JPH0331552B2 - - Google Patents
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- JPH0331552B2 JPH0331552B2 JP23537888A JP23537888A JPH0331552B2 JP H0331552 B2 JPH0331552 B2 JP H0331552B2 JP 23537888 A JP23537888 A JP 23537888A JP 23537888 A JP23537888 A JP 23537888A JP H0331552 B2 JPH0331552 B2 JP H0331552B2
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 7
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- Arc Welding Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は消耗電極式アーク溶接装置、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（以下バツクグランド電流と称す）にパルス状
のアーク電流Ｉ（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電磁収縮力によつて
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）させて溶接する溶接方法に関す
るものである。
イヤ電極と母材との間に供給する直流のアーク電
流（以下バツクグランド電流と称す）にパルス状
のアーク電流Ｉ（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電磁収縮力によつて
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）させて溶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ツク
図で、図において１は直流電源回路、２はパワー
トランジスタ等のスイツチ群、３はスイツチ群２
の導通制御する制御回路、４はアーク維持電流
（バツクグランド電流）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はリアクトル、７は溶接ワイヤの巻枠、８は
溶接ワイヤを矢印Ａ方向に送給するモータ、９は
溶接トーチ、１２はワイヤ電極１０と母材１１と
の間のアーク電圧Vaを検出する電圧検出器、１
４は電圧検出器１２で検出したアーク電圧Vaを
平均電圧ａ（以下溶接電圧という）に変換する
平均電圧変換器、１５は操作盤で、基準溶接電流
Ioを設定する溶接電流設定器１６ａと、基準溶接
電圧ｏを設定する溶接電圧設定器１６ｂとを有
する。
図で、図において１は直流電源回路、２はパワー
トランジスタ等のスイツチ群、３はスイツチ群２
の導通制御する制御回路、４はアーク維持電流
（バツクグランド電流）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はリアクトル、７は溶接ワイヤの巻枠、８は
溶接ワイヤを矢印Ａ方向に送給するモータ、９は
溶接トーチ、１２はワイヤ電極１０と母材１１と
の間のアーク電圧Vaを検出する電圧検出器、１
４は電圧検出器１２で検出したアーク電圧Vaを
平均電圧ａ（以下溶接電圧という）に変換する
平均電圧変換器、１５は操作盤で、基準溶接電流
Ioを設定する溶接電流設定器１６ａと、基準溶接
電圧ｏを設定する溶接電圧設定器１６ｂとを有
する。
また、制御回路３は基準溶接電流Ioを受けてパ
ルス電流の周波数信号ｆ〔＝F1（Io）〕を送出する
パルス周波数設定器１７と、シールドガラス、ワ
イヤの径、材質に応じてパルス電流のピーク値Ip
を設定するパルスピーク電流値設定器１８と、基
準溶接電圧ｏと溶接電圧ａとを比較し、差信
号Vs（＝ｏ−ａ）を出力する比較器１９と、
パルス電流の基準パルス幅τoを設定するととも
に、差信号Vsを受けて補正信号τsを演算し、補
正されたパルス信号τ（τo＋τs）を送出するパル
ス幅設定器２０とパルス周波数指令信号ｆ、ピー
ク値信号Ip、パルス幅信号τをうけてスイツチ素
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
動するスイツチ指令器２２と、基準溶接電流信号
Ioをうけ、この電流値に適合する溶接ワイヤの送
給速度信号Ｖ〔＝F2（Io）〕を送出して送給モータ
８を駆動するワイヤ送給速度制御装置２１とで構
成される。
ルス電流の周波数信号ｆ〔＝F1（Io）〕を送出する
パルス周波数設定器１７と、シールドガラス、ワ
イヤの径、材質に応じてパルス電流のピーク値Ip
を設定するパルスピーク電流値設定器１８と、基
準溶接電圧ｏと溶接電圧ａとを比較し、差信
号Vs（＝ｏ−ａ）を出力する比較器１９と、
パルス電流の基準パルス幅τoを設定するととも
に、差信号Vsを受けて補正信号τsを演算し、補
正されたパルス信号τ（τo＋τs）を送出するパル
ス幅設定器２０とパルス周波数指令信号ｆ、ピー
ク値信号Ip、パルス幅信号τをうけてスイツチ素
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
動するスイツチ指令器２２と、基準溶接電流信号
Ioをうけ、この電流値に適合する溶接ワイヤの送
給速度信号Ｖ〔＝F2（Io）〕を送出して送給モータ
８を駆動するワイヤ送給速度制御装置２１とで構
成される。
次に、第１図に示した従来の溶接機の動作につ
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１８とパルス幅設定
器２０によりパルスピーク値Ip、パルス幅τoをそ
れぞれ設定して置く、続いて、母材１１の板厚等
の溶接条件に合つた溶接電流、溶接電圧を溶接電
流設定器１６ａおよび溶接電圧設定器１６ｂで合
わせる。この設定操作により、この溶接機は基準
溶接電流信号Ioによつて、パルス周波数ｆ〔＝F1
（Io）〕とワイヤ送給速度Ｖ〔＝F2（Io）〕が定めら
れ、溶接が行なわれる。また、電圧検出器１２に
よつてアーク電圧ａが検出され、このアーク電
圧ａが平均電圧変換器１４に入力され、溶接電
圧ａに変換される。このａと基準溶接電圧
ｏ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。このようなフイードバツク制
御が行なうことによつて一定の溶接電圧（ａ＝
Ｖｏ）に保つて溶接が行なわれるように制御され
ている。
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１８とパルス幅設定
器２０によりパルスピーク値Ip、パルス幅τoをそ
れぞれ設定して置く、続いて、母材１１の板厚等
の溶接条件に合つた溶接電流、溶接電圧を溶接電
流設定器１６ａおよび溶接電圧設定器１６ｂで合
わせる。この設定操作により、この溶接機は基準
溶接電流信号Ioによつて、パルス周波数ｆ〔＝F1
（Io）〕とワイヤ送給速度Ｖ〔＝F2（Io）〕が定めら
れ、溶接が行なわれる。また、電圧検出器１２に
よつてアーク電圧ａが検出され、このアーク電
圧ａが平均電圧変換器１４に入力され、溶接電
圧ａに変換される。このａと基準溶接電圧
ｏ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。このようなフイードバツク制
御が行なうことによつて一定の溶接電圧（ａ＝
Ｖｏ）に保つ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溶接機は以上のよ
うに構成されているため、溶接電流設定器１６ａ
のダイヤルによつてパルス周波数ｆ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１７とワイヤ送給速
度制御装置２１があらかじめｆとｖの関数F1（Io）
とF2（Io）を決めて置き、基準溶接電流信号（Io）
を１７，２１のそれぞれに入力することでｆとｖ
を決定している。従つて制御回路３が非常に複雑
な回路となり、製造コストが高くなる。また、ワ
イヤ電極を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
があつた。
うに構成されているため、溶接電流設定器１６ａ
のダイヤルによつてパルス周波数ｆ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１７とワイヤ送給速
度制御装置２１があらかじめｆとｖの関数F1（Io）
とF2（Io）を決めて置き、基準溶接電流信号（Io）
を１７，２１のそれぞれに入力することでｆとｖ
を決定している。従つて制御回路３が非常に複雑
な回路となり、製造コストが高くなる。また、ワ
イヤ電極を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
があつた。
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１２で検出した
アーク電圧Va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立上ら
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。
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１２で検出した
アーク電圧Va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立上ら
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、１６１ｂは最小バツクグラ
ンド電圧VBO（最小電圧）を設定するバツクグラ
ンド電圧設定器、１９１は最小バツクグランド電
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。
る。第２図において、１６１ｂは最小バツクグラ
ンド電圧VBO（最小電圧）を設定するバツクグラ
ンド電圧設定器、１９１は最小バツクグランド電
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溶接
機の溶接時の状態の説明図で、第３図ａはワイヤ
送給速度をｖ〔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ｃ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ｃ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VBOを、loは最小アー
ク長を、lcは溶滴移行した後の最大アーク長を示
す。
機の溶接時の状態の説明図で、第３図ａはワイヤ
送給速度をｖ〔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ｃ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ｃ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VBOを、loは最小アー
ク長を、lcは溶滴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１１の板厚等の溶接条件に
合つたワイヤ送給速度、最小バツクグランド電圧
を溶接電流設定器１６ａおよびバツクグランド電
圧設定器１６１ｂで設定する。次に、パルスピー
ク電流値設定器１８によりパルスピーク電流値Ip
を設定し、パルス幅設定器２０によりパルス幅τ
を設定する。この設定操作により、この溶接機は
基準溶接電流信号Ioによつてワイヤ送給速度ｖが
定められる。それによつて溶接トーチ９にワイヤ
電極１０が送られ、ワイヤ電極１０が母材１１に
短絡する。そうすると、短絡電圧が電圧検出器１
２によつて検出される。この短絡電圧は比較器１
９１においてVBOと比較されスイツチ指令器２２
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。この動作により短絡したワイヤ
電極１０が赤熱し、やがて赤熱した部分のワイヤ
電極１０が焼き切れ、溶接アークがスタートす
る。溶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つてワ
イヤ電極１０の先端は溶融し、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、スイツチ指令器２２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アーク放電を
維持するに足りるだけの補助電源回路４からのバ
ツクグランド電流IBのみとなり、再びワイヤ電極
１０の先端は母材１１へ近づきアーク長ｌが縮ま
るに応じてアーク電圧Vaが低くなる。こうして
アーク電圧Vaが低くなり、やがてアーク電圧Va
はバツクグランド電圧設定器１６１ｂで設定した
最小電圧VBOになり、比較器１９１が動作する。
この比較器が動作するとスイツチ指令器２２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。
明する。最初に、母材１１の板厚等の溶接条件に
合つたワイヤ送給速度、最小バツクグランド電圧
を溶接電流設定器１６ａおよびバツクグランド電
圧設定器１６１ｂで設定する。次に、パルスピー
ク電流値設定器１８によりパルスピーク電流値Ip
を設定し、パルス幅設定器２０によりパルス幅τ
を設定する。この設定操作により、この溶接機は
基準溶接電流信号Ioによつてワイヤ送給速度ｖが
定められる。それによつて溶接トーチ９にワイヤ
電極１０が送られ、ワイヤ電極１０が母材１１に
短絡する。そうすると、短絡電圧が電圧検出器１
２によつて検出される。この短絡電圧は比較器１
９１においてVBOと比較されスイツチ指令器２２
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。この動作により短絡したワイヤ
電極１０が赤熱し、やがて赤熱した部分のワイヤ
電極１０が焼き切れ、溶接アークがスタートす
る。溶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つてワ
イヤ電極１０の先端は溶融し、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、スイツチ指令器２２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アーク放電を
維持するに足りるだけの補助電源回路４からのバ
ツクグランド電流IBのみとなり、再びワイヤ電極
１０の先端は母材１１へ近づきアーク長ｌが縮ま
るに応じてアーク電圧Vaが低くなる。こうして
アーク電圧Vaが低くなり、やがてアーク電圧Va
はバツクグランド電圧設定器１６１ｂで設定した
最小電圧VBOになり、比較器１９１が動作する。
この比較器が動作するとスイツチ指令器２２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、あらかじめワイヤ電極１０の材
質、径、シールドガスによつて決まる最適なパル
スアーク電流のピーク値Ipとパルス幅τとを定め
て置き、スタート時、または溶接作業中において
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≧Vaとなつた
時点で出力させるように構成し、上述のピーク値
Ip及びパルス幅τによりパルスアーク電流が形成
され、このパルスアーク電流によつてスプレー移
行が行なわれ、溶接が行なわれる。
質、径、シールドガスによつて決まる最適なパル
スアーク電流のピーク値Ipとパルス幅τとを定め
て置き、スタート時、または溶接作業中において
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≧Vaとなつた
時点で出力させるように構成し、上述のピーク値
Ip及びパルス幅τによりパルスアーク電流が形成
され、このパルスアーク電流によつてスプレー移
行が行なわれ、溶接が行なわれる。
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（つまり言い換え
ると溶接電流）が自動的に定まる。またバツクグ
ランド電圧設定器１９１ｂによつて最小電圧VBO
を調節することによつて任意の溶接電圧を選択す
ることができる。
給速度ｖに応じたパルス周波数（つまり言い換え
ると溶接電流）が自動的に定まる。またバツクグ
ランド電圧設定器１９１ｂによつて最小電圧VBO
を調節することによつて任意の溶接電圧を選択す
ることができる。
この発明は、母材に向つ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（バツクグラン
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溶接機にお
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以下になつたときに
はアーク電流のパルス立上らせ、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
より、自動的に最適なパルス周波数つまり溶接電
流が得られ、最適溶接状態が得られ、また予め定
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溶
融が移行する時刻をバツ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ツタを抑制でき、良好な
溶接が行なえる効果がある。
極と母材との間にアーク維持電流（バツクグラン
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溶接機にお
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以下になつたときに
はアーク電流のパルス立上らせ、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
より、自動的に最適なパルス周波数つまり溶接電
流が得られ、最適溶接状態が得られ、また予め定
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溶
融が移行する時刻をバツ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ツタを抑制でき、良好な
溶接が行なえる効果がある。
第１図は先行技術に係るパルスアーク溶接機の
構成を示す図、第２図はこの発明の一実施例のブ
ロツク図、第３図ａ〜ｃ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はスイツチ
素子群、３は制御装置、４は補助電源、５１，５
２はフライホイールダイオード、６１，６２は直
流リアクトル、８はワイヤ送給モータ、９は溶接
トーチ、１０はワイヤ電極、１１は母材、１２は
電圧検出器、１４は平均電圧変換器、１５は操作
盤、１６ａは溶接電流設定器、１６ｂは溶接電圧
設定器、１６１ｂはバツクグランド電圧設定器、
１７はパルス周波数設定器、１８はパルスピーク
電流値設定器、１９，１９１は比較器、２０はパ
ルス幅設定器、２１はワイヤ送給速度制御装置、
２２はスイツチ指令器である。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。
構成を示す図、第２図はこの発明の一実施例のブ
ロツク図、第３図ａ〜ｃ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はスイツチ
素子群、３は制御装置、４は補助電源、５１，５
２はフライホイールダイオード、６１，６２は直
流リアクトル、８はワイヤ送給モータ、９は溶接
トーチ、１０はワイヤ電極、１１は母材、１２は
電圧検出器、１４は平均電圧変換器、１５は操作
盤、１６ａは溶接電流設定器、１６ｂは溶接電圧
設定器、１６１ｂはバツクグランド電圧設定器、
１７はパルス周波数設定器、１８はパルスピーク
電流値設定器、１９，１９１は比較器、２０はパ
ルス幅設定器、２１はワイヤ送給速度制御装置、
２２はスイツチ指令器である。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。
Claims (1)
- 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23537888A JPH01118371A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | パルスアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23537888A JPH01118371A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | パルスアーク溶接方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18547080A Division JPS57109573A (en) | 1980-12-27 | 1980-12-27 | Pulse arc welding method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01118371A JPH01118371A (ja) | 1989-05-10 |
| JPH0331552B2 true JPH0331552B2 (ja) | 1991-05-07 |
Family
ID=16985195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23537888A Granted JPH01118371A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | パルスアーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01118371A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993000195A1 (en) * | 1991-06-24 | 1993-01-07 | Welding Industries Limited | Improved pulsed arc welding system |
| SE510159C2 (sv) | 1997-05-05 | 1999-04-26 | Esab Ab | Sätt och anordning för bågsvetsning med avsmältande elektrod |
-
1988
- 1988-09-20 JP JP23537888A patent/JPH01118371A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01118371A (ja) | 1989-05-10 |
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