JP7431661B2 - arc welding equipment - Google Patents

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Description

本発明は、溶接ワイヤの送給を正送と逆送とに交互に切り換え、短絡期間とアーク期間とを繰り返して溶接するアーク溶接装置に関するものである。 The present invention relates to an arc welding device that performs welding by alternately switching the feeding of welding wire between forward feeding and reverse feeding, and repeating a short circuit period and an arc period.

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, welding is performed by feeding a welding wire, which is a consumable electrode, at a constant speed to generate an arc between the welding wire and the base metal. In consumable electrode arc welding, the welding wire and the base metal are often in a welded state in which short circuit periods and arc periods alternate.

溶接品質をさらに向上させるために、溶接ワイヤの送給を正送と逆送とに交互に切り換えて溶接する正逆送給アーク溶接が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この正逆送給アーク溶接では、一定の送給速度の従来技術に比べて、短絡とアークとの繰り返しの周期を安定化することができるので、スパッタ発生量の削減、ビード外観の改善等の溶接品質の向上を図ることができる。 In order to further improve welding quality, forward and reverse feed arc welding has been proposed in which welding is performed by alternately switching the feed of the welding wire between forward feed and reverse feed (see, for example, Patent Document 1). This forward and reverse feed arc welding can stabilize the cycle of short-circuit and arc repetitions compared to conventional technology with a constant feed speed, resulting in reduced spatter generation and improved bead appearance. It is possible to improve welding quality.

特開2018-1270号公報Unexamined Japanese Patent Publication No. 2018-1270

正逆送給アーク溶接においては、短絡・アークの周期に同期して溶滴の移行が行われることによって、溶接品質が向上する。しかし、正逆送給アーク溶接において、アルミニウムの溶接ワイヤを使用した場合、アーク期間中の溶接電流値が大きくなり臨界電流値以上になると、アーク期間中に溶滴が移行するようになる。このようになると、溶滴の移行が短絡・アークの周期に同期して行われなくなる。この結果、溶接品質が悪くなるという問題がある。特に、溶接ワイヤが軟質アルミニウムのときは、臨界電流値が小さいために、アーク期間中にランダムに溶滴の移行が発生して溶接品質が悪くなることが顕著となる。 In forward and reverse feed arc welding, welding quality is improved by transferring droplets in synchronization with the short circuit/arc cycle. However, when an aluminum welding wire is used in forward and reverse feed arc welding, if the welding current value during the arc period becomes large and exceeds the critical current value, droplets will migrate during the arc period. In this case, the transfer of the droplets is no longer performed in synchronization with the cycle of short circuits and arcs. As a result, there is a problem that welding quality deteriorates. In particular, when the welding wire is made of soft aluminum, the critical current value is small, so droplets migrate randomly during the arc period, which significantly deteriorates the welding quality.

そこで、本発明では、正逆送給アーク溶接において、軟質アルミニウムの溶接ワイヤを使用しても、良好な溶接品質を得ることができるアーク溶接装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an arc welding apparatus that can obtain good welding quality even when using a soft aluminum welding wire in forward and reverse feed arc welding.

上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、
軟質アルミニウムの溶接ワイヤを使用し、溶接ワイヤの送給を正送と逆送とに交互に切り換え、短絡期間とアーク期間とを繰り返し、
前記アーク期間中は、第1アーク電流Ia1を通電する第1アーク期間と、第2アーク電流Ia2を通電する第2アーク期間と、第3アーク電流Ia3を通電する第3アーク期間とを経時的に切り換え、Ia1>Ia2>Ia3となるように溶接電流を通電するアーク溶接装置において、
前記第1アーク電流Ia1は臨界電流値以上に設定され、前記第1アーク期間はこの期間中に溶滴が移行する時間よりも長い時間に設定され、
前記第2アーク電流Ia2は前記臨界電流値未満に設定される、
ことを特徴とするアーク溶接装置である。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1:
Using a soft aluminum welding wire, the welding wire feed is alternately switched between forward feed and reverse feed, and the short circuit period and arc period are repeated.
During the arc period, a first arc period in which the first arc current Ia1 is applied, a second arc period in which the second arc current Ia2 is applied, and a third arc period in which the third arc current Ia3 is applied are changed over time. In an arc welding device in which the welding current is applied so that Ia1>Ia2>Ia3,
The first arc current Ia1 is set to a critical current value or more, and the first arc period is set to a time longer than the time during which the droplet migrates during this period,
the second arc current Ia2 is set below the critical current value;
This is an arc welding device characterized by the following.

請求項2の発明は、
前記溶接電流の平均値が200A以上である、
ことを特徴とする請求項1に記載のアーク溶接装置である。
The invention of claim 2 is:
The average value of the welding current is 200A or more,
The arc welding apparatus according to claim 1, characterized in that:

請求項3の発明は、
前記第1アーク期間は、定電流制御される、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のアーク溶接装置である。
The invention of claim 3 is:
the first arc period is constant current controlled;
The arc welding apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that:

請求項4の発明は、
前記第2アーク期間は、定電圧制御される、
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のアーク溶接装置である。
The invention of claim 4 is:
The second arc period is constant voltage controlled.
The arc welding apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:

本発明によれば、正逆送給アーク溶接において、軟質アルミニウムの溶接ワイヤを使用しても、良好な溶接品質を得ることができる。 According to the present invention, good welding quality can be obtained even when a soft aluminum welding wire is used in forward and reverse feed arc welding.

本発明の実施の形態1に係るアーク溶接装置のブロック図である。1 is a block diagram of an arc welding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 図1のアーク溶接装置における各信号のタイミングチャートである。2 is a timing chart of each signal in the arc welding apparatus of FIG. 1. FIG.

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に係るアーク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 an arc welding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Each block will be explained below with reference to the same figure.

電源主回路PMは、3相200V等の商用電源(図示は省略)を入力として、後述する誤差増幅信号Eaに従ってインバータ制御等による出力制御を行い、出力電圧Eを出力する。この電源主回路PMは、図示は省略するが、商用電源を整流する1次整流器、整流された直流を平滑する平滑コンデンサ、平滑された直流を高周波交流に変換する上記の誤差増幅信号Eaによって駆動されるインバータ回路、高周波交流を溶接に適した電圧値に降圧する高周波変圧器、降圧された高周波交流を直流に整流する2次整流器を備えている。 The power supply main circuit PM receives a commercial power supply (not shown) such as a three-phase 200V power supply as an input, performs output control by inverter control, etc. according to an error amplification signal Ea, which will be described later, and outputs an output voltage E. Although not shown, this power supply main circuit PM is driven by a primary rectifier that rectifies commercial power, a smoothing capacitor that smoothes the rectified DC, and the above-mentioned error amplification signal Ea that converts the smoothed DC into high-frequency AC. It is equipped with an inverter circuit, a high-frequency transformer that steps down the high-frequency AC to a voltage value suitable for welding, and a secondary rectifier that rectifies the stepped-down high-frequency AC into DC.

リアクトルWLは、上記の出力電圧Eを平滑する。このリアクトルWLのインダクタンス値は、例えば100μHである。 Reactor WL smoothes the above output voltage E. The inductance value of this reactor WL is, for example, 100 μH.

送給モータWMは、後述する送給制御信号Fcを入力として、正送と逆送とを交互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, which will be described later, as an input, and feeds the welding wire 1 at a feed speed Fw by alternately repeating forward feed and reverse feed. A motor with fast transient response is used as the feed motor WM. In order to speed up the rate of change in the feed speed Fw of the welding wire 1 and the reversal of the feed direction, the feed motor WM may be installed near the tip of the welding torch 4. Further, two feeding motors WM may be used to form a push-pull feeding 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が印加され、溶接電流Iwが通電する。溶接トーチ4の先端からはシールドガス(図示は省略)が噴出される。溶接ワイヤ1には、JIS規格に規定される1000番系の純アルミニウムワイヤ、4000番系の軟質アルミニウムワイヤが使用される。本明細書においては、軟質アルミニウムワイヤという記載には純アルミニウムワイヤも含まれている。シールドガスには、100体積%のアルゴンガスが使用される。 The welding wire 1 is fed through the welding torch 4 by rotation of the feed roll 5 coupled to the above-mentioned feed motor WM, and an arc 3 is generated between the welding wire 1 and the base metal 2. A welding voltage Vw is applied between a power supply tip (not shown) in the welding torch 4 and the base metal 2, and a welding current Iw is applied. Shielding gas (not shown) is ejected from the tip of the welding torch 4. As the welding wire 1, a 1000-series pure aluminum wire or a 4000-series soft aluminum wire specified in the JIS standard is used. In this specification, the term soft aluminum wire also includes pure aluminum wire. 100% by volume argon gas is used as the shielding gas.

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、上記の出力電圧Eを検出し平滑して、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 and smoothes the above-mentioned output voltage E, and outputs an output voltage detection signal Ed.

電圧誤差増幅回路EVは、上記の出力電圧設定信号Er及び上記の出力電圧検出信号Edを入力として、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Evを出力する。 The voltage error amplification circuit EV receives the above output voltage setting signal Er and the above output voltage detection signal Ed as input, and amplifies the error between the output voltage setting signal Er (+) and the output voltage detection signal Ed (-). , outputs a voltage error amplified signal Ev.

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。短絡判別回路SDは、上記の電圧検出信号Vdを入力として、この値が予め定めた短絡判別値(10V程度)未満のときは短絡期間にあると判別してHighレベルになり、以上のときはアーク期間にあると判別してLowレベルになる短絡判別信号Sdを出力する。 The current detection circuit ID detects the above-mentioned welding current Iw and outputs a current detection signal Id. Voltage detection circuit VD detects the above-mentioned welding voltage Vw and outputs voltage detection signal Vd. The short-circuit discrimination circuit SD inputs the above-mentioned voltage detection signal Vd, and when this value is less than a predetermined short-circuit discrimination value (approximately 10V), it determines that there is a short-circuit period and becomes High level; It determines that it is in the arcing period and outputs a short circuit determination signal Sd that goes to Low level.

正送加速期間設定回路TSURは、予め定めた正送加速期間設定信号Tsurを出力する。 The normal feed acceleration period setting circuit TSUR outputs a predetermined normal feed acceleration period setting signal Tsur.

正送減速期間設定回路TSDRは、予め定めた正送減速期間設定信号Tsdrを出力する。 The normal feed deceleration period setting circuit TSDR outputs a predetermined normal feed deceleration period setting signal Tsdr.

逆送加速期間設定回路TRURは、予め定めた逆送加速期間設定信号Trurを出力する。 The reverse acceleration period setting circuit TRUR outputs a predetermined reverse acceleration period setting signal Trur.

逆送減速期間設定回路TRDRは、予め定めた逆送減速期間設定信号Trdrを出力する。 The reverse deceleration period setting circuit TRDR outputs a predetermined reverse deceleration period setting signal Trdr.

正送ピーク値設定回路WSRは、予め定めた正送ピーク値設定信号Wsrを出力する。 The normal feed peak value setting circuit WSR outputs a predetermined normal feed peak value setting signal Wsr.

逆送ピーク値設定回路WRRは、予め定めた逆送ピーク値設定信号Wrrを出力する。 The reverse transmission peak value setting circuit WRR outputs a predetermined reverse transmission peak value setting signal Wrr.

送給速度設定回路FRは、上記の正送加速期間設定信号Tsur、上記の正送減速期間設定信号Tsdr、上記の逆送加速期間設定信号Trur、上記の逆送減速期間設定信号Trdr、上記の正送ピーク値設定信号Wsr、上記の逆送ピーク値設定信号Wrr及び上記の短絡判別信号Sdを入力として、以下の処理によって生成された送給速度パターンを送給速度設定信号Frとして出力する。この送給速度設定信号Frが0以上のときは正送期間となり、0未満のときは逆送期間となる。
1)正送加速期間設定信号Tsurによって定まる正送加速期間Tsu中は0から正送ピーク値設定信号Wsrによって定まる正の値の正送ピーク値Wspまで加速する送給速度設定信号Frを出力する。
2)続いて、正送ピーク期間Tsp中は、上記の正送ピーク値Wspを維持する送給速度設定信号Frを出力する。
3)短絡判別信号SdがLowレベル(アーク期間)からHighレベル(短絡期間)に変化すると、正送減速期間設定信号Tsdrによって定まる正送減速期間Tsdに移行し、上記の正送ピーク値Wspから0まで減速する送給速度設定信号Frを出力する。
4)続いて、逆送加速期間設定信号Trurによって定まる逆送加速期間Tru中は0から逆送ピーク値設定信号Wrrによって定まる負の値の逆送ピーク値Wrpまで加速する送給速度設定信号Frを出力する。
5)続いて、逆送ピーク期間Trp中は、上記の逆送ピーク値Wrpを維持する送給速度設定信号Frを出力する。
6)短絡判別信号SdがHighレベル(短絡期間)からLowレベル(アーク期間)に変化すると、逆送減速期間設定信号Trdrによって定まる逆送減速期間Trdに移行し、上記の逆送ピーク値Wrpから0まで減速する送給速度設定信号Frを出力する。
7)上記の1)~6)を繰り返すことによって正負の台形波状に変化する送給パターンの送給速度設定信号Frが生成される。
The feeding speed setting circuit FR has the above-mentioned forward feed acceleration period setting signal Tsur, the above-mentioned forward feed deceleration period setting signal Tsdr, the above-mentioned reverse feed acceleration period setting signal Trur, the above-mentioned reverse feed deceleration period setting signal Trdr, and the above-mentioned The forward feed peak value setting signal Wsr, the above-mentioned reverse feed peak value setting signal Wrr, and the above-mentioned short circuit determination signal Sd are input, and a feed speed pattern generated by the following processing is output as a feed speed setting signal Fr. When this feeding speed setting signal Fr is 0 or more, it is a forward feeding period, and when it is less than 0, it is a reverse feeding period.
1) During the forward feed acceleration period Tsu determined by the forward feed acceleration period setting signal Tsur, a feed speed setting signal Fr is output that accelerates from 0 to a positive forward feed peak value Wsp determined by the forward feed peak value setting signal Wsr. .
2) Subsequently, during the normal feed peak period Tsp, the feed speed setting signal Fr is output to maintain the above normal feed peak value Wsp.
3) When the short circuit determination signal Sd changes from Low level (arc period) to High level (short circuit period), it shifts to the normal feed deceleration period Tsd determined by the normal feed deceleration period setting signal Tsdr, and from the above normal feed peak value Wsp. Outputs a feed speed setting signal Fr that decelerates to 0.
4) Subsequently, during the reverse feed acceleration period Tru determined by the reverse feed acceleration period setting signal Trur, the feed rate setting signal Fr is accelerated from 0 to a negative value reverse feed peak value Wrp determined by the reverse feed peak value setting signal Wrr. Output.
5) Subsequently, during the reverse feed peak period Trp, the feed speed setting signal Fr is output to maintain the above-mentioned reverse feed peak value Wrp.
6) When the short-circuit determination signal Sd changes from High level (short-circuit period) to Low level (arc period), it shifts to the reverse feed deceleration period Trd determined by the reverse feed deceleration period setting signal Trdr, and from the above reverse feed peak value Wrp. Outputs a feed speed setting signal Fr that decelerates to 0.
7) By repeating steps 1) to 6) above, a feeding speed setting signal Fr having a feeding pattern that changes in the form of a positive and negative trapezoidal wave is generated.

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 inputs the above feed speed setting signal Fr and generates 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. Output to the above feed motor WM.

減流抵抗器Rは、上記のリアクトルWLと溶接トーチ4との間に挿入される。この減流抵抗器Rの値は、短絡負荷(0.01~0.03Ω程度)の50倍以上大きな値(0.5~3Ω程度)に設定される。この減流抵抗器Rが通電路に挿入されると、リアクトルWL及び外部ケーブルのリアクトルに蓄積されたエネルギーが急放電される。 The current reducing resistor R is inserted between the reactor WL and the welding torch 4 described above. The value of this current reducing resistor R is set to a value (approximately 0.5 to 3 Ω) that is 50 times or more larger than the short circuit load (approximately 0.01 to 0.03 Ω). When this current reducing resistor R is inserted into the current carrying path, the energy stored in the reactor WL and the reactor of the external cable is rapidly discharged.

トランジスタTRは、上記の減流抵抗器Rと並列に接続されて、後述する駆動信号Drに従ってオン又はオフ制御される。 The transistor TR is connected in parallel with the current reducing resistor R described above, and is controlled to be turned on or off according to a drive signal Dr, which will be described later.

くびれ検出回路NDは、上記の短絡判別信号Sd、上記の電圧検出信号Vd及び上記の電流検出信号Idを入力として、短絡判別信号SdがHighレベル(短絡期間)であるときの電圧検出信号Vdの電圧上昇値が基準値に達した時点でくびれの形成状態が基準状態になったと判別してHighレベルとなり、短絡判別信号SdがLowレベル(アーク期間)に変化した時点でLowレベルになるくびれ検出信号Ndを出力する。また、短絡期間中の電圧検出信号Vdの微分値がそれに対応した基準値に達した時点でくびれ検出信号NdをHighレベルに変化させるようにしても良い。さらに、電圧検出信号Vdの値を電流検出信号Idの値で除算して溶滴の抵抗値を算出し、この抵抗値の微分値がそれに対応する基準値に達した時点でくびれ検出信号NdをHighレベルに変化させるようにしても良い。 The constriction detection circuit ND inputs the short circuit determination signal Sd, the voltage detection signal Vd, and the current detection signal Id, and detects the voltage detection signal Vd when the short circuit determination signal Sd is at a high level (short circuit period). Constriction detection determines that the constriction formation state has reached the standard state when the voltage rise value reaches the reference value and becomes High level, and becomes Low level when the short circuit determination signal Sd changes to Low level (arc period) Outputs signal Nd. Furthermore, the constriction detection signal Nd may be changed to High level at the time when the differential value of the voltage detection signal Vd during the short-circuit period reaches the corresponding reference value. Furthermore, the resistance value of the droplet is calculated by dividing the value of the voltage detection signal Vd by the value of the current detection signal Id, and when the differential value of this resistance value reaches the corresponding reference value, the constriction detection signal Nd is calculated. It may be changed to High level.

低レベル電流設定回路ILRは、予め定めた低レベル電流設定信号Ilrを出力する。電流比較回路CMは、この低レベル電流設定信号Ilr及び上記の電流検出信号Idを入力として、Id<IlrのときはHighレベルになり、Id≧IlrのときはLowレベルになる電流比較信号Cmを出力する。 The low level current setting circuit ILR outputs a predetermined low level current setting signal Ilr. The current comparison circuit CM inputs this low-level current setting signal Ilr and the above-mentioned current detection signal Id, and generates a current comparison signal Cm that becomes High level when Id<Ilr and becomes Low level when Id≧Ilr. Output.

駆動回路DRは、上記の電流比較信号Cm及び上記のくびれ検出信号Ndを入力として、くびれ検出信号NdがHighレベルに変化するとLowレベルに変化し、その後に電流比較信号CmがHighレベルに変化するとHighレベルに変化する駆動信号Drを上記のトランジスタTRのベース端子に出力する。したがって、この駆動信号Drはくびれが検出されるとLowレベルになり、トランジスタTRがオフ状態になり通電路に減流抵抗器Rが挿入されるので、短絡負荷を通電する溶接電流Iwは急減する。そして、急減した溶接電流Iwの値が低レベル電流設定信号Ilrの値まで減少すると、駆動信号DrはHighレベルになり、トランジスタTRがオン状態になるので、減流抵抗器Rは短絡されて通常の状態に戻る。 The drive circuit DR inputs the above current comparison signal Cm and the above constriction detection signal Nd, changes to Low level when the constriction detection signal Nd changes to High level, and then changes to Low level when current comparison signal Cm changes to High level. A drive signal Dr that changes to High level is output to the base terminal of the transistor TR. Therefore, when a constriction is detected, the drive signal Dr becomes Low level, the transistor TR is turned off, and the current reducing resistor R is inserted into the current carrying path, so the welding current Iw that conducts the short-circuited load suddenly decreases. . Then, when the rapidly decreased value of welding current Iw decreases to the value of low-level current setting signal Ilr, drive signal Dr becomes High level and transistor TR is turned on, so current reducing resistor R is short-circuited and normal Return to state.

第1アーク期間設定回路TA1Rは、予め定めた第1アーク期間設定信号Ta1rを出力する。第1アーク期間設定信号Ta1rは、この期間中に溶滴が移行する時間よりも長い時間に設定される。 The first arc period setting circuit TA1R outputs a predetermined first arc period setting signal Ta1r. The first arc period setting signal Ta1r is set to a time longer than the time during which the droplets migrate during this period.

第1アーク期間回路STA1は、上記の短絡判別信号Sd及び上記の第1アーク期間設定信号Ta1rを入力として、短絡判別信号SdがLowレベル(アーク期間)に変化し予め定めた遅延期間Tcが経過した時点から第1アーク期間設定信号Ta1rによって予め定めた第1アーク期間Ta1中はHighレベルとなる第1アーク期間信号Sta1を出力する。 The first arc period circuit STA1 inputs the short circuit determination signal Sd and the first arc period setting signal Ta1r, and the short circuit determination signal Sd changes to Low level (arc period) and a predetermined delay period Tc elapses. From the point in time, the first arc period signal Sta1 is outputted to be at High level during the first arc period Ta1 predetermined by the first arc period setting signal Ta1r.

第1アーク電流設定回路IA1Rは、予め定めた第1アーク電流設定信号Ia1rを出力する。第1アーク電流設定信号Ia1rは、臨界電流値以上に設定される。 The first arc current setting circuit IA1R outputs a predetermined first arc current setting signal Ia1r. The first arc current setting signal Ia1r is set to a critical current value or higher.

第3アーク期間回路STA3は、上記の短絡判別信号Sdを入力として、短絡判別信号SdがLowレベル(アーク期間)に変化した時点から予め定めた電流降下時間Tdが経過した時点でHighレベルになり、その後に短絡判別信号SdがHighレベル(短絡期間)になるとLowレベルになる第3アーク期間信号Sta3を出力する。 The third arc period circuit STA3 inputs the above-mentioned short circuit determination signal Sd and becomes High level when a predetermined current drop time Td has elapsed from the time when the short circuit determination signal Sd changed to Low level (arc period). Then, when the short circuit determination signal Sd becomes High level (short circuit period), the third arc period signal Sta3 that becomes Low level is output.

第3アーク電流設定回路IA3Rは、予め定めた第3アーク電流設定信号Ia3rを出力する。 The third arc current setting circuit IA3R outputs a predetermined third arc current setting signal Ia3r.

電流制御設定回路ICRは、上記の短絡判別信号Sd、上記の低レベル電流設定信号Ilr、上記のくびれ検出信号Nd、上記の第1アーク期間信号Sta1、上記の第3アーク期間信号Sta3、上記の第1アーク電流設定信号Ia1r及び上記の第3アーク電流設定信号Ia3rを入力として、以下の処理を行い、電流制御設定信号Icrを出力する。
1)短絡判別信号SdがLowレベル(アーク期間)に変化した時点から第1アーク期間信号Sta1がHighレベルに変化するまでの遅延期間中は、低レベル電流設定信号Ilrの値となる電流制御設定信号Icrを出力する。
2)その後に、第1アーク期間信号Sta1がHighレベル(第1アーク期間)のときは、第1アーク電流設定信号Ia1rとなる電流制御設定信号Icrを出力する。
3)第1アーク期間信号Sta1がLowレベルに変化した時点から第3アーク期間信号Sta3がLowレベルに変化するまでの期間(第2アーク期間及び第3アーク期間)中は、第3アーク電流設定信号Ia3rとなる電流制御設定信号Icrを出力する。
4)短絡判別信号SdがHighレベル(短絡期間)に変化すると、予め定めた初期期間中は予め定めた初期電流設定値となり、その後は予め定めた短絡時傾斜で予め定めた短絡時ピーク設定値まで上昇してその値を維持する電流制御設定信号Icrを出力する。
5)その後に、くびれ検出信号NdがHighレベルに変化すると、低レベル電流設定信号Ilrの値となる電流制御設定信号Icrを出力する。
The current control setting circuit ICR has the above short circuit determination signal Sd, the above low level current setting signal Ilr, the above constriction detection signal Nd, the above first arc period signal Sta1, the above third arc period signal Sta3, and the above With the first arc current setting signal Ia1r and the third arc current setting signal Ia3r as input, the following processing is performed and a current control setting signal Icr is output.
1) During the delay period from the time when the short circuit determination signal Sd changes to Low level (arc period) until the first arc period signal Sta1 changes to High level, the current control setting becomes the value of the low level current setting signal Ilr. A signal Icr is output.
2) After that, when the first arc period signal Sta1 is at High level (first arc period), the current control setting signal Icr which becomes the first arc current setting signal Ia1r is output.
3) During the period from the time when the first arc period signal Sta1 changes to Low level until the third arc period signal Sta3 changes to Low level (second arc period and third arc period), the third arc current setting is A current control setting signal Icr, which becomes a signal Ia3r, is output.
4) When the short-circuit determination signal Sd changes to High level (short-circuit period), the current becomes the predetermined initial setting value during the predetermined initial period, and thereafter the current changes to the predetermined short-circuit peak setting value with the predetermined short-circuit slope. It outputs a current control setting signal Icr that increases to a value of 1 and maintains that value.
5) After that, when the constriction detection signal Nd changes to High level, a current control setting signal Icr having the value of the low-level current setting signal Ilr is outputted.

電流誤差増幅回路EIは、上記の電流制御設定信号Icr及び上記の電流検出信号Idを入力として、電流制御設定信号Icr(+)と電流検出信号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 error amplification circuit EI receives the above current control setting signal Icr and the above current detection signal Id, amplifies the error between the current control setting signal Icr (+) and the current detection signal Id (-), and outputs a current. Outputs an error amplified signal Ei.

電源特性切換回路SWは、上記の電流誤差増幅信号Ei、上記の電圧誤差増幅信号Ev、上記の第1アーク期間信号Sta1及び上記の第3アーク期間信号Sta3を入力として、以下の処理を行い、誤差増幅信号Eaを出力する。
1)第1アーク期間信号Sta1がLowレベルに変化し、第3アーク期間信号Sta3がHighレベルに変化するまでの第2アーク期間Ta2中は、電圧誤差増幅信号Evを誤差増幅信号Eaとして出力する。
2)それ以外の期間中は、電流誤差増幅信号Eiを誤差増幅信号Eaとして出力する。
この回路によって、溶接電源の特性は、短絡期間、遅延期間、第1アーク期間Ta1及び第3アーク期間Ta3中は定電流特性となり、第2アーク期間Ta2中は定電圧特性となる。
The power supply characteristic switching circuit SW receives the current error amplification signal Ei, the voltage error amplification signal Ev, the first arc period signal Sta1, and the third arc period signal Sta3 as input, and performs the following processing, Outputs an error amplified signal Ea.
1) During the second arc period Ta2 until the first arc period signal Sta1 changes to Low level and the third arc period signal Sta3 changes to High level, the voltage error amplification signal Ev is output as the error amplification signal Ea. .
2) During other periods, the current error amplification signal Ei is output as the error amplification signal Ea.
With this circuit, the characteristics of the welding power source are constant current characteristics during the short circuit period, delay period, first arc period Ta1, and third arc period Ta3, and constant voltage characteristics during the second arc period Ta2.

図2は、図1のアーク溶接電源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)は短絡判別信号Sdの時間変化を示し、同図(E)は第1アーク期間信号Sta1の時間変化を示し、同図(F)は第3アーク期間信号Sta3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 arc welding power source of FIG. 1. The same figure (A) shows the time change of the feeding speed Fw, the same figure (B) shows the time change of the welding current Iw, the same figure (C) shows the time change of the welding voltage Vw, the same figure (D ) shows the time change of the short-circuit discrimination signal Sd, the same figure (E) shows the time change of the first arc period signal Sta1, and the same figure (F) shows the time change of the third arc period signal Sta3. The operation of each signal will be explained below with reference to the same figure.

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Fwは、図1の正送加速期間設定信号Tsurによって定まる正送加速期間Tsu、短絡が発生するまで継続する正送ピーク期間Tsp、図1の正送減速期間設定信号Tsdrによって定まる正送減速期間Tsd、図1の逆送加速期間設定信号Trurによって定まる逆送加速期間Tru、アークが発生するまで継続する逆送ピーク期間Trp及び図1の逆送減速期間設定信号Trdrによって定まる逆送減速期間Trdから形成される。さらに、正送ピーク値Wspは図1の正送ピーク値設定信号Wsrによって定まり、逆送ピーク値Wrpは図1の逆送ピーク値設定信号Wrrによって定まる。この結果、送給速度設定信号Frは、正負の略台形波波状に変化する送給パターンとなる。 The feed rate Fw shown in FIG. 1A is controlled by the value of the feed rate setting signal Fr output from the feed rate setting circuit FR of FIG. The feeding speed Fw is a normal feed acceleration period Tsu determined by the normal feed acceleration period setting signal Tsur in FIG. 1, a normal feed peak period Tsp that continues until a short circuit occurs, and a normal feed speed determined by the normal feed deceleration period setting signal Tsdr in FIG. A feed deceleration period Tsd, a reverse feed acceleration period Tru determined by the reverse feed acceleration period setting signal Trur in FIG. 1, a reverse feed peak period Trp that continues until an arc occurs, and a reverse feed determined by the reverse feed deceleration period setting signal Trdr in FIG. It is formed from the deceleration period Trd. Further, the forward feed peak value Wsp is determined by the forward feed peak value setting signal Wsr in FIG. 1, and the reverse feed peak value Wrp is determined by the reverse feed peak value setting signal Wrr in FIG. As a result, the feed rate setting signal Fr has a feed pattern that changes in the shape of a substantially trapezoidal wave of positive and negative values.

[時刻t1~t4の短絡期間の動作]
正送ピーク期間Tsp中の時刻t1において短絡が発生すると、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するので、同図(D)に示すように、短絡判別信号SdがHighレベル(短絡期間)に変化する。これに応動して、時刻t1~t2の予め定めた正送減速期間Tsdに移行し、同図(A)に示すように、送給速度Fwは上記の正送ピーク値Wspから0まで減速する。例えば、正送減速期間Tsd=1msに設定される。
[Operation during the short circuit period from time t1 to t4]
When a short circuit occurs at time t1 during the forward feed peak period Tsp, the welding voltage Vw suddenly decreases to a short circuit voltage value of several volts, as shown in (D) of the same figure, as shown in (C) of the same figure. The short circuit determination signal Sd changes to High level (short circuit period). In response to this, a transition is made to a predetermined normal feed deceleration period Tsd from time t1 to t2, and the feeding speed Fw is decelerated from the above normal feed peak value Wsp to 0, as shown in FIG. . For example, the normal feed deceleration period Tsd is set to 1 ms.

同図(A)に示すように、送給速度Fwは時刻t2~t3の予め定めた逆送加速期間Truに入り、0から上記の逆送ピーク値Wrpまで加速する。この期間中は短絡期間が継続している。例えば、逆送加速期間Tru=1msに設定される。 As shown in FIG. 3A, the feed rate Fw enters a predetermined reverse feed acceleration period Tru from time t2 to t3, and accelerates from 0 to the above-mentioned reverse feed peak value Wrp. During this period, the short circuit period continues. For example, the reverse transmission acceleration period Tru is set to 1 ms.

時刻t3において逆送加速期間Truが終了すると、同図(A)に示すように、送給速度Fwは逆送ピーク期間Trpに入り、上記の逆送ピーク値Wrpになる。逆送ピーク期間Trpは、時刻t4にアークが発生するまで継続する。したがって、時刻t1~t4の期間が短絡期間となる。逆送ピーク期間Trpは所定値ではないが、3ms程度となる。また、例えば、逆送ピーク値Wrp=-20~-50m/minに設定される。 When the reverse feed acceleration period Tru ends at time t3, the feed rate Fw enters the reverse feed peak period Trp and reaches the above-mentioned reverse feed peak value Wrp, as shown in FIG. The reverse feed peak period Trp continues until an arc occurs at time t4. Therefore, the period from time t1 to t4 becomes a short circuit period. Although the reverse transmission peak period Trp is not a predetermined value, it is approximately 3 ms. Further, for example, the reverse transport peak value Wrp is set to -20 to -50 m/min.

同図(B)に示すように、時刻t1~t4の短絡期間中の溶接電流Iwは、予め定めた初期期間中は予め定めた初期電流値となる。その後、溶接電流Iwは、予め定めた短絡時傾斜で上昇し、予め定めた短絡時ピーク値に達するとその値を維持する。 As shown in FIG. 3B, the welding current Iw during the short-circuit period from time t1 to t4 has a predetermined initial current value during a predetermined initial period. Thereafter, the welding current Iw increases at a predetermined short-circuit slope, and when it reaches a predetermined short-circuit peak value, it maintains that value.

同図(C)に示すように、溶接電圧Vwは、溶接電流Iwが短絡時ピーク値となるあたりから上昇する。これは、溶接ワイヤ1の逆送及び溶接電流Iwによるピンチ力の作用により、溶接ワイヤ1の先端の溶滴にくびれが次第に形成されるためである。 As shown in FIG. 3C, the welding voltage Vw increases from around the point where the welding current Iw reaches its peak value at the time of short circuit. This is because a constriction is gradually formed in the droplet at the tip of the welding wire 1 due to the reverse feeding of the welding wire 1 and the action of the pinch force due to the welding current Iw.

その後に溶接電圧Vwの電圧上昇値が基準値に達すると、くびれの形成状態が基準状態になったと判別して、図1のくびれ検出信号NdはHighレベルに変化する。 After that, when the voltage increase value of the welding voltage Vw reaches the reference value, it is determined that the constriction formation state has reached the reference state, and the constriction detection signal Nd in FIG. 1 changes to High level.

くびれ検出信号NdがHighレベルになったことに応動して、図1の駆動信号DrはLowレベルになるので、図1のトランジスタTRはオフ状態となり図1の減流抵抗器Rが通電路に挿入される。同時に、図1の電流制御設定信号Icrが低レベル電流設定信号Ilrの値に小さくなる。このために、同図(B)に示すように、溶接電流Iwは短絡時ピーク値から低レベル電流値へと急減する。そして、溶接電流Iwが低レベル電流値まで減少すると、駆動信号DrはHighレベルに戻るので、トランジスタTRはオン状態となり減流抵抗器Rは短絡される。同図(B)に示すように、溶接電流Iwは、電流制御設定信号Icrが低レベル電流設定信号Ilrのままであるので、アーク再発生から予め定めた遅延期間Tcが経過するまでは低レベル電流値を維持する。したがって、トランジスタTRは、くびれ検出信号NdがHighレベルに変化した時点から溶接電流Iwが低レベル電流値に減少するまでの期間のみオフ状態となる。同図(C)に示すように、溶接電圧Vwは、溶接電流Iwが小さくなるので一旦減少した後に急上昇する。上述した各パラメータは、例えば以下の値に設定される。初期電流=40A、初期期間=0.5ms、短絡時傾斜=180A/ms、短絡時ピーク値=400A低レベル電流値=50A、遅延期間Tc=0.5ms。 In response to the constriction detection signal Nd going high, the drive signal Dr in FIG. 1 goes low, so the transistor TR in FIG. 1 turns off and the current reducing resistor R in FIG. inserted. At the same time, the current control setting signal Icr in FIG. 1 is reduced to the value of the low level current setting signal Ilr. For this reason, as shown in the same figure (B), the welding current Iw rapidly decreases from the peak value at the time of short circuit to the low level current value. Then, when the welding current Iw decreases to a low level current value, the drive signal Dr returns to High level, so the transistor TR is turned on and the current reducing resistor R is short-circuited. As shown in the same figure (B), since the current control setting signal Icr remains at the low level current setting signal Ilr, the welding current Iw remains at a low level until a predetermined delay period Tc elapses from the re-occurrence of the arc. Maintain current value. Therefore, the transistor TR is in an off state only during the period from when the constriction detection signal Nd changes to High level until the welding current Iw decreases to a low level current value. As shown in FIG. 3C, the welding voltage Vw decreases once and then rises rapidly because the welding current Iw becomes smaller. Each of the parameters described above is set to the following values, for example. Initial current = 40A, initial period = 0.5ms, slope at short circuit = 180A/ms, peak value at short circuit = 400A, low level current value = 50A, delay period Tc = 0.5ms.

[時刻t4~t7のアーク期間の動作]
時刻t4において、溶接ワイヤの逆送及び溶接電流Iwの通電によるピンチ力によってくびれが進行してアークが発生すると、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するので、同図(D)に示すように、短絡判別信号SdがLowレベル(アーク期間)に変化する。これに応動して、時刻t4~t5の予め定めた逆送減速期間Trdに移行し、同図(A)に示すように、送給速度Fwは上記の逆送ピーク値Wrpから0まで減速する。例えば、逆送減速期間Trd=1msに設定される。
[Operation during the arc period from time t4 to t7]
At time t4, when the constriction progresses and an arc is generated due to the pinch force caused by the reverse feeding of the welding wire and the application of the welding current Iw, the welding voltage Vw increases to an arc voltage value of several tens of V, as shown in FIG. As a result, the short circuit determination signal Sd changes to Low level (arc period) as shown in FIG. In response to this, a transition is made to a predetermined reverse feed deceleration period Trd from time t4 to t5, and as shown in FIG. . For example, the reverse feed deceleration period Trd is set to 1 ms.

時刻t5において逆送減速期間Trdが終了すると、時刻t5~t6の予め定めた正送加速期間Tsuに移行する。この正送加速期間Tsu中は、同図(A)に示すように、送給速度Fwは0から上記の正送ピーク値Wspまで加速する。この期間中はアーク期間が継続している。例えば、正送加速期間Tsu=1msに設定される。 When the reverse deceleration period Trd ends at time t5, a transition begins to a predetermined forward acceleration period Tsu from time t5 to t6. During this normal feed acceleration period Tsu, as shown in FIG. 2A, the feeding speed Fw accelerates from 0 to the above normal feed peak value Wsp. During this period, the arc period continues. For example, the normal feed acceleration period Tsu is set to 1 ms.

時刻t6において正送加速期間Tsuが終了すると、同図(A)に示すように、送給速度Fwは正送ピーク期間Tspに入り、上記の正送ピーク値Wspになる。この期間中もアーク期間が継続している。正送ピーク期間Tspは、時刻t7に短絡が発生するまで継続する。したがって、時刻t4~t7の期間がアーク期間となる。そして、短絡が発生すると、時刻t1の動作に戻る。正送ピーク期間Tspは所定値ではないが、15ms程度となる。また、例えば、正送ピーク値Wsp=30~60m/minに設定される。 When the normal feed acceleration period Tsu ends at time t6, the feeding speed Fw enters the normal feed peak period Tsp and reaches the above-mentioned normal feed peak value Wsp, as shown in FIG. The arc period continues during this period as well. The forward transmission peak period Tsp continues until a short circuit occurs at time t7. Therefore, the period from time t4 to t7 becomes an arc period. Then, when a short circuit occurs, the operation returns to time t1. Although the forward transmission peak period Tsp is not a predetermined value, it is approximately 15 ms. Further, for example, the normal feed peak value Wsp is set to 30 to 60 m/min.

時刻t4においてアークが発生すると、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する。他方、同図(B)に示すように、溶接電流Iwは、時刻t4から遅延期間Tcの間は低レベル電流値を継続する。これは、アークが発生した直後に電流値を上昇させると、溶接ワイヤの逆送と溶接電流による溶接ワイヤの溶融とが加算されて、アーク長が急速に長くなり、溶接状態が不安定になる場合があるためである。 When an arc occurs at time t4, the welding voltage Vw rapidly increases to an arc voltage value of several tens of volts, as shown in FIG. On the other hand, as shown in FIG. 4B, the welding current Iw continues at a low level current value during the delay period Tc from time t4. This is because if the current value is increased immediately after an arc occurs, the reverse feeding of the welding wire and the melting of the welding wire due to the welding current are added together, causing the arc length to increase rapidly and the welding condition to become unstable. This is because there are cases.

正送加速期間Tsu中の時刻t51において、遅延期間Tcが終了すると、同図(E)に示すように、第1アーク期間信号Sta1がHighレベルに変化し、時刻t51~t61の予め定めた第1アーク期間Ta1に移行する。この第1アーク期間Ta1中は引き続き定電流制御され、同図(B)に示すように、図1の第1アーク電流設定信号Ia1rによって定まる所定の第1アーク電流Ia1が通電する。同図(C)に示すように、溶接電圧Vwは電流値及びアーク負荷によってさだまる値となり、大きな値となる。 When the delay period Tc ends at time t51 during the forward acceleration period Tsu, the first arc period signal Sta1 changes to High level as shown in FIG. Transition to one arc period Ta1. During this first arcing period Ta1, constant current control is continued, and as shown in the same figure (B), a predetermined first arc current Ia1 determined by the first arc current setting signal Ia1r of FIG. 1 is energized. As shown in the same figure (C), the welding voltage Vw becomes a value that is influenced by the current value and the arc load, and becomes a large value.

時刻t62において、アーク発生時点t4から予め定めた電流降下時間Tdが経過すると、同図(F)に示すように、第3アーク期間信号Sta3がHighレベルに変化する。時刻t61~t62の期間が第2アーク期間Ta2となる。この第2アーク期間Ta2中は、定電圧制御される。同図(B)に示すように、第2アーク電流Ia2はアーク負荷によって変化するが、第1アーク電流Ia1よりも小さい値であり、かつ、第3アーク電流Ia3よりも大きな値となる。すなわち、Ia1>Ia2>Ia3となるように出力制御される。同図(C)に示すように、溶接電圧Vwは定電圧制御によって所定値に制御され、第1アーク期間Ta1の電圧値と第3アーク期間Ta3の電圧値との中間値となる。第2アーク期間Ta2は所定値ではないが、5ms程度となる。 At time t62, when a predetermined current drop time Td has elapsed from arc occurrence time t4, the third arc period signal Sta3 changes to High level, as shown in FIG. The period from time t61 to t62 becomes the second arc period Ta2. During this second arc period Ta2, constant voltage control is performed. As shown in the figure (B), the second arc current Ia2 changes depending on the arc load, but has a smaller value than the first arc current Ia1 and a larger value than the third arc current Ia3. That is, the output is controlled so that Ia1>Ia2>Ia3. As shown in FIG. 2C, the welding voltage Vw is controlled to a predetermined value by constant voltage control, and becomes an intermediate value between the voltage value in the first arc period Ta1 and the voltage value in the third arc period Ta3. The second arc period Ta2 is not a predetermined value, but is approximately 5 ms.

第3アーク期間信号Sta3がHighレベルに変化する時刻t62から短絡が発生する時刻t7までの期間が、第3アーク期間Ta3となる。この第3アーク期間Ta3中は、定電流制御される。同図(B)に示すように、図1の第3アーク電流設定信号Ia3rによって定まる所定の第3アーク電流Ia3が通電する。同図(C)に示すように、溶接電圧Vwは電流値及びアーク負荷によって定まる値となる。例えば、第3アーク電流Ia3=60Aに設定される。第3アーク期間Ta3は所定値ではないが、1ms程度となる。 The period from time t62 when the third arc period signal Sta3 changes to High level to time t7 when a short circuit occurs is the third arc period Ta3. During this third arc period Ta3, constant current control is performed. As shown in the figure (B), a predetermined third arc current Ia3 determined by the third arc current setting signal Ia3r of FIG. 1 is applied. As shown in the same figure (C), the welding voltage Vw becomes a value determined by the current value and the arc load. For example, the third arc current Ia3 is set to 60A. The third arc period Ta3 is not a predetermined value, but is approximately 1 ms.

上述したように、本実施の形態によれば、アーク期間中は、第1アーク電流Ia1を通電する第1アーク期間と、第2アーク電流Ia2を通電する第2アーク期間と、第3アーク電流Ia3を通電する第3アーク期間とを経時的に切り換え、Ia1>Ia2>Ia3となるように制御する。第1アーク電流Ia1は、溶滴移行状態がスプレー移行状態となる臨界電流値以上に設定される。第1アーク期間は、この期間中に溶滴が移行する時間よりも長い時間に設定される。第2アーク電流Ia2は、上記の臨界電流値未満に図1の出力電圧設定信号Erを調整して設定される。例えば、第1アーク電流Ia1=300Aであり、第1アーク期間=10msである。上記においては、第1期間中は定電流制御される場合について説明したが、定電圧制御されるようにしても良い。その場合でも、第1アーク電流Ia1が臨界電流値以上となるようにする。 As described above, according to the present embodiment, during the arc period, there is a first arc period in which the first arc current Ia1 is applied, a second arc period in which the second arc current Ia2 is applied, and a third arc current The third arc period in which Ia3 is energized is switched over time to control so that Ia1>Ia2>Ia3. The first arc current Ia1 is set to be equal to or higher than a critical current value at which the droplet transfer state becomes the spray transfer state. The first arc period is set to be longer than the time during which the droplets migrate. The second arc current Ia2 is set by adjusting the output voltage setting signal Er of FIG. 1 to be less than the above critical current value. For example, the first arc current Ia1 is 300 A, and the first arc period is 10 ms. In the above, a case has been described in which constant current control is performed during the first period, but constant voltage control may be performed. Even in that case, the first arc current Ia1 is made to be equal to or higher than the critical current value.

以下、本実施の形態の作用効果について説明する。軟質アルミニウムの溶接ワイヤを使用して正逆送給アーク溶接を行う場合、シールドガスには100体積%のアルゴンガスを使用するのが一般的である。このために、溶滴移行状態がスプレー移行状態となる臨界電流値は200A程度と小さな値となる。この結果、アーク期間中に臨界電流値以上となる期間が長い期間存在することになる。この臨界電流値以上の期間中は、溶滴移行がランダムに行われるようになるので、短絡・アークの周期に同期しない状態となる。 The effects of this embodiment will be explained below. When performing forward and reverse feed arc welding using a soft aluminum welding wire, it is common to use 100% by volume argon gas as the shielding gas. For this reason, the critical current value at which the droplet transfer state becomes the spray transfer state is as small as about 200A. As a result, there is a long period during which the current exceeds the critical current value during the arc period. During the period when the current exceeds this critical current value, droplet transfer occurs randomly, resulting in a state that is not synchronized with the short circuit/arc cycle.

これに対して、本実施の形態によれば、軟質アルミニウムの溶接ワイヤを使用し、溶接ワイヤの送給を正送と逆送とに交互に切り換え、短絡期間とアーク期間とを繰り返し、アーク期間中は、第1アーク電流Ia1を通電する第1アーク期間と、第2アーク電流Ia2を通電する第2アーク期間と、第3アーク電流Ia3を通電する第3アーク期間とを経時的に切り換え、Ia1>Ia2>Ia3となるように溶接電流を通電するアーク溶接装置において、第1アーク電流Ia1は臨界電流値以上に設定され、第1アーク期間はこの期間中に溶滴が移行する時間よりも長い時間に設定され、第2アーク電流Ia2は臨界電流値未満に設定される。上記において、第1アーク電流Ia1は臨界電流値以上に設定され、第1アーク期間はこの期間中に溶滴が移行する時間よりも長い時間に設定されるので、第1アーク期間中に溶滴移行が行われることになる。そして、第2アーク電流Ia2及び第3アーク電流Ia3は臨界電流値未満であるので、溶接ワイヤ先端に溶滴が形成されるが移行することはない。短絡期間に入ると、この溶接ワイヤ先端に形成された溶滴が短絡移行することになる。したがって、溶滴移行は、第1アーク期間及び短絡期間に確実に行われることになり、短絡・アークの周期に同期することになる。このように、本実施の形態では、正逆送給アーク溶接において、軟質アルミニウムの溶接ワイヤを使用しても、良好な溶接品質を得ることができる。 In contrast, according to the present embodiment, a soft aluminum welding wire is used, the feeding of the welding wire is alternately switched between forward feeding and reverse feeding, the short circuit period and the arcing period are repeated, and the arcing period is During the process, a first arc period in which the first arc current Ia1 is applied, a second arc period in which the second arc current Ia2 is applied, and a third arc period in which the third arc current Ia3 is applied are switched over time, In an arc welding device that applies a welding current so that Ia1>Ia2>Ia3, the first arc current Ia1 is set to be equal to or higher than the critical current value, and the first arc period is longer than the time during which the droplets migrate during this period. The second arc current Ia2 is set to be less than the critical current value. In the above, the first arc current Ia1 is set to be equal to or higher than the critical current value, and the first arc period is set to a time longer than the time during which the droplets migrate, so the droplets are A transition will take place. Since the second arc current Ia2 and the third arc current Ia3 are less than the critical current value, droplets are formed at the tip of the welding wire but do not migrate. When the short-circuit period begins, the droplet formed at the tip of the welding wire will be short-circuited. Therefore, the droplet transfer will be ensured during the first arc period and the short circuit period, and will be synchronized with the short circuit/arc period. As described above, in this embodiment, good welding quality can be obtained even when a soft aluminum welding wire is used in forward and reverse feed arc welding.

さらに、本実施の形態によれば、溶接電流の平均値が200A以上である。従来技術において、溶接電流の平均値が200A以上となると、アーク期間中に臨界電流値以上となる期間がさらに長くなるので、溶滴移行のランダム性が大きくなる。これに対して、本実施の形態では、溶接電流の平均値が200A以上になっても、溶滴移行を短絡・アークの周期と同期させることができるので、良好な溶接品質を得ることができる。 Furthermore, according to this embodiment, the average value of the welding current is 200A or more. In the prior art, when the average value of the welding current is 200 A or more, the period during which the current exceeds the critical current value becomes longer during the arc period, and therefore the randomness of droplet transfer increases. In contrast, in this embodiment, even if the average value of the welding current exceeds 200 A, droplet transfer can be synchronized with the short circuit/arc cycle, so good welding quality can be obtained. .

さらに、本実施の形態によれば、第1アーク期間は定電流制御される。これにより、本実施の形態では、第1アーク期間中に溶滴が移行するように電流値及びその期間を精密に制御することができる。また、第1アーク期間中の入熱を精密に制御することができる。この結果、溶接品質をより高品質にすることができる。 Furthermore, according to the present embodiment, constant current control is performed during the first arc period. As a result, in this embodiment, the current value and its period can be precisely controlled so that the droplets migrate during the first arc period. Furthermore, the heat input during the first arc period can be precisely controlled. As a result, welding quality can be made higher.

さらに、本実施の形態によれば、第2アーク期間は定電圧制御される。これにより、本実施の形態では、平均アーク長を適正値に制御することができる。この結果、溶接状態をより安定化することができる。 Furthermore, according to this embodiment, constant voltage control is performed during the second arc period. Thereby, in this embodiment, the average arc length can be controlled to an appropriate value. As a result, the welding state can be made more stable.

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
CM 電流比較回路
Cm 電流比較信号
DR 駆動回路
Dr 駆動信号
E 出力電圧
Ea 誤差増幅信号
ED 出力電圧検出回路
Ed 出力電圧検出信号
EI 電流誤差増幅回路
Ei 電流誤差増幅信号
ER 出力電圧設定回路
Er 出力電圧設定信号
EV 電圧誤差増幅回路
Ev 電圧誤差増幅信号
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
Ia1 第1アーク電流
IA1R 第1アーク電流設定回路
Ia1r 第1アーク電流設定信号
Ia2 第2アーク電流
Ia3 第3アーク電流
IA3R 第3アーク電流設定回路
Ia3r 第3アーク電流設定信号
ICR 電流制御設定回路
Icr 電流制御設定信号
ID 電流検出回路
Id 電流検出信号
ILR 低レベル電流設定回路
Ilr 低レベル電流設定信号
Iw 溶接電流
ND くびれ検出回路
Nd くびれ検出信号
PM 電源主回路
R 減流抵抗器
SD 短絡判別回路
Sd 短絡判別信号
STA1 第1アーク期間回路
Sta1 第1アーク期間信号
STA3 第3アーク期間回路
Sta3 第3アーク期間信号
SW 電源特性切換回路
Tc 遅延期間
TA1R 第1アーク期間設定回路
Ta1r 第1アーク期間設定信号
Td 電流降下時間
TR トランジスタ
Trd 逆送減速期間
TRDR 逆送減速期間設定回路
Trdr 逆送減速期間設定信号
Trp 逆送ピーク期間
Tru 逆送加速期間
TRUR 逆送加速期間設定回路
Trur 逆送加速期間設定信号
Tsd 正送減速期間
TSDR 正送減速期間設定回路
Tsdr 正送減速期間設定信号
Tsp 正送ピーク期間
Tsu 正送加速期間
TSUR 正送加速期間設定回路
Tsur 正送加速期間設定信号
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
Vw 溶接電圧
WL リアクトル
WM 送給モータ
Wrp 逆送ピーク値
WRR 逆送ピーク値設定回路
Wrr 逆送ピーク値設定信号
Wsp 正送ピーク値
WSR 正送ピーク値設定回路
Wsr 正送ピーク値設定信号
1 welding wire
2 Base material
3 arc
4 welding torch
5 Feed roll CM Current comparison circuit Cm Current comparison signal DR Drive circuit Dr Drive signal E Output voltage Ea Error amplification signal ED Output voltage detection circuit Ed Output voltage detection signal EI Current error amplification circuit Ei Current error amplification signal ER Output voltage setting circuit Er Output voltage setting signal EV Voltage error amplification circuit Ev Voltage error amplification signal FC Feed control circuit Fc Feed control signal FR Feed rate setting circuit Fr Feed rate setting signal Fw Feed rate Ia1 1st arc current IA1R 1st arc Current setting circuit Ia1r First arc current setting signal Ia2 Second arc current Ia3 Third arc current IA3R Third arc current setting circuit Ia3r Third arc current setting signal ICR Current control setting circuit Icr Current control setting signal ID Current detection circuit Id Current Detection signal ILR Low level current setting circuit Ilr Low level current setting signal Iw Welding current ND Waist detection circuit Nd Waist detection signal PM Main power supply circuit R Current reducing resistor SD Short circuit determination circuit Sd Short circuit determination signal STA1 1st arc period circuit Sta1 1st 1 arc period signal STA3 3rd arc period circuit Sta3 3rd arc period signal SW Power supply characteristic switching circuit Tc Delay period TA1R 1st arc period setting circuit Ta1r 1st arc period setting signal Td Current drop time TR Transistor Trd Reverse feed deceleration period TRDR Reverse feed deceleration period setting circuit Trdr Reverse feed deceleration period setting signal Trp Reverse feed peak period Tru Reverse feed acceleration period TRUR Reverse feed acceleration period setting circuit Trur Reverse feed acceleration period setting signal Tsd Forward feed deceleration period TSDR Forward feed deceleration period setting circuit Tsdr Forward feed deceleration period setting signal Tsp Forward feed peak period Tsu Forward feed acceleration period TSUR Forward feed acceleration period setting circuit Tsur Forward feed acceleration period setting signal VD Voltage detection circuit Vd Voltage detection signal Vw Welding voltage WL Reactor WM Feed motor Wrp Reverse feed Peak value WRR Reverse feed peak value setting circuit Wrr Reverse feed peak value setting signal Wsp Forward feed peak value WSR Forward feed peak value setting circuit Wsr Forward feed peak value setting signal

Claims (4)

軟質アルミニウムの溶接ワイヤを使用し、溶接ワイヤの送給を正送と逆送とに交互に切り換え、短絡期間とアーク期間とを繰り返し、
前記アーク期間中は、第1アーク電流Ia1を通電する第1アーク期間と、第2アーク電流Ia2を通電する第2アーク期間と、第3アーク電流Ia3を通電する第3アーク期間とを経時的に切り換え、Ia1>Ia2>Ia3となるように溶接電流を通電するアーク溶接装置において、
前記第1アーク電流Ia1は臨界電流値以上に設定され、前記第1アーク期間はこの期間中に溶滴が移行する時間よりも長い時間に設定され、
前記第2アーク電流Ia2は前記臨界電流値未満に設定される、
ことを特徴とするアーク溶接装置。
Using a soft aluminum welding wire, the welding wire feed is alternately switched between forward feed and reverse feed, and the short circuit period and arc period are repeated.
During the arc period, a first arc period in which the first arc current Ia1 is applied, a second arc period in which the second arc current Ia2 is applied, and a third arc period in which the third arc current Ia3 is applied are changed over time. In an arc welding device in which the welding current is applied so that Ia1>Ia2>Ia3,
The first arc current Ia1 is set to a critical current value or more, and the first arc period is set to a time longer than the time during which the droplet migrates during this period,
the second arc current Ia2 is set below the critical current value;
An arc welding device characterized by:
前記溶接電流の平均値が200A以上である、
ことを特徴とする請求項1に記載のアーク溶接装置。
The average value of the welding current is 200A or more,
The arc welding apparatus according to claim 1, characterized in that:
前記第1アーク期間は、定電流制御される、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のアーク溶接装置。
the first arc period is constant current controlled;
The arc welding device according to claim 1 or 2, characterized in that:
前記第2アーク期間は、定電圧制御される、
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のアーク溶接装置。
The second arc period is constant voltage controlled.
The arc welding apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
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