JPS58141859A - パルスア−ク溶接方法 - Google Patents

パルスア−ク溶接方法

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JPS58141859A
JPS58141859A JP2458882A JP2458882A JPS58141859A JP S58141859 A JPS58141859 A JP S58141859A JP 2458882 A JP2458882 A JP 2458882A JP 2458882 A JP2458882 A JP 2458882A JP S58141859 A JPS58141859 A JP S58141859A
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JP
Japan
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current
peak
base
wire
circuit
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Pending
Application number
JP2458882A
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English (en)
Inventor
Tsuneo Mita
常夫 三田
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Via Mechanics Ltd
Original Assignee
Hitachi Seiko Ltd
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Publication date
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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
    • B23K9/09Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
    • B23K9/091Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパルスアーク溶接方法に関するものであり、更
に詳しくは消耗電極式パルスアーク溶接におけるアーク
の安定化を向上させる方法に関する。
第1図はノやルスアーク溶接に用いるパルス波形の一例
を示すものであり、従来はパルス波形のピーク電流Ip
とピーク時間tpヲ平均出力電流Imと無関係に一定に
保持した状態の下で、ノ母ルス周期Tt−変化させて平
均出力電流Imt−調整している。そのため、1ノダル
ス当りのワイヤ溶融量は、2o第2図に示す様にノクル
ス周期の長い低電流域では大きく、ノヤルス周期が短か
(なり電流値がある一定値以上になると溶融量も一定と
なる傾向を示す。
低電流域で、ペース電流IB・ピーク電流Ip・ピーク
時間tpが一定であるにもかかわらす1パルス当シのワ
イヤ溶融量が増加するのは、ペース時間tBが長くかつ
ワイヤ送給速度も遅いため、 ペース時間tB中にワイ
ヤが予熱される量が多くなり、)母ルスアーク溶接時に
溶融される量が多(なる丸めである。今、中Φ高電流時
にi4ルス波形の最適値を選定したとすると、小電流時
にはペース時間tB中にワイヤが予熱される量が大きい
ため、 1パルス当シに溶融・離脱しなければならない
ワイヤ量が多く、)中ルスはやや不足気味になる欠点が
生じる。逆に、小電流時にノ4ルス波形の最適値を選定
したとすると、中・高電流時には/母ルスが多すぎアー
ク状態は不安定になる欠点が生じる。
また、高電流域について考えると、高電流域ではパルス
周期が短(ワイヤ送給速度も速いため、ベース時間tB
中にワイヤが予熱される量はほぼ一定とな9.1 /母
ルス当9に移行するワイヤ量は中電流域とほぼ同様であ
る。すなわち、ある臨界電流以上の電流値となっても、
1ノぐルス当りのワイヤ溶融量は臨界電流以下の中電流
域とほとんど変わらず、その溶滴径はほぼワイヤ径程度
で大きなものとなる。通常臨界電流を越すと、ノ臂ルス
を加えなくてもスプレー移行のアーク状態が得られ、こ
の場合にはワイヤから溶融−離脱する溶滴径はワイヤ径
よりもはるかに小さいものとなる。
パルスに同期してワイヤから離脱する溶滴径が大きいと
、第3図に示す様にワイヤ1と母材(溶融池)4とが溶
滴2を介して短絡を生じな(\様にするため、アーク長
!管大きくする必要がある。
特に、溶滴2がワイヤ1から離脱する時点では、・中ル
ス電流によって溶滴2は高温に加熱されて−する。その
ため(溶滴2の表面張力が低下しておシ、溶滴2はだ円
状となり、短絡防止のためアーク長/に溶滴2がワイヤ
]から離脱した後の溶滴径よりもさらに大きくしなけれ
ばならない。しかし、溶滴径に合せてアーク長Ik大き
くすると、作業性が悪化するという欠点がある。従って
、高電流に示す様にアーク長l!を短くでき、作業性を
向上させることができるのである。
本発明はかかる従来技術の欠点に鑑みなされたもので、
低電流域および高電流域におけるアークの安定性・溶接
作業性を向上させる・母ルスアーク溶接方法を提供する
ことを目的としている。
本発明のパルスアーク溶接方法は、低電流域では消耗点
電極に印加するパルス波形のピーク電流とピーク時間の
積を大きな値に設定し、高電流域では上記ピーク電流と
ピーク時間の積を低電流域の場合よりも小さな値に設定
することを特徴としている。
以下添付の図面に示す実施例により1更に詳細に本発明
について説明する。
第5図は、本発明の方法に従って、平均出力電流Imに
応じてピーク電流Ip’に変化させる場合の一例を示す
図である。ピーク電流Ipは平均出力電流Imが小さい
低電流域では大きな値に設定され、平均出力電流Lmの
大きい高電流域では小さな僅に設定される。この場合、
ピーク電流Ipだけでなく、ピーク時間tpを合せて変
化させても良く、更にはピーク電流Ip’に変化させず
にピーク時間tpだけを変化させても良(1゜更に、第
6図に示す様に低電流域では)やルス周波数を小さく設
定し、高電流域ではノクルス周波数を大きく設定する。
これは次の様な理由による。
即ち、1パルス当りのワイヤ溶融量=(ワイヤ送給量/
パルス周波数)の関係と、平均出力電流=/? J/ 
ス周波数X (IpIItp+IB−tie) Q)関
係から、ピーク電流(Ipp tp)を小さくし九場合
にはA/ルス周波数を太き(しないと同一の平均出力電
流di得られないためである。
以上の説明の様に、低電流域ではペース時間ta中のワ
イヤの予熱を考慮してピーク電流Bp。
tp)’に大きく設定し、ノぐルス周波数を小さく設定
し、高電流域ではピーク電流(Ip 、 tp ’) 
ffi/j’さく設定し、ノ9ルス周波数を大きく設定
することにより、1パルス当りのワイヤ溶融量を第7図
に示す様に高電流域では小さく、低電流域では太きくす
ることが可能になる。
従来のピーク電流工pヲ一定とする。IPルスアーク溶
接方法の場合、ピーク電流Ipと/4’ルス周波数fの
具体例は次の様なものである。
軟鋼φ1.2の場合、Ip:=490Aとすると、f 
== 1.016Im−22,4 軟鋼φ0.9の場合、Ip=330Aとするとf  =
 1.719 Im −31,6SUSφ1.2の場合
、Ip : 340Aとするとf  = 1.310 
Im −69,0SU8φ0.9の場合、Ip : 2
70Aとするとf  = 1.945 Im −77,
8但し、fの単位はHg 、 bnの単位HA、ピiり
時間1pは2.6m5tペースは定電圧としVB = 
19.5Vである。
従って、上記の具体例から/ぐルス周波数でと平均出力
電流Itnは直線関係となり、1ノやルス当りのワイヤ
溶融量は第8図に示す様に14’ルス周期T(パルス周
波数fの逆数)が10m5以下でほぼ一定になる。
一方、本発明のピーク電流ip全変化させる方法の場合
には、ピーク電流Ipとノ臂ルス周波数fの具体例は次
の様になる。
軟鋼φ1.zoJ合、Ip==383.6+148.6
−1−”0019Imとすると、 0.0027 Im f=236.3・J      −235,1軟鋼φ0
.9の場合、Ip:282.4 + i7.0−/−0
°01442mとすると、 f:417.7−lO°00321m−440SUS 
161.2 (DjJ% 合、Ip=460.6−50
.7−1”0056”とすると、 f =34.8・lOooloIm−3,6SUSφ0
.9の場合、Ip=292.9−s、s4m、0.02
98Imとすると、 t :32.0−1 ””51m−43,3但し、−一
り時間tpは2.6ms 、ペース電圧は定電圧としV
B : 19.5Vである。
従って、)fルス周波数fは低電流域では増加率が少な
(、高電流域では増加率が多(なt) −、i を母ル
ス当りのワイヤ溶融量は、第9図に示す様に第8図に示
す従来の場合と比較して、低電流域では多く高電流域で
は少なくなり、アークの安定性が向上する。
なお、上記の実施例では、ピーク電流Ipのみ5を変化
させる場合について説明したが、ワイヤを溶融−離脱す
る効果はほぼIpXtpで与えられるから、tpあるい
はtpとIpの両方を変化させても、同様の効果が得ら
れる。
第10図は本発明の2母ルスアーク溶接方法を実施0す
る溶接機を示すブロック図である。同図において、11
は整流器、12はピーク時間とペース時間を設定するた
めのトランジスタ、13ハフライホイルダイオード、1
4は平滑yアクタ、15はワイヤ送給制篩回路四で駆動
される送給ロー216によって母15材17t−溶接す
るために供給される溶接ワイヤである。
19はピーク時間あるいはペース時間に応じてトランジ
スタ12の導通時間を制御するトランジスタ制御回路、
2】はピーク時間あるいはペース時間に20応じてピー
ク信号発生回路βからの信号とペース信号発生回路4か
らの信号を切換えるピーク/ペース切換スイッチである
。ピーク電流発生回路囚は、溶接電流設定回路6によっ
て設定される平均出力電流の値を基にしてピーク電流設
定回路Uで演算・選定されたピーク電流(Ip、tp)
と、電流測定器18によって測定されピーク電流検出回
路ρによって抽出されるピーク電流とを比較し、両者が
一致する様にピーク信号を発生するものである。
ペース信号発生回路27は、ペース電圧設定回路部によ
って設定されたペース電圧とペース電圧設定回路部で抽
出される実際のペース電圧とを比較L、両者が一致する
様にペース信号を発生させる。
ノ等ルス周波数設定回路20は、溶接電流設定回路乙に
よって設定される平均溶接電流の値を基にしくf てパルス周波数を演算・選定し、さらにこの/4’ルス
周波数とピーク信号発生回路おから与えられるピーク時
間とからペース時間を算出し、ピークペース切換スイッ
チ21t−制御するものである。
この様に第1θ図に示す溶接機によれば、平均溶接電流
に応じてピーク電流−パルス周波数をそれぞれ第5図−
第6図に示す様に変化させることが可能になり、低電流
から高電流に亘ってアークの安定性を確保でき、溶接作
業性を向上させることが可能になる。
以上の説明から明らかな様に、本発明のパルスアーク溶
接方法によれば、低電流域及び高電流域で適正なノヤル
ス波形を選定できる。従って、低電流域においてはワイ
ヤからの溶滴の離脱がパルスに同期して確実に行なわれ
、アークの安定性の向上と下限溶接電流の低下がはかれ
る効果がある。
筺た、高電流域においては、パルスに同期してワイヤか
ら離脱する溶滴径が小さくなるためアーク長を短くする
ことが可能になり、溶接作業性を向上させることが可能
になる。
【図面の簡単な説明】
第1図はノぐルスアーク溶接方法で用いるノ(ルス電圧
の説明囚、*2図は従来の)4ルスアーク溶接方法にお
ける1ノぐルス当りのワイヤ溶融量とパルス周期の関係
を示す図、#!3−は従来のパルスアーク溶接方法にお
ける高電流時のアーク状態を示す図、第4図は本発明の
ノ母ルスアーク溶接方法によシ得られる高電流時の理想
的アーク状態を示す図、第5図は本発明のノやルスアー
ク溶接方法におけるピーク電流と平均出力電流の関係を
示す図、第6図は本発明のノ4ルスアーク溶接方法にお
けるノ母ルス周波数と平均出力電流の関係を示す図、第
7図は本発明のノ譬ルスアーク溶接方法におけるlパル
ス当りのワイヤ溶融量と平均出力電流の関係を示す図、
@8図は従来のパルスアーク溶接方法によシ溶ff1i
を行なり九場合の1ノヤルス当υのワイヤ溶融量とノク
ルス周期の関係の具体例を示す図、第9図は本発明の1
4ルスアーク溶接方法によシ溶接を行なった場合の1ノ
中ルス当シのワイヤ溶融量とパルス周期の関係の具体例
を示す図、第10図は本発明のi4ルスアーク溶接方法
を実施する溶接器を示すブロック図である。 1.15・・・ワイヤ、2・・・溶滴、3・・・アーク
、4゜17・・・母材、!・・・アーク長、・・11・
・・整流器、12・・・トランジスタ、13・・・フラ
イホイルダイオード、14・・・平滑リアクタ、16・
・・送給ローラ、18・・・電流検出器、19・・・ト
ランジスタ制御回路、加・・・ノ臂ルス周波数設定回路
、21・・・ピーク/ベース切換スイッチ、ρ・・・ピ
ーク電流検出回路、幻・・・ピーク信号発生回路、ス・
・・ピーク電流設定回路、5・・・溶接電流設定回路、
%・・・ペース電圧設定回路、ご・・・ペース信号発生
回路、あ・・・ベース電圧検出回路、四・・・ワイヤ送
給制御回路。 代理人弁理士  秋 本  正 実 ′1゜ 第1図 第3図    第4図 一凭 第5図 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 低電流域では消耗式電極に印加するパルス波形のピーク
    電流とピーク時間の積を大きな値に設定し、高電流域で
    は上記ピーク電流とピーク時間の積管低電流域の場合よ
    りも小さな値に設定することを特徴とするノヤルスアー
    ク溶接方法。
JP2458882A 1982-02-19 1982-02-19 パルスア−ク溶接方法 Pending JPS58141859A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0248654A2 (en) * 1986-06-04 1987-12-09 Welding Industries Of Australia Proprietary Limited Pulsed arc welding
EP0607819A1 (en) * 1993-01-18 1994-07-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Pulsed arc welding apparatus having a consumable electrode wire
JP2010142823A (ja) * 2008-12-17 2010-07-01 Daihen Corp アーク長揺動パルスアーク溶接制御方法

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