JPS642477B2 - - Google Patents

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JPS642477B2
JPS642477B2 JP9308680A JP9308680A JPS642477B2 JP S642477 B2 JPS642477 B2 JP S642477B2 JP 9308680 A JP9308680 A JP 9308680A JP 9308680 A JP9308680 A JP 9308680A JP S642477 B2 JPS642477 B2 JP S642477B2
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Japan
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current
wire
pulse
arc
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JP9308680A
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Japanese (ja)
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JPS5719184A (en
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Shigeo Eguri
Koji Komura
Koji Mizuno
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to US06/281,263 priority patent/US4438317A/en
Priority to EP81105288A priority patent/EP0043589B1/en
Priority to DE8181105288T priority patent/DE3176963D1/en
Publication of JPS5719184A publication Critical patent/JPS5719184A/en
Publication of JPS642477B2 publication Critical patent/JPS642477B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

この発明は、ワイヤ電極と母材との間に供給す
る直流の溶接電流(以下「ベース電流」と称す
る)に、周期的にパルス状の溶接電流(以下「パ
ルス電流」と称する)を重畳させ、このパルス電
流による電磁収縮力でワイヤを細粒化して母材へ
移行させる(これを「スプレー移行」と呼ぶ)パ
ルスアーク溶接方法に関するものである。 従来のパルスアーク溶接方法を実施する装置と
して、第1図に示すようなものがあつた。図にお
いて、1はトランスであり1次側は3相、2次側
は6相の巻線構造となつている。201〜206
はサイリスタで、交流電圧を直流に変換するとと
もに、位相制御により、電圧値も変化させること
ができる。3は相間リアクトルで、これら1,2
01〜206,3とでベース電流を供給する電源
4が構成されている。5はベース電流に重畳して
パルス電流を供給する電源で、トランス1の2次
巻線のうち巻数を多くした2相分、およそそれに
接続されたサイリスタ601,602から成る。
701,702は直流リアクトル、8はワイヤ、
9はワイヤ8を送給するためのモータなどのワイ
ヤ送給装置、10はアーク、11は母材(被溶接
物)である。電源4,5の出力は一方が共通とな
り、ワイヤへ接続され、他方は直流リアクトル7
01と702との間で合わされて母材11に接続
されている。なお、12,13はそれぞれ電源4
内、電源5内のサイリスタの位相制御を行うため
の制御回路である。 次に従来の溶接方法の動作を説明する。 電源4からはベース電流が、電源5からはパル
ス電流がワイヤ8,母材11間に供給され、同時
にワイヤ8がワイヤ送給装置9によつて母材11
側へ送り出されると、母材の溶接が行われる。制
御回路12,13はそれぞれサイリスタ201〜
206および601,602の点弧位相を変化さ
せており、それにより、ベース電流値IB、パルス
幅τ、パルス電流のピーク値IP(以下「ピーク電
流値IP」と称する)が変化する。溶接電流の波形
は第2図のようになるが、パルスの周波数は、基
本電源周波数(わが国では50Hzまたは60Hz)に等
しいかまたはその2倍である。なお、第2図aは
平均溶接電流が小さい場合、同図bは大きい場合
の波形である。 さて、例えば母材の板厚が薄い場合には平均溶
接電流(またはワイヤの送給速度)を小さく保つ
て溶接するが、具体的には第2図aに示したよう
に、ベース電流IBを小さく、またパルス幅τを小
さく従つてピーク電流値IPも小さく設定し、パル
ス周波数も例えば120Hzから60Hzに落とすことも
ある。 逆に、例えば母材の板厚が厚い場合には、平均
溶接電流(またはワイヤの送給速度)も大きく溶
接するので、波形としては第2図bに示したよう
に、IBを大きく、またτも大きく従つてIPも大き
く設定する。 従来のパルスアーク溶接は以上のように行なわ
れているので、第2図aのように平均溶接電流を
低くした場合、IPが小さくなるとパルス電流によ
る電磁収縮力が減少するため、スプレー移行が困
難となり、溶滴14は、第3図aのように極端に
大きくなり、母材へ移行する際にワイヤ8と母材
11とが短絡しやすく、その際に流れる短絡電流
によつて溶融したワイヤがスパッタとして飛散す
る。また、第2図bのように平均溶接電流を大き
くした場合、τおよびIPが大きくなると、1パル
ス当りほぼ1回ずつ溶滴14が母材へ移行してい
くが、パルスの1周期当りにワイヤへ注入される
熱量が大きくなり、第3図cに示されるように、
溶滴14が垂れ下がり、アーク長が短いとしばし
ば母材とワイヤとが短絡して、これもスパツタ発
生の原因となる。第3図a,cのような場合に
は、スパツタを避けようとすれば、アーク長を短
く保つことができず、そのためアンダーカツトが
生じるなどの溶接欠陥がでやすく、溶接速度も上
げられない。第3図bのようにアーク長が短く
(そのためアンダーカツトも発生しにくく、溶接
速度も上げられる)、溶滴も小さくできるような
適正な溶滴移行状態を得るためには、パルス幅
τ、ピーク電流値IP、ベース電流値IBをよほどう
まく調整せねばならない。 このように従来のパルスアーク溶接方法は、適
正な溶滴移行状態を実現させるための調整が非常
に困難であるとともに、しばしばスパツタの発生
を見るので、母材の後処理等余計な作業が必要と
なり、作業能率が低下するという欠点があつた。 この発明は、前述した従来方法の欠点を除去す
るためになされたもので、幅広い平均溶接電流範
囲にわたつて、スパツタのない適正な溶滴移行状
態が実現でき、アーク長が短く、アンダーカツト
等の発生もなく、溶接速度も上げられるパルスア
ーク溶接方法を提供することを目的としている。 この発明の一実施例を図について説明する。第
4図において、15はトランスおよびダイオード
等で構成された直流電源で、電源4は制御信号で
電流をON−OFFできる(直流電流でもその素子
だけの作用でOFFできる)トランジスタなどの
スイツチング回路16と直流リアクトル703お
よびベース電流を検出するための検出器212と
から成つている。電源5は、やはりトランジスタ
等の制御信号で電流をON−OFFできるスイツチ
ング回路17および直流リアクトル704で構成
されている。なお、スイツチング回路16,17
は電流容量等の関係から多数個の素子の並列接続
になることもあり、18はその並列運転のために
必要なバランス抵抗を示す。19はスイツチング
回路16または17のON−OFFの際に発生する
サージ電圧を吸収し、しかもパルス電流の立上り
を良くし、かつ直流電源15の出力電流のリツプ
ルを小さくするためのコンデンサ、201,20
2はそれぞれスイツチング回路16,17の
OFF後に生じるサージ電圧を吸収するためのフ
ライホイールダイオード、211は溶接電流を検
出するための検出器、22は高周波電源、23は
昇圧トランス、24はコンデンサ、25は火花ギ
ヤツプ、26は高周波電圧をアーク負荷に導くた
めのカツプリングコイル、27はフエライト等の
磁性体で形成され、ワイヤが貫通する高周波リア
クトル、28はバイパスコンデンサ、29はアー
ク電圧検出のための検出器である。 次に動作を説明する。 まず、高周波電源22の入力電圧は昇圧トラン
ス23によつて昇圧されてコンデンサ24すなわ
ち火花ギヤツプ25の両端に印加され、ある限界
値でギヤツプ間に放電破壊が生じ、コンデンサ2
4、カツプリング26との間に直列共振回路が形
成されて高周波高電圧が発生する。この高周波高
電圧は、カップリングコイル26を介してワイヤ
8と母材11間に印加される。このとき、高周波
に対して高インピーダンスとなる高周波リアクト
ル27とバイパスコンデンサ28によつて、ワイ
ヤ送給装置9および電源4,5には高周波高電圧
が侵入しない。この高周波電圧によるワイヤ、母
材間の放電破壊のために、ワイヤと母材とが短絡
しなくてもアークが点弧され、これによりアーク
点弧時のスパツタの発生が抑えられる。さて、ア
ークの点弧と相前後してワイヤ送給装置9により
ワイヤ8を母材方向へ送り出せば、溶接が実施さ
れる。 溶接電流の供給については、直流電源から供給
される直流電流は、スイツチング回路17によつ
てON−OFFされてパルス電流が形成される。
(スイツチング回路17がOFFになつた直後は、
フライホイールダイオード201、直流リアクト
ル704を介して溶接電流が流れる。)また、ス
イツチング回路16のON−OFFによつて、ベー
ス電流が形成される。(スイツチング回路16が
OFFになつた直後はフライホイールダイオード
202、直流リアクトル703を介してベース電
流が流れる。)同時に、検出器211は溶接電流
を時々刻々検出しており、その出力は制御回路1
3に入力され、ピーク電流値IPがワイヤ材質、
径、シールドガスの種類の組合せによつて定めた
所定の範囲内に入るように、スイツチング回路1
7がON−OFFする。また、検出器212によつ
てベース電流が時々刻々検出され、主にワイヤ径
につて定めた所定の範囲内となるように、制御回
路12を介してスイツチング回路16がON−
OFFされる。また、制御回路13は、パルス周
波数とワイヤ送給速度との対応関係、およびび検
出器29によつて検出されたアーク電圧の平均値
とパルス幅との対応関係を規制する役目をしてい
る。 さて、溶接電流波形は第5図のようになるが、
パルス周波数、パルス幅τ、ピーク電流値IP、ベ
ース電流値IBの設定方法について具体的に述べ
る。図においてTはパルスの周期であり、またIB
としては脈流の平均値をとつた。 まず、ピーク電流値IPとしては、少なくともワ
イヤを細粒化して母材へ移行させるために必要
な、いわゆる臨界電流値(これは使用するワイヤ
材質、径、シールドガスの種類によつて決まる)
以上に設定しなければならない。しかしながらあ
まり大きくしすぎると母材側へのアーク力が大き
くなり、溶接ビードが乱れてかえつて良くない。 そこでIPの設定値としては(平均電流値によら
ず一定にしておくとして)、臨界電流値以上であ
り、しかもIPを一定にしてパルスの周期Tを大き
くしていつた場合、平均溶接電流値が所定の最大
値となりうるように選ぶ。IPの設定値範囲の例
を、色々なワイヤ材質、径、シールドガスの種類
の組合せについて示したものを別紙表1にまとめ
た。 次に、ワイヤ送給速度とパルス周波数(または
パルスの周期)との対応関係について述べる。 ワイヤがアーク熱およびワイヤに流れる電流に
よるジユール熱等によつて溶融し、しかも電磁収
縮力で細粒化される場合の溶滴14の大きさは、 (イ) 溶滴に働く母材方向への電磁力 (ロ) ワイヤ方向への表面張力 (ハ) 重力 の釣り合いから決定される。第3図bのような適
正な溶滴移行が起こる場合の溶滴の大きさ(溶融
径a)の実測結果を表1に付記した。さて、アー
ク長を短くしても極力スパツタを発生させないよ
うにするためには、溶滴径aをできる限り小さく
すればよい。すなわち、1パルス当り、表1に示
される溶滴径で1回の移行を行わせればよい。従
つて、ワイヤ送給速度υcm/sとパルス周波数
Hzとの対応関係は、一般に溶滴径をammφ、ワイ
ヤ径をdmmφとすれば、毎秒送給されるワイヤ量
と移行する溶滴量とが等しいことから、次式のよ
うに書き表わされる。 π(d/2)2×υ×1/100=4/3π(a/2)3
××1/1000 ∴υ/=1/15×a3/d2 表1には、それぞれのワイヤ径、溶滴径に応じ
たυ/の設定範囲をも付記した。
This invention periodically superimposes a pulsed welding current (hereinafter referred to as "pulse current") on a direct current welding current (hereinafter referred to as "base current") supplied between a wire electrode and a base metal. , relates to a pulsed arc welding method in which the electromagnetic contraction force generated by this pulsed current is used to make the wire fine and transfer it to the base metal (this is called "spray transfer"). As an apparatus for carrying out the conventional pulse arc welding method, there was one as shown in FIG. In the figure, 1 is a transformer, which has a winding structure of three phases on the primary side and six phases on the secondary side. 201-206
is a thyristor that converts alternating current voltage into direct current, and can also change the voltage value through phase control. 3 is an interphase reactor, and these 1, 2
01 to 206 and 3 constitute a power supply 4 that supplies a base current. Reference numeral 5 denotes a power supply that supplies a pulse current superimposed on the base current, and is composed of two phases of the secondary winding of the transformer 1 with a large number of turns, and approximately thyristors 601 and 602 connected thereto.
701 and 702 are DC reactors, 8 is a wire,
9 is a wire feeding device such as a motor for feeding the wire 8; 10 is an arc; and 11 is a base material (workpiece). One of the outputs of the power supplies 4 and 5 is common and connected to the wire, and the other is connected to the DC reactor 7.
01 and 702 and connected to the base material 11. In addition, 12 and 13 are the power supply 4, respectively.
This is a control circuit for controlling the phase of the thyristor in the power supply 5. Next, the operation of the conventional welding method will be explained. A base current is supplied from the power supply 4 and a pulse current is supplied from the power supply 5 between the wire 8 and the base material 11. At the same time, the wire 8 is supplied to the base material 11 by the wire feeding device 9.
When sent out to the side, the base metal is welded. The control circuits 12 and 13 each have a thyristor 201 to
The ignition phases of 206, 601, and 602 are changed, thereby changing the base current value I B , pulse width τ, and pulse current peak value I P (hereinafter referred to as "peak current value I P "). . The waveform of the welding current is as shown in Figure 2, and the pulse frequency is equal to or twice the basic power frequency (50Hz or 60Hz in our country). Note that FIG. 2a shows the waveform when the average welding current is small, and FIG. 2b shows the waveform when the average welding current is large. Now, for example, when the base material is thin, welding is performed by keeping the average welding current (or wire feeding speed) small, but specifically, as shown in Figure 2a, the base current I B In addition, the pulse width τ is set to be small, and therefore the peak current value I P is also set to be small, and the pulse frequency may also be lowered from, for example, 120Hz to 60Hz. On the other hand, if the base material is thick, for example, the average welding current (or wire feeding speed) will be large, so the waveform will be larger, I B as shown in Figure 2b. Furthermore, since τ is large, I P is also set large. Conventional pulsed arc welding is performed as described above, so when the average welding current is lowered as shown in Figure 2a, as I P becomes smaller, the electromagnetic contraction force due to the pulsed current decreases, resulting in less spray transfer. As a result, the droplet 14 becomes extremely large as shown in FIG. Wire scatters as spatter. Furthermore, when the average welding current is increased as shown in Fig. 2b, as τ and I P become large, the droplet 14 transfers to the base material approximately once per pulse, but per cycle of the pulse The amount of heat injected into the wire increases, as shown in Figure 3c,
When the droplet 14 hangs down and the arc length is short, there is often a short circuit between the base metal and the wire, which also causes spatter. In cases like Figure 3 a and c, if you try to avoid spatter, you will not be able to keep the arc length short, and as a result, welding defects such as undercuts will easily occur, and welding speed will not be increased. . In order to obtain an appropriate droplet transfer state in which the arc length is short (therefore, undercuts are less likely to occur and the welding speed can be increased) and the droplets are small, as shown in Figure 3b, the pulse width τ, The peak current value I P and base current value I B must be adjusted very well. In this way, conventional pulsed arc welding methods are extremely difficult to adjust to achieve proper droplet transfer conditions, and often generate spatter, requiring extra work such as post-treatment of the base material. This resulted in a disadvantage that work efficiency decreased. This invention was made in order to eliminate the drawbacks of the conventional methods described above, and it is possible to achieve a proper droplet transfer state without spatter over a wide average welding current range, short arc length, and avoid undercuts, etc. The object of the present invention is to provide a pulsed arc welding method that does not cause the occurrence of irradiation and increases the welding speed. An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In Fig. 4, 15 is a DC power supply composed of a transformer, a diode, etc., and the power supply 4 is a switching circuit 16 such as a transistor that can turn the current ON and OFF using a control signal (even DC current can be turned OFF by the action of only its elements). and a DC reactor 703 and a detector 212 for detecting the base current. The power source 5 is also comprised of a switching circuit 17 and a DC reactor 704 that can turn the current on and off using a control signal such as a transistor. In addition, the switching circuits 16 and 17
In some cases, a large number of elements are connected in parallel due to current capacity, etc., and 18 indicates a balance resistor necessary for parallel operation. 19 is a capacitor 201, 20 for absorbing the surge voltage generated when the switching circuit 16 or 17 is turned on and off, improving the rise of the pulse current, and reducing the ripple of the output current of the DC power supply 15;
2 are the switching circuits 16 and 17, respectively.
211 is a detector for detecting welding current; 22 is a high-frequency power source; 23 is a step-up transformer; 24 is a capacitor; 25 is a spark gap; 26 is a high-frequency voltage detector. A coupling coil 27 is made of a magnetic material such as ferrite, and a wire passes through the coupling coil. 28 is a bypass capacitor. 29 is a detector for detecting arc voltage. Next, the operation will be explained. First, the input voltage of the high frequency power supply 22 is boosted by the step-up transformer 23 and applied to both ends of the capacitor 24, that is, the spark gap 25. At a certain limit value, discharge breakdown occurs between the gaps, and the capacitor 2
4. A series resonant circuit is formed between the coupling 26 and a high frequency high voltage. This high frequency high voltage is applied between the wire 8 and the base material 11 via the coupling coil 26. At this time, the high frequency high voltage does not enter the wire feeding device 9 and the power supplies 4 and 5 due to the high frequency reactor 27 and the bypass capacitor 28 which have a high impedance with respect to high frequencies. Due to the discharge breakdown between the wire and the base metal due to this high frequency voltage, the arc is ignited even if there is no short circuit between the wire and the base metal, thereby suppressing the generation of spatter when the arc is ignited. Now, if the wire 8 is sent out toward the base metal by the wire feeding device 9 in tandem with the ignition of the arc, welding is performed. Regarding the supply of welding current, the DC current supplied from the DC power source is turned on and off by the switching circuit 17 to form a pulse current.
(Immediately after the switching circuit 17 is turned off,
A welding current flows through the flywheel diode 201 and the DC reactor 704. ) Furthermore, a base current is generated by turning the switching circuit 16 ON and OFF. (The switching circuit 16
Immediately after turning off, the base current flows through the flywheel diode 202 and the DC reactor 703. ) At the same time, the detector 211 detects the welding current moment by moment, and its output is sent to the control circuit 1.
3, the peak current value I P is input to the wire material,
The switching circuit 1 is designed to fall within a predetermined range determined by the combination of
7 turns ON-OFF. Further, the base current is detected moment by moment by the detector 212, and the switching circuit 16 is turned on and off via the control circuit 12 so that the base current is within a predetermined range mainly determined by the wire diameter.
It will be turned off. Further, the control circuit 13 has the role of regulating the correspondence between the pulse frequency and the wire feeding speed, and the correspondence between the average value of the arc voltage detected by the detector 29 and the pulse width. . Now, the welding current waveform is as shown in Figure 5.
The method of setting the pulse frequency, pulse width τ, peak current value I P , and base current value I B will be specifically described. In the figure, T is the period of the pulse, and I B
The average value of the pulsating flow was taken. First, the peak current value I P is at least the so-called critical current value necessary to make the wire fine and transfer it to the base metal (this is determined by the wire material, diameter, and type of shielding gas used)
Must be set above. However, if it is made too large, the arc force toward the base metal side will increase, which will disturb the weld bead, which is even worse. Therefore, the set value of I P (assuming that it is kept constant regardless of the average current value) is equal to or higher than the critical current value, and if the pulse period T is increased while keeping I P constant, the average welding current The value is chosen so that it can be a predetermined maximum value. Examples of I P setting ranges for various combinations of wire materials, diameters, and shielding gas types are summarized in Appendix Table 1. Next, the correspondence between wire feeding speed and pulse frequency (or pulse period) will be described. The size of the droplet 14 when the wire is melted by arc heat and Joule heat caused by the current flowing through the wire, and is further refined by electromagnetic contraction force is as follows: (a) The size of the droplet 14 acting on the droplet in the direction of the base material Electromagnetic force (b) Surface tension in the wire direction (c) Determined from the balance of gravity. The actual measurement results of the droplet size (melt diameter a) when proper droplet transfer occurs as shown in FIG. 3b are added to Table 1. Now, in order to prevent spatter from occurring as much as possible even if the arc length is shortened, the droplet diameter a should be made as small as possible. That is, it is sufficient to perform one transfer with the droplet diameter shown in Table 1 per one pulse. Therefore, the wire feeding speed υcm/s and the pulse frequency
Generally speaking, the correspondence relationship with Hz can be expressed as the following equation, since the amount of wire fed per second is equal to the amount of transferred droplets, assuming that the droplet diameter is ammφ and the wire diameter is dmmφ. π(d/2) 2 ×υ×1/100=4/3π(a/2) 3
××1/1000 ∴υ/=1/15×a 3 /d 2 Table 1 also includes the setting range of υ/ according to each wire diameter and droplet diameter.

【表】 さて、1パルス当りにワイヤに注入すべき熱量
Wは、表1に示した溶滴分のワイヤを溶融させる
のに足るものと考えられる。例えばワイヤが軟鋼
1.2mmφで溶滴径を1.2mmφとすればその熱量は、
室温を0℃、溶滴の温度を1535℃(鉄の融点)、
比熱を0.15cal/g℃、潜熱を65cal/g、密度を
7.8g/cm3として計算すると2.08cal(8.74Joule)
となる。種々のワイヤ材質径、シールドガスの種
類の組合せに対する1パルス当りにワイヤに注入
すべき最適熱量範囲も表1に付記した。なお、使
用した物理手数は下記の表2の通りである。
[Table] Now, the amount of heat W to be injected into the wire per one pulse is considered to be sufficient to melt the wire for the amount of droplets shown in Table 1. For example, if the wire is made of mild steel
If the droplet diameter is 1.2mmφ and the diameter of the droplet is 1.2mmφ, the amount of heat is
The room temperature is 0℃, the temperature of the droplet is 1535℃ (melting point of iron),
The specific heat is 0.15 cal/g℃, the latent heat is 65 cal/g, and the density is
Calculated as 7.8g/ cm3 : 2.08cal (8.74Joule)
becomes. Table 1 also includes the optimum range of heat to be injected into the wire per pulse for various combinations of wire material diameters and shielding gas types. The physical steps used are shown in Table 2 below.

【表】 以上のように、ピーク電流値、ワイヤ送給速度
とパルス周波数との対応関係(あるいは、1パル
ス当りのワイヤへの注入熱量)を設定すれば、溶
滴の移行は適正な溶滴径にて行われる。実際に溶
接を行う際には、このほかアーク長を適正値に保
つ必要がある。これはアーク長が長くなると母材
の加熱される範囲が広がり好ましくない場合があ
り、また短くなりすぎると溶滴が母材と短絡して
スパツタを生じるからである。通常用いられる
0.9〜1.6mmφのワイヤのときのアーク長は2〜3
mm程度とするのが適当で、このときのアーク電圧
は20〜40Vとなる。このアーク長の制御は、アー
ク電圧を検出し、この値が予め設定した値となる
ように、平均溶接電流値即ち1パルス当りの入熱
量およびパルス周波数を制御することによつて行
う。この発明では入熱量の調節は、パルスのピー
ク値IPを変えることによつて行う。検出したアー
ク放電電圧が設定された基準値より高いときには
入熱量の減少を図り、溶滴の母材への移行を遅ら
せることによりアーク長を短くさせ、逆にアーク
放電電圧が基準値より低いときには入熱量の増大
を図つて母材への溶滴の移行を速めることにより
アーク長を長くさせる。 具体的には、検出されたアーク放電電圧値と予
め設定した基準値とを比較し、アーク放電電圧が
基準値より大きいときは、入熱量の減少を図るべ
くパルス電流のパルスピーク値を小さくし、アー
ク放電電圧が基準値より小さいときは、入熱量の
増大を図るべくパルス電流のパルスピーク値を大
きくするように制御するものである。 ここで、入熱量の調節にパルス電流のパルスピ
ーク値を用いたのは、パルスピーク値を一定にし
た場合、ワイヤが母材に直接接触する状態が生じ
たときに、ワイヤの溶断ができないことがあり、
アークの再点弧を行えないことがあるが、上述の
如くパルスピーク値を制御することにより、ワイ
ヤが母材に直接接触する状態が生じたときに、パ
ルスピーク値が大きくなりワイヤの溶断が確実に
行われ、アークの再点弧が確実に行えるためであ
る。 なお、ベース電流値IBは、パルスとパルスとの
間でのアーク切れを防止するのに必要な電流値を
与えておく。具体的にはワイヤ径0.9mmφの場合
は約10A、1.2mmφ、1.6mmφの場合は約20〜30A
にするのが適当である。細径ワイヤに対してベー
ス電流を低く設定したのは平均溶接電流が小さい
領域への使途拡大が図れるからである。 以上の説明では、スイツチング回路素子として
トランジスタを用いた例を示したが、このほかゲ
ートターンオフサイリスタのようなものでも効果
は同じである。 この発明は母材と溶接ワイヤとの間にアークを
維持するベース電流とこれに重畳したパルス電流
とを供給して放電を起こさせ、当該ワイヤの溶滴
を上記パルス電流の電磁収縮力により上記母材に
移行させて溶接を行うようにしたものにおいて、
上記ワイヤと母材間に接続されたアーク電圧検出
器によりアーク放電電圧を検出し、この検出され
たアーク放電電圧値と予め設定した基準値とを比
較し上記アーク放電電圧値が基準値より大きいと
きは上記パルス電流のパルスピーク値を小さく
し、上記アーク電圧が基準値より小さいときは上
記パルス電流のパルスピーク値を大きくするよう
に制御するようにしたので、幅広いワイヤ送給速
度範囲にわたり、簡単な操作でも適正なアーク長
が得られ、溶接ビードも均一になり易く、溶接速
度も上昇できるという効果がある。
[Table] As shown above, if you set the correspondence between the peak current value, wire feeding speed, and pulse frequency (or the amount of heat injected into the wire per pulse), the droplet transfer will be done properly. It is carried out in diameter. When actually welding, it is also necessary to maintain the arc length at an appropriate value. This is because if the arc length is too long, the range in which the base metal is heated increases, which may be undesirable, and if the arc length is too short, the droplets may short-circuit with the base metal, causing spatter. commonly used
The arc length for 0.9-1.6mmφ wire is 2-3
It is appropriate to set it to about mm, and the arc voltage at this time will be 20 to 40V. The arc length is controlled by detecting the arc voltage and controlling the average welding current value, that is, the amount of heat input per pulse, and the pulse frequency so that this value becomes a preset value. In this invention, the amount of heat input is adjusted by changing the peak value I P of the pulse. When the detected arc discharge voltage is higher than the set reference value, the amount of heat input is reduced and the arc length is shortened by delaying the transfer of droplets to the base material.On the other hand, when the arc discharge voltage is lower than the reference value, the arc length is shortened. The arc length is lengthened by increasing the amount of heat input and speeding up the transfer of the droplets to the base metal. Specifically, the detected arc discharge voltage value is compared with a preset reference value, and if the arc discharge voltage is higher than the reference value, the pulse peak value of the pulse current is decreased in order to reduce the amount of heat input. When the arc discharge voltage is lower than the reference value, the pulse peak value of the pulse current is controlled to be increased in order to increase the amount of heat input. Here, the pulse peak value of the pulse current was used to adjust the amount of heat input because if the pulse peak value was kept constant, the wire would not be fused when it came into direct contact with the base metal. There is,
Although it may not be possible to re-ignite the arc, by controlling the pulse peak value as described above, when the wire comes into direct contact with the base metal, the pulse peak value will increase and the wire will not melt. This is because the process is performed reliably and the arc can be re-ignited reliably. Note that the base current value I B is a current value necessary to prevent arc breakage between pulses. Specifically, if the wire diameter is 0.9mmφ, it will be approximately 10A, and if the wire diameter is 1.2mmφ or 1.6mmφ, it will be approximately 20~30A.
It is appropriate to do so. The reason why the base current is set low for the small diameter wire is that it can be used in areas where the average welding current is small. In the above explanation, an example is shown in which a transistor is used as a switching circuit element, but the same effect can be achieved with other devices such as a gate turn-off thyristor. This invention supplies a base current that maintains an arc between a base metal and a welding wire, and a pulsed current superimposed on the base current to cause an electric discharge, and the droplets of the wire are moved by the electromagnetic contraction force of the pulsed current. In those in which welding is performed by transferring to the base metal,
The arc discharge voltage is detected by an arc voltage detector connected between the wire and the base metal, and the detected arc discharge voltage value is compared with a preset reference value, and the arc discharge voltage value is found to be greater than the reference value. When the arc voltage is smaller than the reference value, the pulse peak value of the pulse current is controlled to be smaller, and when the arc voltage is smaller than the reference value, the pulse peak value of the pulse current is increased. A suitable arc length can be obtained with simple operation, the weld bead tends to be uniform, and the welding speed can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来のパルスアーク溶接方法を実施す
る装置の電源回路構成を示す図、第2図は従来の
パルスアーク溶接の溶接電流波形を示す図、第3
図は溶滴の移行形態を示す図、第4図はこの発明
方法を実施する一実施例の電源回路構成を示す
図、第5図はこの発明のパルスアーク溶接の溶接
電流波形を示す図である。 図において、1はトランス、4はベース電流を
供給する電源、5はパルス電流を供給する電源、
8はワイヤ、9はワイヤ送給装置、10はアー
ク、11は母材、12,13は制御回路、14は
溶滴、15は直流電源、16,17はスイツチン
グ回路、29はアーク電圧検出器、211は溶接
電流検出器、212はベース電流検出器、22は
高周波電源、27はフエライト等の磁性体であ
る。なお、図中、同一符号はそれぞれ同一または
相当部分を示す。
Fig. 1 is a diagram showing the power supply circuit configuration of a device that performs the conventional pulsed arc welding method, Fig. 2 is a diagram showing the welding current waveform of conventional pulsed arc welding, and Fig. 3 is a diagram showing the welding current waveform of conventional pulsed arc welding.
4 is a diagram showing the configuration of a power supply circuit in an embodiment of the method of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing the welding current waveform of pulsed arc welding of the present invention. be. In the figure, 1 is a transformer, 4 is a power supply that supplies base current, 5 is a power supply that supplies pulse current,
8 is a wire, 9 is a wire feeding device, 10 is an arc, 11 is a base material, 12, 13 are a control circuit, 14 is a droplet, 15 is a DC power supply, 16, 17 is a switching circuit, 29 is an arc voltage detector , 211 is a welding current detector, 212 is a base current detector, 22 is a high frequency power source, and 27 is a magnetic material such as ferrite. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 母材と溶接ワイヤとの間にアークを維持する
ベース電流とこれに重畳したパルス電流とを供給
し、当該ワイヤの溶滴を上記パルス電流の電磁収
縮力により上記母材に移行させて溶接を行うよう
に構成したパルスアーク溶接方法において、上記
ワイヤと母材間に接続されたアーク電圧検出器に
よりアーク放電電圧を検出し、この検出されたア
ーク放電電圧値と予め設定した基準値とを比較し
上記アーク放電電圧値が基準値より大きいときは
上記パルス電流のパルスピーク値を小さくし、上
記アーク電圧が基準値より小さいときは上記パル
ス電流のパルスピーク値を大きくするように制御
することを特徴とするパルスアーク溶接方法。
1 A base current that maintains an arc between the base metal and the welding wire and a pulse current superimposed on this are supplied, and the droplets of the wire are transferred to the base metal by the electromagnetic contraction force of the pulse current to perform welding. In a pulsed arc welding method configured to perform When the arc discharge voltage value is larger than the reference value by comparison, the pulse peak value of the pulse current is decreased, and when the arc voltage is smaller than the reference value, the pulse peak value of the pulse current is increased. A pulse arc welding method characterized by:
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