JPS6127176A - ア−ク溶接方法 - Google Patents

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］ 本発明は消耗性のワイヤ電極（以下、単にワイヤという
）を用いたアーク溶接方法に関する。

［従来技術１ ワイヤを被溶接物（以下、母材という）に向けて連続給
送し、ワイヤと母材の間に溶接電圧を印加して溶接アー
クを発生させて溶接を行なうアーク溶接方法においては
、溶接を停止する場合、先ずワイヤの送給を制動をかけ
て停止し、続いて溶接電圧を遮断することが行なわれて
いる。この時、ワイヤの送給駆動が停止されても送給モ
ータの慣性によりワイヤはわずかな長さだけ送出されて
、これが母材表面に形成されている溶融池に突込んで溶
着することがあった。

ワイヤの母材へのこの溶着を防止するため、従来溶接電
圧の遮断をワイヤの送給停止より０．２〜０．５（秒）
遅れて行なうことにより突出した余分のワイヤを溶融さ
せることが行なわれている（以下、これを第１の従来技
術という）。この第１の従来技術では、ワイヤの送給速
度の大小、溶接電圧の大小およびワイヤ送給モータの特
性により、溶接電圧の遮断のワイヤ送給停止よりの遅延
時間の調整が必要であった。したがって、自動アーク溶
接装置において多数の母材を順次溶接する場合、この第
１の従来技術では、（１）１つの母材の溶接より次の母
材の溶接までの１工程の時間の短縮を図るために溶接電
圧の遮断の遅延時間を短くする場合やワイヤの送給モー
タの停止が緩慢になる等の特性の変化に際して溶着が発
生し易い、（２）この溶着が発生した状態で次の母材へ
のトーチの移動または次工程への母材の移動が行なわれ
ると、母材がワイヤに引っ張られて溶接装置およびその
周囲に配置されている設備を破損したり、母材の変形、
破損等の溶接不良を発生するという欠点があった。

特開昭５７−１７３８１の特許請求の範囲第１項の発明
（以下、第２の従来技術という）は、溶接停止に際し、
ワイヤ送給の停止後、溶接電圧を遮断し溶接アーク消弧
後、ワイヤと母材の間に溶接電圧を再び、所定時間印加
することにより突…したワイヤを溶融せしめて、溶着を
第１の従来技術よりも発生しに＜＜シたものである。こ
の第２の従来技術では、（１）溶接停止毎に、溶着のい
かんに拘らず再度、溶接電圧を印加するために、ｌ工程
の時間の短縮は望めない、（２）溶接停止に際して溶接
電圧を遮断した時に溶着が発生していて、再度の溶接電
圧の印加においてワイヤが溶融できない場合、第１め従
来技術と同様の設備破損や溶接不良が発生する、（３）
この溶接電圧の印加においてワイヤの溶融がトーチ近傍
で発生した場合、溶融金属が溶接電圧の遮断後にコンタ
クトチップの穴（ワイヤを導く穴）に溶着してこの穴を
塞いでしまい、次の溶接時に母材とワイヤ（実際にはコ
ンタクトチップの先端）との間隔が広すぎるため溶接電
圧を印加しても溶接アークが点弧せず、ワイヤの送給が
できない事態が発生するという欠点があった。

同じ特開昭５７−１７３８１の特許請求の範囲第２項の
発明（以下、第３の従来技術という）は、溶着の解除を
主とす・るものであり、溶接停止に際し、ワイヤ送給の
停止後、溶接電圧を遮断し、溶接アークを消弧後、ワイ
ヤと母材の間の短絡を検査６し、短絡、つまり溶着の場
合にのみワイヤと母材の間に溶接電圧を再度、所定時間
印加し、溶着したワイヤを溶断する方法である。この第
３の従来技術は、溶接停止で溶着でない場合ｔｉ即座に
次の母材へのトーチの移動、あるいは次の工程への母材
の移動を行なうことができるので、第２の従来技術に比
較して無駄な時間を生じない。しかしながら、この第３
の従来技術は、（１）再度の溶接電圧の印加の際のワイ
ヤ溶断がトーチ近傍で発生した場合および上記溶着の解
除を一度行なうと。

ワイヤが溶断てきない場合に第２の従来技術と同様の不
具合が発生する、（２）上記溶着の解除を繰り返し行な
うと、ワイヤと母材の間以外、例えば、溶接電源内やそ
の周囲の設備、治工具、母材の干渉による短絡事故が発
生した場合、上記の溶着の解除を永久的に行なうことに
なり、溶接電源の頻繁運転により破損やトーチ周囲の破
損が発生するという欠点があった。

［発明の目的］ 本発明の目的は、ワイヤ溶断位置のいかんにょらず次の
溶接時への影響がなく、溶接不良の発生がなく、また短
絡の場合に、溶接電源の破損等を招くことなくワイヤと
母材の溶着を自動的に解除するアーク溶接方法を提供す
ることにある。

［発明の構成１ 本発明のアーク溶接方法は、溶接停止に際し、先ずワイ
ヤ電極の送給を停止し、次に溶接電圧を遮断して溶接ア
ークを消弧させた後、被溶接物とワイヤ電極の間の短絡
の有無を検査し、短絡の場合にのみ、前記被溶接物とワ
イヤ電極の間に溶接電圧を印加し、次にワイヤ電極の送
給を通常の溶接時よりも低速で行ない、所定時間経過後
にワイヤ電極の送給を停止し、溶接電圧を遮断する、被
溶接物とワイヤ電極の溶着を解除する溶着解除動作を行
なうことを特徴とする。

［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明のアーク溶接方法を適用したアーク溶接
装置のブロック図である。主制御装置１は本発明のアー
ク溶接方法を実施するための心臓部（、ＣＰＵ　、　Ｒ
ＯＭ　、ＲＡＭ等で構成される）である。また、図示し
ない入力装置から溶着解除動作を実行するか否かの指令
、溶接解除動作の回数、溶接終了時の溶接電圧、ワイヤ
送給速度等が主制御装置１に入力される。ワイヤ送給制
御装置２は主制御装置１の指令信号Ｓｌにより制御され
、ワイヤ送給モータ３を制御する。ワイヤ送給モータ３
は、その出力軸にワイヤ送給ローラ４が結合されており
、このワイヤ送給ローラ４に挟持されたワイヤ５を母材
６に向けて送給する。オフディレィ回路８は主制御装置
ｌからの指令信号Ｓ工がローレベルになることにより遅
延動作を開始し、所定の遅延時間Ｔ工経過後、ローレベ
ルの信号Ｓ２を溶接電源７に出力する。短絡検出回路９
の入力端は溶接電源７の出力側に接続され、その出力端
は主制御装置１に接続されている。第２図は溶接電源７
と短絡検出回路９の一実施例の回路図である。溶接電源
７は直流電源Ｅｌとこれに直列に接続されたスイッチＳ
Ｗ（サイリスタまたはリレー接点）からなる、補助電源
Ｅ２は直流電源Ｅ１　と逆極性になるように並列に接続
され、これに抵抗Ｒ１が直列に接続されている。ダイオ
ードＤ、抵抗Ｒ２＋コンデンサＣの直列回路が補助電源
Ｅ２と抵抗Ｒ１の直列回路に並列に接続されている。抵
抗Ｒ３とＲ４の直列回路がコンデンサＣに並列に接続さ
れ１、抵抗Ｒ３＊　Ｒ４の接続点にトランジスタＴＲの
ベースが接続されている。ワイヤ５と母材６が離れてい
る場合は、補助電源Ｅ２の出力は抵抗Ｒ１＋ダイオード
Ｄ、抵抗Ｒ２を介してコンデンサＣを充電した後トラン
ジスタＴＲをオンにするので短絡検出回路９の出力Ｓ３
はローレベルになり、密着している場合は抵抗Ｒ１の電
圧降下が大きくトランジスタＴＲはオフであるから短絡
検出回路９の出力Ｓ３はハイレベルになる。

次に、本実施例のアーク溶接装置の動作について説明す
る。

（１）溶接開始時 主制御装置１の指令信号Ｓ□がハイレベルになると、ワ
イヤ送給制御装置２が起動されると同時にオフディレィ
回路８が起動される。したがって、ワイヤ送給モータ３
が起動されてワイヤ送給ローラ４が回転し、ワイヤ５が
母材６に向けて送給されるとともに、オフディレィ回路
８のハイレベルの出力信号Ｓ２溶接電源７に入力し、溶
接電源７から溶接電圧がワイヤ５と母材６に印加される
のでアーク１０が発生し溶接が開始される。

（２）溶接停止時 溶接停止時の動作を第３図のフローチャートを参照しな
がら説明する。

主制御装置ｌの指令信号Ｓ□がローレベルになると、ワ
イヤ送給制御装Ｍ２は直ちに停止してワイヤ送給モータ
３の回転、したがってワイヤ５の送給が停止される（ス
テップ　１０１）。指令信号Ｓ１がローレベルになって
から遅延時間ＴＩ経経過後オフディレ４路路の出力信号
Ｓ２はローレベＪｌｚになり、これが溶接電源７に入力
して溶接電圧が遮断される（ステップ１０２）。次に、
短絡検出回路９によりワイヤ５と母材１０の短絡、つま
り溶着の有無を検出するが（ステップ１０３）　、溶接
電源７、ワイヤ５．母材６と相互間の接続ケーブル及び
アークによって形成される回路の切断時の過渡現象によ
る溶着の有無の誤検出を防止するため所萱の時間経過後
に溶着の検出を行なう（ステップ１０３）。ここで溶着
なしと判断された場合は、母材６もしくはトーチの移動
をすべく次のステップへ制御が移る。溶着と判断された
場合、溶着解除動作を実行するか否かの判定をする（ス
テップ１０４）。実行しない場合には本溶接装置の動作
を全て停止する（ステップ１１５）。実行する場合には
、先ず、溶着解除動作の実行回数を不図示の入力装置か
ら入力しループカウンタヘセ・ット（予めセットしても
よい）する（ステップ１０５）。この値は固定値でもよ
いが頻繁な溶接電圧の印加／遮断により溶接電源７へ支
障をきたさない範囲内の繰り返し回数であるべきである
０次に、指令信号Ｓ□をハイレベルにして溶接電圧を印
加しくステップ１０Ｂ）　、ワイヤ５の送給を開始する
（ステップ１０７）。この際のワイヤ５の送給速度は通
常の溶接時のそれと比して低速である。これはワイヤ５
の溶断がトーチ近傍で発生した場合に溶融金属の凝固に
よりコンタクトチップの穴を塞がないようにするために
、ワイヤの溶融部分をトーチより離すためであり、また
溶断できない場合にワイヤ５の送給によって母材６とト
ーチにワイヤ５によって過大な応力がかからないためで
ある。次にワイヤが溶断されるであろう時間待ちを行な
う（ステップ　１ｏ８）。なお、この待ち゛時間、上記
の印加する溶接電圧とワイヤ送給速度は、溶接電源７の
特性、ワイヤ５の径、母材６の質等によって最適値が異
なるため本実施例では可変としている。所定時間経過後
、指令信号Ｓｌをローレベルにしてワイヤ５の送給を停
止しくステップ１０９）　、溶接電圧を遮断する（ステ
ップ１１０）。

次に、上記過渡現象による溶着の誤検出を避けるため前
と同様に所定時間経過後に短絡検出回路９により溶着の
検出を行なう（ステップ１１１）。ここで溶着なしと判
断されれば、つまりワイヤ５が溶断できたならば前と同
様に次のステップへ制御が移る。溶着と判断された場合
、ループカウンタを１減少させる（ステップ１１２）　
、次に、ループカウンタがＯ示否か判定しくステップ１
１３）　、　０でなければステップ１０８へ戻り、前述
の溶着解除の動作を繰り返す、ループカウンタが０、す
なわち溶着解除の動作を所定回数、繰り返したにも拘ら
ず溶着を解除できなかった場合は、溶接電源７内やその
周囲の設備、治工具、母材６の干渉により短絡事故発生
している場合であり、この場合、警報を出力しくステッ
プ１１４）　、本溶接装置の全動作を停止する（ステッ
プ１１５）。これにより、操作者は短絡事故の復旧を早
急かつ完全に行なうことができる。

［発明の効果Ｊ 本発明によれば、ワイヤの溶断位置のいかんによっても
、次の溶接時への影響がなく、溶接不良を発生すること
がなく、また、短絡事故発生に際しても、溶接電源等の
破損を招くことなく良好な溶接作業を行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアーク溶接方法を適用した一アーク溶
接装置の一実施例を示すブロック図、第２図は第１図の
溶接電源７と短絡検出回路９の一実施例の回路図、第３
図は第１図のアーク溶接装置において溶接停止時の動作
を示すフローチャートである。 １：主制御装置、２：ワイヤ送給制御装置。 ３：ワイヤ送給モータ、４：ワイヤ送給ローラ。 ５：ワイヤ、６：母材、７：溶接電源。 ８：オフディレイ回路、９：短絡検出回路。 １０：アーク。 特許出願人　　株式会社　安川電気製作所第１図 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被溶接物とこの被溶接物に向けて供給される消耗
   性のワイヤ電極の間に溶接電圧を印加し溶接アークを点
   弧させるアーク溶接方法において、溶接停止に際し、先
   ずワイヤ電極の送給を停止し、次に溶接電圧を遮断して
   溶接アークを消弧させた後、被溶接物とワイヤ電極の間
   の短絡の有無を検査し、短絡の場合にのみ、前記被溶接
   物とワイヤ電極の間に溶接電圧を印加し、次にワイヤ電
   極の送給を通常の溶接時よりも低速で行ない、所定時間
   経過後にワイヤ電極の送給を停止し、溶接電圧を遮断す
   る、被溶接物とワイヤ電極の溶着を解除する溶着解除動
   作を行なうこを特徴とするアーク溶接方法。
2. （２）溶着解除動作を所定回数、繰り返す特許請求の範
   囲第１項に記載のアーク溶接方法。
3. （３）溶着解除動作を所定回数、繰り返しても被溶接物
   とワイヤ電極の溶着を解除できない場合に警報を発し、
   溶接装置の動作を停止させる特許請求の範囲第２項に記
   載のアーク溶接方法。