JPH01118371A - パルスアーク溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は消耗電極式アーク浴接装置、特にワイヤ電極
と母材との間に供給する直流のアーク電流（以下バック
グランド電流と称す）にパルス状のアーク電流工（以下
パルス電流と称す）を重畳させ、このパルス電流による
ｔ出収縮力によって溶融したワイヤ電極を細粒状にして
母材へ移行（スプレー移行）させて電接する溶接方法に
関するものである。

第１図は先行技術に係るこの種装置のブロック図で１図
においてｍは直流電源回路、（２）はパワートランジス
タ等のスイッチ群、（３）はスイッチ群（２）の導通制
御する制御回路、（４）はアーク維持電流（バックグラ
ンド電流〕を給電する補助電源回路。

（５１）　、（５２）はフライホイールダイオード、　
　（６１）。

（６２）はりアクドル、（７）は電接ワイヤの巻枠、（
８）は浴接ワイヤを矢印Ａ方向に送給するモータ、（９
）は直接トーチ、α２はワイヤ電極αＧと母材ｔ１１１
との間のアーク電圧Ｖａを検出する電圧検出器、α４は
電圧検出器住３で検出したアーク電圧■ａを平均電圧Ｖ
ａ（以下溶接電圧と込う）に変換する平均電圧変換器、
α９は操作盤で、基準浴接電流ＩＯを設定する浴接電流
設定器（１６ａ）と、基準電接電圧Ｖｏを設定する浴接
電圧設定器（１６ｂ）とを有する。

また、制御回路（３）は基準電接電流工０を受けてパル
ス電流の周波数信号ｆ［＝Ｆ１（Ｉｏ）１　ｋ送出する
パルス周波数設定器αでと、シールドガス、ワイヤの径
、材質に応じてパルス電流のピーク値工ｐを設定するパ
ルスピーク電流値設定器錦と、基準浴接電圧％とｍ接電
圧Ｖａとを比較し、差信号ｖ、３（＝：Ｖｏ　Ｖａ）を
出力する比較器１１９と、パルス電流の基準パルス幅τ
０を設定するとともに、差信号ＶＳを受けて補正信号τ
θを演算し、補正されたパルス信号τ（τ０＋τｅ）　
　ｋ送出するパルス幅設定器囚とパルス周波数指令信号
ｆ、ピーク値信号工ｐ。

パルス幅信号τをうけてスイッチ素子群（２）の導通を
制御し指令されたピーク値、パルス幅のパルス電流を周
波数ｆで給電するように作動するスイッチ指令器■と、
基準溶接電流信号工。をうけ、この電流値に適合するｍ
接ワイヤの送給速度信号ｖ［＝Ｆ２（１０）　）を送出
して送給モータ（８）全駆動するワイヤ送給速度制御装
置ｔ２１１とで構成される。

次に、第１図に示した従来の浴接様の動作について説明
する。上述の構成において、あらかじめワイヤ電極の材
質、径およびシールドガスに応じてパルスピーク電流値
設定器αｇとパルス幅設定器ツによシバルスピーク値工
ｐ、パルス幅τ０をそれぞれ設定して詮＜、続いて、母
材αυの板厚等の浴接条件に合った溶接電流２ｍ接電圧
を溶接電流設定器（１６ａ）および耐液電圧設定器（１
６ｋｌ）で合わせる。この設定操作によシ、この鼎抜機
は基準溶接を流信号工０によって、パルス周波数ｆ［＝
Ｆｔ（Ｉｏ））とワイヤ送給速度ｖ［＝Ｆ２（Ｉ。）］
が定められ、溶接が行なわれる。また、！圧検吊器α２
によってアーク電圧７ａが検出され、このアーク電圧ａ
が平均電圧変換器α滲に入力され、溶接電圧Ｖａに変換
される。このＶａと基準溶接電圧０とが比較されその差
信号Ｖｓに応じて、パルス幅τが・補正される。

このようなフィードバック制御が行なうことによって一
定のｍ接電圧（Ｖａ　＝　Ｖｏ　）に保って溶接が行な
われるように制御されている。

先行技術に係るパルスアーク啓抜機は以上のように構成
されているため、浴接電流設定器（１６ａ）のダイヤル
によってパルス周波数でとワイヤ送給速度Ｖとを所定の
関数を保つようにする必要がある。このｆとＶとの関係
を満足させるために制御回路内のパルス周波数設定器α
ｎとワイヤ送給速度制御装置２１１があらかじめｆとＶ
の関数Ｆ１（工０）とＰ２（Ｉｏ）を決めて置き、基準
溶接電流信号（工０）を（Ｌ７！、Ｌ２υのそれぞれに
入力することでｆとＶを決定している。従って制御回路
（３）が非常に複雑な回路となシ、灸造コストが高くな
る。また、ワイヤ電極全送給するケーブルの摩擦抵抗等
によるワイヤ送給速度のバラツキが生ずると、パルス周
波数ｆとワイヤ送給速度Ｖとの関数が所定の関数からは
ずれることがあり、このような状態になると良好なスプ
レー移行が得られないという不具合があった。

この発明は上記のような欠点の解消を目的としてなされ
たもので、一定の速度で送給せるワイヤ電極と母材間距
離ｌを電圧検出器ａ２で検出したアーク電圧■ユで判断
を行ない、その判断した結果に応じて、パルスアーク電
流のパルスを豆上らせその後予め設定したパルスピーク
値及びパルス幅のパルスアーク電流を供給するようにし
たものである。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第２
図において、　（１６１１））は最小バックグランド電
圧ＶＢＯ（最小電圧）を設定するパックグランド電圧設
定器、　　（１９１）は最小バックグランド電圧ＶＢＯ
とアーク電圧ｖａを比較して判断する比較器である。第
２図において第１図と同一符号は同一部分を示す。

第３図および第４図はこの発明を適用せるｍ抜機の浴接
時の状態の説明図で、第３図（ａ）はワイヤ送給速度ｔ
−ｖ［ｍ／ｍｉｎ］にした時のスプレー移行状態を、同
図（１））はアーク電圧波形を、同図（ｃｌはアーク電
流波形を、また、第４図（ａ）はワイヤ送給速度を２ｖ
［ｍ／ｍｉｎ　］にした時のスプレー移行状態を。

同図（ｂ）はアーク電圧波形を、同図（Ｃ１はアーク電
流波形をそれぞれ示す。なお、アーク電圧波形における
破線は最小電圧”ＢＯを、　　ｉｏ　は最小アーク長を
、／ｃ　は浴温移行した後の最大アーク長を示す。

つぎに、この発明の実施例についての動作を説明する。

最初に、母材（１１１の板厚等の浴接条件に合ったワイ
ヤ送給速度、最小バンクグランド電圧を浴接電流設定器
（１６ａ）およびバックグランド電圧設定器（１６１ｂ
）　で設定する。次に、パルスピーク電流値設定器（Ｉ
ｌによシパルスビーク電流値Ｉｐを設定し、パルス幅設
定器圓によシパルス幅τを設定する。この設定操作によ
シ、この溶接機は基準溶接電流信号ＩＯによってワイヤ
送給速度Ｖが定められる。それによって浴接トーチ（９
）にワイヤ電極αＧが送られ、ワイヤ電極αＧが母材α
υに短絡する。

そうすると、短絡電圧が電圧検出器＋１２によって検出
される。この短絡電圧は比較器（１９１）においてｖＢ
○と比較されスイッチ指令器（ハ）にアーク電流を増大
させるような指令信号（ＯＮ指令）を与える。

この動作によシ短絡したワイヤ電極ＱＧが赤熱し。

やがて赤熱した部分のワイヤ電極σＧか焼き切れ。

浴接アークがスタートする。浴接アークがスタートする
と、予め設定したパルスピーク値Ｉｐ及びパルス幅τの
パルスアーク電流が供給され、増大したアーク電流によ
ってワイヤ＠、極ａａの先端は浴融し、スプレー移行す
る。そして、パルス幅τのパルスアーク電流が供給され
た後、スイッチ指令器＠にアーク電流を減少させるよう
な指令信号（ＯＦＦ指令）を与える。こうしてアーク電
流が減少して了−り放電を維持するに足りるだけの補助
電源回路（４）からのバックグランド電流１１３のみと
なシ、再びワイヤ電極αＧの先端は母材（１１１へ近づ
きアーク長ｌが縮まるに応じてアーク電圧■ユが低くな
る。こうしてアーク電圧ｖａか低くなり。

やがてアーク電圧■ａはバックグランド電圧設定器（１
６１ｂ）で設定した最小電圧ＶＢＯになり、比較器（１
９１）が動作する。この比較器が動作するとスイッチ指
令器（ハ）にアーク電流を増大させるような指令信号（
ＯＮ指令）を与える。

以上のように、あらかじめワイヤを極Ｑ［）の材質。

径、シールドガスによって決まる最適なパルスアーク電
流のピーク値工ｐとパルス幅τとを定めて置き、スター
ト時、またはｍ接作業中においてアーク電流（パルスア
ーク電流）を増大させる指令信号は比較器（１９１）に
おいてＶＢＯ≧■ユ　となった時点で出力させるように
構成し、上述のビーク僅Ｉｐ　及びパルス幅τによりパ
ルスアークを流が形成され、このパルスアーク電流によ
ってスプレー移行が行なわれ２ｍ接が行なわれる。

このように、この実施例の装置では、ワイヤ送給速度Ｖ
に応じたパルス周波数（つまシ言い換えると溶接電流）
が自動的に示談る。またバックグランド電圧設定器（１
９１１））　　によって最小電圧ＶＢＯを調節すること
によって任意の溶接電圧を選択することができる。

この発明は、母材に向って送給されるワイヤ電極と母材
との間にアーク維持電流（バックグランドアーク電流）
とこれに重畳せるパルスアーク電流とを給電して溶接す
るパルスアーク各抜機において、ワイヤ電極と母材との
間隔、即ちアーク長に応じて変化するアーク電圧を検出
し、アーク電圧が予め定めた最小電圧ＶＢＯ以下になっ
たときにはアーク電流のパルスを立上らせ、その後あら
かじめ定めたパルスピーク値及びパルス幅のパルスアー
ク電流を供給するように制御することを特徴とするもの
で、ワイヤ送給速度のみを変えることによシ、自動的に
最適なパルス周波数つまシ磐接電流が得られ、最適溶接
状態が得られ、菫た予め定めたパルスピーク値及びパル
ス幅を有するパルスアーク電流を常に供給するようにし
ているので解融が移行する時刻をバックグランド電流期
間で行なうように制御した際に、ワイヤ電極の先端と母
材が短絡しても短絡電流が小さい電流となるので、短絡
電流によるスパッタを抑制でき、良好な浴接が行なえる
効果がある。。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術に係るパルスアーク恣抜機の構成を示
す図、第２図はこの発明の一実施例のブロック図、第３
図（ａｌ〜（ｃｌおよび第４図（ａ）〜（Ｃ）はそれぞ
れこの実施例におけるスプレー移行状態、アーク電圧波
形およびアーク電流波形を示す図である。 図において、（１）は直流電源回路、（２）はスイッチ
素子群、（３）は制御装置、（４）は補助電源、　（５
１）、（５２）はフライホイールダイオードｔ　　（６
１）、（６２）は直流リアクトル、（８）はワイヤ送給
モータ、（９）は浴接トーチ、αＧはワイヤ電極、＋ｌ
υは母材、α２は電圧検出器、α４は平均電圧変換器、
α９は操作盤、　　（１６ａ）は溶接電流設定器、　　
（１６ｂ）は電接電圧設定器、　（１５１ｂ）はバック
グランド電圧設定器、（１７１はパルス周波数設定器　
αｅはパルスピーク電流値設定器、α９゜（１９１）は
比較器、鶴はパルス幅設定器、ｃ！９はワイヤ送給速度
制御装置、Ｃ２３はスイッチ指令器である。 なお１図中同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 母材に向つて送給されるワイヤ電極と上記母材との間に
   アーク維持電流とこれに重畳せるパルスアーク電流とを
   給電して溶接する溶接方法において、上記ワイヤ電極と
   母材との間隔に応じて変化する溶接中のアーク電圧を検
   出し、上記アーク電圧があらかじめ定めた最小電圧以下
   になつたとき上記パルスアーク電流のパルスを立上らせ
   、その後あらかじめ定めたパルスピーク値及びパルス幅
   のパルスアーク電流を供給するように制御することを特
   徴とするパルスアーク溶接方法。