JP2006026718A - 消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、アーク再発生時の溶接電流値Iaを検出し、このアーク再発生時溶接電流値Iaが予め定めたアーク再発生時電流設定値Iarと略等しくなるようにくびれ検出基準値Vtnを変化させる消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法である。
【選択図】図1
Description
図6は、特許文献1に記載するくびれ検出時電流急減機能付溶接電源のブロック図である。溶接電源PSは、一般的な消耗電極アーク溶接用の溶接電源である。トランジスタTRは出力に直列に挿入され、それと並列に抵抗器Rが接続されている。くびれ検出制御回路NDは、+端子と−端子間の溶接電圧Vwを入力として短絡期間中に溶滴にくびれが発生したことを電圧の上昇によって検出するとHighレベルとなるくびれ検出信号Ndを出力する。駆動回路DRは、このくびれ検出信号NdがLowレベルのときは上記のトランジスタTRをオン状態にする駆動信号Drを出力する。したがって、上記のトランジスタTRは、上記のくびれ検出信号NdがHighレベル(くびれ検出期間Tn中)のときはオフ状態になる。
図8は、従来技術2のくびれ検出時電流急減機能付溶接電源のブロック図である。以下、同図を参照して各回路ブロックについて説明する。
図10は、上述した図7及び図9においてくびれ発生期間中の電圧上場特性Xが変化したときの溶接電流Iw及び溶接電圧Vwの時間変化図である。電圧上昇特性Xは、溶滴のくびれの進行状態によって大きく影響を受ける。例えば、溶接ワイヤの材質、直径、溶接継手、溶接姿勢、溶接速度、ワイヤ突出し長さ等の溶接条件が変化すると、電圧上昇特性Xが変化する。この場合にくびれ検出基準値Vtnが一定値であると、同図(B)に示すように、時刻t2のくびれ検出タイミングがずれることになる。この結果、くびれ検出期間がTn1からTn2に短くなる場合も生じ、同図(A)に示すように、溶接電源IwがIa1まで減少しないでIa2の状態でアークが再発生することになる。上述したように、アーク再発生時溶接電流値がIa2にIa1よりも大きくなると、それだけスパッタ低減効果が小さくなる。
前記アーク再発生時の溶接電流値を検出し、このアーク再発生時溶接電流値が予め定めたアーク再発生時電流設定値と略等しくなるように前記くびれ検出基準値を変化させることを特徴とする消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法である。
実際の溶接に際しては前記くびれ検出基準値を前記テスト溶接で算出された適正値に固定してくびれ検出制御を行うことを特徴とする消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法である。
複数の溶接個所毎にテスト溶接を行い前記溶接個所毎の前記くびれ検出基準値の適正値を算出し、実際の溶接に際しては前記くびれ検出基準値を前記溶接個所毎に算出された適正値に固定することを特徴とする消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法である。
本発明の実施の形態1は、くびれ検出制御において、アーク再発生時溶接電流値Iaを検出し、このアーク再発生時溶接電流値Iaが予め定めたアーク再発生時電流設定値Iarと略等しくなるようにくびれ検出基準値Vtnを変化させる消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法である。
ΔE=Gain・(Iar−Ia) (1)式
ここで、Gainは予め定めた正の増幅率である。
次に、第n−1回目の短絡期間のくびれ検出基準値をVtn(n-1)とすると、第n回目の短絡期間のくびれ検出基準値Vtn(n)は下式で算出される。
Vtn(n)=Vtn(n-1)+ΔE=Vtn0+∫ΔE・dt (2)式
ここで、Vtn0は予め定めたくびれ検出基準値の初期値であり、積分は溶接中継続する。
上述したように、溶接条件の変化に伴う電圧上昇特性Xの変化及びケーブルのインダクタンス値の変化に伴う電流減少特性Yの変化に影響されることなく、実施の形態1ではアーク再発生時溶接電流値Iaを常に低電流値のアーク再発生時電流設定値Iarに維持することができる。このために、常にスパッタ低減効果を最大限に発揮させることができる。
本発明の実施の形態2は、実施の形態1の消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法によるテスト溶接を行いくびれ検出基準値Vtnの適正値を算出し、実際の溶接に際してはこのくびれ検出基準値Vtnをテスト溶接で算出された適正値に固定してくびれ検出制御を行う消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御である。
本発明の実施の形態3は、実施の形態2記載の消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法において、複数の溶接個所毎にテスト溶接を行い、溶接個所毎のくびれ検出基準値Vtnの適正値を算出し、実際の溶接に際してはくびれ検出基準値Vtnを溶接個所毎に算出された適正値に固定する消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法である。
1a 溶滴
2 母材
2a 溶融池
3 アーク
C コンデンサ
CMA 再アーク比較回路
CMN くびれ検出比較回路
DR 駆動回路
Dr 駆動信号
DRA 充放電駆動回路
Drc 充電駆動信号
Drd 放電駆動信号
DV 電圧上昇値検出回路
E 充電電源
EA 誤差増幅回路
FF フリップフロップ回路
Ia アーク再発生時溶接電流値
IAD アーク再発生時溶接電流値検出回路
Iad アーク再発生時溶接電流値検出信号
IAR アーク再発生時電流設定回路
Iar アーク再発生時電流設定(値/信号)
Id 放電電流
Io 出力電流
Iw 溶接電流
ND くびれ検出制御回路
Nd くびれ検出信号
PS 溶接電源
R 抵抗器
Rt リセット信号
St セット信号
Ta アーク期間
TM 溶接モード選択回路
Tm 溶接モード選択信号
Tn 検出期間
TR トランジスタ
TRC 充電用スイッチング素子
TRD 放電用スイッチング素子
Ts 短絡期間
Vc コンデンサ両端電圧
VD 溶接電圧検出回路
Vd 溶接電圧検出信号
Vs 短絡電圧値
Vta 短絡/アーク判別値
VTN くびれ検出基準値算出回路
Vtn くびれ検出基準値(信号)
Vtn0 初期値
VTN2 第2くびれ検出基準値算出回路
VTN3 第3くびれ検出基準値算出回路
Vw 溶接電圧
WP 溶接個所通知回路
Wp 溶接個所通知信号
X 電圧上昇特性
Y 電流減少特性
ΔE 誤差増幅(値/信号)
ΔV 電圧上昇値(検出信号)
Claims (3)
- 消耗電極と母材との間でアーク発生状態と短絡状態とを繰り返す消耗電極アーク溶接にあって、短絡状態からアークが再発生する前兆現象である溶滴のくびれ現象を消耗電極・母材間の電圧値又は抵抗値の変化がくびれ検出基準値に達したことによって検出し、このくびれ現象を検出すると短絡負荷に通電する溶接電流を急減させて低電流値の状態てアークが再発生するように出力制御する消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法において、
前記アーク再発生時の溶接電流値を検出し、このアーク再発生時溶接電流値が予め定めたアーク再発生時電流設定値と略等しくなるように前記くびれ検出基準値を変化させることを特徴とする消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法。 - 請求項1記載の消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法によるテスト溶接を行い前記くびれ検出基準値の適正値を算出し、
実際の溶接に際しては前記くびれ検出基準値を前記テスト溶接で算出された適正値に固定してくびれ検出制御を行うことを特徴とする消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法。 - 請求項2記載の消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法において、
複数の溶接個所毎にテスト溶接を行い前記溶接個所毎の前記くびれ検出基準値の適正値を算出し、実際の溶接に際しては前記くびれ検出基準値を前記溶接個所毎に算出された適正値に固定することを特徴とする消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法。
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