JPS58122178A - Arc welding method - Google Patents

Arc welding method

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JPS58122178A
JPS58122178A JP346382A JP346382A JPS58122178A JP S58122178 A JPS58122178 A JP S58122178A JP 346382 A JP346382 A JP 346382A JP 346382 A JP346382 A JP 346382A JP S58122178 A JPS58122178 A JP S58122178A
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arc
welding
wire
signal
tip
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Kiju Endo
喜重 遠藤
Takeshi Araya
荒谷 雄
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/06Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

PURPOSE:To always keep a pointed shape of the tip of a wire, to start an arc satisfactorily, and to obtain a weld having a high quality, from the time of start, by stopping the arc by a variation of arc voltage, which accompanies breaking-away of a droplet. CONSTITUTION:When a signal of welding stop is outputted from a sequence circuit 11, a timing circuit 7 of welding stop outputs an output stopping signal to a controller, when a signal which does not synchronize with a pulse timing signal from the controller 3 is inputted from a voltage detector 6, that is to say, when a droplet has broken away from the tip of a wire. A transistor 2 becomes off, and welding is ended. Accordingly, when welding has ended, the tip of the wire has no molten metal at all times, becomes a pointed shape, and the following arc is started very well.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスあるいは
酸素、炭酸ガスなどを不活性ガスに混合したガス中で消
耗電極を用いるパルスアーク溶接法に関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a pulsed arc welding method using a consumable electrode in an inert gas such as argon or helium, or a mixture of oxygen, carbon dioxide, etc. with an inert gas.

一般に、この種の溶接法では、第1図に示すように、溶
接ワイヤが溶融して溶滴となシ、母材へ移行する現象が
、ある電流値を境に、不連続的に変化する。この電流値
は臨界電流と呼ばれており、臨界電流値以下では溶滴の
大きさがワイヤ径以上の大塊となって不規則に移行する
。一方臨界電流以上になると溶滴が細径化し、比較的安
定なスプレー移行をするようになる。したがって安定な
溶接を行うためには、臨界電流以上で溶接する必要があ
るが、被溶接物が比較的薄い板の場合には入熱過多にな
シ、満足な溶接物を得ることが不可能である。このため
、第2図に示すよ?にパルス電流をベース電流に重畳さ
せる方法が行われている。
Generally, in this type of welding method, as shown in Figure 1, the phenomenon in which the welding wire melts into droplets and transfers to the base metal changes discontinuously after a certain current value. . This current value is called a critical current, and below the critical current value, the droplets become large lumps larger than the wire diameter and move irregularly. On the other hand, when the current exceeds the critical current, the droplets become smaller in diameter and the spray transfer becomes relatively stable. Therefore, in order to perform stable welding, it is necessary to weld at a current higher than the critical current, but if the workpiece to be welded is a relatively thin plate, excessive heat input is required, making it impossible to obtain a satisfactory welded workpiece. It is. For this reason, it is shown in Figure 2. A method in which a pulse current is superimposed on the base current has been used.

この方法では、ベース電流工1を臨界電流以下にし、ピ
ーク電流Itを臨界電流以上にすることによって、溶滴
の移行をスムーズにし、かつ平均電流を低くして被溶接
物への入熱量を少なくして良好な溶接部を得ようとする
ものである。
In this method, by setting the base electric current 1 below the critical current and setting the peak current It above the critical current, the transfer of the droplet is made smooth, and the average current is lowered to reduce the amount of heat input to the workpiece. The aim is to obtain a good welded joint.

しかしアークスタート時に、一定時間高電流を流す方法
、あるいけワイヤの送給速度を徐々に設定値まで上げる
方法などによシ、スムーズなアークスタートを行うこと
が試みられているが、いずれも十分満足する結果が得ら
れていない。これは溶接終了時のワイヤ先端の状態が、
アークスタート特性に大金な影響を及ぼすことに起因し
ている。
However, attempts have been made to achieve a smooth arc start using methods such as passing a high current for a certain period of time and gradually increasing the feed speed of the ike wire to a set value, but none of these methods are sufficient. Satisfactory results have not been obtained. This means that the state of the wire tip at the end of welding is
This is due to the large effect it has on arc starting characteristics.

すなわち溶接終了時直前にワイヤ先端の溶滴が離脱し、
第3図(a)のような形状で溶接が終了し九場合には1
次のアークスタートは非常にスムーズで。
In other words, the droplet at the tip of the wire separates just before the end of welding,
If welding is completed in the shape shown in Figure 3(a), 1
The next arc start was very smooth.

すばやく安定なアークに移るが、第3図(ロ)のような
形状で終了した場合にはアークスタートが困難で、高速
度カメラで観察すると、そのほとんどが。
The arc quickly changes to a stable one, but if it ends in the shape shown in Figure 3 (b), it is difficult to start the arc, and when observed with a high-speed camera, most of the cases.

給電チップと母材との中間から溶断してからアークスタ
ートしている。
The arc starts after fusing occurs between the power supply tip and the base metal.

従来のパルスアーク溶接法では、第3図(1)のように
なるか同図(呻のようになるかはまったくの偶然で、し
九がって常に安定したアークスタートが行われないとい
う欠点があった。
With the conventional pulse arc welding method, whether the result is as shown in Figure 3 (1) or as shown in Figure 3 (1) is purely coincidental, and the disadvantage is that a stable arc start is not always achieved. was there.

本発明は上述の事柄に鑑みてなされたもので。The present invention has been made in view of the above-mentioned matters.

不活性ガスあるいは不活性ガス中に酸素、炭酸ガス等を
混合したシールドガス中で、消耗電極を用いて溶接する
パルスアーク溶接法において、溶接終了時のワイヤ先端
の形状を常に第3図(1)のような形状にし、アークス
タートを常に安定して行うことができるパルスアーク溶
接法を提供することを目的とする。
In the pulsed arc welding method, which uses a consumable electrode to weld in an inert gas or a shielding gas mixed with oxygen, carbon dioxide, etc., the shape of the wire tip at the end of welding is always shown in Figure 3 (1). ), and the purpose is to provide a pulse arc welding method that allows stable arc starting at all times.

以下本発明の実施例を第4図〜第9図によシ説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 4 to 9.

第4図はパルス電流波形の模擬図であって%IPはピー
ク電流、TPはピーク電流時間sIsはベース電流、T
mはペース電流時間、工、は平均電流である。
Figure 4 is a simulation diagram of the pulse current waveform, where %IP is the peak current, TP is the peak current time sIs is the base current, and T
m is the pace current time and k is the average current.

この時、平均電流工、は次式で表わすことができる。At this time, the average current can be expressed by the following formula.

以下パルス電流因子IP、TP、Il、TIが溶滴移行
におよぼす影響について述べる。
The influence of pulse current factors IP, TP, Il, and TI on droplet transfer will be described below.

第5図は、1パルスで確実に11個溶滴が移行するため
のピーク電流Ipとピーク電流時間TPとの関係を、高
速度シネカ、メラで撮影したアーク現象の観察から求め
たものである。溶滴の移行を支配しているのはピーク電
流とピーク電流時間であシ、1回のパルスで溶滴を確実
に1つ移行させるにはピーク電流Ipとピーク電流時間
TPをh−・TP=Cなる関係になるよう設定すること
が必要である。この時のCはワイヤ径、ワイヤ材質によ
って決まる定数である。またKはワイヤ径。
Figure 5 shows the relationship between the peak current Ip and the peak current time TP to ensure the transfer of 11 droplets in one pulse, which was determined from observations of arc phenomena taken with a high-speed cine camera and a camera. . What controls droplet transfer is the peak current and peak current time, and in order to ensure that one droplet transfers with one pulse, the peak current Ip and peak current time TP must be set to h-・TP. It is necessary to set the relationship such that =C. C at this time is a constant determined by the wire diameter and wire material. Also, K is the wire diameter.

材質によってほとんど変化せず1,9〜2..5の値を
取シうる。図中人の領域はエネルギー的に不足しておシ
、1パルスで確実に溶滴が移行せず、最悪の場合には、
溶滴径がワイヤ径の2〜4倍になってしまう領域、Bの
領域は入力過多の条件で、1パルスで数個溶滴が移行し
たシ、溶接ワイヤ先端がアメ状になってむち打ち現象に
似た様相を呈してアークが不安定になる領域である。C
の領域が!パルスで確実に溶滴が1個移行する適正領域
である。第6図はこの関係に基づき、適正条件で溶接を
行った時の溶接電流工、アiり電圧Vを示す。
1, 9 to 2 with almost no change depending on the material. .. It can take a value of 5. In the figure, the human region lacks energy, and the droplet does not transfer reliably with one pulse, and in the worst case,
Region B, where the droplet diameter is 2 to 4 times the wire diameter, is a condition of excessive input, where several droplets are transferred in one pulse, and the tip of the welding wire becomes candy-like, causing a whiplash phenomenon. This is a region where the arc becomes unstable, exhibiting aspects similar to . C
The area of! This is an appropriate area where one droplet can be reliably transferred with a pulse. Based on this relationship, FIG. 6 shows the welding current and welding voltage V when welding is performed under appropriate conditions.

溶滴が離脱し、移行すると瞬間的にアーク長が長くなシ
、このためにアーク電圧が上昇するので。
When the droplet detaches and migrates, the arc length momentarily increases, which causes the arc voltage to rise.

溶滴が移行した時期が確統できる。第7図はアーク現象
観察による溶滴の移行形態を示したものであるが、第6
図の波形とよく一致している。また溶滴が離脱した直後
(コマ数11)のワイヤ先端は溶融金属がほとんどなく
比較的尖った形状になっているが、離脱直前(コミ数4
2)ではワイヤ先端に成長した溶融金属が垂れ下がって
おシ、この状態で溶接を終了すると、前述の第3図(b
)のような形状となシ、アークスタートが困難になる。
It is possible to establish when the droplets migrated. Figure 7 shows the droplet transfer form observed by observing the arc phenomenon.
It matches well with the waveform in the figure. In addition, the tip of the wire immediately after the droplet detaches (frame number 11) has almost no molten metal and has a relatively sharp shape, but just before the droplet detaches (frame number 4)
In 2), the molten metal that has grown at the tip of the wire hangs down, and if welding is finished in this state, the above-mentioned figure 3 (b)
), it will be difficult to start the arc.

以上述べた結果から、常に溶滴が離脱した直後に溶接を
終了することによって1次のアークスタートが安定して
行うことができる。
From the results described above, the primary arc start can be performed stably by always ending welding immediately after the droplets have separated.

本発明法の目的達成のための一実施例を第8図に示す。An embodiment for achieving the purpose of the method of the present invention is shown in FIG.

第8図において、1は整流器、2はトランジスタ、3は
コントローラ、4は信号設定器、5は電流検出器、6は
アーク電圧検出器、7は出力停止のタイミング回路、8
は溶接ワイヤ、9け被溶接物、10はワイヤ送給モータ
、11はシーケンス回路である。第8図のように構成し
た回路において1通常はトランジスタ2によって出力さ
れた波形を、電流検出器5および電圧検出器6によシフ
イードバックし、所定の値になるように差動増幅し出力
制御している。一方電圧検出器で得られた信号を例えば
微分回路等のフィルターを通して急激な電圧変化した場
合のタイミングをタイミンク回路7に出力する。またタ
イきング回路7には、シーケンス回路11からの溶接終
了時のタイミング信号、およびコントローラ3からパル
ス電流を出力するタイミング信号も入力されている。
In Fig. 8, 1 is a rectifier, 2 is a transistor, 3 is a controller, 4 is a signal setting device, 5 is a current detector, 6 is an arc voltage detector, 7 is an output stop timing circuit, 8
10 is a welding wire, 9 objects to be welded, 10 is a wire feed motor, and 11 is a sequence circuit. In the circuit configured as shown in Fig. 8, 1. Normally, the waveform output by the transistor 2 is fed back to the current detector 5 and the voltage detector 6, differentially amplified to a predetermined value, and output controlled. are doing. On the other hand, the signal obtained by the voltage detector is passed through a filter such as a differential circuit, and the timing when the voltage suddenly changes is outputted to the timing circuit 7. The timing circuit 7 also receives a timing signal at the end of welding from the sequence circuit 11 and a timing signal for outputting a pulse current from the controller 3.

今、シーケンス回路11から溶接終了のタイミング信号
がタイミング回路7に出力されると、コントローラ3か
らのパルス電流のタイミングと同期しない電圧検出器6
からの信号が入力されると、トランジスタ2への信号を
すべて停止し、トランジスタ2をOFF状態にし、アー
クを切る。第9図は、この動作のタイミングを示したも
のである。
Now, when the sequence circuit 11 outputs the welding end timing signal to the timing circuit 7, the voltage detector 6 does not synchronize with the timing of the pulse current from the controller 3.
When a signal is input from the transistor 2, all signals to the transistor 2 are stopped, the transistor 2 is turned off, and the arc is cut. FIG. 9 shows the timing of this operation.

電圧検出器6からの信号(1)は急激な電圧変化分のみ
出力されるので、パルス電流の立上がシ、および立下が
りと、溶滴の離脱に伴う電圧変化分が出力されている。
Since the signal (1) from the voltage detector 6 is output only for rapid voltage changes, the voltage changes accompanying the rise and fall of the pulse current and detachment of the droplet are output.

コントローラ3からはパルス電圧が出力された時に信号
■が出力され“ている。したがって電圧検出器6とコン
トローラ3からの信号はパルスが出力された時は一致し
ている。
When the pulse voltage is output from the controller 3, the signal ① is outputted. Therefore, the signals from the voltage detector 6 and the controller 3 match when the pulse is output.

ここでシーケンス回路1゜1から溶接停止の信号(II
)が出力されると、溶接停止のタイミング回路7は、コ
ントローラ3からのパルスタイミング信号と同期しない
信号が、電圧検出器6から入力され九時すなわち溶滴が
ワイヤ先端から離脱した時に、コントローラ3へ出力停
止信号を出力し、トランジスタ2をOF F (IV)
にし、溶接を終了させる。したがって溶接が終了した時
には常に、ワイヤ先端は溶融金属がなく、尖った形状に
なり1次のアークスタートが非常に良好に行うことがで
きるためスタート時のスパッタを低減し、かつスタート
時から溶接部を高品質に保つことが可能である。
Here, the welding stop signal (II
) is output, the welding stop timing circuit 7 receives a signal that is not synchronized with the pulse timing signal from the controller 3 from the voltage detector 6, and at 9 o'clock, that is, when the droplet detaches from the tip of the wire, the welding stop timing circuit 7 starts the welding stop timing circuit 7. Outputs an output stop signal to and turns off transistor 2 (IV)
and finish welding. Therefore, whenever welding is finished, the tip of the wire is free of molten metal and has a sharp shape, making it possible to perform the primary arc start very well. It is possible to maintain high quality.

以上説明したように1本発明によれば溶接が終了した時
に常にワイヤ先端を尖った形状にしておくので、次のア
ークスタートが非常に良好になシ、この結果スタートの
スパッタが次くなり、、スタート時から高品質の溶接部
が□得られる。
As explained above, according to the present invention, the tip of the wire is always kept in a sharp shape when welding is finished, so the next arc start is very good, and as a result, the spatter at the start is reduced, □High quality welds can be obtained from the start.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はガスシールドアーク溶接法の基本説明図、第2
図は従来のパルスアーク溶接法の説明図。 第3〜4図は説明用線図、第5〜7図は本発明の基本概
念図、第8図は本発明法の一実施例、第9図は第8図の
動作説明図である。 1・・・整流器、2・・・トランジスタ、3・・・コン
トローラ、4・・・信号設定器、6・・・アーク電圧検
出器、7・・・出力停止タイミング回路。 第  1  図 電  ヌU (A) 蔓 2 図 ¥i 3 図 (幻          (b) [二二ユ      口==八 烹 4 図 ¥i5図 し’−7電 シ紀 IF  (A) 第6図 5二4 第7図 憐 1
Figure 1 is a basic explanatory diagram of the gas shielded arc welding method, Figure 2
The figure is an explanatory diagram of the conventional pulse arc welding method. 3-4 are explanatory diagrams, FIGS. 5-7 are basic conceptual diagrams of the present invention, FIG. 8 is an embodiment of the method of the present invention, and FIG. 9 is an explanatory diagram of the operation of FIG. 8. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Rectifier, 2... Transistor, 3... Controller, 4... Signal setting device, 6... Arc voltage detector, 7... Output stop timing circuit. 1st diagram den Nu U (A) vine 2 fig. ¥i 3 fig. (phantom (b) 24 Figure 7 Compassion 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] パルス波形におけるピーク電流値■?とピーク電流時間
Tyとをほぼ一定にし、パルス周波数を変化させて平均
出力を調整し、かつ消耗電極を用いるパルスアーク溶接
法において、溶滴の離脱に伴うアーク電圧の変化によっ
てアークを停止させるようにし九ことを特徴とするパル
スアーク溶接法。
Peak current value in pulse waveform■? In a pulsed arc welding method using a consumable electrode, in which the peak current time and the peak current time Ty are kept almost constant, the average output is adjusted by changing the pulse frequency, and the arc voltage changes as the droplet detaches, the arc is stopped. A pulsed arc welding method characterized by nine advantages.
JP346382A 1982-01-14 1982-01-14 Arc welding method Granted JPS58122178A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011529397A (en) * 2008-07-30 2011-12-08 フロニウス・インテルナツィオナール・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング Method and apparatus for forming end of welding wire

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5028068A (en) * 1973-07-17 1975-03-22

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