JPH01237075A - 消耗電極式交流矩形波溶接方法 - Google Patents
消耗電極式交流矩形波溶接方法Info
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- JPH01237075A JPH01237075A JP6297888A JP6297888A JPH01237075A JP H01237075 A JPH01237075 A JP H01237075A JP 6297888 A JP6297888 A JP 6297888A JP 6297888 A JP6297888 A JP 6297888A JP H01237075 A JPH01237075 A JP H01237075A
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- Arc Welding In General (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、消耗電極式交流矩形波溶接電源制御によるガ
スシールドアーク熔接方法に関する。
スシールドアーク熔接方法に関する。
従来、消耗電極と母材との間で溶接金属の溶滴移行を行
わせるアーク溶接では、消耗電極と母材間を定電圧特性
の直流溶接電源または交流矩形波溶接電源を用い、消耗
電極を一定速度で送給する事により消耗電極から母材に
第２図に示すように溶滴移行を行う。第２図（イ）は、
母材１１と消耗電極７との間に発生したアーク１０と溶
？１ｉｉｉ８の移行状況が第２図（ロ）の交流矩形波溶
接電源電圧波形に応じて（ａ）〜（ｄｌに移動していく
ことを示し、特に、薄鋼板溶接の溶接低電流短絡アーク
領域ではスパッタ１４が極めて多（散乱して溶接効率、
ガスシールド性、および作業性の妨げとなっていた。シ
ールドガス１２はＣＯ２，Ａｒ、ＣＯ２＋Ａｒ、等であ
る。
わせるアーク溶接では、消耗電極と母材間を定電圧特性
の直流溶接電源または交流矩形波溶接電源を用い、消耗
電極を一定速度で送給する事により消耗電極から母材に
第２図に示すように溶滴移行を行う。第２図（イ）は、
母材１１と消耗電極７との間に発生したアーク１０と溶
？１ｉｉｉ８の移行状況が第２図（ロ）の交流矩形波溶
接電源電圧波形に応じて（ａ）〜（ｄｌに移動していく
ことを示し、特に、薄鋼板溶接の溶接低電流短絡アーク
領域ではスパッタ１４が極めて多（散乱して溶接効率、
ガスシールド性、および作業性の妨げとなっていた。シ
ールドガス１２はＣＯ２，Ａｒ、ＣＯ２＋Ａｒ、等であ
る。
以上の如く薄Ｓｌｌ坂の溶接には抜は落ち防止方法とし
て溶接低電流短絡アーク領域を通用するのが一般的であ
り、定電圧特性の直流溶接電源を通用していたが、スパ
ッタ発生が大きな問題となりスパッタ発生量を減少せし
める方法が１足案された。
て溶接低電流短絡アーク領域を通用するのが一般的であ
り、定電圧特性の直流溶接電源を通用していたが、スパ
ッタ発生が大きな問題となりスパッタ発生量を減少せし
める方法が１足案された。
例えば、特開昭６９−１３０４６９号公報、特開昭６０
−１４５２７７号公報、特開昭６０−１４５２７８号公
報、特開昭６０−１３３９７７号公報、等に開示されて
いる。
−１４５２７７号公報、特開昭６０−１４５２７８号公
報、特開昭６０−１３３９７７号公報、等に開示されて
いる。
その他、実公昭４５−１０１９１号公報、特開昭５９−
９２１７０号公報に示されるように定電圧特性交流矩形
波溶接電源により母材の溶込み制御が可能となり、薄鋼
板の溶接抜は落ち防止方法が得られた。
９２１７０号公報に示されるように定電圧特性交流矩形
波溶接電源により母材の溶込み制御が可能となり、薄鋼
板の溶接抜は落ち防止方法が得られた。
これらによれば、消耗電極と母材間にガスシールド′ア
ーク溶接用電源として消耗電極式交流矩形波溶接電源を
入力する事により、該消耗電極が工種成分時に溶滴移行
を行い、負極成分時に該消耗電極が加熱される効果によ
り正極、負極比率の時間割合およびレベル割合出力比率
制御により、例えば薄鋼板１．０〜２０．０ ｍの溶接
に対して該消耗電極に加える正掻、負掘時の時間割合を
１：３程度にて正極時の時間を少なくして溶込み深さを
浅くし、スプレー溶滴移行に近くても抜は落ちせずに溶
接可能となりスパッタも減少方向になっているが、まだ
完全でなく溶接効率、ガスシールド性、溶接作業性の妨
げとなっている。
ーク溶接用電源として消耗電極式交流矩形波溶接電源を
入力する事により、該消耗電極が工種成分時に溶滴移行
を行い、負極成分時に該消耗電極が加熱される効果によ
り正極、負極比率の時間割合およびレベル割合出力比率
制御により、例えば薄鋼板１．０〜２０．０ ｍの溶接
に対して該消耗電極に加える正掻、負掘時の時間割合を
１：３程度にて正極時の時間を少なくして溶込み深さを
浅くし、スプレー溶滴移行に近くても抜は落ちせずに溶
接可能となりスパッタも減少方向になっているが、まだ
完全でなく溶接効率、ガスシールド性、溶接作業性の妨
げとなっている。
しかしながら、スパッタ発生対策方法として定電圧特性
交流矩形波溶接電源をもちいて薄鋼板の溶込み制御をし
てアークのスプレー化を適用しても不完全であった。
交流矩形波溶接電源をもちいて薄鋼板の溶込み制御をし
てアークのスプレー化を適用しても不完全であった。
本発明は、上記の問題点に鑑み比較的簡単な波形制御を
用いることによって、消耗電極の溶滴移行と溶接電圧波
形の制御によって溶滴移行をスムースに行なわせ、スパ
ッタ発生を低減することを目的とする。
用いることによって、消耗電極の溶滴移行と溶接電圧波
形の制御によって溶滴移行をスムースに行なわせ、スパ
ッタ発生を低減することを目的とする。
本発明の要旨は、消耗電極と母材の間にガスシールドア
ークを発生させて該消耗電極より母材に溶滴移行を行わ
せる消耗電極式交流矩形波溶接法において、該消耗電極
に正極成分電圧を加え、その後消耗電橋の溶滴移行時間
の間正極成分電圧値を低電圧値に変化保持し、ｆ６滴移
行完了後に再び元の正極成分電圧値にもどしアークを安
定持続させ、続いて該消耗電極に負極成分電圧を加えて
該消耗電極を加熱熔融状態にさせた直後、再び正極成分
電圧に切り換える事を繰り返し溶接電圧を制御しながら
溶接を行うことを特徴とする消耗電極式交流矩形波溶接
方法にある。
ークを発生させて該消耗電極より母材に溶滴移行を行わ
せる消耗電極式交流矩形波溶接法において、該消耗電極
に正極成分電圧を加え、その後消耗電橋の溶滴移行時間
の間正極成分電圧値を低電圧値に変化保持し、ｆ６滴移
行完了後に再び元の正極成分電圧値にもどしアークを安
定持続させ、続いて該消耗電極に負極成分電圧を加えて
該消耗電極を加熱熔融状態にさせた直後、再び正極成分
電圧に切り換える事を繰り返し溶接電圧を制御しながら
溶接を行うことを特徴とする消耗電極式交流矩形波溶接
方法にある。
以下、図面に従い本発明の詳細な説明する。
第２図（イ）（ロ）（ハ）は従来使用されている消耗電
橋式交流矩形波溶接法における溶接電圧波形と溶接電流
波形とガスシールドアークによる消耗電極からの溶滴移
行状態を示す図である。
橋式交流矩形波溶接法における溶接電圧波形と溶接電流
波形とガスシールドアークによる消耗電極からの溶滴移
行状態を示す図である。
第２図（ロ）は消耗電極式交流矩形波溶接電源よりの溶
接電圧波形で、正極成分と負極成分が周゛波数４０〜２
０００Ｈｚで変化する。第２図（イ）に該溶接電圧波形
に対応した消耗電極からの溶滴移行状況を示し、また同
図（ハ）に溶接電流波形を示すが、図示のように該溶接
電圧が負極の時は消耗電極７は加熱され、溶滴８は母材
１１に移行されず球形となって消耗電極７にぶら下がる
状況となる。次に、該溶接電圧が正極になると瞬時に負
極時に球形であった溶滴８が母材１１に移行するために
第２図（ハ）のように溶接電流が高電流値（１ｈ）とな
り溶滴８はとびちり、スパッタ１４が発生する。以下交
流矩形波溶接電圧の周波数に準じてｆａ） （ｂ） （
ｃ） （ｄ）順に繰り返し、消耗電極の溶滴移行にてス
パッタが発生するのである。
接電圧波形で、正極成分と負極成分が周゛波数４０〜２
０００Ｈｚで変化する。第２図（イ）に該溶接電圧波形
に対応した消耗電極からの溶滴移行状況を示し、また同
図（ハ）に溶接電流波形を示すが、図示のように該溶接
電圧が負極の時は消耗電極７は加熱され、溶滴８は母材
１１に移行されず球形となって消耗電極７にぶら下がる
状況となる。次に、該溶接電圧が正極になると瞬時に負
極時に球形であった溶滴８が母材１１に移行するために
第２図（ハ）のように溶接電流が高電流値（１ｈ）とな
り溶滴８はとびちり、スパッタ１４が発生する。以下交
流矩形波溶接電圧の周波数に準じてｆａ） （ｂ） （
ｃ） （ｄ）順に繰り返し、消耗電極の溶滴移行にてス
パッタが発生するのである。
このように、溶接電圧の波形状況時によって消耗電極７
からの溶滴８の移行形態が変化する事によりスパッタ発
生のメカニズムが判明し、溶滴移行時の溶接電圧波形を
制御する事がスパッタ発生を低減できることが判明した
。
からの溶滴８の移行形態が変化する事によりスパッタ発
生のメカニズムが判明し、溶滴移行時の溶接電圧波形を
制御する事がスパッタ発生を低減できることが判明した
。
本発明者等は前記の知見を基に溶接電圧波形制御と消耗
電極の溶滴移行の溶接実験を遂行した結果、良好な結果
を得たので以下説明する。
電極の溶滴移行の溶接実験を遂行した結果、良好な結果
を得たので以下説明する。
第３図（ロ）は消耗電極式交流矩形波溶接電源よりの溶
接電圧波形で、正極成分と負極成分に於いて正極成分の
一部分を４材の溶滴移行条件に準じて一定期間低電圧に
波形調整したものである。
接電圧波形で、正極成分と負極成分に於いて正極成分の
一部分を４材の溶滴移行条件に準じて一定期間低電圧に
波形調整したものである。
第３図（イ）は、第３図（ロ）の溶接電圧波形によって
得られた消耗電極からの溶滴移行経緯を示したもので、
第３図（ハ）は該溶滴移行時に発生する溶接電流の波形
である。
得られた消耗電極からの溶滴移行経緯を示したもので、
第３図（ハ）は該溶滴移行時に発生する溶接電流の波形
である。
まず、消耗電極式交流矩形波溶接電源よりの溶接電圧波
形を第３図（ロ）のごとく正極成分波形にＷｖｌ、 ｃ
、 Ｗｖ２．の通りにそれぞれ比率稠整可能とした溶接
電圧波形とし、負橿成分は現状通りの交流矩形波溶接電
圧を消耗電極に加えると、第３図（イ）のごとく負極成
分で消耗電極７は加熱され、溶滴８は移行されず、（ａ
ｌのように球状となる。次に、正！ｉ成分に変換された
時消耗電掻７にｆ６滴８が移行する瞬間に第３図（ロ）
の電圧波形Ｇのごとく低電圧を印加するような波形制御
する事により、溶滴８は（ｂ）のごとくに惰性で母材１
１に移行され、ヒーズ効果のないスムースな溶滴移行が
行われるのである。該溶滴が移行されると間もなく溶接
電圧は元の波形に制御される。以上のごとく消耗電極７
からの溶滴８移行が繰り返し、（Ｃ） （ｄ）〜と継続
され、第３図（ハ）の溶接電流波形で判るように安定し
た消耗電極の溶滴移行がおこなわれ、スパッタ発生の少
ない溶接が得られるのである。
形を第３図（ロ）のごとく正極成分波形にＷｖｌ、 ｃ
、 Ｗｖ２．の通りにそれぞれ比率稠整可能とした溶接
電圧波形とし、負橿成分は現状通りの交流矩形波溶接電
圧を消耗電極に加えると、第３図（イ）のごとく負極成
分で消耗電極７は加熱され、溶滴８は移行されず、（ａ
ｌのように球状となる。次に、正！ｉ成分に変換された
時消耗電掻７にｆ６滴８が移行する瞬間に第３図（ロ）
の電圧波形Ｇのごとく低電圧を印加するような波形制御
する事により、溶滴８は（ｂ）のごとくに惰性で母材１
１に移行され、ヒーズ効果のないスムースな溶滴移行が
行われるのである。該溶滴が移行されると間もなく溶接
電圧は元の波形に制御される。以上のごとく消耗電極７
からの溶滴８移行が繰り返し、（Ｃ） （ｄ）〜と継続
され、第３図（ハ）の溶接電流波形で判るように安定し
た消耗電極の溶滴移行がおこなわれ、スパッタ発生の少
ない溶接が得られるのである。
なお、溶接電圧波形の正極成分波形Ｗｖｌ、 ｃ、 Ｗ
ｖ２、は第１図の消耗電極式交流矩形波溶接電源装置よ
りバリアプルに設定できるものであるが、溶滴移行の状
態から自動的に設定することもできる（図示せず）。
ｖ２、は第１図の消耗電極式交流矩形波溶接電源装置よ
りバリアプルに設定できるものであるが、溶滴移行の状
態から自動的に設定することもできる（図示せず）。
（実施例〕
本発明法により溶接した実施例を下記に説明する。
溶接法は＾ｒ−ＣＯ２（８０２０％）ガスシールド溶接
法で、母材は軟鋼、板厚１２ｍｍ、下向きビードオンプ
レート、ソリッドワイヤ１−２ Ｗ、 Ｎ接電圧２２Ｖ
、溶接電流２２０Ａ、溶接速度１３０ｃ＋ｍ／＠ｉｎ
、周波数３００Ｈ２，電極プラス、電極マイナスの時間
比３；１、Ｗｖｌ、 Ｇ、 Ｗｖ２の時間割合０゜２：
０．８：２、その時の電圧値２２Ｖ：５Ｖ：２２■、以
上の溶接条件で溶接した結果、従来技術の交流矩形波電
源と比較するとスパッタ発生量が１／３〜１１５に低減
した良好な安定した溶接結果が得られた。
法で、母材は軟鋼、板厚１２ｍｍ、下向きビードオンプ
レート、ソリッドワイヤ１−２ Ｗ、 Ｎ接電圧２２Ｖ
、溶接電流２２０Ａ、溶接速度１３０ｃ＋ｍ／＠ｉｎ
、周波数３００Ｈ２，電極プラス、電極マイナスの時間
比３；１、Ｗｖｌ、 Ｇ、 Ｗｖ２の時間割合０゜２：
０．８：２、その時の電圧値２２Ｖ：５Ｖ：２２■、以
上の溶接条件で溶接した結果、従来技術の交流矩形波電
源と比較するとスパッタ発生量が１／３〜１１５に低減
した良好な安定した溶接結果が得られた。
以上説明した如く、本発明によれば従来不能とされてい
た薄鋼板の溶込み制御と消耗電極のスムースな溶滴移行
によってスパッタ発生の少ない安定した溶接が可能とな
り、特に薄ＳＩ坂溶接を通用している自動車、電機およ
び車両産業、等に使用されているアーク溶接ロボットに
もガスノズル等にスパッタが付着せずシールド性のよい
溶接継手が得られる事になった。
た薄鋼板の溶込み制御と消耗電極のスムースな溶滴移行
によってスパッタ発生の少ない安定した溶接が可能とな
り、特に薄ＳＩ坂溶接を通用している自動車、電機およ
び車両産業、等に使用されているアーク溶接ロボットに
もガスノズル等にスパッタが付着せずシールド性のよい
溶接継手が得られる事になった。
以上のように本発明は、極めて工業的に価値の高い消耗
電極式交流矩形波溶接方法を提供するものである。
電極式交流矩形波溶接方法を提供するものである。
第１図は本発明に使用する消耗電極式交流矩形波溶接電
源の一例を示すプロ・７クダイヤグラム図、第２図（イ
）と第３図（イ）は消耗電極の溶滴移行状態を示す模式
図、第２図（ロ）と第３図（ロ）は消耗電極式交流矩形
波溶接電源よりの溶接電圧波形を示す模式図、第２図（
ハ）と第３図（ハ）は消耗電極の溶滴移行状態による溶
接電流波形を示す模式図である。 １・・・直流溶接電源、 ２・・・インバータ回路、３
・・・インバータ制御電圧増幅回路、 ４・・・相聞短
絡防止回路、 ５・・・正極・負極性比率調整回路、６
・・・矩形波発振回路、 ７・・・消耗電極、 ８・・
・溶滴、 ９・・・溶接電圧波形、 １０・・・アー
ク、１１・・・母材、 １２・・・シールドガス、
１３・・・溶接電流波形、 １４・・・スパ７り。 出 願 人 新日本製鐵株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 第２図 ＜ａ） （ｂ） （ｃ） （ｄ）
第３図
源の一例を示すプロ・７クダイヤグラム図、第２図（イ
）と第３図（イ）は消耗電極の溶滴移行状態を示す模式
図、第２図（ロ）と第３図（ロ）は消耗電極式交流矩形
波溶接電源よりの溶接電圧波形を示す模式図、第２図（
ハ）と第３図（ハ）は消耗電極の溶滴移行状態による溶
接電流波形を示す模式図である。 １・・・直流溶接電源、 ２・・・インバータ回路、３
・・・インバータ制御電圧増幅回路、 ４・・・相聞短
絡防止回路、 ５・・・正極・負極性比率調整回路、６
・・・矩形波発振回路、 ７・・・消耗電極、 ８・・
・溶滴、 ９・・・溶接電圧波形、 １０・・・アー
ク、１１・・・母材、 １２・・・シールドガス、
１３・・・溶接電流波形、 １４・・・スパ７り。 出 願 人 新日本製鐵株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 第２図 ＜ａ） （ｂ） （ｃ） （ｄ）
第３図
Claims (1)
- １、消耗電極と母材の間にガスシールドアークを発生さ
せて該消耗電極より母材に溶滴移行を行わせる消耗電極
式交流矩形波溶接法において、該消耗電極に正極成分電
圧を加え、その後、消耗電極の溶滴移行時間の間正極成
分電圧値を低電圧値に変化、保持し、溶滴移行完了後に
再び元の正極成分電圧値にもどしアークを安定持続させ
、続いて該消耗電極に負極成分電圧を加えて該消耗電極
を加熱溶融状態にさせた直後、再び正極成分電圧に切り
換える事を繰り返し、溶接電圧を制御しながら溶接を行
うことを特徴とする消耗電極式交流矩形波溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6297888A JPH01237075A (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 消耗電極式交流矩形波溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6297888A JPH01237075A (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 消耗電極式交流矩形波溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01237075A true JPH01237075A (ja) | 1989-09-21 |
| JPH052423B2 JPH052423B2 (ja) | 1993-01-12 |
Family
ID=13215954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6297888A Granted JPH01237075A (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 消耗電極式交流矩形波溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01237075A (ja) |
-
1988
- 1988-03-16 JP JP6297888A patent/JPH01237075A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH052423B2 (ja) | 1993-01-12 |
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