とし、溶接ワイヤの正送と逆送との周波数及び振幅を溶接電流設定値に応じた値とする。 In invention of patent document 1, it is set as the average value of the feeding speed according to the welding current setting value, and the frequency and amplitude of the forward feed and the reverse feeding of the welding wire are values according to the welding current setting value.
特許文献2の発明には、溶接ワイヤを送給し、アークに印加される電圧を電極プラス極性と電極マイナス極性とに交互に切り換えて溶接する交流アーク溶接方法が記載されている。
The invention of
溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換え、アークに印加する電圧を電極プラス極性と電極マイナス極性とに交互に切り換えて溶接する正逆送給交流アーク溶接方法において、電極プラス極性のときと電極マイナス極性のときとでは溶融状態が変化するために、溶接状態が不安定になるという問題があった。 In the forward / reverse feed AC arc welding method in which the welding wire feed speed is alternately switched between the forward feed period and the reverse feed period, and the voltage applied to the arc is switched alternately between the positive electrode polarity and the negative electrode polarity. There is a problem that the welded state becomes unstable because the molten state changes between when the electrode is positive and when the electrode is negative.
そこで、本発明では、電極プラス極性と電極マイナス極性とを交互に切り換えても、溶接状態を安定に保つことができる正逆送給交流アーク溶接方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a forward / reverse feed AC arc welding method capable of maintaining a stable welding state even when the electrode positive polarity and the electrode negative polarity are alternately switched.
上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、
溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換え、アークに印加する電圧を電極プラス極性と電極マイナス極性とに交互に切り換えて溶接する正逆送給交流アーク溶接方法において、
前記電極プラス極性と前記電極マイナス極性との切り換えに連動して前記送給速度の波形パラメータを自動的に切り替え、
前記波形パラメータが振幅及び/又は周波数であり、
前記電極マイナス極性のときは前記電極プラス極性のときよりも前記振幅は大きくなり、前記周波数は高くなる、
ことを特徴とする正逆送給交流アーク溶接方法である。
In order to solve the above-described problems, the invention of claim 1
In the forward / reverse feed AC arc welding method in which the welding wire feeding speed is alternately switched between the forward feeding period and the reverse feeding period, and the voltage applied to the arc is switched alternately between the positive electrode polarity and the negative electrode polarity. ,
The waveform parameter of the feed speed is automatically switched in conjunction with the switching between the electrode positive polarity and the electrode negative polarity ,
The waveform parameter is amplitude and / or frequency ;
When the electrode is negative polarity, the amplitude is larger than when the electrode is positive polarity, and the frequency is higher.
This is a forward / reverse feed AC arc welding method.
請求項4の発明は、
前記電極プラス極性のときの前記送給速度の平均値と前記電極マイナス極性のときの前記送給速度の平均値とが等しくなるように前記波形パラメータを切り換える、
ことを特徴とする請求項1に記載する正逆送給交流アーク溶接方法である。
The invention of claim 4
The waveform parameter is switched so that the average value of the feeding speed when the electrode is positive polarity and the average value of the feeding speed when the electrode is negative polarity are equal.
The forward / reverse feed AC arc welding method according to claim 1 .
本発明によれば、電極極性が切り換わり、溶融状態が変化しても、変化した溶融状態に適合した送給速度の波形パラメータに切り換わるので、溶接状態が不安定になることを抑制することができる。このために、本発明では、電極プラス極性と電極マイナス極性とを交互に切り換えても、溶接状態を安定に保つことができる。 According to the present invention, even if the electrode polarity is switched and the molten state is changed, the waveform parameter of the feeding speed adapted to the changed molten state is switched, so that the welding state is prevented from becoming unstable. Can do. For this reason, in the present invention, the welding state can be kept stable even when the electrode positive polarity and the electrode negative polarity are alternately switched.
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に係る正逆送給交流アーク溶接方法を実施するための溶接装置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 apparatus for carrying out a forward / reverse feed AC arc welding method according to Embodiment 1 of the present invention. Hereinafter, each block will be described with reference to FIG.
インバータ回路INVは、3相200V等の交流商用電源(図氏は省略)を入力として、交流商用電源を整流し平滑して直流電圧を生成し、この直流電圧を後述する駆動信号Dvに従ってインバータ制御して高周波交流を出力する。 The inverter circuit INV receives an AC commercial power supply (not shown) such as a three-phase 200V as an input, rectifies and smoothes the AC commercial power supply, generates a DC voltage, and controls this DC voltage according to a drive signal Dv described later. And outputs high-frequency alternating current.
高周波変圧器INTは、高周波交流を溶接に適した電圧値に変換する。二次整流器群D2は、変換された高周波交流を整流して、正及び負の直流電圧を出力する。 The high frequency transformer INT converts the high frequency alternating current into a voltage value suitable for welding. The secondary rectifier group D2 rectifies the converted high-frequency AC and outputs positive and negative DC voltages.
電極プラス極性スイッチング素子PTR及び電極マイナス極性スイッチング素子NTRをオン/オフ制御することによって溶接装置の出力極性を切り換える。電極プラス極性スイッチング素子PTRがオン状態のときは電極プラス極性EPになり、電極マイナス極性スイッチング素子NTRがオン状態のときは電極マイナス極性ENになる。リアクトルWLは、出力を平滑する。 The output polarity of the welding apparatus is switched by controlling on / off of the electrode positive polarity switching element PTR and the electrode negative polarity switching element NTR. When the electrode positive polarity switching element PTR is in the on state, the electrode has a positive polarity EP, and when the electrode negative polarity switching element NTR is in the on state, the electrode has a negative polarity EN. The reactor WL smoothes the output.
送給モータWMは、後述する送給制御信号Fcを入力として、正送と逆送とを周期的に繰り返して溶接ワイヤ1を送給速度Fwで送給する。送給モータWMには、過渡応答性の速いモータが使用される。溶接ワイヤ1の送給速度Fwの変化率及び送給方向の反転を速くするために、送給モータWMは溶接トーチ4の先端の近くに設置される場合がある。また、送給モータWMを2個使用して、プッシュプル方式の送給系とする場合もある。 The feed motor WM receives a feed control signal Fc described later, and feeds the welding wire 1 at a feed speed Fw by periodically repeating forward feed and reverse feed. A motor with fast transient response is used as the feed motor WM. In order to increase the rate of change of the feeding speed Fw of the welding wire 1 and the reversal of the feeding direction, the feeding motor WM may be installed near the tip of the welding torch 4. In some cases, two feed motors WM are used to form a push-pull feed system.
溶接ワイヤ1は、上記の送給モータWM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内を送給されて、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 the
極性切換信号生成回路SPNは、予め定めた電極プラス極性期間中はHighレベルになり、予め定めた電極マイナス極性期間中はLowレベルになる極性切換信号Spnを出力する。電極プラス極性スイッチング素子駆動回路EPDは、この極性切換信号SpnがHighレベルのとき電極プラス極性スイッチング素子駆動信号Epdを出力する。電極マイナス極性スイッチング素子駆動回路ENDは、上記の極性切換信号SpnがLowレベルのとき電極マイナス極性スイッチング素子駆動信号Endを出力する。したがって、極性切換信号SpnがHighレベルのときは電極プラス極性EPになり、Lowレベルのときは電極マイナス極性ENになる。 The polarity switching signal generation circuit SPN outputs a polarity switching signal Spn that is at a high level during a predetermined electrode plus polarity period and is at a low level during a predetermined electrode minus polarity period. The electrode positive polarity switching element drive circuit EPD outputs an electrode positive polarity switching element drive signal Epd when the polarity switching signal Spn is at a high level. The electrode negative polarity switching element drive circuit END outputs an electrode negative polarity switching element drive signal End when the polarity switching signal Spn is at a low level. Accordingly, when the polarity switching signal Spn is at a high level, the electrode has a positive polarity EP, and when it is at a low level, the electrode has a negative polarity EN.
出力電圧設定回路ERは、予め定めた出力電圧設定信号Erを出力する。出力電圧検出回路EDは、上記の高周波変圧器INTの2次出力の交流電圧(出力電圧E)を検出し絶対値に変換し平滑して、出力電圧検出信号Edを出力する。 The output voltage setting circuit ER outputs a predetermined output voltage setting signal Er. The output voltage detection circuit ED detects the secondary output AC voltage (output voltage E) of the high-frequency transformer INT, converts it to an absolute value, smoothes it, and outputs an output voltage detection signal Ed.
電圧誤差増幅回路EAは、上記の出力電圧設定信号Erと出力電圧検出信号Edとの誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Eaを出力する。この回路によって溶接装置は定電圧特性となる。駆動回路DVは、上記の電圧誤差増幅信号Eaを入力として、電圧誤差増幅信号Eaに基づいてPWM変調制御を行い、上記のインバータ回路INVを駆動するための駆動信号Dvを出力する。 The voltage error amplification circuit EA amplifies an error between the output voltage setting signal Er and the output voltage detection signal Ed, and outputs a voltage error amplification signal Ea. With this circuit, the welding apparatus has constant voltage characteristics. The drive circuit DV receives the voltage error amplification signal Ea, performs PWM modulation control based on the voltage error amplification signal Ea, and outputs a drive signal Dv for driving the inverter circuit INV.
平均送給速度設定回路FARは、予め定めた平均送給速度設定信号Farを出力する。 The average feed speed setting circuit FAR outputs a predetermined average feed speed setting signal Far.
振幅設定回路WFRは、上記の極性切換信号Spnを入力として、極性切換信号SpnがHighレベル(EP極性)のときは予め定めた電極プラス極性期間振幅Wfpとなり、極性切換信号SpnがLowレベル(EN極性)のときは予め定めた電極マイナス極性期間振幅Wfnとなる振幅設定信号Wfrを出力する。例えば、Wfn=a・Wfpとして設定する。aは定数であり、a>1.0である。例えばa=1.2である。したがって、Wfn>Wfpとなる。 The amplitude setting circuit WFR receives the above polarity switching signal Spn, and when the polarity switching signal Spn is at a high level (EP polarity), it has a predetermined electrode positive polarity period amplitude Wfp, and the polarity switching signal Spn is at a low level (EN (Polarity), an amplitude setting signal Wfr having a predetermined electrode minus polarity period amplitude Wfn is output. For example, Wfn = a · Wfp is set. a is a constant, and a> 1.0. For example, a = 1.2. Therefore, Wfn> Wfp.
周波数設定回路SFRは、上記の極性切換信号Spnを入力として、極性切換信号SpnがHighレベル(EP極性)のときは予め定めた電極プラス極性期間周波数Sfpとなり、極性切換信号SpnがLowレベル(EN極性)のときは予め定めた電極マイナス極性期間周波数Sfnとなる周波数設定信号Sfrを出力する。例えば、Sfn=b・Sfpとして設定する。bは定数であり、b>1.0である。例えばb=1.1である。したがって、Sfn>Sfpとなる。 The frequency setting circuit SFR receives the above-described polarity switching signal Spn, and when the polarity switching signal Spn is at a high level (EP polarity), the frequency setting circuit SFR has a predetermined electrode plus polarity period frequency Sfp and the polarity switching signal Spn is at a low level (EN (Polarity), a frequency setting signal Sfr having a predetermined electrode minus polarity period frequency Sfn is output. For example, Sfn = b · Sfp is set. b is a constant, and b> 1.0. For example, b = 1.1. Therefore, Sfn> Sfp.
送給速度設定回路FRは、上記の平均送給速度設定信号Far、上記の振幅設定信号Wfr及び上記の周波数設定信号Sfrを入力として、振幅設定信号Wfrによって定まる振幅及び周波数設定信号Sfrの逆数である周期設定値によって定まる周期で正負形状に変化する予め定めた台形波を、1周期ごとの平均送給速度Faが平均送給速度設定信号Farと等しくなる値だけ正送側にシフトした波形となる、送給速度設定信号Frを出力する。この送給速度設定信号Frについては、図2で詳述する。送給速度設定信号Frの波形は、台形波以外に正弦波、三角波であっても良い。 The feed speed setting circuit FR receives the average feed speed setting signal Far, the amplitude setting signal Wfr, and the frequency setting signal Sfr, and receives the amplitude determined by the amplitude setting signal Wfr and the reciprocal of the frequency setting signal Sfr. A predetermined trapezoidal wave that changes into a positive and negative shape with a period determined by a certain period setting value is a waveform in which the average feeding speed Fa for each period is shifted to the positive feeding side by a value equal to the average feeding speed setting signal Far. The feed speed setting signal Fr is output. The feed speed setting signal Fr will be described in detail with reference to FIG. The waveform of the feed speed setting signal Fr may be a sine wave or a triangular wave in addition to the trapezoidal wave.
送給制御回路FCは、上記の送給速度設定信号Frを入力として、送給速度設定信号Frの値に相当する送給速度Fwで溶接ワイヤ1を送給するための送給制御信号Fcを上記の送給モータWMに出力する。 The feed control circuit FC receives the feed speed setting signal Fr and receives a feed control signal Fc for feeding the welding wire 1 at a feed speed Fw corresponding to the value of the feed speed setting signal Fr. It outputs to said feed motor WM.
図2は、本発明の実施の形態1に係る正逆送給交流アーク溶接方法を示す、図1の溶接装置における各信号のタイミングチャートである。同図(A)は送給速度Fwの時間変化を示し、同図(B)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(C)は溶接電圧Vwの時間変化を示し、同図(D)は極性切換信号Spnの時間変化を示す。以下、同図を参照して各信号の動作について説明する。 FIG. 2 is a timing chart of each signal in the welding apparatus of FIG. 1 showing the forward / reverse feeding AC arc welding method according to the first embodiment of the present invention. (A) shows the time change of the feeding speed Fw, (B) shows the time change of the welding current Iw, (C) shows the time change of the welding voltage Vw, (D) ) Shows the time change of the polarity switching signal Spn. Hereinafter, the operation of each signal will be described with reference to FIG.
同図(D)に示すように、極性切換信号Spnは、時刻t1〜t3の予め定めた期間中はHighレベルとなり電極プラス極性EPとなり、時刻t3〜t5の予め定めた期間中はLowレベルとなり電極マイナス極性ENとなる。極性切換信号Spnは、時刻t1〜t5を1周期として繰り返される。 As shown in FIG. 4D, the polarity switching signal Spn becomes High level during the predetermined period from time t1 to t3 and becomes the electrode positive polarity EP, and becomes Low level during the predetermined period from time t3 to t5. Electrode negative polarity EN. The polarity switching signal Spn is repeated with time t1 to t5 as one cycle.
同図(A)に示す送給速度Fwは、図1の送給速度設定回路FRから出力される送給速度設定信号Frの値に制御される。送給速度設定信号Frは、振幅設定信号Wfrによって定まる振幅及び周波数設定信号Sfrによって定まる周波数の逆数となる周期で正負形状に変化する予め定めた台形波を、1周期ごとの平均送給速度Faが予め定めた平均送給速度設定信号Farと等しくなる値だけ正送側にシフトした波形となる。このために、同図(A)の破線で示すように、平均送給速度Faは、電極プラス極性期間中も電極マイナス極性期間中も等しくなる。 The feed speed Fw shown in FIG. 6A is controlled to the value of the feed speed setting signal Fr output from the feed speed setting circuit FR of FIG. The feed speed setting signal Fr is a predetermined trapezoidal wave that changes into a positive and negative shape with a period that is the reciprocal of the amplitude determined by the amplitude setting signal Wfr and the frequency determined by the frequency setting signal Sfr, and an average feed speed Fa for each cycle. Is a waveform shifted to the forward feed side by a value equal to a predetermined average feed speed setting signal Far. For this reason, as indicated by a broken line in FIG. 5A, the average feed speed Fa is equal during both the electrode positive polarity period and the electrode negative polarity period.
同図(A)に示すように、送給速度Fwは、時刻t1〜t2、時刻t2〜t3、時刻t3〜t4及び時刻t4〜t5がそれぞれ1周期となっている。時刻t1〜t3の電極プラス極性期間中は、送給速度Fwの振幅は予め定めた電極プラス極性期間振幅Wfpとなり、送給速度Fwの周期は予め定めた電極プラス極性期間周波数Sfpの逆数Tfp=1/Sfpとなる。時刻t3〜t5の電極マイナス極性期間中は、送給速度Fwの振幅は予め定めた電極マイナス極性期間振幅Wfnとなり、送給速度Fwの周期は予め定めた電極マイナス極性期間周波数Sfnの逆数Tfn=1/Sfnとなる。上述したように、Wfn>Wfpである。また、Sfn>Sfpであるので、Tfn<Tfpである。このように送給速度の振幅及び周波数を電極極性によって切り換える理由は、電極極性によって溶接ワイヤ1及び母材2の溶融状態が異なるためである。このために、送給速度Fwの振幅及び/又は周波数を、電極マイナス極性期間中は電極プラス極性期間中よりも大きくしないと溶接状態が不安定になる。換言すれば、電極プラス極性EPと電極マイナス極性ENとの切り換えに連動して、送給速度FWの波形パラメータ(振幅、周波数等)を自動的に切り替えることによって、常に溶接状態を安定に保つことができる。
As shown in FIG. 5A, the feed speed Fw is one period from time t1 to t2, time t2 to t3, time t3 to t4, and time t4 to t5. During the electrode positive polarity period from time t1 to t3, the amplitude of the feed speed Fw is a predetermined electrode plus polarity period amplitude Wfp, and the cycle of the feed speed Fw is the reciprocal of the predetermined electrode plus polarity period frequency Sfp Tfp = 1 / Sfp. During the electrode minus polarity period from time t3 to t5, the amplitude of the feeding speed Fw becomes a predetermined electrode minus polarity period amplitude Wfn, and the cycle of the feeding speed Fw is the reciprocal Tfn = the electrode minus polarity period frequency Sfn. 1 / Sfn. As described above, Wfn> Wfp. Since Sfn> Sfp, Tfn <Tfp. The reason why the amplitude and frequency of the feeding speed are switched depending on the electrode polarity in this way is that the welding state of the welding wire 1 and the
[時刻t1〜t3の電極プラス極性期間中の動作]
同図(A)に示すように、送給速度Fwは、時刻t1〜t14の逆送期間は、それぞれ所定の逆送加速期間、逆送ピーク期間、逆送ピーク値及び逆送減速期間から形成され、時刻t14〜t2の正送期間は、それぞれ所定の正送加速期間、正送ピーク期間、正送ピーク値及び正送減速期間から形成される。同図(B)に示す溶接電流Iw及び同図(C)に示す溶接電圧Vwは正の値となる。
[Operations during time period t1 to t3 during electrode positive polarity]
As shown in FIG. 4A, the feed speed Fw is formed from a predetermined reverse feed acceleration period, reverse feed peak period, reverse feed peak value, and reverse feed deceleration period in the reverse feed period from time t1 to t14. The normal feed period from time t14 to t2 is formed from a predetermined normal feed acceleration period, a normal feed peak period, a normal feed peak value, and a normal feed deceleration period, respectively. The welding current Iw shown in the figure (B) and the welding voltage Vw shown in the figure (C) are positive values.
[時刻t1〜t14の逆送期間の動作]
同図(A)に示すように、送給速度Fwは時刻t1〜t11の逆送加速期間に入り、0から上記の逆送ピーク値まで加速する。この期間中は短絡状態が継続している。
[Operation in the reverse feed period from time t1 to t14]
As shown in FIG. 5A, the feed speed Fw enters the reverse feed acceleration period from time t1 to t11, and accelerates from 0 to the reverse feed peak value. During this period, the short-circuit state continues.
時刻t11において逆送加速期間が終了すると、同図(A)に示すように、送給速度Fwは時刻t11〜t13の逆送ピーク期間に入り、上記の逆送ピーク値になる。この期間中の時刻t12において、逆送及び溶接電流Iwの通電によるピンチ力によってアークが発生する。これに応動して、同図(C)に示すように、溶接電圧Vwは数十Vのアーク電圧値に急増し、同図(B)に示すように、溶接電流Iwはこれ以降のアーク期間中は次第に減少する。 When the reverse acceleration period ends at time t11, as shown in FIG. 5A, the feeding speed Fw enters the reverse peak period at times t11 to t13, and becomes the reverse peak value described above. At time t12 during this period, an arc is generated by the pinch force generated by reverse feeding and energization of the welding current Iw. In response to this, the welding voltage Vw suddenly increases to an arc voltage value of several tens of volts as shown in FIG. 5C, and the welding current Iw is set to the arc period thereafter, as shown in FIG. The inside gradually decreases.
時刻t13において逆送ピーク期間が終了すると、同図(A)に示すように、時刻t13〜t14の逆送減速期間に入り、上記の逆送ピーク値から0へと減速する。この期間中は、アーク期間が継続している。 When the reverse feed peak period ends at time t13, as shown in FIG. 5A, the reverse feed deceleration period starts at times t13 to t14 and decelerates from the reverse feed peak value to zero. During this period, the arc period continues.
[時刻t14〜t2の正送期間の動作]
同図(A)に示すように、送給速度Fwは時刻t14〜t15の正送加速期間に入り、0から上記の正送ピーク値まで加速する。この期間中は、アーク期間のままである。
[Operation in the forward feed period from time t14 to t2]
As shown in FIG. 5A, the feed speed Fw enters the forward feed acceleration period from time t14 to t15, and accelerates from 0 to the forward feed peak value. During this period, the arc period remains.
時刻t15において正送加速期間が終了すると、同図(A)に示すように、送給速度Fwは時刻t15〜t17の正送ピーク期間に入り、上記の正送ピーク値になる。この期間中の時刻t16において、正送によって短絡が発生する。これに応動して、同図(C)に示すように、溶接電圧Vwは数Vの短絡電圧値に急減し、同図(B)に示すように、溶接電流Iwはこれ以降の短絡期間中は次第に増加する。 When the forward feed acceleration period ends at time t15, the feed speed Fw enters the forward feed peak period from time t15 to t17, as shown in FIG. At time t16 during this period, a short circuit occurs due to normal feeding. In response to this, the welding voltage Vw rapidly decreases to a short-circuit voltage value of several V as shown in FIG. 5C, and the welding current Iw is maintained during the subsequent short-circuit period as shown in FIG. Gradually increases.
時刻t17において正送ピーク期間が終了すると、同図(A)に示すように、時刻t17〜t2の正送減速期間に入り、上記の正送ピーク値から0へと減速する。この期間中は、短絡期間が継続している。 When the forward feed peak period ends at time t17, as shown in FIG. 5A, the forward feed deceleration period of time t17 to t2 starts, and the forward feed peak value decelerates to zero. During this period, the short circuit period continues.
時刻t2〜t3の期間中は、上記の逆送期間及び上記の正送期間の動作を繰り返す。 During the period from the time t2 to the time t3, the operations of the reverse transmission period and the normal transmission period are repeated.
[時刻t3〜t5の電極マイナス極性期間中の動作]
同図(A)に示すように、送給速度Fwは、時刻t3〜t34の逆送期間は、それぞれ所定の逆送加速期間、逆送ピーク期間、逆送ピーク値及び逆送減速期間から形成され、時刻t34〜t4の正送期間は、それぞれ所定の正送加速期間、正送ピーク期間、正送ピーク値及び正送減速期間から形成される。同図(B)に示す溶接電流Iw及び同図(C)に示す溶接電圧Vwは負の値となる。すなわち、時刻t3において、同図(D)に示すように、極性切換信号SpnがHighレベルからLowレベルに切り換わると、同図(B)に示すように、溶接電流Iwは正の値から負の値へと切り替わり、同図(C)に示すように、溶接電圧Vwも正の値から負の値へと切り換わる。同様に、同図(A)に示すように、送給速度Fwの振幅及び周波数も切り換わる。
[Operation during electrode minus polarity period from time t3 to t5]
As shown in FIG. 4A, the feed speed Fw is formed from a predetermined reverse feed acceleration period, reverse feed peak period, reverse feed peak value, and reverse feed deceleration period, respectively, at the times t3 to t34. The forward feed periods from time t34 to t4 are each formed from a predetermined forward feed acceleration period, a forward feed peak period, a forward feed peak value, and a forward feed deceleration period. The welding current Iw shown in the figure (B) and the welding voltage Vw shown in the figure (C) become negative values. That is, at time t3, when the polarity switching signal Spn is switched from the High level to the Low level as shown in FIG. 4D, the welding current Iw is changed from a positive value to a negative value as shown in FIG. The welding voltage Vw is also switched from a positive value to a negative value as shown in FIG. Similarly, the amplitude and frequency of the feeding speed Fw are switched as shown in FIG.
時刻t3〜t5の期間中の溶接電流Iw及び溶接電圧Vwの動作は、上述した時刻t1〜t2の期間中とは極性が異なるが、その動作は略同一であるので、説明は繰り返さない。 The operations of the welding current Iw and the welding voltage Vw during the period from the time t3 to the time t5 are different in polarity from those during the period from the time t1 to the time t2 described above, but the operation is substantially the same, so the description will not be repeated.
送給速度Fwの台形波の数値例を以下に示す。送給速度Fwの周波数はSfp=100Hz、Sfn=110Hzであり、振幅はSfp=60m/min、Sfn=72m/minである。このときの電極極性の切換周波数は約26Hz(周期は38ms)であり、電極プラス極性期間10ms、電極マイナス極性期間約9msである。 A numerical example of the trapezoidal wave of the feeding speed Fw is shown below. The frequency of the feeding speed Fw is Sfp = 100 Hz and Sfn = 110 Hz, and the amplitudes are Sfp = 60 m / min and Sfn = 72 m / min. The electrode polarity switching frequency at this time is about 26 Hz (the cycle is 38 ms), and the electrode positive polarity period is 10 ms and the electrode negative polarity period is about 9 ms.
上記の極性切換信号Spnの切換周波数は送給速度Fwの周波数よりも小さな値に設定され、その設定範囲は約50Hz以下である。送給速度の周波数の設定範囲は、60〜150Hz程度である。 The switching frequency of the polarity switching signal Spn is set to a value smaller than the frequency of the feeding speed Fw, and the setting range is about 50 Hz or less. The setting range of the frequency of the feeding speed is about 60 to 150 Hz.
上述した実施の形態1によれば、電極プラス極性と電極マイナス極性との切り換えに連動して、送給速度の波形パラメータを自動的に切り替える。波形パラメータは、振幅及び/又は周波数である。電極マイナス極性のときは、電極プラス極性のときよりも、振幅が大きくなり、周波数は高くなる。これにより、本実施の形態では、電極極性が切り換わり溶融状態が変化しても、変化した溶融状態に適合した送給速度の波形パラメータに切り換わるので、溶接状態が不安定になることを抑制することができる。このために、本実施の形態では、電極プラス極性と電極マイナス極性とを交互に切り換えても、溶接状態を安定に保つことができる。 According to the first embodiment described above, the waveform parameter of the feeding speed is automatically switched in conjunction with the switching between the electrode positive polarity and the electrode negative polarity. The waveform parameter is amplitude and / or frequency. When the electrode is negative polarity, the amplitude is larger and the frequency is higher than when the electrode is positive polarity. As a result, in this embodiment, even if the electrode polarity is switched and the molten state is changed, the waveform parameter of the feeding speed adapted to the changed molten state is switched, so that the welding state is prevented from becoming unstable. can do. For this reason, in this embodiment, the welding state can be kept stable even if the electrode positive polarity and the electrode negative polarity are alternately switched.
さらに、本実施の形態によれば、電極プラス極性のときの送給速度の平均値と電極マイナス極性のときの送給速度の平均値とが等しくなるように、送給速度の波形パラメータを切り換える。これにより、送給速度の波形パラメータが切り換わっても、送給速度の平均値は一定であるので、溶接ビードの品質をより良好にすることができる。 Further, according to the present embodiment, the waveform parameter of the feeding speed is switched so that the average value of the feeding speed when the electrode is positive polarity and the average value of the feeding speed when the electrode is negative polarity are equal. . Thereby, even if the waveform parameter of the feeding speed is switched, the average value of the feeding speed is constant, so that the quality of the weld bead can be improved.
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
D2 二次整流器群
DV 駆動回路
Dv 駆動信号
E 出力電圧
EA 電圧誤差増幅回路
Ea 電圧誤差増幅信号
ED 出力電圧検出回路
Ed 出力電圧検出信号
EN 電極マイナス極性
END 電極マイナス極性スイッチング素子駆動回路
End 電極マイナス極性スイッチング素子駆動信号
EP 電極プラス極性
EPD 電極プラス極性スイッチング素子駆動回路
Epd 電極プラス極性スイッチング素子駆動信号
ER 出力電圧設定回路
Er 出力電圧設定信号
Fa 平均送給速度
FAR 平均送給速度設定回路
Far 平均送給速度設定信号
FC 送給制御回路
Fc 送給制御信号
FR 送給速度設定回路
Fr 送給速度設定信号
FW 送給速度
INT 高周波変圧器
INV インバータ回路
Iw 溶接電流
NTR 電極マイナス極性スイッチング素子
PTR 電極プラス極性スイッチング素子
Sfn 電極マイナス極性期間周波数
Sfp 電極プラス極性期間周波数
SFR 周波数設定回路
Sfr 周波数設定信号
SPN 極性切換信号生成回路
Spn 極性切換信号
Vw 溶接電圧
Wfn 電極マイナス極性期間振幅
Wfp 電極プラス極性期間振幅
WFR 振幅設定回路
Wfr 振幅設定信号
WL リアクトル
WM 送給モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記電極プラス極性と前記電極マイナス極性との切り換えに連動して前記送給速度の波形パラメータを自動的に切り替え、
前記波形パラメータが振幅及び/又は周波数であり、
前記電極マイナス極性のときは前記電極プラス極性のときよりも前記振幅は大きくなり、前記周波数は高くなる、
ことを特徴とする正逆送給交流アーク溶接方法。 In the forward / reverse feed AC arc welding method in which the welding wire feeding speed is alternately switched between the forward feeding period and the reverse feeding period, and the voltage applied to the arc is switched alternately between the positive electrode polarity and the negative electrode polarity. ,
The waveform parameter of the feed speed is automatically switched in conjunction with the switching between the electrode positive polarity and the electrode negative polarity ,
The waveform parameter is amplitude and / or frequency ;
When the electrode is negative polarity, the amplitude is larger than when the electrode is positive polarity, and the frequency is higher.
A forward / reverse feed AC arc welding method characterized by the above.
ことを特徴とする請求項1に記載する正逆送給交流アーク溶接方法。 The waveform parameter is switched so that the average value of the feeding speed when the electrode is positive polarity and the average value of the feeding speed when the electrode is negative polarity are equal.
The forward / reverse feed AC arc welding method according to claim 1 .
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