JPH08267238A - Method for controlling output of power source for consumable electrode gas shielded pulsed arc welding - Google Patents

Method for controlling output of power source for consumable electrode gas shielded pulsed arc welding

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JPH08267238A
JPH08267238A JP7180595A JP7180595A JPH08267238A JP H08267238 A JPH08267238 A JP H08267238A JP 7180595 A JP7180595 A JP 7180595A JP 7180595 A JP7180595 A JP 7180595A JP H08267238 A JPH08267238 A JP H08267238A
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正晴 佐藤
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崇明 伊藤
Takeshi Koyama
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Abstract

PURPOSE: To improve the deposition efficiency by setting the prescribed peak voltage having the prescribed voltage gradient in the peak period of the constant voltage characteristic thereby reducing generation of the spatter. CONSTITUTION: In the peak period to feed the peak current of the constant voltage characteristic, the peak voltage having the prescribed voltage gradient dV/dt in the range of -0.7 to 0V/ms is set as the voltage to be applied between the welding wire and the base metal. That means, the peak voltage where the voltage value is the prescribed constant value, or the peak voltage where the voltage value is gradually reduced with lapse of time. Generation of the spatter due to the contact short circuit of the droplet at the wire tip with the molten pool is reduced to achieve the stable CO2 gas pulsed arc welding where the arc break is extremely rare in the first layer welding of the butt joint.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、溶接ワイヤ(消耗電
極)と母材間にピーク電流とベース電流とを交互に繰り
返し供給し、炭酸ガスまたは炭酸ガスを主成分として含
む混合ガスをシールドガスとして用いたアークを発生さ
せる消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接用電源の
出力制御方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention alternately and repeatedly supplies a peak current and a base current between a welding wire (consumable electrode) and a base metal, and a carbon dioxide gas or a mixed gas containing carbon dioxide as a main component is used as a shield gas. The present invention relates to an output control method of a power supply for consumable electrode type gas shield pulse arc welding which generates an arc used as.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、シールドガスとして炭酸
ガス単体または炭酸ガスを主成分として含む混合ガスを
用い、溶接ワイヤとしてソリッドワイヤを用いた消耗電
極式ガスシールドアーク溶接では、最も普及した高能率
な溶接法でありながら、スパッタが多量に発生するとい
う欠点がある。このため、スパッタの発生低減を目的と
して、不活性ガスであるアルゴンガスを主成分として含
む混合ガスをシールドガスとして用い、溶接ワイヤと母
材間にピーク電流とベース電流とを交互に繰り返し通電
して溶接を行う、いわゆるマグパルスアーク溶接が提案
されている。マグパルスアーク溶接は、ピーク電流が通
電されるピーク期間中に溶接ワイヤ先端に溶滴を形成
し、ベース電流が通電されるベース期間中に前記溶滴を
離脱し母材へ移行させて、スパッタ発生の原因のひとつ
であるワイヤ先端溶滴と溶融池との接触短絡を防ぐよう
にしたものである。
2. Description of the Related Art As is well known, consumable electrode type gas shielded arc welding using a carbon dioxide gas alone or a mixed gas containing carbon dioxide as a main component as a shield gas and a solid wire as a welding wire is the most popular type. Although it is an efficient welding method, it has a drawback that a large amount of spatter is generated. For this reason, in order to reduce the generation of spatter, a mixed gas containing argon gas, which is an inert gas, as a main component is used as a shield gas, and a peak current and a base current are alternately and repeatedly energized between the welding wire and the base metal. So-called mag pulse arc welding has been proposed. Mag-pulse arc welding forms droplets on the tip of the welding wire during the peak period when the peak current is applied, separates the droplets during the base period when the base current is applied and transfers them to the base metal, and spatters. This is to prevent a contact short circuit between the droplet at the tip of the wire and the molten pool, which is one of the causes of occurrence.

【0003】しかし、このような溶滴移行現象をともな
うマグパルスアーク溶接は、溶接条件によってはスパッ
タの発生をきわめて少なくできるものの、炭酸ガスに比
べてアルゴンガスのコストが非常に高いことから、限ら
れた分野で採用されているのが実情である。
However, in the mag pulse arc welding accompanied by such a droplet transfer phenomenon, spatter generation can be extremely reduced depending on the welding conditions, but the cost of argon gas is very high compared to carbon dioxide gas, so that it is limited. The fact is that they are being adopted in the selected fields.

【0004】そこで、特公平2−31630号公報に示
されているように、炭酸ガスまたは炭酸ガスを主成分と
して含む混合ガスをシールドガスとして用いた消耗電極
式ガスシールドパルスアーク溶接方法(以下、単に炭酸
ガスパルスアーク溶接方法という)が提案されている。
Therefore, as disclosed in JP-B-2-31630, a consumable electrode type gas shield pulse arc welding method using carbon dioxide gas or a mixed gas containing carbon dioxide gas as a main component as a shield gas (hereinafter, A carbon dioxide gas pulse arc welding method) has been proposed.

【0005】この従来の炭酸ガスパルスアーク溶接方法
は、図11に示すように、溶接ワイヤWと母材間に、定
電流特性で一定値のピーク電流と定電流特性で一定値の
ベース電流とを交互に繰り返し通電してアークを発生
し、前記ピーク電流を流すピーク期間(ピーク区間)の
初期に溶接ワイヤ先端の溶滴をピンチ力によって離脱さ
せ、続いて溶接ワイヤ先端を溶融して溶滴を形成し、前
記ベース電流を流すベース期間(ベース区間)で溶接ワ
イヤ先端の溶滴の整形を行うようにしたものである。ま
た、ピーク電流時の初期にさらに大きい値のピーク電流
を流すこと、溶滴離脱後のピーク電流により溶接ワイヤ
先端に溶滴を成長させる期間を設けること、溶滴離脱
後、ピーク電流を漸減させて溶接ワイヤ先端での溶滴の
成長と整形を行うこと、等を特徴とするものである。
In this conventional carbon dioxide gas pulse arc welding method, as shown in FIG. 11, between the welding wire W and the base metal, a constant current characteristic has a constant peak current and a constant current characteristic has a constant base current. To generate an arc by repeatedly energizing them and to release the droplet at the tip of the welding wire by pinch force at the beginning of the peak period (peak section) in which the peak current flows, and then melt the droplet at the tip of the welding wire. Is formed, and the droplets at the tip of the welding wire are shaped during the base period (base section) in which the base current flows. In addition, a larger peak current is applied at the initial stage of the peak current, a period for growing the droplet at the tip of the welding wire by the peak current after the droplet detachment is provided, and the peak current is gradually reduced after the droplet detachment. It is characterized in that the droplets grow and are shaped at the tip of the welding wire.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の炭酸ガスパルスアーク溶接方法では、ワイヤ先端溶
滴と溶融池との接触短絡によるスパッタの発生は少なく
できるものの、定電流特性の一定値のピーク電流を流し
て溶滴の離脱と溶滴の形成とを行うようにしたものであ
るから、溶滴離脱のための電流値が優先されて、溶滴離
脱の瞬間の電流値や溶滴形成時の電流値が大きすぎるた
め、溶滴離脱時の溶滴くびれ部分の吹き飛びによるスパ
ッタや、溶滴離脱後の溶接ワイヤ先端での溶滴形成時の
溶滴吹き飛びによるスパッタ、及び溶融池の振動による
溶融池からのスパッタが多く発生するという問題があっ
た。以下、この問題点について説明する。
However, in the conventional carbon dioxide gas pulse arc welding method described above, although the generation of spatter due to the contact short circuit between the wire tip droplet and the molten pool can be reduced, the peak of constant value of the constant current characteristic is reduced. Since a current is passed to separate and form droplets, the current value for droplet separation is prioritized, and the current value at the moment of droplet separation and the time of droplet formation Because the current value of is too large, spatter is caused by the blowout of the constricted portion of the droplet at the time of droplet separation, spatter by droplet blowout at the time of droplet formation at the welding wire tip after droplet separation, and vibration of the molten pool. There was a problem that a lot of spatter was generated from the molten pool. Hereinafter, this problem will be described.

【0007】前記従来の炭酸ガスパルスアーク溶接方法
では、定電流特性で一定値のピーク電流が採用されてお
り、またその電流値は、溶接ワイヤ先端に形成された溶
滴が電磁的なピンチ力によって離脱できる値とされてい
る。そして、ピーク電流を流すピーク期間の初期にて溶
接ワイヤ先端の溶滴を離脱させる際には、溶滴離脱のた
めのピンチ力は大きい方が良いが、ピーク電流が大きす
ぎると、図12に示すように、溶滴離脱時に、溶滴Dが
溶接ワイヤW先端から離脱しようとして形成されるくび
れ部分Kが、強いアーク力のために吹き飛ばされること
により、スパッタSの発生が多発する。
In the above-mentioned conventional carbon dioxide pulse arc welding method, a constant current has a constant peak current, and the current value is such that the droplet formed at the tip of the welding wire has an electromagnetic pinch force. It is considered as a value that can be released by. Then, when the droplets at the tip of the welding wire are to be released at the beginning of the peak period in which the peak current is flown, it is better that the pinch force for removing the droplets is large, but if the peak current is too large, the results in FIG. As shown in the drawing, when the droplet is separated, the constricted portion K formed when the droplet D is about to separate from the tip of the welding wire W is blown off due to the strong arc force, so that the spatter S is frequently generated.

【0008】そして、ピーク電流が大きすぎると、溶滴
離脱後に溶接ワイヤ先端で溶滴が形成されている時に
も、溶滴を離脱させるに十分なピーク電流が供給される
ので、図13に示すように、溶接ワイヤW先端に形成さ
れている溶滴が強いアーク力のために吹き飛ばされるこ
とにより、大粒のスパッタSが発生することになる。特
に、アークが溶接ワイヤ先端から開先壁に向かって斜め
に偏向して発生するような場合には、アーク力によって
吹き飛ばされやすく、溶滴離脱後に溶接ワイヤ先端で形
成されている溶滴の吹き飛びによるスパッタの発生頻度
が著しく増加する。
If the peak current is too large, a sufficient peak current is supplied to separate the droplet even if the droplet is formed at the tip of the welding wire after the droplet is separated. As described above, the droplets formed at the tip of the welding wire W are blown off due to the strong arc force, so that large spatters S are generated. In particular, when an arc is generated by obliquely deflecting from the tip of the welding wire toward the groove wall, it is easily blown off by the arc force and blows off the droplets formed at the tip of the welding wire after the droplets have separated. The frequency of occurrence of spatter due to the remarkably increases.

【0009】そこで、前記のような発生機構で生じるス
パッタを減らそうとして定電流特性のピーク電流を小さ
くすると、溶滴を離脱・形成するためのピーク時間を大
幅に長くする必要が生じ、パルス周波数が極端に低下
し、溶接作業性が極めて悪くなってしまう。パルス周波
数fは、ピーク時間をtp、ベース時間をtbとする
と、f=1/(tp+tb)で表される。
Therefore, if the peak current of the constant current characteristic is reduced in order to reduce the spatter generated by the above-mentioned generation mechanism, it is necessary to significantly lengthen the peak time for separating and forming the droplets, and the pulse frequency Extremely deteriorates, and welding workability becomes extremely poor. The pulse frequency f is represented by f = 1 / (tp + tb) where tp is the peak time and tb is the base time.

【0010】また、前記従来の炭酸ガスパルスアーク溶
接方法では、ピーク電流とベース電流との差が大きく、
かつ急峻に変化するため、特に突合せ継手の初層溶接時
に磁気吹きが発生しやすくなり、溶接電圧がピーク期間
のそれに比べて低く設定されているベース期間にアーク
切れが発生しやすい。そして、ピーク電流とベース電流
との差が大きいため、アーク力による溶融池の振動が激
しく、これによって溶融池から溶融金属が飛散し、スパ
ッタの発生が多くなる。
In the conventional carbon dioxide gas pulse arc welding method, the difference between the peak current and the base current is large,
In addition, since it changes abruptly, magnetic blow is likely to occur particularly during initial layer welding of the butt joint, and arc breakage is likely to occur during the base period when the welding voltage is set lower than that during the peak period. Further, since the difference between the peak current and the base current is large, the molten pool vibrates violently due to the arc force, which causes the molten metal to scatter from the molten pool, resulting in more spatter.

【0011】なお、前記従来の炭酸ガスパルスアーク溶
接方法では、溶滴の離脱を促進させるために、通常のピ
ーク電流よりもさらに大きいピーク電流を流すようにし
た技術も提案されているが、この場合にも、前述したよ
うに、溶滴離脱時の電流値が大きすぎることによる溶滴
くびれ部分の吹き飛びが起こり、スパッタが発生する。
In the conventional carbon dioxide gas pulse arc welding method, there has been proposed a technique in which a peak current larger than the normal peak current is caused to flow in order to promote the detachment of droplets. Also in this case, as described above, the current value at the time of detachment of the droplets is too large, and the constricted portion of the droplets is blown off, causing spatter.

【0012】また、前記従来の炭酸ガスパルスアーク溶
接方法では、溶滴離脱後の電流を漸減させるようにした
例も示されてはいるが、その実施例にあるように溶滴離
脱のタイミングをピーク電流供給開始後の所定の一定時
間後としているため、次のようなことでスパッタが発生
する。すなわち、ピーク電流が減少する以前に溶滴離脱
のタイミングがきた場合には、溶滴離脱後の電流値が高
いので、ワイヤ先端に形成され始めた溶滴が強いアーク
力によって吹き飛ばされることにより、スパッタが発生
する。一方、ピーク電流が漸減し始めてから溶滴離脱の
タイミングがきた場合には、溶滴の離脱ができないこと
が多くなり、1パルス周期ごとに1個の溶滴を離脱させ
る1パルス1溶滴移行からはずれて溶滴移行現象が不安
定になって溶融池との接触短絡が生じ、大粒のスパッタ
が発生することになる。
In the conventional carbon dioxide gas pulse arc welding method, an example is shown in which the current after the droplet is released is gradually reduced. However, as in the embodiment, the timing for releasing the droplet is set. Since it is after a predetermined period of time after the start of supplying the peak current, spatter occurs due to the following situations. That is, when the timing of droplet detachment comes before the peak current decreases, the current value after droplet detachment is high, so that the droplets that have begun to be formed at the tip of the wire are blown off by the strong arc force, Spatter occurs. On the other hand, if the timing of droplet detachment comes after the peak current starts to decrease gradually, the droplet detachment often becomes impossible, and one pulse / droplet transfer for detaching one droplet per pulse cycle. The droplet transfer phenomenon becomes unstable and the contact short circuit with the molten pool occurs, and large-sized spatters are generated.

【0013】そこでこの発明の目的は、前述した従来の
問題点を解消し、炭酸ガスパルスアーク溶接を行うに際
し、ワイヤ先端溶滴と溶融池との接触短絡によるスパッ
タの発生低減に加えて、溶滴離脱時の溶滴くびれ部分の
吹き飛びによるスパッタの発生や、溶滴離脱後の溶接ワ
イヤ先端での溶滴形成時の溶滴吹き飛びによるスパッタ
の発生、及び溶融池の振動による溶融池からのスパッタ
の発生をも少なくでき、さらに、突合せ継手の初層溶接
時におけるアーク切れの発生をほとんどなくすことがで
きるようにした、消耗電極式ガスシールドパルスアーク
溶接用電源の出力制御方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to reduce the generation of spatter due to the contact short-circuit between the droplet at the tip of the wire and the molten pool during carbon dioxide pulse arc welding. Spatter due to blowout of the constricted portion of the droplet during drop off, spatter due to blow off of droplet during drop formation at the welding wire tip after drop off, and spatter from the molten pool due to vibration of the weld pool To provide an output control method for a power supply for consumable electrode type gas shield pulse arc welding, which can reduce the occurrence of arcing at the time of the first layer welding of a butt joint, and can also reduce the occurrence of arcing. is there.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
溶接ワイヤと母材間にピーク電流とベース電流とを交互
に繰り返し供給し、炭酸ガスまたは炭酸ガスを主成分と
して含む混合ガスをシールドガスとして用いたアークを
発生させる消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接用
電源の出力制御方法において、前記ピーク電流を供給す
るピーク期間は定電圧特性とし、前記ベース電流を供給
するベース期間は定電流特性とする外部出力特性切換え
制御を行うとともに、前記定電圧特性とされたピーク期
間では、−0.7〜0V/msの範囲で定めた電圧傾斜
dV/dtを有する設定ピーク電圧を設定することを特徴と
するものである。
According to the first aspect of the present invention,
Consumable electrode type gas shield pulse arc welding in which peak current and base current are alternately and repeatedly supplied between the welding wire and the base material to generate an arc using carbon dioxide gas or a mixed gas containing carbon dioxide gas as a main component as a shield gas. In the output control method of the power supply for use, an external output characteristic switching control is performed in which the peak period for supplying the peak current has a constant voltage characteristic and the base period for supplying the base current has a constant current characteristic, and the constant voltage characteristic In the peak period, the voltage slope is set in the range of -0.7 to 0V / ms.
It is characterized by setting a set peak voltage having dV / dt.

【0015】請求項2記載の発明は、請求項1記載の消
耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接用電源の出力制
御方法において、前記電圧傾斜dV/dtの値は、ワイヤ送
給速度WFRの関数として、dV/dt=a×WFR−b(ただ
し、定数a、b≧0)により定められるものであること
を特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the output control method of the power supply for consumable electrode type gas shield pulse arc welding according to the first aspect, the value of the voltage gradient dV / dt is a function of the wire feeding speed W FR . Is defined by dV / dt = a × W FR −b (where constants a and b ≧ 0).

【0016】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接用電源の
出力制御方法において、前記定電圧特性のピーク電流
は、その応答速度が500〜4000A/msの範囲で
出力制御されることを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the output control method of the power supply for consumable electrode type gas shield pulse arc welding according to the first or second aspect, the response speed of the peak current of the constant voltage characteristic is 500 to 4000A. The output is controlled in the range of / ms.

【0017】[0017]

【作用】この発明による消耗電極式ガスシールドパルス
アーク溶接用電源の出力制御方法においては、ピーク電
流を出力し供給するピーク期間(ピーク区間)は定電圧
特性とし、ベース電流を出力し供給するベース期間(ベ
ース区間)は定電流特性とする外部出力特性切換え制御
を行うようにしている。まず、このことについて説明す
ると、ピーク期間中に溶滴の離脱とその後の溶滴の形成
を行う炭酸ガスパルスアーク溶接では、ミグ溶接やAr
ガスリッチのマグ溶接に比べてはるかに大きい溶滴が離
脱・移行するので、溶滴が離脱した直後には、その溶滴
径に応じてアーク長が長くなる。このため、ピーク電流
を出力するピーク期間における外部出力特性を定電圧特
性にすると、その定電圧特性を持つ溶接用電源によるア
ークの自己制御作用によってアーク長(アーク電圧)を
略一定に維持しようとして、溶滴が離脱した直後に溶接
電流(ピーク電流)が低下する(図8参照)。なお、溶
接電流は、溶滴離脱の瞬間に急激に低下し、溶滴離脱後
はその時のアーク長に応じて流れることになる。
In the output control method of the power supply for consumable electrode type gas shield pulse arc welding according to the present invention, the base period is supplied by supplying the base current by supplying the base current with the constant voltage characteristic during the peak period for supplying and supplying the peak current. During the period (base section), the external output characteristic switching control with the constant current characteristic is performed. First, this will be explained. In carbon dioxide pulse arc welding in which droplets are separated and formed thereafter during the peak period, MIG welding or Ar arc welding is performed.
Since a droplet much larger than that in gas-rich MAG welding separates and transfers, the arc length becomes long immediately after the droplet separates, depending on the droplet diameter. For this reason, if the external output characteristic during the peak period when the peak current is output is set to a constant voltage characteristic, the arc length (arc voltage) is kept approximately constant by the self-control action of the arc by the welding power source having the constant voltage characteristic. The welding current (peak current) decreases immediately after the droplets have separated (see FIG. 8). The welding current drops sharply at the moment of droplet separation, and flows after the droplet separation according to the arc length at that time.

【0018】これにより、溶滴離脱後のアーク力を弱め
て、溶滴離脱後の溶接ワイヤ先端での溶滴形成時の溶滴
吹き飛びによるスパッタの発生を減らすことができ、ま
た、ピーク電流からベース電流へ移行するときの電流差
も小さく抑えられるため、突合せ継手の初層溶接時のア
ーク切れの発生を極めて少なくすることができるととも
に、溶融池の振動が抑制されて溶融池からのスパッタの
発生を減らすことができる。さらに、溶滴の離脱の際
に、溶滴にくびれが生じ始めてから溶滴離脱までの時間
が非常に短く、くびれが生じ始めるとその部分の電気抵
抗が急増することによって電流が急激に低下するため、
溶滴離脱時の溶滴くびれ部分の吹き飛びによるスパッタ
の発生を減らすことができる。なお、ベース期間は、溶
滴径の均一化を図るため定電流特性のベース電流を出力
するようにしている。
As a result, it is possible to weaken the arc force after the droplets are released, and to reduce the generation of spatter due to the droplets being blown off when forming the droplets at the tip of the welding wire after the droplets are released. Since the current difference when shifting to the base current is also suppressed to a small level, the occurrence of arc breakage during the first layer welding of the butt joint can be extremely reduced, and the vibration of the molten pool is suppressed to prevent spatter from the molten pool. Occurrence can be reduced. Furthermore, when the droplets are separated, the time from the start of the constriction of the droplets to the separation of the droplets is very short, and when the constrictions start, the electrical resistance of that part rapidly increases and the current drops sharply. For,
It is possible to reduce the generation of spatter due to the blowout of the constricted portion of the droplet when the droplet is released. In the base period, a base current having a constant current characteristic is output in order to make the droplet diameter uniform.

【0019】この発明による出力制御方法においては、
定電圧特性のピーク電流を供給するピーク期間では、溶
接ワイヤと母材間に印加する電圧として、−0.7〜0
V/msの範囲で定められた電圧傾斜dV/dtを有する設
定ピーク電圧、すなわち、その電圧値が所定の一定値と
された設定ピーク電圧、もしくは、時間とともにその電
圧値が漸減するような設定ピーク電圧を設定する必要が
ある。以下、このことについて説明する。
In the output control method according to the present invention,
During the peak period of supplying the peak current of the constant voltage characteristic, the voltage applied between the welding wire and the base metal is -0.7 to 0.
A set peak voltage having a voltage gradient dV / dt defined in the range of V / ms, that is, a set peak voltage whose voltage value is a predetermined constant value, or a setting such that the voltage value gradually decreases with time. It is necessary to set the peak voltage. Hereinafter, this will be described.

【0020】ピーク期間を定電圧特性にすると、前述し
たように、溶滴が離脱した後には、溶接用電源によるア
ークの自己制御作用によって溶接ワイヤに供給されてい
るピーク電流が低下し、図9の右側に示すように、同一
のピーク期間内において、溶滴が離脱可能な電流値の第
1ピーク電流(IP1)とこれよりもその電流レベルが低
い第2ピーク電流(IP2)とが供給されることになる。
この溶滴離脱後に流される第2ピーク電流については、
溶接作業性を損なわないパルス周波数が維持できるピー
ク時間範囲において、溶滴の離脱をなし得ず、かつ、溶
滴形成のために最低限必要な電流値が得られるようにそ
の出力制御を行うことがよい。
When the peak period is made to have a constant voltage characteristic, as described above, after the droplets have separated, the peak current supplied to the welding wire is reduced by the self-control action of the arc by the welding power source, and FIG. As shown on the right side of, the first peak current (I P1 ) having a current value at which the droplet can be separated and the second peak current (I P2 ) having a current level lower than the current value can be separated in the same peak period. Will be supplied.
Regarding the second peak current that is made to flow after this droplet detachment,
In the peak time range where the pulse frequency that does not impair the welding workability can be maintained, the output must be controlled so that the droplet cannot be separated and the minimum current value required for droplet formation can be obtained. Is good.

【0021】そして、前記第2ピーク電流の電流値(平
均値)は、定電圧特性とされたピーク期間において、溶
接ワイヤと母材間に印加する電圧として設定する設定ピ
ーク電圧の電圧傾斜dV/dtの値によって制御することが
できる。図10は、定電圧特性におけるピーク期間での
設定ピーク電圧の電圧傾斜dV/dtの値(負の値)を変化
させたときの、アーク電圧(溶接電圧)・溶接電流波形
の一例を示す図である。図10において、符号PTはピ
ーク期間を示し、BTはベース期間を示す。
The current value (average value) of the second peak current is set as a voltage applied between the welding wire and the base metal during the peak period having the constant voltage characteristic. It can be controlled by the value of dt. FIG. 10 is a diagram showing an example of arc voltage (welding voltage) / welding current waveform when the value (negative value) of the voltage slope dV / dt of the set peak voltage in the peak period in the constant voltage characteristic is changed. Is. In FIG. 10, reference symbol PT indicates a peak period, and BT indicates a base period.

【0022】図14は、ワイヤ先端から溶滴を離脱させ
るための、ピーク電流とピーク時間(ピーク電流通電時
間)との関係を示す図である。定電流特性の溶接用電源
を用いた炭酸ガスパルスアーク溶接において、ピーク電
流とピーク時間とを変化させたときの1パルス1溶滴移
行条件を求めたものである。溶接ワイヤ径1.2mmの
ソリッドワイヤの場合、ピーク電流の適正な範囲は40
0〜550Aであり、溶接作業性を損なわないパルス周
波数でのピーク時間は約15ms以下であった。これら
から、前記第2ピーク電流の電流値は、溶滴が離脱でき
ないようにするには、約400A以下となるようにすれ
ばよいことがわかる。
FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the peak current and the peak time (peak current conduction time) for releasing the droplet from the wire tip. In carbon dioxide pulse arc welding using a welding power source having a constant current characteristic, one pulse / one droplet transfer condition was obtained when the peak current and the peak time were changed. For a solid wire with a welding wire diameter of 1.2 mm, the appropriate peak current range is 40
It was 0 to 550 A, and the peak time at the pulse frequency that did not impair the welding workability was about 15 ms or less. From these, it can be seen that the current value of the second peak current may be set to about 400 A or less so that the droplet cannot be separated.

【0023】図9は電圧傾斜dV/dtと第2ピーク電流値
(平均値)との関係を示す図である。前記第1ピーク電
流が約500Aとなるようにして、電圧傾斜dV/dtを変
化させたときの第2ピーク電流の平均値を調査したもの
である。同図から理解されるように、電圧傾斜dV/dtの
上限は、第2ピーク電流が前述の溶滴が離脱できない約
400Aとなる0(ゼロ)V/msがよい。この値より
大きいと、溶滴離脱後の電流低下が少ないためアーク力
が強く、溶滴形成時に溶滴吹き飛びによるスパッタが発
生する。電圧傾斜dV/dtの下限は、溶滴形成のために最
低限必要な電流値約200Aが得られる−0.7V/m
sがよい。この値より小さい(下降の傾きが大きい)
と、溶滴離脱後に電流が下がりすぎるため、溶滴の形成
ができず、またアーク不安定となることによるスパッタ
が発生するようになる。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the voltage gradient dV / dt and the second peak current value (average value). The average value of the second peak current when the voltage gradient dV / dt is changed so that the first peak current is about 500 A is investigated. As can be seen from the figure, the upper limit of the voltage gradient dV / dt is preferably 0 (zero) V / ms at which the second peak current becomes about 400 A at which the above-mentioned droplet cannot be separated. If the value is larger than this value, the arcing force is strong because the current drop after the droplet is separated is small, and spatter occurs due to the droplet being blown off when the droplet is formed. The lower limit of the voltage gradient dV / dt is −0.7 V / m, which is the minimum current value of about 200 A required for droplet formation.
s is good. Less than this value (the slope of the fall is large)
As a result, the current drops too much after the droplet has been separated, so that the droplet cannot be formed and the arc becomes unstable, so that spatter occurs.

【0024】この発明による出力制御方法においては、
前記電圧傾斜dV/dtの値は、ワイヤ送給速度WFR(m/
min)の関数とし、dV/dt=a×WFR−b(ただし、
定数a、b≧0)により定めるようにしたものであるこ
とがよい。このことについて、以下に説明する。
In the output control method according to the present invention,
The value of the voltage gradient dV / dt is the wire feeding speed W FR (m /
min) and dV / dt = a × W FR −b (where
It is preferable that it is determined by the constants a and b ≧ 0). This will be described below.

【0025】溶接用電源では、一般に、ワイヤ送給量に
対するパルス波形制御はベース時間を変化させることに
よって行っている。したがって、低送給側(低電流側)
から高送給側(高電流側)へ移行するにつれてパルス周
波数が高くなるようになっている。そして、低送給側で
は、溶接作業性の点からパルス周波数が低くなりすぎる
のを防ぐこと、また、ベース時間が長く、このベース時
間中にも溶接ワイヤ先端での溶滴をある程度成長させら
れるのでピーク期間における溶滴離脱後の電流値は低く
てもよいことから、電圧傾斜dV/dtの値は小さい(傾き
が大きい)ことがよい。なお、電圧傾斜dV/dtの値を小
さくすると、ピーク電流の溶滴離脱後の電流値が低くな
るために、ある一定速度で送給されているワイヤ送給量
を溶融するための1パルスあたりのエネルギが低下して
溶滴形成のためのエネルギが少ないことになるが、パル
ス周波数を高める制御を行うことで前記エネルギの不足
分を補うことができる。
In the welding power source, the pulse waveform control for the wire feed amount is generally performed by changing the base time. Therefore, low feed side (low current side)
The pulse frequency becomes higher as it shifts from the high feed side to the high feed side. On the low feed side, the pulse frequency is prevented from becoming too low from the viewpoint of welding workability, and the base time is long, and droplets at the tip of the welding wire can grow to some extent during this base time. Therefore, the value of the voltage slope dV / dt may be small (the slope is large) because the current value after the droplets have separated during the peak period may be low. When the value of the voltage gradient dV / dt is reduced, the current value after the droplet breaks off of the peak current becomes lower, so that the amount of wire fed at a certain constant rate per pulse However, the energy for forming droplets is reduced, but the shortage of the energy can be compensated by controlling the pulse frequency to be increased.

【0026】一方、高送給側では、パルス周波数が高く
なりすぎるのを防ぐこと、ベース時間が短く、このベー
ス時間中には溶接ワイヤ先端での溶滴をほとんど成長さ
せられないのでピーク期間における溶滴離脱後に溶滴を
積極的に形成する必要があることから、電圧傾斜dV/dt
の値は大きいことがよい。このようなことから、電圧傾
斜dV/dtは、ワイヤ送給速度WFRの増加につれてその傾
きが小さくなるようにワイヤ送給速度WFRの関数として
設定することができる。なお、定数a及びbは、溶接ワ
イヤの材質、ワイヤ径、シールドガス組成などにより定
められるものである。
On the other hand, on the high feed side, the pulse frequency is prevented from becoming too high, the base time is short, and the droplets at the tip of the welding wire are hardly grown during this base time, so during the peak period. Since it is necessary to actively form droplets after the droplets have separated, the voltage gradient dV / dt
The value of should be large. Therefore, the voltage gradient dV / dt can be set as a function of the wire feeding speed W FR so that the gradient becomes smaller as the wire feeding speed W FR increases. The constants a and b are determined by the material of the welding wire, the wire diameter, the shield gas composition, and the like.

【0027】この発明による出力制御方法においては、
定電圧特性のピーク電流は、その応答速度が500〜4
000A/msの範囲で出力制御されることがよい。ピ
ーク電流の応答速度が500A/msを下回ると、溶滴
のくびれ時(溶滴離脱直前)の急峻な電流低下(図8参
照)が十分に得られず、溶滴くびれ部分の吹き飛びによ
るスパッタが発生しやすくなる。応答速度が4000A
/msを上回ると、溶滴のくびれ時や、ピーク電流から
ベース電流への切換え時に、過度の電流低下を招いてア
ーク切れが発生しやすくなるからである。
In the output control method according to the present invention,
The response speed of the peak current of the constant voltage characteristic is 500 to 4
The output may be controlled in the range of 000 A / ms. If the response speed of the peak current is less than 500 A / ms, a steep current drop (see FIG. 8) at the time of constriction of the droplet (immediately before the detachment of the droplet) cannot be sufficiently obtained, and spatter due to blow-off of the constricted portion of the droplet may occur. It tends to occur. Response speed is 4000A
This is because if the value exceeds / ms, an excessive current decrease is caused and an arc breakage is likely to occur when the droplet is constricted or when the peak current is switched to the base current.

【0028】[0028]

【実施例】以下、図面を参照しながらこの発明の実施例
について説明する。図1はこの発明による方法を実施す
るための消耗電極式ガスシールドパルスアーク溶接用電
源の一例を示すブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an example of a consumable electrode type gas shield pulse arc welding power source for carrying out the method according to the present invention.

【0029】図1において、1は3相交流電力供給部で
ある。この3相交流電力供給部1から供給される交流電
流は、第1整流回路2で直流に整流され、平滑用コンデ
ンサ3により平滑される。この直流電流はインバータ4
によって高周波交流電流に変換される。トランス5はイ
ンバータ4の出力を溶接用電圧に降圧する。トランス5
からの溶接用に降圧された高周波交流電流は第2整流回
路6により溶接用直流電流に整流される。この直流電流
が平滑用のリアクトル7を介して溶接ワイヤ8と母材9
間に供給されて、アーク溶接が行われるようなってい
る。
In FIG. 1, reference numeral 1 is a three-phase AC power supply unit. The alternating current supplied from the three-phase alternating-current power supply unit 1 is rectified into direct current by the first rectifier circuit 2 and smoothed by the smoothing capacitor 3. This DC current is the inverter 4
Is converted into high frequency alternating current by. The transformer 5 steps down the output of the inverter 4 to a welding voltage. Transformer 5
The high-frequency alternating current that has been stepped down for welding is rectified by the second rectifier circuit 6 into welding direct current. This DC current is passed through the smoothing reactor 7 and the welding wire 8 and the base metal 9
It is supplied between the two and arc welding is performed.

【0030】10はアーク電圧を検出するための溶接電
圧検出器、11は溶接電流を検出するための電流検出器
である。溶接電圧検出器10の出力は後述する制御部3
0に与えられる。溶接ワイヤ8はワイヤ送給モータ18
で駆動されるワイヤ送給ローラ19によって母材9に向
けて送給され、溶接ワイヤ8と母材9間にアークを発生
させて溶接が行われる。ワイヤ送給モータ制御回路20
は、ワイヤ送給速度設定器24からの送給速度設定信号
に基づき送給モータ18の回転速度を制御するものであ
る。
Reference numeral 10 is a welding voltage detector for detecting the arc voltage, and 11 is a current detector for detecting the welding current. The output of the welding voltage detector 10 is the control unit 3 described later.
Given to 0. The welding wire 8 is a wire feed motor 18
Is fed toward the base material 9 by the wire feeding roller 19 driven by, and welding is performed by generating an arc between the welding wire 8 and the base material 9. Wire feeding motor control circuit 20
Is for controlling the rotation speed of the feed motor 18 based on the feed speed setting signal from the wire feed speed setting device 24.

【0031】制御部30は、インバータ4を制御して、
ピーク電流を供給するピーク期間とベース電流を供給す
るベース期間とからなるパルス波形を形成するととも
に、ピーク期間は定電圧特性とし、ベース期間は定電流
特性とする外部出力特性切換え制御などを行うためのも
のである。
The control unit 30 controls the inverter 4 to
To form a pulse waveform consisting of a peak period for supplying the peak current and a base period for supplying the base current, and to perform external output characteristic switching control, etc., where the peak period has a constant voltage characteristic and the base period has a constant current characteristic. belongs to.

【0032】制御部30のベース電流設定回路13には
アークを維持するに適正なベース電流が設定されてお
り、ベース期間設定回路15には、ワイヤ送給速度設定
器24及び溶接電圧検出器10からの信号を入力とし
て、ワイヤ送給速度及びアーク電圧に応じた所定のパル
ス周波数fになるようにベース時間tbが設定されるよ
うになっている。また、ピーク期間設定回路14には適
正なピーク時間tpが設定されている。そして、これら
の設定回路及び後述するピーク電圧設定回路12は、そ
の各設定値(信号)をパルス波形選択回路16にパルス
パラメータ設定信号として出力する。パルス波形選択回
路16は各パルスパラメータ設定信号に基づくインバー
タ制御信号を電力制御回路17に与え、この電力制御回
路17によりインバータ4の制御がなされるようになっ
ている。
An appropriate base current is set in the base current setting circuit 13 of the control unit 30 to maintain an arc, and the base period setting circuit 15 is set in the wire feed speed setting device 24 and the welding voltage detector 10. The base time tb is set so that a predetermined pulse frequency f corresponding to the wire feeding speed and the arc voltage is obtained by inputting the signal from the. Further, the peak period setting circuit 14 is set with an appropriate peak time tp. Then, these setting circuits and the peak voltage setting circuit 12 described later output each set value (signal) to the pulse waveform selection circuit 16 as a pulse parameter setting signal. The pulse waveform selection circuit 16 supplies an inverter control signal based on each pulse parameter setting signal to the power control circuit 17, and the power control circuit 17 controls the inverter 4.

【0033】21は三角波発生回路であり、その出力値
が設定された傾きにて時間とともに直線状に減少する三
角波信号を発生する回路である。22は、演算増幅器と
抵抗等で構成され、三角波発生回路21の出力信号を増
幅する増幅回路である。この三角波発生回路21と増幅
回路22とにより、定電圧特性とされたピーク期間に
て、所定の電圧傾斜dV/dtを有する設定ピーク電圧が設
定されるようになっている。ピーク電圧設定回路12
は、増幅回路22からの信号と溶接電圧検出器10から
の検出信号とを入力として、定電圧特性とされたピーク
期間にてアーク電圧が前記設定ピーク電圧になるように
するための信号を前記パルス波形選択回路16に出力す
るものである。
Reference numeral 21 denotes a triangular wave generating circuit, which is a circuit for generating a triangular wave signal whose output value linearly decreases with time at a set inclination. Reference numeral 22 is an amplifier circuit which is composed of an operational amplifier, a resistor and the like, and which amplifies the output signal of the triangular wave generation circuit 21. The triangular wave generating circuit 21 and the amplifying circuit 22 set a set peak voltage having a predetermined voltage slope dV / dt during a peak period having a constant voltage characteristic. Peak voltage setting circuit 12
Is a signal for inputting the signal from the amplifier circuit 22 and the detection signal from the welding voltage detector 10 so that the arc voltage becomes the set peak voltage during the peak period of the constant voltage characteristic. It is output to the pulse waveform selection circuit 16.

【0034】そして、前記三角波発生回路21にはワイ
ヤ送給速度設定器24からの送給速度設定信号が入力さ
れており、このワイヤ送給速度設定信号に応じた傾きを
持つ三角波信号を発生させることにより、設定ピーク電
圧の電圧傾斜dV/dtをワイヤ送給速度WFRの関数として
自動設定できるようになっている。なお、前記自動設定
を行わない場合には、前記増幅回路22の可変抵抗23
を調整して増幅率を変化させることにより、所定の電圧
傾斜dV/dtを設定することができる。
The feeding speed setting signal from the wire feeding speed setting device 24 is input to the triangular wave generating circuit 21, and a triangular wave signal having an inclination according to the wire feeding speed setting signal is generated. As a result, the voltage gradient dV / dt of the set peak voltage can be automatically set as a function of the wire feeding speed W FR . In addition, when the automatic setting is not performed, the variable resistor 23 of the amplifier circuit 22 is
The predetermined voltage slope dV / dt can be set by adjusting and changing the amplification factor.

【0035】以下、シールドガスとして炭酸ガスを用
い、前記構成になる溶接用電源による炭酸ガスパルスア
ーク溶接を行った。まず、スパッタの発生量を測定・調
査した。図2はスパッタの捕集方法を説明するための斜
視図である。同図に示すように、幅25mmの長尺の試
験板Mを水平に置き、この試験板Mを両側から挟むよう
にして試験板長手方向(溶接方向)に沿って断面がほぼ
コ字型のスパッタ捕集板Pをセットした。Tは溶接トー
チを示す。そして、試験板Mをビードオンプレートで後
述する溶接条件にて溶接し、そのとき発生したスパッタ
を捕集し、秤量して1分間あたりのスパッタ発生量を求
め評価した。
Hereinafter, carbon dioxide gas was used as a shield gas, and carbon dioxide pulse arc welding was performed by the welding power source having the above-mentioned configuration. First, the amount of spatter generated was measured and investigated. FIG. 2 is a perspective view for explaining a method for collecting spatter. As shown in the same figure, a long test plate M having a width of 25 mm is placed horizontally, and the test plate M is sandwiched from both sides, and a sputter trap having a substantially U-shaped cross section is taken along the test plate longitudinal direction (welding direction). The collecting plate P was set. T indicates a welding torch. Then, the test plate M was welded with a bead-on-plate under the welding conditions described later, and the spatter generated at that time was collected and weighed to obtain and evaluate the spatter generation amount per minute.

【0036】まず、ワイヤ送給速度を広範囲に変化させ
てこの発明方法を用いた炭酸ガスパルスアーク溶接を行
い、そのときのスパッタ発生量を測定した。溶接条件
は、溶接ワイヤ:YGW−11、ワイヤ直径:1.2m
m、ワイヤ送給速度:8〜16m/min、ワイヤ突出
し長さ:20mm、溶接速度:40cm/min、であ
る。なお、各ワイヤ送給速度における設定ピーク電圧の
電圧傾斜dV/dtの値は、後述する図7により定めた。ま
た、比較のため、ピーク期間及びベース期間が定電流特
性とされた溶接用電源による従来の炭酸ガスパルスアー
ク溶接、インバータ制御式溶接用電源によるパルスでは
ない通常の炭酸ガスアーク溶接、及び、サイリスタ制御
式溶接用電源による通常の炭酸ガスアーク溶接を行い、
各スパッタ発生量を測定した。
First, carbon dioxide gas pulse arc welding was carried out using the method of the present invention while varying the wire feed rate over a wide range, and the amount of spatter generated at that time was measured. Welding conditions are welding wire: YGW-11, wire diameter: 1.2 m.
m, wire feeding speed: 8 to 16 m / min, wire protruding length: 20 mm, welding speed: 40 cm / min. The value of the voltage slope dV / dt of the set peak voltage at each wire feeding speed was determined with reference to FIG. 7 described later. For comparison, conventional carbon dioxide gas pulse arc welding with a welding power source whose peak period and base period are constant current characteristics, normal carbon dioxide gas arc welding without a pulse with an inverter-controlled welding power source, and thyristor control Performs normal carbon dioxide arc welding with a power source for type welding,
Each spatter generation amount was measured.

【0037】結果を図3に示す。同図から理解されるよ
うに、この発明方法を用いた炭酸ガスパルスアーク溶接
によると、ワイヤ先端溶滴と溶融池との接触短絡による
スパッタの発生低減に加えて、溶滴離脱時の溶滴くびれ
部分の吹き飛びによるスパッタの発生や、溶滴離脱後の
溶接ワイヤ先端での溶滴形成時の溶滴吹き飛びによるス
パッタの発生、及び溶融池の振動による溶融池からのス
パッタの発生をも少なくすることができ、ワイヤ送給速
度を広範囲に変化させた広い溶接条件範囲にわたって、
従来の炭酸ガスパルスアーク溶接方法に比べてスパッタ
の発生を減らすことができた。特に、従来の炭酸ガスパ
ルスアーク溶接方法では困難であった低ワイヤ送給速度
域におけるスパッタの発生を、ほぼ半減することができ
た。
The results are shown in FIG. As can be seen from the figure, according to the carbon dioxide gas pulse arc welding using the method of the present invention, in addition to the reduction of spatter caused by the contact short circuit between the wire tip droplet and the molten pool, the droplet at the time of droplet separation It also reduces the occurrence of spatter due to blow-out of the necked portion, the occurrence of spatter due to droplet blow-off when forming droplets at the welding wire tip after droplet detachment, and the occurrence of spatter from the molten pool due to vibration of the molten pool. Over a wide range of welding conditions with a wide range of wire feed rates,
Compared with the conventional carbon dioxide pulse arc welding method, it was possible to reduce the generation of spatter. In particular, the generation of spatter in the low wire feeding speed range, which was difficult with the conventional carbon dioxide pulse arc welding method, could be reduced to almost half.

【0038】次に、標準的なワイヤ送給速度において設
定ピーク電圧の電圧傾斜dV/dtを変化させてこの発明方
法を用いた炭酸ガスパルスアーク溶接を行い、そのとき
のスパッタ発生量を測定した。溶接条件は、溶接ワイ
ヤ:YGW−11、ワイヤ直径:1.2mm、ワイヤ送
給速度:12m/min、ワイヤ突出し長さ:20m
m、溶接速度:40cm/min、である。
Next, carbon dioxide pulse arc welding using the method of the present invention was performed by changing the voltage gradient dV / dt of the set peak voltage at a standard wire feeding speed, and the amount of spatter generated at that time was measured. . Welding conditions are: welding wire: YGW-11, wire diameter: 1.2 mm, wire feeding speed: 12 m / min, wire protrusion length: 20 m.
m, welding speed: 40 cm / min.

【0039】結果を図4に示す。ワイヤ径1.2mmで
の標準的ワイヤ送給速度においては、電圧傾斜dV/dtが
−0.7〜0V/msの範囲であれば従来に比べてスパ
ッタの発生を減らすことができている。図4より、この
場合の最適な電圧傾斜dV/dtは、−0.2V/ms程度
であることがわかる。
The results are shown in FIG. At a standard wire feed rate with a wire diameter of 1.2 mm, if the voltage gradient dV / dt is in the range of -0.7 to 0 V / ms, the occurrence of spatter can be reduced compared to the conventional case. From FIG. 4, it can be seen that the optimum voltage gradient dV / dt in this case is approximately −0.2 V / ms.

【0040】次に、定電圧特性のピーク電流の応答速度
を変化させてこの発明方法を用いた炭酸ガスパルスアー
ク溶接を行い、そのときのスパッタ発生量を測定した。
溶接条件は、溶接ワイヤ:YGW−11、ワイヤ直径:
1.2mm、ワイヤ送給速度:12m/min、電圧傾
斜dV/dt:−0.19V/ms、ワイヤ突出し長さ:2
0mm、溶接速度:40cm/min、である。
Next, carbon dioxide gas pulse arc welding was carried out using the method of the present invention while changing the response speed of the peak current of the constant voltage characteristic, and the amount of spatter generated at that time was measured.
The welding conditions are welding wire: YGW-11, wire diameter:
1.2 mm, wire feeding speed: 12 m / min, voltage gradient dV / dt: -0.19 V / ms, wire protrusion length: 2
0 mm, welding speed: 40 cm / min.

【0041】結果を図5に示す。ピーク電流の応答速度
が500A/msを下回ると、溶滴のくびれ時の急峻な
電流低下が十分に得られず、溶滴くびれ部分の吹き飛び
によるスパッタが発生した。また、応答速度が4000
A/msを上回ると、溶滴のくびれ時や、ピーク電流か
らベース電流への切換え時に、過度の電流低下を招いて
アーク切れが発生した。
The results are shown in FIG. When the response speed of the peak current is less than 500 A / ms, a steep drop in current at the time of constriction of the droplet was not sufficiently obtained, and spatter occurred due to blow-off of the constricted portion of the droplet. Also, the response speed is 4000
When it exceeds A / ms, the current is excessively decreased when the droplet is constricted or when the peak current is switched to the base current, and the arc breaks.

【0042】次に、突合せ継手の初層溶接時のアーク切
れについて調査した。アーク切れは、前述したように主
に突合せ継手の初層溶接などで発生しやすく、ピーク電
流からベース電流へ移行するときに発生する。アーク切
れ対策としてはベース電流値を高めることが最も効果的
であるが、その反面、スパッタが増加する。したがっ
て、低スパッタ化にはベース電流値はできるだけおさえ
ることが必要である。アーク切れの生じない最も低いベ
ース電流値を限界ベース電流とし、この発明方法を用い
た炭酸ガスパルスアーク溶接と、比較例として従来の炭
酸ガスパルスアーク溶接とを行い、前記限界ベース電流
について比較した。
Next, the arc breakage during the first layer welding of the butt joint was investigated. The arc breakage is likely to occur mainly in the first layer welding of the butt joint as described above, and occurs when the peak current shifts to the base current. Increasing the base current value is the most effective measure against arc breakage, but on the other hand, spatter increases. Therefore, it is necessary to suppress the base current value as much as possible to reduce the sputtering. The lowest base current value that does not cause arc breakage was set as the limit base current, and carbon dioxide gas pulse arc welding using the method of the present invention and conventional carbon dioxide gas pulse arc welding as a comparative example were performed, and the limit base currents were compared. .

【0043】溶接条件は、溶接ワイヤ:YGW−11、
ワイヤ直径:1.2mm、ワイヤ送給速度:12m/m
in、ピーク電流の平均値:500A、ワイヤ突出し長
さ:25mm、である。なお、この発明方法を用いた炭
酸ガスパルスアーク溶接では、電圧傾斜dV/dtを−0.
19V/msとした。なお、溶接長さ30cmにおける
アーク切れの回数を調べた。
The welding conditions are welding wire: YGW-11,
Wire diameter: 1.2 mm, wire feeding speed: 12 m / m
in, average peak current: 500 A, wire protrusion length: 25 mm. In the carbon dioxide gas pulse arc welding using the method of the present invention, the voltage gradient dV / dt is -0.
It was set to 19 V / ms. The number of arc breaks at a welding length of 30 cm was examined.

【0044】結果を図6に示す。この発明方法を用いた
炭酸ガスパルスアーク溶接では、従来の炭酸ガスパルス
アーク溶接に比べて、V型突合せ開先(ギャップなし、
バッキング有り)、Y型突合せ開先のいづれの場合にも
限界ベース電流が低く、よりスパッタの少ない溶接が可
能であることがわかる。
The results are shown in FIG. In the carbon dioxide gas pulse arc welding using the method of the present invention, compared to the conventional carbon dioxide gas pulse arc welding, the V-shaped butt groove (no gap,
It can be seen that the limiting base current is low and welding with less spatter is possible in both cases of backing) and Y-shaped butt groove.

【0045】図7は、YGW−11、ワイヤ径1.2m
mの溶接ワイヤを用いた場合の、ワイヤ送給速度と電圧
傾斜dV/dtとの関係を示す図である。図7に示すよう
に、電圧傾斜dV/dt(V/ms)は、ワイヤ送給速度W
FR(m/min)の一次関数として表すことができ、こ
の例では、dV/dt=0.016×WFR−0.38で表す
ことができる。
FIG. 7 shows YGW-11, wire diameter 1.2 m.
It is a figure which shows the relationship between a wire feed speed and voltage gradient dV / dt when the welding wire of m is used. As shown in FIG. 7, the voltage gradient dV / dt (V / ms) is the wire feed speed W.
It can be expressed as a linear function of FR (m / min), and in this example, can be expressed by dV / dt = 0.016 × W FR −0.38.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上述べたように、この発明による消耗
電極式ガスシールドパルスアーク溶接用電源の出力制御
方法によると、ピーク電流を供給するピーク期間は定電
圧特性とし、ベース電流を供給するベース期間は定電流
特性とする外部出力特性切換え制御を行うとともに、定
電圧特性とされたピーク期間では、所定の値の電圧傾斜
を有する設定ピーク電圧を設定するようにしたものであ
るから、炭酸ガスパルスアーク溶接を行うに際し、ワイ
ヤ先端溶滴と溶融池との接触短絡によるスパッタの発生
低減に加えて、溶滴離脱時の溶滴くびれ部分の吹き飛び
によるスパッタの発生や、溶滴離脱後の溶接ワイヤ先端
での溶滴形成時の溶滴吹き飛びによるスパッタの発生、
及び溶融池の振動による溶融池からのスパッタの発生を
も少なくすることができ、これにより溶着効率を高める
ことができ、母材や溶接トーチノズルに付着したスパッ
タを除去する手間が少なくてすむ。また、突合せ継手の
初層溶接においてアーク切れがきわめて少ない安定した
炭酸ガスパルスアーク溶接を行うことができる。
As described above, according to the output control method of the power supply for consumable electrode type gas shield pulse arc welding according to the present invention, the peak period for supplying the peak current has a constant voltage characteristic and the base for supplying the base current. During the period, the external output characteristic switching control with constant current characteristic is performed, and during the peak period with constant voltage characteristic, a set peak voltage having a voltage gradient of a predetermined value is set. When performing pulse arc welding, in addition to reducing the generation of spatter due to contact short-circuit between the droplet at the tip of the wire and the molten pool, the generation of spatter due to the blowout of the constricted portion of the droplet at the time of droplet detachment, and welding after droplet detachment Occurrence of spatter due to droplet blow-off when forming droplets at the wire tip,
Also, it is possible to reduce the generation of spatter from the molten pool due to vibration of the molten pool, which can improve the welding efficiency, and the labor for removing the spatter adhering to the base material and the welding torch nozzle can be reduced. In addition, stable carbon dioxide pulse arc welding with very few arc breaks can be performed in the first layer welding of a butt joint.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明による方法を実施するための消耗電極
式ガスシールドパルスアーク溶接用電源の一例を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a consumable electrode type gas shield pulse arc welding power source for carrying out the method according to the present invention.

【図2】スパッタの捕集方法を説明するための斜視図で
ある。
FIG. 2 is a perspective view for explaining a method for collecting spatter.

【図3】この発明に係る図であって、ワイヤ送給速度と
スパッタ発生量との関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram according to the present invention and is a diagram showing a relationship between a wire feeding speed and a spatter generation amount.

【図4】この発明に係る図であって、電圧傾斜dV/dtと
スパッタ発生量との関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram according to the present invention, showing the relationship between the voltage gradient dV / dt and the amount of spatter generated.

【図5】この発明に係る図であって、ピーク電流応答速
度とスパッタ発生量との関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram according to the present invention, showing the relationship between the peak current response speed and the amount of spatter generated.

【図6】この発明に係る図であって、ベース電流とアー
ク切れ回数との関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram according to the present invention, showing a relationship between a base current and the number of arc breaks.

【図7】この発明に係る図であって、YGW−11、ワ
イヤ径1.2mmの溶接ワイヤを用いた場合の、ワイヤ
送給速度と電圧傾斜dV/dtとの関係を示す図である。
FIG. 7 is a diagram according to the present invention and is a diagram showing a relationship between a wire feeding speed and a voltage gradient dV / dt in the case of using a YGW-11 and a welding wire having a wire diameter of 1.2 mm.

【図8】この発明に係る図であって、炭酸ガスパルスア
ーク溶接における電流変化と溶滴移行形態を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram according to the present invention, showing a current change and a droplet transfer form in carbon dioxide pulse arc welding.

【図9】この発明に係る図であって、電圧傾斜dV/dtと
第2ピーク電流値(平均値)との関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram according to the present invention, showing a relationship between a voltage gradient dV / dt and a second peak current value (average value).

【図10】この発明に係る図であって、電圧傾斜dV/dt
の値(負の値)を変化させたときの、アーク電圧・溶接
電流波形の一例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram according to the present invention, showing a voltage gradient dV / dt
It is a figure which shows an example of an arc voltage / welding current waveform when changing the value (negative value) of.

【図11】従来の炭酸ガスパルスアーク溶接における溶
接電流波形と溶滴移行の様子とを示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a welding current waveform and a state of droplet transfer in conventional carbon dioxide gas pulse arc welding.

【図12】くびれ部分が吹き飛ばされて、スパッタが発
生する様子を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing how the constricted portion is blown off and spatter is generated.

【図13】溶接ワイヤ先端に形成されている溶滴が吹き
飛ばされて、スパッタが発生する様子を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing how droplets formed at the tip of the welding wire are blown off and spatter is generated.

【図14】ワイヤ先端から溶滴を離脱させるための、ピ
ーク電流とピーク期間との関係を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a relationship between a peak current and a peak period for releasing a droplet from a tip of a wire.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…3相交流電力供給部 2…第1整流回路 3…平滑
用コンデンサ 4…インバータ 5…トランス 6…第
2整流回路 7…リアクトル 8…溶接ワイヤ9…母材
10…溶接電圧検出器 11…電流検出器 12…ピ
ーク電圧設定回路 13…ベース電流設定回路 14…
ピーク期間設定回路 15…ベース期間設定回路 16
…パルス波形選択回路 17…電力制御回路 18…ワ
イヤ送給モータ 21…三角波発生回路 22…増幅回
路 24…ワイヤ送給速度設定器 30…制御部 W…
溶接ワイヤ D…溶滴 K…くびれ部分 S…スパッタ
M…試験板 P…スパッタ捕集板 T…溶接トーチ
1 ... 3-phase AC power supply part 2 ... 1st rectification circuit 3 ... Smoothing capacitor 4 ... Inverter 5 ... Transformer 6 ... 2nd rectification circuit 7 ... Reactor 8 ... Welding wire 9 ... Base metal 10 ... Welding voltage detector 11 ... Current detector 12 ... Peak voltage setting circuit 13 ... Base current setting circuit 14 ...
Peak period setting circuit 15 ... Base period setting circuit 16
... Pulse waveform selection circuit 17 ... Power control circuit 18 ... Wire feeding motor 21 ... Triangular wave generation circuit 22 ... Amplifying circuit 24 ... Wire feeding speed setting device 30 ... Control unit W ...
Welding wire D ... Droplet K ... Constricted portion S ... Sputter M ... Test plate P ... Sputter collection plate T ... Welding torch

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 溶接ワイヤと母材間にピーク電流とベー
ス電流とを交互に繰り返し供給し、炭酸ガスまたは炭酸
ガスを主成分として含む混合ガスをシールドガスとして
用いたアークを発生させる消耗電極式ガスシールドパル
スアーク溶接用電源の出力制御方法において、前記ピー
ク電流を供給するピーク期間は定電圧特性とし、前記ベ
ース電流を供給するベース期間は定電流特性とする外部
出力特性切換え制御を行うとともに、前記定電圧特性と
されたピーク期間では、−0.7〜0V/msの範囲で
定めた電圧傾斜dV/dtを有する設定ピーク電圧を設定す
ることを特徴とする消耗電極式ガスシールドパルスアー
ク溶接用電源の出力制御方法。
1. A consumable electrode type for generating an arc by alternately supplying a peak current and a base current between a welding wire and a base metal and using carbon dioxide or a mixed gas containing carbon dioxide as a main component as a shield gas. In the output control method of the power supply for gas shield pulse arc welding, the peak period for supplying the peak current has a constant voltage characteristic, and the base period for supplying the base current performs an external output characteristic switching control with a constant current characteristic, In the peak period having the constant voltage characteristic, a set peak voltage having a voltage gradient dV / dt defined in the range of -0.7 to 0 V / ms is set, and the consumable electrode type gas shield pulse arc welding is characterized. Output control method for power supply.
【請求項2】 前記電圧傾斜dV/dtの値は、ワイヤ送給
速度WFRの関数として下記式により定められるものであ
ることを特徴とする請求項1記載の消耗電極式ガスシー
ルドパルスアーク溶接用電源の出力制御方法。 dV/dt=a×WFR−b ただし、定数a、b≧0
2. The consumable electrode type gas shield pulse arc welding according to claim 1, wherein the value of the voltage gradient dV / dt is determined by the following equation as a function of the wire feeding speed W FR. Output control method for power supply. dV / dt = a × W FR −b where constants a and b ≧ 0
【請求項3】 前記定電圧特性のピーク電流は、その応
答速度が500〜4000A/msの範囲で出力制御さ
れることを特徴とする請求項1又は2記載の消耗電極式
ガスシールドパルスアーク溶接用電源の出力制御方法。
3. The consumable electrode type gas shield pulse arc welding according to claim 1, wherein the peak current of the constant voltage characteristic is output controlled in a response speed range of 500 to 4000 A / ms. Output control method for power supply.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009072818A (en) * 2007-09-21 2009-04-09 Toshiba Plant Systems & Services Corp Welding arc control method
JP2011073039A (en) * 2009-09-30 2011-04-14 Daihen Corp Arc welding method and arc welding system
JP2012040594A (en) * 2010-08-20 2012-03-01 Daihen Corp Arc welding method and arc welding system
US8153933B2 (en) 2008-03-28 2012-04-10 Kobe Steel, Ltd. Welding control apparatus and method
US8816250B2 (en) 2006-03-10 2014-08-26 Kobe Steel, Ltd. Pulsed arc welding method
CN112004631A (en) * 2018-04-18 2020-11-27 松下知识产权经营株式会社 Arc welding control method

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8816250B2 (en) 2006-03-10 2014-08-26 Kobe Steel, Ltd. Pulsed arc welding method
JP2009072818A (en) * 2007-09-21 2009-04-09 Toshiba Plant Systems & Services Corp Welding arc control method
US8153933B2 (en) 2008-03-28 2012-04-10 Kobe Steel, Ltd. Welding control apparatus and method
JP2011073039A (en) * 2009-09-30 2011-04-14 Daihen Corp Arc welding method and arc welding system
JP2012040594A (en) * 2010-08-20 2012-03-01 Daihen Corp Arc welding method and arc welding system
CN112004631A (en) * 2018-04-18 2020-11-27 松下知识产权经营株式会社 Arc welding control method
CN112004631B (en) * 2018-04-18 2023-10-17 松下知识产权经营株式会社 Arc welding control method

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