JPH0632859B2 - 消耗電極式ア−ク溶接における短絡・ア−ク判別方法 - Google Patents
消耗電極式ア−ク溶接における短絡・ア−ク判別方法Info
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- JPH0632859B2 JPH0632859B2 JP60078576A JP7857685A JPH0632859B2 JP H0632859 B2 JPH0632859 B2 JP H0632859B2 JP 60078576 A JP60078576 A JP 60078576A JP 7857685 A JP7857685 A JP 7857685A JP H0632859 B2 JPH0632859 B2 JP H0632859B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は短絡を伴う消耗電極式アーク溶接における短絡
とアークとを判別する方法に関する。
とアークとを判別する方法に関する。
この種のアーク溶接においては、溶接電源の出力を制御
して短絡時の電圧・電流、アーク時の電圧・電流をそれ
ぞれ適切なレベルに制御することにより、スパツタを減
少し、溶接品質・作業性を向上し得ることが知られてい
るが、これには、短絡とアークを正確に判別することが
前提となる。
して短絡時の電圧・電流、アーク時の電圧・電流をそれ
ぞれ適切なレベルに制御することにより、スパツタを減
少し、溶接品質・作業性を向上し得ることが知られてい
るが、これには、短絡とアークを正確に判別することが
前提となる。
しかしながら、従来は、判別レベルを固定して上記短絡
とアークとを判別するようにしているので、短絡の終期
にアークが発生していないにもかかわらずアークである
と誤判別したり、逆に、アークであるのに短絡と誤判別
することが往々にして発生する。以下、これについて詳
述する。
とアークとを判別するようにしているので、短絡の終期
にアークが発生していないにもかかわらずアークである
と誤判別したり、逆に、アークであるのに短絡と誤判別
することが往々にして発生する。以下、これについて詳
述する。
消耗電極式アーク溶接においては、短絡時の電圧をＶ
ｓ、短絡直前あるいはアーク再生直後の短アーク時の電
圧をＶａとすると、これらは下記式で表わされる。
ｓ、短絡直前あるいはアーク再生直後の短アーク時の電
圧をＶａとすると、これらは下記式で表わされる。
Ｖｓ＝Ｒ×Ｉ・・・・・・・・・・・・・・・(1) Ｖａ＝Ｖ（Ｉ）＋Ｒ×Ｉ・・・・・・・・・・(2) ここで、Ｒ（以下、比例要素と云う）は溶接ワイヤ突出
部（溶接チツプからの突出部分）の抵抗であつて、ワイ
ヤ材質Ｙ、ワイヤ径φ及びワイヤの給電チツプからの突
出長で決まる値であり、例えば、ワイヤ材質Ｙが定ま
ると、Ｒ＝ｆ（φ、）で表わすことができる。この比
例要素Ｒは１次式で表わされることが本発明者等の実験
により確認されており、材質Ｙが、ＹＣＷ−２の場合に
は、 Ｒ＝0.9＋６（ｍΩ）・ワイヤ径0.9mm Ｒ＝0.7＋３（ｍΩ）・ワイヤ径1.2mm Ｒ＝0.7＋0.8（ｍΩ）・ワイヤ径1.6mm ・・・・・・
・(3) のような実験式を得た。
部（溶接チツプからの突出部分）の抵抗であつて、ワイ
ヤ材質Ｙ、ワイヤ径φ及びワイヤの給電チツプからの突
出長で決まる値であり、例えば、ワイヤ材質Ｙが定ま
ると、Ｒ＝ｆ（φ、）で表わすことができる。この比
例要素Ｒは１次式で表わされることが本発明者等の実験
により確認されており、材質Ｙが、ＹＣＷ−２の場合に
は、 Ｒ＝0.9＋６（ｍΩ）・ワイヤ径0.9mm Ｒ＝0.7＋３（ｍΩ）・ワイヤ径1.2mm Ｒ＝0.7＋0.8（ｍΩ）・ワイヤ径1.6mm ・・・・・・
・(3) のような実験式を得た。
また、Ｉは溶接電流、Ｖ（Ｉ）はアーク電圧降下分であ
つて、電流Ｉにより変化する。
つて、電流Ｉにより変化する。
第３図は、ワイヤ径1.2φの溶接ワイヤ（材質ＹＣＷ−
２）を使用した場合の溶接時の電流−電圧特性を示した
もので、図において、直線Ａ及びＢはアーク時の特性、
直線Ａ′及びＢ′は短絡時の特性であり、直線Ｎは従来
の判別レベルを示している。
２）を使用した場合の溶接時の電流−電圧特性を示した
もので、図において、直線Ａ及びＢはアーク時の特性、
直線Ａ′及びＢ′は短絡時の特性であり、直線Ｎは従来
の判別レベルを示している。
このように、電圧−電流特性はほぼ一次特性を呈し、か
つ、その勾配（比例要素）はワイヤ材質Ｙ、ワイヤ径φ
及びワイヤ突出長により変化するにもかかわらず、従
来は直線Ｎで示す一定値を判別レベルとしているので、
低電流域になるほど判別レベルＮとアーク時電圧Ｖａの
差が小さくなり、逆に高電流域になると判別レベルＮと
短絡時電圧Ｖｓとの差が小さくなるので、前記したよう
に、アーク中であるにもかかわらず短絡と判定したり、
短絡中であるにもかかわらずアークと判定したりするこ
とが起こり、溶接電源の誤制御を招き前記した所期の目
的が達せられなくなると云う問題があつた。
つ、その勾配（比例要素）はワイヤ材質Ｙ、ワイヤ径φ
及びワイヤ突出長により変化するにもかかわらず、従
来は直線Ｎで示す一定値を判別レベルとしているので、
低電流域になるほど判別レベルＮとアーク時電圧Ｖａの
差が小さくなり、逆に高電流域になると判別レベルＮと
短絡時電圧Ｖｓとの差が小さくなるので、前記したよう
に、アーク中であるにもかかわらず短絡と判定したり、
短絡中であるにもかかわらずアークと判定したりするこ
とが起こり、溶接電源の誤制御を招き前記した所期の目
的が達せられなくなると云う問題があつた。
本発明は上記問題を解消するためになされたもので、短
絡とアークとを正確に判別することができ、溶接電源が
状態変化に確実に即応して該状態に適した出力を正確に
送出することを可能にする消耗電極式アーク溶接におけ
る短絡・アーク判別方法を得ることを目的とする。
絡とアークとを正確に判別することができ、溶接電源が
状態変化に確実に即応して該状態に適した出力を正確に
送出することを可能にする消耗電極式アーク溶接におけ
る短絡・アーク判別方法を得ることを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するため、比例要素と、溶接
電流との積に定数を加えた値を判別レベルとして該判別
レベルと溶接電圧検出値とを用いて演算・比例する構成
としたものである。
電流との積に定数を加えた値を判別レベルとして該判別
レベルと溶接電圧検出値とを用いて演算・比例する構成
としたものである。
第１図は本発明を実施した溶接電源の出力制御装置をブ
ロツク図で示したものである。同図において、１は溶接
電源装置、２及び３は給電線、４は給電チツプ、５は溶
接ワイヤ、６は溶接母材である。７は電圧検出器であつ
て、給電チツプ４と溶接母材４間に現れる電圧Ｖを検出
する。８は電流検出器であつて、給電線２、３を通して
溶接電流Ｉを検出する。なお、Ａｒｃはアークを示す。
ロツク図で示したものである。同図において、１は溶接
電源装置、２及び３は給電線、４は給電チツプ、５は溶
接ワイヤ、６は溶接母材である。７は電圧検出器であつ
て、給電チツプ４と溶接母材４間に現れる電圧Ｖを検出
する。８は電流検出器であつて、給電線２、３を通して
溶接電流Ｉを検出する。なお、Ａｒｃはアークを示す。
９は比例要素設定器であつて、前記(1)式及び(2)式に関
して説明したＲ（比例要素）が設定される。１０は定数
設定器であつて、定数ｋが設定される。１１は演算器で
あつて、上記比例要素Ｒと定数ｋが入力されると共に電
流検出器８が検出した溶接電流Ｉが導かれ、下記(4)式
の１次特性判別レベルＶｎ Ｖｎ＝ｋ＋Ｒ×Ｉ・・・・・・・・・・・・(4) を演算する。１２は比較器であつて、電圧検出器７が検
出した溶接電圧Ｖと上記判別レベルＶｎとが導かれ、 (a)Ｖ＞Ｖｎである場合には、： アーク信号Ａｒを溶接電源装置１に送出し、 (b)Ｖ＜Ｖｎの場合には、： 短絡信号Ｓを溶接電源装置１に送出する。
して説明したＲ（比例要素）が設定される。１０は定数
設定器であつて、定数ｋが設定される。１１は演算器で
あつて、上記比例要素Ｒと定数ｋが入力されると共に電
流検出器８が検出した溶接電流Ｉが導かれ、下記(4)式
の１次特性判別レベルＶｎ Ｖｎ＝ｋ＋Ｒ×Ｉ・・・・・・・・・・・・(4) を演算する。１２は比較器であつて、電圧検出器７が検
出した溶接電圧Ｖと上記判別レベルＶｎとが導かれ、 (a)Ｖ＞Ｖｎである場合には、： アーク信号Ａｒを溶接電源装置１に送出し、 (b)Ｖ＜Ｖｎの場合には、： 短絡信号Ｓを溶接電源装置１に送出する。
溶接電源装置１はアーク信号Ａｒを受けると出力をアー
ク設定出力値に制御し、短絡信号Ｓを受けると出力を短
絡設定出力値に調整する。
ク設定出力値に制御し、短絡信号Ｓを受けると出力を短
絡設定出力値に調整する。
比例要素設定器９は、例えば、第２図に示すように構成
される。同図において、９１は溶接ワイヤ径設定器、９
２は溶接ワイヤ突出長設定器、９３は溶接ワイヤ材質設
定器であつて、それぞれ溶接ワイヤ径φ、溶接ワイヤ突
出長、材質Ｙが設定され、その設定値を演算器９４に
入力する。演算器９４は、上記φ、及びＹに基づき比
例要素Ｒ＝ｆ（φ、、Ｙ）を演算して出力する。
される。同図において、９１は溶接ワイヤ径設定器、９
２は溶接ワイヤ突出長設定器、９３は溶接ワイヤ材質設
定器であつて、それぞれ溶接ワイヤ径φ、溶接ワイヤ突
出長、材質Ｙが設定され、その設定値を演算器９４に
入力する。演算器９４は、上記φ、及びＹに基づき比
例要素Ｒ＝ｆ（φ、、Ｙ）を演算して出力する。
次に、上記(4)式の１次特性を持つ判別レベルＶｎにつ
いて説明する。
いて説明する。
この判別式の第１項の定数は、０＜ｋ＜Ｖ（Ｉ））（前
記(2)式の第１項）の範囲の値が選ばれ、現実には、上
記範囲のほぼ中間値とする。該判別式は、その第２項が
前記(1)式の第２項と同一であるので、定数Ｋを上記の
如く設定すると、前記短絡時電圧Ｖｓ及びアーク時電圧
Ｖａとある間隔を隔てて平行する１次特性を示すことに
なる。
記(2)式の第１項）の範囲の値が選ばれ、現実には、上
記範囲のほぼ中間値とする。該判別式は、その第２項が
前記(1)式の第２項と同一であるので、定数Ｋを上記の
如く設定すると、前記短絡時電圧Ｖｓ及びアーク時電圧
Ｖａとある間隔を隔てて平行する１次特性を示すことに
なる。
例えば、溶接材質ＹＣＷ−２、溶接ワイヤ径1.2の溶接
ワイヤを使用する場合（但し、ワイヤ突出長の変化巾が
小さいものとする）、Ｒ＝0.023、Ｋ＝８ボルトに設定
すると、判別レベルＶｎは第３図に点線Ｍ１で示す直線
となり、アーク時のワイヤ突出長の短い場合の電圧・電
流特性Ｂ及び短絡時のワイヤ突出長の長い場合の電圧・
電流特性Ａ′とほぼ平行し、０〜６００アンペアの電流
範囲において、判別レベルが特性Ｂ及びＡ′との間に誤
判別範囲を充分に超える間隔を有していることがわか
る。
ワイヤを使用する場合（但し、ワイヤ突出長の変化巾が
小さいものとする）、Ｒ＝0.023、Ｋ＝８ボルトに設定
すると、判別レベルＶｎは第３図に点線Ｍ１で示す直線
となり、アーク時のワイヤ突出長の短い場合の電圧・電
流特性Ｂ及び短絡時のワイヤ突出長の長い場合の電圧・
電流特性Ａ′とほぼ平行し、０〜６００アンペアの電流
範囲において、判別レベルが特性Ｂ及びＡ′との間に誤
判別範囲を充分に超える間隔を有していることがわか
る。
従って、ワイヤ径φが一定の場合には、ワイヤ突出長
の実用上の変動範囲（斜線を施した領域）では、比較器
１２が誤判別する危険は全くなく、全電流領域におい
て、アークと短絡とを正確に判別する。
の実用上の変動範囲（斜線を施した領域）では、比較器
１２が誤判別する危険は全くなく、全電流領域におい
て、アークと短絡とを正確に判別する。
溶接時の電圧・電流特性は、ワイヤ材質Ｙが同じであつ
ても、ワイヤ径が変わると、第４図に示すように変化す
るので、使用する溶接ワイヤのワイヤ径を溶接ワイヤ径
設定器９１に設定しなおし比例要素Ｒの値を調節する。
これを第４図について説明する。同図において、Ｃ、
Ｄ、Ｅ、Ｆはアーク時の電圧Ｖａ、Ｃ′、Ｄ′、Ｅ′、
Ｆ′は短絡時の電圧Ｖｓを示す。ワイヤ径φが0.9mmの
場合には、比例要素Ｒとして0.027が与えられると、判
別レベルＶｎは同図に点線Ｍ４で示される直線となり、
特性Ｄ、Ｃ′とほぼ平行する。また、ワイヤ径φが1.6
の場合には比例要素として0.013が与えられると判別レ
ベルＶｎは同図に点線Ｍ３で示される直線となり、特性
Ｆ及びＥ′とほぼ平行する。
ても、ワイヤ径が変わると、第４図に示すように変化す
るので、使用する溶接ワイヤのワイヤ径を溶接ワイヤ径
設定器９１に設定しなおし比例要素Ｒの値を調節する。
これを第４図について説明する。同図において、Ｃ、
Ｄ、Ｅ、Ｆはアーク時の電圧Ｖａ、Ｃ′、Ｄ′、Ｅ′、
Ｆ′は短絡時の電圧Ｖｓを示す。ワイヤ径φが0.9mmの
場合には、比例要素Ｒとして0.027が与えられると、判
別レベルＶｎは同図に点線Ｍ４で示される直線となり、
特性Ｄ、Ｃ′とほぼ平行する。また、ワイヤ径φが1.6
の場合には比例要素として0.013が与えられると判別レ
ベルＶｎは同図に点線Ｍ３で示される直線となり、特性
Ｆ及びＥ′とほぼ平行する。
直線Ｍ２は比例要素Ｒを0.02とした場合の判別レベルを
示したもので、高電流域では特性Ｆと特性Ｃ′に近づく
が、誤判別を招く程度には近づかないので、この判別レ
ベルはワイヤ径が0.9〜1.6の範囲の溶接ワイヤに対して
共用することができる。
示したもので、高電流域では特性Ｆと特性Ｃ′に近づく
が、誤判別を招く程度には近づかないので、この判別レ
ベルはワイヤ径が0.9〜1.6の範囲の溶接ワイヤに対して
共用することができる。
このように、１つの判別レベルを複数のワイヤ径に対す
る判別レベルとして使用させるため、ワイヤ径をグルー
プ単位にまとめ溶接ワイヤ径設定器９１が該単位に対し
て１つの設定値を発生する構成としてもよい。
る判別レベルとして使用させるため、ワイヤ径をグルー
プ単位にまとめ溶接ワイヤ径設定器９１が該単位に対し
て１つの設定値を発生する構成としてもよい。
なお、上記各例では、ワイヤ突出長の変化巾が小さいも
のと仮定して、材質Ｙ及びワイヤ突出長を一定とし、
ワイヤ径φを変化させて比例要素Ｒを調節する場合につ
いて説明したが、ワイヤ突出長の変化巾が大きい使用態
様の場合には、ワイヤ突出長を検出し、この検出値を用
いて、演算器９４により前記(3)式に示されるような演
算を行わせるようにすればよい。勿論、ワイヤ突出長の
変化巾が小さい場合にも、ワイヤ突出長を考慮して比
例要素Ｒの値を定めれば、より正確な判別レベルを得る
ことができる。
のと仮定して、材質Ｙ及びワイヤ突出長を一定とし、
ワイヤ径φを変化させて比例要素Ｒを調節する場合につ
いて説明したが、ワイヤ突出長の変化巾が大きい使用態
様の場合には、ワイヤ突出長を検出し、この検出値を用
いて、演算器９４により前記(3)式に示されるような演
算を行わせるようにすればよい。勿論、ワイヤ突出長の
変化巾が小さい場合にも、ワイヤ突出長を考慮して比
例要素Ｒの値を定めれば、より正確な判別レベルを得る
ことができる。
なお、上記実施例では、演算器１１と比較器１２とによ
り、Ｖｋ＋Ｒ・Ｉなる演算を実行させているが、Ｖ−
Ｒ・ＩＫ、Ｖ−ｋ−Ｒ・Ｉ０、（Ｖ／Ｉ）（ｋ／
Ｉ）＋Ｒ等の演算を実行させてアークと短絡の判別を行
わせるようにしてもよい。
り、Ｖｋ＋Ｒ・Ｉなる演算を実行させているが、Ｖ−
Ｒ・ＩＫ、Ｖ−ｋ−Ｒ・Ｉ０、（Ｖ／Ｉ）（ｋ／
Ｉ）＋Ｒ等の演算を実行させてアークと短絡の判別を行
わせるようにしてもよい。
本発明は以上説明した通り、判別れべるを、固定ではな
く、溶接電流と共に変化させるようにしたことにより、
低電流域や高電流域において、アーク時電圧や短絡時電
圧と近づくことはないので、短絡とアークとを正確に判
別することができ、溶接電源の出力動作を短絡とアーク
に応じて確実に即応させ該状態に適した出力を正確に送
出させることを可能にする利点がある。
く、溶接電流と共に変化させるようにしたことにより、
低電流域や高電流域において、アーク時電圧や短絡時電
圧と近づくことはないので、短絡とアークとを正確に判
別することができ、溶接電源の出力動作を短絡とアーク
に応じて確実に即応させ該状態に適した出力を正確に送
出させることを可能にする利点がある。
第１図は本発明を実施した溶接電源の出力制御装置のブ
ロツク図、第２図は上記実施例における比例要素設定器
のブロツク図、第３図及び第４図は溶接電流−電圧特性
と本発明による判別レベルを示す図である。 １……溶接電源装置、２……給電チツプ、７……電圧検
出器、８……電流検出器、９……比例要素設定器、１０
……定数設定器、１１……演算器、１２……比較器、９
１……溶接ワイヤ径設定器、９２……溶接ワイヤ突出長
設定器、９３……溶接ワイヤ材質設定器、９４……演算
器。
ロツク図、第２図は上記実施例における比例要素設定器
のブロツク図、第３図及び第４図は溶接電流−電圧特性
と本発明による判別レベルを示す図である。 １……溶接電源装置、２……給電チツプ、７……電圧検
出器、８……電流検出器、９……比例要素設定器、１０
……定数設定器、１１……演算器、１２……比較器、９
１……溶接ワイヤ径設定器、９２……溶接ワイヤ突出長
設定器、９３……溶接ワイヤ材質設定器、９４……演算
器。
Claims (3)
- 【請求項１】短絡を伴う消耗電極式アーク溶接におい
て、溶接電圧Ｖ、溶接電流Ｉ、比例要素Ｒ、定数ｋを用
いて、Ｖ＞ｋ＋Ｒ×Ｉの関係が成立する時アークと判定
し、Ｖ＜ｋ＋Ｒ×Ｉの関係が成立する時短絡と判定する
ことを特徴とする消耗電極式アーク溶接における短絡・
アーク判別方法。 - 【請求項２】比例要素が、溶接ワイヤ突出部の抵抗値で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の消耗
電極式アーク溶接における短絡・アーク判別方法。 - 【請求項３】抵抗値は、ワイヤ径、材質、ワイヤ突出長
いずれか１つ以上により設定された値であることを特許
請求の範囲第１項〜第２項記載の消耗電極式アーク溶接
における短絡・アーク判別方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60078576A JPH0632859B2 (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | 消耗電極式ア−ク溶接における短絡・ア−ク判別方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60078576A JPH0632859B2 (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | 消耗電極式ア−ク溶接における短絡・ア−ク判別方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61238469A JPS61238469A (ja) | 1986-10-23 |
| JPH0632859B2 true JPH0632859B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=13665726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60078576A Expired - Fee Related JPH0632859B2 (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | 消耗電極式ア−ク溶接における短絡・ア−ク判別方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0632859B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3786122B2 (ja) * | 2004-03-26 | 2006-06-14 | 松下電器産業株式会社 | 溶接装置 |
| JP2009195952A (ja) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Daihen Corp | 消耗電極アーク溶接の短絡判別方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58224070A (ja) * | 1982-06-23 | 1983-12-26 | Hitachi Seiko Ltd | ア−ク溶接法 |
-
1985
- 1985-04-15 JP JP60078576A patent/JPH0632859B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61238469A (ja) | 1986-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |