JPH06142927A

JPH06142927A - 消耗電極式パルスアーク溶接方法

Info

Publication number: JPH06142927A
Application number: JP29045392A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Matsui; 仁志松井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-10-28
Filing date: 1992-10-28
Publication date: 1994-05-24
Anticipated expiration: 2015-04-17
Also published as: JP3033368B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は消耗電極式パルスアーク溶接方法に
関し、溶滴移行後速やかに消耗電極と被接合物との間隔
を狭めることにより溶接部位の両端が欠肉状態となるの
を防止することを目的とする。【構成】ワイヤ１３とワーク１１との間に所定のアー
ク電流を生ぜしめてワイヤ１３の先端部を溶融させると
共に、ワイヤ１３を所定の速度で送給する（時刻ｔ₁〜
ｔ₄）。ワイヤ１３の先端が溶滴としてワーク１１に移
行する時期（時刻ｔ₄）を検出したら、その直後から所
定の期間（時刻ｔ₄〜ｔ₅）だけ、ワイヤ１３の送給速
度を早める。このため、溶滴の離脱により延長したアー
ク長が、その後即座に短縮され、アーク放電がワーク１
１表面の不当に広い範囲に広がることがなく、溶接部位
の両端が不当に広い幅で溶融することがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は消耗電極式パルスアーク
溶接方法に係り、特にパルス毎に消耗電極を溶滴として
被溶接物に移行させると共に、消耗電極の消耗分を随時
送給して、連続的に外観の美麗な溶接を行う消耗電極式
パルスアーク溶接方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、消耗電極と被溶接物との間
に、所定周期のパルス電流とベース電流とを重畳させた
アーク電流を形成してアーク溶接を行う方法が知られて
いる。この方法によれば、アーク電流の熱により溶融し
た消耗電極の先端部が、パルス電流発生時に生じるピン
チ効果により適当に溶滴化する。

【０００３】すなわち、所定周期毎に消耗電極と被溶接
物との間にパルス電流が生じる際、その電流値の急激な
変化に伴って、アーク電流を絞り込むように磁界が発生
する。そして、この磁界の影響で、消耗電極先端部にお
いて溶融していた部分が絞り取られて、被溶接物側に細
粒として移行（以下スプレー移行と称する）する。従っ
て、この方法によれば、パルス毎に溶滴のスプレー移行
が生じ、外観の美麗な溶接が実現される。

【０００４】この溶接方法において、消耗電極の送給さ
れる量と、消耗される量とが平衡状態にある必要があ
る。つまり、消耗電極の先端部と被溶接物との間隔は、
平均化した場合一定であることが好ましい。

【０００５】例えば、消耗電極の送給量が消耗量に勝る
場合、徐々に消耗電極と被接合物との間隔が狭まり、遂
には短絡現象が生ずることになる。両者が短絡した場合
消耗電極先端の溶融部は、短絡時の衝撃によりスパッタ
として飛び散り、溶接品質を悪化させることとなる。

【０００６】また、消耗電極の送給量が不足している場
合は、その間隔が広がるに伴って、所望のアーク電流が
得られなくなり、十分な溶け込みの得られない溶接とな
る場合がある。

【０００７】特公昭６２−５０２２１号公報は、このよ
うな溶接を行う際に消耗電極の送給量と消耗量とを平衡
状態に保つ方法について開示している。この方法によれ
ば、パルス電流を用いてアーク溶接を行う際、消耗電極
を一定の速度で送給すると共にアーク電圧の監視を行
う。そして、アーク電圧が消耗電極と被溶接物との間隔
に対応した値であることから、この値が一定になるよう
にアーク電流値を増減させて消耗量の調節を行う。

【０００８】従って、上記公報記載の方法によれば、消
耗電極の消耗量が結果的に一定となり、かつ消耗電極と
被溶接物との間隔の平均値が一定に保持される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の溶
接方法は、消耗電極を一定速度で送給する構成である。
ところが、上記したように消耗電極の消耗は一溶滴単位
で行われる。従って、消耗電極と被溶接物との間隔、す
なわちアーク長は、溶滴が移行する度に変動することに
なり、溶滴が移行した直後において最大長となる。

【００１０】ところで、消耗電極と被接合物との間隔
は、溶滴が移行する際に短絡が発生しないだけの広さを
確保しておく必要がある。一方、短絡が防止できるだけ
の間隔を確保すると、アーク放電の被溶接物上での広が
りも大きくなる。

【００１１】特に被溶接物のうち、溶滴移行直後に溶接
が行われる部位では、被溶接物が広い範囲で溶融し、溶
接ビードの左右端が欠肉状態となる欠陥、すなわち、い
わゆるアンダーカットが生じる。

【００１２】また、このように消耗電極に高電圧を供給
しながら随時送給する場合、消耗電極に電圧を供給する
ためにコンタクトチップと呼ばれる部材が必要になる。
この場合、コンタクトチップから消耗電極へ電流が供給
されると、それらの接触部には、その接触抵抗に応じた
ジュール熱が生じる。特に、パルス電流に相当する電流
がコンタクトチップから消耗電極に向けて供給される際
には、ベース電流が供給される場合に比べて著しく多量
の熱量が発生する。

【００１３】しかし、上記従来の方法は、この点につい
てなんらの考慮もされておらず、消耗電極に流れる電流
がパルス電流であってもベース電流であっても、その放
熱機構になんら変わりがない。このため、上記従来の方
法を使用して溶接装置を実現した場合、パルス電流を供
給する際のコンタクトチップの摩耗が著しく促進される
という問題を有している。

【００１４】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、溶滴移行後速やかに消耗電極と被接合物との間
隔を狭めることによりアンダーカットの発生を防止し、
また、パルス電流が流れる際の消耗電極の送給速度を早
めることにより、パルス電流供給時におけるコンタクト
チップの冷却効率を向上させた消耗電極式パルスアーク
溶接方法を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】アンダーカットの発生
は、図１の原理図に示す消耗電極式パルスアーク溶接方
法により解決される。

【００１６】図１において第１の工程Ｍ１では、消耗電
極と被溶接物との間に所定のパルスアーク電流を生ぜし
めて消耗電極の先端部を溶融させると共に、消耗電極を
所定の速度で送給して消耗分を補給する。

【００１７】第２の工程Ｍ２では、上記第１の工程Ｍ１
において消耗電極が溶滴として被溶接物に移行する時期
を検出する。

【００１８】第３の工程Ｍ３では、上記第２の工程Ｍ２
において検出した時期の直後から所定の期間だけ、消耗
電極の送給速度を、平均の送給速度より所定量早めて送
給する。

【００１９】また、コンタクトチップの摩耗抑制は、図
２の原理図に示す消耗電極式パルスアーク溶接方法によ
り解決される。

【００２０】すなわち、図２において第１の工程Ｍ１１
では、上記第１の工程Ｍ１と同様に、消耗電極と被溶接
物との間に所定周期のパルスアーク電流を生ぜしめて、
パルス毎に消耗電極を溶滴として被溶接物に移行させる
と共に、消耗電極を所定の速度で送給して消耗分を補給
する。

【００２１】また、第２の工程Ｍ１２では、パルスアー
ク電流のパルス発生時期を検出する。

【００２２】そして、この検出時期に基づいて、第３の
工程Ｍ１３でパルス電流発生中の所定期間だけ消耗電極
の送給速度を平均の送給速度より早める。

【００２３】

【作用】上記図１に示す消耗電極式パルスアーク溶接方
法において、前記第１の工程Ｍ１では、前記消耗電極の
先端が溶融されると共に、その溶融により前記消耗電極
が消耗する分が補給される。

【００２４】前記第２の工程Ｍ２では、前記消耗電極の
先端が溶滴として前記被溶接物に移行する時期が検出さ
れる。すなわち、前記溶滴が前記被溶接物に移行するこ
とにより、前記消耗電極の先端と前記被溶接物との間隔
が長くなる時期が検出される。

【００２５】前記第３の工程Ｍ３では、前記第２の工程
Ｍ２で、前記消耗電極の先端と前記被溶接物との間隔が
長くなる時期が検出されたら、その直後から所定の期間
だけ前記消耗電極の送給速度を平均の送給速度より早め
る。このため、前記消耗電極がパルス電流毎に消費され
る量を一定としたまま、前記消耗電極と前記被接合物と
の間隔を前記溶滴の移行後いち早く短縮することができ
る。従って、前記消耗電極と前記被溶接物との間隔が広
い場合に発生するアンダーカットの発生が抑制される。

【００２６】また、上記図２に示す消耗電極式パルスア
ーク溶接方法において、前記第１の工程Ｍ１１では、上
記第１の工程Ｍ１と同様にパルスアーク溶接が開始され
る。そして、前記第２の工程Ｍ１２では、パルス発生時
期、すなわち前記消耗電極に流れる電流が急増する時期
が検出される。

【００２７】前記第３の工程Ｍ１３では、前記第２の工
程Ｍ１２で検出された時期に基づいて、パルス電流が流
れている間の前記消耗電極の送給速度を早める。また、
前記消耗電極は、送給されるに伴って、電流の供給源で
あるコンタクトチップから熱を奪うように作用する。従
って、前記消耗電極にパルス電流が流れている間は、コ
ンタクトチップに多量の熱量が発生する一方、前記消耗
電極による放熱効果が増大され、コンタクトチップの摩
耗が抑制される。

【００２８】

【実施例】図３は、本発明に係る消耗電極式パルスアー
ク溶接方法を実施する装置の一実施例の構成図を示す。
同図中、符号１は一次側入力の整流回路を示す。この整
流回路１の出力端子は平滑回路２に接続され、次いで、
インバータ回路３に接続される。インバータ回路３は、
後述のパワー素子駆動回路２２の出力信号に基づいて、
所望の電流を発生する回路である。

【００２９】また、インバータ回路３の出力端子は高周
波トランス４と接続されている。トランス４は整流回路
５に接続され、整流回路５の出力端子のうち正極は、リ
アクトル６を有するパワーケーブル８を介してコンタク
トチップ１０に、また整流回路５の負極はシャント７を
有するパワーケーブル９を介して被溶接物であるワーク
１１に接続されている。

【００３０】コンタクトチップ１０には、その中心軸に
沿って、ワイヤリール１２から供給されるワイヤ１３が
挿入されている。このワイヤ１３は溶接トーチ１０内で
パワーケーブル８と電気的に導通しており、パワーケー
ブル８を介して必要な電力の供給を受けている。

【００３１】またワイヤ１３は本実施例装置でアーク溶
接を行う際の消耗電極に相当し、１対のローラからなる
ワイヤ供給ローラ１４により所定の速度で送給される。
尚、ワイヤ供給ローラ１４には、モータ制御部１５の出
力端子が接続されており、ワイヤ１３の送給速度は、モ
ータ制御部１５の指令値により定められる。

【００３２】以上は、本実施例装置により第１の工程
１，１１を実行するための構成であり、その動作につい
ては、従来のパルス溶接装置と同様である。すなわち、
装置の一次側に供給された３相交流は、整流回路１で整
流され、次いで平滑回路２で平滑された後直流電源とし
てインバータ回路３に供給される。

【００３３】インバータ回路３は、パワー素子駆動回路
２２から供給される駆動信号に基づいて所望の周期の信
号を出力する。そして、インバータ回路３から出力され
た電流は、高周波トランス４で変圧され、整流回路５で
整流された後、直流のベース電流と所望のパルス電流と
が重畳された状態でワイヤ１３及びワーク１１に供給さ
れる。

【００３４】従って、本実施例装置において、ワイヤ１
３とワーク１１との間に形成されるアーク放電は、直流
ベース電流と所望のパルス電流とが重畳した状態のアー
ク電流を有している。また、このときワイヤ１３の先端
はこのアーク放電の熱により溶融し、ワイヤ溶滴として
ワーク１１上に移行する。モータ制御回路１５は、ワイ
ヤ供給モータ１４を所定の速度で回転させて、この溶滴
移行によるワイヤ１３の消耗分の補給を行う。

【００３５】尚、本実施例装置においては、ワイヤ１３
とワーク１１との間に形成されるアーク放電の電流・電
圧値はフィードバック制御されており、これにより安定
したアーク放電の確保を可能ならしめている。以下、本
実施例装置のフィードバック系について説明する。

【００３６】図３中、符号１６は電圧検出器を示す。電
圧検出器１６はパワーケーブル８，９間の電位差を検出
して、その検出値を電圧比較器１７に供給している。電
圧比較器１７には、上記の電圧検出器１６の他、パワー
ケーブル８，９間に発生すべき所定の電圧値を設定する
電圧設定部１８の出力端子が接続されている。そして、
それらの値を比較して、実測値を設定値に近づかせるた
めに電流波形設定部１９に電圧指令を出す。

【００３７】パワーケーブル８，９間に発生する電位差
は、ワイヤ１３の先端と比溶接物１１との間隔に応じた
値を示し、この値を一定値に保持できれば、アーク放電
の長さ（以下、アーク長と称す）がほぼ一定に保持でき
ることになる。

【００３８】そこで、電流波形設定部１９では、例えば
その電圧が設定電圧より低いと検出された場合、すなわ
ち、ワイヤ１３と被溶接物１１との間隔が狭まっている
場合は、ワイヤ１３の消耗促進のためアーク電流値を増
加させている。また、その逆の場合は、ワイヤ１３の消
耗抑制のためアーク電流を減少させている。

【００３９】また、パワーケーブル９のシャント７に
は、電流検出器２０が接続されている。この電流検出器
２０は、ワイヤ１３からワーク１１へ放電されている電
流の値を検出しており、その検出値を比較器２１に出力
している。比較器２１は、上記の電流波形設定部１９の
電流波形と、電流検出器２０から供給される電流値とを
比較して、比較結果をパワー素子駆動回路２２に出力す
る。

【００４０】パワー素子駆動回路２２は、比較器２１の
比較結果に基づいて、ワイヤ１３からの放電電流が電流
波形設定部１９で設定された電流に沿うようにインバー
タ回路３を駆動して、パワーケーブル８，９に流れる電
流の制御を行っている。

【００４１】以下、本実施例装置の要部であるワイヤ送
給制御部３０について説明するが、それに先立って、ワ
イヤ送給制御部３０の必要性について説明する。

【００４２】図４は、上記実施例装置において、ワイヤ
１３を一定速度で送給した場合のワイヤ１３先端部の様
子を説明するためのタイムチャートを示す。図４（Ａ）
は、ワイヤ１３先端部の経時変化の様子を示し、図４
（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれアーク電流及びワイヤ速度
の変動を示している。

【００４３】図４（Ｂ）に示すように、本実施例装置に
おけるアーク電流は、ベース電流に所定周期のパルス電
流が重畳された状態を示す。この場合、パルス電流が立
ち上がる直前の時刻ｔ₁においては、図４（Ａ）に示す
ように、ワイヤ１３の先端は微量に溶融している程度で
ある。

【００４４】そして、パルス電流が立ち上がると、その
後放電エネルギの増加に伴ってワイヤ１３先端の溶融が
急激に進行すると共に、放電電流により発生する磁界の
ピンチ効果によりワイヤ１３先端部が絞り込まれる（図
４（Ａ）中、時刻ｔ₂，ｔ₃）。そして、その後パルス
電流が立ち下がった後に、ワイヤ１３の溶滴がワーク１
１に移行する（図４（Ａ）中、時刻ｔ₄）。

【００４５】この際、ワイヤ１３の送給速度が早すぎる
と、ピンチ効果の作用でワイヤ１３先端の溶融部が延び
た際にワーク１１と短絡することになる。このような短
絡は、スパッタの原因となることが知られており、溶接
品質を著しく低下させる要因となる。従って、図４
（Ｃ）に示すワイヤ１３の送給速度は、如何なる場合に
もワイヤ１３とワーク１１とが短絡しないように考慮さ
れており、両者の間隔は十分に広く設定されている。

【００４６】ところで、溶滴が移行する直前の状態（図
４（Ａ）中、時刻ｔ₃）においては、溶滴の先端からワ
ーク１１までの距離がアーク長である。そして、溶滴が
移行した直後の状態（図４（Ａ）中、時刻ｔ₄）におい
ては、溶滴のないワイヤ１３の先端からワーク１１まで
の距離がアーク長である。

【００４７】従って、溶滴がワーク１１に移行する前後
で、アーク長は著しく変化することになる。特に本実施
例装置のように、短絡防止のためアーク長を十分長く設
定している場合は、溶滴移行直後のアーク長が長く、ア
ーク放電のワーク１１上への広がりが大きくなりすぎる
場合がある。このため、溶接すべき領域以外の部位がア
ーク放電により溶融し、溶接部の両端が欠肉状態とな
る、いわゆるアンダーカットを生じる。

【００４８】このように、ワイヤを一定速度で送給した
場合は、溶滴移行直後に溶接される部位にアンダーカッ
トが生じ易い。そこで、本実施例装置は、ワイヤ送給制
御装置３０を設けて、アンダーカットを防止している。

【００４９】図５は、アンダーカットを防止する原理を
説明するための図を示す。尚、図５（Ａ）〜（Ｃ）は、
上記図４と同様に、それぞれ、ワイヤ１３先端部の経時
変化、アーク電流の変動及びワイヤ速度の変動の様子を
示している。

【００５０】この場合、図５（Ｃ）に示すように、ワイ
ヤ１３溶滴がワイヤ１３から離脱した直後から所定時間
が経過するまでの間（時刻ｔ₄〜ｔ₅）、ワイヤ１３の
送給速度が早められている。そして、それ以外の領域に
おける送給速度を遅くすることにより、１サイクルの送
給長を図４に示す場合と同等に調整している。

【００５１】従って、この例に示す場合、図５（Ａ）に
示すように、ワイヤ１３から溶滴が離脱した直後におい
てワイヤ１３とワーク１１との間隔が急激に狭まること
になる。つまり、溶滴がワーク１１に移行してアーク長
が長くなってから、そのアーク長がアンダーカットの原
因とならない距離になるまでの期間が著しく短縮される
ことになる。このため、この例に示すようにワイヤ１３
を送給する場合、ワーク１１上に不当に広がったアーク
放電によるワーク１１の溶融を防ぐことができ、アンダ
ーカットの防止が可能となる。

【００５２】以下、上記の原理を適用したワイヤ送給制
御部３０（図３）の構成及び効果を図６に示すタイムチ
ャートに沿って説明する。

【００５３】図３中、符号３１は、パルス立ち上がり検
出部３１を示す。パルス立ち上がり検出部３１は、上記
の電流波形設定部１９の電流設定波形を監視することに
より、パルス電流の立ち上がり時期を検出する。第１又
は第２の時限回路部３２，３３は、パルス立ち上がり検
出部３１からパルス立ち上がり検出信号が供給された
ら、所定時間をカウントした後、所定時間だけスイッチ
回路３４，３５を切り換える。

【００５４】スイッチ回路３４，３５は、それぞれ第１
又は第２送給速度設定部３６，３７と送給速度指令部３
８との導通を制御するスイッチで、上記の所定時間だけ
第１又は第２送給速度設定部３６，３７の設定信号を送
給速度指令部３８に供給する。そして、送給速度指令部
３８は、第１又は第２送給速度設定部３６，３７から設
定信号が供給されている間だけ、上記のモータ制御部１
５にその設定値を供給する。

【００５５】尚、送給速度指令部３８には、ベース速度
設定部３９の設定値が常時供給されており、第１または
第２送給速度設定部３６，３７から設定値の供給がされ
ていない場合、モータ制御部１５には、ベース速度設定
部３９の設定値が供給される。

【００５６】本実施例装置においては、図６（Ａ）に示
すように、ワイヤ１３として１．２mmφの溶接ワイヤを
用いてパルス毎に０．４３mmのワイヤ１３を溶滴化する
ように設定されており、電流波形設定部１９では、これ
を実現するため図６（Ｂ）に示す電流波形を設定してい
る。

【００５７】また、第１時限回路部３２は、１．５ms
（図６（Ｃ）中、時間Ｔ₁）をカウントした後、１．５
ms（図６（Ｃ）中、期間）だけスイッチ３４を切り換
える。すなわち、本実施例装置においては、ワイヤ１３
の溶滴はパルス電流の立ち上がりから１．５ms経過時に
移行するとして仮定し、この時間の経過後１．５msだ
け、送給速度を３０mm/sから３９０mm/sに早めている。

【００５８】従って、本実施例装置によれば、上記図５
で説明した場合と同様に、溶滴の移行後速やかにアーク
長が短縮され、アンダーカットの発生を防止することが
できる。

【００５９】また、本実施例装置は、第２時限回路３３
によりパルス電流が立ち上がってから１．２ms（図６
（Ｃ）中、期間）、すなわちパルス電流が流れている
期間中、第２送給速度設定部３７の設定値を送給速度指
令部３８に供給する構成としており、この間の送給速度
は−１５０mm/sとされる。

【００６０】上記したように、アーク放電の電流値が大
電流である場合、ワイヤ１３先端の溶融部はピンチ効果
により絞り込まれる。この絞り込みは、ワイヤ１３先端
とワーク１１との間隔を一時的に狭めるように作用し、
このためにその間隔を広く取る必要があった。

【００６１】しかし、アーク長が長いと、自己の発する
磁気の影響でアーク放電が前後左右にふらつく、いわゆ
る磁気吹き現象が発生する場合がある。このため、高精
度な溶接を行う際にはアーク長が短い程有利であること
が知られている。

【００６２】そこで、本実施例装置は、ワイヤ１３の先
端部がピンチ効果で延長する際にワイヤ１３を引き戻し
て、ワイヤ１３の延長による短絡を防止している。従っ
て、本実施例装置によれば、基本となるアーク長を従来
の装置に比べて短く設定することが可能となり、溶接精
度の向上を図ることが可能となる。

【００６３】上記したように、本実施例装置によれば、
溶滴の離脱後即座にアーク長が短くされると共に、基本
となるアーク長を従来の装置に比べて短く設定すること
が可能である。このため、アンダーカットを確実に防止
することができると共に、従来の装置に比べて高精度な
溶接が可能となる。

【００６４】図７は、本実施例装置のコンタクトチップ
１０の拡大断面図を示す。図７中、符号１０ａは、コン
タクトチップ１０とワイヤ１３との接点を示す。この接
点１０ａは、コンタクトチップ１０とワイヤ１３とを電
気的に接続する点であると共に、ワイヤ１３の位置を規
制する部位である。

【００６５】ワイヤ１３からワーク１１へ向けて放電さ
れる電流は、図７（Ａ）中に破線で示すように、コンタ
クトチップ１０から接点１０ａを経てワイヤ１３に供給
される。このルートで電流が流れた場合、接点１０ａに
は、その接触抵抗に応じたジュール熱が生じる。

【００６６】また、本実施例装置は、アーク溶接を行う
際に、その消耗に合わせてワイヤ１３を随時送給してい
る。このため、本実施例装置が稼動している間は常に接
点１０ａにワイヤ１３の送給に伴う摩擦が生じる。そし
て、上記のジュール熱による高温環境下でこのような摩
擦が生じた場合、図７（Ｂ）に示すように、コンタクト
チップ１０の接点１０ａ近傍には摩耗が生ずることにな
る。

【００６７】特に、ワイヤ１３にパルス電流が供給され
る場合、接点１０ａにはパルス電流に応じたジュール熱
が発生し、ベース電流が供給されているときに比べて著
しく摩耗が促進される。そして、その摩耗が進行する
と、ワイヤ１３の位置が本来の位置（図７（Ｂ）中、破
線で示す図形）からずれて溶接部位にずれが生じること
になる。

【００６８】図８は、上記実施例装置において、ワイヤ
の送給速度を制御することにより、コンタクトチップ１
０の摩耗を抑制する原理を説明するための図を示す。

【００６９】上記したように、接点１０ａに発生するジ
ュール熱は、特にパルス電流が供給される際に多量に発
生する。従って、コンタクトチップ１０の摩耗を効果的
に抑制するためには、パルス電流供給時における接点１
０ａの放熱性を高める必要がある。

【００７０】ところで、図７に示すワイヤ１３の接点１
０ａより先端側は、接点１０ａから供給された電流がワ
イヤ１３内を流れる際に発生するジュール熱のため高温
であるが、接点１０ａより上部側は、何らの熱源も存在
しないため低温である。

【００７１】従って、図８（Ｂ），（Ｃ）に示すよう
に、ワイヤ１３にパルス電流が供給される時期に同期し
て、ワイヤ１３の送給速度を早めることとすれば、パル
ス電流供給時に接点１０ａに発生する熱量が順次送給さ
れるワイヤ１３に奪われて、放熱性を向上させることが
できる。

【００７２】図９は、上記図３に示す実施例装置に図８
に示す原理を適用して、コンタクトチップ１０の摩耗抑
制を図った際の、アーク電流及びワイヤ送給速度のタイ
ムチャートを示す。尚、この実施例においても、上記図
６に示す実施例の場合と同様に、ワイヤ１３には１．２
mmφの溶接ワイヤを用い、パルス毎に０．４３mmを消費
するように設定している。

【００７３】図９（Ａ）に示すように、本実施例におい
ては、ベース電流を７５Ａ，パルス電流を４６０Ａとし
て、それぞれの通電時間を２．５ms，１．２msとしてい
る。そして、図３に示す第１時限回路３２は、パルス電
流が立ち上がってから１．２msだけスイッチ回路３４を
オンとするように設定されている。

【００７４】従って、送給速度指令部３８は、ワイヤ１
３にパルス電流が流れている間だけ第１送給速度設定部
３６に設定されているワイヤ送給速度をモータ制御部１
５に供給することになる。ここで、本実施例装置におい
ては、第１送給速度設定部３６の送給速度は３００mm/s
ecに設定されており、ベース速度設定部３９の送給速度
は３０mm/secに設定されている。

【００７５】このため、ワイヤ１３がパルス毎に送給さ
れる長さを０．４３mmとしたまま、パルス電流供給時に
ワイヤ１３が吸収できる熱量が増加し、結果的に接点１
０ａの放熱性が向上することになる。

【００７６】従って、本実施例装置によればコンタクト
チップ１０の摩耗が抑制され、従来の装置に比べて溶接
の位置精度が向上すると共に、コンタクトチップの交換
頻度の減少により、設備の可動率の向上と、メンテナン
スの容易化とを図ることができる。

【００７７】尚、図９に示す例では、図３中の第２時限
回路部３３等を必要としないが、第１及び第２時限回路
部３２，３３を共に使用して、上記のアンダーカット防
止機能と、コンタクトチップの摩耗抑制機能とを併存せ
しめる構成としてもよい。

【００７８】図１０は、上記の両機能を併存せしめた場
合のアーク電流（図１０（Ａ））及びワイヤ送給速度
（図１０（Ｂ））のタイムチャートを示す。尚、この実
施例においても、ワイヤ１３の消費量は上記各実施例の
場合と同様とする。

【００７９】本実施例においては、第１及び第２時限回
路部３２，３３の一方が、パルス電流の立ち上がり後
１．２msだけ対応するスイッチ回路３４，３５をオンと
するように設定されている。そして、他方の時限回路
が、パルス電流が立ち下がり後０．５ms経過時から１．
５msだけ対応するスイッチ回路３４，３５をオンとする
ように設定されている。

【００８０】また、第１及び第２送給速度設定部３６，
３７におけるワイヤ送給速度は、共に１５０mm/sに設定
され、ベース速度設定部３９におけるワイヤ送給速度は
３０mm/sに設定されている。

【００８１】従って、送給速度指令部３８からモータ制
御部１５に向けて出力されるワイヤ送給速度の指令値
は、図１０（Ｂ）に示すような変動を示す。すなわち、
ワイヤ１３にパルス電流が流れている間、及びワイヤ１
３から溶滴がワーク１１に移行すると思われる時期から
所定の期間は、ワイヤ１３の送給速度が３０mm/sから１
５０mm/sに速められる。

【００８２】このため、本実施例装置によれば、パルス
電流供給時における接点１０ａの良好な放熱性の確保が
可能となり、コンタクトチップ１０の摩耗を効果的に抑
制することができると共に、溶滴移行後アーク長がいち
早く所望の長さに短縮されるため、アンダーカットの発
生防止が可能となる。

【００８３】尚、上記の実施例においては、パルス電流
の立ち上がりから所定時間経過時にワイヤ１３からワー
ク１１へ溶滴が移行するものとして、その移行時期を電
流波形設定部１９の電流波形に基づいて検出している
が、この構成に限るものではない。例えば、溶滴移行時
に生じるアーク電圧の変化に着目して、電圧検出器１６
で移行時期を検出する構成としてもよい。

【００８４】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、消耗電極から溶滴が離脱すると即座に消耗電極の送
給速度が早くなり、溶滴の離脱により長くなったアーク
長が即座に短縮される。このため、消耗電極から被溶接
物に向けて放電されたアーク電流により、被溶接物上の
不当に広い範囲が溶融することはない。従って、不当に
幅の広いアーク放電がなされることにより生ずるアンダ
ーカットの発生を防止することができるという特長を有
している。

【００８５】また、請求項２記載の発明によれば、コン
タクトチップから消耗電極にパルス電流が供給されてい
る期間中、消耗電極の送給速度が早められ、コンタクト
チップと消耗電極との接点に発生するジュール熱が、消
耗電極に効果的に吸収される。このため、コンタクトチ
ップと消耗電極との接点部の温度上昇が抑制され、コン
タクトチップの摩耗が抑制されるという特徴を有してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明に係る消耗電極式パルスア
ーク溶接方法の原理図である。

【図２】請求項２記載の発明に係る消耗電極式パルスア
ーク溶接方法の原理図である。

【図３】請求項１及び請求項２記載の発明に係る消耗電
極式パルスアーク溶接方法を実施するための装置の実施
例の構成を表すブロック図である。

【図４】ワイヤの送給速度を一定とした場合の弊害を説
明するための図である。

【図５】本実施例装置において、アンダーカットの発生
を防止する原理を説明するための図である。

【図６】本実施例装置において、アンダーカットの発生
を防止するためのワイヤ送給速度の一例を表す図であ
る。

【図７】本実施例装置のコンタクトチップが摩耗するメ
カニズムを説明するための図である。

【図８】本実施例装置において、コンタクトチップの摩
耗を抑制する原理を説明するための図である。

【図９】本実施例装置において、コンタクトチップの摩
耗を抑制するためのワイヤ送給速度の一例を表す図であ
る。

【図１０】本実施例装置において、アンダーカットの防
止とコンタクトチップの摩耗抑制とを共に実行するため
のワイヤ送給速度の一例を表す図である。

【符号の説明】

Ｍ１，Ｍ１１第１の工程Ｍ２，Ｍ１２第２の工程Ｍ３，Ｍ１３第３の工程１０コンタクトチップ１１ワーク１３ワイヤ１５モータ制御部３０ワイヤ送給制御部３１パルス立ち上がり検出部３２第１時限回路部３３第２時限回路部３４，３５スイッチ回路３６第１送給速度設定部３７第２送給速度設定部３８送給速度指令部３９ベース速度設定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】消耗電極と被溶接物との間に所定周期の
パルスを伴うアーク電流を生ぜしめ、前記アーク電流の
パルス毎に消耗電極極の溶滴を被溶接物に移行させると
共に、前記消耗電極を随時送給して、前記溶滴の移行に
よる消耗分を補給することにより連続的にアーク溶接を
行う消耗電極式パルスアーク溶接方法において、前記消耗電極の溶滴の移行時期を検出し、前記溶滴が前記被溶接物に移行した後、所定の期間だけ
前記消耗電極の送給速度を平均の送給速度より所定量早
めることを特徴とする消耗電極式パルスアーク溶接方
法。
【請求項２】消耗電極と被溶接物との間に所定周期の
パルスを伴うアーク電流を生ぜしめ、前記アーク電流の
パルス毎に消耗電極極の溶滴を被溶接物に移行させると
共に、前記消耗電極を随時送給して、前記溶滴の移行に
よる消耗分を補給することにより連続的にアーク溶接を
行う消耗電極式パルスアーク溶接方法において、前記アーク電流のパルス発生時期を検出し、前記パルスの発生中の所定期間は、前記消耗電極の送給
速度を平均の送給速度より所定量早めることを特徴とす
る消耗電極式パルスアーク溶接方法