JPH05138355A - Consumable electrode gas shielded arc welding method and equipment - Google Patents
Consumable electrode gas shielded arc welding method and equipmentInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、消耗電極を用いるガス
シ−ルドア−ク溶接方法およびその装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas shield arc welding method and apparatus using a consumable electrode.
【０００２】[0002]
【従来の技術】特開昭５６−１６５５６４号公報では溶
接電流を直流にしてプラス側を電極（以下、ワイヤとい
う）に、またマイナス側を母材に接続する。そして、パ
ルス電流値、パルス電流期間およびベ−ス電流値を所定
の値に保ち、ベ−ス電流期間をワイヤ送給量に略反比例
して変化させることにより、ワイヤ先端に形成される溶
滴をパルス電流に同期して溶融池へ移行させるガスシ−
ルドア−ク溶接方法が開示されている。この技術の場
合、母材への入熱が大きいから、溶込みが深く、余盛の
少ない溶接ビ−ドが得られる。そこで、比較的板厚が厚
いワ−クに適用すると良好な溶接結果が得られる。ま
た、特開平１−１８６２７９号公報では溶接電流を交流
とし、ワイヤ送給速度に対応した交流出力の周波数を定
め、ワイヤの材質や直径などに応じた通電期間および電
流値を持つ逆極性電流を通電して溶接するガスシ−ルド
ア−ク溶接方法および装置が開示されている。この技術
の場合、母材への入熱は比較的小さいから溶込みは比較
的浅いが、ワイヤの溶融量が多いため溶着量を大きくす
ることができる。そこで、薄板やル−トギャップが大き
い継手に適用すると良好な溶接結果が得られる。2. Description of the Related Art In Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 56-165564, a welding current is made direct current and a positive side is connected to an electrode (hereinafter referred to as a wire) and a negative side is connected to a base material. Then, the pulse current value, the pulse current period, and the base current value are maintained at predetermined values, and the base current period is changed substantially in inverse proportion to the wire feed amount, so that the droplet formed on the tip of the wire. Gas sheet that transfers the gas to the molten pool in synchronization with the pulse current
A method for rudder welding is disclosed. In the case of this technique, since the heat input to the base metal is large, a weld bead with a deep penetration and a small excess can be obtained. Therefore, when applied to a work having a relatively large plate thickness, good welding results can be obtained. Further, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-186279, the welding current is set to an alternating current, the frequency of the alternating current output corresponding to the wire feeding speed is determined, and a reverse polarity current having a conduction period and a current value according to the material and diameter of the wire is set. A gas shield arc welding method and device for welding by energizing is disclosed. In the case of this technique, since the heat input to the base material is relatively small, the penetration is relatively shallow, but the amount of fusion can be increased because the amount of fusion of the wire is large. Therefore, when applied to a thin plate or a joint having a large root gap, good welding results can be obtained.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
技術を薄板やル−トギャップが大きい継手に適用する
と、母材が溶融し過ぎてしまい、溶融金属の溶落ちや過
大なアンダ−カットなどの溶接欠陥が発生しやすい。一
方、後者の技術を中・厚板に適用すると、ビ−ド幅が狭
く余盛が高くなり、融合不良も発生しやすい。本発明の
目的は、上記した課題を解決し、中・厚板だけでなく薄
板やル−トギャップが大きい継手まで様々の広範囲ワ−
クに適用することができる消耗電極式ガスシ−ルドア−
ク溶接方法および装置を提供するにある。However, when the former technique is applied to a thin plate or a joint having a large root gap, the base material is excessively melted, and the weld metal is burned through or excessively undercuts. Defects are likely to occur. On the other hand, when the latter technique is applied to medium-thick plates, the bead width is narrow and the excess is high, and fusion defects are likely to occur. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to perform various wide range work not only for medium and thick plates but also for thin plates and joints having a large root gap.
Electrode type gas shield door that can be applied to
In order to provide a welding method and apparatus.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記した課題は、消耗電
極式ガスシ−ルドア−ク溶接方法において、交流期間と
直流期間とを交互に繰り返す出力を電極と母材との間に
印加することにより解決される。また、期間ＴPではワ
イヤの臨界電流値よりも大きい電流ＩPを、また期間ＴB
にはワイヤの臨界電流値よりも小さい電流ＩBを交互に
供給すると共に、期間Ｔの中の期間ＴDCにおいては電流
ＩP，電流ＩBともワイヤをプラスとする極性（以下、Ｅ
Ｐ極性という）とし、期間Ｔの中の残りの期間ＴACにお
いては電流ＩPをＥＰ極性にまた電流ＩBをワイヤをマイ
ナスとする極性（以下、ＥＮ極性という）として、期間
ＴDCと期間ＴACとを交互に繰り返す出力を電極と母材と
の間に印加することにより解決される。さらに、上記期
間Ｔの中の期間ＴACと期間ＴDCの比率を変化させること
により解決される。。The above-mentioned problems are solved by applying an output in which the alternating period and the direct period are alternately repeated between the electrode and the base material in the consumable electrode type gas shield arc welding method. Will be resolved. Further, a large current I P than the critical current value of the wire in the period T P, also the period T B
Is alternately supplied with a current I B smaller than the critical current value of the wire, and in the period T DC of the period T, both the current I P and the current I B have a positive polarity (hereinafter, E).
P polarity), and in the remaining period T AC of the period T, the current I P has the EP polarity and the current I B has the negative polarity of the wire (hereinafter referred to as the EN polarity), and the period T DC and the period This is solved by applying an output that alternately repeats T AC between the electrode and the base material. Further, it is solved by changing the ratio of the period T AC and the period T DC in the period T. .
【０００５】[0005]
【作用】溶接電流を直流とする時の消耗電極式ガスシ−
ルドア−ク溶接では、溶接電流値など極性以外の他の条
件を同一にしても、極性により溶接現象および溶接結果
は異なる。すなわち、ＥＰ極性ではア−クが集中して溶
込みが深くなるのに対し、ＥＮ極性ではア−クが分散し
て溶込みは浅くなる。一方、ワイヤの溶融量はＥＮ極性
のほうがＥＰ極性よりも多くなる。本発明によれば、期
間Ｔの中の期間ＴDCには交互に供給する電流ＩPと電流
ＩBをＥＰ極性とし、期間Ｔの中の残りの期間ＴACには
電流ＩPをＥＰ極性とし電流ＩBをＥＮ極性で供給するよ
うにしておき、期間ＴDCと期間ＴACとを交互に繰り返
す。この結果、電流ＩBがＥＰ極性で供給される時には
ア−クが集中して溶込みが深くなり、一方、電流ＩBが
ＥＮ極性の時にはア−クが分散して溶込みは浅くなると
共に、ワイヤの溶融量はＥＰ極性の時よりも増加する。
そして、上記期間Ｔの中の期間ＴDCと期間ＴACの比率を
変化させることにより溶込み深さの制御ができる。すな
わち、期間ＴACの比率（ＴAC／Ｔ）を小さくすることに
より上記した従来技術の前者とほぼ同等の結果を、また
期間ＴACの比率（ＴAC／Ｔ）を大きくすることにより上
記した従来技術の後者とほぼ同等の溶接結果を得られる
だけでなく、さらに両者の中間的な溶接結果となるよう
に溶込み深さや溶融量を制御することができる。また、
期間Ｔを変化させることにより、ビ−ド波の高さや間隔
あるいは溶込み深さの変動周期を制御することができる
から、ビ−ド波の明瞭化（ビ−ド波の輪郭をきわだたせ
る）および裏波溶接での溶込み深さの制御も可能とな
る。[Operation] Consumable electrode type gas shield when welding current is DC
In rudder arc welding, the welding phenomenon and the welding result differ depending on the polarity even if the conditions other than the polarity such as the welding current value are the same. That is, in the EP polarity, the arc is concentrated and the penetration is deep, whereas in the EN polarity, the arc is dispersed and the penetration is shallow. On the other hand, the melting amount of the wire in the EN polarity is larger than that in the EP polarity. According to the present invention, in the period T DC of the period T, the current I P and the current I B alternately supplied have the EP polarity, and in the remaining period T AC of the period T, the current I P has the EP polarity. Then, the current I B is supplied in the EN polarity, and the period T DC and the period T AC are alternately repeated. As a result, the A when the current I B is provided in EP polarity - click the penetration becomes deeper concentrated, while the current I B is at the time of EN polarity A - with click is dispersed penetration is shallower , The amount of melting of the wire is greater than that of the EP polarity.
Then, the penetration depth can be controlled by changing the ratio of the period T DC to the period T AC in the period T. That is, the result almost equal to the former case of the above-mentioned conventional technique is obtained by decreasing the ratio of the period T AC (T AC / T), and the result is increased by increasing the ratio of the period T AC (T AC / T). Not only can the welding result almost equal to the latter of the conventional technique be obtained, but also the penetration depth and the melting amount can be controlled so as to obtain an intermediate welding result between the two. Also,
By changing the period T, it is possible to control the fluctuation period of the height or interval of the bead wave or the penetration depth, so that the bead wave can be clarified (the outline of the bead wave can be defined). ) And the penetration depth in Uranami welding are also possible.
【０００６】[0006]
【実施例】図１は本発明による消耗電極式ガスシ−ルド
ア−ク溶接方法を実施するための装置の一実施例を示す
ブロック図である。以下、電流波形を示す図２を参照し
ながら説明する。同図において、１は直流電源で、商用
交流を直流に変換する整流回路と、整流された電流を交
流に変換する入力側インバ−タ回路と、変換された交流
を降圧する変圧器と、変換された交流を再び直流に変換
する整流回路等から構成されており、入力された３相の
商用交流を直流に変換する。なお、直流電源１は２電源
で構成され、出力端子１ａは出力端子１ｂに対してプラ
ス側、出力端子１ｂは出力端子１ｃに対してプラス側に
なるように構成されている。２は出力側インバ−タ回路
で、２個のトランジスタ２ａ，２ｂで構成され、直流電
源１の出力を略矩形の交流に変換する。ここで、トラン
ジスタ２ａのコレクタは上記出力端子１ａに、エミッタ
はトランジスタ２ｂのコレクタに、ベ−スは後述する駆
動回路１７にそれぞれ接続されている。また、トランジ
スタ２ｂのエミッタは上記出力端子１ｃに、ベ−スは後
述する駆動回路１７にそれぞれ接続されている。３はワ
イヤで、トランジスタ２ａのエミッタとトランジスタ２
ｂのコレクタとの接続点４に接続されている。なお、５
はワイヤ送給ロ−ラである。６は母材で、上記出力端子
１ｂに接続されている。７は電流ＩPの値を設定するた
めのＩP設定器、８は電流ＩBの値を設定するためのＩB
設定器で、それぞれ切換スイッチ９を介して直流電源１
に接続されている。１０は電流ＩPを供給する期間ＴPを
設定するためのＴP設定器、１１は電流ＩBを供給する期
間ＴBを設定するためのＴB設定器で、それぞれ時間信号
発生器１２に接続されている。時間信号発生器１２は切
換スイッチ９と後述する極性判定器１６に接続されてい
る。１３は期間ＴDCの値を設定するためのＴDC設定器、
１４は期間ＴACを設定するためのＴAC設定器で、それぞ
れ極性信号発生器１５を介して極性判定器１６に接続さ
れている。極性判定器１６は時間信号発生器１２および
極性信号発生器１５からの信号に基づいて出力側インバ
−タ回路２の駆動回路１７に所定の信号を出力する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an apparatus for carrying out the consumable electrode type gas shield arc welding method according to the present invention. Hereinafter, description will be given with reference to FIG. 2 showing current waveforms. In the figure, reference numeral 1 denotes a DC power supply, a rectifier circuit for converting commercial AC into DC, an input side inverter circuit for converting rectified current into AC, a transformer for stepping down the converted AC, and a converter. It is composed of a rectifying circuit or the like for converting the input AC into DC again, and converts the input three-phase commercial AC into DC. The DC power supply 1 is composed of two power supplies, the output terminal 1a is on the plus side of the output terminal 1b, and the output terminal 1b is on the plus side of the output terminal 1c. An output side inverter circuit 2 is composed of two transistors 2a and 2b and converts the output of the DC power supply 1 into a substantially rectangular AC. Here, the collector of the transistor 2a is connected to the output terminal 1a, the emitter is connected to the collector of the transistor 2b, and the base is connected to a drive circuit 17 described later. The emitter of the transistor 2b is connected to the output terminal 1c, and the base is connected to a drive circuit 17 described later. 3 is a wire, which is the emitter of the transistor 2a and the transistor 2a.
It is connected to the connection point 4 with the collector of b. 5
Is a wire feeding roller. A base material 6 is connected to the output terminal 1b. 7 is an I P setter for setting the value of the current I P , and 8 is I B for setting the value of the current I B
DC power supply 1 via the setting switch 9
It is connected to the. 10 T P setter for setting a period T P for supplying a current I P, 11 at T B setter for setting a period T B supplies current I B, respectively time signal generator 12 It is connected. The time signal generator 12 is connected to the changeover switch 9 and a polarity determiner 16 described later. 13 is a T DC setting device for setting the value of the period T DC ,
Reference numeral 14 denotes a T AC setting device for setting the period T AC , which is connected to the polarity determining device 16 via the polarity signal generator 15. The polarity determiner 16 outputs a predetermined signal to the drive circuit 17 of the output side inverter circuit 2 based on the signals from the time signal generator 12 and the polarity signal generator 15.
【０００７】以下、始めに回路の動作について説明す
る。溶接作業に先立ち、ワイヤの材質および直径、シ−
ルドガスの組成、ア−ク長およびワイヤ送給速度等に応
じて予め以下の設定をする。すなわち、ＩP設定器７お
よびＩB設定器８によりワイヤの臨界電流値よりも大き
い電流ＩPおよびワイヤの臨界電流値よりも小さい電流
ＩBの値を設定する。また、ＴP設定器１０およびＴB設
定器１１により電流ＩPおよび電流ＩBを供給する期間Ｔ
Pおよび期間ＴBの値を設定する。さらに、ＴDC設定器１
３およびＴAC設定器１４により期間ＴDCおよび期間ＴAC
の値を設定する。なお、期間ＴDCおよび期間ＴACについ
ては後述する。図示しない起動ボタンが押されると、図
示しないシ−ルドガスが供給され、ワイヤ３が送給され
る。なお、図２には示していないが、ア−クスタ−ト時
すなわちワイヤ３が母材６に当接しア−クが発生してか
ら所定の時間が経過するまでの過渡状態においては電流
ＩPと同じ大きさの電流が供給される。そして、ア−ク
が発生してから上記所定の時間が経過し通常溶接状態に
なると期間ＴDCが開始する。通常溶接状態において時間
信号発生器１２は、ＴP設定器１０およびＴB設定器１１
により設定された期間ＴPおよび期間ＴBの値に基づいて
切換スイッチ９を切換える。そして直流電源１は、ＩP
設定器７およびＩB設定器８により設定された電流ＩPお
よび電流ＩBを出力端子１ａ，１ｂ，１ｃに出力する。
一方、極性判定器１６は極性信号発生器１５からの信号
が期間ＴDCの時はトランジスタ２ａをオンとしトランジ
スタ２ｂをオフとする信号を駆動回路１７に出力する。
したがって、期間ＴDCにおいてはＥＰ極性となる。そし
て、期間ＴDCが終了し極性信号発生器１５からの信号が
期間ＴACに移ると極性判定器１６は期間ＴACの制御を行
う。すなわち、期間期間ＴACにおいて極性判定器１６
は、期間ＴPではトランジスタ２ａをオンとし、トラン
ジスタ２ｂをオフとする。一方、期間ＴBではトランジ
スタ２ａをオフとしトランジスタ２ｂをオンとする信号
を駆動回路１７に出力する。したがって、期間ＴACにお
いては期間ＴPはＥＰ極性、期間ＴBはＥＮ極性となる。First, the operation of the circuit will be described below. Prior to welding work, wire material and diameter,
The following settings are made in advance according to the composition of the cold gas, the arc length and the wire feeding speed. That is, the I P setting unit 7 and the I B setting unit 8 set the values of the current I P larger than the critical current value of the wire and the current I B smaller than the critical current value of the wire. Further, a period T for supplying the current I P and the current I B by the T P setting device 10 and the T B setting device 11.
Set values for P and period T B. Furthermore, T DC setting device 1
3 and T AC setter 14 causes the period T DC and the period T AC
Set the value of. The period T DC and the period T AC will be described later. When a start button (not shown) is pressed, shield gas (not shown) is supplied and the wire 3 is fed. Although not shown in FIG. 2, the current I P is increased during an arc start, that is, in a transient state from when the wire 3 comes into contact with the base material 6 to generate an arc until a predetermined time elapses. A current of the same magnitude as is supplied. Then, when the above-mentioned predetermined time elapses after the occurrence of the arc and the normal welding state is established, the period T DC starts. In the normal welding state, the time signal generator 12 includes the T P setter 10 and the T B setter 11.
The changeover switch 9 is switched based on the values of the period T P and the period T B set by. The DC power supply 1 is I P
The current I P and the current I B set by the setter 7 and the I B setter 8 are output to the output terminals 1a, 1b, 1c.
On the other hand, the polarity determiner 16 outputs a signal for turning on the transistor 2a and turning off the transistor 2b to the drive circuit 17 when the signal from the polarity signal generator 15 is in the period T DC .
Therefore, in the period T DC , the EP polarity is obtained. Then, when the period T DC ends and the signal from the polarity signal generator 15 shifts to the period T AC , the polarity determiner 16 controls the period T AC . That is, in the period T AC , the polarity determiner 16
During the period T P , the transistor 2a is turned on and the transistor 2b is turned off. On the other hand, in the period T B , a signal that turns off the transistor 2a and turns on the transistor 2b is output to the drive circuit 17. Therefore, in the period T AC , the period T P has the EP polarity and the period T B has the EN polarity.
【０００８】次に溶接現象について説明する。 （１）期間ＴDCにおいては、先ずＥＰ極性の電流ＩPに
よりワイヤ３は溶かされ、電流ＩPによる電磁ピンチ力
によりワイヤ３の先端に形成される溶滴はワイヤ３から
離脱して母材６に移行する。そして、次のＥＰ極性の電
流ＩBにより集中したア−クが維持されるが、ワイヤ３
はほとんど溶融されない。 （２）期間ＴACにおいては期間ＴDC野場合と同様に、先
ずＥＰ極性の電流ＩPによりワイヤ３は溶かされ、電流
ＩPによる電磁ピンチ力によりワイヤ３の先端に形成さ
れる溶滴はワイヤ３から離脱して母材６に移行する。そ
して、次のＥＮ極性の電流ＩBではア−クは余り集中し
ないが、ワイヤ３の溶融量はＥＰ極性に較べて多い。Next, the welding phenomenon will be described. (1) In the period T DC , first, the wire 3 is melted by the EP polarity current I P , and the droplet formed at the tip of the wire 3 by the electromagnetic pinch force by the current I P is separated from the wire 3 and the base metal Go to 6. Then, A was concentrated by the current I B of the next EP polarity - but click is maintained, the wire 3
Is hardly melted. (2) In the period T AC , as in the case of the period T DC , the wire 3 is first melted by the EP polarity current I P , and the droplet formed at the tip of the wire 3 by the electromagnetic pinch force by the current I P is generated. It separates from the wire 3 and transfers to the base material 6. The arc is not concentrated so much in the next current I B having the EN polarity, but the melting amount of the wire 3 is larger than that in the EP polarity.
【０００９】以下、期間ＴACと期間Ｔとの比率（ただ
し、期間Ｔ＝期間ＴAC＋期間ＴDC）を変化させた時のビ
−ド幅（ＢＷ）、溶込み深さ（ＰＤ）、余盛高さ（Ｒ
Ｆ）、溶込み深さの変動を表す溶込み深さの変化量（Δ
ＰＤ）および余盛高さの変動を表す余盛高さの変化量
（ΔＲＦ）について求めて整理した結果を示す図３ない
し図６により説明する。期間Ｔを小さくすると、図３に
示すとおり、ビ−ド幅（ＢＷ）はほぼ一定であるが、溶
込み深さ（ＰＤ）と余盛高さ（ＲＦ）はやや減少する。
一方、溶込み深さの変化量（ΔＰＤ）および余盛高さの
変化量（ΔＲＦ）は、図４に示すとおり、大幅に減少す
る。上記図３，図４から期間Ｔを変化させることによ
り、ビ−ド幅および余盛高さすなわちビ−ドの形状を余
り変えることなく、ビ−ド波の高さや溶込み深さを制御
できる。すなわち、例えば、ビ−ド波の高さや溶込み深
さの変動を小さくしたい場合には期間Ｔを小さくすれば
よい。期間Ｔにおける期間ＴACの比率を大きくすると、
図５に示すとおり、ビ−ド幅（ＢＷ）と溶込み深さ（Ｐ
Ｄ）は減少し、余盛高さ（ＲＦ）は増加する。一方、溶
込み深さの変化量（ΔＰＤ）および余盛高さの変化量
（ΔＲＦ）は、図６に示すとおり、山形に変化する。上
記図５，図６から期間Ｔを同一とする場合、期間ＴACの
比率を適切に選定することにより、ビ−ド波の高さや間
隔、あるいは溶込み深さの変動量の制御が可能となる。
なお、以下に具体的な溶接例を示す。 （ａ）アルミニウム（Ａ５０５２）の溶接例 母材の板厚：６ｍｍ、 ワイヤ材質：Ａ５０５
２、 ワイヤ径：１．２φ、 ワイヤ送給速度：８ｍ／
ｍｉｎ、 シ−ルドガス：アルゴン、 ＩP＝３００Ａ、ＩB＝４
０Ａ、 ＴP＝２ｍｓ、ＴB＝２ｍｓとして、期間ＴACおよび期間
ＴDCを下記、、、の４通りとした例。 ＴAC＝１ｓ、 ＴDC＝１ｓ （Ｔ＝２ｓ） ＴAC＝０．２６ｓ、ＴDC＝０．７４ｓ （Ｔ＝１ｓ） ＴAC＝０．１６ｓ、ＴDC＝０．０４ｓ （Ｔ＝０．２
ｓ） ＴAC＝２４ｍｓ、 ＴDC＝２４ｍｓ （Ｔ＝４８ｍ
ｓ） （ｂ）鉄鋼（ＳＰＣＣ）の溶接例 母材の板厚：３．２ｍｍ、 ワイヤ材質：メタルコア
−ドワイヤ ワイヤ径：１．２φ、 ワイヤ送給速度：５ｍ／
ｍｉｎ、 シ−ルドガス：マグガス、 ＩP＝３５０Ａ、ＩB＝７０
Ａ、 ＴP＝３ｍｓ、ＴB＝１７ｍｓとして、期間ＴACおよび期
間ＴDCを下記、、の３通りとした例。 ＴAC＝０．２４ｓ、ＴDC＝０．２４ｓ （Ｔ＝０．４
８ｓ） ＴAC＝４０ｍｓ、 ＴDC＝４０ｍｓ （Ｔ＝８０ｍ
ｓ） ＴAC＝８０ｍｓ、 ＴDC＝２０ｍｓ （Ｔ＝１００
ｍｓ） （ｃ）ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の溶接例 母材の板厚：１ｍｍ、 ワイヤ材質：ＳＵＳ３０
８ワイヤ ワイヤ径：０．９φ、 ワイヤ送給速度：３ｍ／
ｍｉｎ、 シ−ルドガス：アルゴン、 ＩP＝２８０Ａ、ＩB＝３０
Ａ、 ＴP＝３．５ｍｓ、ＴB＝５１．５ｍｓとして、期間ＴAC
および期間ＴDCを下記とした例。 ＴAC＝０．５５ｓ、ＴDC＝０．２２ｓ （Ｔ＝０．７
７ｓ） そして、上記いずれの場合にも、良好な溶接結果を得る
ことができた。なお、本実施例においては、期間ＴACお
よび期間ＴDCをそれぞれ期間ＴPと期間ＴBの和の倍数と
するとともにそれぞれを同期させて制御したが、期間Ｔ
ACおよび期間ＴDCは期間ＴPと期間ＴBの和の倍数でなく
てもよい。すなわち期間ＴACおよび期間ＴDCを期間ＴP
および期間ＴBの関数としてではなく、独立に定めても
よい。例えば、上記鉄鋼（ＳＰＣＣ）の溶接例におけ
るＴACおよびＴDCをそれぞれ０．２５ｓとしたり、ある
いはＴACを０．２５ｓ、Ｔを０．５ｓとしてもよい。こ
の場合、期間ＴACおよび期間ＴDCにおける最後期間ＴB
の内の一部（１〜１６ｍｓ）はＥＰ極性からＥＮ極性へ
あるいはＥＮ極性からＥＰ極性へ変化する場合が発生す
るが、実用上差し支えないし、さらに、ア−クが発生し
てから上記所定の時間が経過し通常溶接状態になった時
に期間ＴDCから開始するするようにしたが期間ＴACから
開始するするようにしても良いことを確認した。また、
直流電源１を２電源で構成したが、直流電源１を１電源
とし、出力側インバ−タ回路をフルブッリジ構成として
２個のトランジスタを交互に動作させるようにしても良
い。この場合、上記したように、期間ＴACおよび期間Ｔ
DCを期間ＴPおよび期間ＴBと独立に定めてもよいから、
既存の直流電源を用いて本発明の溶接方法を実施するこ
とができる。さらに、出力電流を所定の値に制御する定
電流特性の直流電源としたが、定電電圧特性の直流電源
を用い上記電流ＩPおよび電流ＩBに略等しい電流が得ら
れるように、出力電圧を設定するようにしてもよい。Hereinafter, the bead width (BW), the penetration depth (PD), when the ratio of the period T AC to the period T (where T = period T AC + period T DC ) is changed, Extra height (R
F), the amount of change in penetration depth (Δ that represents the variation in penetration depth)
PD) and the variation amount (ΔRF) of the extra-height height, which indicates the variation of the extra-height height, and the results arranged and arranged will be described with reference to FIGS. 3 to 6. As shown in FIG. 3, when the period T is shortened, the bead width (BW) is almost constant, but the penetration depth (PD) and the fill height (RF) are slightly decreased.
On the other hand, the amount of change in the penetration depth (ΔPD) and the amount of change in the overfill height (ΔRF) are significantly reduced as shown in FIG. By changing the period T from FIG. 3 and FIG. 4 described above, the height of the bead wave and the penetration depth can be controlled without changing the bead width and the extra height, that is, the shape of the bead. .. That is, for example, when it is desired to reduce variations in the height of the bead wave and the penetration depth, the period T may be reduced. If the ratio of the period T AC in the period T is increased,
As shown in FIG. 5, the bead width (BW) and the penetration depth (P
D) decreases and the fill height (RF) increases. On the other hand, the amount of change in penetration depth (ΔPD) and the amount of change in excess height (ΔRF) change into a mountain shape as shown in FIG. When the period T is the same from FIGS. 5 and 6, it is possible to control the fluctuation amount of the height or interval of the bead wave or the penetration depth by appropriately selecting the ratio of the period T AC. Become.
In addition, the concrete welding example is shown below. (A) Welding example of aluminum (A5052) Base material plate thickness: 6 mm, wire material: A505
2, wire diameter: 1.2φ, wire feeding speed: 8m /
min, shield gas: Argon, I P = 300 A, I B = 4
0A, T P = 2 ms, T B = 2 ms, the period T AC and the period T DC are the following four examples. T AC = 1 s, T DC = 1 s (T = 2 s) T AC = 0.26 s, T DC = 0.74 s (T = 1 s) T AC = 0.16 s, T DC = 0.04 s (T = 0. Two
s) T AC = 24 ms, T DC = 24 ms (T = 48 m
s) (b) Welding example of steel (SPCC) Base metal plate thickness: 3.2 mm, Wire material: Metal cored wire Wire diameter: 1.2φ, Wire feeding speed: 5 m /
min, shield gas: mag gas, I P = 350 A, I B = 70
A, T P = 3 ms, T B = 17 ms, the period T AC and the period T DC are set to the following three examples. T AC = 0.24s, T DC = 0.24s (T = 0.4
8 s) T AC = 40 ms, T DC = 40 ms (T = 80 m
s) T AC = 80 ms, T DC = 20 ms (T = 100
ms) (c) Welding example of stainless steel (SUS304) Base metal plate thickness: 1 mm, Wire material: SUS30
8 wires Wire diameter: 0.9φ, Wire feeding speed: 3m /
min, shield gas: argon, I P = 280 A, I B = 30
A, T P = 3.5 ms, T B = 51.5 ms, period T AC
And an example in which the period T DC is as follows. T AC = 0.55s, T DC = 0.22s (T = 0.7
7s) And in any of the above cases, good welding results could be obtained. In the present embodiment, the period T AC and the period T DC are each set to a multiple of the sum of the period T P and the period T B and are controlled in synchronization with each other.
AC and period T DC need not be a multiple of the sum of period T P and period T B. That is, the period T AC and the period T DC are set to the period T P.
And may be determined independently rather than as a function of period T B. For example, T AC and T DC in the welding example of the above steel (SPCC) may be 0.25 s, or T AC may be 0.25 s and T may be 0.5 s. In this case, the last period T B in the periods T AC and T DC
A part (1 to 16 ms) of the above may change from the EP polarity to the EN polarity or from the EN polarity to the EP polarity, but there is no problem in practical use, and further, the above-mentioned predetermined value after the arc occurs. It was confirmed that when the time passes and the normal welding state is started, the period T DC is started, but it may be started from the period T AC . Also,
Although the DC power supply 1 is composed of two power supplies, the DC power supply 1 may be composed of one power supply and the output side inverter circuit may be configured to have a full bridge structure so that two transistors are alternately operated. In this case, as described above, the period T AC and the period T
Since DC may be defined independently of the periods T P and T B ,
The welding method of the present invention can be carried out using an existing DC power supply. Furthermore, although the DC power source of the constant current characteristics for controlling an output current to a predetermined value, so that substantially the same current can be obtained in the current I P and a current I B using a direct current power source of constant-voltage characteristic, the output voltage May be set.
【００１０】[0010]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば平
均の溶接電流を一定として、溶込み深さ、母材の溶融
量、ビ−ド波の高さや間隔、あるいは溶込み深さの変動
周期を制御することができる。したがって、中・厚板だ
けでなく薄板やル−トギャップが大きい継手まで様々の
広範囲ワ−クに適用することができる。As described above, according to the present invention, the average welding current is kept constant, and the penetration depth, the melting amount of the base material, the height and interval of the bead wave, or the penetration depth is set. The fluctuation period can be controlled. Therefore, not only medium and thick plates but also thin plates and joints having a large root gap can be applied to various wide-ranging works.
【図１】本発明による消耗電極式ガスシ−ルドア−ク溶
接方法を実施するための装置の一実施例を示すブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an apparatus for carrying out a consumable electrode type gas shield arc welding method according to the present invention.
【図２】本発明による電流波形を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a current waveform according to the present invention.
【図３】期間Ｔに対するビ−ド幅（ＢＷ）、溶込み深さ
（ＰＤ）および余盛高さ（ＲＦ）の変化を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing changes in a bead width (BW), a penetration depth (PD), and a surplus height (RF) with respect to a period T.
【図４】期間Ｔに対する溶込み深さの変化量（ΔＰＤ）
および余盛高さの変化量（ΔＲＦ）を示す図である。4] Amount of change in penetration depth with respect to period T (ΔPD)
It is a figure which shows the amount of change ((DELTA) RF) of extra height.
【図５】期間Ｔにおける期間ＴACの比率に対するビ−ド
幅（ＢＷ）、溶込み深さ（ＰＤ）および余盛高さ（Ｒ
Ｆ）の変化を示す図である。FIG. 5 is a bead width (BW), a penetration depth (PD) and a surplus height (R) with respect to the ratio of the period T AC in the period T.
It is a figure which shows the change of F).
【図６】期間Ｔにおける期間ＴACの比率に対する溶込み
深さの変化量（ΔＰＤ）および余盛高さの変化量（ΔＲ
Ｆ）を示す図である。FIG. 6 is a change amount of penetration depth (ΔPD) and a change amount of extra fill height (ΔR) with respect to the ratio of period T AC in period T.
It is a figure which shows F).
１ 直流電源 ２ 出力側インバ−タ回路 ３ ワイヤ ６ 母材 ７ ＩP設定器 ８ ＩB設定器 ９ 切換スイッチ １０ ＴP設定器 １１ ＴB設定器 １２ 時間信号発生器 １３ ＴDC設定器 １４ ＴAC設定器 １５ 極性信号発生器 １６ 極性判定器 １７ 駆動回路1 DC power source 2 output inverter - capacitor circuit 3 wire 6 preform 7 I P setter 8 I B setter 9 changeover switch 10 T P setter 11 T B setter 12 hours signal generator 13 T DC setter 14 T AC setting device 15 Polarity signal generator 16 Polarity judgment device 17 Drive circuit
Claims (5)
出力を電極と母材との間に印加することを特徴とする消
耗電極式ガスシ−ルドア−ク溶接方法。1. A consumable electrode type gas shield arc welding method, characterized in that an output alternately repeating an alternating current period and a direct current period is applied between an electrode and a base material.
大きい電流ＩPを、また期間ＴBにはワイヤの臨界電流値
よりも小さいＩBを交互に供給すると共に、期間Ｔの中
の期間ＴDCにおいては電流ＩPおよび電流ＩBともワイヤ
をプラスとする極性とし、期間Ｔの中の残りの期間ＴAC
においては電流ＩPをワイヤをプラスとする極性にまた
電流ＩBをワイヤをマイナスとする極性として、期間Ｔ
DCと期間ＴACとを交互に繰り返す出力を電極と母材との
間に印加することを特徴とする消耗電極式ガスシ−ルド
ア−ク溶接方法。2. A method period T P in wire large current I P than the critical current value of, also with the period T B alternately supplying a smaller I B than the critical current value of the wire, in the period T In the period T DC , both the current I P and the current I B have a polarity in which the wire is positive, and the remaining period T AC in the period T
, The current I P has a polarity in which the wire is positive and the current I B has a polarity in which the wire is negative, and the period T
A consumable electrode type gas shield arc welding method, characterized in that an output in which DC and a period T AC are alternately repeated is applied between the electrode and the base material.
ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の消
耗電極式ガスシ−ルドア−ク溶接方法。3. The consumable electrode type gas shield arc welding method according to claim 1, wherein the ratio of the period T DC to the period T AC is changed.
れ出力側を電極および母材に接続される交流変換装置
と、交流変換装置を駆動する駆動回路と、切換スイッチ
に接続され直流電源の出力を設定するＩP設定器および
ＩB設定器と、時間信号発生器に接続されＩP設定器およ
びＩB設定器で設定された出力を供給する期間を定める
期間ＴP設定器および期間ＴB設定器と、極性信号発生器
に接続される期間ＴDC設定器および期間ＴAC設定器と、
極性判定器とからなり、切換スイッチを直流電源に、ま
た時間信号発生器を切換スイッチおよび極性判定器に、
さらに極性信号発生器を極性判定器に接続し、電極およ
び母材との間に出力ＩPおよびＩBを交互に供給すると共
に期間ＴDCにおいては出力ＩPおよびＩBともワイヤをプ
ラスとする極性に、また期間ＴACにおいては出力ＩPを
ワイヤをプラスとする極性にまた出力ＩBをワイヤをマ
イナスとする極性に交互に切換えるように構成したこと
を特徴とする消耗電極式ガスシ−ルドア−ク溶接装置。4. A direct current power source, an alternating current converter having an input side connected to the direct current power source and an output side connected to an electrode and a base material, a drive circuit for driving the alternating current converter, and a direct current power source connected to a changeover switch. I P setter and I B setter and the period T P setter and duration to determine the period for supplying the output set by the time signal is connected to the generator I P setter and I B setter for setting the output of the A T B setter, a period T DC setter and a period T AC setter connected to the polarity signal generator,
It consists of a polarity judgment device, the changeover switch for the DC power supply, the time signal generator for the changeover switch and the polarity judgment device,
Further, the polarity signal generator is connected to the polarity determiner, the outputs I P and I B are alternately supplied between the electrodes and the base material, and the wires I P and I B are positive in the period T DC . The consumable electrode type gas shield container is configured so that the output I P is switched to the polarity in which the wire is positive and the output I B is switched to the polarity in which the wire is negative during the period T AC . -Cu welding equipment.
源の出力を設定するためのＩP設定器およびＩB設定器
と、入力側を直流電源に接続され出力側を電極および母
材に接続される交流変換装置と、交流変換装置を駆動す
る駆動回路と、期間ＴPと期間ＴBおよび期間ＴPと期間
ＴDCならびに期間ＴACを設定可能な時間制御手段とから
なり、時間制御手段は出力ＩPおよびＩBを供給する期間
を期間ＴPおよび期間ＴBとする信号を交互に直流電源に
出力すると共に期間ＴDCおよび期間ＴACを交互とする信
号を駆動回路に出力し、電極および母材との間に出力Ｉ
PおよびＩBを交互に供給すると共に期間ＴDCにおいては
出力ＩPおよびＩBともワイヤをプラスとする極性に、ま
た期間ＴACにおいては出力ＩPをワイヤをプラスとする
極性にまた出力ＩBをワイヤをマイナスとする極性に交
互に切換えるように構成したことを特徴とする消耗電極
式ガスシ−ルドア−ク溶接装置。[5 claim] DC power supply, and I P setter and I B setter for being connected to a DC power source to set the output of the DC power source, an input side connected to the output side electrode and the base metal to a DC power source An AC converter connected thereto, a drive circuit for driving the AC converter, and a time control means capable of setting the period T P , the period T B, the period T P , the period T DC, and the period T AC. means outputs a signal to alternate the period T DC and period T AC and outputs the DC power to alternating signal to output I P and I B period T P and the period T B of the period for supplying the drive circuit , Output between the electrode and base material I
In the period T DC is supplied alternately P and I B output I P and I B with a polarity to the wire and positive, also the period T in the AC output I P a or the polarity of the wires and the positive output I A consumable electrode type gas shield arc welding device characterized in that B is alternately switched to a polarity in which the wire is negative.
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|---|---|---|---|
| JP31030391A JP3162137B2 (en) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | Consumable electrode type gas shielded arc welding method and apparatus |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP (1) | JP3162137B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002361416A (en) * | 2001-06-04 | 2002-12-18 | Yaskawa Electric Corp | Arc welding control method |
| JP2004082163A (en) * | 2002-08-27 | 2004-03-18 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | Welding method and electric power unit for welding |
| JP2006102813A (en) * | 2004-10-06 | 2006-04-20 | Lincoln Global Inc | Alternating current welding method using cored electrode |
| DE102016102884B4 (en) | 2016-02-18 | 2022-06-02 | Rehm GmbH & Co. KG Schweißtechnik | welding process |
-
1991
- 1991-11-26 JP JP31030391A patent/JP3162137B2/en not_active Expired - Fee Related
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