JPS6225473B2 - - Google Patents
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- JPS6225473B2 JPS6225473B2 JP42581A JP42581A JPS6225473B2 JP S6225473 B2 JPS6225473 B2 JP S6225473B2 JP 42581 A JP42581 A JP 42581A JP 42581 A JP42581 A JP 42581A JP S6225473 B2 JPS6225473 B2 JP S6225473B2
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- welding
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Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は新規なホツトワイヤ溶接法に関する。
アルゴン及びヘリウムガスを主体とした不活性
シールドガス中でタングステン合金の非消耗電極
よりアークを発生させて溶接するTIG溶接法は一
般的に高品質の溶接が可能であるが、溶接金属の
形成する速度は遅く高能率化できない欠点があ
る。この欠点を補うために文献〔Welding
Journal vol47、No.５（1968）、vol.49、No.５
（1970）〕及びU.S.Pat.3122629に示されるように
フイラーワイヤに交流電流を通電し溶着速度を向
上する例がみられる。
シールドガス中でタングステン合金の非消耗電極
よりアークを発生させて溶接するTIG溶接法は一
般的に高品質の溶接が可能であるが、溶接金属の
形成する速度は遅く高能率化できない欠点があ
る。この欠点を補うために文献〔Welding
Journal vol47、No.５（1968）、vol.49、No.５
（1970）〕及びU.S.Pat.3122629に示されるように
フイラーワイヤに交流電流を通電し溶着速度を向
上する例がみられる。
第１図に上記の従来法の一例を示す溶接装置の
概略を示す。
概略を示す。
図において、非消耗電極閉電源１より直流負の
電流がノズル５で不活性ガスシールドされたタン
グステン等の非消耗電極６により被溶接材３にア
ークを発生させる。一方、コンタクトチユーブ７
を通してフイラーワイヤや送給モータ９よりフイ
ラーワイヤ８が送給され、これにフイラーワイヤ
用電源２より交流が通電される。この場合、フイ
ラーワイヤ８に通電された電流により生ずる磁界
の影響でアークが被溶接材３表面に垂直に発生せ
ず大きく回転する。この傾向は非消耗電極６及び
フイラーワイヤ８の電流を増加すると大きくな
る。
電流がノズル５で不活性ガスシールドされたタン
グステン等の非消耗電極６により被溶接材３にア
ークを発生させる。一方、コンタクトチユーブ７
を通してフイラーワイヤや送給モータ９よりフイ
ラーワイヤ８が送給され、これにフイラーワイヤ
用電源２より交流が通電される。この場合、フイ
ラーワイヤ８に通電された電流により生ずる磁界
の影響でアークが被溶接材３表面に垂直に発生せ
ず大きく回転する。この傾向は非消耗電極６及び
フイラーワイヤ８の電流を増加すると大きくな
る。
また実開昭55−33610号公報にはフイラーワイ
ヤに直流定電流を通電し、非消耗電極よりのアー
クを偏向させ、この偏向を利用して高能率な溶接
を行なう方法が示されている。
ヤに直流定電流を通電し、非消耗電極よりのアー
クを偏向させ、この偏向を利用して高能率な溶接
を行なう方法が示されている。
上記の例は被溶接材の開先間隙が広い場合は有
効な方法であるが、薄板や初層溶接でアークを正
確に溶接部分に発生させたい場合や厚板で開先間
隙を狭くする狭開先溶接法などでは、アークの回
転や偏向などによつてアークが溶接部に集中され
ず、溶込み不足を生ずる場合が多く、安定した溶
接ができない欠点がある。
効な方法であるが、薄板や初層溶接でアークを正
確に溶接部分に発生させたい場合や厚板で開先間
隙を狭くする狭開先溶接法などでは、アークの回
転や偏向などによつてアークが溶接部に集中され
ず、溶込み不足を生ずる場合が多く、安定した溶
接ができない欠点がある。
本発明の目的はパルス状電流を用い上記従来法
の欠点である非消耗電極のアークの回転や偏向を
防止し、それに伴いアークの長さを自動的に一定
に保つホツトワイヤ溶接法を提供するにある。
の欠点である非消耗電極のアークの回転や偏向を
防止し、それに伴いアークの長さを自動的に一定
に保つホツトワイヤ溶接法を提供するにある。
本発明は、非消耗電極に通電する溶接電流を制
御し、溶接部に十分な溶込みを与える溶接入熱を
供給するピーク電流、該ピーク電流より小さく、
そのアークの長さを一定に保つアーク電圧制御
（以下AVCと略す）を行なうためのAVC用電流及
びフイラワイヤを溶融させず、アークを持続させ
るのに必要な必要最小の電流を流すパイロツトア
ーク用電流を順次にしかも周期的に供給し、パイ
ロツトアーク用電流の通電中にのみフイラワイヤ
にフイラワイヤを通電加熱するに十分なアークを
発生させない大きさの電流を供給することを特徴
とするホツトワイヤ溶接法にある。フイラーワイ
ヤに通電されている場合は非消耗電極にはアーク
を持続させるのに必要な最低の電流しか流されて
いないのでアークの偏向は溶接中には全く生じな
い。また非消耗電極に上記のように電流値の高い
パルス状のアーク電流を通電するとアーク長の
AVCが不可能となるためピーク電流より小さい
上記のAVC用電流の通電時にアーク電圧を検出
しAVCを行ない、他の通電時にはAVC用電流の
アーク電圧の平均値によりAVCを行なうように
したものである。
御し、溶接部に十分な溶込みを与える溶接入熱を
供給するピーク電流、該ピーク電流より小さく、
そのアークの長さを一定に保つアーク電圧制御
（以下AVCと略す）を行なうためのAVC用電流及
びフイラワイヤを溶融させず、アークを持続させ
るのに必要な必要最小の電流を流すパイロツトア
ーク用電流を順次にしかも周期的に供給し、パイ
ロツトアーク用電流の通電中にのみフイラワイヤ
にフイラワイヤを通電加熱するに十分なアークを
発生させない大きさの電流を供給することを特徴
とするホツトワイヤ溶接法にある。フイラーワイ
ヤに通電されている場合は非消耗電極にはアーク
を持続させるのに必要な最低の電流しか流されて
いないのでアークの偏向は溶接中には全く生じな
い。また非消耗電極に上記のように電流値の高い
パルス状のアーク電流を通電するとアーク長の
AVCが不可能となるためピーク電流より小さい
上記のAVC用電流の通電時にアーク電圧を検出
しAVCを行ない、他の通電時にはAVC用電流の
アーク電圧の平均値によりAVCを行なうように
したものである。
第２図は本発明を実施する場合の装置の全体構
成を示す。まず非消耗電極６に供給される溶接電
流は非消耗電極用電流制御素子１５によつて制御
される。すなわち、直流電源から供給された電流
は非消耗電極用パルス発生回路１９よりの信号と
電流検出器１６の出力を比較増巾回路１７で比較
し非消耗電極用電流制御素子１５によつて定電流
になるよう制御される。パイロツトアーク用抵抗
１４は非消耗電極用電流制御素子１５が切れた場
合にアークを持続させる最低電流を通電するもの
で、これ以外にこのパイロツトアークは非消耗電
極制御素子１５をわずか動作させるか、別電源を
接続してもよい。非消耗電極６より発生するアー
クの長さは非消耗電極用パルス発生回路１９の
AVC用電流信号によりAVC回路２０が動作し
AVC用モータ１０によりノズル５が上下するこ
とによつて制御される。一方、フイラーワイヤ８
に供給される電流はフイラーワイヤ用電流制御回
路１１により設定された直流電流をフイラーワイ
ヤ用パルス発生回路１８の信号と出力電圧の差を
比較増幅回路１３により増幅しフイラーワイヤ用
電圧制御素子１２を動作させ一定電圧になるよう
制御される。
成を示す。まず非消耗電極６に供給される溶接電
流は非消耗電極用電流制御素子１５によつて制御
される。すなわち、直流電源から供給された電流
は非消耗電極用パルス発生回路１９よりの信号と
電流検出器１６の出力を比較増巾回路１７で比較
し非消耗電極用電流制御素子１５によつて定電流
になるよう制御される。パイロツトアーク用抵抗
１４は非消耗電極用電流制御素子１５が切れた場
合にアークを持続させる最低電流を通電するもの
で、これ以外にこのパイロツトアークは非消耗電
極制御素子１５をわずか動作させるか、別電源を
接続してもよい。非消耗電極６より発生するアー
クの長さは非消耗電極用パルス発生回路１９の
AVC用電流信号によりAVC回路２０が動作し
AVC用モータ１０によりノズル５が上下するこ
とによつて制御される。一方、フイラーワイヤ８
に供給される電流はフイラーワイヤ用電流制御回
路１１により設定された直流電流をフイラーワイ
ヤ用パルス発生回路１８の信号と出力電圧の差を
比較増幅回路１３により増幅しフイラーワイヤ用
電圧制御素子１２を動作させ一定電圧になるよう
制御される。
第３図は本発明の非消耗電極６に供給される電
流波形とフイラーワイヤ８に供給される電圧の波
形を示す。非消耗電極６の溶接電流波形は溶接入
熱を供給するピーク電流ＩPをＴP時間通電し、続
いてアーク長を一定に保持するために常に一定の
AVC電流ＩAVCをＴAVC時間通電する。最後にア
ークが持続するに必要な最低のパイロツトアーク
用電流ＩPLをＴPL時間通電する。このパイロツト
アーク用電流ＩPLの通電時ＴPLにフイラーワイヤ
用電圧ＥPが通電される。上記の方式により溶接
電流のＴP及びＴAVC時にはフイラーワイヤ８には
全く通電されてないのでアークの偏向は全くな
く、ＴPL時にはフイラーワイヤ８には通電される
が、パイロツトアーク用電流ＩPLがわずかのため
アークの偏向はほとんど無い。
流波形とフイラーワイヤ８に供給される電圧の波
形を示す。非消耗電極６の溶接電流波形は溶接入
熱を供給するピーク電流ＩPをＴP時間通電し、続
いてアーク長を一定に保持するために常に一定の
AVC電流ＩAVCをＴAVC時間通電する。最後にア
ークが持続するに必要な最低のパイロツトアーク
用電流ＩPLをＴPL時間通電する。このパイロツト
アーク用電流ＩPLの通電時ＴPLにフイラーワイヤ
用電圧ＥPが通電される。上記の方式により溶接
電流のＴP及びＴAVC時にはフイラーワイヤ８には
全く通電されてないのでアークの偏向は全くな
く、ＴPL時にはフイラーワイヤ８には通電される
が、パイロツトアーク用電流ＩPLがわずかのため
アークの偏向はほとんど無い。
第４図は本発明におけるアークの長さを一定に
保持する方式について示したものである。本発明
で非消耗電極６とフイラーワイヤ８に送給される
電流がパルス状で交互に切換えられた場合、
AVCの動作が安定しない。そこで第４図に示す
ように、AVC専用の電流を設定し、その時のア
ーク電圧のみを選択的に検出し、AVC回路２０
を動作させる。それ以外のピーク電流及びパイロ
ツトアーク用電流の通電中はAVC用電流通電中
のアーク電圧の平均値を出力しAVC回路２０を
動作させる。この方式により非消耗電極６とフイ
ラーワイヤ８に電流が切換えられてもアークの長
さは適正に保持される。
保持する方式について示したものである。本発明
で非消耗電極６とフイラーワイヤ８に送給される
電流がパルス状で交互に切換えられた場合、
AVCの動作が安定しない。そこで第４図に示す
ように、AVC専用の電流を設定し、その時のア
ーク電圧のみを選択的に検出し、AVC回路２０
を動作させる。それ以外のピーク電流及びパイロ
ツトアーク用電流の通電中はAVC用電流通電中
のアーク電圧の平均値を出力しAVC回路２０を
動作させる。この方式により非消耗電極６とフイ
ラーワイヤ８に電流が切換えられてもアークの長
さは適正に保持される。
即ち、第４図は本発明におけるアークの長さを
一定に保持する方式について示したものである。
ピーク電流制御信号ａとAVC電流制御信号ｂに
より溶接電流ｃが図のようにピーク電流ＩP、
AVC電流ＩAVC、パイロツトアーク用電流ＩPLと
３段の溶接に制御される。それに伴つてアーク電
圧ｄは溶接電流に対応して図のように得られる。
そこでAVC電圧入力ｅでAVC電圧のみをAVC電
流制御信号ｂに同期して検出する。このAVC電
圧とTIG電極の高さは比例するので、このAVC
電圧が一定値になるようTIG電極を上下して一定
の高さに保持できる。しかしピーク電流とパイロ
ツトアーク電流は作業中に種々変化して一定に保
持することが出来ないので、この間は先に検出し
たAVC電圧によつてAVC電圧出力信号ｆのよう
に出力してTIG電極の高さを一定に保持する。
一定に保持する方式について示したものである。
ピーク電流制御信号ａとAVC電流制御信号ｂに
より溶接電流ｃが図のようにピーク電流ＩP、
AVC電流ＩAVC、パイロツトアーク用電流ＩPLと
３段の溶接に制御される。それに伴つてアーク電
圧ｄは溶接電流に対応して図のように得られる。
そこでAVC電圧入力ｅでAVC電圧のみをAVC電
流制御信号ｂに同期して検出する。このAVC電
圧とTIG電極の高さは比例するので、このAVC
電圧が一定値になるようTIG電極を上下して一定
の高さに保持できる。しかしピーク電流とパイロ
ツトアーク電流は作業中に種々変化して一定に保
持することが出来ないので、この間は先に検出し
たAVC電圧によつてAVC電圧出力信号ｆのよう
に出力してTIG電極の高さを一定に保持する。
本発明の一実施例によればステンレス鋼の溶接
において、非消耗電極に3.2mm径のタングステン
電極を用いピーク電流ＩPを800A、AVC用電流Ｉ
AVCを100A、パイロツトアーク用電流ＩPLを10A
としＴP，ＴAVC，ＴPLの各々の比率を20％、40
％、40％とした場合、非消耗電極６の平均電流は
204Aで平均アーク電圧は12Vである。またフイラ
ーワイヤ８に供給される電圧は10V、電流は500A
でＴPLの時間比が40％のため平均電流200Aとな
る。周波数は非消耗電極用制御素子１５及びフイ
ラーワイヤ用電圧制御素子１２にトランジスタを
採用した場合は100Hzまでは正確な波形に制御さ
れる。
において、非消耗電極に3.2mm径のタングステン
電極を用いピーク電流ＩPを800A、AVC用電流Ｉ
AVCを100A、パイロツトアーク用電流ＩPLを10A
としＴP，ＴAVC，ＴPLの各々の比率を20％、40
％、40％とした場合、非消耗電極６の平均電流は
204Aで平均アーク電圧は12Vである。またフイラ
ーワイヤ８に供給される電圧は10V、電流は500A
でＴPLの時間比が40％のため平均電流200Aとな
る。周波数は非消耗電極用制御素子１５及びフイ
ラーワイヤ用電圧制御素子１２にトランジスタを
採用した場合は100Hzまでは正確な波形に制御さ
れる。
本発明によればTIG溶接においてフイラーワイ
ヤに通電してもアーク電流はきわめて小さいの
で、従来のアークの偏向に伴う母材への影響がほ
とんど無く、ピーク電流による溶接中のアークを
正確に溶接部に集中できる。一例として狭開先溶
接においてはアーク電流及びフイラワイヤへの通
電ともに実質的に交互に通電されるので、互いに
干渉されることがなく、よつて溶接金属の溶着速
度を増加することができ、高能率な溶接が可能と
なる。さらに非消耗電極への電流が低減できるの
で非消耗電極の損傷も少ない効果がある。
ヤに通電してもアーク電流はきわめて小さいの
で、従来のアークの偏向に伴う母材への影響がほ
とんど無く、ピーク電流による溶接中のアークを
正確に溶接部に集中できる。一例として狭開先溶
接においてはアーク電流及びフイラワイヤへの通
電ともに実質的に交互に通電されるので、互いに
干渉されることがなく、よつて溶接金属の溶着速
度を増加することができ、高能率な溶接が可能と
なる。さらに非消耗電極への電流が低減できるの
で非消耗電極の損傷も少ない効果がある。
第１図は従来のホツトワイヤTIG溶接法に適用
される溶接装置の概略図、第２図は本発明の溶接
法に適用した溶接装置の全体構成図、第３図は本
発明の非消耗電極に供給する溶接電流及びフイラ
ーワイヤに供給する電圧を示す説明図、第４図は
本発明のAVC動作を示す説明図である。 １……非消耗電極用電源、２……フイラーワイ
ヤ用電源、３……被溶接材、４……溶接金属、５
……ノズル、６……非消耗電極、７……コンタク
トチユーブ、８……フイラーワイヤ、９……フイ
ラーワイヤ送給モータ、１０……AVC用モー
タ、１１……フイラーワイヤ用電流制御回路、１
２……フイラーワイヤ用電圧制御素子、１３，１
７……比較増幅回路、１４……パイロツトアーク
電流制御用抵抗、１５……非消耗電極用電流制御
素子、１６……電流検出器、１８……フイラーワ
イヤ用パルス発生回路、１９……非消耗電極用パ
ルス発生回路、２０……AVC回路、２１……フ
イラーワイヤ送給回路。
される溶接装置の概略図、第２図は本発明の溶接
法に適用した溶接装置の全体構成図、第３図は本
発明の非消耗電極に供給する溶接電流及びフイラ
ーワイヤに供給する電圧を示す説明図、第４図は
本発明のAVC動作を示す説明図である。 １……非消耗電極用電源、２……フイラーワイ
ヤ用電源、３……被溶接材、４……溶接金属、５
……ノズル、６……非消耗電極、７……コンタク
トチユーブ、８……フイラーワイヤ、９……フイ
ラーワイヤ送給モータ、１０……AVC用モー
タ、１１……フイラーワイヤ用電流制御回路、１
２……フイラーワイヤ用電圧制御素子、１３，１
７……比較増幅回路、１４……パイロツトアーク
電流制御用抵抗、１５……非消耗電極用電流制御
素子、１６……電流検出器、１８……フイラーワ
イヤ用パルス発生回路、１９……非消耗電極用パ
ルス発生回路、２０……AVC回路、２１……フ
イラーワイヤ送給回路。
Claims (1)
- １ 不活性シールドガス中で非消耗電極によりア
ークを発生させ、該アーク中に通電加熱されたフ
イラワイヤを送給して母材を溶接する方法におい
て、前記非消耗電極に前記フイラワイヤを溶融す
るに必要なアークを発生させるピーク電流と、該
ピーク電流より小さい電流でアークを発生させ該
アークの長さを一定に保持する電圧制御用電流と
該電圧制御用電流より小さく、アークを持続する
のに必要な最小の電流を流すパイロツトアーク用
電流を順次通電する溶接波形をくり返すととも
に、前記パイロツトアーク用電流の通電中にのみ
前記フイラーワイヤにアークが発生しない大きさ
の電流を流して前記通電加熱し、非消耗電極に通
電される電圧制御用電流を溶接中一定とし、前記
電圧制御用電流の通電中にアーク電圧を検出し、
該検出された電圧によつて前記アークの長さが一
定になるように制御し、前記非消耗電極における
溶接に必要な前記ピーク電流とパイロツトアーク
用電流の通電中はこれらのアーク電圧の平均値を
求め、該平均値によつて前記非消耗電極のアーク
長を制御することを特徴とするホツトワイヤ溶接
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP42581A JPS57115971A (en) | 1981-01-07 | 1981-01-07 | Hot wire welding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP42581A JPS57115971A (en) | 1981-01-07 | 1981-01-07 | Hot wire welding method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57115971A JPS57115971A (en) | 1982-07-19 |
| JPS6225473B2 true JPS6225473B2 (ja) | 1987-06-03 |
Family
ID=11473446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP42581A Granted JPS57115971A (en) | 1981-01-07 | 1981-01-07 | Hot wire welding method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57115971A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59179274A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-10-11 | Hitachi Ltd | ホットワイヤを用いた溶接装置 |
| JPH0679781B2 (ja) * | 1984-07-02 | 1994-10-12 | バブコツク日立株式会社 | ホットワイヤｔｉｇ溶接装置 |
| JPS61217811A (ja) * | 1985-03-22 | 1986-09-27 | Osaka Denki Kk | プラズマア−ク切断に於けるパイロツト電流の安定化制御方法 |
| CN103203530B (zh) * | 2013-04-25 | 2016-08-17 | 广州友田机电设备有限公司 | 一种脉冲mig焊接电弧控制方法 |
-
1981
- 1981-01-07 JP JP42581A patent/JPS57115971A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57115971A (en) | 1982-07-19 |
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