JP2003205368A - Method of controlling arc start - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To remarkably shorten the arc start time while keeping an excellent arc start characteristic regardless the material and the diameter of a welding wire. <P>SOLUTION: The method of controlling the arc start is provided that a servo motor is used as a wire feeding motor WM, the length of a welding torch 4 is approximately 1.5 [m] or smaller, and an initial feeding speed Fsi is limited to approximately 3.6 [m/min] or higher. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、正逆回転が可能な
ワイヤ送給モータによって、溶接ワイヤを母材へ前進送
給及び後退送給してアークスタートさせる消耗電極アー
ク溶接のアークスタート制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arc start control method for consumable electrode arc welding in which a wire feed motor capable of forward and reverse rotation feeds a welding wire forward and backward to a base metal to start an arc. Regarding

【０００２】[0002]

【従来の技術】溶接開始信号が入力されると、溶接ワイ
ヤを１．２［m/min］程度の遅い初期送給速度で前進送
給し、溶接ワイヤが母材に非常に接近又は接触して初期
アークが発生すると、送給速度を定常送給速度に切り換
えると共に定常の溶接電流を通電して初期アークから定
常のアークに移行させるアークスタート方法（以下、通
常アークスタート方法という）が、広く使用されてい
る。しかし、この通常アークスタート方法では、溶接ワ
イヤの材質がアルミニウム又はステンレス鋼であると
き、又は溶接ワイヤが細径（１．０［mm］程度以下）で
あるときには、アークスタート性が悪いために溶接品質
及び生産効率が悪くなることが問題であった。これを解
決するために、以下に説明するリトラクトアークスター
ト方法が従来から提案されている。2. Description of the Related Art When a welding start signal is input, a welding wire is fed forward at a slow initial feeding speed of about 1.2 [m / min] so that the welding wire comes very close to or contacts the base metal. When an initial arc occurs, the arc start method (hereinafter referred to as the normal arc start method) that switches the feed rate to the steady feed rate and energizes the steady welding current to shift from the initial arc to the steady arc is widely used. It is used. However, in this normal arc starting method, when the material of the welding wire is aluminum or stainless steel, or when the welding wire has a small diameter (about 1.0 [mm] or less), the arc starting property is poor, so that welding The problem is that quality and production efficiency deteriorate. In order to solve this, the retract arc start method described below has been conventionally proposed.

【０００３】ワイヤ送給モータを正回転させて溶接ワイ
ヤを母材へ前進送給し、溶接ワイヤが母材に接触したこ
とを判別するとワイヤ送給モータを逆回転させて溶接ワ
イヤを母材から後退送給し、同時に予め定めた小電流値
の初期電流を通電し、上記の後退送給によって溶接ワイ
ヤが母材から離れて初期アークが発生すると溶接ワイヤ
を再前進送給し、同時に定常の溶接電流を通電して、初
期アーク発生状態から定常のアーク発生状態へと移行さ
せるアークスタート方法（以下、リトラクトアークスタ
ート方法という）が、従来から提案されている。この方
法では、後退送給によって確実に初期アークを発生させ
て定常のアークへと導くので、溶接ワイヤの材質又は直
径にかかわりなく常に良好なアークスタート性を得るこ
とができる。以下、この従来技術のリトラクトアークス
タート方法について図面を参照して説明する。The wire feeding motor is rotated forward to feed the welding wire forward to the base metal, and when it is determined that the welding wire has come into contact with the base metal, the wire feed motor is rotated in the reverse direction to move the welding wire from the base metal. When the welding wire separates from the base metal and an initial arc occurs due to the backward feeding, the welding wire is re-advanced and fed at the same time. BACKGROUND ART An arc start method (hereinafter, referred to as a retract arc start method) in which a welding current is passed to shift from an initial arc generation state to a steady arc generation state has been conventionally proposed. According to this method, since the initial arc is surely generated by the backward feeding and guided to the steady arc, it is possible to always obtain a good arc startability regardless of the material or the diameter of the welding wire. Hereinafter, this conventional retract arc start method will be described with reference to the drawings.

【０００４】図１は、従来技術のアーク溶接装置の構成
図である。以下、同図を参照して説明する。溶接電源装
置ＰＳは、外部に設けられた溶接開始回路ＳＴから溶接
開始信号Ｓｔが入力されると、アークを発生させるため
の溶接電圧Ｖｗ及び溶接電流Ｉｗを出力すると共に、溶
接ワイヤ１の送給を制御するための送給制御信号Ｆｃを
ワイヤ送給モータＷＭへ出力する。溶接ワイヤ１は、ワ
イヤ送給モータＷＭと直結した送給ロール５によって、
溶接トーチ４内を通って送給される。ワイヤ送給モータ
ＷＭが正回転すると溶接ワイヤ１は母材２へ前進送給さ
れ、逆回転すると溶接ワイヤ１は母材２から離れる方向
に後退送給される。上記のワイヤ送給モータＷＭには、
モータの回転速度を検出して高精度に制御するイナーシ
ャの小さなサーボモータではなく、電機子電圧等によっ
て簡易な速度制御を行うイナーシャの大きな直流モータ
（以下、通常直流モータという）が使用される。送給速
度の設定範囲は、通常０〜３０［m/min］程度である。
上記の溶接トーチ４は、先端部に取り付けられて溶接ワ
イヤ１への給電を行うコンタクトチップ４ａ、トーチ本
体４ｂ、コンジットケーブル４ｃ等から構成される。溶
接トーチ４の長さとしては、１〜３［ｍ］程度のものが
使用されており、６［ｍ］のものも使用される。また、
コンジットケーブル４ｃをなくし、トーチ本体４ｂに送
給ロール５を直結した特別な溶接トーチ４もあり、その
長さは０．１［ｍ］程度と短いものもある。溶接ワイヤ
１と母材２との間が接触（短絡）状態又はアーク３発生
状態にあるときは溶接電流Ｉｗが通電する。他方、溶接
ワイヤ１と母材２とが離れていてアーク３も発生してい
ない無負荷状態のときは溶接電圧Ｖｗは最大値の無負荷
電圧となり、溶接電流Ｉｗは通電しない。また、溶接ワ
イヤ１の先端と母材２との最短距離がワイヤ先端・母材
間距離Ｌｗ［mm］となる。したがって、アーク３発生中
のワイヤ先端・母材間距離Ｌｗはアーク長と略等しくな
る。FIG. 1 is a block diagram of a conventional arc welding apparatus. Hereinafter, description will be given with reference to FIG. When the welding start signal St is input from the welding start circuit ST provided outside, the welding power supply device PS outputs the welding voltage Vw and the welding current Iw for generating the arc, and also supplies the welding wire 1. And outputs a feed control signal Fc for controlling the wire feeding motor WM to the wire feeding motor WM. The welding wire 1 is fed by the feeding roll 5 directly connected to the wire feeding motor WM.
It is fed through the welding torch 4. When the wire feeding motor WM rotates forward, the welding wire 1 is fed forward to the base material 2, and when it rotates backward, the welding wire 1 is fed backward in a direction away from the base material 2. The wire feed motor WM is
Instead of a servo motor with a small inertia that detects the rotational speed of the motor and controls it with high accuracy, a DC motor with a large inertia (hereinafter referred to as a normal DC motor) that simply controls the speed by an armature voltage or the like is used. The setting range of the feeding speed is usually about 0 to 30 [m / min].
The above-mentioned welding torch 4 is composed of a contact tip 4a attached to the distal end portion for supplying power to the welding wire 1, a torch body 4b, a conduit cable 4c and the like. The length of the welding torch 4 is about 1 to 3 [m], and the length of 6 [m] is also used. Also,
There is also a special welding torch 4 in which the conduit cable 4c is eliminated and the feed roll 5 is directly connected to the torch body 4b, and the length thereof may be as short as about 0.1 [m]. When the welding wire 1 and the base material 2 are in a contact (short circuit) state or an arc 3 generation state, the welding current Iw is applied. On the other hand, when the welding wire 1 and the base material 2 are separated from each other and the arc 3 is not generated, the welding voltage Vw becomes the maximum no-load voltage and the welding current Iw does not flow. The shortest distance between the tip of the welding wire 1 and the base material 2 is the wire tip-base material distance Lw [mm]. Therefore, the distance Lw between the tip of the wire and the base material during the generation of the arc 3 becomes substantially equal to the arc length.

【０００５】図２は、上述した溶接装置の各信号のタイ
ミングチャートであり、図３は溶接トーチの長さが３
［ｍ］と通常の長さのときの溶接トーチ内の溶接ワイヤ
の送給状態を示す図である。同図（Ａ）は溶接開始信号
Ｓｔの時間変化を示し、同図（Ｂ）は送給制御信号Ｆｃ
の時間変化を示し、同図（Ｃ）は溶接電圧Ｖｗの時間変
化を示し、同図（Ｄ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示
し、同図（Ｅ）はワイヤ先端・母材間距離Ｌｗの時間変
化を示す。また、図３（Ｆ１）は時刻ｔ２直前の、（Ｆ
２）は時刻ｔ３直前の、（Ｆ３）は時刻ｔ３直後の、
（Ｆ４）は時刻ｔ４の各時刻における溶接ワイヤの送給
状態を示す。以下、同図及び図３を参照して説明する。FIG. 2 is a timing chart of each signal of the above welding apparatus, and FIG. 3 shows a welding torch having a length of 3
It is a figure which shows the feeding state of the welding wire in a welding torch at the time of [m] and a normal length. The same figure (A) shows the time change of the welding start signal St, and the same figure (B) shows the feed control signal Fc.
(C) shows the time change of the welding voltage Vw, (D) shows the time change of the welding current Iw, and (E) shows the wire tip / base metal distance Lw. Shows the change over time. Further, FIG. 3 (F1) shows (F1) just before time t2.
2) immediately before time t3, (F3) immediately after time t3,
(F4) shows the feeding state of the welding wire at each time t4. Hereinafter, description will be given with reference to FIG.

【０００６】 時刻ｔ１〜ｔ２の期間（初期送給時間
Ｔa1） 時刻ｔ１において、同図（Ａ）に示すように、溶接開始
信号Ｓｔが入力（Ｈｉｇｈレベル）されると、同図
（Ｂ）に示すように、送給制御信号Ｆｃは正の値の初期
送給速度設定値Ｆsi1［m/min］となり、溶接ワイヤは母
材へ初期送給速度で前進送給される。この初期送給速度
Ｆsi1は、通常アークスタート方法のときと同様に、通
常１．２［m/min］程度の遅い速度に設定される。な
お、送給制御信号Ｆｃが正の値のときは前進送給とな
り、負の値のときは後退送給となる。また、時刻ｔ１〜
ｔ３の期間中の溶接電源装置の外部特性は、後述する初
期電流Ｉｓを通電するために定電流特性又は垂下特性に
出力制御される。しかし、時刻ｔ１〜ｔ２の本期間中
は、溶接ワイヤと母材との間は無負荷状態であるので、
同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは無負荷電圧Ｖ
nlとなり、同図（Ｄ）に示すように、溶接電流Ｉｗは通
電しない。一方、同図（Ｅ）に示すように、ワイヤ先端
・母材間距離Ｌｗは、前進送給によって時間経過と共に
次第に短くなる。この時刻ｔ１〜ｔ２の初期送給期間Ｔ
a1は、以下の時間長さとなる。溶接開始信号Ｓｔが入力
される時刻ｔ１時点での送給開始時のワイヤ先端・母材
間距離Ｌｗは、前回の溶接終了時の溶着防止制御によっ
てその長さは略適正値に制御される。すなわち、溶接終
了時のワイヤ先端・母材間距離Ｌｗが適正値よりも短い
とこには溶接終了時に溶着が発生するおそれがあり、適
正値よりも長いときには溶接終了前のアーク長が長くな
り過ぎて溶接終了部のビード外観が悪くなるおそれがあ
る。このために、溶接終了時のワイヤ先端・母材間距離
Ｌｗが３［mm］程度の適正値になるように制御される。
このように、送給開始時のワイヤ先端・母材間距離Ｌｗ
が３［mm］であり、上述したように初期送給速度設定値
Ｆsi1＝１．２［m/min］であるので、上記の初期送給時
間Ｔa1は１５０［ms］程度となる。Time period from t1 to t2 (initial feeding time Ta1) At time t1, when the welding start signal St is input (High level) as shown in FIG. As shown, the feed control signal Fc becomes a positive initial feed rate set value Fsi1 [m / min], and the welding wire is fed forward to the base metal at the initial feed rate. This initial feeding speed Fsi1 is normally set to a slow speed of about 1.2 [m / min], as in the normal arc start method. When the feeding control signal Fc has a positive value, it is forward feeding, and when it is negative, it is backward feeding. Also, from time t1
The external characteristics of the welding power source device during the period of t3 are output-controlled to a constant current characteristic or a drooping characteristic in order to pass an initial current Is described later. However, during this period from time t1 to t2, there is no load between the welding wire and the base material,
As shown in FIG. 7C, the welding voltage Vw is the no-load voltage V
Therefore, the welding current Iw does not flow, as shown in FIG. On the other hand, as shown in FIG. 6E, the wire tip / base material distance Lw gradually decreases with the lapse of time due to forward feeding. The initial feeding period T between the times t1 and t2
a1 has the following time length. The wire tip / base metal distance Lw at the start of feeding at time t1 when the welding start signal St is input is controlled to a substantially proper value by the welding prevention control at the end of the previous welding. That is, if the wire tip-base metal distance Lw at the end of welding is shorter than the proper value, welding may occur at the end of welding. If it is longer than the proper value, the arc length before welding is too long. Therefore, the bead appearance at the weld end may deteriorate. Therefore, the distance Lw between the wire tip and the base material at the end of welding is controlled to an appropriate value of about 3 [mm].
Thus, the distance Lw between the wire tip and the base metal at the start of feeding
Is 3 [mm] and the initial feeding speed setting value Fsi1 = 1.2 [m / min] as described above, so the above-mentioned initial feeding time Ta1 is about 150 [ms].

【０００７】また、図３（Ｆ１）に示すように、この期
間中は送給ロール５は正回転して溶接ワイヤ１は溶接ト
ーチ４内に挿入されたライナ４ｄ内を前進送給され、ワ
イヤ先端は次第に母材２へと接近する。このときに、２
つの送給ロール５の加圧点Ｐ１から溶接ワイヤ１に前進
送給の推進力が働く。他方、コンタクトチップ４ａ内部
の給電点Ｐ２から溶接ワイヤ１に安定した給電を行うた
めに、給電点Ｐ２の接触抵抗は大きくなるように設計さ
れている。このために、溶接ワイヤ１には加圧点Ｐ１で
は推進力が働き、他方給電点Ｐ２では抵抗力が働くこと
になり、加圧点Ｐ１と給電点Ｐ２との間（溶接トーチ長
さに相当）で溶接ワイヤ１は左右に何回も曲がった状態
（以下、溶接ワイヤの遊び分という）で前進送給される
ことになる。したがって、溶接トーチ長さに比例して、
溶接ワイヤの遊び分は長くなる。Further, as shown in FIG. 3 (F1), during this period, the feed roll 5 rotates forward and the welding wire 1 is fed forward in the liner 4d inserted into the welding torch 4, and the wire is fed. The tip gradually approaches the base material 2. At this time, 2
Propulsive force for forward feeding acts on the welding wire 1 from the pressure point P1 of the one feeding roll 5. On the other hand, in order to stably supply power to the welding wire 1 from the power feeding point P2 inside the contact tip 4a, the contact resistance at the power feeding point P2 is designed to be large. For this reason, the propulsive force acts on the welding wire 1 at the pressurizing point P1 and the resisting force acts on the other hand at the feeding point P2, and between the pressing point P1 and the feeding point P2 (corresponding to welding torch length ), The welding wire 1 is forwardly fed in a state of being bent left and right many times (hereinafter, referred to as a play of the welding wire). Therefore, in proportion to the welding torch length,
The play of the welding wire becomes longer.

【０００８】 時刻ｔ２〜ｔ３の期間（後退送給遅れ
時間Ｔb1） 時刻ｔ２において、上記の前進送給によって溶接ワイヤ
が母材に接触して、同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧
Ｖｗが予め定めた基準電圧値Ｖth［Ｖ］以下の短絡電圧
値に変化すると、同図（Ｂ）に示すように、送給制御信
号Ｆｃは負の値の後退送給速度設定値Ｆsrとなり、溶接
ワイヤは母材から後退送給速度で後退送給される。同時
に、同図（Ｄ）に示すように、前述した溶接電源装置の
定電流特性又は垂下特性によって予め定めた小電流値の
初期電流Ｉｓが通電する。この初期電流Ｉｓの値は、数
［Ａ］〜数十［Ａ］程度の小電流値に設定される。一
方、時刻ｔ２において、ワイヤ送給モータは正回転（前
進送給）から逆回転（後退送給）へと切り換えられる
が、この正逆反転のためのモータの遅れ時間（以下、モ
ータ反転遅れ時間という）の間は、溶接ワイヤは慣性に
よって前進送給が続行される。ただし、溶接ワイヤは既
に母材と接触しているために、その接触状態を維持する
ことになる。前述したように、ワイヤ送給モータには通
常直流モータが使用されておりイナーシャが大きいため
に、モータ反転遅れ時間は１００［ms］程度となる。そ
の後、図３（Ｆ２）に示すように、ワイヤ送給モータの
逆回転によって溶接ワイヤ１には加圧点Ｐ１から後退送
給の推進力が働くが、給電点Ｐ２の接触抵抗のために、
溶接ワイヤの遊び分が後退送給されて加圧点Ｐ１と給電
点Ｐ２との間の溶接ワイヤの曲がりがなくなり略直線に
なるまでの遅れ時間（以下、遊び分送給遅れ時間とい
う）の間は、ワイヤ先端は移動しない。この遊び分送給
遅れ時間は、溶接トーチ長さに略比例して長くなり、溶
接トーチ長さが３［ｍ］のときには１００［ms］程度と
なる。したがって、時刻ｔ２の後退送給への切り換え時
点から、上記のモータ反転遅れ時間が経過し、さらに上
記の遊び分送給遅れ時間が経過する時刻ｔ３までの後退
送給遅れ時間Ｔb1中は、同図（Ｅ）に示すように、ワイ
ヤ先端は移動しないために、ワイヤ先端・母材間距離Ｌ
ｗは０［mm］のままである。この後退送給遅れ時間Ｔb1
は、上述したように２００［ms］程度となる。Time period from t2 to t3 (reverse feeding delay time Tb1) At time t2, the welding wire comes into contact with the base metal by the above-described forward feeding, and as shown in FIG. Changes to a short circuit voltage value equal to or lower than a predetermined reference voltage value Vth [V], the feed control signal Fc becomes a negative backward feed speed setting value Fsr as shown in FIG. The wire is fed backward from the base material at the backward feeding speed. At the same time, as shown in FIG. 7D, the initial current Is of a small current value predetermined by the constant current characteristic or the drooping characteristic of the welding power source device is applied. The value of the initial current Is is set to a small current value of about several [A] to several tens [A]. On the other hand, at time t2, the wire feeding motor is switched from the forward rotation (forward feeding) to the reverse rotation (reverse feeding), but the motor delay time for this forward / reverse reversal (hereinafter referred to as the motor reversal delay time). ,) The welding wire continues to be advanced by inertia. However, since the welding wire is already in contact with the base material, the contact state is maintained. As described above, a DC motor is normally used as the wire feeding motor and the inertia is large, so the motor reversal delay time is about 100 [ms]. After that, as shown in FIG. 3 (F2), the backward rotation of the wire feeding motor causes a backward feeding propulsion force from the pressure point P1 on the welding wire 1, but due to the contact resistance at the power feeding point P2,
During the delay time until the play of the welding wire is fed backward and there is no bending of the welding wire between the pressurizing point P1 and the feeding point P2 to become a substantially straight line (hereinafter referred to as the play delay feeding time) Does not move the wire tip. The play-delay feed delay time increases substantially in proportion to the welding torch length, and is about 100 [ms] when the welding torch length is 3 [m]. Therefore, during the backward feed delay time Tb1 until the time t3 at which the above-described motor reversal delay time elapses from the time of switching to the backward feed at time t2, and further the above play idle delay time elapses, As shown in Fig. (E), since the wire tip does not move, the wire tip-base metal distance L
w remains 0 [mm]. This backward feeding delay time Tb1
Is about 200 [ms] as described above.

【０００９】 時刻ｔ３〜ｔ４の期間（再前進送給遅
れ時間Ｔc1） 時刻ｔ３直後において、上記の後退送給によって溶接ワ
イヤと母材とが離れると初期アーク３ａが発生し、同図
（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは基準電圧値Ｖthを
超えるアーク電圧値となる。これに応動して、同図
（Ｂ）に示すように、送給制御信号Ｆｃは正の値の定常
送給速度設定値Ｆｓとなり、溶接ワイヤは定常送給速度
で再前進送給される。同時に、溶接電源装置の外部特性
は、予め定めた電圧設定値Ｖｓに相当する定電圧特性に
出力制御されるので、同図（Ｃ）に示すように、溶接電
圧Ｖｗはこの電圧設定値Ｖｓに相当する電圧値となると
共に、同図（Ｄ）に示すように、定常の溶接電流Ｉｃが
通電する。一方、図３（Ｆ３）に示すように、時刻ｔ３
においてワイヤ送給モータは逆回転（後退送給）から正
回転（再前進送給）に切り換えられるが、前述したよう
に、時刻ｔ３からモータ反転遅れ時間が経過するまでの
期間は、慣性によって溶接ワイヤ１の後退送給が続行さ
れるために、同図（Ｅ）に示すように、アーク長（ワイ
ヤ先端・母材間距離Ｌｗ）は長くなり続ける。さらに、
その後、遊び分送給遅れ時間が経過するまでの時刻ｔ４
までの期間は、溶接ワイヤ１は再前進送給されるが、図
３（Ｆ４）に示すように、溶接ワイヤ１の遊び分を送給
するまではワイヤ先端は移動しない。しかし、同図
（Ｄ）に示すように、この時点では初期電流Ｉｓよりも
大きな値の定常の溶接電流Ｉｃが通電しているために、
その通電による溶融によって、同図（Ｅ）に示すよう
に、アーク長Ｌｗは長くなり続けた後に、時刻ｔ４に至
って、定常アーク長Ｌｃに収束する。このモータ反転遅
れ時間は、前述したように通常直流モータでは１００
［ms］程度であり、溶接トーチ長さが３［ｍ］のときの
再前進送給時の遊び分送給遅れ時間は、アーク長がオー
バーシュートして定常値に収束する時間（５０［ms］程
度）だけ前述した後退送給時よりも長い１５０［ms］程
度となる。したがって、時刻ｔ３〜ｔ４の再前進送給遅
れ時間Ｔc1は、それらの加算値の２５０［ms］程度とな
る。Period from time t3 to t4 (re-forward feed delay time Tc1) Immediately after time t3, the initial arc 3a is generated when the welding wire and the base metal are separated by the backward feed described above, and FIG. As shown in, the welding voltage Vw has an arc voltage value that exceeds the reference voltage value Vth. In response to this, as shown in FIG. 3B, the feed control signal Fc becomes the positive steady feed rate set value Fs, and the welding wire is fed forward again at the steady feed rate. At the same time, since the external characteristic of the welding power source device is output-controlled to the constant voltage characteristic corresponding to the predetermined voltage setting value Vs, the welding voltage Vw becomes the voltage setting value Vs as shown in FIG. As the voltage value becomes equivalent, a steady welding current Ic is applied as shown in FIG. On the other hand, as shown in FIG. 3 (F3), at time t3
In the above, the wire feeding motor is switched from the reverse rotation (reverse feeding) to the forward rotation (re-forward feeding), but as described above, the period from the time t3 until the motor reversal delay time elapses due to inertia. Since the backward feeding of the wire 1 is continued, the arc length (wire tip-base metal distance Lw) continues to increase as shown in FIG. further,
After that, time t4 until the play delay time elapses
In the period up to, the welding wire 1 is fed forward again, but as shown in FIG. 3 (F4), the tip of the wire does not move until the play of the welding wire 1 is fed. However, as shown in FIG. 4D, at this time, since the steady welding current Ic having a value larger than the initial current Is is flowing,
The arc length Lw continues to increase due to the melting due to the energization, and then reaches the steady arc length Lc at time t4, as shown in FIG. As described above, this motor reversal delay time is 100 in the normal DC motor.
When the welding torch length is 3 [m], the play delay feed time during re-forward feed is the time when the arc length overshoots and converges to a steady value (50 [ms] ]) About 150 [ms], which is longer than the above-described backward feeding. Therefore, the re-forward feed delay time Tc1 between the times t3 and t4 is about 250 [ms] of their added value.

【００１０】 時刻ｔ４以降の期間（定常送給期間） 時刻ｔ４において、前述した再前進送給遅れ時間Ｔc1が
経過すると、溶接ワイヤの送給速度は略定常送給速度に
なるので、同図（Ｅ）に示すように、定常のアーク長Ｌ
ｃ［mm］に収束し、定常のアーク発生状態となる。Period after Time t4 (Steady Feeding Period) At time t4, when the above-mentioned re-forward feed delay time Tc1 elapses, the feeding speed of the welding wire becomes substantially steady feeding speed. As shown in E), the steady arc length L
It converges to c [mm], and becomes a steady arc generation state.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】図２で前述したよう
に、従来技術のリトラクトアークスタート方法では、溶
接開始信号Ｓｔが入力されてから、初期送給時間Ｔa1、
後退送給遅れ時間Ｔb1及び再前進送給遅れ時間Ｔc1が経
過した後に、定常のアーク発生状態に収束する。したが
って、アークスタートにかかる時間（以下、アークスタ
ート時間Ｔs1という）は、前述したように通常直流モー
タを使用して溶接トーチ長さが３［ｍ］であるときに
は、Ｔa1＋Ｔb1＋Ｔc1＝１５０＋２００＋２５０＝６０
０［ms］程度となる。これと比較するために、通常アー
クスタート方法でのアークスタート時間Ｔs2について、
以下図面を参照して説明する。As described above with reference to FIG. 2, in the retract arc start method of the prior art, the initial feed time Ta1, after the welding start signal St is input,
After the backward feed delay time Tb1 and the re-forward feed delay time Tc1 have elapsed, the steady arc generation state is reached. Therefore, the time required for arc start (hereinafter referred to as arc start time Ts1) is Ta1 + Tb1 + Tc1 = 150 + 200 + 250 = 60 when the welding torch length is 3 [m] using the normal DC motor as described above.
It becomes about 0 [ms]. To compare with this, regarding the arc start time Ts2 in the normal arc start method,
A description will be given below with reference to the drawings.

【００１２】図４は、通常アークスタート方法での各信
号のタイミングチャートである。同図（Ａ）〜（Ｅ）の
各信号は、前述した図２と同一である。以下、各信号の
動作を図面を参照して説明する。 時刻ｔ１〜ｔ２の期間（初期送給時間Ｔa2） 時刻ｔ１において、同図（Ａ）に示すように、溶接開始
信号Ｓｔが入力（Ｈｉｇｈレベル）されると、同図
（Ｂ）に示すように、送給制御信号Ｆｃは初期送給速度
設定値Ｆsi2になり、溶接ワイヤは初期送給速度で前進
送給される。この初期送給速度設定値Ｆsi2は、前述し
たように１．２［m/min］程度の遅い速度に設定され
る。この理由は、時刻ｔ２において、溶接ワイヤと母材
とが非常に接近又は接触すると初期アークが発生する
が、初期送給速度が速いと溶接ワイヤは速い速度でどん
どん母材へと送給されるために、この初期アークが消滅
してしまいアークスタート失敗になるおそれが高くなる
ためである。時刻ｔ１〜ｔ２の初期送給時間Ｔa2は、図
２のときと同様に、、送給開始時のワイヤ先端・母材間
距離Ｌｗが３［mm］のときには１５０［ms］程度とな
る。FIG. 4 is a timing chart of each signal in the normal arc start method. The signals in FIGS. 3A to 3E are the same as those in FIG. The operation of each signal will be described below with reference to the drawings. Period of Time t1 to t2 (Initial Feeding Time Ta2) At time t1, when the welding start signal St is input (High level) as shown in FIG. 7A, as shown in FIG. The feeding control signal Fc becomes the initial feeding speed setting value Fsi2, and the welding wire is fed forward at the initial feeding speed. The initial feeding speed setting value Fsi2 is set to a slow speed of about 1.2 [m / min] as described above. The reason for this is that at time t2, when the welding wire and the base metal come very close to or in contact with each other, an initial arc occurs, but when the initial feeding speed is high, the welding wire is fed to the base metal more and more rapidly. Therefore, there is a high possibility that the initial arc will disappear and the arc start will fail. As in the case of FIG. 2, the initial feeding time Ta2 from time t1 to t2 is about 150 [ms] when the wire tip-base metal distance Lw at the start of feeding is 3 [mm].

【００１３】 時刻ｔ２以降の期間 時刻ｔ２において、溶接ワイヤが母材に接触すると、短
い短絡が発生した後に初期アークが発生する。これに対
応して、同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは短時
間の間低い短絡電圧値になった後に電圧設定値Ｖｓに相
当するアーク電圧値となり、同図（Ｄ）に示すように、
電流の通電を判別するために数［Ａ］程度の小さな値に
予め定めた基準電流値Ｉth［Ａ］以上の定常の溶接電流
Ｉｃが通電する。これに応動して、同図（Ｂ）に示すよ
うに、送給制御信号Ｆｃは定常送給速度設定値Ｆｓとな
り、溶接ワイヤは定常送給速度で送給される。また、同
図（Ｅ）に示すように、アーク長（ワイヤ先端・母材間
距離Ｌｗ）は、過渡状態の収束時間Ｔd2を経過して定常
のアーク長Ｌｃに収束する。この収束時間Ｔd2は５０
［ms］程度である。At time t2 after time t2, when the welding wire contacts the base metal, an initial arc occurs after a short circuit occurs. Corresponding to this, as shown in FIG. 7C, the welding voltage Vw becomes an arc voltage value corresponding to the voltage setting value Vs after becoming a low short-circuit voltage value for a short time, and as shown in FIG. As shown
In order to discriminate the energization of the current, a steady welding current Ic of a predetermined reference current value Ith [A] or more is applied to a small value of about several [A]. In response to this, as shown in FIG. 6B, the feed control signal Fc becomes the steady feed rate set value Fs, and the welding wire is fed at the steady feed rate. Further, as shown in (E) of the figure, the arc length (wire tip-base metal distance Lw) converges to a steady arc length Lc after the convergence time Td2 in the transient state has passed. This convergence time Td2 is 50
It is about [ms].

【００１４】上述したように、通常アークスタート方法
でのアークスタート時間Ｔs2は、初期送給時間Ｔa2＝１
５０［ms］と収束時間Ｔd2＝５０［ms］との加算値の２
００［ms］程度となる。このように、通常アークスター
ト方法では、溶接ワイヤは前進送給しかされないために
ワイヤ送給モータの種類（通常直流モータ又はサーボモ
ータ）によって上記のアークスタート時間Ｔs2は影響さ
れない。さらに、溶接トーチ長さによっても影響されな
い。As described above, the arc start time Ts2 in the normal arc start method is the initial feed time Ta2 = 1.
2 of the added value of 50 [ms] and the convergence time Td2 = 50 [ms]
It will be about 00 [ms]. As described above, in the normal arc start method, since the welding wire is only fed forward, the arc start time Ts2 is not affected by the type of the wire feed motor (normal DC motor or servo motor). Furthermore, it is not affected by the welding torch length.

【００１５】以上のことから、従来技術のリトラクトア
ークスタート方法では、ワイヤ送給モータに通常直流モ
ータを使用し溶接トーチ長さが３［ｍ］であるときに
は、アークスタート時間Ｔs1は６００［ms］程度と長い
時間かかる。これに対して、通常アークスタート方法で
は、ワイヤ送給モータの種類及び溶接トーチ長さにかか
わらず２００［ms］程度と短い時間となる。一般的に、
自動車部品、電子機器部品等の被溶接物では、短い溶接
長を多数個所繰り返して溶接することが多い。このよう
な溶接施工にあっては、１回の溶接時間が数［ｓ］程度
の場合も多く、１回当りのアークスタート時間が４００
［ms］も長くなることは生産効率の低下となる。そこ
で、本発明では、リトラクトアークスタート方法におけ
る上記の課題を解決することができるアークスタート制
御方法を提供する。From the above, in the conventional retract arc starting method, when the normal DC motor is used as the wire feeding motor and the welding torch length is 3 [m], the arc starting time Ts1 is 600 [ms]. It takes a long time. On the other hand, in the normal arc start method, the time is as short as about 200 [ms] regardless of the type of wire feeding motor and the welding torch length. Typically,
In the case of objects to be welded such as automobile parts and electronic device parts, welding is often performed by repeating a short welding length at many places. In such welding work, the welding time per welding is often several seconds, and the arc start time per welding is 400 times.
Longer [ms] will reduce production efficiency. Therefore, the present invention provides an arc start control method capable of solving the above problems in the retract arc start method.

【００１６】[0016]

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図５〜６
に示すように、溶接電源装置に溶接開始信号Ｓｔが入力
されるとワイヤ送給モータＷＭによって溶接トーチ４を
通って初期送給速度設定値Ｆsiでの溶接ワイヤの母材へ
の前進送給を開始すると共に上記溶接電源装置の出力を
開始し、この前進送給によって溶接ワイヤが母材に接触
すると溶接ワイヤの母材からの後退送給を開始すると共
に小電流値の初期電流Ｉｓを通電し、この後退送給によ
って溶接ワイヤが母材から離れて初期アーク３ａが発生
した後に溶接ワイヤの再前進送給を開始すると共に定常
の溶接電流Ｉｃを通電して上記初期アーク発生状態から
定常のアーク発生状態へと移行させる消耗電極アーク溶
接のアークスタート制御方法において、上記ワイヤ送給
モータＷＭの種類がサーボモータであり、かつ上記溶接
トーチ４の長さが約０．１［ｍ］以上約１．５［ｍ］以
下であり、かつ上記初期送給速度設定値Ｆsiが約３．６
［m/min］以上約３０［m/min］以下であることを特徴と
するアークスタート制御方法である。The first aspect of the present invention is shown in FIGS.
As shown in FIG. 4, when the welding start signal St is input to the welding power source device, the wire feeding motor WM moves the welding wire forward through the welding torch 4 at the initial feeding speed setting value Fsi to the base metal. When the welding wire comes into contact with the base metal due to this forward feed, the backward feed from the base metal of the welding wire is started and the initial current Is of a small current value is supplied. By this backward feeding, the welding wire is separated from the base metal to generate the initial arc 3a, and then the forward feeding of the welding wire is started again, and the steady welding current Ic is passed to the steady arc from the initial arc generation state. In the arc start control method of consumable electrode arc welding for shifting to a generation state, the wire feeding motor WM is a servo motor, and the length of the welding torch 4 is 0.1 [m] or more and about 1.5 [m] or less, and the initial feed speed setting value Fsi is about 3.6
The arc start control method is characterized in that it is not less than [m / min] and not more than about 30 [m / min].

【００１７】第２の発明は、図５〜６に示すように、第
１の発明に記載する溶接トーチ４の長さが約０．１
［ｍ］以上約０．５［ｍ］以下であり、初期送給速度設
定値Ｆsiが約２．４［m/min］以上約３０［m/min］以下
であることを特徴とするアークスタート制御方法であ
る。In the second invention, as shown in FIGS. 5 to 6, the length of the welding torch 4 described in the first invention is about 0.1.
Arc start, which is characterized in that it is not less than [m] and not more than about 0.5 [m], and the initial feed rate setting value Fsi is not less than about 2.4 [m / min] and not more than about 30 [m / min]. It is a control method.

【００１８】[0018]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態の例
として、実施例１〜２について図面を参照して説明す
る。 ［実施例１］実施例１の発明は、リトラクトアークスタ
ート方法において、ワイヤ送給モータの種類がサーボモ
ータであり、かつ溶接トーチの長さが約０．１［ｍ］以
上約１．５［ｍ］以下であり、かつ初期送給速度設定値
が約３．６［m/min］以上約３０［m/min］以下であるア
ークスタート制御方法である。上記の限定によって、実
施例１の発明でのアークスタート時間Ｔs3は以下のよう
になる。 初期送給時間Ｔa3 実施例１の発明では、初期送給速度設定値Ｆsi3が３．
６［m/min］以上であるので、前述したように送給開始
時のワイヤ先端・母材間距離が３［mm］であるときに
は、初期送給時間Ｔa3は、従来のＴa1＝１５０［ms］か
ら５０［ms］へと短くなる。初期送給速度設定値の最大
値を３０［m/min］としているのは、前述したように現
在使用されているワイヤ送給装置の送給速度の最大値が
この値であるためである。 後退送給遅れ時間Ｔb3 実施例１の発明では、ワイヤ送給モータに通常直流モー
タではなくイナーシャが小さく高精度な速度制御が可能
なサーボモータを使用する。このために、モータ反転遅
れ時間は、従来の１００［ms］から１０［ms］へと短く
なる。さらに、実施例１の発明では、溶接トーチ長さが
１．５［ｍ］以下と限定しているので、遊び分送給遅れ
時間は、従来の１００［ms］から５０［ms］へと短くな
る。溶接トーチ長さの最小値を０．１［ｍ］としている
のは、前述したように現在使用されている溶接トーチの
最も短いものがこの長さであるためである。この結果、
実施例１の発明の後退送給遅れ時間Ｔb3は、従来のＴb1
＝２００［ms］から６０［ms］へと短くなる。 再前進送給遅れ時間Ｔc3 実施例１の発明では、ワイヤ送給モータに通常直流モー
タではなくイナーシャが小さく高精度な速度制御が可能
なサーボモータを使用する。このために、モータ反転遅
れ時間は、従来の１００［ms］から１０［ms］へと短く
なる。さらに、実施例１の発明では、溶接トーチ長さが
１．５［ｍ］以下と限定しているので、遊び分送給遅れ
時間は、従来の１５０［ms］から８０［ms］へと短くな
る。したがって、後退送給遅れ時間Ｔb3は、従来のＴb1
＝２５０［ms］から９０［ms］へと短くなる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments 1 and 2 will be described below as examples of embodiments of the present invention with reference to the drawings. [Embodiment 1] The invention of Embodiment 1 is, in the retract arc start method, the type of the wire feeding motor is a servo motor, and the length of the welding torch is about 0.1 [m] or more and about 1.5 [. m] or less and the initial feed rate set value is about 3.6 [m / min] or more and about 30 [m / min] or less. Due to the above limitation, the arc start time Ts3 in the invention of the first embodiment is as follows. Initial feeding time Ta3 In the invention of the first embodiment, the initial feeding speed setting value Fsi3 is 3.
Since it is 6 [m / min] or more, as described above, when the wire tip-base metal distance at the start of feeding is 3 [mm], the initial feeding time Ta3 is Ta1 = 150 [ms] ] To 50 [ms]. The maximum value of the initial feeding speed set value is set to 30 [m / min], because the maximum feeding speed of the wire feeding device currently in use is this value as described above. Reverse feeding delay time Tb3 In the invention of the first embodiment, a wire feeding motor is not a normal DC motor, but a servomotor having small inertia and capable of highly accurate speed control is used. Therefore, the motor reversal delay time is shortened from the conventional 100 [ms] to 10 [ms]. Further, in the invention of the first embodiment, since the welding torch length is limited to 1.5 [m] or less, the feed delay time for play is shortened from the conventional 100 [ms] to 50 [ms]. Become. The minimum value of the welding torch length is set to 0.1 [m] because the shortest welding torch currently used is this length as described above. As a result,
The backward feeding delay time Tb3 of the invention of the first embodiment is the same as the conventional Tb1.
= 200 [ms] to 60 [ms]. Re-forward feed delay time Tc3 In the invention of the first embodiment, the wire feed motor is not a normal DC motor, but a servo motor having a small inertia and capable of highly accurate speed control is used. Therefore, the motor reversal delay time is shortened from the conventional 100 [ms] to 10 [ms]. Furthermore, in the invention of the first embodiment, the welding torch length is limited to 1.5 [m] or less, so the feed delay time for play is shortened from the conventional 150 [ms] to 80 [ms]. Become. Therefore, the backward feeding delay time Tb3 is equal to the conventional Tb1.
= 250 [ms] to 90 [ms].

【００１９】上述したことから、実施例１の発明では、
アークスタート時間Ｔs3は、従来のＴs1＝６００［ms］
から２００［ms］へと短くなる。そして、この値は通常
アークスタート方法でのアークスタート時間Ｔs2と等し
くなる。このために、実施例１の発明では、１回当りの
アークスタート時間が通常アークスタート方法よりも長
くなることがないので、生産効率の低下を防止すること
ができる。以下、実施例１の発明について、図面を参照
して説明する。From the above, in the invention of the first embodiment,
The arc start time Ts3 is the conventional Ts1 = 600 [ms]
To 200 [ms]. Then, this value becomes equal to the arc start time Ts2 in the normal arc start method. For this reason, in the invention of the first embodiment, the arc start time per time does not become longer than that in the normal arc start method, so that it is possible to prevent a decrease in production efficiency. Hereinafter, the invention of the first embodiment will be described with reference to the drawings.

【００２０】図５は、実施例１の発明を実施するための
溶接電源装置ＰＳのブロック図である。以下、同図を参
照して説明する。出力制御回路ＩＮＶは、商用電源（３
相２００［Ｖ］等）を入力として、後述する駆動信号Ｄ
ｖに従ってインバータ制御、サイリスタ制御等の出力制
御を行い、溶接に適した溶接電圧Ｖｗ及び溶接電流Ｉｗ
を出力する。FIG. 5 is a block diagram of a welding power supply device PS for carrying out the invention of the first embodiment. Hereinafter, description will be given with reference to FIG. The output control circuit INV is a commercial power source (3
Phase 200 [V] etc.) as an input, and a drive signal D described later.
Output control such as inverter control and thyristor control is performed according to v, and welding voltage Vw and welding current Iw suitable for welding
Is output.

【００２１】電圧検出回路ＶＤは、溶接電圧Ｖｗを検出
して、電圧検出信号Ｖｄを出力する。短絡判別回路ＳＤ
は、この電圧検出信号Ｖｄが図２で前述したように予め
定めた基準電圧値Ｖth以下であるときにＨｉｇｈレベル
となる短絡判別信号Ｓｄを出力する。初期送給速度設定
回路ＦＳＩは、予め定めた初期送給速度設定信号Ｆsiを
出力する。論理否定回路ＮＯＴは、上記の短絡判別信号
Ｓｄを論理反転して切換信号Ｎotを出力する。初期送給
切換回路ＳＩは、この切換信号ＮotがＨｉｇｈレベル
（非短絡）からＬｏｗレベル（短絡）に変化するまでは
ａ側に接続されて上記の初期送給速度設定信号Ｆsiを送
給速度制御設定信号Ｆscとして出力し、Ｈｉｇｈレベル
からＬｏｗレベルへと変化した後はｂ側に切り換わり後
述する後退送給切換回路出力信号Ｓｒを送給速度制御設
定信号Ｆscとして出力する。後退送給速度設定回路ＦＳ
Ｒは、予め定めた後退送給速度設定信号Ｆsrを出力す
る。定常送給速度設定回路ＦＳは、予め定めた定常送給
速度設定信号Ｆｓを出力する。後退送給切換回路ＳＲ
は、上記の短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベルからＬｏ
ｗレベルに変化するまではａ側に接続されて上記の後退
送給速度設定信号Ｆsrを後退送給切換回路出力信号Ｓｒ
として出力し、ＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへと変
化した後はｂ側に切り換わり上記の定常送給速度設定信
号Ｆｓを後退送給切換回路出力信号Ｓｒとして出力す
る。送給制御回路ＦＣは、溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈ
レベル（開始）であるときは、上記の送給速度制御設定
信号Ｆscに相当する速度で溶接ワイヤを送給するための
送給制御信号Ｆｃをワイヤ送給モータＷＭへ出力する。The voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw and outputs a voltage detection signal Vd. Short circuit determination circuit SD
Outputs the short circuit determination signal Sd which becomes High level when the voltage detection signal Vd is equal to or lower than the predetermined reference voltage value Vth as described above with reference to FIG. The initial feeding speed setting circuit FSI outputs a predetermined initial feeding speed setting signal Fsi. The logical NOT circuit NOT logically inverts the short circuit determination signal Sd and outputs a switching signal Not. The initial feeding switching circuit SI is connected to the a side until the switching signal Not changes from the high level (non-short circuit) to the low level (short circuit) and controls the feeding speed setting signal Fsi. The signal is output as the setting signal Fsc, and after changing from the High level to the Low level, it is switched to the b side and the backward feeding switching circuit output signal Sr described later is output as the feeding speed control setting signal Fsc. Reverse feeding speed setting circuit FS
The R outputs a predetermined backward feed speed setting signal Fsr. The steady feeding speed setting circuit FS outputs a predetermined steady feeding speed setting signal Fs. Reverse feed switching circuit SR
Indicates that the above-mentioned short circuit determination signal Sd changes from High level to Lo.
Until it changes to the w level, it is connected to the a side and the above-mentioned reverse feed speed setting signal Fsr is output to the reverse feed switching circuit output signal Sr.
After changing from the High level to the Low level, it switches to the b side and outputs the above-mentioned steady feeding speed setting signal Fs as the backward feeding switching circuit output signal Sr. In the feed control circuit FC, the welding start signal St is High.
At the level (start), the feed control signal Fc for feeding the welding wire at the speed corresponding to the feed speed control setting signal Fsc is output to the wire feed motor WM.

【００２２】電圧設定回路ＶＳは、予め定めた電圧設定
信号Ｖｓを出力する。初期電流設定回路ＩＳＩは、予め
定めた初期電流設定信号Ｉsiを出力する。電圧誤差増幅
回路ＥＶは、上記の電圧設定信号Ｖｓと電圧検出信号Ｖ
ｄとの誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Ｅｖを出力す
る。この電圧誤差増幅回路ＥＶによるフィードバック制
御によって、溶接電源装置の外部特性は定常の溶接電流
を通電するための定電圧特性となる。電流検出回路ＩＤ
は、溶接電流Ｉｗを検出して、電流検出信号Ｉｄを出力
する。電流誤差増幅回路ＥＩは、上記の初期電流設定信
号Ｉsiと電流検出信号Ｉｄとの誤差を増幅して、電流誤
差増幅信号Ｅｉを出力する。この電流誤差増幅回路ＥＩ
によるフィードバック制御によって、溶接電源装置の外
部特性は初期電流を通電するための定電流特性又は垂下
特性となる。外部特性切換回路ＳＰは、上記の短絡判別
信号ＳｄがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化する
まではａ側に接続されて上記の電流誤差増幅信号Ｅｉを
誤差増幅信号Ｅａとして出力し、ＨｉｇｈレベルからＬ
ｏｗレベルに変化した後はｂ側に切り換わり電圧誤差増
幅信号Ｅｖを誤差増幅信号Ｅａとして出力する。駆動回
路ＤＶは、上記の溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベル
（開始）のときは上記の誤差増幅信号Ｅａに従って駆動
信号Ｄｖを出力し、Ｌｏｗレベル（停止）のときは駆動
信号Ｄｖは出力しない。The voltage setting circuit VS outputs a predetermined voltage setting signal Vs. The initial current setting circuit ISI outputs a predetermined initial current setting signal Isi. The voltage error amplification circuit EV includes the voltage setting signal Vs and the voltage detection signal V
The error with d is amplified and the voltage error amplified signal Ev is output. By the feedback control by the voltage error amplification circuit EV, the external characteristic of the welding power source device becomes a constant voltage characteristic for passing a steady welding current. Current detection circuit ID
Detects the welding current Iw and outputs a current detection signal Id. The current error amplification circuit EI amplifies the error between the initial current setting signal Isi and the current detection signal Id and outputs the current error amplification signal Ei. This current error amplifier circuit EI
The external characteristic of the welding power source device becomes the constant current characteristic or the drooping characteristic for supplying the initial current by the feedback control by. The external characteristic switching circuit SP is connected to the a side until the short circuit determination signal Sd changes from the high level to the low level, and outputs the current error amplified signal Ei as the error amplified signal Ea, and switches from the high level to the L level.
After changing to the ow level, it switches to the b side and outputs the voltage error amplified signal Ev as the error amplified signal Ea. The drive circuit DV outputs the drive signal Dv according to the error amplification signal Ea when the welding start signal St is at the high level (start), and does not output the drive signal Dv when it is at the low level (stop).

【００２３】図６は、上述した実施例１の溶接電源装置
の各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶
接開始信号Ｓｔの時間変化を示し、同図（Ｂ）は送給制
御信号Ｆｃの時間変化を示し、同図（Ｃ）は溶接電圧Ｖ
ｗの時間変化を示し、同図（Ｄ）は溶接電流Ｉｗの時間
変化を示し、同図（Ｅ）はワイヤ先端・母材間距離Ｌｗ
の時間変化を示し、同図（Ｆ）は短絡判別信号Ｓｄの時
間変化を示す。同図は、ワイヤ送給モータにサーボモー
タを使用し、溶接トーチ長さが１．５［ｍ］であり、初
期送給速度設定信号Ｆsi3＝３．６［m/min］の場合であ
る。以下、同図を参照して説明する。FIG. 6 is a timing chart of each signal of the welding power source device of the first embodiment described above. The same figure (A) shows the time change of the welding start signal St, the same figure (B) shows the time change of the feed control signal Fc, and the same figure (C) shows the welding voltage V.
The time change of w, the time change of the welding current Iw is shown in the same figure (D), and the wire tip-base metal distance Lw is shown in the same figure (E).
And the time variation of the short circuit determination signal Sd. This figure shows a case where a servomotor is used as the wire feeding motor, the welding torch length is 1.5 [m], and the initial feeding speed setting signal Fsi3 = 3.6 [m / min]. Hereinafter, description will be given with reference to FIG.

【００２４】 時刻ｔ１〜ｔ２の期間（初期送給時間
Ｔa3） 時刻ｔ１において、同図（Ａ）に示すように、溶接開始
信号Ｓｔが入力（Ｈｉｇｈレベル）されると、同図
（Ｂ）に示すように、送給制御信号Ｆｃは正の値の初期
送給速度設定値Ｆsi3＝３．６［m/min］となり、溶接ワ
イヤは母材へ初期送給速度で前進送給される。ワイヤ先
端・母材間距離Ｌｗは、同図（Ｅ）に示すように、、前
進送給によって時間経過と共に次第に短くなる。この初
期送給時間Ｔa3は、前述したように、５０［ms］程度と
なる。Period of Time t1 to t2 (Initial Feeding Time Ta3) At time t1, when the welding start signal St is input (High level) as shown in FIG. As shown, the feed control signal Fc becomes a positive initial feed rate setting value Fsi3 = 3.6 [m / min], and the welding wire is fed forward to the base metal at the initial feed rate. As shown in FIG. 6E, the wire tip / base metal distance Lw gradually decreases with the passage of time due to forward feeding. The initial feeding time Ta3 is about 50 [ms] as described above.

【００２５】 時刻ｔ２〜ｔ３の期間（後退送給遅れ
時間Ｔb3） 時刻ｔ２において、上記の前進送給によって溶接ワイヤ
が母材に接触して、同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧
Ｖｗが予め定めた基準電圧値Ｖth［Ｖ］以下の短絡電圧
値に変化すると、同図（Ｆ）に示すように、短絡判別信
号ＳｄはＨｉｇｈレベル（短絡）に変化する。これに応
動して、同図（Ｂ）に示すように、送給制御信号Ｆｃは
負の値の後退送給速度設定値Ｆsrとなり、溶接ワイヤは
母材から後退送給速度で後退送給される。同時に、同図
（Ｄ）に示すように、初期電流Ｉｓが通電する。一方、
時刻ｔ２において、ワイヤ送給モータは正回転（前進送
給）から逆回転（後退送給）へと切り換えられるが、モ
ータ反転遅れ時間１０［ms］の間は、溶接ワイヤは慣性
によって前進送給が続行される。ただし、溶接ワイヤは
既に母材と接触しているために、その接触状態を維持す
ることになる。その後、遊び分送給遅れ時間５０［ms］
の間はワイヤ先端は移動しない。したがって、時刻ｔ２
の後退送給への切り換え時点から、上記のモータ反転遅
れ時間が経過し、さらに上記の遊び分送給遅れ時間が経
過する時刻ｔ３までの後退送給遅れ時間Ｔb3＝６０［m
s］中は、同図（Ｅ）に示すように、ワイヤ先端は移動
しないために、ワイヤ先端・母材間距離Ｌｗは０［mm］
のままである。Period from time t2 to t3 (reverse feeding delay time Tb3) At time t2, the welding wire contacts the base metal by the above-described forward feeding, and the welding voltage Vw as shown in FIG. Changes to a short circuit voltage value equal to or lower than a predetermined reference voltage value Vth [V], the short circuit determination signal Sd changes to a high level (short circuit) as shown in FIG. In response to this, as shown in FIG. 7B, the feed control signal Fc becomes the negative backward feed speed setting value Fsr, and the welding wire is backward fed at the backward feed speed from the base metal. It At the same time, the initial current Is is conducted as shown in FIG. on the other hand,
At time t2, the wire feed motor is switched from the forward rotation (forward feed) to the reverse rotation (reverse feed), but the welding wire is fed forward by inertia during the motor reversal delay time 10 [ms]. Will continue. However, since the welding wire is already in contact with the base material, the contact state is maintained. After that, play delay time 50 [ms]
The wire tip does not move during the period. Therefore, time t2
The reverse feed delay time Tb3 = 60 [m until the time t3 at which the motor reversal delay time elapses and the play feed delay time elapses from the time of switching to the reverse feed.
s], the wire tip-base material distance Lw is 0 [mm] because the wire tip does not move as shown in FIG.
It remains.

【００２６】 時刻ｔ３以降の期間（再前進送給遅れ
時間Ｔc3） 時刻ｔ３直後において、上記の後退送給によって溶接ワ
イヤと母材とが離れると初期アークが発生して、同図
（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは基準電圧値Ｖthを
超えるアーク電圧値となり、同図（Ｆ）に示すように、
短絡判別信号ＳｄはＬｏｗレベル（非短絡）に変化す
る。これに応動して、同図（Ｂ）に示すように、送給制
御信号Ｆｃは正の値の定常送給速度設定値Ｆｓとなり、
溶接ワイヤは定常送給速度で再前進送給される。同時
に、溶接電源装置の外部特性は、予め定めた電圧設定値
Ｖｓに相当する定電圧特性に出力制御されるので、同図
（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗはこの電圧設定値Ｖ
ｓに相当する電圧値となると共に、同図（Ｄ）に示すよ
うに、定常の溶接電流Ｉｃが通電する。一方、時刻ｔ３
においてワイヤ送給モータは逆回転（後退送給）から正
回転（再前進送給）に切り換えられるが、前述したよう
に、時刻ｔ３からモータ反転遅れ時間１０［ms］が経過
するまでの期間は、慣性によって溶接ワイヤの後退送給
が続行されるために、同図（Ｅ）に示すように、アーク
長（ワイヤ先端・母材間距離Ｌｗ）は長くなり続ける。
さらに、その後、遊び分送給遅れ時間８０［ms］が経過
するまでの時刻ｔ４までの期間は、溶接ワイヤは再前進
送給されるが、溶接ワイヤの遊び分を送給するまではワ
イヤ先端は移動しない。しかし、同図（Ｄ）に示すよう
に、この時点では初期電流Ｉｓよりも大きな値の定常の
溶接電流Ｉｃが通電しているために、その通電による溶
融によって、同図（Ｅ）に示すように、アーク長Ｌｗは
長くなり続けた後に、時刻ｔ４において定常アーク長Ｌ
ｃに収束する。したがって、再前進送給遅れ時間Ｔc3
は、前述したように９０［ms］程度となる。Period after time t3 (re-forward feed delay time Tc3) Immediately after time t3, when the welding wire and the base metal are separated from each other by the above backward feed, an initial arc is generated, as shown in FIG. As shown, the welding voltage Vw becomes an arc voltage value exceeding the reference voltage value Vth, and as shown in FIG.
The short circuit determination signal Sd changes to the Low level (non-short circuit). In response to this, as shown in FIG. 7B, the feed control signal Fc becomes a positive steady-state feed speed setting value Fs,
The welding wire is re-advanced at a constant feed rate. At the same time, since the external characteristic of the welding power source device is output controlled to the constant voltage characteristic corresponding to the predetermined voltage setting value Vs, the welding voltage Vw is the voltage setting value Vs as shown in FIG.
At the same time as the voltage value corresponding to s, a steady welding current Ic is applied as shown in FIG. On the other hand, time t3
In, the wire feed motor is switched from reverse rotation (reverse feed) to forward rotation (re-forward feed), but as described above, the period from the time t3 until the motor reversal delay time 10 [ms] elapses. Since the backward feeding of the welding wire is continued due to inertia, the arc length (wire tip-base metal distance Lw) continues to increase as shown in FIG.
Further, thereafter, the welding wire is re-advanced and fed until time t4 until the play delay time 80 [ms] elapses, but the wire tip is fed until the play portion of the welding wire is fed. Does not move. However, as shown in FIG. 7D, since the steady welding current Ic having a value larger than the initial current Is is flowing at this point, the welding due to the energization causes melting as shown in FIG. Then, after the arc length Lw continues to increase, the steady arc length L
converge to c. Therefore, the forward feed delay time Tc3
Is about 90 [ms] as described above.

【００２７】［実施例２］実施例２の発明は、リトラク
トアークスタート方法において、ワイヤ送給モータの種
類がサーボモータであり、かつ溶接トーチの長さが約
０．１［ｍ］以上約０．５［ｍ］以下であり、かつ初期
送給速度設定値が約２．４［m/min］以上約３０［m/mi
n］以下であるアークスタート制御方法である。上記の
限定によって、実施例２の発明でのアークスタート時間
Ｔs4は以下のようになる。 初期送給時間Ｔa4 実施例２の発明では、初期送給速度設定値Ｆsi4が２．
４［m/min］以上であるので、前述したように送給開始
時のワイヤ先端・母材間距離が３［mm］であるときに
は、初期送給時間Ｔa4は、従来のＴa1＝１５０［ms］か
ら７５［ms］へと短くなる。 後退送給遅れ時間Ｔb3 実施例２の発明では、ワイヤ送給モータに通常直流モー
タではなくイナーシャが小さく高精度な速度制御が可能
なサーボモータを使用する。このために、モータ反転遅
れ時間は、従来の１００［ms］から１０［ms］へと短く
なる。さらに、実施例２の発明では、溶接トーチ長さが
０．５［ｍ］以下と限定しているので、遊び分送給遅れ
時間は、従来の１００［ms］から３０［ms］へと短くな
る。したがって、後退送給遅れ時間Ｔb4は、従来のＴb1
＝２００［ms］から４０［ms］へと短くなる。 再前進送給遅れ時間Ｔc4 実施例２の発明では、ワイヤ送給モータに通常直流モー
タではなくイナーシャが小さく高精度な速度制御が可能
なサーボモータを使用する。このために、モータ反転遅
れ時間は、従来の１００［ms］から１０［ms］へと短く
なる。さらに、実施例２の発明では、溶接トーチ長さが
０．５［ｍ］以下と限定しているので、遊び分送給遅れ
時間は、従来の１５０［ms］から６０［ms］へと短くな
る。したがって、後退送給遅れ時間Ｔb4は、従来のＴb1
＝２５０［ms］から７０［ms］へと短くなる。[Embodiment 2] The invention of Embodiment 2 is a retract arc starting method in which the wire feeding motor is a servomotor and the length of the welding torch is about 0.1 [m] or more and about 0. 0.5 [m] or less, and the initial feed rate setting value is about 2.4 [m / min] or more and about 30 [m / mi
n] or less, which is the arc start control method. Due to the above limitation, the arc start time Ts4 in the invention of the second embodiment is as follows. Initial feeding time Ta4 In the invention of the second embodiment, the initial feeding speed setting value Fsi4 is 2.
Since it is 4 [m / min] or more, as described above, when the wire tip-base metal distance at the start of feeding is 3 [mm], the initial feeding time Ta4 is Ta1 = 150 [ms] ] To 75 [ms]. Reverse feeding delay time Tb3 In the invention of the second embodiment, a wire feeding motor is not a normal DC motor, but a servomotor having small inertia and capable of highly accurate speed control is used. Therefore, the motor reversal delay time is shortened from the conventional 100 [ms] to 10 [ms]. Further, in the invention of the second embodiment, since the welding torch length is limited to 0.5 [m] or less, the play delay time for play is shortened from the conventional 100 [ms] to 30 [ms]. Become. Therefore, the backward feeding delay time Tb4 is equal to the conventional Tb1.
= 200 [ms] to 40 [ms]. Re-forward feed delay time Tc4 In the invention of the second embodiment, the wire feed motor is not a normal DC motor, but a servomotor having a small inertia and capable of highly accurate speed control is used. Therefore, the motor reversal delay time is shortened from the conventional 100 [ms] to 10 [ms]. Further, in the invention of the second embodiment, since the welding torch length is limited to 0.5 [m] or less, the feed delay time for play is shortened from the conventional 150 [ms] to 60 [ms]. Become. Therefore, the backward feeding delay time Tb4 is equal to the conventional Tb1.
= 250 [ms] to 70 [ms].

【００２８】上述したことから、実施例２の発明でのア
ークスタート時間Ｔs4は、従来のＴs1＝６００［ms］か
ら１８５［ms］へと短くなる。そして、この値は通常ア
ークスタート方法でのアークスタート時間Ｔs2と略等し
くなる。このために、実施例２の発明では、１回当りの
アークスタート時間が通常アークスタート方法よりも長
くなることがないので、生産効率の低下を防止すること
ができる。ところで、実施例２の発明を実施するための
溶接電源装置は、前述した図５と同一である。From the above, the arc start time Ts4 in the invention of the second embodiment is shortened from the conventional Ts1 = 600 [ms] to 185 [ms]. Then, this value becomes substantially equal to the arc start time Ts2 in the normal arc start method. For this reason, in the invention of the second embodiment, the arc start time per operation does not become longer than that in the normal arc start method, so that the production efficiency can be prevented from lowering. By the way, the welding power source device for carrying out the invention of the second embodiment is the same as that shown in FIG.

【００２９】[0029]

【発明の効果】本発明のアークスタート制御方法では、
ワイヤ送給モータにサーボモータを使用し、溶接トーチ
長さ及び初期送給速度設定値を限定することによって、
溶接ワイヤの材質及び直径にかかわりなく良好なアーク
スタート性を維持したままで、アークスタート時間を大
幅に短くすることができるので、生産効率の低下を防止
することができる。According to the arc start control method of the present invention,
By using a servo motor for the wire feeding motor and limiting the welding torch length and initial feeding speed setting value,
Regardless of the material and diameter of the welding wire, the arc start time can be greatly shortened while maintaining a good arc start property, so that a decrease in production efficiency can be prevented.

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

【図１】従来溶接装置の構成図FIG. 1 is a block diagram of a conventional welding device.

【図２】従来溶接装置のタイミングチャートFIG. 2 is a timing chart of a conventional welding device.

【図３】従来溶接装置での溶接ワイヤの送給状態を示す
図FIG. 3 is a view showing a feeding state of a welding wire in a conventional welding device.

【図４】解決課題を説明するための通常アークスタート
方法のタイミングチャートFIG. 4 is a timing chart of a normal arc start method for explaining a problem to be solved.

【図５】実施例１の溶接電源装置のブロック図FIG. 5 is a block diagram of the welding power supply device according to the first embodiment.

【図６】実施例１の溶接電源装置のタイミングチャートFIG. 6 is a timing chart of the welding power source device according to the first embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 溶接ワイヤ ２ 母材 ３ アーク ３ａ 初期アーク ４ 溶接トーチ ４ａ コンタクトチップ ４ｂ トーチ本体 ４ｃ コンジットケーブル ４ｄ ライナ ５ ワイヤ送給装置の送給ロール ＤＶ 駆動回路 Ｄｖ 駆動信号 Ｅａ 誤差増幅信号 ＥＩ 電流誤差増幅回路 Ｅｉ 電流誤差増幅信号 ＥＶ 電圧誤差増幅回路 Ｅｖ 電圧誤差増幅信号 ＦＣ 送給制御回路 Ｆｃ 送給制御信号 ＦＳ 定常送給速度設定回路 Ｆｓ 定常送給速度設定（値／信号） ＦＳＩ 初期送給速度設定回路 Ｆsi 初期送給速度設定（値／信号） ＦＳＲ 後退送給速度設定回路 Ｆsr 後退送給速度設定（値／信号） Ｉｃ 定常の溶接電流 ＩＤ 電流検出回路 Ｉｄ 電流検出信号 Ｉｓ 初期電流 ＩＳＩ 初期電流設定回路 Ｉsi 初期電流設定信号 Ｉth 基準電流値 Ｉｗ 溶接電流 Ｌｃ 定常アーク長 Ｌｗ ワイヤ先端・母材間距離／アーク長 ＮＯＴ 論理否定回路 Ｎot 切換信号 Ｐ１ 加圧点 Ｐ２ 給電点 ＰＳ 溶接電源装置 ＳＤ 短絡判別回路 Ｓｄ 短絡判別信号 ＳＩ 初期送給切換回路 ＳＰ 外部特性切換回路 ＳＲ 後退送給切換回路 Ｓｒ 後退送給切換回路出力信号 ＳＴ 溶接開始回路 Ｓｔ 溶接開始信号 Ｔａ 初期送給時間 Ｔｂ 後退送給遅れ時間 Ｔｃ 再前進送給遅れ時間 Ｔｄ 収束時間 ＶＤ 電圧検出回路 Ｖｄ 電圧検出信号 Ｖnl 無負荷電圧 ＶＳ 電圧設定回路 Ｖｓ 電圧設定（値／信号） Ｖth 基準電圧値 Ｖｗ 溶接電圧 ＷＭ ワイヤ送給モータ 1 welding wire 2 base material 3 arc 3a Initial arc 4 welding torch 4a contact tip 4b torch body 4c conduit cable 4d liner Feeding roll of 5 wire feeding device DV drive circuit Dv drive signal Ea Error amplified signal EI current error amplifier circuit Ei Current error amplification signal EV voltage error amplifier circuit Ev voltage error amplification signal FC feeding control circuit Fc feed control signal FS steady feed speed setting circuit Fs Steady feeding speed setting (value / signal) FSI initial feeding speed setting circuit Fsi initial feeding speed setting (value / signal) FSR reverse feed speed setting circuit Fsr Reverse feed speed setting (value / signal) Ic Steady welding current ID current detection circuit Id current detection signal Is initial current ISI initial current setting circuit Isi initial current setting signal Ith reference current value Iw welding current Lc Steady arc length Lw Wire tip-base metal distance / arc length NOT logic NOT circuit Not switching signal P1 pressure point P2 feeding point PS welding power supply SD short circuit determination circuit Sd Short circuit determination signal SI initial feed switching circuit SP external characteristic switching circuit SR backward feed switching circuit Sr backward feed switching circuit output signal ST welding start circuit St welding start signal Ta initial feeding time Tb backward feed delay time Tc Re-forward feed delay time Td convergence time VD voltage detection circuit Vd voltage detection signal Vnl no-load voltage VS voltage setting circuit Vs voltage setting (value / signal) Vth reference voltage value Vw welding voltage WM wire feeding motor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 溶接電源装置に溶接開始信号が入力され
るとワイヤ送給モータによって溶接トーチを通って初期
送給速度設定値での溶接ワイヤの母材への前進送給を開
始すると共に前記溶接電源装置の出力を開始し、この前
進送給によって溶接ワイヤが母材に接触すると溶接ワイ
ヤの母材からの後退送給を開始すると共に小電流値の初
期電流を通電し、この後退送給によって溶接ワイヤが母
材から離れて初期アークが発生した後に溶接ワイヤの再
前進送給を開始すると共に定常の溶接電流を通電して前
記初期アーク発生状態から定常のアーク発生状態へと移
行させる消耗電極アーク溶接のアークスタート制御方法
において、 前記ワイヤ送給モータの種類がサーボモータであり、か
つ前記溶接トーチの長さが約０．１［ｍ］以上約１．５
［ｍ］以下であり、かつ前記初期送給速度設定値が約
３．６［m/min］以上約３０［m/min］以下であることを
特徴とするアークスタート制御方法。1. When a welding start signal is input to the welding power supply device, the wire feed motor starts the forward feed of the welding wire to the base metal through the welding torch at the initial feed rate setting value, and When the welding wire comes into contact with the base metal due to this forward feed, the backward feed from the base metal of the welding wire is started, and an initial current of a small current value is applied, and this backward feed is started. The welding wire is moved away from the base metal to generate an initial arc, and then the re-advancing feed of the welding wire is started, and a steady welding current is passed to cause a transition from the initial arc generation state to the steady arc generation state. In the arc start control method for electrode arc welding, the wire feed motor is a servomotor, and the length of the welding torch is about 0.1 [m] or more and about 1.5.
An arc start control method, which is less than or equal to [m] and the initial feed rate set value is about 3.6 [m / min] or more and about 30 [m / min] or less. 【請求項２】 溶接トーチの長さが約０．１［ｍ］以上
約０．５［ｍ］以下であり、初期送給速度設定値が約
２．４［m/min］以上約３０［m/min］以下であることを
特徴とする請求項１に記載するアークスタート制御方
法。2. The length of the welding torch is about 0.1 [m] or more and about 0.5 [m] or less, and the initial feed rate set value is about 2.4 [m / min] or more and about 30 [. m / min] or less, the arc start control method according to claim 1.