JPS6320183A - 高速ア−ク溶接方法 - Google Patents
高速ア−ク溶接方法Info
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- JPS6320183A JPS6320183A JP16206586A JP16206586A JPS6320183A JP S6320183 A JPS6320183 A JP S6320183A JP 16206586 A JP16206586 A JP 16206586A JP 16206586 A JP16206586 A JP 16206586A JP S6320183 A JPS6320183 A JP S6320183A
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- Arc Welding In General (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、消耗電極を用いたアーク溶接方法に係り、特
に薄板の高速溶接に好適なアーク溶接方法に関する。
に薄板の高速溶接に好適なアーク溶接方法に関する。
従来、広く用いられているサイリスタ制御方式のＣＯ２
アーク溶接機には、電流リップルの低減、作業性の向上
などのため、１５０〜３００μＨ程度の比較的大きいイ
ンダクタンスを持つ直流リアクタを内蔵した溶接電源が
使用されている。
アーク溶接機には、電流リップルの低減、作業性の向上
などのため、１５０〜３００μＨ程度の比較的大きいイ
ンダクタンスを持つ直流リアクタを内蔵した溶接電源が
使用されている。
第６図は、文献（１）（“ＣＯ□、 Ａｒ十ＣＯ□アー
ク溶接マニュアル″、大同特殊鋼）のｐ、２５に記載さ
れたＣＯ２アーク溶接の適正条件範囲を示したものであ
るが、これによると、φ１，２ｍワイヤ使用時、溶接電
流３００Ａ以上での溶接電圧の下限値（以下、下限電圧
と略称）はほぼ３０Ｖ以上となっている。
ク溶接マニュアル″、大同特殊鋼）のｐ、２５に記載さ
れたＣＯ２アーク溶接の適正条件範囲を示したものであ
るが、これによると、φ１，２ｍワイヤ使用時、溶接電
流３００Ａ以上での溶接電圧の下限値（以下、下限電圧
と略称）はほぼ３０Ｖ以上となっている。
これより低い電圧で溶接を行なうと、直流リアクタの比
較的大きいインダクタンスのために、短絡が生じた際、
それを開放するのに必要な短絡電流が流れるまでの時間
が長くなりすぎ、高速溶接ではアーク切れなどのアーク
不安定を生じる。文献（１）のｐ、２２に記載された施
工条件の例を示すと第７図のようであり、溶接速度はせ
いぜい］、２ｍ／ｍｉｎまでである。
較的大きいインダクタンスのために、短絡が生じた際、
それを開放するのに必要な短絡電流が流れるまでの時間
が長くなりすぎ、高速溶接ではアーク切れなどのアーク
不安定を生じる。文献（１）のｐ、２２に記載された施
工条件の例を示すと第７図のようであり、溶接速度はせ
いぜい］、２ｍ／ｍｉｎまでである。
文献（２）（小山、他１；゛インバータ制御ＣＯ２／Ｍ
ＡＧ自動溶接機″、溶接技術、′８４年５月、ｐ。
ＡＧ自動溶接機″、溶接技術、′８４年５月、ｐ。
４５〜５０）′によれば、インバータ制御溶接電源の高
応答性を利用して出力波形を制御することによって第８
図のように低電圧域でのアークの安定性を改善し、溶接
速度を１．６ｍ／ｗｉｎまで向上させられることが報告
されている。゛しかじ、下限電圧は２４■以上であり、
２ｍ／ｗｉｎ以上の溶接速度を得るためには、アーク不
安定を生じることなく、下限電圧をさらに低下させなけ
ればならない。
応答性を利用して出力波形を制御することによって第８
図のように低電圧域でのアークの安定性を改善し、溶接
速度を１．６ｍ／ｗｉｎまで向上させられることが報告
されている。゛しかじ、下限電圧は２４■以上であり、
２ｍ／ｗｉｎ以上の溶接速度を得るためには、アーク不
安定を生じることなく、下限電圧をさらに低下させなけ
ればならない。
上記のように従来技術では、Ｃｏ２またはＡｒ＋ＣＯ２
アーク溶接により薄板（板厚２Ｉｆｆ１程度）の溶接を
行なう場合、下限電圧が抑えられ、実用的に２ｍ／ｗｉ
ｎ以上の溶接速度を得ることができなかった。
アーク溶接により薄板（板厚２Ｉｆｆ１程度）の溶接を
行なう場合、下限電圧が抑えられ、実用的に２ｍ／ｗｉ
ｎ以上の溶接速度を得ることができなかった。
本発明の目的は、このような限界を克服し、アークの安
定性を確保しながら下限電圧を低下させ、溶接速度を速
める方法を提供することにある。
定性を確保しながら下限電圧を低下させ、溶接速度を速
める方法を提供することにある。
上記目的は、ほぼ定電圧特性の溶接電源を用いて行なう
消耗電極式アーク溶接において、溶接電源の出力回路に
接続する直流リアクタのインダクタンスを２０〜１００
μＨとし、溶滴移行形態がドロップ移行となるように溶
接電流を３００ Ａ以上とし、母材表面から上のアーク
長が２１ＩＩｌ以下の埋れアークとなるように溶接電圧
を設定して、２ｍ／ｗｉｎ以上の速度で溶接を行なうこ
とによって達成される。
消耗電極式アーク溶接において、溶接電源の出力回路に
接続する直流リアクタのインダクタンスを２０〜１００
μＨとし、溶滴移行形態がドロップ移行となるように溶
接電流を３００ Ａ以上とし、母材表面から上のアーク
長が２１ＩＩｌ以下の埋れアークとなるように溶接電圧
を設定して、２ｍ／ｗｉｎ以上の速度で溶接を行なうこ
とによって達成される。
Ｃｏ２またはＡｒ＋ＧＯ□雰囲気中で溶接を行なう場合
、アーク長が長くなるほどアークは分散するから、母材
への熱集中性が悪化し、高速溶接では不連続なビード形
状、いわゆるハンピングビードやアンダカットが生じる
。
、アーク長が長くなるほどアークは分散するから、母材
への熱集中性が悪化し、高速溶接では不連続なビード形
状、いわゆるハンピングビードやアンダカットが生じる
。
アークを集中させ母材の溶融を確保するためにアーク長
をできるだけ短く（アーク電圧をできるだけ低く）する
ことが、高速溶接では重要なことである。
をできるだけ短く（アーク電圧をできるだけ低く）する
ことが、高速溶接では重要なことである。
しかし、アーク長が短い場合、ワイヤ先端に大きい溶滴
が形成されると、短絡が生じた際にそれを開放するのに
時間がかかり、短絡中もワイヤは送給されているから、
ワイヤ送給速度の大きい高速溶接では、ワイヤと母材が
直接短絡して、アーク切れの発生などのアーク不安定を
生じる。したがって、ワイヤ先端に比較的大きい溶滴が
形成されるグロビュール移行となるような中間電流域は
好ましくない。
が形成されると、短絡が生じた際にそれを開放するのに
時間がかかり、短絡中もワイヤは送給されているから、
ワイヤ送給速度の大きい高速溶接では、ワイヤと母材が
直接短絡して、アーク切れの発生などのアーク不安定を
生じる。したがって、ワイヤ先端に比較的大きい溶滴が
形成されるグロビュール移行となるような中間電流域は
好ましくない。
ワイヤ先端に形成される溶滴が比較的小さいのは、短絡
移行およびドロップ移行の場合であるが、短絡移行□は
２００Ａ以下の小電流域でのみ生じる現象であり、溶接
速度をあまり速くすると入熱不足を生じるから、高速溶
接には適さない。高速溶接に最も適する溶滴移行形態は
ドロップ移行である。
移行およびドロップ移行の場合であるが、短絡移行□は
２００Ａ以下の小電流域でのみ生じる現象であり、溶接
速度をあまり速くすると入熱不足を生じるから、高速溶
接には適さない。高速溶接に最も適する溶滴移行形態は
ドロップ移行である。
３００ Ａ以上の電流域では、電磁ピンチ力で溶滴が絞
られ比較的小さい溶滴となって移行する。このような溶
滴移行形態をドロップ移行と称するが、溶接中に不規則
に生じるワイヤ送給変動、アーク長変化などによってや
や大きい溶滴が生じることがある。このような外乱に対
してもアークを安定に保つためには、従来のようなイン
ダクタンスの大きい直流リアクタを用いることはできず
、インダクタンスを小さくして電流の応答性を向上させ
なければならない。
られ比較的小さい溶滴となって移行する。このような溶
滴移行形態をドロップ移行と称するが、溶接中に不規則
に生じるワイヤ送給変動、アーク長変化などによってや
や大きい溶滴が生じることがある。このような外乱に対
してもアークを安定に保つためには、従来のようなイン
ダクタンスの大きい直流リアクタを用いることはできず
、インダクタンスを小さくして電流の応答性を向上させ
なければならない。
第２図は、本発明者がインバータ制御溶接電源を用い、
その出力回路に接続する直流リアクタのインダクタンス
を種々変えて３００ Ａ以上の大電流域での溶接実験を
行なった結果得られたｉ液性とインダクタンスの関係を
示したものであり、インダクタンスが１１０μＨ以上に
なると、アーク切れが生じやすくなり、ビート外観が乱
れ、母材に付着するスパッタも多くなる。また、インダ
クタンスがあまり小さくても（１８μＨ以下）、アーク
はやや乱れや讐＜なり、スパッタの発生も多い。以上よ
りインダクタンスの値としては、２０〜１００μＨが適
正であることが判明した。
その出力回路に接続する直流リアクタのインダクタンス
を種々変えて３００ Ａ以上の大電流域での溶接実験を
行なった結果得られたｉ液性とインダクタンスの関係を
示したものであり、インダクタンスが１１０μＨ以上に
なると、アーク切れが生じやすくなり、ビート外観が乱
れ、母材に付着するスパッタも多くなる。また、インダ
クタンスがあまり小さくても（１８μＨ以下）、アーク
はやや乱れや讐＜なり、スパッタの発生も多い。以上よ
りインダクタンスの値としては、２０〜１００μＨが適
正であることが判明した。
直流リアクタのインダクタンスを２０〜１００μＨに設
定し、溶接電流３００ Ａ以上でφ１．２ｎｍワイヤを
用いてＣＯ２アーク溶接を行なうと、溶接速度２〜４
ｍ／ｗｉｎにおける一正条件範囲は第１図に示すように
なり、前出の文献（１）、 （２）ではアーク不安定を
生じた低電圧域でも安定したアーク状態が得られる。
定し、溶接電流３００ Ａ以上でφ１．２ｎｍワイヤを
用いてＣＯ２アーク溶接を行なうと、溶接速度２〜４
ｍ／ｗｉｎにおける一正条件範囲は第１図に示すように
なり、前出の文献（１）、 （２）ではアーク不安定を
生じた低電圧域でも安定したアーク状態が得られる。
電源特性としては、アーク長の自己制御作用を活用でき
る直流定電圧特性が最も適しており、インバータ制御に
よるほぼ定電圧特性の溶接電源を使用すれば、直流リア
クタのインダクタンスを２０〜１００μＨの比較的小さ
い値としても、インバータの出力周波数が高いため、電
流リップルは十分低減できる。
る直流定電圧特性が最も適しており、インバータ制御に
よるほぼ定電圧特性の溶接電源を使用すれば、直流リア
クタのインダクタンスを２０〜１００μＨの比較的小さ
い値としても、インバータの出力周波数が高いため、電
流リップルは十分低減できる。
シールドガスとしては、ＣＯ２またはＣＯ２に２０％（
容積比）程度までのＡｒを添加したものが良好に使用さ
れる。
容積比）程度までのＡｒを添加したものが良好に使用さ
れる。
本発明の溶接方法は、ＣＯ２アーク溶接機の最大容量で
ある５００Ａ程度までの大電流域での溶接に適用可能で
ある。
ある５００Ａ程度までの大電流域での溶接に適用可能で
ある。
本発明の一実施例として、φ１．２ＩのＣＯ２アーク溶
接用ソリッドワイヤを用い、ほぼ定電圧特性のインバー
タ制御溶接電源（定格容量３５０ Ａ ）に内蔵する直
流リアクタのインダクタンスを５５μＨとし、溶接電流
３４０Ａ、溶接電圧２３．５Ｖ、溶接速度４ｍ／ｍｊ−
ｎ、シールドガスＣＯ□・１２．５Ｑ／ｍｉｎの条件で
、板厚２．３ｍｎの軟鋼の重ね隅肉溶接を行なった。第
３図はこのときの溶接電流・電圧のオシロ波形を示し、
短絡は瞬時に開放され、アーク切れのない良好な波形が
得られている。
接用ソリッドワイヤを用い、ほぼ定電圧特性のインバー
タ制御溶接電源（定格容量３５０ Ａ ）に内蔵する直
流リアクタのインダクタンスを５５μＨとし、溶接電流
３４０Ａ、溶接電圧２３．５Ｖ、溶接速度４ｍ／ｍｊ−
ｎ、シールドガスＣＯ□・１２．５Ｑ／ｍｉｎの条件で
、板厚２．３ｍｎの軟鋼の重ね隅肉溶接を行なった。第
３図はこのときの溶接電流・電圧のオシロ波形を示し、
短絡は瞬時に開放され、アーク切れのない良好な波形が
得られている。
第４図はそのアーク状態を示したもので、１は溶接ワイ
ヤ、２は母材、３はアーク、４は溶滴、５は溶融池、６
はビード、７は溶接方向を示す矢印であり、アーク長は
極めて短く、母材表面から上のアーク長が２ｍ以下の埋
れアークとなっている。母材は高速で移動する埋れアー
クによって直接溶融されるため、４ｍ／ｍｉｎといった
高速溶接にもかかわらず、第５図に示すような溶は込み
の深い良好なビード形状が得られる。第５図において、
８は母材の熱影響部を示す。
ヤ、２は母材、３はアーク、４は溶滴、５は溶融池、６
はビード、７は溶接方向を示す矢印であり、アーク長は
極めて短く、母材表面から上のアーク長が２ｍ以下の埋
れアークとなっている。母材は高速で移動する埋れアー
クによって直接溶融されるため、４ｍ／ｍｉｎといった
高速溶接にもかかわらず、第５図に示すような溶は込み
の深い良好なビード形状が得られる。第５図において、
８は母材の熱影響部を示す。
直流リアクタのインダクタンスを種々変え、それ以外は
同様の条件で溶接実験を行なったが、第２図に示したよ
うに、２０〜１００ＩＬｌ（のインダクタンスでは、ア
ーク状態、ビード外観、スパッタ発生状況ともに良好な
結果が得られた。
同様の条件で溶接実験を行なったが、第２図に示したよ
うに、２０〜１００ＩＬｌ（のインダクタンスでは、ア
ーク状態、ビード外観、スパッタ発生状況ともに良好な
結果が得られた。
本発明によれば、溶接速度を２〜４ ｍ／ｗｉｎと従来
の２倍以上にできるので、生産性が著しく向上する。
の２倍以上にできるので、生産性が著しく向上する。
また、高速溶接にもかかわらず溶は込みが深いため、良
好な継手性能が得られる。
好な継手性能が得られる。
さらに本発明の溶接方法は、溶滴移行形態がドロップ移
行であり、かつアーク長が短いため、発生するスパッタ
は小粒で、母材への付着はほとんどなく、ノズルに付着
したスパッタの除去も容易であるという利点もあり、板
厚２ｎ１１程度の薄板の高速溶接に広く適用することが
できる。
行であり、かつアーク長が短いため、発生するスパッタ
は小粒で、母材への付着はほとんどなく、ノズルに付着
したスパッタの除去も容易であるという利点もあり、板
厚２ｎ１１程度の薄板の高速溶接に広く適用することが
できる。
第１図は本発明による適正溶接条件範囲を示す図、第２
図は直流リアクタのインダクタンスと溶接性の関係を示
す図表、第３図は本発明の実施例における溶接電流・電
圧のオシロ波形図、第４図は同アーク状態の説明図、第
５図は同ビード断面形状を示す図、第６図は文献（１）
に記載された適正溶接条件範囲を示す図、第７図はその
施工条件の例を示す図表、第８図は文献（２）に記載さ
れた適正溶接条件範囲を示す図である。 １：溶接ワイヤ ２：母材 ３：アーク ４：溶滴 ５：溶融池 ６：ビード 代理人弁理士 中 村 純之助 ｔｌ 郷 ｔＶ） Ｉ〆′ ７．７−″ Ｉ〆〆 鳥 −′ 悔 −″ 電 場（１） 、、、、、。 圧 −″ （Ｖ） −″ 、、＞、／ −・る辷 才３図 矛４ 図 紫６図
図は直流リアクタのインダクタンスと溶接性の関係を示
す図表、第３図は本発明の実施例における溶接電流・電
圧のオシロ波形図、第４図は同アーク状態の説明図、第
５図は同ビード断面形状を示す図、第６図は文献（１）
に記載された適正溶接条件範囲を示す図、第７図はその
施工条件の例を示す図表、第８図は文献（２）に記載さ
れた適正溶接条件範囲を示す図である。 １：溶接ワイヤ ２：母材 ３：アーク ４：溶滴 ５：溶融池 ６：ビード 代理人弁理士 中 村 純之助 ｔｌ 郷 ｔＶ） Ｉ〆′ ７．７−″ Ｉ〆〆 鳥 −′ 悔 −″ 電 場（１） 、、、、、。 圧 −″ （Ｖ） −″ 、、＞、／ −・る辷 才３図 矛４ 図 紫６図
Claims (1)
- １、ほぼ定電圧特性の溶接電源を用いて行なう消耗電極
式アーク溶接において、溶接電源の出力回路に接続する
直流リアクタのインダクタンスを２０〜１００μＨとし
、溶滴移行形態がドロップ移行となるように溶接電流を
３００Ａ以上とし、母材表面から上のアーク長が２ｍｍ
以下の埋れアークとなるように溶接電圧を設定して、２
ｍ／ｍｉｎ以上の速度で溶接を行なうことを特徴とする
高速アーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16206586A JPS6320183A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 高速ア−ク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16206586A JPS6320183A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 高速ア−ク溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6320183A true JPS6320183A (ja) | 1988-01-27 |
| JPH0351506B2 JPH0351506B2 (ja) | 1991-08-07 |
Family
ID=15747423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16206586A Granted JPS6320183A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 高速ア−ク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6320183A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH035079A (ja) * | 1989-05-31 | 1991-01-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスメタルアーク溶接方法 |
| WO2001064382A1 (fr) * | 2000-03-01 | 2001-09-07 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Procede de soudage au dioxyde de carbone a grande vitesse |
| CN104661782A (zh) * | 2012-09-24 | 2015-05-27 | 林肯环球股份有限公司 | 具有提供用于控制ac弧焊工艺的高/低阻抗的桥接电路的焊接电源 |
-
1986
- 1986-07-11 JP JP16206586A patent/JPS6320183A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH035079A (ja) * | 1989-05-31 | 1991-01-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスメタルアーク溶接方法 |
| WO2001064382A1 (fr) * | 2000-03-01 | 2001-09-07 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Procede de soudage au dioxyde de carbone a grande vitesse |
| US6872915B2 (en) | 2000-03-01 | 2005-03-29 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | High speed carbon dioxide gas welding method |
| CN104661782A (zh) * | 2012-09-24 | 2015-05-27 | 林肯环球股份有限公司 | 具有提供用于控制ac弧焊工艺的高/低阻抗的桥接电路的焊接电源 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0351506B2 (ja) | 1991-08-07 |
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