JPH11104830A - Welding arc length control method and arc welding equipment - Google Patents

Welding arc length control method and arc welding equipment

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JPH11104830A
JPH11104830A JP28467097A JP28467097A JPH11104830A JP H11104830 A JPH11104830 A JP H11104830A JP 28467097 A JP28467097 A JP 28467097A JP 28467097 A JP28467097 A JP 28467097A JP H11104830 A JPH11104830 A JP H11104830A
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JP
Japan
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voltage
arc
welding
signal
value
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Application number
JP28467097A
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Japanese (ja)
Inventor
Kougun Dou
紅軍 仝
Toshiro Uesono
敏郎 上園
Toshiaki Nakamata
利昭 中俣
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Daihen Corp
Original Assignee
Daihen Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a variation in apparent arc length generated due to nonuniformity in the surface state of an object to be welded, a temp. change of the object to be welded, etc. SOLUTION: An arc voltage set signal Vs equivalent to an arc voltage average value Va corresponding to prescribed arc length and an average welding current signal Iav equivalent to a welding current average value Ia, in which a welding current Iw is detected and smoothed are made as an input and an output voltage constant Vo deciding an output voltage when an inclination signal K of a power source external characteristic and an output current of the power source external characteristic are zero, is calculated. A power source external characteristic arithmetic circuit KC, which outputs an output terminal voltage signal Vt corresponding to Vt=Vo-K×Ia, subtracting a product of the welding current average value Ia and the inclination K from the output voltage constant Vo, is provided. Based on a detected voltage average signal Vav obtained by detecting/smoothing a welding load voltage Vw, and the output terminal voltage signal Vt, a variation of the arc length is suppressed by controlling the welding current Iw of a welding power source PS.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アーク長の変化を
抑制する消耗電極ガスシールドアーク溶接の溶接アーク
長制御方法及びアーク溶接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 method for controlling a welding arc length of a consumable electrode gas shielded arc welding and an arc welding apparatus for suppressing a change in an arc length.

【0002】[0002]

【従来の技術】アルミニウム及びその合金の消耗電極ガ
スシールドアーク溶接では、被溶接材の表面状況の不均
一、その被溶接材の温度変化等によって、陰極点が移動
する範囲が異なり、アークの発生状態も大きく変化する
ので、同じアーク電圧平均値Vaであっても、見かけの
アーク長(以下、アーク長という)Laが異なり、溶接
結果も異なるために、溶接不良が発生する。
2. Description of the Related Art In gas shielded arc welding of consumable electrodes of aluminum and its alloys, the range in which the cathode spot moves varies depending on the unevenness of the surface condition of the material to be welded, the temperature change of the material to be welded, etc. Since the state greatly changes, even with the same arc voltage average value Va, an apparent arc length (hereinafter, referred to as an arc length) La is different, and a welding result is also different, so that welding failure occurs.

【0010】図1は、ワイヤの先端1aが、チップから
突き出し、突き出し長さExを流れる溶接電流Iwによ
るジュール熱と突き出し長さExのアーク熱とによっ
て、溶融して被溶接材の溶融部に移行する説明図であ
る。
FIG. 1 shows that the tip 1a of the wire protrudes from the tip and is melted by the Joule heat generated by the welding current Iw flowing through the protruding length Ex and the arc heat having the protruding length Ex to form a molten portion of the material to be welded. It is explanatory drawing which shifts.

【0012】図1において、送給ロールによって送給し
た溶接用ワイヤ1は、ノズルの中にあるチップを通過
し、チップから溶接電流Iwを給電する。溶接用ワイヤ
1はチップから突き出し、その先端と被溶接材との間に
アークを発生する。突き出し長さExを流れる溶接電流
Iwによるジュール熱と突き出し長さExのアーク熱と
によって、ワイヤの先端1aは溶融して被溶接材の溶融
部に移行する。
In FIG. 1, a welding wire 1 fed by a feed roll passes through a tip in a nozzle and supplies a welding current Iw from the tip. The welding wire 1 protrudes from the tip and generates an arc between the tip and the material to be welded. By the Joule heat due to the welding current Iw flowing through the protrusion length Ex and the arc heat having the protrusion length Ex, the tip 1a of the wire is melted and transferred to the molten portion of the material to be welded.

【0014】従来では、アーク長Laが溶接負荷電圧V
wに比例するという仮定に基づいて、溶接中のアーク長
Laを一定に保つために、溶接負荷電圧Vwを一定に維
持させるように制御している。即ち、適切な溶接負荷電
圧Vwを設定し、実際の溶接負荷電圧値をフィードバッ
クして設定した溶接負荷電圧Vwと比較し、その差を小
にすように制御している。
Conventionally, the arc length La is equal to the welding load voltage V
Based on the assumption that the arc length is proportional to w, the welding load voltage Vw is controlled to be constant in order to keep the arc length La during welding constant. That is, an appropriate welding load voltage Vw is set, the actual welding load voltage value is fed back and compared with the set welding load voltage Vw, and the difference is controlled to be small.

【0020】図2は、溶接電源の外部特性(以下、電源
外部特性という)と溶接アークの負荷特性(以下、アー
ク負荷特性という)とワイヤ溶融特性との関係を示す電
源外部・アーク特性図である。同図において、横軸は溶
接電流平均値Ia[A]であり、縦軸はアーク電圧設定
値Vs及びアーク電圧平均値Va[V]であって、電源
外部特性V1S及びV2Sとアーク負荷特性L1及びL
2とワイヤ溶融特性Wmとの関係を示す。
FIG. 2 is a power supply external / arc characteristic diagram showing the relationship between the external characteristics of the welding power source (hereinafter referred to as power source external characteristics), the load characteristics of the welding arc (hereinafter referred to as arc load characteristics), and the wire melting characteristics. is there. In the figure, the horizontal axis represents the welding current average value Ia [A], and the vertical axis represents the arc voltage set value Vs and the arc voltage average value Va [V], and the power supply external characteristics V1S and V2S and the arc load characteristic L1. And L
2 shows the relationship between No. 2 and the wire melting property Wm.

【0022】ワイヤ送給速度Wsを一定速度で送給する
と、通常のアーク発生状態で平均的には、ワイヤ溶融速
度Wmもワイヤ送給速度Wsと等しくなる。図2におい
て、溶接電流平均値Ia1[A]を通電するアーク電圧設
定値Vs1を設定すると、溶接電源は外部特性V1Sの出
力電流及び出力電圧を出力する。このときのワイヤ溶融
速度がWmであると、アーク負荷特性は、電源外部特性
V1Sとワイヤ溶融特性Wmとの交差点C1を通る直線
となり、アーク長La1が定まる。
When the wire feeding speed Ws is fed at a constant speed, the wire melting speed Wm becomes equal to the wire feeding speed Ws on average in a normal arc generating state. In FIG. 2, when the arc voltage set value Vs1 for energizing the welding current average value Ia1 [A] is set, the welding power source outputs the output current and the output voltage of the external characteristic V1S. If the wire melting speed at this time is Wm, the arc load characteristic becomes a straight line passing through the intersection C1 between the power supply external characteristic V1S and the wire melting characteristic Wm, and the arc length La1 is determined.

【0024】同様に、溶接電流平均値Ia2[A]を通電
するアーク電圧設定値Vs2を設定すると、溶接電源は外
部特性V2Sの出力電流及び出力電圧を出力する。この
ときのワイヤ溶融速度がWmであると、負荷特性は、電
源外部特性V2Sとワイヤ溶融特性Wmとの交差点C2
を通る直線となり、アーク長La2が定まる。
Similarly, when the arc voltage set value Vs2 for energizing the welding current average value Ia2 [A] is set, the welding power supply outputs the output current and output voltage of the external characteristic V2S. If the wire melting speed at this time is Wm, the load characteristic is the intersection C2 between the power supply external characteristic V2S and the wire melting characteristic Wm.
And the arc length La2 is determined.

【0026】図2において、ワイヤ溶融速度Wmを定め
るワイヤ送給速度Wsとアーク長Laを定めるチップ被
溶接材間距離とを一定値にすると、アーク電圧設定値
(Vs1、Vs2等)を設定することによって、アーク長
(La1、La2等)を制御することができる。
In FIG. 2, when the wire feeding speed Ws that determines the wire melting speed Wm and the distance between the chips to be welded that determine the arc length La are constant, the arc voltage set values (Vs1, Vs2, etc.) are set. Thus, the arc length (La1, La2, etc.) can be controlled.

【0027】なお、点線で示すアーク負荷特性Ln、ワ
イヤ溶融速度がWn等については、後述する図5ととも
に説明する。
The arc load characteristics Ln and the wire melting speed Wn indicated by dotted lines will be described later with reference to FIG.

【0028】したがって、通常の消耗電極ガスシールド
アーク溶接方法においては、溶接負荷電圧Vwを検出し
フィードバック制御して一定値に制御すると、アーク長
Laも一定値に維持することができる。電源外部特性の
傾斜は、溶接電源の電源外部特性と溶接電流通電回路の
インピーダンス値Zとによって決まり、アーク電圧設定
値とは関係しない。
Therefore, in the ordinary consumable electrode gas shielded arc welding method, if the welding load voltage Vw is detected and feedback-controlled to a constant value, the arc length La can be maintained at a constant value. The slope of the power supply external characteristic is determined by the power supply external characteristic of the welding power supply and the impedance value Z of the welding current supply circuit, and is not related to the arc voltage set value.

【0029】しかし、アルミニウム及びその合金の消耗
電極ガスシールドアーク溶接では、被溶接材の表面状況
の不均一、その被溶接材の温度変化等によって、陰極点
が移動する範囲が異なり、アークの発生状態も大きく変
化するので、同じアーク電圧平均値Vaであっても、見
かけのアーク長Laが異なり、溶接結果も異なるため
に、溶接不良が発生する。
However, in the gas-shielded arc welding of consumable electrodes of aluminum and its alloys, the range in which the cathode spot moves varies depending on the unevenness of the surface condition of the material to be welded, the change in temperature of the material to be welded, and the like. Since the state greatly changes, even with the same arc voltage average value Va, the apparent arc length La is different and the welding result is also different, so that poor welding occurs.

【0030】図3は、図2の電源外部・アーク特性図か
ら定まるアーク長を制御する従来の溶接装置のブロック
図である。溶接負荷電圧Vwを検出して平滑したアーク
電圧平均値Vaと、所定のアーク長を得るための予め設
定したアーク電圧設定値Vsとを比較して、その差の設
定・検出電圧比較信号Cm2によって、パルス電流の周波
数、ベース電流通電時間等を増減させて、アーク電圧設
定値Vsとアーク電圧平均値Vaとが等しくなるように
制御する。
FIG. 3 is a block diagram of a conventional welding apparatus for controlling an arc length determined from the power supply external / arc characteristic diagram of FIG. The arc voltage average value Va smoothed by detecting the welding load voltage Vw is compared with a preset arc voltage set value Vs for obtaining a predetermined arc length, and a difference setting / detection voltage comparison signal Cm2 is used. The arc voltage setting value Vs is controlled to be equal to the arc voltage average value Va by increasing or decreasing the frequency of the pulse current, the base current conduction time, and the like.

【0032】以下、図3のブロック図の動作について説
明する。ワイヤ送給速度設定回路WSは、ワイヤ送給速
度信号Wsを出力してモータMWに入力し、ワイヤ送給
速度を制御する。溶接電圧瞬時値検出回路VDは、溶接
負荷電圧Vwを検出して溶接電圧瞬時値信号Vdを出力
する。アーク電圧設定回路VSは、所定のアーク長に対
応したアーク電圧平均値を設定して、アーク電圧設定値
Vsに相当するアーク電圧設定信号Vsを出力する。
The operation of the block diagram shown in FIG. 3 will be described below. The wire feed speed setting circuit WS outputs a wire feed speed signal Ws and inputs the signal to the motor MW to control the wire feed speed. The welding voltage instantaneous value detection circuit VD detects the welding load voltage Vw and outputs a welding voltage instantaneous value signal Vd. The arc voltage setting circuit VS sets an arc voltage average value corresponding to a predetermined arc length, and outputs an arc voltage setting signal Vs corresponding to the arc voltage set value Vs.

【0034】検出電圧平滑回路VDAは、この溶接電圧
瞬時値信号Vdを入力して平滑したアーク電圧平均値V
aに相当する検出電圧平均信号Vavを出力する。設定・
検出電圧比較回路CM2は、検出電圧平均信号Vavとア
ーク電圧設定信号Vsとを入力して、アーク電圧平均値
Vaとアーク電圧設定値Vsとを比較してその差の設定
・検出電圧比較信号Cm2を出力する。
The detected voltage smoothing circuit VDA receives the welding voltage instantaneous value signal Vd and smoothes the averaged arc voltage V
The detected voltage average signal Vav corresponding to a is output. Setting·
The detection voltage comparison circuit CM2 receives the detection voltage average signal Vav and the arc voltage setting signal Vs, compares the arc voltage average value Va with the arc voltage setting value Vs, and sets a difference between them. Is output.

【0036】電圧・周波数変換回路VFは、設定・検出
電圧比較信号Cm2を入力して、次のピーク電流Ipの通
電を指令する周波数制御信号Vf信号を出力する。
The voltage / frequency conversion circuit VF receives the setting / detection voltage comparison signal Cm2 and outputs a frequency control signal Vf for commanding the energization of the next peak current Ip.

【0038】ピーク通電時間設定回路TPは、ピーク通
電時間(パルス幅)Tpを設定してピーク通電時間設定
信号Tpを出力する。ピーク電流値設定回路IPSは、
ピーク電流値Ipを設定してピーク電流値設定信号Ips
を出力する。ベース電流値設定回路IBSは、ベース電
流値Ibを設定してベース電流値設定信号Ibsを出力す
る。
The peak energizing time setting circuit TP sets a peak energizing time (pulse width) Tp and outputs a peak energizing time setting signal Tp. The peak current value setting circuit IPS is
Set the peak current value Ip and set the peak current value setting signal Ips
Is output. The base current value setting circuit IBS sets a base current value Ib and outputs a base current value setting signal Ibs.

【0040】パルス周波数・幅制御回路DFは、ピーク
通電時間設定信号Tp及び周波数制御信号Vfを入力し
て、パルス周波数・幅制御信号Dfを出力する。ピーク
・ベース電流値切換回路SW1は、パルス周波数・幅制
御信号Dfが入力されている期間だけピーク電流値設定
信号Ipsを通電し、パルス周波数・幅制御信号Dfが停
止されている期間はベース電流値設定信号Ibsを通電す
るピーク・ベース電流値切換信号Sw1を出力する。
The pulse frequency / width control circuit DF receives the peak energization time setting signal Tp and the frequency control signal Vf and outputs a pulse frequency / width control signal Df. The peak / base current value switching circuit SW1 supplies the peak current value setting signal Ips only while the pulse frequency / width control signal Df is being input, and supplies the base current while the pulse frequency / width control signal Df is stopped. A peak-base current value switching signal Sw1 for supplying the value setting signal Ibs is output.

【0042】設定・検出電流比較回路CM1は、溶接電
流検出回路IDの出力である溶接電流検出信号Idとピ
ーク・ベース電流値切換信号Sw1入力して溶接電流制御
信号Cm1を出力して、PWM制御のインバータ回路を備
えた溶接電源PSに入力して溶接電流Iwを制御する。
The setting / detection current comparison circuit CM1 receives the welding current detection signal Id, which is the output of the welding current detection circuit ID, and the peak / base current value switching signal Sw1 and outputs a welding current control signal Cm1 to perform PWM control. To the welding power source PS provided with the inverter circuit described above to control the welding current Iw.

【0050】図4は、前述した図3の従来の溶接装置の
各回路の出力信号の時間的経過を示すタイミングチャー
トである。同図(A)は溶接電圧瞬時値検出信号Vdで
あり、同図(B)は検出電圧平滑信号Vav及びアーク電
圧設定信号Vsであり、同図(C)は周波数制御信号V
fであり、同図(D)はパルス周波数・幅制御信号Df
であり、同図(E)はピーク・ベース電流値切換信号S
w1であり、同図(F)は溶接電流検出信号Idである。
FIG. 4 is a timing chart showing the lapse of time of the output signal of each circuit of the conventional welding apparatus of FIG. 5A shows the welding voltage instantaneous value detection signal Vd, FIG. 5B shows the detection voltage smoothing signal Vav and the arc voltage setting signal Vs, and FIG. 5C shows the frequency control signal Vd.
FIG. 4D shows the pulse frequency / width control signal Df.
(E) shows the peak-base current value switching signal S.
w1 and FIG. 4F shows the welding current detection signal Id.

【0052】図4に示す各信号は次の回路から出力され
る。設定・検出電圧比較回路CM2は、溶接負荷電圧V
wを平滑したアーク電圧平均値Vaとアーク電圧設定値
Vsとを比較して、その差の設定・検出電圧比較信号C
m2を出力し、電圧・周波数変換回路VFは、この設定・
検出電圧比較信号Cm2に対応した周波数制御信号Vfを
出力する。パルス周波数・幅制御回路DFは、この周波
数制御信号Vfとピーク通電時間設定信号Tpとからパ
ルス周波数とピーク期間Tp(パルス幅)とを制御する
パルス周波数・幅制御信号Dfを出力する。
Each signal shown in FIG. 4 is output from the following circuit. The setting / detection voltage comparison circuit CM2 calculates the welding load voltage V
The average voltage Va obtained by smoothing w is compared with the arc voltage set value Vs, and the difference setting / detection voltage comparison signal C
m2, and the voltage / frequency conversion circuit VF outputs
A frequency control signal Vf corresponding to the detection voltage comparison signal Cm2 is output. The pulse frequency / width control circuit DF outputs a pulse frequency / width control signal Df for controlling the pulse frequency and the peak period Tp (pulse width) from the frequency control signal Vf and the peak energization time setting signal Tp.

【0054】ピーク・ベース電流値切換回路SW1は、
パルス周波数・幅制御信号Dfが入力されているときに
ピーク電流値設定信号Ipsを出力し、パルス周波数・幅
制御信号Dfが入力されていないときにベース電流値設
定信号Ibsを出力する。設定・検出電流比較回路CM1
は、ピーク電流値設定信号Ipsとベース電流値設定信号
Ibsとを繰り返すピーク・ベース電流値切換信号Sw1と
溶接電流検出回路IDの出力である溶接電流検出信号I
dとを比較して、その差の溶接電流制御信号Cm1を出力
する。溶接電源PSは、溶接電流制御信号Cm1を入力し
て溶接電流を出力する。
The peak / base current value switching circuit SW1 is
The peak current value setting signal Ips is output when the pulse frequency / width control signal Df is input, and the base current value setting signal Ibs is output when the pulse frequency / width control signal Df is not input. Setting / detection current comparison circuit CM1
Is a peak-base current value switching signal Sw1 that repeats a peak current value setting signal Ips and a base current value setting signal Ibs, and a welding current detection signal I that is an output of the welding current detection circuit ID.
and outputs a welding current control signal Cm1 of the difference. The welding power source PS receives the welding current control signal Cm1 and outputs a welding current.

【0060】[0060]

【発明が解決しようとする課題】前述した図2乃至図4
で示した消耗電極ガスシールドアーク溶接の従来のアー
ク長制御方法では、以下の問題がある。前述したよう
に、アルミニウム及びその合金の消耗電極ガスシールド
アーク溶接では、被溶接材の表面状況の不均一、その被
溶接材の温度変化等によって、陰極点が移動する範囲が
異なり、アークの発生状態も大きく変化するので、同じ
アーク電圧平均値Vaであっても、見かけのアーク長L
aが異なり、溶接結果も異なるために、溶接不良が発生
する。
2 to 4 described above.
The conventional arc length control method of the consumable electrode gas shielded arc welding shown in the above has the following problems. As described above, in the gas-shielded arc welding of consumable electrodes of aluminum and its alloys, the range in which the cathode spot moves varies depending on the unevenness of the surface condition of the material to be welded, the temperature change of the material to be welded, etc. Since the state also greatly changes, the apparent arc length L even if the arc voltage average value Va is the same.
a and the welding results are also different, so that poor welding occurs.

【0062】一般に、アーク長が増加すると、溶接負荷
電圧値Vwも略直線的に増加することは周知であるが、
このアーク長は、正確に言うと、通常の見かけのアーク
長L1、L2等ではなく、実際のアーク長Lbである。
It is well known that generally, as the arc length increases, the welding load voltage value Vw also increases substantially linearly.
To be precise, this arc length is not the normal apparent arc length L1, L2, etc., but the actual arc length Lb.

【0064】図5は、同じ溶接負荷電圧値Vwであって
も、見かけのアーク長がLa1からLa2まで変化して、溶
接線WLの両側のビード幅もWaからWbに変化してし
まう現象を説明する図である。同図において、溶接の進
行にしたがって、被溶接材の温度が高くなり、ビード両
端から離れた位置も温度が高くになる。その結果、陰極
点の動く範囲が拡大してアークが広がる。アルミニウム
及びその合金の導電率が高くて突き出し長さExの抵抗
値が小さいために、同じ溶接負荷電圧値Vwのときは、
アークが広がるにしたがって突き出し長さExが長くな
り、見かけのアーク長がLa1からLa2まで短くなってし
まう。
FIG. 5 shows a phenomenon that the apparent arc length changes from La1 to La2 and the bead width on both sides of the welding line WL also changes from Wa to Wb even when the welding load voltage value Vw is the same. FIG. In the figure, as the welding progresses, the temperature of the material to be welded increases, and the temperature increases also at positions away from both ends of the bead. As a result, the range of movement of the cathode spot is expanded and the arc is expanded. Since the electrical conductivity of aluminum and its alloy is high and the resistance value of the protrusion length Ex is small, when the welding load voltage value Vw is the same,
As the arc spreads, the protrusion length Ex increases, and the apparent arc length decreases from La1 to La2.

【0066】同じ溶接負荷電圧値Vwであっても、見か
けのアーク長がLa1からLa2まで変化する理由は次のと
おりである。アルミニウム及びその合金の表面は、酸化
物で覆われており、他方、陰極点は酸化物上に発生しや
すい。陰極点は非常に高温になるために、一度、陰極点
が発生すると、陰極点の酸化物が破壊してしまうため
に、新たな陰極点に移る。時間の経過とともに、新たな
陰極点が周辺に移っていく。溶接開始時は、図5(A)
に示すように、陰極点が2aの位置にあるが、上記の新
たな陰極点はビード両端から離れた位置に移る。新たな
陰極点はビード両端から離れた位置に移ると、実際のア
ークが広がり、後述するように、溶接電流平均値が減少
するので、溶融幅(ビード幅)も広がる。
The reason why the apparent arc length changes from La1 to La2 even with the same welding load voltage value Vw is as follows. The surface of aluminum and its alloys is covered with oxide, while cathodic spots are likely to form on the oxide. Since the temperature of the cathode spot becomes extremely high, once the cathode spot is generated, the oxide of the cathode spot is destroyed, so that the cathode spot moves to a new cathode spot. As time passes, new cathode spots move to the surroundings. At the start of welding, FIG.
As shown in (2), the cathode point is located at the position 2a, but the new cathode point moves to a position away from both ends of the bead. When the new cathode point moves to a position away from both ends of the bead, the actual arc spreads and, as described later, the welding current average value decreases, so that the melting width (bead width) also increases.

【0068】しかし、新たな陰極点はビード両端から離
れた位置に移ると、前述した図2に示すように、実際の
アーク長Lbのアーク電圧が大になるために、アーク負
荷特性はLnとなる。このとき、アーク電圧設定値Vs1
が一定値であると、外部特性はV1Sである。このとき
のワイヤ溶融速度がWnに低下し、アーク負荷特性は、
電源外部特性V1Sとワイヤ溶融特性Wnとの交差点C
nを通る直線となり、実際のアーク長Lbはアーク負荷
特性Ln上で定まる。
However, when the new cathode point is moved to a position away from both ends of the bead, the arc voltage of the actual arc length Lb increases as shown in FIG. Become. At this time, the arc voltage set value Vs1
Is a constant value, the external characteristic is V1S. At this time, the wire melting rate is reduced to Wn, and the arc load characteristic is:
Intersection C between power supply external characteristic V1S and wire melting characteristic Wn
n, and the actual arc length Lb is determined on the arc load characteristic Ln.

【0070】上記の電源外部特性V1Sとワイヤ溶融特
性Wnとの交差点Cnでの溶接電流平均値はIan[A]
に減少するので、ワイヤ溶融速度がWnに低下して、見
かけのアーク長が、図5(B)及び(A)に示すよう
に、La1からLa2に減少してしまう。
The average value of the welding current at the intersection Cn of the power supply external characteristic V1S and the wire melting characteristic Wn is Ian [A].
, The wire melting rate decreases to Wn, and the apparent arc length decreases from La1 to La2, as shown in FIGS. 5B and 5A.

【0072】図5の(A)と(B)とを対比すると、溶
接負荷電圧値Vwは両者同じであるにもかかわらず、同
(A)の見かけのアークが長La1であり、同(B)の見
かけのアーク長がLa2であって、両者異なっている。溶
接負荷電圧値Vwが両者同じである理由は、両者とも、
実際のアーク長Lbが同じであるためである。
When comparing FIG. 5A and FIG. 5B, the apparent arc of FIG. 5A has a length La1 even though the welding load voltage value Vw is the same. The apparent arc length in ()) is La2, which are different from each other. The reason why the welding load voltage values Vw are the same is that
This is because the actual arc length Lb is the same.

【0074】逆に、溶接負荷電圧値Vwが両者同じであ
るにもかかわらず、同(B)の見かけのアーク長La2が
同(A)の見かけのアーク長La1よりも小になると、実
際のアーク長Lbが同じであるので、同(B)の陰極点
2bがビード両端から離れ、ビード幅が広くなり、溶け
込み深さが浅くなる。場合によっては、長い短絡が多発
してスパッタが多くなり、アークは不安定になる。
Conversely, if the apparent arc length La2 of (B) becomes smaller than the apparent arc length La1 of (A) even though the welding load voltage values Vw are the same, the actual Since the arc length Lb is the same, the cathode point 2b of the same (B) is separated from both ends of the bead, the bead width is widened, and the penetration depth is shallow. In some cases, long short circuits occur frequently, spatter increases, and the arc becomes unstable.

【0076】上記のように、被溶接材表面の酸化被膜の
分布は、不均一であり、さらに、溶接する前の表面清浄
作業は、この不均一性を高め、ビード両側の遠い位置に
酸化物があると、その位置に陰極点が集中する。このよ
うに、被溶接材表面の酸化被膜分布状態によってアーク
の広がりが異なり、同一の溶接負荷電圧値であっても見
かけのアーク長は不定になってしまう。
As described above, the distribution of the oxide film on the surface of the material to be welded is non-uniform, and the surface cleaning work before welding increases the non-uniformity, and the oxide is located at a position distant on both sides of the bead. When there is, the cathode spot concentrates at that position. As described above, the spread of the arc differs depending on the distribution of the oxide film on the surface of the material to be welded, and the apparent arc length becomes indefinite even with the same welding load voltage value.

【0078】上述したように、従来技術では、溶接負荷
電圧値を一定値に制御するだけであるために、見かけの
アーク長の変化を抑制することができないので、アーク
を安定に維持し、溶接結果を均一にすることができな
い。
As described above, in the prior art, since only the welding load voltage value is controlled to a constant value, it is not possible to suppress an apparent change in the arc length. The result cannot be uniform.

【0080】そこで、本発明の目的は、被溶接材の表面
状況の不均一、被溶接材の温度変化等によって、見かけ
のアーク長の変動を抑制したアーク長制御方法及びアー
ク溶接装置を提供する。特に、消耗電極アーク溶接が、
アルゴンガスを主成分とするシールドガスでガスシール
ドして、アルミニウム又はその合金の消耗電極を予め設
定した一定の送給速度でアルミニウム又はその合金の被
溶接材に送給し、アーク長を短く設定して溶接する消耗
電極アーク溶接のアーク長制御方法及びアーク溶接装置
に適している。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an arc length control method and an arc welding apparatus which suppress variations in an apparent arc length due to uneven surface conditions of a material to be welded, temperature changes of the material to be welded, and the like. . In particular, consumable electrode arc welding
Gas shielded with a shielding gas containing argon gas as the main component, aluminum or its alloy consumable electrode is fed to aluminum or its alloy to be welded at a predetermined constant feed rate, and the arc length is set short It is suitable for an arc length control method and an arc welding apparatus for consumable electrode arc welding.

【0101】[0101]

【課題を解決するための手段】請求項1の溶接アーク長
制御方法は、図8に示すように、アーク電圧設定値Vs
(V1〜V4)ごとの溶接電源の電源外部特性(外部特
性1〜外部特性4)の傾斜を、図6に示すアーク負荷特
性(L1〜L4)の傾斜と同じ値に連動させることによ
って、アークの広がりの影響を受けないで見かけのアー
ク長の変化を抑制する溶接アーク長制御方法である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a welding arc length, as shown in FIG.
By associating the slope of the power supply external characteristics (external characteristics 1 to 4) of the welding power source for each of (V1 to V4) with the same value as the slope of the arc load characteristics (L1 to L4) shown in FIG. This is a welding arc length control method that suppresses a change in the apparent arc length without being affected by the spread of the arc.

【0102】請求項2の溶接アーク長制御方法は、所定
の見かけのアーク長を得るためのアーク電圧設定値Vs
を設定し、図8に示すように、アーク電圧設定値Vs
(V1〜V4)ごとの溶接電源の電源外部特性(外部特
性1〜外部特性4)の傾斜Kを、図6に示すアーク負荷
特性(L1〜L4)の傾斜と同じ値にする出力端子電圧
値Vtを算出し、溶接負荷電圧Vwを検出して平滑した
アーク電圧平均値Vaと上記の出力端子電圧値Vtとの
差の値によって、上記のアーク電圧設定値Vsと上記の
アーク電圧平均値Vaとが等しくなるように制御するこ
とによって、アークの広がりの影響を受けないで見かけ
のアーク長の変化を抑制する溶接アーク長制御方法であ
る。
In the welding arc length control method according to the second aspect, the arc voltage set value Vs for obtaining a predetermined apparent arc length is obtained.
, And as shown in FIG. 8, the arc voltage set value Vs
An output terminal voltage value that makes the slope K of the power supply external characteristic (external characteristic 1 to external characteristic 4) of the welding power supply for each (V1 to V4) the same as the inclination of the arc load characteristic (L1 to L4) shown in FIG. Vt is calculated, the welding load voltage Vw is detected, and the arc voltage set value Vs and the arc voltage average Va are determined by the difference between the smoothed arc voltage Va and the output terminal voltage Vt. This is a welding arc length control method that controls the apparent arc length without being affected by the spread of the arc by controlling the arc length to be equal.

【0103】請求項3の溶接アーク長制御方法は、所定
の見かけのアーク長を得るためのアーク電圧設定値Vs
を設定し、図8に示すように、アーク電圧設定値Vs
(V1〜V4)ごとの溶接電源の電源外部特性(外部特
性1〜外部特性4)の傾斜Kを、図6に示すアーク負荷
特性(L1〜L4)の傾斜と同じ値に定めるとともに、
電源外部特性の出力電流が零のときの出力電圧に相当す
る出力電圧定数Voを算出し、上記の出力電圧定数Vo
から溶接電流平均値Iaと電源外部特性の傾斜Kとの積
を減算した出力端子電圧値Vt=Vo−K×Iaを算出
し、溶接負荷電圧Vwを検出して平滑したアーク電圧平
均値Vaと上記の出力端子電圧値Vtとの差の値によっ
て、上記のアーク電圧設定値Vsと上記のアーク電圧平
均値Vaとが等しくなるように制御することによって、
アークの広がりの影響を受けないで見かけのアーク長の
変化を抑制する溶接アーク長制御方法である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a welding arc length, comprising setting an arc voltage set value Vs to obtain a predetermined apparent arc length.
, And as shown in FIG. 8, the arc voltage set value Vs
The slope K of the power supply external characteristic (external characteristic 1 to external characteristic 4) of the welding power supply for each of (V1 to V4) is set to the same value as the inclination of the arc load characteristic (L1 to L4) shown in FIG.
An output voltage constant Vo corresponding to the output voltage when the output current of the power supply external characteristic is zero is calculated, and the output voltage constant Vo is calculated.
The output terminal voltage value Vt = Vo−K × Ia, which is obtained by subtracting the product of the welding current average value Ia and the slope K of the power supply external characteristic from the above, is calculated. By controlling the arc voltage set value Vs and the arc voltage average value Va to be equal by the difference value from the output terminal voltage value Vt,
This is a welding arc length control method for suppressing a change in an apparent arc length without being affected by the spread of the arc.

【0104】請求項4のアーク長を制御するアーク溶接
装置は、図7に示すように、所定のアーク長に対応した
アーク電圧平均値Vaに相当するアーク電圧設定信号V
s及び溶接電流Iwを検出して平滑した溶接電流平均値
Iaに相当する平均溶接電流信号Iavを入力として、電
源外部特性の傾斜K及び電源外部特性の出力電流が零の
ときの出力電圧を定める出力電圧定数Voを算出し、出
力電圧定数Voから溶接電流平均値Iaと電源外部特性
の傾斜Kとの積を減算した出力端子電圧値Vt=Vo−
K×Iaに相当する出力端子電圧信号Vtを出力する電
源外部特性演算回路KCを備え、溶接負荷電圧Vwを検
出して平滑した検出電圧平滑信号Vavと上記の出力端子
電圧信号Vtとによって溶接電源PSの溶接電流Iwを
制御してアーク長の変化を抑制するアーク溶接装置であ
る。
An arc welding apparatus for controlling an arc length according to a fourth aspect of the present invention provides an arc voltage setting signal V corresponding to an arc voltage average value Va corresponding to a predetermined arc length, as shown in FIG.
The average welding current signal Iav corresponding to the welding current average value Ia detected by detecting the s and the welding current Iw is input and the output voltage when the slope K of the power supply external characteristic and the output current of the power supply external characteristic are zero is determined. The output voltage constant Vo is calculated, and the output terminal voltage value Vt = Vo− obtained by subtracting the product of the welding current average value Ia and the slope K of the power supply external characteristic from the output voltage constant Vo.
A power supply external characteristic calculation circuit KC for outputting an output terminal voltage signal Vt corresponding to K × Ia is provided. The welding power supply is provided by a detected voltage smoothing signal Vav which detects and smoothes a welding load voltage Vw and the output terminal voltage signal Vt. This is an arc welding apparatus that controls a welding current Iw of a PS to suppress a change in arc length.

【0105】請求項5のアーク長を制御するアーク溶接
装置は、溶接電圧瞬時値信号Vdを入力して平滑したア
ーク電圧平均値Vaに相当する検出電圧平滑信号Vavを
出力する検出電圧平滑回路VDAと、所定のアーク長に
対応したアーク電圧平均値Vaに相当するアーク電圧設
定信号Vsを出力するアーク電圧設定回路VSと、溶接
電流Iwを検出して平滑した溶接電流平均値Iaに相当
する平均溶接電流信号Iavを出力する溶接電流平滑回路
IDAと、アーク電圧設定信号Vs及び平均溶接電流信
号Iavを入力として、電源外部特性の傾斜K及び電源外
部特性の出力電流が零のときの出力電圧を定める出力電
圧定数Voを算出し、出力電圧定数Voから溶接電流平
均値Iaと電源外部特性の傾斜Kとの積を減算した出力
端子電圧値Vt=Vo−K×Iaに相当する出力端子電
圧信号Vtを出力する電源外部特性演算回路KC検出電
圧平滑信号Vavと出力端子電圧信号Vtとによって溶接
電源PSの溶接電流Iwを制御してアーク長の変化を抑
制するアーク溶接装置である。
An arc welding apparatus for controlling an arc length according to claim 5 is a detection voltage smoothing circuit VDA which inputs a welding voltage instantaneous value signal Vd and outputs a detection voltage smoothing signal Vav corresponding to the smoothed arc voltage average value Va. An arc voltage setting circuit VS for outputting an arc voltage setting signal Vs corresponding to an arc voltage average value Va corresponding to a predetermined arc length, and an average corresponding to a welding current average value Ia obtained by detecting and smoothing the welding current Iw. With the welding current smoothing circuit IDA that outputs the welding current signal Iav and the arc voltage setting signal Vs and the average welding current signal Iav as inputs, the output voltage when the slope K of the power supply external characteristic and the output current of the power supply external characteristic are zero is calculated. An output terminal voltage value Vt = V is calculated by calculating a predetermined output voltage constant Vo and subtracting the product of the average welding current value Ia and the slope K of the power supply external characteristic from the output voltage constant Vo. The power supply external characteristic calculation circuit KC that outputs an output terminal voltage signal Vt corresponding to −K × Ia, and controls the welding current Iw of the welding power supply PS by the output terminal voltage signal Vt and the output terminal voltage signal Vt to change the arc length. It is an arc welding device to suppress.

【0106】請求項6のアーク長を制御するアーク溶接
装置は、溶接負荷電圧Vwを検出して溶接電圧瞬時値信
号Vdを出力する溶接電圧瞬時値検出回路VDと、この
溶接電圧瞬時値信号Vdを入力して平滑したアーク電圧
平均値Vaに相当する検出電圧平滑信号Vavを出力する
検出電圧平滑回路VDAと、所定のアーク長に対応した
アーク電圧平均値Vaに相当するアーク電圧設定信号V
sを出力するアーク電圧設定回路VSと、溶接電流Iw
を検出して溶接電流検出信号Idを出力する溶接電流検
出回路IDと、この溶接電流検出信号Idを平滑して溶
接電流平均値Iaに相当する平均溶接電流信号Iavを出
力する溶接電流平滑回路IDAと、アーク電圧設定信号
Vs及び平均溶接電流信号Iavを入力として、電源外部
特性の傾斜K及び電源外部特性の出力電流が零のときの
出力電圧を定める出力電圧定数Voを算出し、出力電圧
定数Voから溶接電流平均値Iaと電源外部特性の傾斜
Kとの積を減算した出力端子電圧値Vt=Vo−K×I
aに相当する出力端子電圧信号Vtを出力する電源外部
特性演算回路KCと、上記の検出電圧平滑信号Vavと出
力端子電圧信号Vtとを入力して、アーク電圧平均値V
aと出力端子電圧値値Vtとを比較してその差の設定・
検出電圧比較信号Cm2を出力する設定・検出電圧比較回
路CM2と、溶接電流検出信号Id及び設定・検出電圧
比較信号Cm2を入力して溶接電流制御信号Cm1を出力す
る設定・検出電流比較回路CM1と、この溶接電流制御
信号Cm1によって溶接電源PSの溶接電流Iwを制御し
てアーク長の変化を抑制するアーク溶接装置である。
An arc welding apparatus for controlling an arc length according to claim 6 includes a welding voltage instantaneous value detection circuit VD for detecting a welding load voltage Vw and outputting a welding voltage instantaneous value signal Vd; And a detection voltage smoothing circuit VDA that outputs a detection voltage smoothing signal Vav corresponding to the smoothed arc voltage average value Va, and an arc voltage setting signal V corresponding to the arc voltage average value Va corresponding to a predetermined arc length.
arc voltage setting circuit VS for outputting s and welding current Iw
And a welding current smoothing circuit IDA for smoothing the welding current detection signal Id and outputting an average welding current signal Iav corresponding to the welding current average value Ia. And the arc voltage setting signal Vs and the average welding current signal Iav as inputs, calculate the output voltage constant Vo that determines the output voltage when the slope K of the power supply external characteristic and the output current of the power supply external characteristic are zero, and the output voltage constant Vo Output terminal voltage value Vt = Vo−K × I obtained by subtracting the product of welding current average value Ia and slope K of the power supply external characteristic from Vo.
a, a power supply external characteristic calculation circuit KC for outputting an output terminal voltage signal Vt corresponding to “a”, the detected voltage smoothing signal Vav and the output terminal voltage signal Vt, and an arc voltage average value V
a is compared with the output terminal voltage value Vt to determine the difference.
A setting / detection voltage comparison circuit CM2 for outputting the detection voltage comparison signal Cm2, a setting / detection current comparison circuit CM1 for receiving the welding current detection signal Id and the setting / detection voltage comparison signal Cm2 and outputting the welding current control signal Cm1; This is an arc welding apparatus that controls the welding current Iw of the welding power source PS by using the welding current control signal Cm1 to suppress a change in arc length.

【0107】請求項7のアーク長を制御するアーク溶接
装置は、溶接負荷電圧Vwを検出して溶接電圧瞬時値信
号Vdを出力する溶接電圧瞬時値検出回路VDと、この
溶接電圧瞬時値信号Vdを入力して平滑したアーク電圧
平均値Vaに相当する検出電圧平滑信号Vavを出力する
検出電圧平滑回路VDAと、所定のアーク長に対応した
アーク電圧平均値Vaに相当するアーク電圧設定信号V
sを出力するアーク電圧設定回路VSと、溶接電流Iw
を検出して溶接電流検出信号Idを出力する溶接電流検
出回路IDと、この溶接電流検出信号Idを平滑して溶
接電流平均値Iaに相当する平均溶接電流信号Iavを出
力する溶接電流平滑回路IDAと、アーク電圧設定信号
Vsを入力として、電源外部特性の出力電流が零のとき
の出力電圧に相当する出力電圧定数信号Vo及び電源外
部特性の傾斜信号Kを出力する電源外部特性設定回路K
Tと、電源外部特性の傾斜信号K及び出力電圧定数信号
Vo及び平均溶接電流信号Iavを入力して、出力電圧定
数Voから溶接電流平均値Iaと電源外部特性の傾斜K
との積を減算した出力端子電圧値Vt=Vo−K×Ia
に相当する出力端子電圧信号Vtを出力する減算回路V
Tと、上記の検出電圧平滑信号Vavと出力端子電圧信号
Vtとを入力して、アーク電圧平均値Vaと出力端子電
圧値Vtとを比較してその差の設定・検出電圧比較信号
Cm2を出力する設定・検出電圧比較回路CM2と、溶接
電流検出信号Id及び設定・検出電圧比較信号Cm2を入
力して溶接電流制御信号Cm1を出力する設定・検出電流
比較回路CM1と、この溶接電流制御信号Cm1によって
溶接電源PSの溶接電流Iwを制御してアーク長の変化
を抑制するアーク溶接装置である。
An arc welding apparatus for controlling an arc length according to claim 7 includes a welding voltage instantaneous value detection circuit VD for detecting a welding load voltage Vw and outputting a welding voltage instantaneous value signal Vd; And a detection voltage smoothing circuit VDA that outputs a detection voltage smoothing signal Vav corresponding to the smoothed arc voltage average value Va, and an arc voltage setting signal V corresponding to the arc voltage average value Va corresponding to a predetermined arc length.
arc voltage setting circuit VS for outputting s and welding current Iw
And a welding current smoothing circuit IDA for smoothing the welding current detection signal Id and outputting an average welding current signal Iav corresponding to the welding current average value Ia. And an arc voltage setting signal Vs, and an output voltage characteristic signal Vo corresponding to the output voltage when the output current of the power supply external characteristic is zero and a power supply external characteristic setting circuit K for outputting a slope signal K of the power supply external characteristic.
T, the slope signal K of the power supply external characteristic, the output voltage constant signal Vo, and the average welding current signal Iav, and the welding voltage average value Ia and the slope K of the power supply external characteristic are obtained from the output voltage constant Vo.
Output terminal voltage value Vt = Vo−K × Ia obtained by subtracting the product of
A subtraction circuit V that outputs an output terminal voltage signal Vt corresponding to
T, the detected voltage smoothing signal Vav and the output terminal voltage signal Vt are inputted, the arc voltage average value Va is compared with the output terminal voltage value Vt, and the difference setting / detection voltage comparison signal Cm2 is output. And a setting / detection current comparison circuit CM1, which inputs a welding current detection signal Id and a setting / detection voltage comparison signal Cm2 and outputs a welding current control signal Cm1, and a welding / current control signal Cm1. This is an arc welding apparatus that controls a welding current Iw of a welding power source PS to suppress a change in arc length.

【0108】請求項8の溶接アーク長制御方法は、請求
項1又は請求項2又は請求項3の溶接アーク制御方法
が、アルゴンガスを主成分とするシールドガスでガスシ
ールドして、アルミニウム又はその合金の消耗電極を予
め設定した一定の送給速度でアルミニウム又はその合金
の被溶接材に送給し、アーク長を短く設定して溶接する
溶接アーク長制御方法である。
The welding arc length control method according to claim 8 is the method according to claim 1, wherein the gas is shielded with a shielding gas containing argon gas as a main component and aluminum or its aluminum is shielded. This is a welding arc length control method in which a consumable electrode of an alloy is fed to a material to be welded of aluminum or an alloy thereof at a preset constant feeding speed, and a short arc length is set for welding.

【0109】請求項9のアーク溶接装置は、請求項4又
は請求項5又は請求項6は請求項7の消耗電極アーク溶
接装置が、アルゴンガスを主成分とするシールドガスで
ガスシールドして、アルミニウム及びその合金の消耗電
極を予め設定した一定の送給速度でアルミニウム及びそ
の合金の被溶接材に送給し、アーク長を短く設定して溶
接するアーク溶接装置である。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an arc welding apparatus according to the fourth, fifth, or sixth aspect, wherein the consumable electrode arc welding apparatus according to the seventh aspect performs gas shielding with a shielding gas containing argon gas as a main component. An arc welding apparatus for feeding a consumable electrode made of aluminum or an alloy thereof to a material to be welded made of aluminum or an alloy thereof at a preset fixed feed rate, and setting a short arc length for welding.

【0110】[0110]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、図7に示
すように、溶接負荷電圧Vwを検出して溶接電圧瞬時値
信号Vdを出力する溶接電圧瞬時値検出回路VDと、こ
の溶接電圧瞬時値信号Vdを入力して平滑したアーク電
圧平均値Vaに相当する検出電圧平均信号Vavを出力す
る検出電圧平滑回路VDAと、所定のアーク長に対応し
たアーク電圧平均値Vaに相当するアーク電圧設定信号
Vsを出力するアーク電圧設定回路VSと、溶接電流I
wを検出して電流検出信号Idを出力する溶接電流検出
回路IDと、 電流検出信号Idを入力として溶接電流
平均値Iaに相当する平均溶接電流信号Iavを出力する
溶接電流平滑回路IDAと、上記のアーク電圧設定信号
Vsを入力して、電源外部特性の出力電流が零のときの
出力電圧に相当する出力電圧定数信号Vo及び電源外部
特性の傾斜信号Kを出力する電源外部特性設定回路KT
と、上記の電源外部特性の傾斜信号K及び出力電圧定数
信号Vo及び平均溶接電流信号Iavを入力して、出力電
圧定数Voから溶接電流平均値Iaと電源外部特性の傾
斜Kとの積を減算した出力端子電圧値Vt=Vo−K×
Iaに相当する出力端子電圧信号Vtを出力する減算回
路VTと、上記の検出電圧平滑信号Vavと出力端子電圧
信号Vtとを入力して、アーク電圧平均値Vaと出力端
子電圧値Vtとを比較してその差の設定・検出電圧比較
信号Cm2を出力する設定・検出電圧比較回路CM2と、
溶接電流検出信号Id及び設定・検出電圧比較信号Cm2
を入力して溶接電流制御信号Cm1を出力する設定・検出
電流比較回路CM1と、この溶接電流制御信号Cm1によ
って溶接電源PSの溶接電流Iwを制御してアーク長の
変化を抑制するアーク溶接装置である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG. 7, an embodiment of the present invention is a welding voltage instantaneous value detection circuit VD which detects a welding load voltage Vw and outputs a welding voltage instantaneous value signal Vd. A detection voltage smoothing circuit VDA which receives a voltage instantaneous value signal Vd and outputs a detection voltage average signal Vav corresponding to a smoothed arc voltage average value Va, and an arc corresponding to an arc voltage average value Va corresponding to a predetermined arc length. An arc voltage setting circuit VS for outputting a voltage setting signal Vs;
a welding current detection circuit ID that detects w and outputs a current detection signal Id; a welding current smoothing circuit IDA that receives the current detection signal Id and outputs an average welding current signal Iav corresponding to the welding current average value Ia; , And outputs an output voltage constant signal Vo corresponding to the output voltage when the output current of the power supply external characteristic is zero and a slope signal K of the power supply external characteristic.
And the above-mentioned slope signal K of the power supply external characteristic, the output voltage constant signal Vo, and the average welding current signal Iav, and subtracts the product of the welding current average value Ia and the slope K of the power supply external characteristic from the output voltage constant Vo. Output terminal voltage value Vt = Vo−K ×
A subtraction circuit VT that outputs an output terminal voltage signal Vt corresponding to Ia, the above-described detection voltage smoothing signal Vav and the output terminal voltage signal Vt are input, and the arc voltage average value Va and the output terminal voltage value Vt are compared. A setting / detection voltage comparison circuit CM2 for outputting a difference setting / detection voltage comparison signal Cm2;
Welding current detection signal Id and setting / detection voltage comparison signal Cm2
And a setting / detection current comparison circuit CM1 for outputting a welding current control signal Cm1 and an arc welding apparatus for controlling the welding current Iw of the welding power source PS by the welding current control signal Cm1 to suppress a change in arc length. is there.

【0120】[0120]

【実施例】従来技術は、電源外部特性の傾斜がアーク電
圧設定値に関係なく予め設定した一定値にしていたが、
本発明は、電源外部特性の傾斜をアーク電圧設定値に連
動して変化させることによって、見かけのアーク長の変
化を抑制する溶接アーク長制御方法及びアーク溶接装置
である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the prior art, the slope of the external characteristic of the power supply is set to a predetermined constant value regardless of the set value of the arc voltage.
The present invention relates to a welding arc length control method and an arc welding apparatus for suppressing a change in an apparent arc length by changing a slope of a power supply external characteristic in accordance with an arc voltage set value.

【0122】図6は、アーク電圧平均値Vaが低くなる
にしたがって、ワイヤ溶融特性Wmの湾曲して、アーク
負荷特性の傾斜が変化することを示すアーク負荷特性傾
斜変化図である。この図6は、正常アークのワイヤ溶融
特性と広がりアークのワイヤ溶融特性について、見かけ
のアーク長の溶接電流平均値Ia(横軸)とアーク電圧
設定値Vs及びアーク電圧平均値Va(縦軸)との関係
を示す実験データに基づいて作成している。
FIG. 6 is an arc load characteristic slope change diagram showing that the wire melting characteristic Wm is curved and the inclination of the arc load characteristic changes as the arc voltage average value Va decreases. FIG. 6 shows the welding current average value Ia (horizontal axis), the arc voltage set value Vs, and the arc voltage average value Va (vertical axis) of the apparent arc length regarding the wire melting characteristics of the normal arc and the wire melting characteristics of the spread arc. It is created based on experimental data showing the relationship with

【0124】ワイヤ送給速度Wsを一定にしたときのワ
イヤ溶融特性Wmは、前述した図5(A)のような広が
りが大きくない正常アーク形状の場合においては、図6
の太線の曲線(以下、正常アークワイヤ溶融特性とい
う)となる。ワイヤ溶融特性Wmが図6の太線の曲線と
なる現象は、請求項8及び請求項9に記載したように、
アルゴンガスを主成分とするシールドガスでガスシール
ドして、アルミニウム又はその合金の消耗電極を予め設
定した一定の送給速度でアルミニウム又はその合金の被
溶接材に送給し、アーク長を短く設定して溶接した場合
に顕著に現れる。この現象は、アーク長を短く設定して
溶接するので、溶滴移行がスプレー移行と短絡移行との
中間にあるので、本出願人は「メソ・スプレー移行」と
呼んでいる。
The wire melting characteristic Wm when the wire feeding speed Ws is constant is shown in FIG. 6 in the case of the normal arc shape where the spread is not large as shown in FIG.
(Hereinafter referred to as a normal arc wire melting characteristic). The phenomenon that the wire melting characteristic Wm becomes a thick curve in FIG. 6 is as described in claims 8 and 9.
Gas shielded with a shielding gas containing argon gas as the main component, aluminum or its alloy consumable electrode is fed to aluminum or its alloy to be welded at a predetermined constant feed rate, and the arc length is set short It appears remarkably when welded. This phenomenon is called "meso-spray transfer" because the droplet transfer is halfway between the spray transfer and the short-circuit transfer because welding is performed with the arc length set short.

【0125】上記の正常アークワイヤ溶融特性Wm上
に、アーク電圧設定値V1乃至V4を設定すると、アー
ク負荷特性は、アーク電圧設定値V1の場合はL1とな
り、V2の場合はL2となり、V3の場合はL3とな
り、V4の場合はL4となる。
When the set arc voltage values V1 to V4 are set on the normal arc wire melting characteristic Wm, the arc load characteristics are L1 for the set arc voltage value V1, L2 for V2, and V3 for V3. In this case, it becomes L3, and in the case of V4, it becomes L4.

【0126】これに対して、アークが前述した図5
(B)のような広がりが大きくなると、正常アーク形状
のときと同じワイヤ送給速度Wsであるにもかかわら
ず、ワイヤ溶融特性Wnは、図6の細線の曲線(以下、
広がりアークワイヤ溶融特性という)となる。この広が
りアークワイヤ溶融特性曲線Wn上に、アーク電圧平均
値V1n乃至V4nを設定すると、アーク負荷特性はアーク
電圧平均値V1nの場合はL1となり、V2nの場合はL2
となり、V3nの場合はL3となり、V4nの場合はL4と
なる。正常アークワイヤ溶融特性Wmと広がりアークワ
イヤ溶融特性Wnとを対比すると、アーク電圧設定値V
1が高いときは、両者のアーク負荷特性L1は同じであ
る。
On the other hand, the arc shown in FIG.
When the spread as shown in (B) becomes large, the wire melting characteristic Wn becomes the thin line curve in FIG.
(Referred to as spreading arc wire melting characteristics). When the arc voltage average values V1n to V4n are set on the spread arc wire melting characteristic curve Wn, the arc load characteristics are L1 for the arc voltage average value V1n and L2 for V2n.
And L3 in the case of V3n, and L4 in the case of V4n. Comparing the normal arc wire melting characteristic Wm with the spread arc wire melting characteristic Wn, the arc voltage set value V
When 1 is high, both arc load characteristics L1 are the same.

【0128】しかし、アーク電圧設定値が低くなると、
正常アークワイヤ溶融特性Wmでのアーク電圧設定値V
3では、アーク負荷特性はL3であるにもかかわらず、
広がりアークワイヤ溶融特性Wnでは、アーク負荷特性
はL4となり、広がりアークワイヤ溶融特性Wnでのア
ーク電圧平均値V4nは、正常アークワイヤ溶融特性Wm
でのアーク電圧設定値V3となる。ここで、仮にアーク
電圧設定値V3を高くしてV3nにすれば、アーク負荷特
性は変化しないでL3を維持することができる。
However, when the set value of the arc voltage becomes lower,
Arc voltage set value V at normal arc wire melting characteristic Wm
3, the arc load characteristic is L3,
In the spread arc wire melting property Wn, the arc load property is L4, and the average arc voltage V4n in the spread arc wire melting property Wn is the normal arc wire melting property Wm.
Is the arc voltage set value V3. Here, if the arc voltage set value V3 is increased to V3n, it is possible to maintain L3 without changing the arc load characteristics.

【0130】ワイヤ送給速度Wsを一定値に設定してア
ーク広がりを変化させたて調べた結果、例えば、アーク
電圧設定値をV4に設定したときに、正常アークワイヤ
溶融特性Wmでのアーク負荷特性はL4であり、広がり
アークワイヤ溶融特性Wn上のアーク電圧平均値がV4n
になったときも、アーク負荷特性はL4である。言い換
えると、正常アークワイヤ溶融特性Wmのアーク電圧設
定値V4は勿論、広がりアークワイヤ溶融特性Wn上の
アーク電圧平均値V4nも、同じアーク負荷特性L4の直
線上に存在する。したがって、正常アークワイヤ溶融特
性Wmのアーク電圧設定値V1乃至V4は勿論、広がり
アークワイヤ溶融特性Wn上のアーク電圧平均値V1n乃
至V4nは、それぞれ同じアーク負荷特性L1乃至L4の
直線上に存在する。
As a result of investigation by setting the wire feed speed Ws to a constant value and changing the arc spread, for example, when the arc voltage set value was set to V4, the arc load at the normal arc wire melting characteristic Wm was determined. The characteristic is L4, and the average arc voltage on the spread arc wire melting characteristic Wn is V4n.
, The arc load characteristic is L4. In other words, not only the arc voltage set value V4 of the normal arc wire melting characteristic Wm, but also the arc voltage average value V4n on the spread arc wire melting characteristic Wn exists on the straight line of the same arc load characteristic L4. Therefore, not only the arc voltage set values V1 to V4 of the normal arc wire melting characteristics Wm, but also the arc voltage average values V1n to V4n on the spread arc wire melting characteristics Wn exist on the straight lines of the same arc load characteristics L1 to L4, respectively. .

【0132】上記のアーク負荷特性L1の傾斜は、正常
アークワイヤ溶融特性Wmと略直交し、アーク負荷特性
L1は略水平な直線であり、アーク負荷特性L4は略垂
直な直線である。上記のアーク負荷特性L1乃至L4の
傾斜は、正常アークワイヤ溶融特性Wmと略直交し、ア
ーク電圧設定値(V1乃至V4)が低くなるにしたがつ
て、アーク負荷特性は略水平な直線から、略垂直な直線
に変化することがわかった。
The slope of the arc load characteristic L1 is substantially orthogonal to the normal arc wire melting characteristic Wm, the arc load characteristic L1 is a substantially horizontal straight line, and the arc load characteristic L4 is a substantially vertical straight line. The inclination of the arc load characteristics L1 to L4 is substantially orthogonal to the normal arc wire melting characteristic Wm, and as the arc voltage set value (V1 to V4) decreases, the arc load characteristic changes from a substantially horizontal straight line. It turned out to change to a substantially vertical straight line.

【0134】この実験結果を利用して、アーク電圧設定
値(V1乃至V4)ごとの電源外部特性の傾斜を、アー
ク負荷特性L1乃至L4の傾斜と同じにすることによっ
て、アークの広がりの影響を受けないで、見かけのアー
ク長の変化を抑制することができる。
Using the results of this experiment, by making the slope of the power supply external characteristic for each of the arc voltage set values (V1 to V4) the same as the slope of the arc load characteristics L1 to L4, the influence of the arc spread can be reduced. Without this, the change in the apparent arc length can be suppressed.

【0140】図7は、本発明のアーク長制御方法を実施
する溶接装置のブロック図である。本発明は、従来の制
御方法と異なり、電源外部特性を、アーク負荷特性と対
応させた傾斜にすることによって、アーク負荷に応じた
適正なアーク電圧値及び電流値を供給するアーク長制御
方法である。以下、図7を参照して、本発明のアーク長
制御方法を実施する溶接装置のブロック図について説明
する。同図において、点線で示される電源外部特性演算
回路KCは、本発明の変更部分であり、この点線で示さ
れる部分以外は従来の溶接装置と同様である。
FIG. 7 is a block diagram of a welding apparatus for implementing the arc length control method of the present invention. The present invention is different from the conventional control method in that an arc length control method for supplying an appropriate arc voltage value and current value according to an arc load by setting a power supply external characteristic to a slope corresponding to an arc load characteristic. is there. Hereinafter, a block diagram of a welding apparatus that implements the arc length control method of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, a power supply external characteristic calculation circuit KC indicated by a dotted line is a modified portion of the present invention, and the portions other than the portion indicated by the dotted line are the same as the conventional welding apparatus.

【0142】溶接電流検出回路IDは、溶接電流Iwを
検出して電流検出信号Idを出力する。溶接電流平滑回
路IDAは電流検出信号Idを入力として平滑した溶接
電流平均値Iaに相当する平均溶接電流信号Iavを出力
する。電源外部特性設定回路KTは、アーク電圧設定信
号Vsを入力として、電源外部特性の出力電流が零のと
きの出力電圧に相当する出力電圧定数信号Vo及び電源
外部特性の傾斜信号Kを出力する。上記の電源外部特性
の傾斜信号K及び出力電圧定数信号Voは、ワイヤ送給
速度Ws、溶接電流通電回路のインピーダンスZ等の影
響も考慮に入れると誤差を少なくし、また広範囲のアー
クの広がりにも適応させることができる。
The welding current detection circuit ID detects the welding current Iw and outputs a current detection signal Id. The welding current smoothing circuit IDA receives the current detection signal Id and outputs an average welding current signal Iav corresponding to the smoothed welding current average value Ia. The power supply external characteristic setting circuit KT receives the arc voltage setting signal Vs as an input, and outputs an output voltage constant signal Vo corresponding to an output voltage when the output current of the power supply external characteristic is zero and a slope signal K of the power supply external characteristic. The inclination signal K and the output voltage constant signal Vo of the power supply external characteristics described above reduce errors when the effects of the wire feeding speed Ws, the impedance Z of the welding current conduction circuit, and the like are taken into account, and can also be used to spread the arc over a wide range. Can also be adapted.

【0144】減算回路VTは、電源外部特性の傾斜信号
K及び出力電圧定数信号Voと平均溶接電流信号Iavと
を入力して、出力電圧定数Voから溶接電流平均値Ia
と電源外部特性の傾斜Kとの積を減算した出力端子電圧
値Vt=Vo−K×Iaに相当する出力端子電圧信号V
tを出力する。
The subtraction circuit VT receives the ramp signal K of the power supply external characteristic, the output voltage constant signal Vo, and the average welding current signal Iav, and calculates the welding current average value Ia from the output voltage constant Vo.
Output terminal voltage signal Vt corresponding to output terminal voltage value Vt = Vo−K × Ia obtained by subtracting the product of power supply voltage and slope K of the power supply external characteristic.
Output t.

【0146】インピーダンスZの影響も考慮に入れる場
合は、電源出力端子電圧Vpは、溶接負荷電圧Vwに、
インピーダンスZと溶接電流平均値Iaとの積のインピ
ーダンス降下Vzを加算した値を出力する。
When the effect of impedance Z is taken into account, power supply output terminal voltage Vp is equal to welding load voltage Vw.
A value obtained by adding the impedance drop Vz of the product of the impedance Z and the welding current average value Ia is output.

【0150】図8は、本発明のアーク長制御方法を適応
したアーク電圧設定値に連動して、電源外部特性の傾斜
を変化させることによって、見かけのアーク長の変化を
抑制する特性傾斜制御電源外部特性を示す。図8におい
て、ワイヤ送給速度Wsを予め設定した一定値にしてお
き、アーク電圧設定値をV1に設定したとき、電源外部
特性は略定電圧の電源外部特性1を出力する。アーク電
圧設定値をV2からV4に向かって低い値に設定してい
くと、電源外部特性の傾斜は外部特性2から外部特性4
に向かって略定電圧特性から垂下特性の方向に変化して
いる。また、いずれの電源外部特性も、正常アークワイ
ヤ溶融特性Wmと略直交している。
FIG. 8 is a characteristic slope control power supply that suppresses a change in an apparent arc length by changing the slope of the external characteristic of the power supply in conjunction with an arc voltage set value to which the arc length control method of the present invention is applied. Indicates external characteristics. In FIG. 8, when the wire feed speed Ws is set to a predetermined constant value and the arc voltage set value is set to V1, the power supply external characteristic outputs a power supply external characteristic 1 of a substantially constant voltage. As the arc voltage set value is set to a lower value from V2 to V4, the slope of the power supply external characteristic changes from the external characteristic 2 to the external characteristic 4
, The voltage changes from a substantially constant voltage characteristic to a drooping characteristic. In addition, all the power supply external characteristics are substantially orthogonal to the normal arc wire melting characteristics Wm.

【0152】電源外部特性の傾斜が外部特性4のように
垂下特性になっていると、陰極点がビード両端から離れ
た位置に移動して、前述した図2に示すように、実際の
アーク長Lbのアーク電圧が大になるために、アーク負
荷特性はLnとなり、電源外部特性V1とワイヤ溶融特
性Wnとの交差点Cnでの溶接電流平均値はIanに減少
するために、ワイヤ溶融速度がWnに低下して、見かけ
のアーク長が、図5(B)及び(A)に示すように、L
a1からLa2に減少してしまうことを抑制することができ
る。
If the slope of the power supply external characteristic is a drooping characteristic like the external characteristic 4, the cathode point moves to a position away from both ends of the bead, and as shown in FIG. Since the arc voltage of Lb becomes large, the arc load characteristic becomes Ln, and the average value of the welding current at the intersection Cn of the power supply external characteristic V1 and the wire melting characteristic Wn decreases to Ian. And the apparent arc length decreases as shown in FIGS. 5B and 5A.
Reduction from a1 to La2 can be suppressed.

【0154】前述したように、電源外部特性の外部特性
1乃至外部特性4が、正常アークワイヤ溶融特性Wmと
略直交していると、ワイヤ送給速度Ws、溶接電源の出
力電流、出力電圧等が変動して、ワイヤ送給速度Wsと
正常アークワイヤ溶融特性Wmとのバランスが過渡的に
崩れたときでも、交差する動作点の変動が小さいので、
陰極点の移動範囲の拡大及びアーク形状の広がりに起因
する見かけアーク長の変化を抑制することができる。見
かけアーク長が一定であれば、アークの安定性及び溶接
結果の均一性を確保することができる。
As described above, if the external characteristics 1 to 4 of the power supply external characteristics are substantially orthogonal to the normal arc wire melting characteristics Wm, the wire feeding speed Ws, the output current of the welding power source, the output voltage, etc. Fluctuates, and even when the balance between the wire feeding speed Ws and the normal arc wire melting characteristic Wm transiently collapses, the fluctuation of the intersecting operating points is small.
It is possible to suppress a change in the apparent arc length caused by the expansion of the movement range of the cathode spot and the expansion of the arc shape. If the apparent arc length is constant, the stability of the arc and the uniformity of the welding result can be ensured.

【1000】[1000]

【本発明の効果】図9は、アーク電圧設定値Vsが予め
設定した一定値であっても、電源外部特性を変化させ
て、陰極点の移動による実際のアーク長Lbの変化に対
応した溶接負荷電圧を出力することによって、見かけの
アーク長Laの変化を抑制して、ビード幅をほとんど変
化させていない現象を説明する図である。
FIG. 9 shows that even when the arc voltage set value Vs is a fixed value set in advance, the external characteristic of the power source is changed so that the welding corresponding to the change of the actual arc length Lb due to the movement of the cathode point. FIG. 9 is a diagram illustrating a phenomenon in which a change in an apparent arc length La is suppressed by outputting a load voltage, and the bead width is hardly changed.

【1001】前述した図5においては、同じ溶接負荷電
圧値Vwであっても、見かけのアーク長がLa1からLa2
まで変化して、ビード幅もWaからWbに変化してしま
っていた。
In FIG. 5 described above, even if the welding load voltage value Vw is the same, the apparent arc length changes from La1 to La2.
And the bead width also changed from Wa to Wb.

【1002】図9に示す本発明のアーク長制御では、溶
接の進行にしたがって、被溶接材の温度が高くなり、ビ
ード両端から離れた位置が高温になっても、見かけのア
ーク長は一定に維持されるていることを示す。溶接の進
行にしたがって、アークは広がり、実際のアーク長はL
b1からLb2に増加して、アークの広がりと一致するクリ
ーニング幅はWc1からWc2に増加するが、アーク負荷特
性に対応させた電源外部特性を設定しているので、チッ
プと被溶接材間に出力する溶接負荷電圧Vwが電源外部
特性上を自動的に変化するので、見かけのアーク長の変
化は抑制される。その結果、溶接アークは安定し、均一
な溶け込み深さ及びビード幅を得ることができる。ま
た、被溶接材表面の酸化物分布が不均一であっても、見
かけのアーク長の変化は少ない。
In the arc length control of the present invention shown in FIG. 9, the temperature of the material to be welded increases with the progress of welding, and the apparent arc length is kept constant even when the position far from both ends of the bead becomes high. Indicates that it is maintained. As the welding progresses, the arc expands and the actual arc length becomes L
The cleaning width, which coincides with the spread of the arc, increases from b1 to Lb2, and increases from Wc1 to Wc2. However, since the power supply external characteristics corresponding to the arc load characteristics are set, the output between the chip and the workpiece is output. Since the welding load voltage Vw changes automatically on the external characteristics of the power supply, the change in the apparent arc length is suppressed. As a result, the welding arc is stable, and a uniform penetration depth and a uniform bead width can be obtained. Further, even if the oxide distribution on the surface of the material to be welded is not uniform, the change in the apparent arc length is small.

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

【図1】図1は、ワイヤの先端1aが、チップから突き
出し、突き出し長さExを流れる溶接電流Iwによるジ
ュール熱と突き出し長さExのアーク熱とによって、溶
融して被溶接材の溶融部に移行する説明図である。
FIG. 1 is a diagram showing a state in which a wire tip 1a protrudes from a tip and is melted by Joule heat due to a welding current Iw flowing through a protruding length Ex and arc heat having a protruding length Ex to melt a welded material; FIG.

【図2】図2は、電源外部特性とアーク負荷特性とワイ
ヤ溶融特性との関係を示す電源外部・アーク特性図であ
る。
FIG. 2 is a power supply external / arc characteristic diagram showing a relationship among a power supply external characteristic, an arc load characteristic, and a wire melting characteristic.

【図3】図3は、図2の電源外部・アーク特性図から定
まるアーク長を制御する従来の溶接装置のブロック図で
ある。
FIG. 3 is a block diagram of a conventional welding device for controlling an arc length determined from an external power source / arc characteristic diagram of FIG. 2;

【図4】図4は、前述した図3の従来の溶接装置の各回
路の出力信号の時間的経過を示すタイミングチャートで
ある。
FIG. 4 is a timing chart showing a time course of an output signal of each circuit of the conventional welding apparatus of FIG. 3 described above.

【図5】図5は、同じ溶接負荷電圧値Vwであっても、
見かけのアーク長がLa1からLa2まで変化して、ビード
幅もWaからWbに変化してしまう現象を説明する図で
ある。
FIG. 5 shows that even when the welding load voltage value Vw is the same,
It is a figure explaining the phenomenon that the apparent arc length changes from La1 to La2, and the bead width also changes from Wa to Wb.

【図6】図6は、アーク電圧平均値Vaが低くなるにし
たがって、ワイヤ溶融特性Wmの湾曲して、アーク負荷
特性の傾斜が変化することを示すアーク負荷特性傾斜変
化図である。
FIG. 6 is an arc load characteristic inclination change diagram showing that as the arc voltage average value Va decreases, the wire melting characteristic Wm curves and the inclination of the arc load characteristic changes.

【図7】図7は、本発明のアーク長制御方法を実施する
溶接装置のブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram of a welding apparatus for implementing the arc length control method of the present invention.

【図8】図8は、本発明のアーク長制御方法を適応した
アーク電圧設定値に連動して、電源外部特性の傾斜を変
化させることによって、見かけのアーク長の変化を抑制
する特性傾斜制御電源外部特性を示す。
FIG. 8 is a characteristic slope control that suppresses a change in an apparent arc length by changing a slope of a power supply external characteristic in conjunction with an arc voltage set value to which the arc length control method of the present invention is applied. This shows the power supply external characteristics.

【図9】図9は、アーク電圧設定値Vsが予め設定した
一定値であっても、電源外部特性を変化させて、陰極点
の移動による実際のアーク長Lbの変化に対応した溶接
負荷電圧を出力することによって、見かけのアーク長L
aの変化を小にして、ビード幅をほとんど変化させてい
ない現象を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a welding load voltage corresponding to a change in an actual arc length Lb due to movement of a cathode point by changing a power supply external characteristic even when an arc voltage set value Vs is a predetermined constant value; , The apparent arc length L
It is a figure explaining the phenomenon which made the change of a small and made the bead width hardly changed.

【符号の説明】 1…溶接用ワイヤ 1a、1b…ワイヤの先端 2…被溶接材 2a、2b…陰極点 AC…商用電源 CM1…設定・検出電流比較回路 Cm1…溶接電流制御信号 CM2…設定・検出電圧比較回路 Cm2…設定・検出電圧比較信号 DF…パルス周波数・幅制御回路 Df…パルス周波数・幅制御信号 Ex…突き出し長さ Ia、Ia1、Ia2…平均溶接電流/溶接電流平均値 Iav…平均溶接電流信号 Ib…ベース電流/ベース電流値 IBS…ベース電流値設定回路 Ibs…ベース電流値設定信号 ID…溶接電流検出回路 Id…溶接電流検出信号 IDA…溶接電流平滑回路 Ip…ピーク電流値 IPS…ピーク電流値設定回路 Ips…ピーク電流値設定信号 Iw…溶接電流(瞬時値) K…電源外部特性の傾斜/電源外部特性の傾斜信号 KC…電源外部特性演算回路 KT…電源外部特性設定回路 La、La1、La2…見かけのアーク長 L1乃至L4、Ln…アーク負荷特性 Lb、Lb1、Lb2…実際のアーク長 PS…溶接電源 SW1…ピーク・ベース電流値切換回路 Sw1…ピーク・ベース電流値切換信号 Tb…ベース期間/ベース通電時間設定信号 TP…ピーク通電時間設定回路 Tp…ピーク期間/ピーク通電時間設定信号 V1n乃至V4n…アーク電圧平均値 V1S、V2S…電源外部特性 Va、Va1、Va2…アーク電圧/アーク電圧平均値 Vav…検出電圧平滑信号 Vo…出力電圧定数/出力電圧定数信号 VD…溶接電圧瞬時値検出回路 VDA…検出電圧平滑回路 Vd…溶接電圧瞬時値検出信号 VF…電圧・周波数変換回路 Vf…周波数制御信号 Vp…電源出力端子電圧 VS…アーク電圧設定回路 Vs、Vs1、Vs2、V1乃至V4…アーク電圧設定値/
アーク電圧設定信号 VT…減算回路VT Vt…出力端子電圧(値)/出力端子電圧信号 Vw…溶接負荷電圧(値) Vw1、Vw2…溶接電圧平均値 Vz…インピーダンス降下 Wa、Wb…ビード幅 Wc1、Wc2…クリーニング幅 WL…溶接線 WM…ワイヤ送給モータ WS…ワイヤ送給速度設定回路 Ws…ワイヤ送給速度/ワイヤ送給速度設定信号 Wm…ワイヤ溶融速度/ワイヤ溶融特性 Wn…ワイヤ溶融速度/ワイヤ溶融特性 Z…インピーダンス
[Description of Signs] 1 ... Welding wire 1a, 1b ... Wire tip 2 ... Material to be welded 2a, 2b ... Cathode point AC ... Commercial power supply CM1 ... Setting / detection current comparison circuit Cm1 ... Welding current control signal CM2 ... Setting / Detection voltage comparison circuit Cm2: Setting / detection voltage comparison signal DF: Pulse frequency / width control circuit Df: Pulse frequency / width control signal Ex: Projection length Ia, Ia1, Ia2: Average welding current / average welding current Iav: Average Welding current signal Ib: Base current / base current value IBS: Base current value setting circuit Ibs: Base current value setting signal ID: Welding current detection circuit Id: Welding current detection signal IDA: Welding current smoothing circuit Ip: Peak current value IPS: Peak current value setting circuit Ips: Peak current value setting signal Iw: Welding current (instantaneous value) K: Incline signal of power supply external characteristic / incline signal of power supply external characteristic KC: Power supply external characteristic calculation circuit KT: Power supply external characteristic setting circuit La, La1, La2: Apparent arc length L1 to L4, Ln: Arc load characteristic Lb, Lb1, Lb2: Actual arc length PS: Weld power SW1: Peak base Current value switching circuit Sw1 ... Peak / base current value switching signal Tb ... Base period / base conduction time setting signal TP ... Peak conduction time setting circuit Tp ... Peak period / peak conduction time setting signal V1n to V4n ... Arc voltage average value V1S, V2S: external power supply characteristics Va, Va1, Va2: arc voltage / arc voltage average value Vav: detection voltage smoothing signal Vo: output voltage constant / output voltage constant signal VD: welding voltage instantaneous value detection circuit VDA: detection voltage smoothing circuit Vd ... Welding voltage instantaneous value detection signal VF: voltage / frequency conversion circuit Vf: frequency control signal Vp: power supply output terminal voltage VS: arm Voltage setting circuit Vs, Vs1, Vs2, V1 to V4 ... arc voltage setting value /
Arc voltage setting signal VT: Subtraction circuit VT Vt: Output terminal voltage (value) / output terminal voltage signal Vw: Welding load voltage (value) Vw1, Vw2: Welding voltage average value Vz: Impedance drop Wa, Wb: Bead width Wc1, Wc2: Cleaning width WL: Welding line WM: Wire feeding motor WS: Wire feeding speed setting circuit Ws: Wire feeding speed / wire feeding speed setting signal Wm: Wire melting speed / wire melting characteristics Wn: Wire melting speed / Wire melting characteristics Z: impedance

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 消耗電極を予め設定した一定の送給速度
で被溶接材に送給して溶接する溶接アーク長制御方法に
おいて、アーク電圧設定値ごとの溶接電源の電源外部特
性の傾斜を、アーク負荷特性の傾斜と同じ値に連動させ
ることによって、アークの広がりの影響を受けないで見
かけのアーク長の変化を抑制する溶接アーク長制御方
法。
1. A welding arc length control method for feeding a consumable electrode to a material to be welded at a preset constant feeding speed, wherein a slope of a power source external characteristic of a welding power source for each arc voltage set value is determined. A welding arc length control method that suppresses a change in an apparent arc length without being affected by the spread of an arc by linking to the same value as the slope of the arc load characteristic.
【請求項2】 消耗電極を予め設定した一定の送給速度
で被溶接材に送給して溶接する溶接アーク長制御方法に
おいて、所定の見かけのアーク長を得るためのアーク電
圧設定値を設定し、前記アーク電圧設定値ごとの溶接電
源の電源外部特性の傾斜を、アーク負荷特性の傾斜と同
じ値にする出力端子電圧値を算出し、溶接負荷電圧を検
出して平滑したアーク電圧平均値と前記出力端子電圧値
との差の値によって、前記アーク電圧設定値と前記アー
ク電圧平均値とが等しくなるように制御することによっ
て、アークの広がりの影響を受けないで見かけのアーク
長の変化を抑制する溶接アーク長制御方法。
2. A method for controlling a welding arc length in which a consumable electrode is fed to a material to be welded at a preset constant feeding speed to set an arc voltage set value for obtaining a predetermined apparent arc length. Calculating the output terminal voltage value that makes the slope of the power supply external characteristic of the welding power source for each of the arc voltage set values the same as the slope of the arc load characteristic, and detecting and smoothing the welding load voltage to obtain an averaged arc voltage value. And the output terminal voltage value, by controlling the arc voltage set value and the arc voltage average value to be equal to each other, the change in the apparent arc length without being affected by the arc spread. Arc length control method that suppresses welding.
【請求項3】 消耗電極を予め設定した一定の送給速度
で被溶接材に送給して溶接する溶接アーク長制御方法に
おいて、所定の見かけのアーク長を得るためのアーク電
圧設定値を設定し、前記アーク電圧設定値ごとの溶接電
源の電源外部特性の傾斜を、アーク負荷特性の傾斜と同
じ値に定めるとともに、電源外部特性の出力電流が零の
ときの出力電圧に相当する出力電圧定数を算出し、前記
出力電圧定数から溶接電流平均値と前記電源外部特性の
傾斜との積を減算した出力端子電圧値を算出し、溶接負
荷電圧を検出して平滑したアーク電圧平均値と前記出力
端子電圧値との差の値によって、前記アーク電圧設定値
と前記アーク電圧平均値とが等しくなるように制御する
ことによって、アークの広がりの影響を受けないで見か
けのアーク長の変化を抑制する溶接アーク長制御方法。
3. A method for controlling a welding arc length in which a consumable electrode is fed to a material to be welded at a preset constant feeding speed to set an arc voltage set value for obtaining a predetermined apparent arc length. The slope of the power supply external characteristic of the welding power source for each of the arc voltage set values is set to the same value as the slope of the arc load characteristic, and the output voltage constant corresponding to the output voltage when the output current of the power supply external characteristic is zero. Calculate the output terminal voltage value by subtracting the product of the welding current average value and the slope of the power supply external characteristic from the output voltage constant, detect the welding load voltage and smooth the arc voltage average value and the output. By controlling the arc voltage set value and the arc voltage average value to be equal according to the difference between the terminal voltage value and the arc voltage set value and the arc voltage average value, the change in the apparent arc length without being affected by the spread of the arc. Arc length control method that suppresses welding.
【請求項4】 消耗電極を予め設定した一定の送給速度
で被溶接材に送給してアーク長を制御して溶接する消耗
電極アーク溶接装置において、所定のアーク長に対応し
たアーク電圧平均値に相当するアーク電圧設定信号及び
溶接電流を検出して平滑した溶接電流平均値に相当する
平均溶接電流信号を入力として、電源外部特性の傾斜及
び電源外部特性の出力電流が零のときの出力電圧を定め
る出力電圧定数を算出し、前記出力電圧定数から前記溶
接電流平均値と前記電源外部特性の傾斜との積を減算し
た出力端子電圧値に相当する出力端子電圧信号を出力す
る電源外部特性演算回路を備え、溶接負荷電圧を検出し
て平滑した検出電圧平滑信号と前記出力端子電圧信号と
によって溶接電源の溶接電流を制御してアーク長の変化
を抑制するアーク溶接装置。
4. A consumable electrode arc welding apparatus for feeding a consumable electrode to a material to be welded at a preset constant feed rate and controlling the arc length for welding, wherein an arc voltage average corresponding to a predetermined arc length is provided. The output when the slope of the power supply external characteristic and the output current of the power supply external characteristic are zero, with the arc voltage setting signal corresponding to the value and the average welding current signal corresponding to the welding current average value detected and smoothed by detecting the welding current as input. A power supply external characteristic that calculates an output voltage constant that determines a voltage and outputs an output terminal voltage signal corresponding to an output terminal voltage value obtained by subtracting a product of the welding current average value and a slope of the power supply external characteristic from the output voltage constant. An arithmetic circuit for controlling a welding current of a welding power source by a detected voltage smoothing signal obtained by detecting and smoothing a welding load voltage and the output terminal voltage signal to suppress a change in arc length; Contact device.
【請求項5】 消耗電極を予め設定した一定の送給速度
で被溶接材に送給してアーク長を制御して溶接する消耗
電極アーク溶接装置において、溶接電圧瞬時値信号を入
力して平滑したアーク電圧平均値に相当する検出電圧平
滑信号を出力する検出電圧平滑回路と、所定のアーク長
に対応したアーク電圧平均値に相当するアーク電圧設定
信号を出力するアーク電圧設定回路と、溶接電流を検出
して平滑した溶接電流平均値に相当する平均溶接電流信
号を出力する溶接電流平滑回路と、前記アーク電圧設定
信号及び前記平均溶接電流信号を入力として、電源外部
特性の傾斜及び電源外部特性の出力電流が零のときの出
力電圧を定める出力電圧定数を算出し、前記出力電圧定
数から前記溶接電流平均値と前記電源外部特性の傾斜と
の積を減算した出力端子電圧値に相当する出力端子電圧
信号を出力する電源外部特性演算回路と、前記検出電圧
平滑信号と前記出力端子電圧信号とによって溶接電源の
溶接電流を制御してアーク長の変化を抑制するアーク溶
接装置。
5. A consumable electrode arc welding apparatus for feeding a consumable electrode to a material to be welded at a predetermined constant feed rate and controlling the arc length to perform welding, wherein a welding voltage instantaneous value signal is input and smoothed. A detection voltage smoothing circuit for outputting a detection voltage smoothing signal corresponding to the averaged arc voltage, an arc voltage setting circuit for outputting an arc voltage setting signal corresponding to an arc voltage average corresponding to a predetermined arc length, and a welding current. A welding current smoothing circuit that outputs an average welding current signal corresponding to a welding current average value that has been detected and smoothed, and a slope of a power supply external characteristic and a power supply external characteristic using the arc voltage setting signal and the average welding current signal as inputs. An output voltage constant that determines the output voltage when the output current is zero is calculated, and an output obtained by subtracting the product of the welding current average value and the slope of the power supply external characteristic from the output voltage constant. A power supply external characteristic calculation circuit for outputting an output terminal voltage signal corresponding to a terminal voltage value; and an arc for controlling a welding current of a welding power supply by the detected voltage smoothing signal and the output terminal voltage signal to suppress a change in arc length. Welding equipment.
【請求項6】 消耗電極を予め設定した一定の送給速度
で被溶接材に送給してアーク長を制御して溶接する消耗
電極アーク溶接装置において、溶接負荷電圧を検出して
溶接電圧瞬時値信号を出力する溶接電圧瞬時値検出回路
と、前記溶接電圧瞬時値信号を入力して平滑したアーク
電圧平均値に相当する検出電圧平滑信号を出力する検出
電圧平滑回路と、所定のアーク長に対応したアーク電圧
平均値に相当するアーク電圧設定信号を出力するアーク
電圧設定回路と、溶接電流を検出して溶接電流検出信号
を出力する溶接電流検出回路と、前記溶接電流検出信号
を平滑して溶接電流平均値に相当する平均溶接電流信号
を出力する溶接電流平滑回路と、前記アーク電圧設定信
号及び前記平均溶接電流信号を入力として、電源外部特
性の傾斜及び電源外部特性の出力電流が零のときの出力
電圧を定める出力電圧定数を算出し、前記出力電圧定数
から前記溶接電流平均値と前記電源外部特性の傾斜との
積を減算した出力端子電圧値に相当する出力端子電圧信
号を出力する電源外部特性演算回路と、前記検出電圧平
滑信号と前記出力端子電圧信号とを入力して、前記アー
ク電圧平均値と前記出力端子電圧値とを比較してその差
の設定・検出電圧比較信号を出力する設定・検出電圧比
較回路と、前記溶接電流検出信号及び設定・検出電圧比
較信号を入力して溶接電流制御信号を出力する設定・検
出電流比較回路と、前記溶接電流制御信号によって溶接
電源の溶接電流を制御してアーク長の変化を抑制するア
ーク溶接装置。
6. In a consumable electrode arc welding apparatus for feeding a consumable electrode to a material to be welded at a preset constant feed rate and controlling an arc length for welding, a welding load voltage is detected and a welding voltage instantaneous. A welding voltage instantaneous value detection circuit that outputs a value signal, a detection voltage smoothing circuit that receives the welding voltage instantaneous value signal, and outputs a detection voltage smoothing signal corresponding to an averaged arc voltage smoothed, and a predetermined arc length. An arc voltage setting circuit that outputs an arc voltage setting signal corresponding to a corresponding arc voltage average value, a welding current detection circuit that detects a welding current and outputs a welding current detection signal, and smoothes the welding current detection signal. A welding current smoothing circuit for outputting an average welding current signal corresponding to a welding current average value; The output voltage constant that determines the output voltage when the output current of the part characteristic is zero corresponds to the output terminal voltage value obtained by subtracting the product of the welding current average value and the slope of the power supply external characteristic from the output voltage constant. A power supply external characteristic calculation circuit that outputs an output terminal voltage signal to be output, the detection voltage smoothing signal and the output terminal voltage signal are input, the arc voltage average value is compared with the output terminal voltage value, and the difference between the arc voltage average value and the output terminal voltage value is compared. A setting / detection voltage comparison circuit that outputs a setting / detection voltage comparison signal, a setting / detection current comparison circuit that inputs the welding current detection signal and the setting / detection voltage comparison signal and outputs a welding current control signal, An arc welding apparatus that controls a welding current of a welding power source by a welding current control signal to suppress a change in arc length.
【請求項7】 消耗電極を予め設定した一定の送給速度
で被溶接材に送給してアーク長を制御して溶接する消耗
電極アーク溶接装置において、溶接負荷電圧を検出して
溶接電圧瞬時値信号を出力する溶接電圧瞬時値検出回路
と、前記溶接電圧瞬時値信号を入力して平滑したアーク
電圧平均値に相当する検出電圧平滑信号を出力する検出
電圧平滑回路と、所定のアーク長に対応したアーク電圧
平均値に相当するアーク電圧設定信号を出力するアーク
電圧設定回路と、溶接電流を検出して溶接電流検出信号
を出力する溶接電流検出回路と、前記溶接電流検出信号
を平滑して溶接電流平均値に相当する平均溶接電流信号
を出力する溶接電流平滑回路と、前記アーク電圧設定信
号を入力として、電源外部特性の出力電流が零のときの
出力電圧に相当する出力電圧定数信号及び電源外部特性
の傾斜信号を出力する電源外部特性設定回路と、前記電
源外部特性の傾斜信号及び前記出力電圧定数信号及び前
記平均溶接電流信号を入力して、前記出力電圧定数から
前記溶接電流平均値と前記電源外部特性の傾斜との積を
減算した出力端子電圧値に相当する出力端子電圧信号を
出力する減算回路と、前記検出電圧平滑信号と前記出力
端子電圧信号とを入力して、前記アーク電圧平均値と前
記出力端子電圧値とを比較してその差の設定・検出電圧
比較信号を出力する設定・検出電圧比較回路と、前記溶
接電流検出信号及び設定・検出電圧比較信号を入力して
溶接電流制御信号を出力する設定・検出電流比較回路
と、前記溶接電流制御信号によって溶接電源の溶接電流
を制御してアーク長の変化を抑制するアーク溶接装置。
7. In a consumable electrode arc welding apparatus for feeding a consumable electrode to a material to be welded at a preset constant feed rate and controlling the arc length for welding, a welding load voltage is detected and a welding voltage instantaneous. A welding voltage instantaneous value detection circuit that outputs a value signal, a detection voltage smoothing circuit that receives the welding voltage instantaneous value signal, and outputs a detection voltage smoothing signal corresponding to an averaged arc voltage smoothed, and a predetermined arc length. An arc voltage setting circuit that outputs an arc voltage setting signal corresponding to a corresponding arc voltage average value, a welding current detection circuit that detects a welding current and outputs a welding current detection signal, and smoothes the welding current detection signal. A welding current smoothing circuit that outputs an average welding current signal corresponding to a welding current average value, and the output voltage when the output current of the power supply external characteristic is zero when the arc voltage setting signal is input. A power supply external characteristic setting circuit that outputs an output voltage constant signal and a power supply external characteristic inclination signal, and inputs the power supply external characteristic inclination signal, the output voltage constant signal, and the average welding current signal, and outputs the output voltage constant from the output voltage constant. A subtraction circuit that outputs an output terminal voltage signal corresponding to an output terminal voltage value obtained by subtracting a product of the welding current average value and the slope of the power supply external characteristic; and a detection voltage smoothing signal and the output terminal voltage signal. A setting / detection voltage comparison circuit that compares the arc voltage average value with the output terminal voltage value and outputs a setting / detection voltage comparison signal of the difference; and the welding current detection signal and the setting / detection voltage comparison. A setting / detection current comparison circuit for inputting a signal and outputting a welding current control signal; and an antenna for controlling a welding current of a welding power source by the welding current control signal to suppress a change in arc length. Click welding equipment.
【請求項8】 請求項1又は請求項2又は請求項3の溶
接アーク制御方法が、アルゴンガスを主成分とするシー
ルドガスでガスシールドして、アルミニウム又はその合
金の消耗電極を予め設定した一定の送給速度でアルミニ
ウム又はその合金の被溶接材に送給しアーク長を短く設
定して溶接する溶接アーク長制御方法。
8. A welding arc control method according to claim 1, wherein the gas is shielded with a shielding gas containing argon gas as a main component, and a consumable electrode made of aluminum or an alloy thereof is preset. A welding arc length control method in which a welding speed is supplied to a material to be welded made of aluminum or an alloy thereof and the arc length is set to be short to perform welding.
【請求項9】 請求項4又は請求項5又は請求項6又は
請求項7の消耗電極アーク溶接装置が、アルゴンガスを
主成分とするシールドガスでガスシールドして、アルミ
ニウム及びその合金の消耗電極を予め設定した一定の送
給速度でアルミニウム及びその合金の被溶接材に送給し
アーク長を短く設定して溶接するアーク溶接装置。
9. The consumable electrode arc welding apparatus according to claim 4, wherein the consumable electrode arc welding apparatus is gas-shielded with a shield gas containing argon gas as a main component, and the consumable electrode is made of aluminum or an alloy thereof. Arc welding apparatus which feeds to a material to be welded made of aluminum and its alloys at a preset constant feeding speed and sets a short arc length for welding.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008221269A (en) * 2007-03-12 2008-09-25 Daihen Corp Output control method of consumable electrode ac arc welding power source
JP2013169550A (en) * 2012-02-17 2013-09-02 Kobe Steel Ltd Multiple electrode gas shield arc welding method and multiple electrode gas shield arc welding device
WO2021153011A1 (en) * 2020-01-29 2021-08-05 株式会社神戸製鋼所 Output control method for gas-shielded arc welding, welding system, welding power source, and welding control device

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