JP2008246495A - Control device for welding wire - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To build a welding system with high general applicability by preventing spatter formation, even if a large welding current and a resultant large electromagnetic force working between welding wires make a droplet at the tip end of each welding wire to contact and combine in-between to form a large droplet as in the prior art 2, and by eliminating restrictions in a numerical range such as distance between two welding wires and inclination, so that freedom degree of design is secured in building a welding system and that a wide range of welding objects can be dealt with. <P>SOLUTION: A controller 40 gives instructions of welding current I1, I2 to a welding power source unit 30 in a manner that, between the feeding velocities V1, V2 of at least two welding wires 11, 12, a velocity difference ΔV is provided, to the extent that a droplet 51 formed by at least the two welding wires 11, 12 can be cut through a force working inward in the droplet which is formed by the welding wire 12 on a higher velocity side. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、溶接ワイヤの制御装置に関するものである。   The present invention relates to a welding wire control apparatus.

（従来技術１）
図１は、溶接ワイヤの制御装置の構成を示している。 (Prior art 1)
FIG. 1 shows the configuration of a welding wire control device.

すなわち、溶接ワイヤの制御装置は、溶接トーチ１０と、溶接トーチ１０に溶接ワイヤ１１を送給する送給装置２０と、指示された電流に応じた送給速度で溶接ワイヤ１１を送給させる溶接電源装置３０と、溶接電源装置３０に溶接電流を指示するコントローラ４０とを備えて構成されている。溶接トーチ１０は、図示しない溶接ロボットのアーム先端に取り付けられている。溶接ワイヤ１１は、消耗電極であり、溶接電流の大きさ、送給速度の大きさに応じた速さで消耗する。 That is, the welding wire control device includes a welding torch 10, a feeding device 20 that feeds the welding wire 11 to the welding torch 10, and a welding that feeds the welding wire 11 at a feeding speed according to the instructed current. The power supply device 30 includes a controller 40 that instructs the welding power supply device 30 to indicate a welding current. The welding torch 10 is attached to the arm tip of a welding robot (not shown). The welding wire 11 is a consumable electrode and is consumed at a speed corresponding to the magnitude of the welding current and the feeding speed.

溶接作業を高能率で行うためには、単位時間当りのワイヤ溶着量を大きくすればよい。そのためには、コントローラ４０から溶接電源装置３０に大電流の溶接電流を指示して、高速の送給速度で溶接ワイヤ１１を送給させればよいことがわかっている。 In order to perform the welding operation with high efficiency, the wire welding amount per unit time may be increased. For this purpose, it is known that a large welding current is instructed from the controller 40 to the welding power source device 30 and the welding wire 11 is fed at a high feeding speed.

しかし、溶接電源装置３０に指示される電流が一定レベルを超えると、アーク力が大きくなり過ぎ溶接ワイヤ１１の先端から滴下される溶滴の一部がスパッタとなってしまい狙いとする溶接線上に落ちないことがある。このため高電流時には、低電流時と同様な平坦で外観の良好なビード形状を得ることが困難となっていた。これは溶接ワイヤ１１の送給速度が大きくなることで過大なアーク力によって溶接ワイヤ１１が回転するという回転アーク現象（ローティティング移行現象）が発生するためであると考えられている。このため従来は、スパッタを抑制し、良好なビード形状を得るために、１本の溶接ワイヤ１１を送給する速度、つまり溶接電源装置３０に指示する溶接電流の大きさに制限を加えるようにしていた。溶接ワイヤ１１の径にもよるが、たとえば１本の溶接ワイヤ１１当りの電流値は、５００Ａが上限となっていた。 However, when the current instructed to the welding power source device 30 exceeds a certain level, the arc force becomes too large, and a part of the droplet dripped from the tip of the welding wire 11 becomes spatter, and thus on the target welding line. May not fall. For this reason, at the time of high current, it has been difficult to obtain a bead shape having the same flat appearance as that at the time of low current. This is considered to be because a rotating arc phenomenon (rotating transition phenomenon) occurs in which the welding wire 11 rotates due to an excessive arc force due to an increase in the feeding speed of the welding wire 11. For this reason, conventionally, in order to suppress spatter and obtain a good bead shape, a limit is imposed on the speed at which one welding wire 11 is fed, that is, the magnitude of the welding current instructed to the welding power source device 30. It was. Although depending on the diameter of the welding wire 11, for example, the current value per welding wire 11 has an upper limit of 500 A.

（従来技術２）
そこで、従来より、図２に示すように、送給装置２０から溶接トーチ１０に２本の溶接ワイヤ１１、１２が近接した位置関係で送給されるように構成し、１本の溶接ワイヤ１１当りの電流値を減らす試みがなされていた。これは、同じ送給速度、同じ溶接電流を得ようとするときに、溶接ワイヤを２本とすることで１本の溶接ワイヤ当りのアーク力が分散されて、上記回転アーク現象を抑制できると考えられるからである。よって、たとえ２本の溶接ワイヤ１１、１２の合計の電流値が従来の上限値を超えたとしても、１本の溶接ワイヤ１１当りの電流値が上限値を超えなければ、スパッタの発生を抑制しビードの外観を良好に保持しつつ、ワイヤ溶着量を従来よりも増やすことができると考えられる。 (Prior art 2)
Therefore, conventionally, as shown in FIG. 2, two welding wires 11, 12 are fed from the feeding device 20 to the welding torch 10 in a close positional relationship, and one welding wire 11 is configured. Attempts have been made to reduce the current value per hit. This is because, when trying to obtain the same feeding speed and the same welding current, by using two welding wires, the arc force per one welding wire is dispersed, and the rotating arc phenomenon can be suppressed. It is possible. Therefore, even if the total current value of the two welding wires 11 and 12 exceeds the conventional upper limit value, the generation of spatter is suppressed if the current value per welding wire 11 does not exceed the upper limit value. It is considered that the amount of wire welding can be increased more than before while maintaining the appearance of the bead.

しかし、実際には、スパッタの発生を抑制しビードの外観を良好に保持することはできない。 However, in practice, it is not possible to suppress the occurrence of spatter and maintain a good appearance of the bead.

すなわち、図３に示すように、２本の溶接ワイヤ１１、１２を等速で送給すると、各溶接ワイヤ１１、１２に溶接電流が流れることで、フレミングの左手の法則により溶接ワイヤ１１、１２同士が互いに引っ張り合う方向に電磁力が発生し（図３（ａ））、溶接ワイヤ１１、１２の先端で、溶滴が接触、結合して、大きな溶滴５０を形成する（図３（ｂ））。そして、この大きな溶滴５０が溶融池に落下して飛散することで、大きなスパッタ６０が発生し、ビードの外観品質が悪くなってしまう。 That is, as shown in FIG. 3, when the two welding wires 11 and 12 are fed at a constant speed, a welding current flows through each welding wire 11 and 12, so that the welding wires 11 and 12 are according to Fleming's left-hand rule. Electromagnetic force is generated in the direction in which they pull each other (FIG. 3 (a)), and at the tips of the welding wires 11, 12, the droplets contact and combine to form a large droplet 50 (FIG. 3 (b)). )). And when this big droplet 50 falls to a molten pool and scatters, the big sputter | spatter 60 generate | occur | produces and the external appearance quality of a bead will worsen.

（従来技術３）
特許文献１では、３本の溶接ワイヤを送給するモータへ与える指令信号に位相差を設け、これに応じて３本の溶接ワイヤに通電される溶接電流に同様の位相差を設けて、３本の溶接ワイヤ間に作用する電磁力を平均的に小さくするようにしている。これにより各溶接ワイヤ間に作用する電磁力に起因したスパッタを減少させるようにしている。 (Prior art 3)
In Patent Document 1, a phase difference is provided in a command signal to be supplied to a motor for feeding three welding wires, and a similar phase difference is provided in the welding current energized to the three welding wires in accordance with this. The electromagnetic force acting between the two welding wires is reduced on average. As a result, the spatter caused by the electromagnetic force acting between the welding wires is reduced.

（従来技術４）
特許文献２では、２本の溶接ワイヤの先行電極と後行電極のアーク発生点の間隔を１０〜４０ｍｍに設定し、２本の溶接ワイヤのワイヤ径を１．２〜４．０ｍｍの範囲に設定し、かつ先行電極のワイヤを後行電極のワイヤ径以下に設定し、先行電極角度を溶接線方向に対し０〜２５°の後退角に設定し、後行電極角度を溶接線方向に対し０〜２５°の前進角に設定し、先行電極の電流値と後行電極の電流値との比率を１．０〜１．３に設定して、溶接速度１ｍｍ／ｍｉｎ以上で脚長が４ｍｍ以上のすみ肉溶接を行うという発明が記載されている。この発明では、２本の溶接ワイヤの各先端間に位置する溶融池に、安定した湯溜まりを形成するための条件を実験により求め、そのような条件となるように、２本の溶接ワイヤ間の距離、傾き等の数値範囲を定めている。
特開昭６３-１４０７７３号公報 特開平２-２８０９６８号公報 (Prior art 4)
In Patent Document 2, the interval between the arc generation points of the two welding wires is set to 10 to 40 mm, and the wire diameter of the two welding wires is set to a range of 1.2 to 4.0 mm. And set the wire of the leading electrode to be equal to or smaller than the wire diameter of the trailing electrode, set the leading electrode angle to a receding angle of 0 to 25 ° with respect to the welding line direction, and set the trailing electrode angle to the welding line direction. The advancing angle is set to 0 to 25 °, the ratio between the current value of the leading electrode and the current value of the trailing electrode is set to 1.0 to 1.3, and the leg length is 4 mm or more at a welding speed of 1 mm / min or more. The invention of performing fillet welding is described. In the present invention, conditions for forming a stable puddle in the molten pool located between the respective ends of the two welding wires are obtained by experiment, and the two welding wires are arranged so as to satisfy such conditions. Numerical ranges such as distance and slope are defined.
JP 63-140773 A JP-A-2-280968

上記従来技術３では、各溶接ワイヤ間に作用する電磁力を減らすようにしているが、各溶接ワイヤに通電される溶接電流の絶対値を大きくすればするほど、各溶接ワイヤ間に作用する電磁力が大きくなる点は、従来と同じであり、ある程度溶接電流を大きくすれば、従来技術２と同じく、各溶接ワイヤ先端の溶滴が接触、結合して、大きな溶滴を形成し、この大きな溶滴が溶融池に落下して飛散することで、大きなスパッタが発生することに変わりはない。   In the prior art 3, the electromagnetic force acting between the welding wires is reduced. However, as the absolute value of the welding current applied to each welding wire is increased, the electromagnetic force acting between the welding wires is increased. The point where the force increases is the same as in the prior art. If the welding current is increased to some extent, the droplets at the tip of each welding wire contact and combine to form a large droplet as in the case of the prior art 2, and this large droplet is formed. As the droplets fall into the molten pool and scatter, large spatter is still generated.

上記従来技術４では、２本の溶接ワイヤの各先端間の溶融池に安定した湯溜まりを形成するための条件を実験により求め、そのような条件となるように、２本の溶接ワイヤ間の距離、傾き等の数値範囲を定めているが、その数値範囲は極めて狭い。このため溶接システムを構築する際に設計の自由度が制限されるとともに、溶接対象も極めて制限されたもになってしまう。これにより、広範な溶接対象に対応できなかったり、汎用性の高い溶接システムを構築することはできなかったりする。   In the above prior art 4, conditions for forming a stable puddle in the molten pool between the respective ends of the two welding wires are obtained by experiments, and between the two welding wires so as to satisfy such conditions. Although numerical ranges such as distance and inclination are defined, the numerical ranges are extremely narrow. For this reason, the degree of freedom of design is limited when constructing a welding system, and the object to be welded is extremely limited. Thereby, it cannot respond to a wide range of objects to be welded, or cannot build a versatile welding system.

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、溶接電流が大きくなり、それによって溶接ワイヤ間に作用する電磁力が大きくなり、それによって従来技術２と同じく、各溶接ワイヤ先端の溶滴が接触、結合して、大きな溶滴を形成したとしても、スパッタを生じせしめないようにすることを解決課題とするものである（従来技術３の問題点）。また、２本の溶接ワイヤ間の距離、傾き等の数値範囲に制約を設けないようにして溶接システムを構築する際の設計の自由度を確保するとともに、広範な溶接対象に対応できるようにして、汎用性の高い溶接システムを構築することを解決課題とするものである（従来技術４の問題点）。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the welding current is increased, thereby increasing the electromagnetic force acting between the welding wires. The problem to be solved is to prevent spattering even if large droplets are formed by contact and bonding (problem of prior art 3). In addition, while ensuring the freedom of design when constructing a welding system without restricting the numerical range such as the distance and inclination between the two welding wires, it is possible to cope with a wide range of welding objects. Therefore, the problem to be solved is to build a highly versatile welding system (problem of the prior art 4).

第１発明は、
溶接トーチと、溶接トーチに溶接ワイヤを送給する送給装置と、指示された溶接電流に応じた送給速度で溶接ワイヤを送給させる溶接電源装置と、溶接電源装置に電流を指示するコントローラとを備えた溶接ワイヤの制御装置において、
送給装置から溶接トーチに少なくとも２本の溶接ワイヤが送給されるように構成し、
コントローラは、これら少なくとも２本の溶接ワイヤの送給速度間に、当該少なくとも２本の溶接ワイヤにより形成される溶滴を高速側の溶接ワイヤで生成する溶滴で発生する溶滴中で内向きに作用する力により切断できる程度の速度差が設けられるように、溶接電流指示を溶接電源装置に与えること
を特徴とする。 The first invention is
Welding torch, feeding device for feeding welding wire to welding torch, welding power supply device for feeding welding wire at feeding speed according to designated welding current, and controller for giving current to welding power supply device In a welding wire control device comprising:
A feed device configured to feed at least two welding wires to the welding torch;
The controller faces inwardly in the droplet generated by the droplet generated by the welding wire on the high speed side between the feeding speeds of the at least two welding wires. It is characterized in that a welding current instruction is given to the welding power source device so that a speed difference that can be cut by a force acting on the welding power is provided.

第２発明は、第１発明において、
送給装置から溶接トーチに３本の溶接ワイヤが送給されるように構成し、
これら３本の溶接ワイヤの送給速度をそれぞれ高速、中速、低速に設定すること
を特徴とする。 The second invention is the first invention,
It is configured so that three welding wires are fed from the feeding device to the welding torch,
The feeding speeds of these three welding wires are respectively set to high speed, medium speed, and low speed.

第３発明は、第１発明において、
送給装置から溶接トーチに３本の溶接ワイヤが送給されるように構成し、
これら３本の溶接ワイヤのうちいずれか１本の溶接ワイヤの送給速度を高速とし、他の２本の溶接ワイヤの送給速度を同一または略同一の低い速度に設定すること
を特徴とする。 The third invention is the first invention,
It is configured so that three welding wires are fed from the feeding device to the welding torch,
The feeding speed of any one of these three welding wires is set to a high speed, and the feeding speeds of the other two welding wires are set to the same or substantially the same low speed. .

第４発明は、第１発明において、
送給装置から溶接トーチに４本以上の溶接ワイヤが送給されるように構成し、
これら４本以上の溶接ワイヤのうちいずれか１本の溶接ワイヤのみの送給速度を他の溶接ワイヤの送給速度よりも高速に設定すること
を特徴とする。 A fourth invention is the first invention,
It is configured so that four or more welding wires are fed from the feeding device to the welding torch,
The feed speed of only one of the four or more welding wires is set to be higher than the feed speed of the other welding wires.

第５発明は、第１発明において、
送給装置から溶接トーチに５本の溶接ワイヤが送給されるように構成し、
これら５本の溶接ワイヤのうちいずれか１本の溶接ワイヤを溶接トーチの中心に配置するとともに他の溶接ワイヤを溶接トーチの中心から外れた位置に配置して、
溶接トーチの中心に配置された溶接ワイヤの送給速度を高速とし、他の溶接ワイヤの送給速度を低い速度に設定すること
を特徴とする。 A fifth invention is the first invention,
It is configured so that five welding wires are fed from the feeding device to the welding torch,
Any one of these five welding wires is arranged at the center of the welding torch and the other welding wire is arranged at a position off the center of the welding torch,
The feeding speed of the welding wire arranged at the center of the welding torch is set to a high speed, and the feeding speed of the other welding wires is set to a low speed.

第６発明は、第１発明において、
コントローラには、単位時間、単位面積当りの溶着量に応じて、各溶接ワイヤの送給速度と指示溶接電流との対応関係を示すデータテーブルが記憶されており、
コントローラは、データテーブルから、単位時間、単位面積当りの溶着量に応じた指示溶接電流、送給速度を読み出して、読み出された値に対応する溶接電流の指示を溶接電源装置に与えること
を特徴とする
第１発明の溶接ワイヤの制御装置は、図４に示すように、溶接トーチ１０と、溶接トーチ１０に溶接ワイヤ１１、１２を送給する送給装置２０と、指示された溶接電流に応じた送給速度で溶接ワイヤ１１、１２を送給させる溶接電源装置３０と、溶接電源装置３０に溶接電流を指示するコントローラ４０とを備えて構成されている。なお、溶接トーチ１０は、図示しない溶接ロボットのアーム先端に取り付けられている。 A sixth invention is the first invention,
The controller stores a data table indicating the correspondence between the feeding speed of each welding wire and the indicated welding current according to the amount of welding per unit time and unit area.
The controller reads out the indicated welding current and feeding speed according to the welding amount per unit time and unit area from the data table, and gives the welding power source apparatus an instruction of the welding current corresponding to the read value. As shown in FIG. 4, the control device for a welding wire according to the first aspect of the present invention includes a welding torch 10, a feeding device 20 for feeding the welding wires 11 and 12 to the welding torch 10, and a designated welding current. The welding power source device 30 is configured to feed the welding wires 11 and 12 at a feeding speed according to the above, and the controller 40 is configured to instruct the welding power source device 30 with a welding current. The welding torch 10 is attached to the arm tip of a welding robot (not shown).

そして、送給装置２０から溶接トーチ１０に少なくとも２本の溶接ワイヤ１１、１２が送給されるように構成されている。 The feeding device 20 is configured to feed at least two welding wires 11 and 12 to the welding torch 10.

コントローラ４０は、これら少なくとも２本の溶接ワイヤ１１、１２の送給速度Ｖ１、Ｖ２間に、当該少なくとも２本の溶接ワイヤ１１、１２により形成される溶滴５１を高速側の溶接ワイヤ１２で生成される溶滴で発生する溶滴中で内向きに作用する力により切断できる程度の速度差ΔＶが設けられるように、溶接電流Ｉ１、Ｉ２の指示を溶接電源装置３０に与える。以下、「溶滴中で内向きに作用する力」のことを電磁ピンチ力というものとする。 The controller 40 generates the droplet 51 formed by the at least two welding wires 11 and 12 with the welding wire 12 on the high speed side between the feeding speeds V1 and V2 of the at least two welding wires 11 and 12. An instruction of welding currents I1 and I2 is given to the welding power source device 30 so that a speed difference ΔV that can be cut by a force acting inward in the droplet generated by the molten droplet is provided. Hereinafter, the “force acting inward in the droplet” is referred to as an electromagnetic pinch force.

図５に示すように、２本の溶接ワイヤ１１、１２の送給速度Ｖ１、Ｖ２間に速度差ΔＶが設けられて、一方の溶接ワイヤ１１が高速で他方の溶接ワイヤ１２が低速になっていると、両者を等速で送給する場合と同様に、各溶接ワイヤ１１、１２に溶接電流が流れることで、フレミングの左手の法則により溶接ワイヤ１１、１２同士が互いに引っ張り合う方向に電磁力が発生するものの（図５（ａ））、低速側の溶接ワイヤ１２の先端は、高速側の溶接ワイヤ１１の先端に引っ張られて溶滴が吸収され、細長い形状の溶滴５１が形成される。細長い形状の溶滴５１は、両溶接ワイヤ１１、１２が等速で送給されているときの溶滴５０（図３（ｂ））と比較して径が小さく、電磁ピンチ力Ｆによって容易に切断することが可能である。しかも、高速側の溶接ワイヤ１１の先端部では、溶融池から輻射された輻射熱によって高温となっており、溶融したワイヤの粘性が低くなっている（図５（ｂ））。このため高速側の溶接ワイヤ１１の先端部で溶滴５１は電磁ピンチ力Ｆによって容易に小さな溶滴に切断されて離脱され、溶融池に滴下される。このように本発明によれば、従来のようにスパッタ６０（図３（ｃ））が発生することなく、極めて安定して溶滴が狙いとする溶接線上に落ちる（図５（ｃ））。 As shown in FIG. 5, a speed difference ΔV is provided between the feeding speeds V1 and V2 of the two welding wires 11 and 12, so that one welding wire 11 is high speed and the other welding wire 12 is low speed. As in the case where both are fed at a constant speed, the welding current flows through the welding wires 11 and 12, so that the electromagnetic force is pulled in the direction in which the welding wires 11 and 12 pull each other according to Fleming's left-hand rule. However, the tip of the welding wire 12 on the low-speed side is pulled by the tip of the welding wire 11 on the high-speed side to absorb the droplet, thereby forming a droplet 51 having an elongated shape. . The elongated droplet 51 is smaller in diameter than the droplet 50 (FIG. 3B) when both the welding wires 11 and 12 are fed at a constant speed, and is easily generated by the electromagnetic pinch force F. It is possible to cut. Moreover, at the tip of the welding wire 11 on the high speed side, the temperature is high due to the radiant heat radiated from the molten pool, and the viscosity of the molten wire is low (FIG. 5B). For this reason, the droplet 51 is easily cut into small droplets by the electromagnetic pinch force F at the tip end of the welding wire 11 on the high speed side, and dropped into the molten pool. As described above, according to the present invention, the spatter 60 (FIG. 3C) is not generated as in the conventional case, and the droplets drop extremely stably on the target weld line (FIG. 5C).

本発明によれば、少なくとも２本の溶接ワイヤ１１、１２の送給速度Ｖ１、Ｖ２間に、当該少なくとも２本の溶接ワイヤ１１、１２により形成される溶滴５１を高速側の溶接ワイヤ１２で発生する電磁ピンチ力Ｆにより切断できる程度の速度差ΔＶを設けるようにしたため、たとえ溶接電流が大きくなり、それによって複数の溶接ワイヤ間に作用する電磁力が大きくなり、その電磁力によって各溶接ワイヤ先端の溶滴が接触、結合して、大きな溶滴が形成されたとしても、その溶滴５１の形状は細長い形状となる。このため溶滴５１を小さな溶滴に安定して離脱させスパッタを発生させることなく溶融池に滴下させることができるようになる。これにより、従来技術３の問題点が解決される。 According to the present invention, the droplet 51 formed by the at least two welding wires 11, 12 is transferred between the feeding speeds V 1, V 2 of the at least two welding wires 11, 12 by the welding wire 12 on the high speed side. Since the speed difference ΔV that can be cut by the generated electromagnetic pinch force F is provided, even if the welding current increases, the electromagnetic force acting between the plurality of welding wires increases, and each welding wire is increased by the electromagnetic force. Even if the droplet at the tip contacts and combines to form a large droplet, the shape of the droplet 51 is an elongated shape. For this reason, the droplet 51 can be stably separated into small droplets and dropped onto the molten pool without causing spatter. Thereby, the problem of the prior art 3 is solved.

また、本発明によれば、少なくとも２本の溶接ワイヤ１１、１２の送給速度Ｖ１、Ｖ２間に速度差ΔＶを設けるだけでよく、従来技術４のごとく、２本の溶接ワイヤ間の距離、傾き等の数値範囲に制約を設ける必要はない。このため溶接システムを構築する際の設計の自由度が確保されるとともに、広範な溶接対象に対応できるようになり、汎用性の高い溶接システムを構築することができる。これにより従来技術４の問題点が解決される。 Further, according to the present invention, it is only necessary to provide a speed difference ΔV between the feeding speeds V1 and V2 of at least two welding wires 11 and 12, and as in the prior art 4, the distance between the two welding wires, There is no need to limit the numerical range such as slope. For this reason, the freedom degree of the design at the time of constructing a welding system is secured, and it becomes possible to deal with a wide range of welding objects, so that a highly versatile welding system can be constructed. Thereby, the problem of the prior art 4 is solved.

第２発明では、図６（ａ）に示すように、送給装置２０から溶接トーチ１０に３本の溶接ワイヤ１１、１２、１３が送給されるように構成されている。そして、これら３本の溶接ワイヤ１１、１２、１３の送給速度がそれぞれ高速、中速、低速に設定される。 In 2nd invention, as shown to Fig.6 (a), it is comprised so that the three welding wires 11, 12, and 13 may be supplied to the welding torch 10 from the supply apparatus 20. FIG. The feeding speeds of these three welding wires 11, 12, 13 are set to high speed, medium speed, and low speed, respectively.

第３発明では、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、送給装置２０から溶接トーチ１０に３本の溶接ワイヤ１１、１２、１３が送給されるように構成されている。そして、これら３本の溶接ワイヤ１１、１２、１３のうちいずれか１本の溶接ワイヤ１１の送給速度が高速とされ、他の２本の溶接ワイヤ１２、１３の送給速度が低速あるいは中速といった同一または略同一の低い速度に設定される。第２発明、第３発明によれば、１本の高速側の溶接ワイヤ１１の先端に他の溶接ワイヤ１２、１３の先端が引っ張られて溶滴が吸収される。 In the third invention, as shown in FIGS. 6B and 6C, the three welding wires 11, 12, and 13 are fed from the feeding device 20 to the welding torch 10. The feeding speed of any one of the three welding wires 11, 12, 13 is set to a high speed, and the feeding speed of the other two welding wires 12, 13 is set to a low speed or a medium speed. It is set to the same or substantially the same low speed such as speed. According to the second and third inventions, the tips of the other welding wires 12 and 13 are pulled to the tip of one high-speed side welding wire 11 to absorb the droplets.

第４発明では、図７（ａ）に示すように、送給装置２０から溶接トーチ１０に４本以上の溶接ワイヤ１１、１２、１３，１４が送給されるように構成されている。そして、これら４本以上の溶接ワイヤ１１、１２、１３，１４のうちいずれか１本の溶接ワイヤ１１のみの送給速度が他の溶接ワイヤ１２、１３、１４の送給速度よりも高速に設定される。たとえば、溶接ワイヤ１１のみを高速で送給し、他の溶接ワイヤ１２、１３、１４を低速もしくは中速で送給すると、１本の高速側の溶接ワイヤ１１の先端に他の溶接ワイヤ１２、１３、１４の先端が引っ張られて溶滴が吸収される。 In the fourth invention, as shown in FIG. 7A, four or more welding wires 11, 12, 13, and 14 are fed from the feeding device 20 to the welding torch 10. The feeding speed of only one of the four or more welding wires 11, 12, 13, 14 is set higher than the feeding speed of the other welding wires 12, 13, 14. Is done. For example, when only the welding wire 11 is fed at a high speed and the other welding wires 12, 13, 14 are fed at a low speed or a medium speed, the other welding wires 12, The tip of 13 and 14 is pulled and a droplet is absorbed.

第５発明では、図７（ｂ）に示すように、送給装置２０から溶接トーチ１０に５本の溶接ワイヤ１１、１２、１３，１４，１５が送給されるように構成されている。そして、これら５本の溶接ワイヤ１１、１２、１３，１４，１５のうちいずれか１本の溶接ワイヤ１１が溶接トーチ１０の中心に配置されるとともに他の溶接ワイヤ１２、１３、１４、１５が溶接トーチ１０の中心から外れた位置に配置される。そして、溶接トーチ１０の中心に配置された溶接ワイヤ１１の送給速度が高速とされ、他の溶接ワイヤ１２、１３、１４、１５の送給速度が低い速度に設定される。たとえば、溶接ワイヤ１１のみを高速で送給し、他の溶接ワイヤ１２、１３、１４、１５を低速もしくは中速で送給すると、１本の高速側の溶接ワイヤ１１の先端に他の溶接ワイヤ１２、１３、１４、１５の先端が引っ張られて溶滴が吸収される。 In the fifth invention, as shown in FIG. 7 (b), the five welding wires 11, 12, 13, 14, 15 are fed from the feeding device 20 to the welding torch 10. One of the five welding wires 11, 12, 13, 14, 15 is arranged at the center of the welding torch 10 and the other welding wires 12, 13, 14, 15 are provided. The welding torch 10 is disposed at a position off the center. And the feeding speed of the welding wire 11 arrange | positioned at the center of the welding torch 10 is made into high speed, and the feeding speed of the other welding wires 12, 13, 14, 15 is set to a low speed. For example, when only the welding wire 11 is fed at a high speed and the other welding wires 12, 13, 14, 15 are fed at a low speed or a medium speed, another welding wire is attached to the tip of one welding wire 11 on the high speed side. The tips of 12, 13, 14, and 15 are pulled to absorb the droplets.

さて、母材８０の板厚ｔに応じて母材８０の熱容量が変化する。また溶接電流が大きくなるに伴いアーク力が大きくなり母材８０に及ぼす熱負荷が大きくなる。 Now, the heat capacity of the base material 80 changes according to the thickness t of the base material 80. Further, as the welding current increases, the arc force increases and the thermal load on the base material 80 increases.

必要溶着量は、母材８０の板厚ｔと溶接速度Ｖにより決定される。板厚ｔが小さいほど、母材８０の熱容量が小さいため、指示溶接電流Ｉを小さく設定する必要がある。 The required welding amount is determined by the thickness t of the base material 80 and the welding speed V. Since the heat capacity of the base material 80 is smaller as the plate thickness t is smaller, the indicated welding current I needs to be set smaller.

このため第６発明では、図８に示すように、母材８０でアンダーカットなどの溶接欠陥を生じさせないために必要な、各溶接ワイヤ１１、１２の送給速度Ｖ１、Ｖ２と指示溶接電流Ｉ（Ｉ１＋Ｉ２）との対応関係が単位時間、単位面積当りの溶着量に応じてコントローラ４０のデータテーブルに記憶されておかれる。コントローラ４０は、データテーブルから、単位時間、単位面積当りの溶着量に応じた指示溶接電流Ｉ、送給速度Ｖ１、Ｖ２を読み出して、読み出された値に対応する溶接電流Ｉ１、Ｉ２の指示を溶接電源装置３０に与える。これにより母材８０でアンダーカットなどの溶接欠陥を生じさせないようにすることができる。 For this reason, in the sixth invention, as shown in FIG. 8, the feeding speeds V1 and V2 of the welding wires 11 and 12 and the indicated welding current I, which are necessary to prevent the base material 80 from causing welding defects such as undercuts. The correspondence relationship with (I1 + I2) is stored in the data table of the controller 40 in accordance with the welding amount per unit time and unit area. The controller 40 reads the instruction welding current I and the feeding speeds V1 and V2 corresponding to the welding amount per unit time and unit area from the data table, and indicates the welding currents I1 and I2 corresponding to the read values. Is supplied to the welding power source 30. Thereby, it is possible to prevent the base material 80 from causing welding defects such as undercut.

以下、図面を参照して本発明に係る溶接ワイヤの制御装置の実施の形態について説明する。   Embodiments of a welding wire control device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図４は、溶接ワイヤの制御装置の構成を示している。   FIG. 4 shows the configuration of the welding wire control device.

すなわち、溶接ワイヤの制御装置は、溶接トーチ１０と、溶接トーチ１０に溶接ワイヤ１１、１２を送給する送給装置２０と、指示された溶接電流に応じた送給速度で溶接ワイヤ１１、１２を送給させる溶接電源装置３０と、溶接電源装置３０に溶接電流を指示するコントローラ４０とを備えて構成されている。 That is, the welding wire control device includes a welding torch 10, a feeding device 20 that feeds the welding wires 11 and 12 to the welding torch 10, and the welding wires 11 and 12 at a feeding speed corresponding to the instructed welding current. Is provided with a welding power supply 30 that feeds the welding power and a controller 40 that instructs the welding power supply 30 to indicate a welding current.

送給装置２０は、溶接トーチ１０に２本の溶接ワイヤ１１、１２を送給するように構成されている。送給装置２０は、各溶接ワイヤ１１，１２毎に設けられた送給装置２１、２２からなる。 The feeding device 20 is configured to feed the two welding wires 11 and 12 to the welding torch 10. The feeding device 20 includes feeding devices 21 and 22 provided for the respective welding wires 11 and 12.

溶接トーチ１０は、図示しない溶接ロボットのアーム先端に取り付けられている。溶接ワイヤ１１、１２は、溶接トーチ１０において接近して配置されている。 The welding torch 10 is attached to the arm tip of a welding robot (not shown). The welding wires 11 and 12 are arranged close to each other in the welding torch 10.

溶接ワイヤ１１、１２はそれぞれ、消耗電極であり、溶接電流Ｉ１、Ｉ２の大きさ、送給速度Ｖ１、Ｖ２の大きさに応じた速さで消耗する。 The welding wires 11 and 12 are consumable electrodes, and are consumed at a speed corresponding to the magnitudes of the welding currents I1 and I2 and the feeding speeds V1 and V2.

送給装置２１、２２は、速度指令に応じてワイヤ送りモータが駆動されることで、速度指令に応じた送り速度Ｖ１、Ｖ２で溶接ワイヤ１１、１２を繰り出し、溶接トーチ１０の図示しない電極チップに送給する。電極チップと母材８０は、溶接電極を構成する。溶接電極間には溶接電圧が印加される。これにより母材８０と溶接ワイヤ１１先端との間および母材８０と溶接ワイヤ１２先端との間でそれぞれ溶接電流Ｉ１、Ｉ２が通電され、アーク放電が発生する。アーク放電により発生する熱によって母材８０の接合部が加熱、溶融されるとともに溶加材としての溶接ワイヤ１１、１２が加熱、溶融され、溶接ワイヤ１１、１２が溶接金属となって母材８０の接合部が接合される。 The feeding devices 21 and 22 feed the welding wires 11 and 12 at feed speeds V1 and V2 corresponding to the speed command by driving a wire feed motor according to the speed command, and an electrode tip (not shown) of the welding torch 10 To be sent to. The electrode tip and the base material 80 constitute a welding electrode. A welding voltage is applied between the welding electrodes. As a result, welding currents I1 and I2 are energized between the base material 80 and the tip of the welding wire 11 and between the base material 80 and the tip of the welding wire 12, respectively, and arc discharge occurs. The joining portion of the base material 80 is heated and melted by the heat generated by the arc discharge, and the welding wires 11 and 12 as the filler material are heated and melted, so that the welding wires 11 and 12 become the weld metal. Are joined.

溶接電源装置３０は、指示された溶接電流Ｉ１、Ｉ２が溶接ワイヤ１１、１２の先端と母材８０との間に通電されるように、溶接電極間に溶接電圧を印加する。溶接電源装置３０は、ワイヤ送給装置２１、２２のワイヤ送りモータに、送り速度指令に応じた電流を給電して溶接ワイヤ１１、１２を、速度指令に応じた送り速度Ｖ１、Ｖ２で溶接トーチ１０に送給させる。   The welding power supply device 30 applies a welding voltage between the welding electrodes so that the instructed welding currents I1 and I2 are energized between the tips of the welding wires 11 and 12 and the base material 80. The welding power supply device 30 feeds the current corresponding to the feed speed command to the wire feed motors of the wire feeding devices 21 and 22, and welds the welding wires 11 and 12 at the feed speeds V1 and V2 corresponding to the speed command. 10 is sent.

コントローラ４０は、２本の溶接ワイヤ１１、１２の送給速度Ｖ１、Ｖ２間に、これら２本の溶接ワイヤ１１、１２により形成される溶滴を高速側の溶接ワイヤで発生する電磁ピンチ力により切断できる程度の速度差ΔＶが設けられるように、溶接電流Ｉ１、Ｉ２の指示を溶接電源装置３０に与える。溶接ワイヤ１１を高速側の溶接ワイヤとし、溶接ワイヤ１２を低速側の溶接ワイヤとする
さて、母材８０の板厚ｔに応じて母材８０の熱容量が変化する。また溶接電流Ｉ１、Ｉ２の合計値Ｉが大きくなるに伴いアーク力が大きくなり母材８０に及ぼす熱負荷が大きくなる。 The controller 40 generates a droplet formed by the two welding wires 11 and 12 between the feeding speeds V1 and V2 of the two welding wires 11 and 12 by an electromagnetic pinch force generated by the welding wire on the high speed side. Instructions of welding currents I1 and I2 are given to the welding power source device 30 so that a speed difference ΔV that can be cut is provided. The welding wire 11 is a high-speed welding wire and the welding wire 12 is a low-speed welding wire. The heat capacity of the base material 80 changes according to the plate thickness t of the base material 80. Further, as the total value I of the welding currents I1 and I2 increases, the arc force increases and the thermal load on the base material 80 increases.

必要溶着量は、母材８０の板厚ｔと溶接速度Ｖにより決定される。板厚ｔが小さいほど、母材８０の熱容量が小さいため、指示溶接電流Ｉを小さく設定する必要がある。 The required welding amount is determined by the thickness t of the base material 80 and the welding speed V. Since the heat capacity of the base material 80 is smaller as the plate thickness t is smaller, the indicated welding current I needs to be set smaller.

このため本実施例では、図８に示すように、母材８０でアンダーカットなどの溶接欠陥を生じさせないために必要な、各溶接ワイヤ１１、１２の送給速度Ｖ１、Ｖ２と指示溶接電流Ｉ（Ｉ１＋Ｉ２）との対応関係が単位時間、単位面積当りの溶着量、つまり板厚ｔと溶接速度Ｖに応じてコントローラ４０のデータテーブルに記憶されておかれる。 For this reason, in this embodiment, as shown in FIG. 8, the feeding speeds V1 and V2 of the welding wires 11 and 12 and the indicated welding current I, which are necessary to prevent the base material 80 from causing welding defects such as undercuts. The correspondence relationship with (I1 + I2) is stored in the data table of the controller 40 in accordance with the welding amount per unit time and unit area, that is, the plate thickness t and the welding speed V.

本実施例では、溶接速度Ｖを５０（ｃｍ／ｍｉｎ）と一定として、板厚ｔに対応して各溶接ワイヤ１１、１２の送給速度Ｖ１、Ｖ２と指示溶接電流Ｉ（Ｉ１＋Ｉ２）との対応関係を定めている。 In this embodiment, the welding speed V is constant at 50 (cm / min), and the correspondence between the feeding speeds V1 and V2 of the welding wires 11 and 12 and the indicated welding current I (I1 + I2) corresponding to the plate thickness t. Establishing a relationship.

図８のデータテーブルは、溶接ワイヤ１１、１２の径が１．２ｍｍの場合のデータを例示している。母材８０の板厚ｔの各値９、１２、１６、１９（ｍｍ）に対応して、溶接電流Ｉ１、Ｉ２の合計電流Ｉの数値４００、５００、６００、７００（Ａ）、高速側の溶接ワイヤ１１の送給速度Ｖ１の各値１０、１２、１７、２８（ｍ／ｍｉｎ）、溶接ワイヤ１１の送給速度Ｖ１の各値７、９、１２、１２（ｍ／ｍｉｎ）が定められている。 The data table of FIG. 8 illustrates data when the diameters of the welding wires 11 and 12 are 1.2 mm. Corresponding to each value 9, 12, 16, 19 (mm) of the plate thickness t of the base material 80, the numerical values 400, 500, 600, 700 (A) of the total current I of the welding currents I1, I2 The values 10, 12, 17, 28 (m / min) of the feeding speed V1 of the welding wire 11 and the values 7, 9, 12, 12 (m / min) of the feeding speed V1 of the welding wire 11 are determined. ing.

コントローラ４０は、データテーブルから、母材８０の板厚ｔに応じた指示溶接電流Ｉ、送給速度Ｖ１、Ｖ２を読み出して、読み出された値に対応する溶接電流Ｉ１、Ｉ２の指示を溶接電源装置３０に与える。 The controller 40 reads the indicated welding current I and the feeding speeds V1 and V2 corresponding to the thickness t of the base material 80 from the data table and welds the welding currents I1 and I2 corresponding to the read values. The power supply device 30 is given.

高速側の溶接ワイヤ１１に通電される溶接電流Ｉ１は、高速側の溶接ワイヤ１１の送給速度Ｖ１に応じた値であり、次式より求められる。 The welding current I1 energized to the high-speed side welding wire 11 is a value corresponding to the feeding speed V1 of the high-speed side welding wire 11, and is obtained from the following equation.

Ｉ１＝Ｉ・（Ｖ１／Ｖ１＋Ｖ２）
低速側の溶接ワイヤ１２に通電される溶接電流Ｉ２は、低速側の溶接ワイヤ１２の送給速度Ｖ２に応じた値であり、次式より求められる。 I1 = I · (V1 / V1 + V2)
The welding current I2 energized to the welding wire 12 on the low speed side is a value corresponding to the feeding speed V2 of the welding wire 12 on the low speed side, and is obtained from the following equation.

Ｉ２＝Ｉ・（Ｖ２／Ｖ１＋Ｖ２）
これにより母材８０でアンダーカットなどの溶接欠陥を生じさせないようにすることができる。 I2 = I · (V2 / V1 + V2)
Thereby, it is possible to prevent the base material 80 from causing welding defects such as undercut.

つぎに、図５を参照して、本実施例の溶接現象を説明する。 Next, the welding phenomenon of this embodiment will be described with reference to FIG.

本実施例では、２本の溶接ワイヤ１１、１２の送給速度Ｖ１、Ｖ２間に速度差ΔＶが設けられて、一方の溶接ワイヤ１１が高速で他方の溶接ワイヤ１２が低速になっている。 In this embodiment, a speed difference ΔV is provided between the feeding speeds V1 and V2 of the two welding wires 11 and 12, so that one welding wire 11 is high speed and the other welding wire 12 is low speed.

このとき図３で説明したように、両溶接ワイヤ１１、１２を等速で送給する場合と同様に、各溶接ワイヤ１１、１２に溶接電流が流れることで、フレミングの左手の法則により溶接ワイヤ１１、１２同士が互いに引っ張り合う方向に電磁力が発生している（図５（ａ））。
ただし、溶接ワイヤ１１、１２間に速度差ΔＶがあるため、低速側の溶接ワイヤ１２の先端は、高速側の溶接ワイヤ１１の先端に引っ張られて溶滴が吸収され、細長い形状の溶滴５１が形成される。細長い形状の溶滴５１は、両溶接ワイヤ１１、１２が等速で送給されているときの溶滴５０（図３（ｂ））と比較して径が小さく、電磁ピンチ力Ｆによって容易に切断することが可能である。電磁ピンチ力Ｆは、高速側の溶接ワイヤ１１で生成される溶滴中で発生して、溶滴中で内向きに作用する。しかも、高速側の溶接ワイヤ１１の先端部では、溶融池から輻射された輻射熱によって高温となっており、溶融したワイヤの粘性が低くなっている（図５（ｂ））。 At this time, as described with reference to FIG. 3, the welding current flows through each welding wire 11, 12 as in the case where both welding wires 11, 12 are fed at a constant speed. An electromagnetic force is generated in a direction in which the wires 11 and 12 are pulled together (FIG. 5A).
However, since there is a speed difference ΔV between the welding wires 11 and 12, the tip of the low-speed welding wire 12 is pulled by the tip of the high-speed welding wire 11 to absorb the droplet, and the elongated droplet 51 is formed. Is formed. The elongated droplet 51 is smaller in diameter than the droplet 50 (FIG. 3B) when both the welding wires 11 and 12 are fed at a constant speed, and is easily generated by the electromagnetic pinch force F. It is possible to cut. The electromagnetic pinch force F is generated in the droplet generated by the welding wire 11 on the high speed side and acts inward in the droplet. Moreover, at the tip of the welding wire 11 on the high speed side, the temperature is high due to the radiant heat radiated from the molten pool, and the viscosity of the molten wire is low (FIG. 5B).

このため高速側の溶接ワイヤ１１の先端部で溶滴５１は電磁ピンチ力Ｆによって容易に小さな溶滴に切断されて離脱され、溶融池に滴下される。このように本実施例によれば、従来のようにスパッタ６０（図３（ｃ））が発生することなく、極めて安定して溶滴が狙いとする溶接線上に落ちることになる（図５（ｃ））。なお、図５（ｃ）は、小さな溶滴が連続的に溶融池に滴下される様子を高速度カメラで捉えた様子を示している。 For this reason, the droplet 51 is easily cut into small droplets by the electromagnetic pinch force F at the tip end of the welding wire 11 on the high speed side, and dropped into the molten pool. As described above, according to the present embodiment, the spatter 60 (FIG. 3C) does not occur as in the conventional case, and the droplet falls on the target weld line very stably (FIG. 5 ( c)). In addition, FIG.5 (c) has shown the mode that the mode that the small droplet was continuously dripped at a molten pool was caught with the high-speed camera.

以上のように本実施例によれば、２本の溶接ワイヤ１１、１２の送給速度Ｖ１、Ｖ２間に、これら２本の溶接ワイヤ１１、１２により形成される溶滴５１を高速側の溶接ワイヤ１２で発生する電磁ピンチ力Ｆにより切断できる程度の速度差ΔＶを設けるようにしたため、たとえ溶接電流が大きくなり、それによって複数の溶接ワイヤ間に作用する電磁力が大きくなり、その電磁力によって各溶接ワイヤ先端の溶滴が接触、結合して、大きな溶滴が形成されたとしても、その溶滴５１の形状は細長い形状となる。このため溶滴５１を小さな溶滴に安定して離脱させスパッタを発生させることなく溶融池に滴下させることができるようになる。これにより、従来技術３の問題点が解決される。 As described above, according to the present embodiment, the droplet 51 formed by the two welding wires 11 and 12 is welded between the two welding wires 11 and 12 at the high speed side between the feeding speeds V1 and V2. Since the speed difference ΔV that can be cut by the electromagnetic pinch force F generated in the wire 12 is provided, the welding current increases, thereby increasing the electromagnetic force acting between the plurality of welding wires. Even if the droplets at the tips of the welding wires come into contact with each other to form a large droplet, the shape of the droplet 51 is an elongated shape. Therefore, the droplet 51 can be stably separated into small droplets and dropped into the molten pool without causing spattering. Thereby, the problem of the prior art 3 is solved.

また、本実施例によれば、２本の溶接ワイヤ１１、１２の送給速度Ｖ１、Ｖ２間に速度差ΔＶを設けるだけでよく、従来技術４のごとく、２本の溶接ワイヤ間の距離、傾き等の数値範囲に制約を設ける必要はない。このため溶接システムを構築する際の設計の自由度が確保されるとともに、広範な溶接対象に対応できるようになり、汎用性の高い溶接システムを構築することができる。これにより従来技術４の問題点が解決される。 Further, according to this embodiment, it is only necessary to provide a speed difference ΔV between the feeding speeds V1 and V2 of the two welding wires 11 and 12, and as in the prior art 4, the distance between the two welding wires, There is no need to limit the numerical range such as slope. For this reason, the freedom degree of the design at the time of constructing a welding system is secured, and it becomes possible to deal with a wide range of welding objects, so that a highly versatile welding system can be constructed. Thereby, the problem of the prior art 4 is solved.

図９、図１０、図１１、図１２は、本実施例の効果を数値として明らかにするために行った実験結果を説明する図である。 9, FIG. 10, FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams for explaining the results of experiments conducted to clarify the effects of this embodiment as numerical values.

図９は、実験に使用した溶接ワイヤの用途、品名、規格、成分を表にして示す。溶接ワイヤは、用途「炭素鋼用」、品名「Ｚ０２６」、規格「ＪＩＳ ＹＧＷ１１」、溶着金属中の化学成分Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ（重量％）「０．１１、０．５５、１．３１、−、−、−」のものを使用した。溶接ワイヤは、直径１．２ｍｍで、ＫＩＳＷＥＬ社製である。 FIG. 9 is a table showing the use, product name, standard, and components of the welding wire used in the experiment. The welding wire uses “carbon steel”, product name “Z026”, standard “JIS YGW11”, chemical components C, Si, Mn, Cr, Mo, and Ni (weight%) “0.11, 0.00 in the weld metal. 55, 1.31,-,-,-"were used. The welding wire has a diameter of 1.2 mm and is manufactured by KISWEL.

図１０は、実験に使用した母材８１を示す。 FIG. 10 shows a base material 81 used in the experiment.

母材８１は、ＳＳ材（ＳＳ４００）を用いた。母材８１の厚さは、２２ｍｍで、縦、横の長さがそれぞれ３００ｍｍ、２００ｍｍのものを用いた。 As the base material 81, an SS material (SS400) was used. The base material 81 had a thickness of 22 mm and a vertical and horizontal length of 300 mm and 200 mm, respectively.

溶接条件は、つぎのとおりである。すなわち、Ａｒ、ＣＯ２の体積比率Ａｒ：ＣＯ２が８：２となる混合ガスをシールドガスとして用いた。また溶接電流Ｉ、つまり２本の溶接電流Ｉ１、Ｉ２の合計値は、７００Ａとした。溶接ワイヤ１１、１２は、前述の図９に示すものを用いた。 The welding conditions are as follows. That is, a mixed gas having a volume ratio Ar: CO2 of Ar: CO2 of 8: 2 was used as the shielding gas. The welding current I, that is, the total value of the two welding currents I1 and I2 was set to 700A. The welding wires 11 and 12 used were those shown in FIG.

上記溶接条件で溶接を行い、母材８１の中心に、縦方向に沿って１００ｍｍの長さのビードを形成した。そして、そのときに母材８１上に付着されたスパッタの数をカウントした。ただし、スパッタは、皮手、鋼尺で擦って取れないものを数えた。 Welding was performed under the above welding conditions to form a bead having a length of 100 mm along the longitudinal direction at the center of the base material 81. At that time, the number of spatters deposited on the base material 81 was counted. However, the number of spatters that could not be removed by rubbing with a hand or a steel ruler was counted.

図２、図３で前述した従来技術、つまり２本の溶接ワイヤ１１、１２を等速で送給した場合を比較例とした。 The conventional technique described above with reference to FIGS. 2 and 3, that is, the case where the two welding wires 11 and 12 are fed at a constant speed is used as a comparative example.

図１１は、実験結果を表にて示す。図１１は、母材８１上でカウントされたスパッタの数を、本実施例（「速度差有」）と比較例（「等速」）とで対比したものである。スパッタの径の大きさ範囲「０．５〜１．０ｍｍ」、「１．０〜２．０ｍｍ」、「２．０ｍｍ〜」毎にカウントした数値を示している。実験は、本実施例では３回行った。これを表ではテストナンバー（１）、（２）、（３）と示している。実験は、比較例では３回行った。これを表では、テストナンバー（４）、（５）、（６）と示している。 FIG. 11 shows the experimental results in a table. FIG. 11 compares the number of sputters counted on the base material 81 in the present example (“with speed difference”) and the comparative example (“constant speed”). The numerical values counted for each of the sputter diameter size ranges “0.5 to 1.0 mm”, “1.0 to 2.0 mm”, and “2.0 mm to” are shown. The experiment was performed three times in this example. This is indicated in the table as test numbers (1), (2), and (3). The experiment was performed three times in the comparative example. This is indicated in the table as test numbers (4), (5), and (6).

図１２は、実験結果を棒グラフにて示す。図１２の横軸は、本実施例（「速度差有」）のテストナンバー（１）、（２）、（３）、比較例（「等速」）のテストナンバー（４）、（５）、（６）であり、図１２の縦軸は、各テストナンバーごとのスパッタのカウント値、つまり母材８１に付着されたスパッタ数である。棒グラフ中の白抜き部分は、径が「０．５〜１．０ｍｍ」の範囲のスパッタの数であり、同棒グラフ中の斜線部分は、径が「１．０〜２．０ｍｍ」の範囲のスパッタの数であり、同棒グラフ中の黒部分は、径が「２．０ｍｍ〜」の範囲のスパッタの数である。 FIG. 12 shows the experimental results in a bar graph. The horizontal axis of FIG. 12 represents the test numbers (1), (2), (3) of this example (“with speed difference”), and the test numbers (4), (5) of the comparative example (“constant speed”). (6), and the vertical axis in FIG. 12 represents the sputter count value for each test number, that is, the number of sputters attached to the base material 81. The white part in the bar graph is the number of spatters having a diameter in the range of “0.5 to 1.0 mm”, and the hatched part in the bar graph is in the range of 1.0 to 2.0 mm in diameter. It is the number of spatters, and the black part in the bar graph is the number of spatters having a diameter in the range of “2.0 mm to”.

図１１、図１２をみて明らかなように、本実施例によれば、従来技術と比較して母材に付着されるスパッタの数が圧倒的に小さくなっているのがわかる。このため本実施例によれば、スパッタの発生を抑制できビードの外観を良好に保持することができ溶接品を極めて高品質なものとすることができる。 As is apparent from FIGS. 11 and 12, it can be seen that according to this embodiment, the number of spatters attached to the base material is overwhelmingly smaller than that of the prior art. For this reason, according to the present Example, generation | occurrence | production of a sputter | spatter can be suppressed and the external appearance of a bead can be hold | maintained favorably, and a welded product can be made extremely high quality.

上述した実施例では、溶接トーチ１０に２本の溶接ワイヤ１１、１２を配置して、これら２本の溶接ワイヤ１１、１２の送給速度Ｖ１、Ｖ２間に速度差ΔＶを設けた場合を想定した。しかし、本発明は、溶接トーチ１０に３本以上の溶接ワイヤ１１、１２を配置した場合にも同様に適用することができる。溶接トーチ１０に３本以上の溶接ワイヤ１１、１２…を配置した場合には、それら３本以上の溶接ワイヤ１１、１２…のうち少なくとも２本の溶接ワイヤの送給速度間に速度差ΔＶを設ければよい。以下、各実施例について説明する。 In the embodiment described above, it is assumed that two welding wires 11 and 12 are arranged on the welding torch 10 and a speed difference ΔV is provided between the feeding speeds V1 and V2 of the two welding wires 11 and 12. did. However, the present invention can be similarly applied when three or more welding wires 11 and 12 are arranged on the welding torch 10. When three or more welding wires 11, 12... Are arranged on the welding torch 10, a speed difference ΔV is set between the feeding speeds of at least two of the three or more welding wires 11, 12. What is necessary is just to provide. Each example will be described below.

図６（ａ）、（ｂ）は、溶接トーチ１０に３本の溶接ワイヤ１１、１２、１３を配置した装置構成を例示している。図６（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図５（ｃ）に対応する図で、溶接ワイヤ１１、１２、１３の先端で大きな溶滴ではあるが細長い形状の溶滴５１が形成されており、高速側の溶接ワイヤ１１の先端部で溶滴５１が小さな溶滴に切断されて離脱され、溶融池に滴下される様子を示している。 6A and 6B illustrate an apparatus configuration in which three welding wires 11, 12, and 13 are arranged on the welding torch 10. FIGS. 6 (a) and 6 (b) are views corresponding to FIG. 5 (c), respectively. At the tips of the welding wires 11, 12, and 13, a large droplet, but an elongated droplet 51 is formed. The state is shown in which the droplet 51 is cut into small droplets at the tip end of the welding wire 11 on the high speed side, separated and dropped into the molten pool.

図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の装置では、送給装置２０は、溶接トーチ１０に３本の溶接ワイヤ１１、１２、１３を送給するように構成される。溶接ワイヤ１１、１２、１３は、溶接トーチ１０において接近して配置されている。 6 (a), 6 (b) and 6 (c), the feeding device 20 is configured to feed three welding wires 11, 12, 13 to the welding torch 10. The welding wires 11, 12, and 13 are arranged close to each other in the welding torch 10.

図６（ａ）の装置では、３本の溶接ワイヤ１１、１２、１３の送給速度はそれぞれ、高速、中速、低速に設定される。 In the apparatus of FIG. 6A, the feeding speeds of the three welding wires 11, 12, and 13 are set to high speed, medium speed, and low speed, respectively.

図６（ｂ）の装置では、３本の溶接ワイヤ１１、１２、１３のうち１本の溶接ワイヤ１１の送給速度が高速とされ、他の２本の溶接ワイヤ１２、１３の送給速度が中速に設定される。これら２本の溶接ワイヤ１２、１３の速度（中速）は、同一または略同一の値に設定される。 In the apparatus of FIG. 6B, the feeding speed of one welding wire 11 out of the three welding wires 11, 12, 13 is set high, and the feeding speed of the other two welding wires 12, 13. Is set to medium speed. The speed (medium speed) of these two welding wires 12 and 13 is set to the same or substantially the same value.

図６（ｃ）の装置では、図６（ｂ）の場合よりも、高速側の溶接ワイヤ１１と他の溶接ワイヤ１２、１３との間に大きな速度差ΔＶが設けられる。 In the apparatus of FIG. 6C, a larger speed difference ΔV is provided between the welding wire 11 on the high speed side and the other welding wires 12 and 13 than in the case of FIG.

図６（ｃ）の装置では、３本の溶接ワイヤ１１、１２、１３のうち１本の溶接ワイヤ１１の送給速度が高速とされ、他の２本の溶接ワイヤ１２、１３の送給速度が低速に設定される。これら２本の溶接ワイヤ１２、１３の速度（低速）は、同一または略同一の値に設定される。 In the apparatus of FIG. 6C, the feeding speed of one welding wire 11 out of the three welding wires 11, 12, 13 is high, and the feeding speed of the other two welding wires 12, 13. Is set to low speed. The speed (low speed) of these two welding wires 12 and 13 is set to the same or substantially the same value.

図６に示す各実施例によれば、図５を用いて説明した実施例と同様に、１本の高速側の溶接ワイヤ１１の先端に他の溶接ワイヤ１２、１３の先端が引っ張られて溶滴が吸収される。このため、同様に、溶接ワイヤ１１、１２、１３の先端で大きな溶滴ではあるが細長い形状の溶滴５１が形成され、高速側の溶接ワイヤ１１の先端部で溶滴５１が小さな溶滴に容易に切断されて離脱され、溶融池に滴下されることになる。 According to each embodiment shown in FIG. 6, as in the embodiment described with reference to FIG. 5, the tips of the other welding wires 12, 13 are pulled to the tip of one welding wire 11 on the high-speed side and melted. Drops are absorbed. For this reason, similarly, although a large droplet is formed at the tip of the welding wires 11, 12, 13, an elongated droplet 51 is formed, and the droplet 51 becomes a small droplet at the tip of the welding wire 11 on the high speed side. It is easily cut off and separated and dropped into the molten pool.

図７（ａ）は、溶接トーチ１０に４本の溶接ワイヤ１１、１２、１３、１４を配置した装置構成を例示している。図７（ａ）は、図５（ｃ）に対応する図で、溶接ワイヤ１１、１２、１３、１４の先端で大きな溶滴ではあるが細長い形状の溶滴５１が形成されており、高速側の溶接ワイヤ１１の先端部で溶滴５１が小さな溶滴に切断されて離脱され、溶融池に滴下される様子を示している。 FIG. 7A illustrates an apparatus configuration in which four welding wires 11, 12, 13, and 14 are arranged on the welding torch 10. FIG. 7A is a view corresponding to FIG. 5C, and a large droplet is formed at the tip of the welding wires 11, 12, 13, and 14, but an elongated droplet 51 is formed on the high speed side. It shows a state in which the droplet 51 is cut into small droplets at the tip of the welding wire 11 and detached and dropped into the molten pool.

図７（ａ）の装置では、送給装置２０は、溶接トーチ１０に４本の溶接ワイヤ１１、１２、１３、１４を送給するように構成される。溶接ワイヤ１１、１２、１３、１４は、溶接トーチ１０において接近して配置されている。 In the apparatus of FIG. 7A, the feeding device 20 is configured to feed four welding wires 11, 12, 13, 14 to the welding torch 10. The welding wires 11, 12, 13, 14 are arranged close to each other in the welding torch 10.

図７（ａ）の装置では、４本の溶接ワイヤ１１、１２、１３、１４のうち１本の溶接ワイヤ１１のみの送給速度が他の溶接ワイヤ１２、１３、１４の送給速度よりも高速に設定される。たとえば、溶接ワイヤ１１のみが高速で送給され、他の溶接ワイヤ１２、１３、１４が低速もしくは中速で送給される。 In the apparatus of FIG. 7A, the feeding speed of only one welding wire 11 out of the four welding wires 11, 12, 13, 14 is higher than the feeding speed of the other welding wires 12, 13, 14. It is set to high speed. For example, only the welding wire 11 is fed at a high speed, and the other welding wires 12, 13, 14 are fed at a low speed or a medium speed.

図７（ａ）に示す実施例によれば、図５を用いて説明した実施例と同様に、１本の高速側の溶接ワイヤ１１の先端に他の溶接ワイヤ１２、１３、１４の先端が引っ張られて溶滴が吸収される。このため、同様に、溶接ワイヤ１１、１２、１３、１４の先端で大きな溶滴ではあるが細長い形状の溶滴５１が形成され、高速側の溶接ワイヤ１１の先端部で溶滴５１が小さな溶滴に容易に切断されて離脱され、溶融池に滴下されることになる。 According to the embodiment shown in FIG. 7A, as in the embodiment described with reference to FIG. 5, the tips of the other welding wires 12, 13, and 14 are connected to the tip of one welding wire 11 on the high speed side. Pulled to absorb the droplets. For this reason, similarly, although a large droplet is formed at the tip of the welding wire 11, 12, 13, 14, an elongated droplet 51 is formed, and the droplet 51 is small at the tip of the welding wire 11 on the high speed side. It is easily cut into droplets, separated, and dropped into the molten pool.

図７（ｂ）は、溶接トーチ１０に５本の溶接ワイヤ１１、１２、１３、１４、１５を配置した装置構成を例示している。図７（ｂ）は、図５（ｃ）に対応する図で、溶接ワイヤ１１、１２、１３、１４、１５の先端で大きな溶滴ではあるが細長い形状の溶滴５１が形成されており、高速側の溶接ワイヤ１１の先端部で溶滴５１が小さな溶滴に切断されて離脱され、溶融池に滴下される様子を示している。 FIG. 7B illustrates an apparatus configuration in which five welding wires 11, 12, 13, 14, 15 are arranged on the welding torch 10. FIG. 7 (b) is a view corresponding to FIG. 5 (c), and at the tip of the welding wires 11, 12, 13, 14, and 15, a large droplet, but a slender droplet 51 is formed, A state is shown in which the droplet 51 is cut into small droplets at the tip of the welding wire 11 on the high speed side and separated and dropped into the molten pool.

図７（ｂ）の装置では、送給装置２０は、溶接トーチ１０に５本の溶接ワイヤ１１、１２、１３、１４、１５を送給するように構成される。溶接ワイヤ１１、１２、１３、１４１５は、溶接トーチ１０において接近して配置されている。ただし、これら５本の溶接ワイヤ１１、１２、１３，１４，１５のうち１本の溶接ワイヤ１１が溶接トーチ１０の中心に配置されるとともに他の溶接ワイヤ１２、１３、１４、１５が溶接トーチ１０の中心から外れた位置に配置される。 In the apparatus of FIG. 7B, the feeding device 20 is configured to feed five welding wires 11, 12, 13, 14, 15 to the welding torch 10. The welding wires 11, 12, 13, 1415 are arranged close to each other in the welding torch 10. However, one of the five welding wires 11, 12, 13, 14, 15 is arranged at the center of the welding torch 10 and the other welding wires 12, 13, 14, 15 are welding torches. 10 is arranged at a position off the center.

そして、溶接トーチ１０の中心の１本の溶接ワイヤ１１のみの送給速度が他の溶接ワイヤ１２、１３、１４、１５の送給速度よりも高速に設定される。たとえば、溶接ワイヤ１１のみが高速で送給され、他の溶接ワイヤ１２、１３、１４、１５が低速もしくは中速で送給される。 The feeding speed of only one welding wire 11 at the center of the welding torch 10 is set higher than the feeding speed of the other welding wires 12, 13, 14, 15. For example, only the welding wire 11 is fed at a high speed, and the other welding wires 12, 13, 14, 15 are fed at a low speed or a medium speed.

図７（ｂ）に示す実施例によれば、図５を用いて説明した実施例と同様に、１本の高速側の溶接ワイヤ１１の先端に他の溶接ワイヤ１２、１３、１４、１５の先端が引っ張られて溶滴が吸収される。このため、同様に、溶接ワイヤ１１、１２、１３、１４、１５の先端で大きな溶滴ではあるが細長い形状の溶滴５１が形成され、高速側の溶接ワイヤ１１の先端部で溶滴５１が小さな溶滴に容易に切断されて離脱され、溶融池に滴下されることになる。 According to the embodiment shown in FIG. 7B, as in the embodiment described with reference to FIG. 5, the other welding wires 12, 13, 14, 15 are connected to the tip of one welding wire 11 on the high speed side. The tip is pulled and the droplet is absorbed. For this reason, similarly, although a large droplet is formed at the tip of the welding wires 11, 12, 13, 14, 15, an elongated droplet 51 is formed, and the droplet 51 is formed at the tip of the welding wire 11 on the high speed side. It is easily cut into small droplets, separated, and dropped into the molten pool.

図１は、１本の溶接ワイヤを制御する装置の構成を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an apparatus for controlling one welding wire. 図２は、２本の溶接ワイヤを等速で送給する制御装置の構成を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a control device that feeds two welding wires at a constant speed. 図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、２本の溶接ワイヤを等速で送給した場合の溶接現象を説明する図である。3A, 3B, and 3C are diagrams for explaining a welding phenomenon when two welding wires are fed at a constant speed. 図４は、２本の溶接ワイヤを制御する装置の構成を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an apparatus for controlling two welding wires. 図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、２本の溶接ワイヤの送給速度間に速度差を設けて送給した場合の溶接現象を説明する図である。FIGS. 5A, 5B, and 5C are diagrams for explaining a welding phenomenon when feeding is performed with a speed difference between feeding speeds of two welding wires. 図６（ａ）、（ｂ）は、溶接トーチに３本の溶接ワイヤを配置した装置構成を例示して溶接現象を説明する図である。FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating the welding phenomenon by exemplifying an apparatus configuration in which three welding wires are arranged on the welding torch. 図７（ａ）は、溶接トーチに４本の溶接ワイヤを配置した装置構成を例示して溶接現象を説明する図で、図７（ｂ）は、溶接トーチに５本の溶接ワイヤを配置した装置構成を例示して溶接現象を説明する図である。FIG. 7A is a diagram for explaining the welding phenomenon by exemplifying an apparatus configuration in which four welding wires are arranged on the welding torch. FIG. 7B is a diagram showing five welding wires arranged on the welding torch. It is a figure which illustrates an apparatus structure and demonstrates a welding phenomenon. 図８は、コントローラに記憶されるデータテーブルの内容を例示した図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the contents of the data table stored in the controller. 図９は、本実施例の効果を数値として明らかにするために行った実験結果を説明する図で、実験に使用した溶接ワイヤの用途、品名、規格、成分を表にして示した図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the results of an experiment conducted to clarify the effect of the present embodiment as a numerical value, and is a table showing the use, product name, standard, and components of the welding wire used in the experiment as a table. . 図１０は、本実施例の効果を数値として明らかにするために行った実験結果を説明する図で、実験に使用した母材を示した図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a result of an experiment performed to clarify the effect of the present embodiment as a numerical value, and is a diagram showing a base material used in the experiment. 図１１は、本実施例の効果を数値として明らかにするために行った実験結果を説明する図で、実験結果を表にて示した図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the results of an experiment conducted to clarify the effect of the present embodiment as a numerical value, and shows the results of the experiment in a table. 図１２は、本実施例の効果を数値として明らかにするために行った実験結果を説明する図で、実験結果を棒グラフにて示した図である。FIG. 12 is a diagram for explaining a result of an experiment performed to clarify the effect of the present embodiment as a numerical value, and a diagram showing the result of the experiment in a bar graph.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 溶接トーチ、１１、１２、１３、１４、１５ 溶接ワイヤ、２０、２１、２２ 送給装置、３０ 溶接電源装置、４０ コントローラ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Welding torch, 11, 12, 13, 14, 15 Welding wire, 20, 21, 22 Feeding device, 30 Welding power supply device, 40 Controller

Claims (6)

溶接トーチと、溶接トーチに溶接ワイヤを送給する送給装置と、指示された溶接電流に応じた送給速度で溶接ワイヤを送給させる溶接電源装置と、溶接電源装置に電流を指示するコントローラとを備えた溶接ワイヤの制御装置において、
送給装置から溶接トーチに少なくとも２本の溶接ワイヤが送給されるように構成し、
コントローラは、これら少なくとも２本の溶接ワイヤの送給速度間に、当該少なくとも２本の溶接ワイヤにより形成される溶滴を高速側の溶接ワイヤで生成する溶滴で発生する溶滴中で内向きに作用する力により切断できる程度の速度差が設けられるように、溶接電流指示を溶接電源装置に与えること
を特徴とする溶接ワイヤの制御装置。 Welding torch, feeding device for feeding welding wire to welding torch, welding power supply device for feeding welding wire at feeding speed according to designated welding current, and controller for giving current to welding power supply device In a welding wire control device comprising:
A feed device configured to feed at least two welding wires to the welding torch;
The controller faces inwardly in the droplet generated by the droplet generated by the welding wire on the high speed side between the feeding speeds of the at least two welding wires. A welding wire control device, wherein a welding current instruction is given to a welding power source device so that a speed difference that can be cut by a force acting on the welding power source is provided. 送給装置から溶接トーチに３本の溶接ワイヤが送給されるように構成し、
これら３本の溶接ワイヤの送給速度をそれぞれ高速、中速、低速に設定すること
を特徴とする請求項１記載の溶接ワイヤの制御装置。 It is configured so that three welding wires are fed from the feeding device to the welding torch,
2. The welding wire control apparatus according to claim 1, wherein the feeding speeds of the three welding wires are set to a high speed, a medium speed, and a low speed, respectively. 送給装置から溶接トーチに３本の溶接ワイヤが送給されるように構成し、
これら３本の溶接ワイヤのうちいずれか１本の溶接ワイヤの送給速度を高速とし、他の２本の溶接ワイヤの送給速度を同一または略同一の低い速度に設定すること
を特徴とする請求項１記載の溶接ワイヤの制御装置。 It is configured so that three welding wires are fed from the feeding device to the welding torch,
The feeding speed of any one of these three welding wires is set to a high speed, and the feeding speeds of the other two welding wires are set to the same or substantially the same low speed. The welding wire control device according to claim 1. 送給装置から溶接トーチに４本以上の溶接ワイヤが送給されるように構成し、
これら４本以上の溶接ワイヤのうちいずれか１本の溶接ワイヤのみの送給速度を他の溶接ワイヤの送給速度よりも高速に設定すること
を特徴とする請求項１記載の溶接ワイヤの制御装置。 It is configured so that four or more welding wires are fed from the feeding device to the welding torch,
2. The welding wire control according to claim 1, wherein a feeding speed of only one of the four or more welding wires is set higher than a feeding speed of the other welding wires. apparatus. 送給装置から溶接トーチに５本の溶接ワイヤが送給されるように構成し、
これら５本の溶接ワイヤのうちいずれか１本の溶接ワイヤを溶接トーチの中心に配置するとともに他の溶接ワイヤを溶接トーチの中心から外れた位置に配置して、
溶接トーチの中心に配置された溶接ワイヤの送給速度を高速とし、他の溶接ワイヤの送給速度を低い速度に設定すること
を特徴とする請求項１記載の溶接ワイヤの制御装置。 It is configured so that five welding wires are fed from the feeding device to the welding torch,
Any one of these five welding wires is arranged at the center of the welding torch and the other welding wire is arranged at a position off the center of the welding torch,
2. The welding wire control device according to claim 1, wherein a feeding speed of a welding wire disposed in the center of the welding torch is set to a high speed, and a feeding speed of other welding wires is set to a low speed. コントローラには、単位時間、単位面積当りの溶着量に応じて、各溶接ワイヤの送給速度と指示溶接電流との対応関係を示すデータテーブルが記憶されており、
コントローラは、データテーブルから、単位時間、単位面積当りの溶着量に応じた指示溶接電流、送給速度を読み出して、読み出された値に対応する溶接電流の指示を溶接電源装置に与えること
を特徴とする請求項１記載の溶接ワイヤの制御装置。 The controller stores a data table indicating the correspondence between the feeding speed of each welding wire and the indicated welding current according to the amount of welding per unit time and unit area.
The controller reads out the indicated welding current and feeding speed according to the welding amount per unit time and unit area from the data table, and gives the welding power source apparatus an instruction of the welding current corresponding to the read value. The welding wire control device according to claim 1, wherein:
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