JPH11291042A - 消耗電極式の交流ガスシールドアーク溶接方法および装置 - Google Patents
消耗電極式の交流ガスシールドアーク溶接方法および装置Info
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- JPH11291042A JPH11291042A JP9484198A JP9484198A JPH11291042A JP H11291042 A JPH11291042 A JP H11291042A JP 9484198 A JP9484198 A JP 9484198A JP 9484198 A JP9484198 A JP 9484198A JP H11291042 A JPH11291042 A JP H11291042A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 薄板やルートギャップが大きい継手を溶接す
ることができ、明瞭なビード波が得られ、しかも溶け込
み深さを均一にすることができる消耗電極式の交流ガス
シールドアーク溶接方法および装置を提供すること。 【解決手段】 ワイヤの臨界電流値よりも大きいＥＰ
（棒プラス）極性の第１の電流ＩP1を供給する期間ＴP1
とワイヤの臨界電流値よりも小さいＥＮ（棒マイナス）
極性の第１の電流ＩB1を供給する期間ＴB1を交互に繰り
返す第１の繰返し期間Ｔ１と、ワイヤの臨界電流値より
も大きいＥＰ極性の第２の電流ＩP2を供給する期間ＴP2
と第１の電流ＩB1よりも小さいＥＮ極性の第２の電流Ｉ
B2を供給する期間ＴB2を交互に繰り返す第２の繰返し期
間Ｔ２を設け、第１の繰返し期間Ｔ１と第２の繰返し期
間Ｔ２を交互に繰り返しながら溶接する。第１の繰返し
期間Ｔ１と第２の繰返し期間Ｔ２は任意に設定すること
ができる。
ることができ、明瞭なビード波が得られ、しかも溶け込
み深さを均一にすることができる消耗電極式の交流ガス
シールドアーク溶接方法および装置を提供すること。 【解決手段】 ワイヤの臨界電流値よりも大きいＥＰ
（棒プラス）極性の第１の電流ＩP1を供給する期間ＴP1
とワイヤの臨界電流値よりも小さいＥＮ（棒マイナス）
極性の第１の電流ＩB1を供給する期間ＴB1を交互に繰り
返す第１の繰返し期間Ｔ１と、ワイヤの臨界電流値より
も大きいＥＰ極性の第２の電流ＩP2を供給する期間ＴP2
と第１の電流ＩB1よりも小さいＥＮ極性の第２の電流Ｉ
B2を供給する期間ＴB2を交互に繰り返す第２の繰返し期
間Ｔ２を設け、第１の繰返し期間Ｔ１と第２の繰返し期
間Ｔ２を交互に繰り返しながら溶接する。第１の繰返し
期間Ｔ１と第２の繰返し期間Ｔ２は任意に設定すること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、消耗電極を用いる
交流ガスシールドアーク溶接方法およびその装置に関す
るものである。
交流ガスシールドアーク溶接方法およびその装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】特開昭５６−１６５５６４号公報（以
下、第１の技術という。）には、溶接電流を直流にして
プラス側を電極（以下、ワイヤという）に、またマイナ
ス側を母材に接続し、パルス電流値、パルス電流期間お
よびベース電流値を所定の値に保ち、ベース電流期間を
ワイヤ送給量に略反比例して変化させることにより、ワ
イヤ先端に形成される溶滴をパルス電流に同期して溶融
池へ移行させるガスシールドアーク溶接方法が開示され
ている。この技術の場合、母材への入熱が大きいから、
溶込みが深く、余盛の少ない溶接ビードが得られる。そ
こで、比較的板厚が厚いワークに適用すると良好な溶接
結果が得られる。
下、第１の技術という。）には、溶接電流を直流にして
プラス側を電極（以下、ワイヤという）に、またマイナ
ス側を母材に接続し、パルス電流値、パルス電流期間お
よびベース電流値を所定の値に保ち、ベース電流期間を
ワイヤ送給量に略反比例して変化させることにより、ワ
イヤ先端に形成される溶滴をパルス電流に同期して溶融
池へ移行させるガスシールドアーク溶接方法が開示され
ている。この技術の場合、母材への入熱が大きいから、
溶込みが深く、余盛の少ない溶接ビードが得られる。そ
こで、比較的板厚が厚いワークに適用すると良好な溶接
結果が得られる。
【０００３】また、特開平１−１８６２７９号公報（以
下、第２の技術という。）には、溶接電流を交流にする
と共に、ワイヤ送給速度に対応した交流出力の周波数を
定め、ワイヤの材質や直径などに応じた通電期間および
電流値を持つ逆極性電流を通電して溶接するガスシール
ドアーク溶接方法および装置が開示されている。この技
術の場合、母材への入熱は比較的小さいから溶込みは比
較的浅いが、ワイヤの溶融量が多いため溶着量を大きく
することができる。そこで、薄板やルートギャップが大
きい継手に適用すると良好な溶接結果が得られる。
下、第２の技術という。）には、溶接電流を交流にする
と共に、ワイヤ送給速度に対応した交流出力の周波数を
定め、ワイヤの材質や直径などに応じた通電期間および
電流値を持つ逆極性電流を通電して溶接するガスシール
ドアーク溶接方法および装置が開示されている。この技
術の場合、母材への入熱は比較的小さいから溶込みは比
較的浅いが、ワイヤの溶融量が多いため溶着量を大きく
することができる。そこで、薄板やルートギャップが大
きい継手に適用すると良好な溶接結果が得られる。
【０００４】また、特開平５−１３８３５５号公報（以
下、第３の技術という。）には、上記第１と第２の技術
を組合せ、直流溶接および交流溶接を交互に繰り返すと
共にその時間比率を制御して溶接するガスシールドアー
ク溶接方法および装置が開示されている。この技術の場
合、任意の溶け込みや余盛形状が得られ、また、直流お
よび交流の周期に応じた規則的なビード波が得られる。
下、第３の技術という。）には、上記第１と第２の技術
を組合せ、直流溶接および交流溶接を交互に繰り返すと
共にその時間比率を制御して溶接するガスシールドアー
ク溶接方法および装置が開示されている。この技術の場
合、任意の溶け込みや余盛形状が得られ、また、直流お
よび交流の周期に応じた規則的なビード波が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、第１の技術を
薄板やルートギャップが大きい継手に適用すると、母材
が溶融し過ぎてしまい、溶融金属の溶落ちや過大なアン
ダーカットなどの溶接欠陥が発生しやすい。また、第２
の技術では第１の技術の短所を補うことができるが、明
瞭なビード波を得ることができない。また、第３の技術
では、規則的なビード波を得ることはできるが、直流期
間と交流期間によって溶け込み深さが変化し、溶け込み
深さが均一にならない。
薄板やルートギャップが大きい継手に適用すると、母材
が溶融し過ぎてしまい、溶融金属の溶落ちや過大なアン
ダーカットなどの溶接欠陥が発生しやすい。また、第２
の技術では第１の技術の短所を補うことができるが、明
瞭なビード波を得ることができない。また、第３の技術
では、規則的なビード波を得ることはできるが、直流期
間と交流期間によって溶け込み深さが変化し、溶け込み
深さが均一にならない。
【０００６】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、薄板やルートギャップが大きい継手を溶接
することができ、明瞭なビード波が得られ、しかも溶け
込み深さを均一にすることができる消耗電極式の交流ガ
スシールドアーク溶接方法および装置を提供するにあ
る。
題を解決し、薄板やルートギャップが大きい継手を溶接
することができ、明瞭なビード波が得られ、しかも溶け
込み深さを均一にすることができる消耗電極式の交流ガ
スシールドアーク溶接方法および装置を提供するにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、ワイヤの臨界電流値よりも大き
いＥＰ（棒プラス）極性の第１の電流ＩP1を供給する期
間ＴP1とワイヤの臨界電流値よりも小さいＥＮ（棒マイ
ナス）極性の第１の電流ＩB1を供給する期間ＴB1を交互
に繰り返す第１の繰返し期間Ｔ１と、ワイヤの臨界電流
値よりも大きいＥＰ極性の第２の電流ＩP2を供給する期
間ＴP2と前記第１の電流ＩB1よりも小さいＥＮ極性の第
２の電流ＩB2を供給する期間ＴB2を交互に繰り返す第２
の繰返し期間Ｔ２を設け、前記第１の繰返し期間Ｔ１と
第２の繰返し期間Ｔ２を交互に繰り返しながら溶接する
ことを特徴とする。
め、請求項１の発明は、ワイヤの臨界電流値よりも大き
いＥＰ（棒プラス）極性の第１の電流ＩP1を供給する期
間ＴP1とワイヤの臨界電流値よりも小さいＥＮ（棒マイ
ナス）極性の第１の電流ＩB1を供給する期間ＴB1を交互
に繰り返す第１の繰返し期間Ｔ１と、ワイヤの臨界電流
値よりも大きいＥＰ極性の第２の電流ＩP2を供給する期
間ＴP2と前記第１の電流ＩB1よりも小さいＥＮ極性の第
２の電流ＩB2を供給する期間ＴB2を交互に繰り返す第２
の繰返し期間Ｔ２を設け、前記第１の繰返し期間Ｔ１と
第２の繰返し期間Ｔ２を交互に繰り返しながら溶接する
ことを特徴とする。
【０００８】また、請求項２の発明は、請求項１におい
て、前記ＥＰ極性の第１の電流ＩP1を前記ＥＰ極性の第
２の電流ＩP2よりも大きくかつ前記期間ＴP1を前記期間
ＴP2よりも短くすることを特徴とする。
て、前記ＥＰ極性の第１の電流ＩP1を前記ＥＰ極性の第
２の電流ＩP2よりも大きくかつ前記期間ＴP1を前記期間
ＴP2よりも短くすることを特徴とする。
【０００９】また、請求項３の発明は、請求項１ないし
請求項２いずれかにおいて、前記繰返し期間Ｔ１と第２
の繰返し期間Ｔ２の比率を変化させることを特徴とす
る。
請求項２いずれかにおいて、前記繰返し期間Ｔ１と第２
の繰返し期間Ｔ２の比率を変化させることを特徴とす
る。
【００１０】また、請求項４の発明は、直流電源と、入
力側を直流電源に接続され出力側を電極および母材に接
続される交流変換装置と、極性判定器の信号により前記
交流変換装置を駆動する駆動回路と、第１の切換スイッ
チに接続された電流ＩP1および電流ＩB1設定器と、第２
の切換スイッチに接続された電流ＩP2および電流ＩB2設
定器と、期間Ｔ１設定器および期間Ｔ２設定器が接続さ
れた期間信号発生器からの信号により、前記第１の切換
スイッチと前記第２の切換スイッチを前記直流電源に接
続する第３の切換スイッチと、接続された期間ＴP1設定
器および期間ＴB1設定器からの信号を前記第１の切換ス
イッチと前記極性判定器に出力する第１の時間信号発生
器と、接続された期間ＴP2設定器および期間ＴB2設定器
からの信号を前記第２の切換スイッチと前記極性判定器
に出力する第２の時間信号発生器とからなり、電極およ
び母材との間に期間Ｔ１においては電流ＩP1および電流
ＩB1を、また期間Ｔ２においては電流ＩP2および電流Ｉ
B2をそれぞれ交互に供給すると共に、期間Ｔ１と期間Ｔ
２を交互に繰り返すように構成したことを特徴とする。
力側を直流電源に接続され出力側を電極および母材に接
続される交流変換装置と、極性判定器の信号により前記
交流変換装置を駆動する駆動回路と、第１の切換スイッ
チに接続された電流ＩP1および電流ＩB1設定器と、第２
の切換スイッチに接続された電流ＩP2および電流ＩB2設
定器と、期間Ｔ１設定器および期間Ｔ２設定器が接続さ
れた期間信号発生器からの信号により、前記第１の切換
スイッチと前記第２の切換スイッチを前記直流電源に接
続する第３の切換スイッチと、接続された期間ＴP1設定
器および期間ＴB1設定器からの信号を前記第１の切換ス
イッチと前記極性判定器に出力する第１の時間信号発生
器と、接続された期間ＴP2設定器および期間ＴB2設定器
からの信号を前記第２の切換スイッチと前記極性判定器
に出力する第２の時間信号発生器とからなり、電極およ
び母材との間に期間Ｔ１においては電流ＩP1および電流
ＩB1を、また期間Ｔ２においては電流ＩP2および電流Ｉ
B2をそれぞれ交互に供給すると共に、期間Ｔ１と期間Ｔ
２を交互に繰り返すように構成したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る
消耗電極式の交流ガスシールドアーク溶接装置の接続
図、図２は電流波形図である。図で、１は直流電源であ
り、商用交流を直流に変換する整流回路と、整流された
電流を交流に変換する入力側インバータ回路と、変換さ
れた交流を降圧する変圧器と、変換された交流を再び直
流に変換する整流回路等から構成されており、入力され
た３相の商用交流を直流に変換する。なお、直流電源１
は２電源で構成され、出力端子１ａは出力端子１ｂに対
してプラス側、出力端子１ｂは出力端子１ｃに対してプ
ラス側になるように構成されている。２は出力側インバ
ータ回路で、２個のトランジスタ２ａ，２ｂで構成さ
れ、直流電源１の出力を略矩形の交流に変換する。ここ
で、トランジスタ２ａのコレクタは上記出力端子１ａ
に、エミッタはトランジスタ２ｂのコレクタに、ベース
は後述する駆動回路１７にそれぞれ接続されている。ま
た、トランジスタ２ｂのエミッタは上記出力端子１ｃ
に、ベースは後述する駆動回路１７にそれぞれ接続され
ている。３はワイヤで、トランジスタ２ａのエミッタと
トランジスタ２ｂのコレクタとの接続点４に接続されて
いる。なお、５はワイヤ送給ローラである。６は母材
で、上記出力端子１ｂに接続されている。
に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る
消耗電極式の交流ガスシールドアーク溶接装置の接続
図、図２は電流波形図である。図で、１は直流電源であ
り、商用交流を直流に変換する整流回路と、整流された
電流を交流に変換する入力側インバータ回路と、変換さ
れた交流を降圧する変圧器と、変換された交流を再び直
流に変換する整流回路等から構成されており、入力され
た３相の商用交流を直流に変換する。なお、直流電源１
は２電源で構成され、出力端子１ａは出力端子１ｂに対
してプラス側、出力端子１ｂは出力端子１ｃに対してプ
ラス側になるように構成されている。２は出力側インバ
ータ回路で、２個のトランジスタ２ａ，２ｂで構成さ
れ、直流電源１の出力を略矩形の交流に変換する。ここ
で、トランジスタ２ａのコレクタは上記出力端子１ａ
に、エミッタはトランジスタ２ｂのコレクタに、ベース
は後述する駆動回路１７にそれぞれ接続されている。ま
た、トランジスタ２ｂのエミッタは上記出力端子１ｃ
に、ベースは後述する駆動回路１７にそれぞれ接続され
ている。３はワイヤで、トランジスタ２ａのエミッタと
トランジスタ２ｂのコレクタとの接続点４に接続されて
いる。なお、５はワイヤ送給ローラである。６は母材
で、上記出力端子１ｂに接続されている。
【００１２】７１は電流ＩP1の値を設定するためのＩP1
設定器、８１は電流ＩB1の値を設定するためのＩB1設定
器で、それぞれ第１の切換スイッチ９１および第３の切
替スイッチ２０を介して直流電源１に接続されている。
１０１は電流ＩP1を供給する期間ＴP1を設定するための
ＴP1設定器、１１１は電流ＩB1を供給する期間ＴB1を設
定するためのＴB1設定器で、それぞれ第１の時間信号発
生器１２１に接続されている。第１の時間信号発生器１
２１は切換スイッチ９１と極性判定器１６に接続されて
いる。
設定器、８１は電流ＩB1の値を設定するためのＩB1設定
器で、それぞれ第１の切換スイッチ９１および第３の切
替スイッチ２０を介して直流電源１に接続されている。
１０１は電流ＩP1を供給する期間ＴP1を設定するための
ＴP1設定器、１１１は電流ＩB1を供給する期間ＴB1を設
定するためのＴB1設定器で、それぞれ第１の時間信号発
生器１２１に接続されている。第１の時間信号発生器１
２１は切換スイッチ９１と極性判定器１６に接続されて
いる。
【００１３】７２は電流ＩP2の値を設定するためのＩP2
設定器、８２は電流ＩB2の値を設定するためのＩB2設定
器で、それぞれ第２の切換スイッチ９２および第３の切
替スイッチ２０を介して直流電源１に接続されている。
１０２は電流ＩP2を供給する期間ＴP2を設定するための
ＴP2設定器、１１２は電流ＩB2を供給する期間ＴB2を設
定するためのＴB2設定器で、それぞれ第２の時間信号発
生器１２２に接続されている。第２の時間信号発生器１
２２は切換スイッチ９２と極性判定器１６に接続されて
いる。
設定器、８２は電流ＩB2の値を設定するためのＩB2設定
器で、それぞれ第２の切換スイッチ９２および第３の切
替スイッチ２０を介して直流電源１に接続されている。
１０２は電流ＩP2を供給する期間ＴP2を設定するための
ＴP2設定器、１１２は電流ＩB2を供給する期間ＴB2を設
定するためのＴB2設定器で、それぞれ第２の時間信号発
生器１２２に接続されている。第２の時間信号発生器１
２２は切換スイッチ９２と極性判定器１６に接続されて
いる。
【００１４】１３は第１の期間Ｔ１の値を設定するため
のＴ１設定器、１４は第２の期間Ｔ２を設定するための
Ｔ２設定器で、それぞれ期間信号発生器１５を介して第
３のスイッチ２０に接続されている。極性判定器１６は
第１および第２の時間信号発生器１２１、１２２からの
信号に基づいて出力側インバータ回路２の駆動回路１７
に所定の信号を出力する。
のＴ１設定器、１４は第２の期間Ｔ２を設定するための
Ｔ２設定器で、それぞれ期間信号発生器１５を介して第
３のスイッチ２０に接続されている。極性判定器１６は
第１および第２の時間信号発生器１２１、１２２からの
信号に基づいて出力側インバータ回路２の駆動回路１７
に所定の信号を出力する。
【００１５】次に、本実施の形態の動作を説明する。始
めに回路の動作について説明する。溶接作業に先立ち、
ワイヤの材質および直径、シールドガスの組成、アーク
長およびワイヤ送給速度等に応じて以下の設定をする。
すなわち、ＩP1設定器７１、ＩP2設定器７２によりワイ
ヤ３の臨界電流値よりも大きい電流ＩP1、ＩP2の値をそ
れぞれ設定する。また、ＩB1設定器８１、ＩB2設定器８
２によりワイヤ３の臨界電流値よりも小さい電流ＩB1、
ＩB2（ただし、ＩB1＞ＩB2）の値をそれぞれ設定する。
また、ＴP1設定器１０１、ＴP2設定器１０２、ＴB1設定
器１１１、ＴB2設定器１１２により電流ＩP1、電流
ＩP2、電流ＩB1、電流ＩB2を供給する期間ＴP1、期間Ｔ
P2、期間ＴB1、期間ＴB2の値をそれぞれ設定する。な
お、期間ＴP1および期間ＴP2はワイヤ３の先端に形成さ
れた溶滴が離脱できる程度の短い時間で良い。さらに、
Ｔ１設定器１３およびＴ２設定器１４により期間Ｔ１と
期間Ｔ２の値を設定する。なお、期間Ｔ１および期間Ｔ
２については後述する。
めに回路の動作について説明する。溶接作業に先立ち、
ワイヤの材質および直径、シールドガスの組成、アーク
長およびワイヤ送給速度等に応じて以下の設定をする。
すなわち、ＩP1設定器７１、ＩP2設定器７２によりワイ
ヤ３の臨界電流値よりも大きい電流ＩP1、ＩP2の値をそ
れぞれ設定する。また、ＩB1設定器８１、ＩB2設定器８
２によりワイヤ３の臨界電流値よりも小さい電流ＩB1、
ＩB2（ただし、ＩB1＞ＩB2）の値をそれぞれ設定する。
また、ＴP1設定器１０１、ＴP2設定器１０２、ＴB1設定
器１１１、ＴB2設定器１１２により電流ＩP1、電流
ＩP2、電流ＩB1、電流ＩB2を供給する期間ＴP1、期間Ｔ
P2、期間ＴB1、期間ＴB2の値をそれぞれ設定する。な
お、期間ＴP1および期間ＴP2はワイヤ３の先端に形成さ
れた溶滴が離脱できる程度の短い時間で良い。さらに、
Ｔ１設定器１３およびＴ２設定器１４により期間Ｔ１と
期間Ｔ２の値を設定する。なお、期間Ｔ１および期間Ｔ
２については後述する。
【００１６】図示しない起動ボタンが押されると、図示
しないシールドガスが供給され、ワイヤ３が送給され
る。なお、図２には示していないが、アークスタート時
の過渡状態、すなわちワイヤ３が母材６に接触してアー
クが発生してから所定の時間が経過するまでは、電流Ｉ
P1と同じ大きさの電流が供給され、通常溶接状態になる
と期間Ｔ１が開始する。
しないシールドガスが供給され、ワイヤ３が送給され
る。なお、図２には示していないが、アークスタート時
の過渡状態、すなわちワイヤ３が母材６に接触してアー
クが発生してから所定の時間が経過するまでは、電流Ｉ
P1と同じ大きさの電流が供給され、通常溶接状態になる
と期間Ｔ１が開始する。
【００１７】期間Ｔ１の場合、切換スイッチ２０は期間
信号発生器１５から第１の期間Ｔ１であることを示す信
号を受け、切換スイッチ９１を直流電源１に接続する。
時間信号発生器１２１はＴP1設定器１０１、ＴB1設定器
１１１により設定された期間ＴP1、期間ＴB1の値に基づ
いて切換スイッチ９１を切換える。この結果、直流電源
１は、ＩP1設定器７１およびＩB1設定器８１により設定
された電流ＩP1および電流ＩB1を出力端子１ａ，１ｂ，
１ｃに出力する。一方、極性判定器１６は第１の時間信
号発生器１２１からの信号が期間ＴP1の時はトランジス
タ２ａをオン、トランジスタ２ｂをオフ、また期間ＴB1
ではトランジスタ２ａをオフ、トランジスタ２ｂをオン
とする信号を駆動回路１７に出力する。この結果、期間
ＴP1ではＥＰ極性に、期間ＴB1ではＥＮ極性になる。
信号発生器１５から第１の期間Ｔ１であることを示す信
号を受け、切換スイッチ９１を直流電源１に接続する。
時間信号発生器１２１はＴP1設定器１０１、ＴB1設定器
１１１により設定された期間ＴP1、期間ＴB1の値に基づ
いて切換スイッチ９１を切換える。この結果、直流電源
１は、ＩP1設定器７１およびＩB1設定器８１により設定
された電流ＩP1および電流ＩB1を出力端子１ａ，１ｂ，
１ｃに出力する。一方、極性判定器１６は第１の時間信
号発生器１２１からの信号が期間ＴP1の時はトランジス
タ２ａをオン、トランジスタ２ｂをオフ、また期間ＴB1
ではトランジスタ２ａをオフ、トランジスタ２ｂをオン
とする信号を駆動回路１７に出力する。この結果、期間
ＴP1ではＥＰ極性に、期間ＴB1ではＥＮ極性になる。
【００１８】期間Ｔ１が終了すると、期間Ｔ２が開始す
る。期間Ｔ２の場合、切換スイッチ２０は期間信号発生
器１５から第２の期間Ｔ２であることを示す信号を受
け、切換スイッチ９２を直流電源１に接続する。時間信
号発生器１２２はＴP2設定器１０２、ＴB2設定器１１２
により設定された期間ＴP2、期間ＴB2の値に基づいて切
換スイッチ９２を切換える。この結果、直流電源１は、
ＩP2設定器７２およびＩB2設定器８２により設定された
電流ＩP2および電流ＩB2を出力端子１ａ，１ｂ，１ｃに
出力する。一方、極性判定器１６は第２の時間信号発生
器１２２からの信号が期間ＴP2の時はトランジスタ２ａ
をオン、トランジスタ２ｂをオフ、また期間ＴB2ではト
ランジスタ２ａをオフ、トランジスタ２ｂをオンとする
信号を駆動回路１７に出力する。この結果、期間ＴP2で
はＥＰ極性に、期間ＴB2ではＥＮ極性となる。
る。期間Ｔ２の場合、切換スイッチ２０は期間信号発生
器１５から第２の期間Ｔ２であることを示す信号を受
け、切換スイッチ９２を直流電源１に接続する。時間信
号発生器１２２はＴP2設定器１０２、ＴB2設定器１１２
により設定された期間ＴP2、期間ＴB2の値に基づいて切
換スイッチ９２を切換える。この結果、直流電源１は、
ＩP2設定器７２およびＩB2設定器８２により設定された
電流ＩP2および電流ＩB2を出力端子１ａ，１ｂ，１ｃに
出力する。一方、極性判定器１６は第２の時間信号発生
器１２２からの信号が期間ＴP2の時はトランジスタ２ａ
をオン、トランジスタ２ｂをオフ、また期間ＴB2ではト
ランジスタ２ａをオフ、トランジスタ２ｂをオンとする
信号を駆動回路１７に出力する。この結果、期間ＴP2で
はＥＰ極性に、期間ＴB2ではＥＮ極性となる。
【００１９】次に溶接現象について説明する。 （１）期間Ｔ１では、先ずＥＰ極性の電流ＩP1によりワ
イヤ３が溶融し、電流ＩP1による電磁ピンチ力によりワ
イヤ３の先端に形成された溶滴はワイヤ３から離脱して
母材６に移行する。そして、次のＥＮ極性の電流ＩB1に
よりアークが維持されると共に、ワイヤ３は少し溶融さ
れる。 （２）期間Ｔ２では、期間Ｔ１の場合と同様に、先ずＥ
Ｐ極性の電流ＩP2によりワイヤ３が溶融し、電流ＩP2に
よる電磁ピンチ力によりワイヤ３の先端に形成された溶
滴はワイヤ３から離脱して母材６に移行する。そして、
次のＥＮ極性の電流ＩB2では、ワイヤ３は少し溶融され
る。 （３）期間Ｔ１と期間Ｔ２の溶接現象はほぼ同じである
が、ワイヤ３の溶融量はＥＮ極性の電流ＩB1と電流ＩB2
の値によって大きく左右され、ＩB1＞ＩB2であるから、
期間Ｔ１のアーク長は期間Ｔ２のアーク長よりも長くな
る。この結果、アーク長は期間Ｔ１と期間Ｔ２に同期し
て変動し、明瞭なビード波が形成される。一方、溶け込
みは電流ＩP1および電流ＩP2の値によって決まり、アー
ク長の変動があっても、その影響は小さい。 （４）なお、ＩB1＞ＩB2とするだけでなく、ＩP1＞
ＩP2、ＴP1＜ＴP2にすると、溶け込みの変化を制御しな
がらより明瞭なビード波を形成することができる。
イヤ３が溶融し、電流ＩP1による電磁ピンチ力によりワ
イヤ３の先端に形成された溶滴はワイヤ３から離脱して
母材６に移行する。そして、次のＥＮ極性の電流ＩB1に
よりアークが維持されると共に、ワイヤ３は少し溶融さ
れる。 （２）期間Ｔ２では、期間Ｔ１の場合と同様に、先ずＥ
Ｐ極性の電流ＩP2によりワイヤ３が溶融し、電流ＩP2に
よる電磁ピンチ力によりワイヤ３の先端に形成された溶
滴はワイヤ３から離脱して母材６に移行する。そして、
次のＥＮ極性の電流ＩB2では、ワイヤ３は少し溶融され
る。 （３）期間Ｔ１と期間Ｔ２の溶接現象はほぼ同じである
が、ワイヤ３の溶融量はＥＮ極性の電流ＩB1と電流ＩB2
の値によって大きく左右され、ＩB1＞ＩB2であるから、
期間Ｔ１のアーク長は期間Ｔ２のアーク長よりも長くな
る。この結果、アーク長は期間Ｔ１と期間Ｔ２に同期し
て変動し、明瞭なビード波が形成される。一方、溶け込
みは電流ＩP1および電流ＩP2の値によって決まり、アー
ク長の変動があっても、その影響は小さい。 （４）なお、ＩB1＞ＩB2とするだけでなく、ＩP1＞
ＩP2、ＴP1＜ＴP2にすると、溶け込みの変化を制御しな
がらより明瞭なビード波を形成することができる。
【００２０】以下に具体的な溶接例を示す。
【００２１】（ａ）アルミニウム（Ａ５０５２）の溶接
例 母材の板厚：６ｍｍ、 ワイヤ材質：Ａ５０５２ ワイヤ径：１．２φ、 ワイヤ送給速度：８ｍ／
ｍｉｎ シールドガス：アルゴン ＩP1＝ＩP2＝３００Ａ、ＩB1＝５０Ａ、ＩB2＝３５Ａ ＴP1＝ＴP2＝ＴB1＝ＴB2＝２ｍｓ、Ｔ１＝Ｔ２＝２００
ｍｓ （ｂ）鉄鋼（ＳＰＣＣ）の溶接例 母材の板厚：３．２ｍｍ、 ワイヤ材質：メタルコア
ードワイヤ ワイヤ径：１．２φ、 ワイヤ送給速度：５ｍ／
ｍｉｎ シールドガス：マグガス（Ａｒ＋２０％ＣＯ2） ＩP1＝４００Ａ、ＩB1＝７０Ａ、ＩP2＝３５０Ａ、ＩB2
＝５０Ａ ＴP1＝１．５ｍｓ、ＴP2＝２ｍｓ、ＴB1＝１７ｍｓ、Ｔ
B2＝２０ｍｓ Ｔ１＝１８５ｍｓ、Ｔ２＝２２０ｍｓ そして、上記いずれの場合にも、良好な溶接結果を得る
ことができた。
例 母材の板厚：６ｍｍ、 ワイヤ材質：Ａ５０５２ ワイヤ径：１．２φ、 ワイヤ送給速度：８ｍ／
ｍｉｎ シールドガス：アルゴン ＩP1＝ＩP2＝３００Ａ、ＩB1＝５０Ａ、ＩB2＝３５Ａ ＴP1＝ＴP2＝ＴB1＝ＴB2＝２ｍｓ、Ｔ１＝Ｔ２＝２００
ｍｓ （ｂ）鉄鋼（ＳＰＣＣ）の溶接例 母材の板厚：３．２ｍｍ、 ワイヤ材質：メタルコア
ードワイヤ ワイヤ径：１．２φ、 ワイヤ送給速度：５ｍ／
ｍｉｎ シールドガス：マグガス（Ａｒ＋２０％ＣＯ2） ＩP1＝４００Ａ、ＩB1＝７０Ａ、ＩP2＝３５０Ａ、ＩB2
＝５０Ａ ＴP1＝１．５ｍｓ、ＴP2＝２ｍｓ、ＴB1＝１７ｍｓ、Ｔ
B2＝２０ｍｓ Ｔ１＝１８５ｍｓ、Ｔ２＝２２０ｍｓ そして、上記いずれの場合にも、良好な溶接結果を得る
ことができた。
【００２２】なお、上記溶接例では、期間Ｔ１および期
間Ｔ２をそれぞれ期間ＴP1または期間ＴP2と期間ＴB1ま
たは期間ＴB2の和の倍数とするとともにそれぞれを同期
させて制御したが、期間Ｔ１および期間Ｔ２は期間ＴP1
と期間ＴB1または期間ＴP2と期間ＴB2の和の倍数でなく
てもよい。すなわち期間Ｔ１および期間Ｔ２を期間ＴP1
と期間ＴB1あるいは期間ＴP2と期間ＴB2の関数としてで
はなく、独立に定めてもよい。
間Ｔ２をそれぞれ期間ＴP1または期間ＴP2と期間ＴB1ま
たは期間ＴB2の和の倍数とするとともにそれぞれを同期
させて制御したが、期間Ｔ１および期間Ｔ２は期間ＴP1
と期間ＴB1または期間ＴP2と期間ＴB2の和の倍数でなく
てもよい。すなわち期間Ｔ１および期間Ｔ２を期間ＴP1
と期間ＴB1あるいは期間ＴP2と期間ＴB2の関数としてで
はなく、独立に定めてもよい。
【００２３】また、溶接開始時において、通常溶接状態
になった時、期間Ｔ１から開始するするようにしたが期
間Ｔ２から開始するするようにしても良いことを確認し
た。
になった時、期間Ｔ１から開始するするようにしたが期
間Ｔ２から開始するするようにしても良いことを確認し
た。
【００２４】また、上記では、直流電源１を２電源で構
成したが、直流電源１を１電源とし、出力側インバータ
回路をフルブッリジ構成として２個のトランジスタを交
互に動作させるようにすると、上記したように期間Ｔ１
および期間Ｔ２を期間ＴP1または期間ＴP2および期間Ｔ
B1または期間ＴB2と独立に定めてもよいから、既存の直
流電源を用いて本発明の溶接方法を実施することができ
る。
成したが、直流電源１を１電源とし、出力側インバータ
回路をフルブッリジ構成として２個のトランジスタを交
互に動作させるようにすると、上記したように期間Ｔ１
および期間Ｔ２を期間ＴP1または期間ＴP2および期間Ｔ
B1または期間ＴB2と独立に定めてもよいから、既存の直
流電源を用いて本発明の溶接方法を実施することができ
る。
【００２５】さらに、上記では、出力電流を所定の値に
制御する定電流特性の直流電源としたが、定電電圧特性
の直流電源を用い、電流ＩP1、電流ＩP2、電流ＩB1、電
流ＩB2に略等しい電流が得られるように、出力電圧をそ
れぞれ設定するようにしてもよい。
制御する定電流特性の直流電源としたが、定電電圧特性
の直流電源を用い、電流ＩP1、電流ＩP2、電流ＩB1、電
流ＩB2に略等しい電流が得られるように、出力電圧をそ
れぞれ設定するようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワイヤの臨界電流値よりも大きいＥＰ極性の第１の電流
ＩP1を供給する期間ＴP1とワイヤの臨界電流値よりも小
さいＥＮ極性の第１の電流ＩB1を供給する期間ＴB1を交
互に繰り返す第１の繰返し期間Ｔ１と、ワイヤの臨界電
流値よりも大きいＥＰ極性の第２の電流ＩP2を供給する
期間ＴP2と第１の電流ＩB1よりも小さいＥＮ極性の第２
の電流ＩB2を供給する期間ＴB2を交互に繰り返す第２の
繰返し期間Ｔ２を設け、第１の繰返し期間Ｔ１と第２の
繰返し期間Ｔ２を交互に繰り返しながら溶接するから、
溶込み深さが均一になる。また、得られるビード波の外
観はティグ溶接によって形成されるビード波の外観に近
く、表面が滑らかで極めて美麗であるにもかかわらず波
目が明瞭なものとなる。したがって、溶接ビードが構造
物の表面に露出する場合も、美観を損なうことがない。
ワイヤの臨界電流値よりも大きいＥＰ極性の第１の電流
ＩP1を供給する期間ＴP1とワイヤの臨界電流値よりも小
さいＥＮ極性の第１の電流ＩB1を供給する期間ＴB1を交
互に繰り返す第１の繰返し期間Ｔ１と、ワイヤの臨界電
流値よりも大きいＥＰ極性の第２の電流ＩP2を供給する
期間ＴP2と第１の電流ＩB1よりも小さいＥＮ極性の第２
の電流ＩB2を供給する期間ＴB2を交互に繰り返す第２の
繰返し期間Ｔ２を設け、第１の繰返し期間Ｔ１と第２の
繰返し期間Ｔ２を交互に繰り返しながら溶接するから、
溶込み深さが均一になる。また、得られるビード波の外
観はティグ溶接によって形成されるビード波の外観に近
く、表面が滑らかで極めて美麗であるにもかかわらず波
目が明瞭なものとなる。したがって、溶接ビードが構造
物の表面に露出する場合も、美観を損なうことがない。
【図１】本発明の実施の形態に係る消耗電極式の交流ガ
スシールドアーク溶接装置の接続図である。
スシールドアーク溶接装置の接続図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る電流波形図である。
ＩP1 ＥＰ極性の第１の電流 ＩP2 ＥＰ極性の第２の電流 ＩB1 ＥＮ極性の第１の電流 ＩB2 ＥＮ極性の第２の電流 Ｔ１ 第１の繰返し期間 Ｔ２ 第２の繰返し期間 ＴP1 電流ＩP1の期間 ＴP2 電流ＩP2の期間 ＴB1 電流ＩB1の期間 ＴB2 電流ＩB2の期間
フロントページの続き (72)発明者 市川 和重 神奈川県海老名市上今泉2100番地 日立精 工株式会社内 (72)発明者 西川 清吾 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内
Claims (4)
- 【請求項１】 ワイヤの臨界電流値よりも大きいＥＰ
（棒プラス）極性の第１の電流ＩP1を供給する期間ＴP1
とワイヤの臨界電流値よりも小さいＥＮ（棒マイナス）
極性の第１の電流ＩB1を供給する期間ＴB1を交互に繰り
返す第１の繰返し期間Ｔ１と、ワイヤの臨界電流値より
も大きいＥＰ極性の第２の電流ＩP2を供給する期間ＴP2
と前記第１の電流ＩB1よりも小さいＥＮ極性の第２の電
流ＩB2を供給する期間ＴB2を交互に繰り返す第２の繰返
し期間Ｔ２を設け、前記第１の繰返し期間Ｔ１と第２の
繰返し期間Ｔ２を交互に繰り返しながら溶接することを
特徴とする消耗電極式の交流ガスシールドアーク溶接方
法。 - 【請求項２】 前記ＥＰ極性の第１の電流ＩP1を前記Ｅ
Ｐ極性の第２の電流ＩP2よりも大きくかつ前記期間ＴP1
を前記期間ＴP2よりも短くすることを特徴とする請求項
１に記載の消耗電極式の交流ガスシールドアーク溶接方
法。 - 【請求項３】 前記繰返し期間Ｔ１と第２の繰返し期間
Ｔ２の比率を変化させることを特徴とする請求項１ない
し請求項２いずれかに記載の消耗電極式の交流ガスシー
ルドアーク溶接方法。 - 【請求項４】 直流電源と、入力側を直流電源に接続さ
れ出力側を電極および母材に接続される交流変換装置
と、極性判定器の信号により前記交流変換装置を駆動す
る駆動回路と、第１の切換スイッチに接続された電流Ｉ
P1および電流ＩB1設定器と、第２の切換スイッチに接続
された電流ＩP2および電流ＩB2設定器と、期間Ｔ１設定
器および期間Ｔ２設定器が接続された期間信号発生器か
らの信号により、前記第１の切換スイッチと前記第２の
切換スイッチを前記直流電源に接続する第３の切換スイ
ッチと、接続された期間ＴP1設定器および期間ＴB1設定
器からの信号を前記第１の切換スイッチと前記極性判定
器に出力する第１の時間信号発生器と、接続された期間
ＴP2設定器および期間ＴB2設定器からの信号を前記第２
の切換スイッチと前記極性判定器に出力する第２の時間
信号発生器とからなり、電極および母材との間に期間Ｔ
１においては電流ＩP1および電流ＩB1を、また期間Ｔ２
においては電流ＩP2および電流ＩB2をそれぞれ交互に供
給すると共に、期間Ｔ１と期間Ｔ２を交互に繰り返すよ
うに構成したことを特徴とする消耗電極式の交流ガスシ
ールドアーク溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09484198A JP3856355B2 (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 消耗電極式の交流ガスシールドアーク溶接方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09484198A JP3856355B2 (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 消耗電極式の交流ガスシールドアーク溶接方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11291042A true JPH11291042A (ja) | 1999-10-26 |
| JP3856355B2 JP3856355B2 (ja) | 2006-12-13 |
Family
ID=14121276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09484198A Expired - Lifetime JP3856355B2 (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 消耗電極式の交流ガスシールドアーク溶接方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3856355B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101885103A (zh) * | 2009-05-15 | 2010-11-17 | 株式会社安川电机 | 电弧焊接方法 |
| WO2019203163A1 (ja) * | 2018-04-18 | 2019-10-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | アーク溶接の制御方法 |
| US12121999B2 (en) * | 2018-04-18 | 2024-10-22 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Arc-welding control method |
-
1998
- 1998-04-07 JP JP09484198A patent/JP3856355B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101885103A (zh) * | 2009-05-15 | 2010-11-17 | 株式会社安川电机 | 电弧焊接方法 |
| JP2010264487A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Yaskawa Electric Corp | アーク溶接方法 |
| US8536487B2 (en) | 2009-05-15 | 2013-09-17 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Arc welding method |
| WO2019203163A1 (ja) * | 2018-04-18 | 2019-10-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | アーク溶接の制御方法 |
| CN112004631A (zh) * | 2018-04-18 | 2020-11-27 | 松下知识产权经营株式会社 | 电弧焊接的控制方法 |
| US20210031290A1 (en) * | 2018-04-18 | 2021-02-04 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Arc-welding control method |
| CN112004631B (zh) * | 2018-04-18 | 2023-10-17 | 松下知识产权经营株式会社 | 电弧焊接的控制方法 |
| US12121999B2 (en) * | 2018-04-18 | 2024-10-22 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Arc-welding control method |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3856355B2 (ja) | 2006-12-13 |
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