JPH0331551B2 - - Google Patents

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JPH0331551B2
JPH0331551B2 JP56169790A JP16979081A JPH0331551B2 JP H0331551 B2 JPH0331551 B2 JP H0331551B2 JP 56169790 A JP56169790 A JP 56169790A JP 16979081 A JP16979081 A JP 16979081A JP H0331551 B2 JPH0331551 B2 JP H0331551B2
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JP
Japan
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circuit
arc
short
voltage
welding
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JP56169790A
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Japanese (ja)
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JPS5870972A (en
Inventor
Yoichiro Tabata
Shigeo Eguri
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH0331551B2 publication Critical patent/JPH0331551B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/10Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ワイヤ電極(以下、単に「ワイ
ヤ」という)と母材との間で短絡とアーク発生と
を頻繁に繰り返して溶接を行う、短絡移行アーク
溶接機に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a short-circuit transitional arc welding machine that performs welding by frequently repeating short-circuiting and arc generation between a wire electrode (hereinafter simply referred to as "wire") and a base material. It is.

先行技術に係るこの種のアーク溶接機として第
1図に示すようなものがあつた。図において、1
はワイヤ、2は被溶接物である母材、3はワイヤ
1を母材2の方向へ送る込むためのワイヤ送給用
モータ、4はワイヤ1が貫通するトーチ、5は三
相交流を整流する直流電源回路、6は直流電源回
路5の出力電圧をON、OFFするためのトランジ
スタ等のスイツチング素子、7はリアクトル、8
はスイツチング素子6のOFFの直後にリアクト
ル7に蓄えられたエネルギーを還流させるための
フライホイールダイオード、9はワイヤ1と母材
2との間の電圧を検出するための電圧検出器、1
0,11は電圧検出器9によつて検出された溶接
電圧と基準電圧VpおよびVpとを比較する第1、
第2の比較器、12は比較器11からの信号に遅
延時間Tを与えるためのタイマー、13は比較器
10からのON指令、およびタイマー12からの
OFF指令を受け、スイツチング素子6のON、
OFFを指令するためのスイツチ指令回路、14
は電圧検出器9の動作を確実にするための補助電
源で、10〜13で制御回路15を構成する。
A prior art arc welding machine of this type is shown in FIG. In the figure, 1
is a wire, 2 is a base material that is the object to be welded, 3 is a wire feeding motor for feeding the wire 1 in the direction of the base material 2, 4 is a torch through which the wire 1 passes, and 5 is a rectified three-phase alternating current. 6 is a switching element such as a transistor for turning on and off the output voltage of the DC power supply circuit 5; 7 is a reactor; 8
1 is a flywheel diode for circulating the energy stored in the reactor 7 immediately after the switching element 6 is turned off; 9 is a voltage detector for detecting the voltage between the wire 1 and the base material 2;
0 and 11 are the first voltages for comparing the welding voltage detected by the voltage detector 9 and the reference voltages V p and V p ;
A second comparator, 12 is a timer for giving a delay time T to the signal from the comparator 11, 13 is an ON command from the comparator 10, and a timer 13 for giving an ON command from the comparator 10 and a timer 12
Upon receiving the OFF command, the switching element 6 turns ON,
Switch command circuit for commanding OFF, 14
1 is an auxiliary power source for ensuring the operation of the voltage detector 9, and 10 to 13 constitute a control circuit 15.

次にこの短絡移行アーク溶接機の動作を説明す
る。まず、ワイヤ送給用モータ3を駆動してワイ
ヤ1を母材2の方向へ送り込む。補助電源14に
より、微小電圧がワイヤ1と母材2との間に印加
されており、電圧検出器9はワイヤ1と母材2と
の間の短絡を、その電圧変化によつて検出する。
検出された電圧Vは比較器10によつて、ワイヤ
1と母材2との間の短絡判定電圧値Vpと比較さ
れ、V≦Vpならばスイツチ指令回路13からス
イツチング素子6にON信号が発せられ、スイツ
チング素子6は導通状態となつて、リアクトル7
によつてきまる時定数で短絡電流が立上る。ま
た、同様に検出された電圧Vは比較器11によつ
てアーク判定電圧Vpと比較され、V≦Vpならば
必要に応じ所定の遅延時間Tが経過した後、スイ
ツチ指令回路13からスイツチング素子6に
OFF信号が発せられてスイツチング素子6は遮
断され、その後は、リアクトル7に蓄えられたエ
ネルギーはワイヤ1、母材2、フライホイールダ
イオード8を介して放出される。第2図a,bは
溶接時の電流・電圧波形図、同図cはワイヤ1と
母材2との間の短絡期間およびアーク期間の様子
を示す図で、図のように溶接電流波形はほゞ三角
波となる。
Next, the operation of this short-circuit transitional arc welding machine will be explained. First, the wire feeding motor 3 is driven to feed the wire 1 toward the base material 2 . A minute voltage is applied between the wire 1 and the base material 2 by the auxiliary power source 14, and the voltage detector 9 detects a short circuit between the wire 1 and the base material 2 based on the voltage change.
The detected voltage V is compared with the short circuit judgment voltage value V p between the wire 1 and the base material 2 by the comparator 10, and if V≦V p , the switch command circuit 13 sends an ON signal to the switching element 6. is emitted, the switching element 6 becomes conductive, and the reactor 7
Short circuit current rises with a time constant determined by Similarly, the detected voltage V is compared with the arc judgment voltage V p by the comparator 11, and if V≦V p , the switch command circuit 13 issues a switching signal after a predetermined delay time T has elapsed as necessary. to element 6
When the OFF signal is issued, the switching element 6 is cut off, and thereafter the energy stored in the reactor 7 is released via the wire 1, the base material 2, and the flywheel diode 8. Figures 2a and 2b are current and voltage waveform diagrams during welding, and Figure 2c is a diagram showing the short circuit period and arcing period between wire 1 and base metal 2.As shown in the figure, the welding current waveform is It becomes almost a triangular wave.

この短絡移行アーク溶接機は以上のように構成
されており、短絡基準電圧Vpに達した時点でワ
イヤが母材に接触したと判断し、その時点からワ
イヤを焼切るための電流(短絡電流)をリアクト
ル7で決まる一定の傾きで立ち上がらせるように
構成されている。
This short-circuit transitional arc welding machine is configured as described above, and it is determined that the wire has contacted the base material when the short-circuit reference voltage V p is reached, and from that point on, the current to burn out the wire (short-circuit current ) is configured to rise at a constant slope determined by the reactor 7.

一般にアーク溶接機では母材の板厚等の溶接条
件によつて、ワイヤ送給装置の送り速度を変える
必要がある。この溶接機では短絡すると直流電源
回路5の無負荷電圧とリアクトル7で決定される
一定の立ち上りの短絡電圧であるため、短絡電圧
の立ち上り方に比べ、ワイヤ供給装置の送り速度
が早すぎると、ワイヤが母材へ突込み過ぎて短絡
時間が長くなり、アーク再生時に大きなスパツタ
が発生する欠点があつた。また、溶接トーチの手
振れによつて、瞬時に変化するアーク長を時々
刻々の短絡電圧波形、アーク電圧波形で補正する
ことができず、溶接トーチの手振れによつても短
絡時間およびアーク期間のバラツキが生じ、アー
ク長の不安定性の原因にもなり、ひいては溶接ビ
ードの欠陥をまねく危険があつた。
Generally, in an arc welding machine, it is necessary to change the feeding speed of a wire feeding device depending on welding conditions such as the thickness of the base material. In this welding machine, when a short circuit occurs, the short circuit voltage has a constant rise determined by the no-load voltage of the DC power supply circuit 5 and the reactor 7, so if the feed speed of the wire feeding device is too fast compared to the rise of the short circuit voltage, The disadvantage was that the wire penetrated too far into the base metal, prolonging the short circuit time, and causing large spatter during arc regeneration. In addition, due to camera shake of the welding torch, it is not possible to correct the arc length that changes instantaneously with the momentary short-circuit voltage waveform and arc voltage waveform, and due to camera shake of the welding torch, the short-circuit time and arc period vary. This caused instability in the arc length, and there was a risk of weld bead defects.

この発明は以上のような欠点を除去するために
なされたもので、ワイヤ電極が母材に短絡した時
点から予め定めた基準短絡電圧波形Vspに沿つて
溶接電圧が上昇するように溶接電流を制御し、ま
たワイヤ電極と母材間にアークが再生した時点か
ら予め定めた基準アーク電圧波形Vapに沿つて溶
接電圧が下降するように溶接電流を制御するよう
にしたものである。この基準短絡電圧波形Vsp
短絡時点から第1所定時間後に第1所定信号値に
なるような波形として予め定めたものであり、基
準アーク電圧波形Vapはアーク発生時点から第2
所定時間後に第2所定信号値になるような波形と
して予め定めたものである。このような制御を行
なうと、ワイヤ送給速度の切換え、またはトーチ
の手振れ等で瞬時的にアーク長が変化することに
よつて起こる短絡期間の変動及びアーク期間の変
動を時々刻々の短絡電圧波形及びアーク電圧波形
でもつて自動的に修正されることになる。
This invention was made to eliminate the above-mentioned drawbacks, and the welding current is adjusted so that the welding voltage increases along a predetermined reference short-circuit voltage waveform V sp from the point at which the wire electrode short-circuits to the base metal. The welding current is also controlled so that the welding voltage decreases along a predetermined reference arc voltage waveform V ap from the time when the arc is regenerated between the wire electrode and the base metal. This reference short-circuit voltage waveform V sp is predetermined as a waveform that becomes a first predetermined signal value after a first predetermined time from the point of short circuit, and the reference arc voltage waveform V ap is a waveform that becomes the first predetermined signal value after a first predetermined time from the point of short circuit.
This waveform is predetermined as a waveform that reaches a second predetermined signal value after a predetermined time. When such control is performed, fluctuations in the short-circuit period and fluctuations in the arc period caused by changes in the wire feeding speed or instantaneous changes in the arc length due to hand shake of the torch, etc. can be reflected in the instantaneous short-circuit voltage waveform. and arc voltage waveforms will also be automatically corrected.

発明者等はこの発明に到達する前に、短絡移行
アーク現象の溶融移行現象を高速度カメラで撮
り、その現象に対する溶接電流波形および溶接電
圧波形の解析を克明に行つた結果、次のような事
がわかつた。
Before arriving at this invention, the inventors photographed the melting transfer phenomenon of the short-circuit transfer arc phenomenon with a high-speed camera and carefully analyzed the welding current waveform and welding voltage waveform for this phenomenon, and as a result, they found the following. I understood what happened.

(i) まず溶接電流波形を固定にして、現象を解析
すると、短絡してからアーク再生までの短絡期
間における短絡電圧の変化は、ワイヤ電極の溶
融移行形状の変化に対応しており、また溶融移
行形状の変化は、ワイヤ送給速度と母材の溶融
池への吸取り現象(表面張力)によつて定ま
る。
(i) First, when we fix the welding current waveform and analyze the phenomenon, we find that the change in short-circuit voltage during the short-circuit period from short-circuit to arc regeneration corresponds to the change in the shape of melting transition of the wire electrode, and The change in the transition shape is determined by the wire feeding speed and the wicking phenomenon (surface tension) of the base material into the molten pool.

(ii) シールドガラス、ワイヤ材質およびワイヤ径
等の溶接条件が一定ならば、アーク再生直前の
短絡電圧Vsnaxはほゞ一定である。
(ii) If the welding conditions such as shield glass, wire material, wire diameter, etc. are constant, the short circuit voltage V snax immediately before arc regeneration is almost constant.

(iii) 短絡期間は、ワイヤ送給速度、溶接電流、前
のアーク期間、および手振れ等の外乱の4つの
要素によつて複雑に変動する。
(iii) The short circuit period varies in a complex manner depending on four factors: wire feed speed, welding current, previous arc period, and disturbances such as hand shake.

(iv) アーク再生時から再び短絡するまでのアーク
期間の溶接電圧の変化は、ワイヤ送給速度、言
い換えればアーク長およびアーク電流に対応し
ている。
(iv) The change in welding voltage during the arc period from arc regeneration to short circuit again corresponds to the wire feed speed, in other words the arc length and arc current.

(v) アーク期間は、アーク電流値、言い換えれば
アーク電流によつてワイヤ電極の先端に溶融玉
が形成される速度とワイヤ送給速度によつて決
まる。
(v) The arc duration is determined by the arc current value, in other words the rate at which a molten ball is formed at the tip of the wire electrode by the arc current, and the wire feeding speed.

(vi) 短絡する直前のアーク電圧Vanioは、アーク
電流値によつて多少ちがうが、シールドガス、
ワイヤ材質およびワイヤ径が一定ならば、ほゞ
一定の電圧値となる。
(vi) The arc voltage V anio just before a short circuit varies depending on the arc current value, but the shielding gas,
If the wire material and wire diameter are constant, the voltage value will be approximately constant.

この発明は以上のような知見より、短絡期間に
おける溶接電圧の立上りを所定時間後にアークが
再生するVsnaxとなるように、またアーク期間に
おける溶接電圧の立下りを所定時間後にVanio
なるように溶接電流値を制御すれば、ワイヤ送給
速度の切換、トーチの手振れ等による影響が補償
できることに想到し、これに基づいてなされたも
のである。
Based on the above knowledge, the present invention has developed a system in which the rise of the welding voltage during the short-circuit period is set to V snax , where the arc is regenerated after a predetermined time, and the fall of the welding voltage during the arc period is set to V anio after a predetermined time. This was based on the idea that if the welding current value is controlled, the effects of changes in wire feed speed, hand shake of the torch, etc. can be compensated for.

以下、この発明の一実施例を第3図について説
明する。第3図は制御器を構成する制御回路15
のみ記載しており、主回路については第1図と同
じであるので省略する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 3 shows a control circuit 15 that constitutes a controller.
Since the main circuit is the same as that in FIG. 1, it will be omitted.

端子Xは電圧検出器9の出力端子が接続され、
端子Yはスイツチング素子6のトリガ一端子に接
続される。なお、図には記載されていないが実際
にはトリガ一端子との間にはスイツチング素子を
駆動するドライブ回路が挿入される。16はアー
ク再生を判断するための比較回路、17は短絡を
判断するための比較回路で、比較回路16,17
で期間判定器を構成する。18,19は比較回路
16,17の出力信号によつて動作するフリツプ
フロツプ回路、20,21は積分回路、22,2
3は積分回路20,21の出力信号に一定の電圧
を加算する加算回路、24,25は端子Xから入
力される電圧値aと加算回路22,23からの出
力信号Vsp,Vapの大きさを比較する比較回路、2
6は比較回路24の論理出力と比較回路25の論
理出力を入力して判定する論理OR回路である。
The output terminal of the voltage detector 9 is connected to the terminal X,
Terminal Y is connected to a trigger terminal of switching element 6. Although not shown in the figure, a drive circuit for driving the switching element is actually inserted between the trigger terminal and the trigger terminal. 16 is a comparison circuit for determining arc regeneration, 17 is a comparison circuit for determining short circuit, and comparison circuits 16 and 17
Configure the period judger. 18 and 19 are flip-flop circuits operated by the output signals of comparison circuits 16 and 17; 20 and 21 are integration circuits;
3 is an adder circuit that adds a constant voltage to the output signals of the integrating circuits 20 and 21, and 24 and 25 are the voltage value a input from the terminal X and the magnitude of the output signals V sp and V ap from the adder circuits 22 and 23. Comparison circuit for comparing
6 is a logical OR circuit which inputs the logical output of the comparator circuit 24 and the logical output of the comparator circuit 25 and makes a decision.

第4図A,Bはそれぞれこの実施例で溶接を行
なつた場合の溶接電圧波形、溶接電流波形および
制御回路内の各部における動作信号波形を示す図
である。なお、第4図Aはワイヤ送給速度が遅い
場合の溶接機内の各部の波形を示し、また第4図
Bはワイヤ送給速度が早い場合の溶接機内の各部
の波形を示し、第4図A,Bにおいて、aは電圧
検出器9で検出した溶接電圧波形VsとVpを示し、
破線は基準短絡電圧波形Vspおよび基準アーク電
圧波形Vapを示す。bはフリツプフロツプ18の
出力波形をcはフリツプフロツプ19の出力波形
を、dは加算回路22の出力信号即ち基準短絡電
圧波形Vspを、eは加算回路23の出力波形即ち
基準アーク電圧波形Vapを、fは比較器24と比
較器25の論理出力信号をOR回路26によつて
論理和した出力信号fを、gは出力信号fに従つ
てスイツチング素子をON−OFFした時に流れる
溶接電流波形gをそれぞれ示している。
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing welding voltage waveforms, welding current waveforms, and operating signal waveforms at various parts in the control circuit, respectively, when welding is performed in this embodiment. In addition, FIG. 4A shows the waveforms of various parts in the welding machine when the wire feeding speed is slow, and FIG. 4B shows the waveforms of various parts inside the welding machine when the wire feeding speed is fast. In A and B, a indicates the welding voltage waveforms Vs and Vp detected by the voltage detector 9,
The broken lines indicate the reference short circuit voltage waveform V sp and the reference arc voltage waveform V ap . b is the output waveform of the flip-flop 18, c is the output waveform of the flip-flop 19, d is the output signal of the adder circuit 22, that is, the reference short circuit voltage waveform V sp , and e is the output waveform of the adder circuit 23, that is, the reference arc voltage waveform V ap . , f is the output signal f obtained by ORing the logical output signals of the comparators 24 and 25 by the OR circuit 26, and g is the welding current waveform g that flows when the switching element is turned on and off according to the output signal f. are shown respectively.

次にこの実施例の動作を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.

第3図において、比較回路16,17は可変抵
抗器VR1,VR2、抵抗R1〜R10、ダイオ
ードD1〜D4、零点検出器A1,A2、ツエナ
ーダイオードZ1および反転器A4で構成されて
おり、電圧検出器9からの検出信号aが入力され
る。この検出信号aに比較器内の可変抵抗VR1
および可変抵抗VR2であらかじめ設定した基準
短絡電圧Vpおよび基準アーク電圧Vpをそれぞれ
加え、零点検出器A1およびA2に入力してい
る。この零点検出器A1は入力電圧が零点を通過
するとLレベルの出力信号になる。また、零点検
出器A2は入力電圧が零点を通過するとLレベル
の出力信号を発する。零点検出器A2の出力信号
は反転器A3で反転され、信号はフリツプフロツ
プ回路18,19に入力される。また、零点検出
器A1の出力信号はフリツプフロツプ回路18に
入力される。
In FIG. 3, the comparison circuits 16 and 17 are composed of variable resistors VR1 and VR2, resistors R1 to R10, diodes D1 to D4, zero point detectors A1 and A2, Zener diode Z1 and inverter A4, and are configured to detect voltage. A detection signal a from the device 9 is input. The variable resistor VR1 in the comparator is applied to this detection signal a.
A reference short-circuit voltage V p and a reference arc voltage V p set in advance by a variable resistor VR2 are added thereto and input to the zero point detectors A1 and A2. This zero point detector A1 outputs an L level signal when the input voltage passes through the zero point. Further, the zero point detector A2 emits an output signal of L level when the input voltage passes through the zero point. The output signal of the zero point detector A2 is inverted by an inverter A3, and the signal is input to flip-flop circuits 18 and 19. Further, the output signal of the zero point detector A1 is input to the flip-flop circuit 18.

ちなみに、ダイオードD1〜D4は零点検出器
A1,A2の入力に過電圧が入力されないように
するための保護用である。またツエナーダイオー
ドZ1,Z2および抵抗R3,R8,R4,R9
で構成された部分は入力信号のノイズによる零点
判定の誤動作を防止するためのヒステリシス回路
である。
Incidentally, the diodes D1 to D4 are for protection to prevent overvoltage from being input to the inputs of the zero point detectors A1 and A2. Also, Zener diodes Z1, Z2 and resistors R3, R8, R4, R9
The part consisting of is a hysteresis circuit to prevent malfunction of zero point determination due to input signal noise.

比較回路16の出力信号はフリツプフロツプ1
9のセツト入力Sおよびフリツプフロツプ18の
リセツト入力Rに入力される。また比較器17の
出力信号はフリツプフロツプ18のセツト入力S
およびフリツプフロツプ回路19のリセツト入力
Rに入力される。そうすると、フリツプフロツプ
18,19の出力信号Qの信号波形は第4図b,
cとなる。また、出力信号の信号波形は第4図
b,cの反転した波形となる。フリツプフロツプ
18,19の出力信号QはトランジスタTr1お
よびTr2のベースに入力される。このトランジ
スタTr1,Tr2のエミツタ電圧が積分回路2
0,21に入力されている。また、出力信号は
積分回路20,21内のアナログスイツチSW
1,SW2のゲートに入力される。積分回路2
0,21は抵抗R13,R14、増幅器A5,A
6、コンデンサC1,C2およびアナログスイツ
チSW1,SW2で構成されている。積分回路2
0,21はトランジスタTr1およびTr2がON
状態になるとR13とC1の積で表わされる時定
数およびR14とC2の積で表わされる時定数で
コンデンサC1,C2に充電され、それに従つて
出力電圧が高くなつていく。また、Tr1および
Tr2がOFF状態になるとアナログスイツチSW
1,SW2が動作し、コンデンサC1,C2に充
電された電荷を放電して、出力電圧が零電圧にリ
セツトされる。加算回路22,23は、抵抗R1
5〜R22、アンプA7,A8、反転器A9,A
10で構成されており、積分回路20,21の出
力信号に直流電圧V5,V6が加算される。V5
の電圧値は、短絡直後の電圧であつて、ほゞ1V
程度、V6はアーク再生直後の電圧値であつて、
25V〜30V程度である。なお、このV6の電圧値を
ボリユームによつて変えると、溶接電圧が任意に
変わり、アーク長が自由に変えられることにな
る。加算回路22,23の出力信号Vsp,Vapは、
短絡電圧波形、アーク電圧波形の基準波形で、比
較器24,25の+端子にそれぞれ入力され、他
方の−端子には電圧検出器9で検出された溶接電
圧信号aが入力されている。この短絡電圧波形の
基準波形Vspは短絡時点から第1所定時間後、即
ち所定の短絡期間後に第1所定信号値、即ちアー
ク発生直前の短絡電圧Vsnaxとなるように設定し
たものであり、アーク電圧波形の基準波形Vap
アーク発生時点から第2所定時間後、即ち所定の
アーク期間後に第2所定信号値、即ち短絡する直
前のアーク電圧Vanioとなるように設定したもの
である。比較器24では溶接電圧信号aの短絡期
間の電圧と加算器22の出力信号Vsp(第4図の
d)とが比較され、溶接電圧信号aの方が出力信
号Vspより高ければLレベルの信号を発生し、低
ければHレベルの信号を発生している。他方比較
器25では溶接電圧信号aのアーク期間の電圧と
加算器23の出力信号Vap(第4図のe)とが比
較され、溶接電圧信号aの電圧が出力信号Vap
り高ければLレベルの信号を発生し、低ければH
レベルの信号を発している。
The output signal of the comparison circuit 16 is the flip-flop 1.
9 and a reset input R of flip-flop 18. The output signal of the comparator 17 is also connected to the set input S of the flip-flop 18.
and is input to the reset input R of the flip-flop circuit 19. Then, the signal waveform of the output signal Q of the flip-flops 18 and 19 is as shown in FIG. 4b.
c. Moreover, the signal waveform of the output signal becomes the inverted waveform of FIGS. 4b and 4c. The output signals Q of flip-flops 18 and 19 are input to the bases of transistors Tr1 and Tr2. The emitter voltage of these transistors Tr1 and Tr2 is
0 and 21 are input. In addition, the output signal is output from the analog switch SW in the integrating circuits 20 and 21.
1, is input to the gate of SW2. Integral circuit 2
0, 21 are resistors R13, R14, amplifiers A5, A
6. Consists of capacitors C1 and C2 and analog switches SW1 and SW2. Integral circuit 2
0, 21, transistors Tr1 and Tr2 are ON
When this state is reached, capacitors C1 and C2 are charged with a time constant represented by the product of R13 and C1 and a time constant represented by the product of R14 and C2, and the output voltage increases accordingly. Also, Tr1 and
When Tr2 turns OFF, analog switch SW
1 and SW2 operate, discharging the charges stored in the capacitors C1 and C2, and resetting the output voltage to zero voltage. The adder circuits 22 and 23 include a resistor R1
5~R22, amplifier A7, A8, inverter A9, A
10, and DC voltages V5 and V6 are added to the output signals of the integrating circuits 20 and 21. V5
The voltage value is the voltage immediately after a short circuit, and is approximately 1V.
level, V6 is the voltage value immediately after arc regeneration,
It is about 25V to 30V. Note that by changing the voltage value of V6 by changing the volume, the welding voltage can be changed arbitrarily, and the arc length can be changed freely. The output signals V sp and V ap of the adder circuits 22 and 23 are as follows:
The reference waveforms of the short circuit voltage waveform and the arc voltage waveform are input to the + terminals of the comparators 24 and 25, respectively, and the welding voltage signal a detected by the voltage detector 9 is input to the other - terminal. The reference waveform V sp of this short-circuit voltage waveform is set so that it becomes the first predetermined signal value after a first predetermined time after the short-circuit time, that is, after a predetermined short-circuit period, that is, the short-circuit voltage V snax immediately before the arc occurs, The reference waveform V ap of the arc voltage waveform is set so that it becomes the second predetermined signal value, that is, the arc voltage V anio immediately before short circuiting, after a second predetermined time after the arc occurs, that is, after a predetermined arc period. The comparator 24 compares the voltage of the welding voltage signal a during the short circuit period with the output signal V sp (d in Fig. 4) of the adder 22, and if the welding voltage signal a is higher than the output signal V sp , the voltage is set to L level. If the signal is low, an H level signal is generated. On the other hand, the comparator 25 compares the voltage during the arc period of the welding voltage signal a with the output signal V ap (e in Fig. 4) of the adder 23, and if the voltage of the welding voltage signal a is higher than the output signal V ap , the output signal is L. Generates a level signal, if low, H
It emits a level signal.

このように動作する比較器24,25の出力信
号は論理OR回路26に入力され、加算器24,
25の出力信号のうちどちらかがHレベルならば
Hレベルの出力を発生する。このOR回路26の
出力信号fはそれぞれ第4図A,Bのfのように
なる。この信号fに従つて、つまり、出力がHレ
ベルの時はスイツチング素子6をONとし、逆に
出力がLレベルの時はスイツチング素子6を
OFFとするように制御すると、溶接電流gは、
第4図gのようになり、溶接電圧aは第4図aの
ようになる。
The output signals of the comparators 24 and 25 operating in this manner are input to the logical OR circuit 26,
If either of the 25 output signals is at H level, an H level output is generated. The output signal f of this OR circuit 26 is as shown in f in FIGS. 4A and 4B, respectively. According to this signal f, that is, when the output is at H level, switching element 6 is turned on, and conversely, when the output is at L level, switching element 6 is turned on.
When controlled to be OFF, the welding current g is
The welding voltage a becomes as shown in Fig. 4g, and the welding voltage a becomes as shown in Fig. 4a.

この第4図の回路の説明をわかりやすくするた
めに、模式図的に溶接電圧aおよび溶接電流gと
もリツプルを大きくえがいているが、実際には電
圧検出の感度を良くすることにより、スイツチン
グ回数が多く、リツプルは小さくなつている。
In order to make the explanation of the circuit in Fig. 4 easier to understand, the ripples of both the welding voltage a and the welding current g are schematically illustrated to be large, but in reality, by improving the sensitivity of voltage detection, the number of switching times can be increased. , and the ripples are getting smaller.

また、第4図A,Bの比較からわかるようにワ
イヤ送給速度のちがいによつて溶接電圧aはほゞ
一定で、ワイヤ送給速度に応じて自動的にスイツ
チング素子6のスイツチング回数が増え、溶接電
流の立上り、立下りが決められる。
Furthermore, as can be seen from the comparison between A and B in Fig. 4, the welding voltage a remains approximately constant depending on the wire feeding speed, and the number of times the switching element 6 is switched automatically increases depending on the wire feeding speed. , the rise and fall of the welding current are determined.

さらに、このような制御でワイヤ送給速度の増
大に応じて抵抗R13又はコンデンサC1および
抵抗R14又はコンデンサC2を大きくする事
で、短絡期間、アーク期間も長くとることによ
り、より安定な溶接が行なえる場合がある。
Furthermore, by increasing the resistor R13 or capacitor C1 and the resistor R14 or capacitor C2 according to the increase in wire feeding speed with such control, the short circuit period and arc period can be lengthened, and more stable welding can be performed. There may be cases where

なお、上記実施例は演算増幅器および論理回路
素子によつて、制御回路を構成したものについて
説明したが、マイクロコンピユータ等によつても
同等の制御回路が構成できることはいうまでもな
い。予め設定する短絡期間(第1所定時間)、ア
ーク期間(第2所定時間)及び基準短絡電圧波
形、基準アーク電圧波形をコンピユータの記憶装
置に記憶し、コンピユータで論理演算することに
よつて期間判定器と制御器の機能を実現できる。
In the above embodiments, the control circuit was constructed using operational amplifiers and logic circuit elements, but it goes without saying that an equivalent control circuit can also be constructed using a microcomputer or the like. The preset short-circuit period (first predetermined time), arc period (second predetermined time), reference short-circuit voltage waveform, and reference arc voltage waveform are stored in the computer's storage device, and the period is determined by performing logical operations on the computer. It can realize the functions of a device and a controller.

この発明はワイヤ電極と母材間の溶接電圧値か
ら当該ワイヤー電極と母材との短絡時点を検出し
て当該時点からワイヤー電極を焼切るための溶接
電流を通電し、当該ワイヤー電極が焼き切れてア
ークが発生した時点から溶接電流を減少させて再
び短絡させる動作を繰返して溶接するものにおい
て、予め短絡期間(第1所定時間)、アーク期間
(第2所定時間)及び短絡解除電圧値Vsnax(第1
所定信号値)、再短絡直前のアーク電圧値Vanio
(第2所定信号値)を設定し、短絡時に短絡期間
(第1所定時間)後に短絡解除電圧値Vsnax(第1
所定信号値)になるような基準短絡電圧波形を設
定し、かつアーク発生時点からアーク期間(第2
所定時間)後に短絡直前のアーク電圧値Vanio(第
2所定信号値)となるような基準アーク電圧波形
を設定し、溶接電圧を検出する電圧検出器、この
電圧検出器の検出値に基いて溶接が短絡期間であ
るかアーク期間であるかを判定する期間判定器、
溶接が短絡期間である時、基準短絡電圧波形に沿
つて推移するように溶接電流をon−off制御し、
溶接がアーク期間である時、基準アーク電圧波形
に沿つて推移するように、溶接電流をon−off制
御する制御器とを備えたもので、このように制御
することにより、任意のワイヤの送り速度に設定
しても、自動的にワイヤ送絡速度に対応した短絡
電流の立上り、アーク電流になるので、常に規則
正しい短絡移行、アーク長変化で溶接が行なえ、
溶接が行ないやすくなつた。
This invention detects the point of short circuit between the wire electrode and the base metal from the welding voltage value between the wire electrode and the base metal, and applies a welding current to burn out the wire electrode from that point, so that the wire electrode burns out. Welding is performed by repeating the operation of reducing the welding current and shorting again from the point at which an arc is generated . (1st
(predetermined signal value), arc voltage value immediately before re-shorting Va nio
(second predetermined signal value), and after a short circuit period (first predetermined time) at the time of short circuit, short circuit release voltage value Vs nax (first
A reference short-circuit voltage waveform is set such that a predetermined signal value is reached, and the arc period (second
A reference arc voltage waveform is set so that the arc voltage value Va nio (second predetermined signal value) immediately before the short circuit is reached after a predetermined time), and a voltage detector that detects the welding voltage is set based on the detected value of this voltage detector. a period determiner for determining whether welding is a short circuit period or an arc period;
When welding is in a short-circuit period, the welding current is controlled on-off so that it changes along the reference short-circuit voltage waveform,
The controller is equipped with a controller that controls the welding current on and off so that it changes along the reference arc voltage waveform when welding is in the arc period. Even when the speed is set, the short circuit current rise and arc current automatically correspond to the wire feeding speed, so welding can always be performed with regular short circuit transitions and arc length changes.
Welding has become easier.

また、溶接トーチの手振れが生じても、溶接電
圧はほゞ一定に保たれ、アーク再生時に生じる大
粒のスパツタも少なくすることができ、より良好
な溶接が行なえるようになつた。
Furthermore, even if the welding torch shakes, the welding voltage can be kept almost constant, and large spatter that occurs during arc regeneration can be reduced, making it possible to perform better welding.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は先行技術に係る短絡移行アーク溶接機
を示す回路図、第2図aはその電流波形図、同図
bは電圧波形図、同図cは溶接状態を示す図、第
3図はこの発明の一実施例の制御回路図、第4図
A,Bは、この実施例における各部の波形図であ
る。 図において、1はワイヤ電極、2は母材、3は
ワイヤ送給用モータ、5は直流電源回路、6はス
イツチング素子、7はリアクトル、8はフライホ
イールダイオード、9は電圧検出器、10,11
は比較器、13はスイツチ指令回路、14は補助
電源、15は制御回路、16,17は比較回路、
18,19はフリツプフロツプ回路、20,21
は積分回路、22,23は加算回路、24,25
は比較回路、26は論理OR回路である。なお、
図中同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示
す。
Figure 1 is a circuit diagram showing a short-circuit transitional arc welding machine according to the prior art, Figure 2a is its current waveform diagram, Figure b is its voltage waveform diagram, Figure c is a diagram showing the welding state, and Figure 3 is a diagram showing the welding state. A control circuit diagram of an embodiment of the present invention, FIGS. 4A and 4B, are waveform diagrams of various parts in this embodiment. In the figure, 1 is a wire electrode, 2 is a base material, 3 is a wire feeding motor, 5 is a DC power supply circuit, 6 is a switching element, 7 is a reactor, 8 is a flywheel diode, 9 is a voltage detector, 10, 11
is a comparator, 13 is a switch command circuit, 14 is an auxiliary power supply, 15 is a control circuit, 16 and 17 are comparison circuits,
18, 19 are flip-flop circuits, 20, 21
is an integration circuit, 22, 23 is an addition circuit, 24, 25
2 is a comparison circuit, and 26 is a logical OR circuit. In addition,
The same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ワイヤ電極と母材間の溶接電圧値から当該ワ
イヤ電極と母材との短絡時点を検出して当該時点
からワイヤ電極を焼切るための溶接電流を通電
し、当該ワイヤ電極が焼き切れてアークが発生し
た時点から溶接電流を減少させて再び短絡させる
動作を繰り返して溶接するものにおいて、予め短
絡期間(第1所定時間)、アーク期間(第2所定
時間)及び短絡解除電圧値Vsnax(第1所定信号
値)、再短絡直前のアーク電圧値Vanio(第2所定
信号値)を設定し、上記短絡時に上記短絡期間
(第1所定時間)後に短絡解除電圧値Vsnax(第1
所定信号値)になるような基準短絡電圧波形を設
定し、かつアーク発生時点から上記アーク期間
(第2所定時間)後に短絡直前のアーク電圧値
Vanio(第2所定信号値)となるような基準アーク
電圧波形を設定し、上記溶接電圧を検出する電圧
検出器、この電圧検出器の検出値に基いて溶接が
短絡期間であるかアーク期間であるかを判定する
期間判定器、溶接が上記短絡期間である時、上記
基準短絡電圧波形に沿つて推移するように上記溶
接電流をon−off制御し、上記溶接がアーク期間
である時、上記基準アーク電圧波形に沿つて推移
するように、上記溶接電流をon−off制御する制
御器を備えたことを特徴とする短絡移行アーク溶
接機。 2 短絡期間の基準短絡電圧波形およびアーク期
間の基準アーク電圧波形をワイヤ送給速度に応じ
て設定するようにしたことを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の短絡移行アーク溶接機。 3 期間判定器および制御器を記憶装置を有する
コンピユータで構成すると共に、予め設定する短
絡期間(第1所定時間)、アーク期間(第2所定
時間)及び基準短絡電圧波形、基準アーク電圧波
形を上記コンピユータの記憶装置に記憶すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項
記載の短絡移行アーク溶接機。
[Claims] 1. Detecting the point of short circuit between the wire electrode and the base metal from the welding voltage value between the wire electrode and the base metal, applying a welding current to burn out the wire electrode from that point, and In welding where the welding current is reduced from the point at which the electrode burns out and an arc is generated, the welding current is repeatedly shorted again, the short circuit period (first predetermined time), arc period (second predetermined time), and short circuit release are determined in advance. The voltage value Vs nax (first predetermined signal value) and the arc voltage value Va nio (second predetermined signal value) immediately before re-short circuit are set, and the short circuit release voltage value Vs is set after the short circuit period (first predetermined time) at the time of the short circuit. nax (1st
A reference short-circuit voltage waveform is set such that a predetermined signal value) is obtained, and the arc voltage value immediately before a short-circuit is set after the above-mentioned arc period (second predetermined time) from the point of arc occurrence.
A voltage detector is used to detect the welding voltage by setting a reference arc voltage waveform such that Va nio (second predetermined signal value). a period determiner for determining whether the welding is in the short-circuit period, controls the welding current on-off so that it changes along the reference short-circuit voltage waveform, and when the welding is in the arc period; A short-circuit transfer arc welding machine characterized by comprising a controller that controls the welding current on and off so that it changes along the reference arc voltage waveform. 2. The short-circuit transitional arc welding machine according to claim 1, wherein the reference short-circuit voltage waveform of the short-circuit period and the reference arc voltage waveform of the arc period are set according to the wire feeding speed. 3 The period determiner and the controller are configured with a computer having a storage device, and the preset short circuit period (first predetermined time), arc period (second predetermined time), reference short circuit voltage waveform, and reference arc voltage waveform are set in advance as described above. 3. The short-circuit transitional arc welding machine according to claim 1 or 2, wherein the short-circuit transitional arc welding machine is stored in a storage device of a computer.
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JPS558397A (en) * 1978-05-30 1980-01-21 Thermal Dynamics Corp Shorttcircuit arc welder
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