JPS59202171A - 短絡移行を伴なう溶接の電流制御方法 - Google Patents

短絡移行を伴なう溶接の電流制御方法

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JPS59202171A
JPS59202171A JP7535283A JP7535283A JPS59202171A JP S59202171 A JPS59202171 A JP S59202171A JP 7535283 A JP7535283 A JP 7535283A JP 7535283 A JP7535283 A JP 7535283A JP S59202171 A JPS59202171 A JP S59202171A
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short circuit
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Takaaki Ogasawara
小笠原 隆明
Tokuji Maruyama
徳治 丸山
Takashi Saito
敬 斉藤
Masaharu Sato
佐藤 正晴
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel 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
    • B23K9/10Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls

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  • 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】 技術分野 この発明はショートアーク溶接やクロビュール溶接等の
短絡移行を伴なう浴接に用いる電源の■」胆力法特に溶
接ワイヤ電流の潜」胆力法に関する。
従来技術 短絡移行を伴なう溶接は消耗電極ワイヤと浴接母材との
間に短絡とアーク発生をくり返すことにより特徴づけら
れるものである。
第1図は上述の短!6移行溶接時に2ける消耗電極ワイ
ヤ電圧波形、電流波形ならびに消耗電極ワイヤ10と母
材11との間の位置間gFN’に示したものであり、各
図に3いて、a、b、c、d、eはそれぞれの溶接状態
全示す。即ちアーク発生中aから徐々にアーク長が短か
くなシ、短絡すに至る。
このとぎ電流全上昇さぞて、める一定値に保持する。溶
滴が最も強固に、母材11に結合した時点cf経過した
後、消耗電極ワイヤ10の先端がくびれ始めたd点後、
浴接電流全急激に低下させて、電流が充分に低下した時
点eにてアーク再生に移行する。
この種の溶接に用いられる従来の溶接電源装置によれば
、第1図に示されるように、溶滴が溶融プールに接触す
る短絡初期からアークが再生する時、弘’E−c、電極
。、′、。z、 cl’、 。′に示すように増加する
この短絡が破れ、アークが発生する時点eにおいて、ス
パッタが発生することが知られて計り、時点eの電流が
高い程、スパッタの発生量が多くなることも明らかにな
っている。これハ溶接ワイヤの浪費を招さ、スパッタの
除去作条に多大な時間を要するだけでなく、トーチノズ
ル内部にも入り込み、究極的にこれを詰1らせることに
なる。
動作特性への影響を与えずに、スパッタを減少させる方
法として、アーク再生直前に短絡電流を下げる方法が提
案されている。この制御によると溶滴移行の瞬間は低電
流レベルにめる訳でめり、溶滴移行全電磁力効果で完了
させるには不十分で、代わって溶滴移行には表面張力9
重力が大きく寄与することになる。この方法はスパッタ
を減少させることについてはある程度の効果はめったが
、溶接トーチと母材間の距離やワイヤ送給速度、溶接速
度などの急変に対しての考慮が不十分でこれらが変動し
た場合は不安定でめった。即ち、第2図に2いてd、d
の溶mにくびれが生じる短絡後期からe、eのアーク発
生にいたる過程で前述の外乱が影響して消耗電極ワイヤ
先端の溶融部が離脱しされずあるいは消耗電極ワイヤの
未溶面1部1でか浴融プールに入り込んでし葦うことも
めり、消耗′電極ワイヤが1」(4に溶層してし1つた
りしてアーク再生にいたらず、溶接全中断すること全余
地なくされる場合も生じるという欠点がめった。
発明の目的 この発明は上述の種々の欠点を除くためVCなされたも
のであって、短絡移行を伴う浴接において、スパッタの
発生を確実に減少させるとともに、アーク再生の失敗全
防き゛m俗援断の回数を低減させ得るm接電源の制御方
法を艶供することを目的とするものでめる。
発明の概要 本発明は、特に第2図のd、dに2けるアーク再生の1
11兆である溶滴のくびれを検出して、このくびれ検出
に烏合して消耗電極ワイヤの短絡電流を下ける一方、′
電流全低下しはじめてから所定の時間T1が経過しても
アークが発生しない場合に短絡軍’tAk再ひもとの所
定の短絡電流以上に戻すことを要旨とする。
実施例 以下にこの発明の一実施例を図面とともに説明する。
第3図にpいて101は溶接電源、103は消耗電極ワ
イヤであって、この消耗電極ワイヤ103は図示しない
モータによって所定の速度制御全党けながら溶接トーチ
104を通って母17106の方に送給される。トーチ
104の先端からは公知のようにシールドガヌが流出し
てat)、消耗電極ワイヤ103の突出部はこのシール
ドガヌにより包囲されつつ母材106との間でアーク1
05を発生して消耗し、溶接が行なわれる。
溶接トーチ104と母材106間の電圧Vを検出する電
圧検出器110の出力信号は最小値記憶回路113と比
軟回路114に印加され、該最小値記憶回路113はV
minを出力する。
この最小値Vminは比軟回路114に印加され値より
大となったとさ、消耗電極ワイヤにくひれが生じたと判
断して、この比!6114は制御信号をm援′醒源10
1に印加して、スイッチ120を低電流側の設定器12
1[切り換えて、溶接電源101の出力電流、したがっ
て消耗電極ワイヤ103の電流を低減させる。
設定器115の設定値は溶接ワイヤにくひれが生じる時
の消耗電極ワイヤと母材間の電圧値の酸分1ul’に対
応してだめられる。
なお電圧を用いる代9に消耗電極ワイヤ103と母防1
06間の抵抗kによって消耗′電極ワイヤのくひれl[
を出してもよい。
な2122は溶接時の電流設定dH′″Cあり、また浴
接′電源101は誤差増輸潴101aに′電流設定詣1
22から印加される設定値と′屯流検出脂112から侠
出される消耗電極ワイヤ′醒流との旧差に応じて重力I
J岬回路101bの出力電流を重席設定潴122で設定
された+lITになるように制御する。
123はタイマであって、比軟器1140信号によって
溶滴のくびれが検出された時点から計時全開始し、一定
時間Tl後にアークが再生していなければスイッチ12
0を設定器124に切り換えてもとの短絡電流”spを
消耗電極ワイヤに供給する。このときの電流は短絡電流
IsP よりも少し大きい(” S P十△I)であっ
てもよい。
この知知電流によって消耗電極ワイヤ端は溶融し再びア
ークが発生する。
上記期間T1は上述のような異常事態音発生させない程
度の時間に任意に設定でさるものである。
次にこの開明の制御方法を第2図と第4図?用いて詳述
する。正常時には消耗電極ワイヤと母材間の短絡直後か
ら消耗電極ワイヤの′g流を第2図に示す旨い短絡電流
ISP Yで印加しく第4図51)、溶滴のくびれがス
テップS2で検知されると、この検知信号により、ステ
ップS3で、消耗電極ワイヤの電流が低く設定され、同
時にステップS4でタイマが起動する。そしてステップ
S5でアークが発生じたか否か判定され、時間Tl内に
アークが発生したらステップS9にてタイマをリセット
し、アーク発生に移行する。
もしステップ55Vcνいて、タイマに設定された時間
11全経過した後もアークか再生しない場8VCは、ス
テップS6に進んでタイマケリセットし、さらにステッ
プS7で消耗電極ワイヤの電流低下を止めて、ステップ
S8でその電流をもとの短絡電流ISl”l:で増加さ
せてステップSQに戻る。
fxs、−1より早くより確実に通常のサイクルに復帰
させるためにIsPの代わシに■Sl)十△Iに切り替
えることも含ぼれる。増加分電流△Iとしては第3図V
C破線で示されるごとく一部△I−α1でも図示しない
が時間と共に増加するようなものへI−α2【でもよい
。な寂α1.α2は足載である。
ここで前記短絡ビーり電流ISP ”こついて触れてυ
くと、1sPそのものが直接にスパッタに与える影響は
なく再アーク電流IRAが低レベルでめる程スパッタ発
生は少ない。しかしながら浴接″亀流回路中のインダク
タンスや抵抗により定ぼる時定数で電流はISPから神
下してゆくことを考えると、ISPが低いほどIRAが
下がり、結果的に電流’Sl)は低い方がヌパツタ発生
が少ないことが知られている。しかるに本発明の方法で
は第3図に3いて短絡ピーク′重席全IsP+△Iのレ
ベルに上げることも含ぼれてPり、再アーク電流■RA
  もIRA’レベルに上がることになるが、かかる例
が発生する頻度は低いものでろって、ヌパツタ発生に対
して厳しく影響を及ぼすものではない。さらにこのこと
は言い換えれば全く低N度の異常発生時だけ短M電流を
旨くする代!llに、通常の場合の短絡電流ISPは可
能な限シ低い値に設定することができ、よりスパッタの
発生を抑制できる。
な2この究明においては1回の電流制御でアークが再生
しない場合には第3図(b)に示すように、第4図のス
テップS5.S5.S7.S8.SQ。
・・・、S5葡俵数回くり返してもよい。
なおこの究明では、第2図、第3図において短絡後の印
加電流が実線で示されるように短絡ピーク電流■SPで
ほぼ一定になるようなものに限定される訳ではなく、2
点傾線で示されるような時間と共に減少するようなもの
も本究明は包含するものである。f、た電圧電流波形は
模式的に示したにすさ゛ず、そのレベルも割合ヶ示すも
のではなく時間も同様に一割合を示すものではない。
効果 以上、本発明によれば短絡とアーク繰り返し中のアーク
再生失敗を防止したから、溶接安定進行時のIsp ’
に低レベルにPさえることかでさ、より確実にスパッタ
の発生を抑制することができる。
このことは俗盾効季の同上、母材に付層するスパッタの
除去工程の省略という利点もさることながら、アーク再
生失敗やトーチノズルに付層したスパッタを取り除くた
めに余畷なくされた溶接中断の回数も大1曜に減少し、
長時間連続浴接が可能となる。
長時間連続溶接が可能となる効果は単にアーク発生時間
の労働時間に占める割合が増大するはかりでなく、昨今
急誠に通用拡大が進んでいる溶接のロホット化vC2い
てpijq人化が不可能な坤田が上述のようにほとんど
解消され、工業的に非常に有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は短絡移行浴接の過程全示し、(イ)は溶滴移行
過程、(ロ)は電圧波形、(ハ)は電流波形を示す図、
第2図はアーク再生直前に電流を低下ざゼる短絡移行浴
接の過程を示す電圧、電流波形図、第3図はこの発明の
制御方法に用いられる回路の一例を示す回路図、第4図
と第5図は本発明の代表的時間対電圧および゛電流の特
性曲線、第6図は本開明の方法による浴接進行中の制御
フローチャートである。 101・・・溶接電源、  103・・・消耗′P[極
ワイヤ、106・・・母防、  123・・・タイマ、
  121,122.123・・・設定器、  I S
 1m  ・・・短絡電流。 特許出願人 株式会社 神戸製鋼所 代理人弁理士青山 葆外2名 区      V県〉   智櫂h a          2 綜  ″          ご 智田〉   智繋・ 第3図 1Z5 第4図 T<T+        T”T+  T’T+第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)消耗電価ワイヤと母材との間で短絡とアーク発生
    が交互に余生する短絡移行を伴なう溶接に3いて、短絡
    時に所定の短絡電流■SPを電極ワイヤに供給し、短絡
    終期に生じる消耗型タワイヤの溶滴のくびれt検出し、
    このくひれ検出に応答して電極ワイヤの電流を低下させ
    るとともに、上記電流の低下を始めてから一部時間経過
    後アークが再生しない場合に消耗型タワイヤの電流を路
    上記矧裕電流■sPかIsPより大なる値■sP+ムI
    に復帰δぞることを待機とする短絡移行を伴なう溶接の
    電流制御方法。
JP7535283A 1983-04-28 1983-04-28 短絡移行を伴なう溶接の電流制御方法 Granted JPS59202171A (ja)

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