JPS6348632B2 - - Google Patents
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- JPS6348632B2 JPS6348632B2 JP9307280A JP9307280A JPS6348632B2 JP S6348632 B2 JPS6348632 B2 JP S6348632B2 JP 9307280 A JP9307280 A JP 9307280A JP 9307280 A JP9307280 A JP 9307280A JP S6348632 B2 JPS6348632 B2 JP S6348632B2
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- welding wire
- welding
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- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 72
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
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- Arc Welding Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はパルスアーク溶接方法の改良に関す
るものである。
るものである。
従来のこの種のパルスアーク溶接方法におい
て、その溶接中の電流波形及びアーク電圧波形
は、第１図のようなものであり、１はピーク電流
値、２はバツクグラウンド電流値、３はパルス幅
である。
て、その溶接中の電流波形及びアーク電圧波形
は、第１図のようなものであり、１はピーク電流
値、２はバツクグラウンド電流値、３はパルス幅
である。
パルスアーク溶接方法の原理は、第１図のパル
ス幅１とパルスピーク電流値で定まるパルス電流
のピンチ力によつて、送給されてくる溶接ワイヤ
の先端を切り、ほぼ１パルスにつき１溶滴の割合
で、溶滴を細粒化して母材に移行させるものであ
つて、溶接ワイヤと母材が非短絡の状態で溶接可
能となる。このため短絡とアークを常に繰り返し
ながら溶接を行なうCO2溶接法に比べて、スパツ
タの発生が極めて少なくなるという特徴がある。
ス幅１とパルスピーク電流値で定まるパルス電流
のピンチ力によつて、送給されてくる溶接ワイヤ
の先端を切り、ほぼ１パルスにつき１溶滴の割合
で、溶滴を細粒化して母材に移行させるものであ
つて、溶接ワイヤと母材が非短絡の状態で溶接可
能となる。このため短絡とアークを常に繰り返し
ながら溶接を行なうCO2溶接法に比べて、スパツ
タの発生が極めて少なくなるという特徴がある。
しかしながら、パルスアーク溶接法では、常に
非短絡で溶接しようとすると、必然的にアーク長
が長くなり、高速で溶接を行なうような場合には
アンダーカツトが発生したりするので、溶接にあ
たつては、溶接ワイヤと母材が短絡しない範囲で
極力アーク長を縮めて溶接を行なう必要がある。
非短絡で溶接しようとすると、必然的にアーク長
が長くなり、高速で溶接を行なうような場合には
アンダーカツトが発生したりするので、溶接にあ
たつては、溶接ワイヤと母材が短絡しない範囲で
極力アーク長を縮めて溶接を行なう必要がある。
しかし、実際に溶接を行なう場合には、手振れ
や溶接ワイヤの送給むら、あるいは不意の条件変
動によつて、しばしば母材と溶接ワイヤが短絡し
て、その期間に大量のスパツタが発生するという
欠点があつた。通常、溶接ワイヤと母材が短絡す
るのは、バツクグラウンド電流２の期間において
である。バツクグラウンド電流規間では、短絡電
流が不足するので溶接ワイヤが溶断せず、次のパ
ルス電流が流れてはじめて、溶接ワイヤに大電流
が流れて溶断し、再アークに移行する。短絡して
から再アークに移行するまでの期間内に送給され
た溶接ワイヤは、ほとんどスパツタとなつて周囲
に飛び散るので、せつかくパルス電流によつて溶
滴を細粒化して、非短絡で溶接を行なうという効
果は半減してしまう。この様子を第２図に示す。
第２図においては電流波形、はアーク電圧波
形を示し、は溶接アーク現象をそれぞれの時間
の経過にしたがつて説明したもので、４は溶接ワ
イヤ、５は母材、６はアーク、７は溶滴、８はス
パツタである。期間t1は溶接ワイヤ４と母材５が
短絡した時の様子を示しており、t1期間中はアー
ク電圧は、ほぼ０ボルトになる。t1終了後に流れ
るパルス電流でワイヤ先端が溶断しアークが発生
するが、t1期間中に送給された溶接ワイヤ量のほ
とんどがスパツタ８となつて周囲に飛散すること
になる。その後は再び正常なアーク現象を繰り返
すが、手振れやワイヤ送給むらが大きいと、この
ような不安定現象の発生頻度は大きくなる。
や溶接ワイヤの送給むら、あるいは不意の条件変
動によつて、しばしば母材と溶接ワイヤが短絡し
て、その期間に大量のスパツタが発生するという
欠点があつた。通常、溶接ワイヤと母材が短絡す
るのは、バツクグラウンド電流２の期間において
である。バツクグラウンド電流規間では、短絡電
流が不足するので溶接ワイヤが溶断せず、次のパ
ルス電流が流れてはじめて、溶接ワイヤに大電流
が流れて溶断し、再アークに移行する。短絡して
から再アークに移行するまでの期間内に送給され
た溶接ワイヤは、ほとんどスパツタとなつて周囲
に飛び散るので、せつかくパルス電流によつて溶
滴を細粒化して、非短絡で溶接を行なうという効
果は半減してしまう。この様子を第２図に示す。
第２図においては電流波形、はアーク電圧波
形を示し、は溶接アーク現象をそれぞれの時間
の経過にしたがつて説明したもので、４は溶接ワ
イヤ、５は母材、６はアーク、７は溶滴、８はス
パツタである。期間t1は溶接ワイヤ４と母材５が
短絡した時の様子を示しており、t1期間中はアー
ク電圧は、ほぼ０ボルトになる。t1終了後に流れ
るパルス電流でワイヤ先端が溶断しアークが発生
するが、t1期間中に送給された溶接ワイヤ量のほ
とんどがスパツタ８となつて周囲に飛散すること
になる。その後は再び正常なアーク現象を繰り返
すが、手振れやワイヤ送給むらが大きいと、この
ような不安定現象の発生頻度は大きくなる。
このように従来のパルスアーク溶接方法は、ベ
ース期間中の短絡に際して全く無防備であるの
で、しばしばスパツタが発生するので、短絡しな
いようにアーク電圧すなわちアーク長を大きくし
て溶接しなければならず、適正なパルスアーク溶
接条件を維持することができないという大きな欠
点があつた。
ース期間中の短絡に際して全く無防備であるの
で、しばしばスパツタが発生するので、短絡しな
いようにアーク電圧すなわちアーク長を大きくし
て溶接しなければならず、適正なパルスアーク溶
接条件を維持することができないという大きな欠
点があつた。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、バツクグラウンド
電流とパルス電流とを交互に母材と溶接ワイヤと
の間に供給してアーク溶接を行なうようにしたパ
ルスアーク溶接方法に於て、バツクグラウンド電
流期間中に母材と溶接ワイヤとの間の電圧を検出
手段により検出し、この検出電圧が所定値以下と
なつた時に、この検出信号に基づいてバツクグラ
ウンド電流期間中に臨時パルス電流を母材と溶接
ワイヤとの間に供給し、短絡を防止するか、ある
いは短絡しても発生するスパツタの量を極力減少
させるようにしたことを目的としている。
去するためになされたもので、バツクグラウンド
電流とパルス電流とを交互に母材と溶接ワイヤと
の間に供給してアーク溶接を行なうようにしたパ
ルスアーク溶接方法に於て、バツクグラウンド電
流期間中に母材と溶接ワイヤとの間の電圧を検出
手段により検出し、この検出電圧が所定値以下と
なつた時に、この検出信号に基づいてバツクグラ
ウンド電流期間中に臨時パルス電流を母材と溶接
ワイヤとの間に供給し、短絡を防止するか、ある
いは短絡しても発生するスパツタの量を極力減少
させるようにしたことを目的としている。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。
る。
第３図は、この発明の方法を実施するためのパ
ルスアーク溶接方法の一例であつて、図に於て、
２１はパルス電流源であり、設定されたパルス周
波数、パルス幅、パルスピーク電流値をもつパル
ス電流波形をアーク６に供給するもので、正極側
は溶接ワイヤ４に、負極側は母材５に接続されて
いる。２２はバツクグラウンド電流源であり、そ
の接続はパルス電流源の場合と同様である。パル
ス電流源２１とバツクグラウンド電流源２２によ
つて、上述した第１図の従来の電流波形に相当す
るものが得られる。２３はアーク電圧検出器であ
り、バツクグラウンド電流を含めたパルス電圧波
形全体のアーク電圧を検出するか、あるいはバツ
クグラウンド電圧のみを検出するかのいずれでも
よいが、除にアーク電圧の瞬時の電圧を検出する
ようになつている。２４はアーク電圧の基準値を
設定するためにアーク電圧基準設定器であり、ア
ーク電圧検出器２３で検出したアーク電圧と、ア
ーク電圧基準設定器２４で設定された基準電圧と
を比較器２５で比較する。比較器２５は臨時パル
ス電流源２６に接続されており、上記アーク電圧
が上記基準電圧以下となつた場合には、比較器２
５から臨時パルス電流源２６に指令を与え、臨時
パルス電流が上記アーク６に流れるようになつて
いる。なお、臨時パルス電流源２６からアーク６
への電気接続は正極側が溶接ワイヤ４に、負極側
が母材５に接続されている。また、溶接ワイヤは
従来のものと同様に溶接ワイヤ送給手段（図示せ
ず）により送給される。
ルスアーク溶接方法の一例であつて、図に於て、
２１はパルス電流源であり、設定されたパルス周
波数、パルス幅、パルスピーク電流値をもつパル
ス電流波形をアーク６に供給するもので、正極側
は溶接ワイヤ４に、負極側は母材５に接続されて
いる。２２はバツクグラウンド電流源であり、そ
の接続はパルス電流源の場合と同様である。パル
ス電流源２１とバツクグラウンド電流源２２によ
つて、上述した第１図の従来の電流波形に相当す
るものが得られる。２３はアーク電圧検出器であ
り、バツクグラウンド電流を含めたパルス電圧波
形全体のアーク電圧を検出するか、あるいはバツ
クグラウンド電圧のみを検出するかのいずれでも
よいが、除にアーク電圧の瞬時の電圧を検出する
ようになつている。２４はアーク電圧の基準値を
設定するためにアーク電圧基準設定器であり、ア
ーク電圧検出器２３で検出したアーク電圧と、ア
ーク電圧基準設定器２４で設定された基準電圧と
を比較器２５で比較する。比較器２５は臨時パル
ス電流源２６に接続されており、上記アーク電圧
が上記基準電圧以下となつた場合には、比較器２
５から臨時パルス電流源２６に指令を与え、臨時
パルス電流が上記アーク６に流れるようになつて
いる。なお、臨時パルス電流源２６からアーク６
への電気接続は正極側が溶接ワイヤ４に、負極側
が母材５に接続されている。また、溶接ワイヤは
従来のものと同様に溶接ワイヤ送給手段（図示せ
ず）により送給される。
２７，２８はそれぞれ臨時パルス電流のパルス
ピーク電流値およびパルス幅を指令する調整器で
あり、あらかじめ適正な値に調整しておくが、こ
の値は通常（正規）のパルス電流のピーク電流値
およびパルス幅を越えない値に調整するのが望ま
しく、溶接ワイヤの材質や径によつて適正値に調
整する必要がある。この値を大きくしすぎると、
制御過剰となり、かえつてアーク長の変動が大き
くなるので注意を要する。
ピーク電流値およびパルス幅を指令する調整器で
あり、あらかじめ適正な値に調整しておくが、こ
の値は通常（正規）のパルス電流のピーク電流値
およびパルス幅を越えない値に調整するのが望ま
しく、溶接ワイヤの材質や径によつて適正値に調
整する必要がある。この値を大きくしすぎると、
制御過剰となり、かえつてアーク長の変動が大き
くなるので注意を要する。
第４図は第３図に示したものの動作を説明する
ための電流波形、アーク電圧波形およびアーク現
象について示したものである。なお、この第４図
の波形は、臨時パルスを発生させる関係で、上記
した各電流源２１，２２，２６をトランジスタ電
源として構成した場合のものであり、従つてほぼ
台形波となつている。
ための電流波形、アーク電圧波形およびアーク現
象について示したものである。なお、この第４図
の波形は、臨時パルスを発生させる関係で、上記
した各電流源２１，２２，２６をトランジスタ電
源として構成した場合のものであり、従つてほぼ
台形波となつている。
第４図において、t2は溶接ワイヤが短絡または
短絡に近い状態になつたことを示しており、t2期
間内に母材５と溶接ワイヤ４との間の電圧に相当
するアーク電圧が急激に低下したため、比較器２
５から臨時パルス電流源２６に指令が行き、臨時
パルス電流３１が流れた状態を示し、３２および
３３は臨界パルスのピーク電流値およびパルス幅
である。t2期間内に短絡に近い状態になると、臨
時パルスが流れアーク電圧が大きくなるので、こ
のアーク電圧に比例してアーク長は再び長くなり
元の状態に復帰することから、短絡を防止でき
る。また、短絡状態になつている場合でも、短絡
後ほぼ瞬時に臨時パルスが流れ、短絡の原因とな
つていた溶接ワイヤの先端が溶接となり、すみや
かに再アークに移行するので、短絡している期間
は極く短かく、瞬間短絡の状態とみなすことがで
きる。この様に、短絡の時間が短かければ、その
期間内に送給される溶接ワイヤ量が極く少ないの
で、結果的に短絡時に発生するスパツタも極くわ
ずかになる。
短絡に近い状態になつたことを示しており、t2期
間内に母材５と溶接ワイヤ４との間の電圧に相当
するアーク電圧が急激に低下したため、比較器２
５から臨時パルス電流源２６に指令が行き、臨時
パルス電流３１が流れた状態を示し、３２および
３３は臨界パルスのピーク電流値およびパルス幅
である。t2期間内に短絡に近い状態になると、臨
時パルスが流れアーク電圧が大きくなるので、こ
のアーク電圧に比例してアーク長は再び長くなり
元の状態に復帰することから、短絡を防止でき
る。また、短絡状態になつている場合でも、短絡
後ほぼ瞬時に臨時パルスが流れ、短絡の原因とな
つていた溶接ワイヤの先端が溶接となり、すみや
かに再アークに移行するので、短絡している期間
は極く短かく、瞬間短絡の状態とみなすことがで
きる。この様に、短絡の時間が短かければ、その
期間内に送給される溶接ワイヤ量が極く少ないの
で、結果的に短絡時に発生するスパツタも極くわ
ずかになる。
上述したようにこの発明の実施例によれば、ア
ーク電圧を検出して、そのアーク電圧が基準電圧
値以下になると臨時パルスを発生させるように構
成しているものであるから、手振れやワイヤの送
給むら、あるいは不意の変動によつて発生する短
絡を防止し、あるいは短絡時間を短かくすること
ができるので、スパツタの発生を極めて少なくす
ることができ、従来のパルスアーク溶接方法の特
徴であるスプレー移行溶接の特徴を最大限に生か
すことが可能となり、溶接品質が向上するととも
に、溶接未経験者にも十分対応できるようになる
という効果がある。
ーク電圧を検出して、そのアーク電圧が基準電圧
値以下になると臨時パルスを発生させるように構
成しているものであるから、手振れやワイヤの送
給むら、あるいは不意の変動によつて発生する短
絡を防止し、あるいは短絡時間を短かくすること
ができるので、スパツタの発生を極めて少なくす
ることができ、従来のパルスアーク溶接方法の特
徴であるスプレー移行溶接の特徴を最大限に生か
すことが可能となり、溶接品質が向上するととも
に、溶接未経験者にも十分対応できるようになる
という効果がある。
以上説明したようにこの発明のパルスアーク溶
接方法によれば、溶接ワイヤを送給する手段を有
し、バツクグラウンド電流とこの電流値より大き
なパルス電流とを交互に母材と溶接ワイヤとの間
に供給してアーク溶接を行なうようにしたパルス
アーク溶接方法に於て、バツクグラウンド電流期
間中に母材と溶接ワイヤとの間の電圧を検出手段
により検出し、この検出電圧が所定値以下となつ
た時に、この検出信号に基づいてバツクグラウン
ド電流期間中に臨時のパルス電流を母材と溶接電
極との間に供給し、短絡を防止あるいは短絡する
時間を短かくするようにしたので、スパツタの発
生を極めて少なくすることができる。
接方法によれば、溶接ワイヤを送給する手段を有
し、バツクグラウンド電流とこの電流値より大き
なパルス電流とを交互に母材と溶接ワイヤとの間
に供給してアーク溶接を行なうようにしたパルス
アーク溶接方法に於て、バツクグラウンド電流期
間中に母材と溶接ワイヤとの間の電圧を検出手段
により検出し、この検出電圧が所定値以下となつ
た時に、この検出信号に基づいてバツクグラウン
ド電流期間中に臨時のパルス電流を母材と溶接電
極との間に供給し、短絡を防止あるいは短絡する
時間を短かくするようにしたので、スパツタの発
生を極めて少なくすることができる。
第１図は従来のパルスアーク溶接方法による電
流・電圧波形を示す説明図、第２図は従来のパル
スアーク溶接方法における溶接ワイヤと母材の短
絡現象を示す説明図、第３図はこの発明の方法を
実施するためのパルスアーク溶接方法の一例を示
すブロツク図、第４図は第３図に示した溶接ワイ
ヤと母材のアーク現象を示す動作説明図である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示
し、４は溶接ワイヤ、５は母材、６はアーク、７
は溶滴、８はスパツタ、２１はパルス電流源、２
２はバツクグラウンド電流源、２３はアーク電圧
検出器、２４はアーク電圧基準設定器、２６は臨
時パルス電流源である。
流・電圧波形を示す説明図、第２図は従来のパル
スアーク溶接方法における溶接ワイヤと母材の短
絡現象を示す説明図、第３図はこの発明の方法を
実施するためのパルスアーク溶接方法の一例を示
すブロツク図、第４図は第３図に示した溶接ワイ
ヤと母材のアーク現象を示す動作説明図である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示
し、４は溶接ワイヤ、５は母材、６はアーク、７
は溶滴、８はスパツタ、２１はパルス電流源、２
２はバツクグラウンド電流源、２３はアーク電圧
検出器、２４はアーク電圧基準設定器、２６は臨
時パルス電流源である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 溶接ワイヤを送給する手段を有し、母材と上
記溶接ワイヤとの間にバツクグラウンド電流とこ
のバツクグラウンド電流の値いより大きな値を有
するパルス電流とを交互に供給してアーク溶接を
行なうようにしたパルスアーク溶接方法に於て、
上記バツクグラウンド電流を供給しているバツク
グラウンド電流期間中に上記母材と、溶接ワイヤ
との間の電圧を検出手段により検出し、この検出
電圧が所定値以下となつた時に、この検出信号に
基づいて上記バツクグラウンド電流期間中に臨時
のパルス電流を上記母材と溶接ワイヤとの間に供
給し、短絡を防止あるいは短絡時間を短かくする
ようにしたことを特徴とするパルスアーク溶接方
法。 ２ 臨時のパルス電流は、交互に供給される正規
のパルス電流のパルス幅およびパルスピーク電流
値以下とするようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のパルスアーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9307280A JPS5719165A (en) | 1980-07-08 | 1980-07-08 | Pulse arc welding device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9307280A JPS5719165A (en) | 1980-07-08 | 1980-07-08 | Pulse arc welding device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5719165A JPS5719165A (en) | 1982-02-01 |
| JPS6348632B2 true JPS6348632B2 (ja) | 1988-09-29 |
Family
ID=14072302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9307280A Granted JPS5719165A (en) | 1980-07-08 | 1980-07-08 | Pulse arc welding device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5719165A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0613147B2 (ja) * | 1985-05-20 | 1994-02-23 | トヨタ自動車株式会社 | ア−ク溶接装置 |
| WO1993000195A1 (en) * | 1991-06-24 | 1993-01-07 | Welding Industries Limited | Improved pulsed arc welding system |
| US7304269B2 (en) * | 2004-06-04 | 2007-12-04 | Lincoln Global, Inc. | Pulse welder and method of using same |
| US9393635B2 (en) | 2004-06-04 | 2016-07-19 | Lincoln Global, Inc. | Adaptive GMAW short circuit frequency control and high deposition arc welding |
| US8203099B2 (en) | 2004-06-04 | 2012-06-19 | Lincoln Global, Inc. | Method and device to build-up, clad, or hard-face with minimal admixture |
| JP2010221287A (ja) * | 2009-02-26 | 2010-10-07 | Daihen Corp | アーク溶接方法 |
-
1980
- 1980-07-08 JP JP9307280A patent/JPS5719165A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5719165A (en) | 1982-02-01 |
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