JPWO2010116695A1 - アーク溶接方法およびアーク溶接装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施の形態では、先ず、アーク溶接方法について説明し、その後、アーク溶接装置について説明する。
本実施の形態において、実施の形態1と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態1と異なる主な点は、設定電圧が一元電圧と異なっていた場合に、短絡初期電流値と短絡初期時間を変動させる点である。しかし、本発明は、短絡初期電流値と短絡初期時間の両者を変動させる必要はない。すなわち、短絡初期電流値と短絡初期時間の少なくともいずれか一方を変動させればよい。本実施の形態では、短絡初期電流値と短絡初期時間を変動させる場合について説明する。
本実施の形態は、実施の形態1の制御と実施の形態2の制御とを併せて行うものである。すなわち、実施の形態1における、図1に示す、時刻P2から時刻P3までの短絡電流の第1段目の増加傾きdi/dtと、時刻P3から時刻P4までの短絡電流の第2段目の増加傾きdi/dtと、時刻P3での短絡電流の屈曲点Bとなる電流値とを変動させる制御と、実施の形態2における、図5に示す、時刻P1から時刻P2までの短絡初期電流と短絡初期時間とを変動させる制御とを組合せる。このことにより、溶接速度がより速く、設定電圧が一元電圧より小さくなる方向に設定された場合でもワイヤはじくことなく、安定した溶接することが可能であり、溶接速度及び電圧下限裕度を更に向上させることができる。
2 1次整流部
3 スイッチング素子
4 トランス
5 2次整流部
6 インダクタ
7 駆動部
8 溶接電圧検出部
9 溶接電流検出部
10 短絡/アーク検出部
11 アーク制御部
12 短絡制御部
13 短絡電流の増加傾きdi/dt基本設定部
14 短絡電流の増加傾きdi/dt制御部
15 短絡電流の屈曲点基本設定部
16 短絡電流の屈曲点制御部
17 短絡初期電流基本設定部
18 短絡初期電流制御部
19 短絡初期時間基本設定部
20 短絡初期時間制御部
21 一元電圧設定部(適正電圧設定部)
22 設定電圧設定部
23 一元/設定電圧差分計算部(適正/設定電圧差分計算部)
24 ワイヤ送給モータ
25 溶接ワイヤ
26 チップ
27 溶接アーク
28 被溶接物
29 設定電流設定部
Claims (16)
- 設定電流に対応した適正電圧と短絡電流の増加傾きとを設定し、消耗電極ワイヤを送給して短絡状態とアーク状態を交互に発生させて溶接を行う消耗電極式アーク溶接方法であって、設定電圧が前記適正電圧と異なる場合、前記設定電圧と前記適正電圧との差に応じて前記短絡電流の増加傾きを変更して前記短絡電流の制御を行う消耗電極式アーク溶接方法。
- 前記設定電圧が前記適正電圧より小さい場合は、前記短絡電流の増加傾きを前記設定電圧が前記適正電圧と同じ場合の前記短絡電流の増加傾きより急になるように変更し、前記設定電圧が前記適正電圧より大きい場合は、前記短絡電流の増加傾きを前記設定電圧が前記適正電圧と同じ場合の前記短絡電流の増加傾きより緩やかになるように変更して前記短絡電流の制御を行う請求項1記載の消耗電極式アーク溶接方法。
- 前記短絡電流の増加傾きが、短絡電流の第1段目の増加傾きおよび前記短絡電流の第1段目の増加傾きに続く短絡電流の第2段目の増加傾きからなり、前記設定電圧が前記適正電圧と異なる場合、前記設定電圧と前記適正電圧との差に応じて前記短絡電流の第1段目の増加傾きと前記短絡電流の第2段目の増加傾きとを変更して前記短絡電流の制御を行う請求項1記載の消耗電極式アーク溶接方法。
- 前記短絡電流の第1段目の増加傾きと前記短絡電流の第2段目の増加傾きとは異なる傾きである請求項3記載の消耗電極式アーク溶接方法。
- 前記短絡電流の第1段目の増加傾きは、前記短絡電流の第2段目の増加傾きより急である請求項4記載の消耗電極式アーク溶接方法。
- 前記短絡電流の増加傾きを、前記適正電圧と前記設定電圧の差に対応した絶対量により変更する、または、前記適正電圧と前記設定電圧の差に応じた変化率に基づく量により変更する請求項1記載の消耗電極式アーク溶接方法。
- 前記設定電圧が前記適正電圧と異なる場合、前記設定電圧と前記適正電圧との差に応じて、前記短絡電流の第1段目の増加傾きから前記短絡電流の第2段目の増加傾きに傾きが変わる屈曲点となる電流値を変更して前記短絡電流の制御を行う請求項3記載の消耗電極式アーク溶接方法。
- 前記設定電圧が前記適正電圧より小さい場合は、前記屈曲点となる電流値を前記設定電圧が前記適正電圧と同じ場合の前記屈曲点となる電流値より大きくなるように変更し、前記設定電圧が前記適正電圧より大きい場合は、前記屈曲点となる電流値を前記設定電圧が前記適正電圧と同じ場合の前記屈曲点となる電流値より小さくなるように変更して短絡電流の制御を行う請求項7記載の消耗電極式アーク溶接方法。
- 前記屈曲点となる電流値を、前記適正電圧と前記設定電圧の差に対応した絶対量により変更する、または、前記適正電圧と前記設定電圧の差に応じた変化率に基づく量により変更する請求項7記載の消耗電極式アーク溶接方法。
- 設定電流に対応した適正電圧と短絡開始時から所定期間である短絡初期時間と前記短絡初期時間の間に流す電流である短絡初期電流値とを設定し、消耗電極ワイヤを送給して短絡状態とアーク状態を交互に発生させて溶接を行う消耗電極式アーク溶接方法であって、設定電圧が前記適正電圧と異なる場合、前記設定電圧と前記適正電圧との差に応じて前記短絡初期電流値と前記短絡初期時間とを変更して前記短絡電流の制御を行う消耗電極式アーク溶接方法。
- 前記設定電圧が前記適正電圧より小さい場合は、前記短絡初期電流値を前記設定電圧が前記適正電圧と同じ場合の前記短絡初期電流値より大きくなるように変更し、前記設定電圧が前記適正電圧より大きい場合は、前記短絡初期電流値を前記設定電圧が前記適正電圧と同じ場合の前記短絡初期電流値より小さくなるように変更して、前記短絡電流の制御を行う請求項10記載の消耗電極式アーク溶接方法。
- 前記設定電圧が前記適正電圧より小さい場合は、前記短絡初期時間を前記設定電圧が前記適正電圧と同じ場合の前記短絡初期時間より短くなるように変更し、前記設定電圧が前記適正電圧より大きい場合は、前記短絡初期時間を前記設定電圧が前記適正電圧と同じ場合の前記短絡初期時間より長くなるように変更して、前記短絡電流の制御を行う請求項10記載の消耗電極式アーク溶接方法。
- 前記短絡初期電流値と前記短絡初期時間を、前記適正電圧と前記設定電圧の差に対応した絶対量により変更する、または、前記適正電圧と前記設定電圧の差に応じた変化率に基づく量により変更する請求項10記載の消耗電極式アーク溶接方法。
- 消耗電極である溶接ワイヤと被溶接物との間でアーク状態と短絡状態とを繰り返して溶接を行うアーク溶接装置であって、
溶接出力を制御するスイッチング素子と、
溶接電圧を検出する溶接電圧検出部と、
前記溶接電圧検出部の出力に基づいて前記短絡状態であるのか前記アーク状態であるのかを検出する短絡/アーク検出部と、
前記短絡/アーク検出部からの短絡の信号を受けて前記短絡状態の期間に短絡電流の制御を行う短絡制御部と、
前記短絡/アーク検出部からのアークの信号を受けて前記アーク状態の期間にアーク電圧の制御を行うアーク制御部と、
前記短絡制御部および前記アーク制御部の出力に基づいて前記スイッチング素子を駆動する駆動部と、
設定電流を設定するための設定電流設定部と、
前記設定電流設定部で設定した前記設定電流に基づいた適正電圧を設定する適正電圧設定部と、
設定電圧を設定するための設定電圧設定部と、
前記適正電圧と前記設定電圧との差を算出する適正/設定電圧差分計算部とを備え、
前記短絡制御部は、
前記設定電流設定部で設定した前記設定電流に基づいて前記短絡電流の増加傾きを設定する増加傾き基本設定部と、
前記適正/設定電圧差分計算部の算出結果に基づいて前記増加傾き基本設定部で設定した前記短絡電流の増加傾きを変更する増加傾き制御部とを備えたアーク溶接装置。 - 前記短絡電流の増加傾きが、短絡電流の第1段目の増加傾きおよび前記短絡電流の第1段目の増加傾きに続く短絡電流の第2段目の増加傾きからなり、
前記増加傾き基本設定部は、前記短絡電流の第1段目の増加傾きおよび前記短絡電流の第2段目の増加傾きを設定し、
前記増加傾き制御部は、前記適正/設定電圧差分計算部の算出結果に基づいて前記増加傾き基本設定部で設定した前記短絡電流の第1段目の増加傾きまたは前記短絡電流の第2段目の増加傾きのうち少なくとも一方を変更し、
前記短絡電流の第1段目の増加傾きから前記短絡電流の第2段目の増加傾きに傾きが変わる屈曲点を前記設定電流に基づいて設定する屈曲点基本設定部と、
前記屈曲点基本設定部で設定された前記屈曲点を前記適正/設定電圧差分計算部の算出結果に基づいて変更する屈曲点制御部とをさらに備え、
前記短絡制御部は、前記適正/設定電圧差分計算部の算出結果に基づいて前記短絡電流の第1段目の増加傾きまたは前記短絡電流の第2段目の増加傾きのうち少なくとも一方と前記屈曲点とを変更する請求項14記載のアーク溶接装置。 - 消耗電極である溶接ワイヤと被溶接物との間でアーク状態と短絡状態とを繰り返して溶接を行うアーク溶接装置であって、
溶接出力を制御するスイッチング素子と、
溶接電圧を検出する溶接電圧検出部と、
前記溶接電圧検出部の出力に基づいて前記短絡状態であるのか前記アーク状態であるのかを検出する短絡/アーク検出部と、
前記短絡/アーク検出部からの短絡の信号を受けて前記短絡状態の期間に短絡電流の制御を行う短絡制御部と、
前記短絡/アーク検出部からのアークの信号を受けて前記アーク状態の期間にアーク電圧の制御を行うアーク制御部と、
前記短絡制御部および前記アーク制御部の出力に基づいて前記スイッチング素子を駆動する駆動部と、
設定電流を設定するための設定電流設定部と、
前記設定電流設定部で設定した前記設定電流に基づいた適正電圧を設定する適正電圧設定部と、
設定電圧を設定するための設定電圧設定部と、
前記適正電圧と前記設定電圧との差を算出する適正/設定電圧差分計算部とを備え、
前記短絡制御部は、
前記設定電流設定部で設定した前記設定電流に基づいて短絡開始時から所定期間である短絡初期時間の間に流す電流である短絡初期電流値を設定する短絡初期電流基本設定部と、
前記適正/設定電圧差分計算部の算出結果に基づいて前記短絡初期電流基本設定部で設定した前記短絡初期電流値を変更する短絡初期電流制御部と、
前記設定電流設定部で設定した前記設定電流に基づいて前記短絡初期時間を設定する短絡初期時間基本設定部と、
前記適正/設定電圧差分計算部の算出結果に基づいて前記短絡初期時間基本設定部で設定した前記短絡初期時間を変更する短絡初期時間制御部とを備え、
前記短絡制御部は、前記適正/設定電圧差分計算部の算出結果に基づいて前記短絡初期電流値と前記短絡初期時間とを変更するアーク溶接装置。
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