JPS60221175A - 消耗電極式ア−ク溶接方法及び装置 - Google Patents

消耗電極式ア−ク溶接方法及び装置

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JPS60221175A
JPS60221175A JP5482984A JP5482984A JPS60221175A JP S60221175 A JPS60221175 A JP S60221175A JP 5482984 A JP5482984 A JP 5482984A JP 5482984 A JP5482984 A JP 5482984A JP S60221175 A JPS60221175 A JP S60221175A
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JP
Japan
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voltage
welding
wire
time
base metal
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JP5482984A
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English (en)
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Shigeo Eguri
成夫 殖栗
Akihiko Iwata
明彦 岩田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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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
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • 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
    • B23K9/067Starting the arc
    • B23K9/0671Starting the arc by means of brief contacts between the electrodes

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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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、消耗電極式アーク溶接装置における溶接終
了時のワイヤ先端溶融部の形状制御に関するものである
〔従来技術〕
従来この種の装置として第1図に示すものがあった。図
において、(1)は電源部、(2)は溶接トーチ、(3
)は溶接ワイヤ、(4)はワイヤリール、(5)は溶接
ワイヤ(3)を送給するためのワイヤ送給装置、(6)
はアーク、(7)は溶接母材(以下母材という)で、電
源部(1)の出力端子より図示のようにケーブルで溶接
ワイヤ(3)と母材(7)とに電気的に接続されている
次に上記の構成にもとづく装置の動作を説明する。溶接
ワイヤ(3)はほぼ一定速度で溶接トーチ(2)を通っ
て母材(7)方向へ送られ、このワイヤ送り量に見合う
電流が電源部(1)からケーブルを介して給電され、溶
接ワイヤ(3)が溶融しながら、母材(7)を溶接する
第2図は溶接終了時のアーク(6)端のワイヤ送給速度
、溶接電流の変化および溶接ワイヤ(3)先端の概略形
状を示したもので、時刻t1に溶接終了の指示が出た後
でも、ワイヤ送給装置(5)の応答遅れにより、溶接ワ
イヤ(3)は溶接トーチ(2)から出続°け、時効t!
になって停止する。この時効t1からt、までの経過時
間は約50〜100rrLSecであるので、例えばワ
イヤ送給速度が150 闘/5(ICとずれば、時刻t
1からt!の間には溶接ワイヤ(3)は15〜15龍も
余分に送給される。このため、溶接ワイヤ(3)が母材
(7)の溶融金属部分に突入するのを防止するために、
時刻t、およびt、以後も電源部(1)から電流を供給
し、溶接終了後には溶接ワイヤ(3)と母材(7)との
間は確実に間隙があるようにしている。この結果、第2
図の下部に上記の溶接ワイヤ(3)と母材(7)との間
の状態の経過を示した図で、Aで表わしたような溶接ワ
イヤ(3)の先端部に大きな溶融球が残り、この溶融球
の表面には多くのスラグが残留する場合もある。また、
溶融球が大きいと、次工程の溶接開始時において、溶接
ワイヤ(3)と母材(7)との接触面積が増すために接
触抵抗が低下するので、アークは接触部分で発生せず、
ワイヤ突出部分と母材(7)との間で発生し、このワイ
ヤ突出部分全体が赤熱して軟化するため、溶接ワイヤ(
3)が曲がり易くなる。
溶接ワイヤ(3)の先端にスラグが付着した場合は、こ
のスラグの表面のガラス状物質のため、溶接ワイヤ(3
)と母材(7)とは絶縁されて電流が流れず、アーク(
6)が発生しないこともある。また、通常は最後の溶接
移行時から溶接終了の指令が出る時刻t1までの時間に
バラツキがあって、この結果溶接ワイヤ(3)の先端部
に残留する溶融球の大きさが溶接工程ごとに異なるため
、次の溶接時においてアークが開始した後の定常アーク
に達するまでの過渡現象がそれぞれ異なってしま°う。
従来の消耗電極式アーク溶接装置は以上のように構成さ
れているので、溶接終了時の溶接ワイヤの先端部に残る
溶融球の形状を小さく、シかも一様の大きさにすること
ができず、アーク開始の様相が統一しないので不安定な
溶接作業となる。したがって、短時間の溶接、特にアー
クスポット溶接を行う場合には、全溶接性能が不安定と
なり、溶は込み不足などの溶接欠陥が生じ易い。また、
溶接を終了させたい時刻t1以後もアークが発生するの
で、薄板の溶接の場合は過剰な熱の影響で、溶接の裕度
を損なうなどの欠点があった。
〔発明の概要〕
この発明は、上記のような従来の欠点を解決するために
なされたもので、溶接終了の指令以後の母材へのアーク
入熱を抑え、さらに溶接終了時の溶接ワイヤの先端に残
留する溶融球の形状を小さく、一様の大きさにすること
によってアーク開始時の性能を改善した消耗電極式アー
ク溶接装置を提供するものである。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第6
図において、(8)は溶接ワイヤ(3)と母材(7)と
の間の電圧を検出する電圧検出器、(9)は参照電圧設
定器、OQは電圧検出器(8)の出力と参照電圧設定器
(8)の出力とを比較する比較器、(Iυは溶接ワイヤ
(3)を高速に正逆転駆動する第2のワイヤ送給装置、
(12は比較器(f(Itの出力に対応して第2のワイ
ヤ送給装置(11)を正逆転駆動するための制御信号を
発生するモータ制御装置、側は比較器α〔の出力信号に
所定の遅れ時間を与える遅延回路、04)は遅延回路(
I:1の出力に対応して電源部(1)の出力電圧を調整
する電圧調整器、(19はワイヤ送給装置(5)および
第2のワイヤ送給装置(11)の中間に位置し、溶接ワ
イヤ(3)に送給の遊びをもたせる作用をする中間リー
ルである。
次に上記実施例の動作について説明する。第3図におい
て、定常の溶接時には、ワイヤ送給装置(5)を駆動し
てワイヤリール(4)から溶接ワイヤ(3)を引出し、
また第2のワイヤ送給装置(111をも駆動して、溶接
ワイヤ(3)の送給速度を保持しながらトーチ(2)の
近傍で溶接ワイヤ(3)を母材(7)の方向へ送り出す
。第2のワイヤ送給装置a])は、高速に正逆転させる
ことを目的とするので、負荷トルクが大きくならないよ
うにする必要がある。中間リール(15)はこのような
溶接ワイヤ(3)の負荷トルクの軽減のためと、逆方向
送給時の遊びの確保のためとに設けたもので、図示のな
い所定のワイヤ遊び量を保持するようにこの遊び量検出
のための検出器と、この検出器の出力に応じてワイヤ送
給装置(5)に送給開始、停止の信号を送り出す制御回
路が含まれている。
第4図に、ワイヤ送給油度と設定電圧とアーク電圧と溶
接電流との時間の経過にともなう変化と、この経過時間
内における溶接ワイヤ(3)、アーク(6)および母材
(7)との状態を図示した。図において、時刻t1 に
溶接終了の指令が出た場合、アーク(6)をしゃ断する
ために電圧調整器Oaを弄して、電源部(1)の出力端
子電圧をアーク維持電圧(約101 )以下に低下させ
ると、溶接電流は零となり、アーク電圧(負荷電圧)は
電源部(1)の無負荷電圧Eとなる。これ以後も溶接ワ
イヤ(3)は母材(7)の方向へ送給され、時刻t1 
以後すみやかに時刻t、にて母材(7)上の溶融金属部
と接触する。この結果、負荷電圧は数V程度に急激に低
下するので、参照電圧設定器(9)の設定電圧を約10
Vにしておけば、比較器Qlの出力によって負荷の短絡
を検知することができる。この検知信号の発生と同期し
て、モータ制御回路aのを介して第2のワイヤ送給装置
Iを逆転駆動させると、溶接ワイヤ(3)は母材(7)
の溶融金属部から離れていく。また、t1以後の電源部
(1)の出力電圧は、溶接ワイヤ(3)と母材(7)と
の間の短絡を検出するために用いるだけなので、t、以
後はシーケンス動作上必要最小限の時間遅れを遅延回路
(13)で保持させ、時刻t、において電圧調整器Iを
介して零にする。時刻t、以後、溶接ワイヤ(3)は母
材(7)から離れていくが、その際に溶接ワイヤ(3)
の先端に付着している溶融金属が母材(7)上の溶融金
属部分に確実に接触移行するので、溶接ワイヤ(3)の
先端部に最終的に残留する溶融金属の量は、図のBで示
すようにごく微量となり、しかも溶接ワイヤ(3)の径
が一定であれば、溶接の都度一様の残留量になる。
なお、時刻t、以後の溶接ワイヤ(3)の停止までの時
間幅およびそれまでの逆転速度は、最終的に保持すべき
溶接ワイヤ(3)と母材(力との距離によって定めれば
よく、図に示すように例えば時刻t4において溶接ワイ
ヤ(3)は停止し、完全に溶接が終了することになる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば溶接終了時の母材への
アーク入熱が必要最小限度に抑えられるとともに、溶接
ワイヤに残留する溶融球も小さく、形状も一様となる。
このため次の溶接開始時の過渡現象のばらつきも少なく
なり、ワイヤの先端部に付着する絶縁物の量も減少する
から、アーク開始不能となることはほとんどなくなり、
特に薄板溶接のようにアーク人熱量を厳しく管理すべき
用途に対して、大きな効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の消耗電極式アーク溶接装置の構成図、第
2図は第1図の構成に基づく動作および溶接アーク現象
を示す説明図、第6図はこの発明の一実施例の構成図、
第4図は第3図の構成に基づく動作および溶接アーク現
象を示す説明図である。 図において、(1)は電源部、(2)は溶接トーチ、(
3)は溶接ワイヤ、(5)はワイヤ送給装置、(6)は
アーク、(力は溶接母材、(8)は電圧検出器、(9)
は参照電圧設定器、a@は比較器、(11)は第2のワ
イヤ送給装置、α2はモータ制御装置、a3)は遅延回
路、a4)は電圧調整器、a(へ)−は中間リールであ
る。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第2図 第4図 手続補正、i!−(自発) 昭和60年5月27日 特許庁長官殿 1、事件の表示 特願昭 59−54829号2、発明
の名称 消耗電極式アーク溶接方法及び装置 3、補正をする者 代表者片山仁へ部 4、代理人 イ補正の対象 6、補正の内容 (1)明細書の「特許請求の範囲」を別紙のとおり補正
する。 (2)明細書第3頁第7行の「時効t2に」を「時刻t
2に」と補正する。 (3)明細書第3頁第7行の「この時効(1から」を「
この時刻t1から」と補正する。 (4)明細書第3頁第16行〜第17行の「第2図の下
部に・・・−・・・を示した図で、」を「溶接ワイヤ(
3)と母材(7)との間の状態の経過を第2図に示すが
、その仲で」と補正する。。 (5)明細書第4頁第11行の「溶接移行時」を「溶滴
移行時」と補正する。 (6)明細書第7頁第3行の「図示のない」を「図示し
てはいないが」と補正する。 以 上 別 紙 特許請求の範囲 (補正) [(1)溶接終了時にまず設定電圧をアーク維持電圧以
下に下げ、負荷電圧が溶接ワイヤと母材との間の短絡電
圧に達した時点から所定の時間幅だけ溶接ワイヤを母材
と逆方向へ引きもどし、かつ上記時点から所定の時間経
過後に電圧の印加を終了さぜるようにした消耗電極式ア
ーク溶接方法。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)溶接終了時にまず設定電圧をアーク維持電圧以下
    に下げ、負荷電圧が溶接ワイヤと母材との間の短絡電圧
    に達した時点から所定の時間幅だけ溶接ワイヤを母材と
    逆方向へ引きもどし、かつ上記時点から所定の時間経過
    後に電圧の印加を終了させるようにした消耗電極式アー
    ク溶接方法。
  2. (2)溶接電源の電圧調整器、アーク負荷電圧を検出す
    る電圧検出器、溶接ワイヤと母材との間の短絡電圧に相
    当する電圧を設定する参照電圧設定器、上記電圧検出器
    の出力とこの参照電圧設定器の出力と・を比較する比較
    器、この比較器の出力に対応して所定の時間後に上記電
    圧調整器を駆動する遅延回路、溶接トーチめ近傍に位置
    して溶接ワイヤを正逆駆動させるワイヤ送給モータ、こ
    のワイヤ送給モータの速度および回転方向を制御するモ
    ータ制御装置、溶接ワイヤの送給行程に所定の遊びをも
    だせる中間リールを備えてなる消耗電極式アーク溶接装
    置。
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