JPH04182071A - 消耗電極式アーク溶接装置 - Google Patents
消耗電極式アーク溶接装置Info
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- JPH04182071A JPH04182071A JP31019490A JP31019490A JPH04182071A JP H04182071 A JPH04182071 A JP H04182071A JP 31019490 A JP31019490 A JP 31019490A JP 31019490 A JP31019490 A JP 31019490A JP H04182071 A JPH04182071 A JP H04182071A
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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アーク溶接装置に係り、特にスパッ
タを低減して高能率的な溶接を行なうのに好適な消耗電
極式アーク溶接装置に関する。
タを低減して高能率的な溶接を行なうのに好適な消耗電
極式アーク溶接装置に関する。
従来、消耗電極式アーク溶接装置では、母材を（−）、
消耗電極を（＋）とする極性で直流電流を供給し、消耗
電極を溶融し母材に落下移行させ溶接を行なう方式が採
られている。この方式においては、消耗電極、シールド
ガスの種類により決定される臨界電流以上では溶滴はス
プレー状となり、スパッタが少なくなることが知られて
おり、この方式を応用した消耗電極式パルス溶接装置が
ある。
消耗電極を（＋）とする極性で直流電流を供給し、消耗
電極を溶融し母材に落下移行させ溶接を行なう方式が採
られている。この方式においては、消耗電極、シールド
ガスの種類により決定される臨界電流以上では溶滴はス
プレー状となり、スパッタが少なくなることが知られて
おり、この方式を応用した消耗電極式パルス溶接装置が
ある。
この装置は電流波形をパルス電流として、そのピーク値
が臨界電流以上で、かつ、１パルスの消耗電極への入熱
量を適正値に設定することにより、溶接電流の平均値が
臨界電流値以下の領域においても、大電流パルスのピン
チ力が溶滴に働き、スプレー移行が実現できる。
が臨界電流以上で、かつ、１パルスの消耗電極への入熱
量を適正値に設定することにより、溶接電流の平均値が
臨界電流値以下の領域においても、大電流パルスのピン
チ力が溶滴に働き、スプレー移行が実現できる。
これによりスパッタの少ない溶接は可能であるが、溶接
電流と消耗電極が溶融して生じた溶着金属量とは比例関
係にあり溶接速度を高速度にする場合などのように大電
流域で溶接する場合、母材の溶は方（アークの掘り込み
）に比べて溶着金属の量が少なくアンダーカットやハン
ピングビートを生じ溶接速度を低下させる必要があった
。
電流と消耗電極が溶融して生じた溶着金属量とは比例関
係にあり溶接速度を高速度にする場合などのように大電
流域で溶接する場合、母材の溶は方（アークの掘り込み
）に比べて溶着金属の量が少なくアンダーカットやハン
ピングビートを生じ溶接速度を低下させる必要があった
。
この問題を解決する手段として、消耗電極式ア−ク溶接
装置において、溶接電流波形をパルス化して上記消耗電
極からの溶滴移行形態をスプレー状とし、かつ上記母材
の溶融プールに接触するように上記アーク中に別途ワイ
ヤワイヤを通電加熱させながら送給する手段と、さらに
そのワイヤ加熱用の電流の電流値を上記溶接電流の１７
２以下に設定する手段とを備え、そのパルス溶接電流の
休止期間ではワイヤ加熱電流を零にする方法が提案され
ている。（特開昭５９−１６６８０号公報）しかし上記
手段では従来のパルス電流単独の消耗電極式アーク溶接
装置に比ベスバソタの発生量が多くなる等の問題があり
実用化されていない。
装置において、溶接電流波形をパルス化して上記消耗電
極からの溶滴移行形態をスプレー状とし、かつ上記母材
の溶融プールに接触するように上記アーク中に別途ワイ
ヤワイヤを通電加熱させながら送給する手段と、さらに
そのワイヤ加熱用の電流の電流値を上記溶接電流の１７
２以下に設定する手段とを備え、そのパルス溶接電流の
休止期間ではワイヤ加熱電流を零にする方法が提案され
ている。（特開昭５９−１６６８０号公報）しかし上記
手段では従来のパルス電流単独の消耗電極式アーク溶接
装置に比ベスバソタの発生量が多くなる等の問題があり
実用化されていない。
〔発明が解決しようとする課Ｂ］
上記従来の消耗電極式アーク溶接装置は、溶接時のスパ
ッタ発生量の差について配慮がなされておらず、溶接ロ
ポント等と組み合わせて自動溶接する場合、スパッタの
除去頻度が高いという問題があった。
ッタ発生量の差について配慮がなされておらず、溶接ロ
ポント等と組み合わせて自動溶接する場合、スパッタの
除去頻度が高いという問題があった。
本発明の目的は、消耗を掻式溶接時にホットワイヤを添
加して溶接するに際し、スパッタの発生量をパルス電流
単独の消耗電極式アーク溶接方法とほぼ同程度に抑える
ことができる消耗電極式アーク溶接装置を提供すること
にある。
加して溶接するに際し、スパッタの発生量をパルス電流
単独の消耗電極式アーク溶接方法とほぼ同程度に抑える
ことができる消耗電極式アーク溶接装置を提供すること
にある。
上記した目的は、ホットワイヤへの通電電流をパルス電
流とし、かつ消耗電極式溶接装置のパルス電流のベース
期間に同期させてホットワイヤワイヤへ通電する手段を
設けることにより達成される。
流とし、かつ消耗電極式溶接装置のパルス電流のベース
期間に同期させてホットワイヤワイヤへ通電する手段を
設けることにより達成される。
溶接時に、パルスＭＡＧｔｆｉＬのベース期間に同期さ
せてホントワイヤへ通電すると、ＭＡＧｔｉが低くなり
、磁気の影響が少なく、スパッタの発生が抑制されるも
のと考えられる。
せてホントワイヤへ通電すると、ＭＡＧｔｉが低くなり
、磁気の影響が少なく、スパッタの発生が抑制されるも
のと考えられる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の消耗電極式アーク溶接装置の一実施例を示す概
略的構成図であり、５００ＡパルスＭＡＧｔ源１とパル
ス状電流をパルスＭＡＧＱ源１のピーク又はベースに同
期可能なパルス同期ワイヤ加熱電源２と、パルスＭＡＧ
電源１のピーク、ベースに無関係にパルス状電流を送る
ことができるパルス非同期ワイヤ加熱電源３を備えてい
る。
略的構成図であり、５００ＡパルスＭＡＧｔ源１とパル
ス状電流をパルスＭＡＧＱ源１のピーク又はベースに同
期可能なパルス同期ワイヤ加熱電源２と、パルスＭＡＧ
電源１のピーク、ベースに無関係にパルス状電流を送る
ことができるパルス非同期ワイヤ加熱電源３を備えてい
る。
パルス非同期ワイヤ加熱電源３は、本発明の装置と従来
装置との比較のために設置されたものである。
装置との比較のために設置されたものである。
トーチ４はマニプレータ５により一定の速度で移動でき
るようになっており、トーチ４にはＭＡＧ用ワビワイヤ
供給装置６ＭＡＧ用ワビワイヤ給され、ホットワイヤ用
ワイヤ供給装置７からホットワイヤが供給される構造と
なっている。
るようになっており、トーチ４にはＭＡＧ用ワビワイヤ
供給装置６ＭＡＧ用ワビワイヤ給され、ホットワイヤ用
ワイヤ供給装置７からホットワイヤが供給される構造と
なっている。
パルス同期ワイヤ加熱電源２とパルス非同期ワイヤ加熱
電源３は、いずれも電源の制御回路調整により通電期間
を０．５ｍｓ〜１０ｍｓまで可変できるようになってい
る。
電源３は、いずれも電源の制御回路調整により通電期間
を０．５ｍｓ〜１０ｍｓまで可変できるようになってい
る。
第２図（Ａ）は第１図の要部を示し、パルスＭＡＧ電源
１の溶接装置に対するパルス電流を検出する検出器１０
が設置され、その検出信号はパルス同期ワイヤ加熱電源
２に送られる。
１の溶接装置に対するパルス電流を検出する検出器１０
が設置され、その検出信号はパルス同期ワイヤ加熱電源
２に送られる。
第２図（Ｂ）はパルス同期ワイヤ加熱を源２内の回路を
示し、パルス溶接電流のピーク又はベースを検出する検
出器からの信号に応じてパルス状のホットワイヤ加熱電
流を出すように演算、指示する制御部を備えている。
示し、パルス溶接電流のピーク又はベースを検出する検
出器からの信号に応じてパルス状のホットワイヤ加熱電
流を出すように演算、指示する制御部を備えている。
また、トーチ形状は、第３図に示すように溶接方向前方
側に消耗電極式のＭＡＧｆ４接トーチ１１が装着され、
溶接方向後方側にホットワイヤトーチ１２が装着されて
おり、ホットワイヤに通電することによりワイヤの通電
部と母材との間でジュール熱が発生し、ワイヤ自身を加
熱する構造である。
側に消耗電極式のＭＡＧｆ４接トーチ１１が装着され、
溶接方向後方側にホットワイヤトーチ１２が装着されて
おり、ホットワイヤに通電することによりワイヤの通電
部と母材との間でジュール熱が発生し、ワイヤ自身を加
熱する構造である。
具体的な実験方法は、１２ｔ）＜１００’ Ｘ３００Ｌ
の５Ｓ−４１板上に、ビードオンプレートで溶接する方
式で、第４図に示すように板１７の両側にステンレス製
のスパッタ回収容器１３を定位置に置き、溶接ビード１
８を２８０腫長さ置き、その時にスパッタ回収容器１３
に収集されるスパッタの重量を計測した。溶接条件は第
１表に示す５条件について行なった。
の５Ｓ−４１板上に、ビードオンプレートで溶接する方
式で、第４図に示すように板１７の両側にステンレス製
のスパッタ回収容器１３を定位置に置き、溶接ビード１
８を２８０腫長さ置き、その時にスパッタ回収容器１３
に収集されるスパッタの重量を計測した。溶接条件は第
１表に示す５条件について行なった。
第１表において、ＮＯ，１はパルスＭＡＧとＭＡＧのピ
ークにホットワイヤを同期させた組み合わせで波形は第
６図の１４、Ｎｃｔ２はパルスＭＡＧと非同期ホットワ
イヤの組み合わせ、魔３はパルスＭＡＧとＭＡＧのヘー
スにホントワイヤを同期させた組み合わせで波形は第６
図の１５− Ｎｔｘ４はパルスＭＡＧ単独であり、電流
波形は第６図の１６である。
ークにホットワイヤを同期させた組み合わせで波形は第
６図の１４、Ｎｃｔ２はパルスＭＡＧと非同期ホットワ
イヤの組み合わせ、魔３はパルスＭＡＧとＭＡＧのヘー
スにホントワイヤを同期させた組み合わせで波形は第６
図の１５− Ｎｔｘ４はパルスＭＡＧ単独であり、電流
波形は第６図の１６である。
各溶接条件で、１枚の板に１本の溶接ビードを置く方法
を５回繰り返して行ない、５回の平均で各条件でのスパ
ッタ発生量を計測し、その測定結果をグラフにして示す
。
を５回繰り返して行ない、５回の平均で各条件でのスパ
ッタ発生量を計測し、その測定結果をグラフにして示す
。
第５図の測定結果かられかるように、ＭＡＧパルス単独
（Ｎｔ１４）ではスプレー移行のためスパッタ発生量が
少ない、しかし、パルスＭＡＧと非同期ホットワイヤの
組み合わせ（阻２）では、スパッタの発生量がＭＡＧパ
ルス単独（Ｎｏ、４）の場合と比較して２倍以上に増加
する。
（Ｎｔ１４）ではスプレー移行のためスパッタ発生量が
少ない、しかし、パルスＭＡＧと非同期ホットワイヤの
組み合わせ（阻２）では、スパッタの発生量がＭＡＧパ
ルス単独（Ｎｏ、４）の場合と比較して２倍以上に増加
する。
次にホットワイヤのパルス電流をパルスＭＡＧのピーク
時に同期させた（阻１）結果では、パルスＭＡＧと非同
期ホットワイヤの組合せ（Ｎｏ、２）の結果よりスパッ
タ発生量が増加していることがわかった。しかし、パル
スＭＡＧ電流のベースにホットワイヤのパルス電流を同
期させる（階３）と、スパッタの発生量がパルスＭＡＧ
単独（漱４）よりやや多い程度まで減少し、ホットワイ
ヤＭＡＧ溶接法において、最もスパッタの発生量が少な
い方式を実現できることがわかった。
時に同期させた（阻１）結果では、パルスＭＡＧと非同
期ホットワイヤの組合せ（Ｎｏ、２）の結果よりスパッ
タ発生量が増加していることがわかった。しかし、パル
スＭＡＧ電流のベースにホットワイヤのパルス電流を同
期させる（階３）と、スパッタの発生量がパルスＭＡＧ
単独（漱４）よりやや多い程度まで減少し、ホットワイ
ヤＭＡＧ溶接法において、最もスパッタの発生量が少な
い方式を実現できることがわかった。
つマリ、ＭＡＧパルス電流のピークとホントワイヤ加熱
電流が重なった場合、ホットワイヤ加熱電流のパルス通
電時間が短いため、溶接性には問題がないが、パルスの
ピーク同士の磁気の影響によりスパッタの発生が多くな
る。しかし、ＭＡＧパルス電流のベースとホントワイヤ
加熱電流が重なった場合は、ＭＡＧ電流が低いために、
磁気の影響が小さくなり、スパッタの発生が抑制される
ものと考えられる。
電流が重なった場合、ホットワイヤ加熱電流のパルス通
電時間が短いため、溶接性には問題がないが、パルスの
ピーク同士の磁気の影響によりスパッタの発生が多くな
る。しかし、ＭＡＧパルス電流のベースとホントワイヤ
加熱電流が重なった場合は、ＭＡＧ電流が低いために、
磁気の影響が小さくなり、スパッタの発生が抑制される
ものと考えられる。
この点を考慮すると、条件Ｎｏ、２のパルスＭＡＧ電流
とホントワイヤの加熱電流が非同期の場合、ある時点で
はパルスＭＡＧのピークとホットワイヤの電流が重なり
、ある時点ではベースと重なるため、スパッタの発生は
、ベース同期（ＮＣＬ３）とピーク同期（陳１）との中
間的な量になるものと考えられる。
とホントワイヤの加熱電流が非同期の場合、ある時点で
はパルスＭＡＧのピークとホットワイヤの電流が重なり
、ある時点ではベースと重なるため、スパッタの発生は
、ベース同期（ＮＣＬ３）とピーク同期（陳１）との中
間的な量になるものと考えられる。
以上のように本発明によれば、ＭＡＧ溶接とホットワイ
ヤを組み合わせた溶接において、パルスＭＡＧ並にスパ
ッタを低減でき、高能率で、しかもビード周囲の綺麗な
溶接が実現可能である。
ヤを組み合わせた溶接において、パルスＭＡＧ並にスパ
ッタを低減でき、高能率で、しかもビード周囲の綺麗な
溶接が実現可能である。
第１図は本発明の消耗電極式アーク溶接装置の一実施例
を示す概略的構成図、第２図（Ａ）はＭＡＧパルス電流
ベース・ピーク検出器を備えた装置の概略的構成図、第
２図（Ｂ）はＭＡＧパルス電流を検出し、ホットワイヤ
のパルス電流を同期させるための回路図、第３図はトー
チの構造を示す正面図、第４図はテストピース及びパル
ス収集時の状況を示す説明図、第５図は各種組合せ時の
スパッタ発生量を比較して示すグラフ、第６図は本発明
のＭＡＧパルスベースとホットワイヤ電流を同期させた
場合及び比較例のＭＡＧパルスピークとホットワイヤ電
流を同期させた場合とを比較して示す電流波形図である
。 １・・・・・・パルスＭＡＧ電源、２・・・・・・パル
ス同期ワイヤ加熱電源、３・・・・・・パルス同期ワイ
ヤ加熱電源、４・・・・・・トーチ、５・・・・・・マ
ニプレータ、６・・・・・・ＭＡＧ用ワビワイヤ供給装
置・・・・・・ホットワイヤ用ワイヤ供給装置、８・・
・・・・テストピース、９・・・・・・ワーク取付台、
ＩＯ・・・・・・ＭＡＧパルス電流電流メースーク検出
器、１１・・・・・・ＭＡＧトーチ、１２・・・・・・
ホットワイヤトーチ、１３・・・・・・スパッタ回収容
器。 代理人 弁理士 西 元 勝 − 時間（１）
を示す概略的構成図、第２図（Ａ）はＭＡＧパルス電流
ベース・ピーク検出器を備えた装置の概略的構成図、第
２図（Ｂ）はＭＡＧパルス電流を検出し、ホットワイヤ
のパルス電流を同期させるための回路図、第３図はトー
チの構造を示す正面図、第４図はテストピース及びパル
ス収集時の状況を示す説明図、第５図は各種組合せ時の
スパッタ発生量を比較して示すグラフ、第６図は本発明
のＭＡＧパルスベースとホットワイヤ電流を同期させた
場合及び比較例のＭＡＧパルスピークとホットワイヤ電
流を同期させた場合とを比較して示す電流波形図である
。 １・・・・・・パルスＭＡＧ電源、２・・・・・・パル
ス同期ワイヤ加熱電源、３・・・・・・パルス同期ワイ
ヤ加熱電源、４・・・・・・トーチ、５・・・・・・マ
ニプレータ、６・・・・・・ＭＡＧ用ワビワイヤ供給装
置・・・・・・ホットワイヤ用ワイヤ供給装置、８・・
・・・・テストピース、９・・・・・・ワーク取付台、
ＩＯ・・・・・・ＭＡＧパルス電流電流メースーク検出
器、１１・・・・・・ＭＡＧトーチ、１２・・・・・・
ホットワイヤトーチ、１３・・・・・・スパッタ回収容
器。 代理人 弁理士 西 元 勝 − 時間（１）
Claims (1)
- （１）溶接電流波形をパルス化して溶滴移行状態をスプ
レー状とし、この溶融プール中に消耗電極ワイヤ以外の
ホットワイヤを挿入する消耗電極式アーク溶接装置にお
いて、前記ホットワイヤにパルス溶接電流のベース期間
に同期させてワイヤ加熱用のパルス電流を通電する手段
を設けたことを特徴とする消耗電極式アーク溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31019490A JP2917055B2 (ja) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | 消耗電極式アーク溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31019490A JP2917055B2 (ja) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | 消耗電極式アーク溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04182071A true JPH04182071A (ja) | 1992-06-29 |
| JP2917055B2 JP2917055B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=18002305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31019490A Expired - Fee Related JP2917055B2 (ja) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | 消耗電極式アーク溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2917055B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014009800A3 (en) * | 2012-07-12 | 2014-03-06 | Lincoln Global, Inc. | Method of and system for starting and useing in combination a filler wire feed and arc generating source for welding |
| WO2014140780A3 (en) * | 2013-03-15 | 2014-12-11 | Lincoln Global, Inc. | Welding system with tandem hot-wire systems; method of welding with tandem hot-wires |
| US9085041B2 (en) | 2009-01-13 | 2015-07-21 | Lincoln Global, Inc. | Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding |
| US10086461B2 (en) | 2009-01-13 | 2018-10-02 | Lincoln Global, Inc. | Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding |
| US11027362B2 (en) | 2017-12-19 | 2021-06-08 | Lincoln Global, Inc. | Systems and methods providing location feedback for additive manufacturing |
-
1990
- 1990-11-15 JP JP31019490A patent/JP2917055B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9085041B2 (en) | 2009-01-13 | 2015-07-21 | Lincoln Global, Inc. | Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding |
| US9782850B2 (en) | 2009-01-13 | 2017-10-10 | Lincoln Global, Inc. | Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding |
| US10086461B2 (en) | 2009-01-13 | 2018-10-02 | Lincoln Global, Inc. | Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding |
| WO2014009800A3 (en) * | 2012-07-12 | 2014-03-06 | Lincoln Global, Inc. | Method of and system for starting and useing in combination a filler wire feed and arc generating source for welding |
| CN104640664A (zh) * | 2012-07-12 | 2015-05-20 | 林肯环球股份有限公司 | 启动和使用组合填充焊丝输送和电弧产生源的用于焊接的方法和系统 |
| CN104640664B (zh) * | 2012-07-12 | 2017-05-03 | 林肯环球股份有限公司 | 启动和使用组合填充焊丝输送和电弧产生源的用于焊接的方法和系统 |
| WO2014140780A3 (en) * | 2013-03-15 | 2014-12-11 | Lincoln Global, Inc. | Welding system with tandem hot-wire systems; method of welding with tandem hot-wires |
| US11027362B2 (en) | 2017-12-19 | 2021-06-08 | Lincoln Global, Inc. | Systems and methods providing location feedback for additive manufacturing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2917055B2 (ja) | 1999-07-12 |
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