JP2013169555A

JP2013169555A - Arc welding control method and arc welding equipment

Info

Publication number: JP2013169555A
Application number: JP2012033722A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiro Kawamoto; 篤寛川本; Junji Fujiwara; 潤司藤原
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2013-09-02
Anticipated expiration: 2032-02-20
Also published as: JP6019380B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that an arc generation point in an early stage of arc start does not have a molten pool, so that current density in a lower part of droplets in a wire tip becomes high and force which pushes the droplets up works, and the force often becomes larger than electromagnetic pinch force, thus large droplets are not moved in a direction of a base material, but are pushed up in a direction different from the direction of the material; and when leaving from the wire tip, the droplets may be dispersed as sputters.SOLUTION: In an arc welding control method which performs welding by generating an arc between welding wire of a consumable electrode and an object to be welded, after instruction of start of the welding, in a short circuit period from short circuit generation time to arc generation time, wire feeding speed is defined as retreat feeding, and in an arc period from the arc generation time to the next short circuit generation time, the welding is performed such that the wire feeding speed is defined as forward feeding. After that, the wire feeding speed is changed to constant speed and the welding is performed.

Description

本発明は、消耗電極である溶接ワイヤを送給しながら短絡状態とアーク状態を交互に発生させて溶接を行う消耗電極式のアーク溶接制御方法およびアーク溶接装置に関するものである。 The present invention relates to a consumable electrode type arc welding control method and an arc welding apparatus that perform welding by alternately generating a short-circuit state and an arc state while feeding a welding wire as a consumable electrode.

近年、溶接業界では、生産性向上のために、溶接の高品位化に対する要求が高まってきている。中でも、アークスタート時のスパッタの低減が求められている。アークスタート時は、母材に溶融プールが形成されるまでに時間がかかるため、アークが安定するまでに時間がかかり、スパッタの発生が増加して母材に付着する場合が多くなる。そのため、付着したスパッタを除去するための後処理が必要となり、溶接生産性が低下する場合がある。また、後処理が実施されずにスパッタが母材に付着した状態で製品として流出する場合があると、製品価値を著しく損なう場合もある。 In recent years, in the welding industry, there has been an increasing demand for high-quality welding in order to improve productivity. In particular, it is required to reduce spatter during arc start. At the time of arc start, since it takes time until the molten pool is formed in the base material, it takes time until the arc is stabilized, and the occurrence of spatter increases and often adheres to the base material. Therefore, post-processing for removing the adhering spatter is required, and welding productivity may be reduced. In addition, when the post-treatment is not performed and the spatter flows out as a product in a state where it adheres to the base material, the product value may be significantly impaired.

従来のアークスタート制御は、アークスタート時にパルス制御により少なくとも１つのパルス波状の電流を供給して母材に最初に形成する溶融プールを離脱移行によって形成し、パルス波状の電流を供給した後にパルス溶接制御から短絡溶接制御に切り替えるものが知られている。このような従来のアークスタート制御は、アーク溶接ロボットのアーム先端に、電極であるワイヤを送給するトーチを搭載し、アークスタート時にアーム先端を引き上げるリフトアップスタート時にスタート制御を行うものであった。このアークスタート初期の母材上に溶融プールがない状態で、ワイヤ先端から溶滴を離脱移行させて溶融プールを形成することを目的とし、パルス波状の電流を出力することによりスパッタの発生を低減していた（例えば、特許文献１参照）。 In the conventional arc start control, at least one pulse wave current is supplied by pulse control at the time of arc start, a molten pool that is initially formed on the base material is formed by detachment transition, and pulse welding is performed after supplying the pulse wave current. What switches from control to short circuit welding control is known. In such conventional arc start control, a torch that feeds the wire as an electrode is mounted on the arm tip of the arc welding robot, and start control is performed at the lift-up start in which the arm tip is pulled up at the time of arc start. . In the state where there is no molten pool on the base material at the beginning of the arc start, the aim is to form a molten pool by detaching and transferring droplets from the tip of the wire. (For example, refer to Patent Document 1).

図４に、従来のアーク溶接装置の概略構成を示す。図４において、一次側整流素子３は、入力電源１の出力を整流して出力する。スイッチング部４は、一次側整流素子３からの直流出力を交流に変換することにより溶接出力を制御する。主変圧器２は、スイッチング部４からの交流出力を変換する。主変圧器２の出力は、主変圧器２の二次側出力を整流する二次側整流素子６とリアクトル５を介して溶接出力として出力される。 FIG. 4 shows a schematic configuration of a conventional arc welding apparatus. In FIG. 4, the primary side rectifying element 3 rectifies and outputs the output of the input power supply 1. The switching unit 4 controls the welding output by converting the DC output from the primary side rectifying element 3 into AC. The main transformer 2 converts the AC output from the switching unit 4. The output of the main transformer 2 is output as a welding output via the secondary side rectifier 6 that rectifies the secondary side output of the main transformer 2 and the reactor 5.

設定部３５は、図示しない入力部等により入力される設定電流、設定電圧、ワイヤ送給量、シールドガスの種類、ワイヤの種類、ワイヤ径、溶接法等の設定条件に基づいて、例えばパルス電流の大きさやパルス時間等の種々のパラメータを設定して出力する。なお、設定部３５は、上記パラメータを求めるためのテーブルや式を記憶するための図示しない記憶部と、演算等を行うための図示しない演算部とを備えており、これらによりパラメータを設定する。 The setting unit 35 is, for example, a pulse current based on setting conditions such as a setting current, a setting voltage, a wire feeding amount, a shield gas type, a wire type, a wire diameter, and a welding method input by an input unit (not shown). Various parameters such as the size and pulse time are set and output. The setting unit 35 includes a storage unit (not shown) for storing a table and an expression for obtaining the parameters, and a calculation unit (not shown) for performing calculations and the like, and sets parameters.

溶接電圧検出部９は溶接電圧を検出し、溶接電流検出部８は溶接電流を検出する。パルス溶接制御部３７は、溶接電流検出部８の出力と溶接電圧検出部９の出力と設定部３５の出力を入力としてパルス溶接制御を行うための指令を出力する。パルス溶接制御部３７は、後述するように、アークを発生させるためのアークスタート電流が流れた後に、所定時間の間パルス状の電流を流すための制御を行う。短絡溶接制御部３６は、溶接電流検出部８の出力と溶接電圧検出部９の出力と設定部３５の出力を入力として短絡制御を行うための指令を出力する。なお、パルス溶接制御部３７や短絡溶接制御部３６は、一例として、設定部３５から入力されたパラメータ値（指令値）となるように、溶接電流検出部８及び溶接電圧検出部９のそれぞれの出力信号とパラメータ値（指令値）とを比較し、パラメータ値に一致するように溶接電流及び溶接電圧を制御する機能を有する。 The welding voltage detector 9 detects the welding voltage, and the welding current detector 8 detects the welding current. The pulse welding control unit 37 outputs a command for performing pulse welding control using the output of the welding current detection unit 8, the output of the welding voltage detection unit 9, and the output of the setting unit 35 as inputs. As will be described later, the pulse welding control unit 37 performs control for causing a pulsed current to flow for a predetermined time after an arc start current for generating an arc flows. The short-circuit welding control unit 36 outputs a command for performing short-circuit control using the output of the welding current detection unit 8, the output of the welding voltage detection unit 9, and the output of the setting unit 35 as inputs. Note that the pulse welding control unit 37 and the short-circuit welding control unit 36, for example, each of the welding current detection unit 8 and the welding voltage detection unit 9 so that the parameter value (command value) input from the setting unit 35 is obtained. The output signal is compared with the parameter value (command value), and the welding current and the welding voltage are controlled so as to match the parameter value.

切り替え部３８は、設定部３５の出力を入力として、パルス溶接制御から短絡溶接制御に切り替えるタイミングを駆動部３４に出力する。切り替え部３８は計時機能を有しており、設定部３５の出力を入力した時点から所定の時間が経過するまでの時間の計時を行うことができる。駆動部３４は、短絡溶接制御部３６の出力とパルス溶接制御部３７の出力と切り替え部３８の出力とを入力とし、切り替え部３８の出力に応じて短絡溶接制御部３６の出力をスイッチング部４に出力するのか、パルス溶接制御部３７の出力をスイッチング部４に出力するのかを切り替える機能を有している。 The switching unit 38 receives the output of the setting unit 35 as an input and outputs a timing for switching from pulse welding control to short-circuit welding control to the driving unit 34. The switching unit 38 has a time measuring function, and can measure the time from when the output of the setting unit 35 is input until a predetermined time elapses. The drive unit 34 receives the output of the short-circuit welding control unit 36, the output of the pulse welding control unit 37, and the output of the switching unit 38, and outputs the output of the short-circuit welding control unit 36 according to the output of the switching unit 38. Or whether to output the output of the pulse welding control unit 37 to the switching unit 4.

以上のように構成された従来のアーク溶接装置におけるアークスタートの制御方法について図面を用いて説明する。 An arc start control method in the conventional arc welding apparatus configured as described above will be described with reference to the drawings.

図５に、消耗電極アーク溶接の溶接時におけるワイヤ送給速度と溶接電圧と溶接電流の波形の一例を示す。図５では、時点２００で溶接起動開始が指示され、時点２０１でアーク発生電流が流れてアークが発生し、その後パルス溶接制御によりパルス波状の溶接電流Ａｗが２回流れ、さらにその後、時点２０２で短絡溶接制御に切り替わっている波形の例を示している。 FIG. 5 shows an example of waveforms of the wire feed speed, welding voltage, and welding current during consumable electrode arc welding. In FIG. 5, the start of welding is instructed at a time point 200, an arc generation current flows and an arc is generated at a time point 201, and then a pulsed welding current Aw flows twice by pulse welding control, and then at a time point 202. The example of the waveform currently switched to short circuit welding control is shown.

アーク発生時点である時点２０１では、切り替え部３８からの入力に基づいて、駆動部３４はパルス溶接制御部３７の出力をスイッチング部４に出力するようになっている。また、切り替え部３８では溶接電流Ａｗが検出された時点２０１からの経過時間をカウントする。その後、予め設定された時間が経過する時点２０２において、パルス溶接制御から短絡溶接制御に切り替えるため、駆動部３４が短絡溶接制御部３６の出力をスイッチング部４に出力するように制御する。 At a time point 201 that is an arc generation time point, the drive unit 34 outputs the output of the pulse welding control unit 37 to the switching unit 4 based on the input from the switching unit 38. The switching unit 38 counts the elapsed time from the time point 201 when the welding current Aw is detected. Thereafter, at a time point 202 at which a preset time elapses, control is performed so that the drive unit 34 outputs the output of the short-circuit welding control unit 36 to the switching unit 4 in order to switch from pulse welding control to short-circuit welding control.

この制御により、アークが発生する時点である時点２０１を時間起点として、切り替え時点である時点２０２となるまでの区間２０３はパルス溶接制御部３７の出力に基づいてパルス制御を行い、溶接ワイヤ（図示せず）の先端の溶滴を母材（図示せず）に離脱移行させる。その後、アーク発生時点である時点２０１から所定の時間が経過して切り替え時点である時点２０２となった時には、切り替え部３８が駆動部３４に対して切り替え指示を行うことで短絡溶接制御部３６の出力がスイッチング部４に出力され、溶接出力制御はパルス溶接制御から短絡溶接制御に切り替えられる。その後、切り替え時点２０２以降の区間２０４は短絡溶接制御部３６により短絡制御を行う。 With this control, the section 203 from the time 201, which is the time when the arc is generated, to the time 202, which is the switching time, is subjected to pulse control based on the output of the pulse welding control unit 37, and the welding wire (FIG. A droplet at the tip of a not shown is separated and transferred to a base material (not shown). Thereafter, when a predetermined time elapses from the time point 201 when the arc is generated and the time point 202 is the switching time point, the switching unit 38 instructs the drive unit 34 to switch, thereby causing the short-circuit welding control unit 36 to The output is output to the switching unit 4, and the welding output control is switched from the pulse welding control to the short-circuit welding control. Thereafter, the short circuit control is performed by the short circuit welding control unit 36 in the section 204 after the switching time point 202.

以上のように、従来のアークスタート制御方法及びアーク溶接装置は、アークスタート電流が流れた後にパルス制御により少なくとも１つのパルス波状の電流を供給して、母材に最初に形成する溶融プールを、離脱移行によって形成できる。これにより、ワイヤ先端の溶滴は円滑に短絡移行でき、アークが発生してからアークが安定するまでのスパッタの発生及びスパッタの付着を低減できる。 As described above, in the conventional arc start control method and arc welding apparatus, after the arc start current flows, at least one pulse wave current is supplied by pulse control, and a molten pool that is initially formed on the base material is formed. It can be formed by a withdrawal transition. As a result, the droplets at the tip of the wire can be smoothly short-circuited, and the generation of spatter and the adhesion of spatter from the occurrence of the arc to the stabilization of the arc can be reduced.

また、上記アーク溶接機とアーク溶接ロボットを組み合わせ、アーク溶接ロボットのアーム先端に電極である溶接ワイヤを搭載し、アークスタート時にアーム先端を引き上げるリフトアップスタート実行時に、上記で示したアークスタート制御を行うこともある。アーク発生時点である時点２０１でリフトアップすることにより、短絡状態で溶接ワイヤが溶融してスパッタとなることを防いでアーク発生時点である時点２０１でのスパッタを低減すると共に、リフトアップすることでワイヤ先端と母材との間の距離を瞬時に得ることができる。すなわち、パルス制御時の溶滴の大きさよりも広い距離を瞬時に得ることができるので、短絡移行とならず、離脱移行を円滑に実施することができ、よりスパッタの発生及び付着を低減することができる。 In addition, the above arc welding machine and arc welding robot are combined, and a welding wire as an electrode is mounted on the tip of the arm of the arc welding robot. Sometimes. By lifting up at time 201 when the arc is generated, the welding wire is prevented from melting and becoming spatter in a short-circuit state, thereby reducing spatter at time 201 when the arc is generated and lifting up. The distance between the wire tip and the base material can be obtained instantaneously. That is, since a distance wider than the size of the droplet at the time of pulse control can be obtained instantaneously, it is possible to smoothly carry out detachment transition without causing short-circuit transition, and further reduce spatter generation and adhesion. Can do.

このように、従来のアーク溶接機における出力制御は、パルス溶接制御によりワイヤ先端から溶滴を離脱移行させて母材に溶融プールを形成させ、これによりアークスタート時のスパッタ発生量の低減に効果を有していた。 As described above, the output control in the conventional arc welding machine is effective in reducing the amount of spatter generated at the time of arc start by causing the droplets to move away from the wire tip by pulse welding control to form a molten pool in the base metal. Had.

特開２００６−１１６５６１号公報JP 2006-116561 A

溶融プールが形成された場合の溶滴移行について図面を用いて説明する。溶融プールが形成された場合の溶滴移行は、例えば図６（上段は溶滴移行の状態を示し、下段は溶接電流（Ａ）を示す）に示すように、母材５０上の溶融プール５１全体からアーク５２が発生するため広がったアーク５２となり、ワイヤ５３先端部の溶滴５３ａ下部の広い範囲を覆う。そのため、電流密度が低くパルス電流５４のピーク電流５５による電磁ピンチ力の方が大きいので溶滴を押し上げる力の影響が少なくなり、ワイヤ５３先端から溶融プール５１に溶滴は円滑に離脱移行する。なお、ワイヤ５３はチップ５６で保持されて送給される。 The droplet transfer when the molten pool is formed will be described with reference to the drawings. For example, as shown in FIG. 6 (the upper part shows the state of droplet transfer and the lower part shows the welding current (A)), the droplet transfer when the molten pool is formed is shown in FIG. Since the arc 52 is generated from the whole, the arc 52 spreads and covers a wide area below the droplet 53 a at the tip of the wire 53. Therefore, the current density is low and the electromagnetic pinch force due to the peak current 55 of the pulse current 54 is larger, so the influence of the force that pushes up the droplet is reduced, and the droplet smoothly moves away from the tip of the wire 53 to the molten pool 51. The wire 53 is fed by being held by a chip 56.

しかし、例えば図７（上段は溶滴移行の状態を示し、下段は溶接電流（Ａ）を示す）に示すように、アークスタート初期におけるアーク発生箇所は母材５０には溶融プールがないため、アーク５２は細く集中し、ワイヤ５３先端部の溶滴５３ａ下部の電流密度が高くなり、溶滴５３ａを押し上げる力が働く。この押上げ力は、電磁ピンチ力より大きくなる場合が多いので、大きな溶滴５３ａは母材５０の方向に移行するのではなく、母材５０の方向とは異なる方向へ押し上げられる。したがって、溶滴５３ａがワイヤ５３先端から離脱する場合には、図７に示すようにスパッタ５３ｂとなって飛散する場合もある。スパッタ５３ｂが飛散してしまうと、母材５０に付着してとれなくなる状態が発生する。つまり、スパッタ５３ｂの発生量は、従来の制御においても低減できたが、上記押し上げ力により発生するスパッタ５３ｂに対する対応としては十分ではなく、大きなスパッタ５３ｂが発生して母材５０に付着するといった課題が残っている。 However, for example, as shown in FIG. 7 (the upper part shows the state of droplet transfer and the lower part shows the welding current (A)), the arc generation site at the beginning of the arc start has no molten pool in the base material 50, The arc 52 concentrates thinly, the current density below the droplet 53a at the tip of the wire 53 increases, and a force that pushes up the droplet 53a acts. Since this push-up force is often larger than the electromagnetic pinch force, the large droplet 53a is not moved in the direction of the base material 50, but is pushed up in a direction different from the direction of the base material 50. Therefore, when the droplet 53a is detached from the tip of the wire 53, it may be spattered as the sputter 53b as shown in FIG. If the spatter 53b is scattered, a state occurs in which the spatter 53b cannot be attached to the base material 50. In other words, the amount of spatter 53b generated can be reduced even in the conventional control, but it is not sufficient to cope with the sputter 53b generated by the above-mentioned push-up force, and the problem is that a large spatter 53b is generated and adheres to the base material 50. Remains.

本発明は、アークが発生してからアークが安定するまでのスパッタ発生量を低減するアークスタート制御方法及びアーク溶接装置を提供する。 The present invention provides an arc start control method and an arc welding apparatus that reduce the amount of spatter generated from when an arc is generated until the arc is stabilized.

上記課題を解決するために、本発明のアーク溶接制御方法は、消耗電極である溶接ワイヤと被溶接物との間でアークを発生させて溶接を行うアーク溶接制御方法であって、前記溶接の開始を指示した後、短絡発生時からアーク発生時までの短絡期間ではワイヤ送給速度を後退送給とし、アーク発生時から次の短絡発生時までのアーク期間では前記ワイヤ送給速度を前進送給として溶接を行い、その後に前記ワイヤ送給速度を一定速度に切り替えて溶接を行うものである。 In order to solve the above-mentioned problems, an arc welding control method of the present invention is an arc welding control method for performing welding by generating an arc between a welding wire that is a consumable electrode and an object to be welded. After instructing the start, the wire feed speed is set to reverse feed during the short-circuit period from the occurrence of the short circuit to the occurrence of the arc, and the wire feed speed is forward-fed during the arc period from the occurrence of the arc to the next short-circuit occurrence. Welding is performed as feeding, and then the wire feeding speed is switched to a constant speed and welding is performed.

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、溶接の開始を指示した時点から、または、前記溶接の開始を指示して溶接ワイヤと被溶接物との接触を検出した時点から、所定時間が経過するまでの間は、短絡期間ではワイヤ送給速度を後退送給として溶接を行い、アーク期間では前記ワイヤ送給速度を前進送給として溶接を行うものである。 Further, in addition to the above, the arc welding control method of the present invention, from the time when the start of welding is instructed, or from the time when the start of welding is instructed and the contact between the welding wire and the workpiece is detected, Until the predetermined time elapses, welding is performed with the wire feed speed set as the backward feed during the short circuit period, and welding is performed with the wire feed speed set as the forward feed during the arc period.

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、溶接の開始を指示した時点から、または、前記溶接の開始を指示して溶接ワイヤと被溶接物との接触を検出した時点から、所定時間が経過した後で、かつ、前記ワイヤ送給速度が後退送給から前進送給になり、前記ワイヤ送給速度が溶接電流の設定値に応じて決定される一定速度の正送の前記ワイヤ送給速度に達した時点から前記一定速度で前記溶接ワイヤの送給を行うものである。 Further, in addition to the above, the arc welding control method of the present invention, from the time when the start of welding is instructed, or from the time when the start of welding is instructed and the contact between the welding wire and the workpiece is detected, After a predetermined time has elapsed, the wire feeding speed is changed from backward feeding to forward feeding, and the wire feeding speed is determined according to a set value of welding current. The welding wire is fed at the constant speed from the time when the wire feeding speed is reached.

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、溶接の開始を指示した時点から、または、前記溶接の開始を指示して溶接ワイヤと被溶接物との接触を検出した時点から、所定時間が経過した後で、かつ、ワイヤ送給速度が後退送給から前進送給になった正送期間内でパルス溶接を開始するものである。 Further, in addition to the above, the arc welding control method of the present invention, from the time when the start of welding is instructed, or from the time when the start of welding is instructed and the contact between the welding wire and the workpiece is detected, Pulse welding is started after a predetermined time has elapsed and within a forward feed period in which the wire feed speed is changed from backward feed to forward feed.

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、所定時間が経過した後、ワイヤ送給速度が後退送給から前進送給になる時点でワイヤの送給を一旦停止させて溶接出力を１パルス出力して溶滴を離脱させてアーク長を確保してから前進送給を開始するものである。 Further, in addition to the above, the arc welding control method of the present invention temporarily stops the wire feed when the wire feed speed is changed from the backward feed to the forward feed after a predetermined time has elapsed, and performs welding output. The forward feed is started after the pulse is output to release the droplet and secure the arc length.

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、溶接の開始を指示して溶接ワイヤと被溶接物との接触後に発生したアークの後の１回目の短絡が発生した時点から、短絡期間にはワイヤ送給速度を後退送給させアーク期間は前記ワイヤ送給速度を前進送給させて溶接を行い、その後に前記ワイヤ送給速度を一定速度に切り替えて溶接を行うものである。 Further, in addition to the above, the arc welding control method of the present invention instructs the start of welding and starts the short circuit from the time when the first short circuit after the arc generated after the contact between the welding wire and the workpiece is generated. During the period, the wire feed speed is fed backward, and during the arc period, the wire feed speed is fed forward to perform welding, and then the wire feed speed is switched to a constant speed for welding.

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、短絡期間はワイヤ送給速度を後退送給させアーク期間は前記ワイヤ送給速度を前進送給させて行う溶接のワイヤ送給速度の平均ワイヤ送給速度は、溶接電流の設定値に応じて決定されるものである。 Further, in addition to the above, the arc welding control method of the present invention has a wire feeding speed of welding performed by retreating the wire feeding speed during the short circuit period and forward feeding the wire feeding speed during the arc period. The average wire feed speed is determined according to the set value of the welding current.

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、所定時間が経過した時点で、ワイヤ送給速度が前進送給であった場合、前記前進送給を継続して短絡を発生させ、前記前進送給から後退送給に制御し、その後前進送給になった後に前記ワイヤ送給速度を一定速度に切り替えるものである。 In addition to the above, the arc welding control method of the present invention, in addition to the above, when the wire feeding speed is forward feeding when the predetermined time has elapsed, the forward feeding is continued to generate a short circuit, The forward feeding is controlled to the backward feeding, and then the wire feeding speed is switched to a constant speed after the forward feeding.

また、本発明のアーク溶接装置は、消耗電極である溶接ワイヤと被溶接物との間でアークを発生させて溶接を行うアーク溶接装置であって、溶接出力を制御するスイッチング部と、溶接電圧を検出する溶接電圧検出部と、溶接電流を検出する溶接電流検出部と、溶接設定電流や溶接設定電圧を設定するための溶接条件設定部と、前記溶接電圧検出部の出力に基づいて前記溶接ワイヤと前記被溶接物との間が短絡状態であるのかアーク状態であるのかを検出する短絡／アーク検出部と、前記溶接の開始を指示するための溶接開始指示部と、前記溶接の開始以降に前記溶接ワイヤと前記被溶接物が接触することにより流れる電流を検出した時点を起点として所定時間をカウントする計時部と、前記短絡／アーク検出部の出力と前記計時部の出力を入力として前記ワイヤ送給速度を制御するワイヤ送給速度制御部と、前記短絡／アーク検出部の出力と前記溶接ワイヤ送給速度に応じて前記溶接電流または前記溶接電圧の出力制御を行う出力制御部とを備え、前記溶接開始指示部により前記溶接の開始を指示した時点から、または、前記溶接の開始を指示した後のある時点から、短絡発生時からアーク発生時までの短絡期間はワイヤ送給速度を後退送給させアーク発生時から次の短絡発生時までのアーク期間はワイヤ送給速度を前進送給させて溶接を行い、その後に前記ワイヤ送給速度を一定速度に切り替えて溶接を行うものである。 The arc welding apparatus of the present invention is an arc welding apparatus that performs welding by generating an arc between a welding wire that is a consumable electrode and an object to be welded, a switching unit that controls the welding output, and a welding voltage. A welding voltage detector that detects welding current, a welding current detector that detects welding current, a welding condition setting unit for setting a welding setting current and a welding setting voltage, and the welding based on the output of the welding voltage detector A short-circuit / arc detector for detecting whether the wire and the workpiece are in a short-circuit state or an arc state, a welding start instruction unit for instructing the start of the welding, and after the start of the welding A time-counting unit that counts a predetermined time starting from a time point when a current flowing through contact between the welding wire and the workpiece is detected, an output of the short-circuit / arc detection unit, and an output of the time-measurement unit Output control for controlling the welding current or the welding voltage according to the output of the short-circuit / arc detecting unit and the welding wire feeding speed. A short circuit period from the time of short circuit occurrence to the time of arc generation from the time when the welding start instruction unit instructs the start of welding or from a certain time after the start of welding is instructed. During the arc period from the occurrence of an arc to the next occurrence of a short circuit with the feeding speed set backward, welding is performed by feeding the wire feeding speed forward, and then the welding is performed by switching the wire feeding speed to a constant speed. Is what you do.

また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、溶接の開始を指示した時点から、または、前記溶接の開始を指示して溶接ワイヤと被溶接物との接触を検出した時点から、所定時間が経過するまでの間は、短絡期間ではワイヤ送給速度を後退送給として溶接を行い、アーク期間では前記ワイヤ送給速度を前進送給として溶接を行うものである。 In addition to the above, the arc welding apparatus according to the present invention has a predetermined value from the time when the start of welding is instructed or the time when the start of welding is instructed and the contact between the welding wire and the workpiece is detected. Until the time elapses, welding is performed with the wire feeding speed set as the backward feeding in the short circuit period, and welding is performed with the wire feeding speed set as the forward feeding in the arc period.

また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、溶接の開始を指示した時点から、または、前記溶接の開始を指示して溶接ワイヤと被溶接物との接触を検出した時点から、所定時間が経過した後で、かつ、前記ワイヤ送給速度が後退送給から前進送給になり、前記ワイヤ送給速度が溶接電流の設定値に応じて決定される一定速度の正送の前記ワイヤ送給速度に達した時点から前記一定速度で前記溶接ワイヤの送給を行うものである。 In addition to the above, the arc welding apparatus according to the present invention has a predetermined value from the time when the start of welding is instructed or the time when the start of welding is instructed and the contact between the welding wire and the workpiece is detected. After the time has elapsed, the wire feeding speed is changed from backward feeding to forward feeding, and the wire feeding speed is determined according to the set value of the welding current. The welding wire is fed at the constant speed from the time when the feeding speed is reached.

また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、溶接の開始を指示した時点から、または、前記溶接の開始を指示して溶接ワイヤと被溶接物との接触を検出した時点から、所定時間が経過した後で、かつ、ワイヤ送給速度が後退送給から前進送給になった正送期間内でパルス溶接を開始するものである。 In addition to the above, the arc welding apparatus according to the present invention has a predetermined value from the time when the start of welding is instructed or the time when the start of welding is instructed and the contact between the welding wire and the workpiece is detected. Pulse welding is started after a lapse of time and within a forward feed period in which the wire feed speed is changed from backward feed to forward feed.

また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、所定時間が経過した後、ワイヤ送給速度が後退送給から前進送給になる時点でワイヤの送給を一旦停止させて溶接出力を１パルス出力して溶滴を離脱させてアーク長を確保してから前進送給を開始するものである。 Further, in addition to the above, the arc welding apparatus of the present invention temporarily stops the wire feeding at a time when the wire feeding speed changes from the backward feeding to the forward feeding after a predetermined time has elapsed, and outputs the welding output. The forward feed is started after one pulse is output to release the droplet and secure the arc length.

また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、溶接の開始を指示して溶接ワイヤと被溶接物との接触後に発生したアークの後の１回目の短絡が発生した時点から、短絡期間にはワイヤ送給速度を後退送給させアーク期間は前記ワイヤ送給速度を前進送給させて溶接を行い、その後に前記ワイヤ送給速度を一定速度に切り替えて溶接を行うものである。 Further, in addition to the above, the arc welding apparatus of the present invention instructs the start of welding and starts the short-circuit period from the time when the first short circuit after the arc generated after the contact between the welding wire and the workpiece is generated. In this method, the wire feed speed is moved backward, and during the arc period, the wire feed speed is fed forward to perform welding, and then the wire feed speed is switched to a constant speed for welding.

また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、短絡期間はワイヤ送給速度を後退送給させアーク期間は前記ワイヤ送給速度を前進送給させて行う溶接のワイヤ送給速度の平均ワイヤ送給速度は、溶接電流の設定値に応じて決定されるものである。 Further, in addition to the above, the arc welding apparatus of the present invention is an average of the wire feeding speeds of welding performed by performing backward feeding of the wire feeding speed during the short circuit period and forward feeding of the wire feeding speed during the arc period. The wire feed speed is determined according to the set value of the welding current.

また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、所定時間が経過した時点で、ワイヤ送給速度が前進送給であった場合、前記前進送給を継続して短絡を発生させ、前記前進送給から後退送給に制御し、その後前進送給になった後に前記ワイヤ送給速度を一定速度に切り替えるものである。 In addition to the above, the arc welding apparatus of the present invention, in addition to the above, when the wire feeding speed is forward feeding when a predetermined time has elapsed, continues the forward feeding to generate a short circuit, Control is made from forward feed to reverse feed, and then the wire feed speed is switched to a constant speed after forward feed.

以上のように、本発明によれば、アークスタートにおいて、短絡期間ではワイヤ送給速度を後退送給とし、アーク期間ではワイヤ送給速度を前進送給として溶接を行うことで、電磁ピンチ力によらずに強制的に短絡を開放することができ、大きなスパッタだけでなくスパッタの発生量も低減することができる。 As described above, according to the present invention, in the arc start, welding is performed with the wire feed speed set to the backward feed during the short circuit period and the wire feed speed set to the forward feed during the arc period. Therefore, the short circuit can be forcibly opened, and not only large spatter but also spatter generation amount can be reduced.

本発明の実施の形態１におけるアーク溶接装置の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the arc welding apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における溶接電流と溶接電圧とワイヤ送給速度の波形を示す図The figure which shows the waveform of the welding current in the Embodiment 1 of this invention, a welding voltage, and a wire feeding speed. 本発明の実施の形態２における溶接電流と溶接電圧とワイヤ送給速度の波形を示す図The figure which shows the waveform of the welding current in the Embodiment 2 of this invention, a welding voltage, and a wire feeding speed. 従来のアーク溶接装置の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the conventional arc welding apparatus 従来のアーク溶接における溶接電流と溶接電圧とワイヤ送給速度の波形を示す図The figure which shows the waveform of the welding current in the conventional arc welding, the welding voltage, and the wire feed speed 従来のアーク溶接における母材に溶融プールが有る場合の溶滴の挙動を示す図The figure which shows the behavior of the droplet when there is a molten pool in the base material in the conventional arc welding 従来のアーク溶接における母材に溶融プールが無い場合の溶滴の挙動を示す図The figure which shows the behavior of the droplet when there is no molten pool in the base material in the conventional arc welding

（実施の形態１）
図１に、本実施の形態におけるアーク溶接装置の概略構成を示す。図１において、溶接電源１４は、主変圧器２と、一次側整流素子３と、スイッチング部４と、リアクトル５と、二次側整流素子６と、溶接電流検出部８と、溶接電圧検出部９と、短絡／アーク検出部１０と、出力制御部１１と、ワイヤ送給速度制御部１３と、計時部２０を備えている。 (Embodiment 1)
FIG. 1 shows a schematic configuration of an arc welding apparatus in the present embodiment. In FIG. 1, a welding power source 14 includes a main transformer 2, a primary side rectifying element 3, a switching unit 4, a reactor 5, a secondary side rectifying element 6, a welding current detection unit 8, and a welding voltage detection unit. 9, a short circuit / arc detection unit 10, an output control unit 11, a wire feed speed control unit 13, and a time measuring unit 20.

一次側整流素子３は、入力電源１の出力を整流して出力する。スイッチング部４は、一次側整流素子３からの直流出力を交流に変換することにより溶接出力を制御する。主変圧器２は、スイッチング部４の交流出力を変換する。主変圧器２の出力は、主変圧器２の二次側出力を整流する二次側整流素子６とリアクトル５を介して溶接出力として出力される。溶接電圧検出部９は溶接電圧を検出し、溶接電流検出部８は溶接電流を検出する。 The primary side rectifying element 3 rectifies and outputs the output of the input power supply 1. The switching unit 4 controls the welding output by converting the DC output from the primary side rectifying element 3 into AC. The main transformer 2 converts the AC output of the switching unit 4. The output of the main transformer 2 is output as a welding output via the secondary side rectifier 6 that rectifies the secondary side output of the main transformer 2 and the reactor 5. The welding voltage detector 9 detects the welding voltage, and the welding current detector 8 detects the welding current.

短絡／アーク検出部１０は、溶接電圧検出部９からの信号に基づいて溶接状態がワイヤと母材が接触して短絡している短絡状態であるのか、あるいは、短絡が開放してアークが発生しているアーク状態であるのかを判定する。出力制御部１１は、スイッチング部４を制御して溶接出力を制御する。ワイヤ送給速度制御部１３は、ワイヤ送給部１９を制御してワイヤ１６の送給速度を制御する。計時部２０は、アークスタート開始から所定時間ｔ１をカウントする。なお、アークスタートの開始とは、溶接開始指示部２１により溶接が開始され、ワイヤ１６が母材１５へ向けて送給され、また、ワイヤ１６と母材１５との間に電圧が印加され、ワイヤ１６と母材１５とが接触して電流が流れ、この電流を検出した時点をいう。 The short-circuit / arc detection unit 10 is based on the signal from the welding voltage detection unit 9 whether the welding state is a short-circuit state in which the wire and the base material are in contact with each other, or the short-circuit is opened and an arc is generated. It is determined whether the arc state is in progress. The output control unit 11 controls the switching unit 4 to control the welding output. The wire feed speed control unit 13 controls the wire feed unit 19 to control the feed speed of the wire 16. The timer 20 counts a predetermined time t1 from the start of the arc start. The start of the arc start is that welding is started by the welding start instructing unit 21, the wire 16 is fed toward the base material 15, and a voltage is applied between the wire 16 and the base material 15, This is the time when the current flows when the wire 16 and the base material 15 come into contact with each other and the current is detected.

なお、溶接装置が、溶接電源１４とワイヤ送給部１９と図示しない溶接用トーチ等から構成される場合には、溶接開始指示部２１は、溶接用トーチのトーチスイッチ等となる。また、溶接装置が、溶接電源１４とワイヤ送給部１９と図示しない溶接用トーチを保持する図示しない産業用ロボットと産業用ロボットに教示等を行うための図示しないティーチングペンダント等から構成される場合には、溶接開始指示部２１は、ティーチングペンダントに設けられたスイッチ等となる。 In the case where the welding apparatus includes a welding power source 14, a wire feeding unit 19, and a welding torch (not shown), the welding start instruction unit 21 is a torch switch or the like of the welding torch. In addition, when the welding apparatus includes a welding power source 14, a wire feeding unit 19, an industrial robot (not shown) that holds a welding torch (not shown), a teaching pendant (not shown) for teaching the industrial robot, and the like. The welding start instructing unit 21 is a switch or the like provided on the teaching pendant.

有線あるいは無線により溶接電源１４と通信可能に接続された溶接条件設定部１２は、溶接電流や溶接電圧等を設定するためのものである。なお、溶接電源１４の２つの出力端子１４ａ、１４ｂのうちの一方の出力端子１４ａは、ワイヤ１６を保持するチップ１８に接続され、チップ１８を介してワイヤ１６に電力が供給される。また、溶接電源１４の２つの出力端子１４ａ、１４ｂのうちの他方の出力端子１４ｂは母材１５に接続され、母材１５に電力が供給される。ワイヤ１６の先端部と母材１５との間でアーク１７が発生する。なお、ワイヤ送給部１９は、ワイヤ１６を保存するワイヤ保存部１６ａからワイヤ１６をチップ１８に向けて送給する。 The welding condition setting unit 12 connected so as to be communicable with the welding power source 14 by wire or wireless is for setting a welding current, a welding voltage, and the like. One of the two output terminals 14 a and 14 b of the welding power source 14 is connected to the chip 18 that holds the wire 16, and power is supplied to the wire 16 through the chip 18. The other output terminal 14 b of the two output terminals 14 a and 14 b of the welding power source 14 is connected to the base material 15, and power is supplied to the base material 15. An arc 17 is generated between the tip of the wire 16 and the base material 15. The wire feeding unit 19 feeds the wire 16 from the wire storage unit 16 a that stores the wire 16 toward the chip 18.

次に、図２を用いて、本実施の形態のアーク溶接装置におけるワイヤ送給速度Ｗｆと溶接電圧Ｖｗと溶接電流Ａｗについて説明する。図２は、ワイヤ送給速度Ｗｆと溶接電圧Ｖｗと溶接電流Ａｗの波形を示しており、時間の経過に伴って変化する例を示している。 Next, the wire feed speed Wf, the welding voltage Vw, and the welding current Aw in the arc welding apparatus of this Embodiment are demonstrated using FIG. FIG. 2 shows waveforms of the wire feed speed Wf, the welding voltage Vw, and the welding current Aw, and shows an example that changes with time.

図２において、時点１００でアーク溶接装置の起動（溶接開始指示）が行われる。そして、ワイヤ送給速度制御部１３がワイヤ送給部１９を制御することにより、ワイヤ１６は、ワイヤ送給速度Ｗｆに示すように、短絡発生時からアーク発生時までの短絡期間では後退送給が行われ、アーク発生時から次の短絡発生時までのアーク期間では前進送給が行われる。 In FIG. 2, the arc welding apparatus is activated (welding start instruction) at time 100. Then, the wire feed speed control unit 13 controls the wire feed unit 19 so that the wire 16 is moved backward during the short circuit period from the occurrence of the short circuit to the occurrence of the arc as shown by the wire feed speed Wf. The forward feeding is performed during the arc period from the time of arc occurrence until the next occurrence of short circuit.

なお、図２におけるワイヤ送給速度Ｗｆの破線部は、平均ワイヤ送給速度Ｗｆａを示している。この平均ワイヤ送給速度Ｗｆａは、溶接条件設定部１２により設定される溶接電流に応じて決定される。図示しない記憶部に、平均ワイヤ送給速度Ｗｆａと設定溶接電流を対応付けたテーブルまたは式が記憶されており、この記憶部の内容と溶接条件設定部１２により設定される溶接電流とから平均ワイヤ送給速度Ｗｆａが決定される。 The broken line portion of the wire feed speed Wf in FIG. 2 indicates the average wire feed speed Wfa. The average wire feed speed Wfa is determined according to the welding current set by the welding condition setting unit 12. A storage unit (not shown) stores a table or expression in which the average wire feed speed Wfa and the set welding current are associated with each other, and the average wire is calculated from the contents of the storage unit and the welding current set by the welding condition setting unit 12. A feeding speed Wfa is determined.

時点１０１はアークスタート開始の時点であり、ワイヤ１６と母材１５とが接触して溶接電流が流れると、溶接電流検出部８がこの電流を検出する。これにより、アークスタート開始の時点であることを検出することができる。 Time point 101 is a time point when the arc start is started. When the welding current flows due to contact between the wire 16 and the base material 15, the welding current detection unit 8 detects this current. As a result, it is possible to detect that it is the start time of the arc start.

時点１０１を時間起点として所定時間ｔ１が経過するまでは、ワイヤ送給速度制御部１３は、短絡発生時からアーク発生時までの短絡期間では、ワイヤ送給速度を後退送給させ、アーク発生時から次の短絡発生時までのアーク期間では、ワイヤ送給速度を前進送給させるようにワイヤ送給部１９を制御する。そして、時点１０１からの経過時間を計時する計時部２０は、時点１０１から所定時間ｔ１が経過した時点１０２になったことをワイヤ送給速度制御部１３に出力する。ワイヤ送給速度制御部１３は、所定時間ｔ１が経過した後に、ワイヤ送給速度を一定のワイヤ送給速度Ｗｆ１（一定値）に切り替えてワイヤ送給を制御する。具体的には、所定時間ｔ１の経過後で、ワイヤ送給速度が後退送給から前進送給になり、溶接条件設定部１２で設定された溶接電流に対応して決定される一定のワイヤ送給速度Ｗｆ１になった時点１０２ａから以降は、前記一定のワイヤ送給速度Ｗｆ１でワイヤ１６を一定速度送給する。 Until the predetermined time t1 elapses from the time point 101, the wire feed speed control unit 13 reverses the wire feed speed during the short circuit period from the occurrence of the short circuit to the occurrence of the arc, In the arc period from the time of occurrence of the short circuit to the next occurrence of the short circuit, the wire feeding unit 19 is controlled so that the wire feeding speed is fed forward. Then, the time measuring unit 20 that measures the elapsed time from the time point 101 outputs to the wire feed speed control unit 13 that the predetermined time t1 has elapsed from the time point 101. The wire feed speed control unit 13 controls the wire feed by switching the wire feed speed to a constant wire feed speed Wf1 (a constant value) after a predetermined time t1 has elapsed. Specifically, after the elapse of the predetermined time t1, the wire feeding speed is changed from the backward feeding to the forward feeding, and the constant wire feeding determined in accordance with the welding current set by the welding condition setting unit 12 is performed. From the time point 102a when the feed speed Wf1 is reached, the wire 16 is fed at a constant speed at the constant wire feed speed Wf1.

時点１０１から時点１０２までの所定時間ｔ１中は、ワイヤ送給速度は、短絡発生時からアーク発生時までの短絡期間は後退送給し、アーク発生時から次の短絡発生時までのアーク期間はワイヤ送給速度を前進送給する。従って、ワイヤ１６の前進送給により強制的にワイヤ１６と母材１５の短絡を発生させ、また、ワイヤ１６の後退送給により強制的に短絡を開放してアークを再発生させる。これにより、溶接電流の電磁ピンチ力によらずに短絡を開放することが可能となり、スパッタの発生を低減することができる。 During a predetermined time t1 from the time point 101 to the time point 102, the wire feeding speed is set so that the short-circuit period from the occurrence of the short circuit to the occurrence of the arc is retracted and the arc period from the occurrence of the arc to the next occurrence of the short-circuit is Feed the wire feed speed forward. Accordingly, the wire 16 and the base material 15 are forcibly short-circuited by the forward feeding of the wire 16, and the arc is regenerated by forcibly releasing the short-circuit by the backward feeding of the wire 16. Thereby, it becomes possible to open the short circuit regardless of the electromagnetic pinch force of the welding current, and the occurrence of spatter can be reduced.

溶滴の移行形態としては、ワイヤ１６の前進送給および後退送給により確実に短絡を発生させることができるので、短絡移行となる。故に、従来のパルス制御による離脱移行ではないので、アーク反力の影響を受けることはなく、スパッタの飛散を抑制して溶融プールを形成することができる。 As a droplet transfer mode, a short circuit can be reliably generated by forward feeding and backward feeding of the wire 16, so that a short circuit transfer is performed. Therefore, since it is not the separation transfer by the conventional pulse control, it is not affected by the arc reaction force, and the spattering of the spatter can be suppressed to form the molten pool.

なお、出力される溶接電流や溶接電圧は、溶接電圧検出部９の検出値により短絡／アーク検出部１０で短絡状態かアーク状態かを検出し、それぞれの状態に適した溶接電流の波形制御あるいは溶接電圧の波形制御を出力制御部１１により行い、スイッチング部４を駆動させて溶接出力を制御する。 The output welding current and welding voltage are detected by the detection value of the welding voltage detection unit 9 to detect whether the short circuit / arc detection unit 10 is in a short circuit state or an arc state, and the welding current waveform control suitable for each state or The waveform control of the welding voltage is performed by the output control unit 11, and the switching unit 4 is driven to control the welding output.

また、所定時間ｔ１の時間は、概ね０．１秒〜２．０秒程度であり、アークスタート初期の段階で溶融プールを形成できる時間があれば問題ない。この所定時間ｔ１は、溶接対象毎に予め実験等を行って決定することができる。また、この所定時間ｔ１は、図示しない記憶部に記憶され、溶接条件設定部１２により設定することができる。 The predetermined time t1 is about 0.1 to 2.0 seconds, and there is no problem as long as the molten pool can be formed at the initial stage of the arc start. The predetermined time t1 can be determined by conducting an experiment or the like in advance for each welding target. The predetermined time t1 is stored in a storage unit (not shown) and can be set by the welding condition setting unit 12.

ここで、時点１０２以降（本実施の形態では時点１０２ａ）で前進送給および後退送給を繰り返すワイヤ送給速度を一定速度に切り替える理由について説明する。ワイヤ送給速度を前進送給および後退送給させて溶接した場合のビード形状は、ワイヤ送給速度を一定にして溶接した場合と比べて溶け込み深さが浅くビード幅も狭い。そのため、定常溶接条件（本溶接条件）として使用できない母材や溶接箇所が存在する場合が多い。従って、このような母材や溶接箇所を溶接する場合には、ワイヤ送給速度Ｗｆの形態を切り替える必要がある。 Here, the reason why the wire feeding speed for repeating forward feeding and backward feeding after time point 102 (time point 102a in the present embodiment) is switched to a constant speed will be described. The bead shape in the case of welding with the wire feeding speed being forwardly fed and backward fed is shallower and the bead width is narrower than the case of welding with the wire feeding speed being constant. For this reason, there are many cases where there are base materials and welding locations that cannot be used as steady welding conditions (main welding conditions). Therefore, when welding such a base material or a welding location, it is necessary to switch the form of the wire feed speed Wf.

なお、出力する溶接電流や溶接電圧は、ワイヤ送給速度Ｗｆを前進送給および後退送給を繰り返す場合の波形制御とは別に、ワイヤ送給速度を一定とした場合に適した波形制御が、短絡状態あるいはアーク状態に応じて行われる。 In addition, the welding current and welding voltage to be output are different from the waveform control in the case where the wire feeding speed Wf is repeated forward feeding and backward feeding. This is performed according to a short circuit state or an arc state.

なお、図２では、前進送給および後退送給させるワイヤ送給速度の場合も、一定のワイヤ送給速度の場合も、短絡溶接を行う例を示している。 Note that FIG. 2 shows an example in which short-circuit welding is performed both in the case of the wire feeding speed for forward feeding and backward feeding and in the case of a constant wire feeding speed.

そして、時点１００から時点１０１までは溶接のワイヤ送給速度ＷＦ１よりも低いワイヤ送給速度ＷＦ２で送給する。 From time 100 to time 101, feeding is performed at a wire feeding speed WF2 lower than the welding wire feeding speed WF1.

または、時点１０１で溶接開始が指示されて時点１０１でワイヤ１６と母材１５が接触してアークが発生した後の１回目の短絡が発生した時点１０４から、ワイヤ送給速度を後退送給から開始することが望ましい。その理由は、短絡時に後退送給とすることで短絡開放を早期に実現することができるからである。 Alternatively, from the time 104 when the first short-circuit occurs after the start of welding is instructed at the time 101 and the wire 16 and the base material 15 come into contact with each other and the arc is generated at the time 101, the wire feeding speed is changed from the backward feeding. It is desirable to start. The reason is that short-circuit opening can be realized at an early stage by performing backward feeding at the time of a short circuit.

（実施の形態２）
本実施の形態において、実施の形態１と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態１と異なる主な点は、所定時間ｔ１が経過した後にパルス溶接を行うようにした点である。 (Embodiment 2)
In the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The main difference from the first embodiment is that pulse welding is performed after a predetermined time t1 has elapsed.

本実施の形態について、図１と図３を用いて説明する。計時部２０が時点１０１から所定時間ｔ１が経過したことを計時すると、時点１０２で、計時部２０から所定時間ｔ１が経過したことを示す信号を受信したワイヤ送給速度制御部１３は、前進送給及び後退送給させるワイヤ送給制御から、一定のワイヤ送給速度Ｗｆ１（一定値）のワイヤ制御に切り替える制御を行う。具体的には、所定時間ｔ１の経過後で、ワイヤ送給速度が後退送給から前進送給になり、溶接条件設定部１２で設定された溶接電流に対応して決定される一定のワイヤ送給速度Ｗｆ１になった時点１０２ａから以降は、一定のワイヤ送給速度Ｗｆ１でワイヤ１６を送給する。 This embodiment will be described with reference to FIGS. When the time measuring unit 20 measures that the predetermined time t1 has elapsed from the time point 101, the wire feed speed control unit 13 that has received a signal indicating that the predetermined time t1 has elapsed from the time measuring unit 20 at the time point 102 is the forward feed. Control is performed to switch from wire feed control for feeding and retreating to wire control at a constant wire feed speed Wf1 (a constant value). Specifically, after the elapse of the predetermined time t1, the wire feeding speed is changed from the backward feeding to the forward feeding, and the constant wire feeding determined in accordance with the welding current set by the welding condition setting unit 12 is performed. From the time point 102a when the feed speed Wf1 is reached, the wire 16 is fed at a constant wire feed speed Wf1.

なお、所定時間ｔ１が経過した時点１０２でワイヤ送給速度が前進送給であった場合、前進送給を継続し短絡を発生させ、前進送給から後退送給に制御しその後前進送給になってから、すなわち、例えば、時点１０２から前進送給および後退送給を実施してから、一定のワイヤ送給速度Ｗｆ１とする。 If the wire feeding speed is forward feeding at the time point 102 when the predetermined time t1 has elapsed, the forward feeding is continued to cause a short circuit, and the forward feeding is controlled to the backward feeding, and then the forward feeding is performed. After that, that is, for example, after the forward feeding and the backward feeding are performed from the time point 102, the constant wire feeding speed Wf1 is set.

次に、溶接出力の切り替えについて説明する。図３に示すように、ワイヤ送給状態が時点１０３の前進送給開始点に到達すると、出力制御部１１は、溶接出力を短絡制御からパルス制御に切り替え、以後はパルス出力制御を行う。このように、ワイヤ送給状態が前進送給の状態でパルス溶接に切り替えることにより、パルス溶接に切り替える際にもスパッタの発生及び付着を防止することが可能となる。その理由は、後退送給でパルス溶接を行って溶滴を離脱移行させると、ワイヤ１６の先端に形成される溶滴が後退方向へ移動され易くなる。すなわち、溶滴が母材１５から離れる方向へ移動され易くなり、スパッタと成り易くなる。従って、溶滴がスパッタとならないように、前進送給でパルス溶接を行って溶接を離脱移行させることが望ましい。 Next, switching of welding output will be described. As shown in FIG. 3, when the wire feed state reaches the forward feed start point at time point 103, the output control unit 11 switches the welding output from short-circuit control to pulse control, and thereafter performs pulse output control. As described above, by switching to the pulse welding while the wire feeding state is the forward feeding state, it is possible to prevent the occurrence of spatter and adhesion even when switching to the pulse welding. The reason is that when pulse welding is performed by backward feeding and the droplet is separated and transferred, the droplet formed at the tip of the wire 16 is easily moved in the backward direction. That is, the droplets are easily moved in the direction away from the base material 15 and are easily sputtered. Therefore, it is desirable to carry out pulse welding by forward feed and shift the welding so that the droplet does not become spatter.

なお、後退送給から前進送給になる時点１０３でワイヤ送給を一旦停止させて１パルス出力し、溶滴を離脱させてアーク長を確保してから前進送給を開始するようにしても良い。 It should be noted that at the time point 103 when the reverse feed is changed to the forward feed, the wire feed is temporarily stopped and one pulse is output, and the forward feed is started after the droplet is detached and the arc length is secured. good.

以上のように構成されたアーク溶接装置のアークスタートの制御方法について説明する。母材１５の板厚が例えば３ｍｍを超えるような場合、良好な溶接を行うには溶け込み及びビード幅が必要となるため、時点１０２以降でパルス溶接に切り替えることが必要となる。この場合、図３に示すように、時点１０２の切り替えタイミングに到達してワイヤ送給速度が後退送給から前進送給になる時点１０３の前進送給開始点からパルスを印加することで、スパッタを低減することが可能となる。後退送給中にパルスを出力するとワイヤを引き上げる方向に力が作用しているのでワイヤを引き上げる方向に溶滴が離脱してしまい溶融プールに離脱せずに外部に飛散するからである。なお、ワイヤ送給速度は、図示しないワイヤ送給速度検出部により検出されており、その結果は、ワイヤ送給速度制御部１３に出力されている。 A method for controlling the arc start of the arc welding apparatus configured as described above will be described. When the plate thickness of the base material 15 exceeds 3 mm, for example, it is necessary to switch to pulse welding after the time point 102 since the penetration and the bead width are necessary for good welding. In this case, as shown in FIG. 3, a pulse is applied from the forward feed start point at the time point 103 when the switching timing at the time point 102 is reached and the wire feed speed is changed from the backward feed to the forward feed. Can be reduced. This is because if a pulse is output during the backward feeding, a force acts in the direction in which the wire is pulled up, so that the droplets are detached in the direction in which the wire is pulled up and are scattered outside without being separated into the molten pool. The wire feed speed is detected by a wire feed speed detection unit (not shown), and the result is output to the wire feed speed control unit 13.

また、図２及び図３では時点１００の溶接開始指示（溶接起動）からワイヤ送給速度を一定のワイヤ送給速度ＷＦ２で前進送給させている。この一定のワイヤ送給速度ＷＦ２は、時点１０２ａ以降のワイヤ送給速度Ｗｆ１よりも低い。また、時点１０１で電流検出した後、アーク溶接ロボットのアーム先端を引き上げるリフトアップスタートを実行し、その後、前進送給及び後退送給するようにしてもよい。 2 and 3, the wire feeding speed is forwardly fed at a constant wire feeding speed WF2 from the welding start instruction (welding activation) at time 100. This constant wire feed speed WF2 is lower than the wire feed speed Wf1 after the time point 102a. Further, after the current is detected at the time point 101, a lift-up start for lifting the arm tip of the arc welding robot may be executed, and then forward feeding and backward feeding may be performed.

本発明は、アークスタート時のスパッタ発生及びスパッタ付着を低減して溶接作業の生産性を向上することができるので、特に、消耗電極を用いたアークスタート制御を行うアーク溶接制御方法およびアーク溶接装置として産業上有用である。 Since the present invention can improve the productivity of welding work by reducing spatter generation and spatter adhesion at the time of arc start, in particular, arc welding control method and arc welding apparatus for performing arc start control using a consumable electrode As industrially useful.

１入力電源
２主変圧器
３一次側整流素子
４スイッチング部
５リアクトル
６二次側整流素子
８溶接電流検出部
９溶接電圧検出部
１０短絡／アーク検出部
１１出力制御部
１２溶接条件設定部
１３ワイヤ送給速度制御部
１４溶接電源
１４ａ，１４ｂ出力端子
１５母材
１６ワイヤ
１６ａワイヤ保存部
１７アーク
１８チップ
１９ワイヤ送給部
２０計時部
２１溶接開始指示部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input power supply 2 Main transformer 3 Primary side rectifier 4 Switching part 5 Reactor 6 Secondary side rectifier 8 Welding current detection part 9 Welding voltage detection part 10 Short circuit / arc detection part 11 Output control part 12 Welding condition setting part 13 Wire Feed speed control unit 14 Welding power supply 14a, 14b Output terminal 15 Base material 16 Wire 16a Wire storage unit 17 Arc 18 Tip 19 Wire feed unit 20 Timing unit 21 Welding start instruction unit

Claims

消耗電極である溶接ワイヤと被溶接物との間でアークを発生させて溶接を行うアーク溶接制御方法であって、
前記溶接の開始を指示した後、短絡発生時からアーク発生時までの短絡期間ではワイヤ送給速度を後退送給とし、アーク発生時から次の短絡発生時までのアーク期間では前記ワイヤ送給速度を前進送給として溶接を行い、その後に前記ワイヤ送給速度を一定速度に切り替えて溶接を行うアーク溶接制御方法。 An arc welding control method for performing welding by generating an arc between a welding wire that is a consumable electrode and a workpiece,
After instructing the start of welding, the wire feed speed is set backward during the short-circuit period from the occurrence of the short circuit to the occurrence of the arc, and the wire feed speed is set during the arc period from the occurrence of the arc to the next occurrence of the short-circuit. An arc welding control method in which welding is performed with forward feeding, and then the welding is performed by switching the wire feeding speed to a constant speed.

溶接の開始を指示した時点から、または、前記溶接の開始を指示して溶接ワイヤと被溶接物との接触を検出した時点から、所定時間が経過するまでの間は、短絡期間ではワイヤ送給速度を後退送給として溶接を行い、アーク期間では前記ワイヤ送給速度を前進送給として溶接を行う請求項１記載のアーク溶接制御方法。 From the time when the start of welding is instructed or the time when a predetermined time elapses after the start of welding is instructed and contact between the welding wire and the workpiece is detected, the wire is fed during the short-circuit period. The arc welding control method according to claim 1, wherein welding is performed using a reverse feed, and welding is performed using the wire feed speed as a forward feed during an arc period.

溶接の開始を指示した時点から、または、前記溶接の開始を指示して溶接ワイヤと被溶接物との接触を検出した時点から、所定時間が経過した後で、かつ、前記ワイヤ送給速度が後退送給から前進送給になり、前記ワイヤ送給速度が溶接電流の設定値に応じて決定される一定速度の正送の前記ワイヤ送給速度に達した時点から前記一定速度で前記溶接ワイヤの送給を行う請求項１または２記載のアーク溶接制御方法。 After a predetermined time has elapsed from the time when the start of welding is instructed or the time when the start of welding is instructed and the contact between the welding wire and the workpiece is detected, and the wire feed speed is The welding wire is moved from the reverse feed to the forward feed, and the wire is fed at the constant speed from the time when the wire feed speed reaches the wire feed speed of the constant feed determined in accordance with the set value of the welding current. The arc welding control method according to claim 1 or 2, wherein the feeding is performed.

溶接の開始を指示した時点から、または、前記溶接の開始を指示して溶接ワイヤと被溶接物との接触を検出した時点から、所定時間が経過した後で、かつ、ワイヤ送給速度が後退送給から前進送給になった正送期間内でパルス溶接を開始する請求項１から３のいずれか１項に記載のアーク溶接制御方法。 The wire feed speed decreases after a predetermined time elapses from the time when the start of welding is instructed or the time when the start of welding is instructed and the contact between the welding wire and the workpiece is detected. The arc welding control method according to any one of claims 1 to 3, wherein the pulse welding is started within a forward feed period in which the feed is advanced.

所定時間が経過した後、ワイヤ送給速度が後退送給から前進送給になる時点でワイヤの送給を一旦停止させて溶接出力を１パルス出力して溶滴を離脱させてアーク長を確保してから前進送給を開始する請求項４記載のアーク溶接制御方法。 After a predetermined time has elapsed, when the wire feed speed changes from reverse feed to forward feed, the wire feed is temporarily stopped, and one pulse of welding output is output to release the droplets to ensure the arc length. The arc welding control method according to claim 4, wherein forward feeding is started thereafter.

溶接の開始を指示して溶接ワイヤと被溶接物との接触後に発生したアークの後の１回目の短絡が発生した時点から、短絡期間にはワイヤ送給速度を後退送給させアーク期間は前記ワイヤ送給速度を前進送給させて溶接を行い、その後に前記ワイヤ送給速度を一定速度に切り替えて溶接を行う請求項１から５のいずれか１項に記載のアーク溶接制御方法。 From the time when the first short circuit after the arc generated after contacting the welding wire and the work piece is instructed to start welding, the wire feeding speed is reversely fed during the short circuit period. The arc welding control method according to any one of claims 1 to 5, wherein welding is performed by feeding a wire feeding speed forward, and then performing welding by switching the wire feeding speed to a constant speed.

短絡期間はワイヤ送給速度を後退送給させアーク期間は前記ワイヤ送給速度を前進送給させて行う溶接のワイヤ送給速度の平均ワイヤ送給速度は、溶接電流の設定値に応じて決定される請求項１から６のいずれか１項に記載のアーク溶接制御方法。 The average wire feed speed of the wire feed speed of welding performed by retreating the wire feed speed during the short circuit period and forward feeding the wire feed speed during the arc period is determined according to the set value of the welding current. The arc welding control method according to any one of claims 1 to 6, wherein:

所定時間が経過した時点で、ワイヤ送給速度が前進送給であった場合、前記前進送給を継続して短絡を発生させ、前記前進送給から後退送給に制御し、その後前進送給になった後に前記ワイヤ送給速度を一定速度に切り替える請求項２記載のアーク溶接制御方法。 When the wire feeding speed is forward feeding when a predetermined time has elapsed, the forward feeding is continued to cause a short circuit, and the forward feeding is controlled to the backward feeding, and then the forward feeding is performed. The arc welding control method according to claim 2, wherein the wire feeding speed is switched to a constant speed after becoming.

消耗電極である溶接ワイヤと被溶接物との間でアークを発生させて溶接を行うアーク溶接装置であって、
溶接出力を制御するスイッチング部と、
溶接電圧を検出する溶接電圧検出部と、
溶接電流を検出する溶接電流検出部と、
溶接設定電流や溶接設定電圧を設定するための溶接条件設定部と、
前記溶接電圧検出部の出力に基づいて前記溶接ワイヤと前記被溶接物との間が短絡状態であるのかアーク状態であるのかを検出する短絡／アーク検出部と、
前記溶接の開始を指示するための溶接開始指示部と、
前記溶接の開始以降に前記溶接ワイヤと前記被溶接物が接触することにより流れる電流を検出した時点を起点として所定時間をカウントする計時部と、
前記短絡／アーク検出部の出力と前記計時部の出力を入力としてワイヤ送給速度を制御するワイヤ送給速度制御部と、
前記短絡／アーク検出部の出力と前記ワイヤ送給速度に応じて前記溶接電流または前記溶接電圧の出力制御を行う出力制御部とを備え、
前記溶接開始指示部により前記溶接の開始を指示した時点から、または、前記溶接の開始を指示した後のある時点から、
短絡発生時からアーク発生時までの短絡期間はワイヤ送給速度を後退送給させアーク発生時から次の短絡発生時までのアーク期間はワイヤ送給速度を前進送給させて溶接を行い、
その後に前記ワイヤ送給速度を一定速度に切り替えて溶接を行うアーク溶接装置。 An arc welding apparatus that performs welding by generating an arc between a welding wire that is a consumable electrode and an object to be welded,
A switching unit for controlling the welding output;
A welding voltage detector for detecting the welding voltage;
A welding current detector for detecting a welding current;
A welding condition setting section for setting a welding setting current and a welding setting voltage;
A short-circuit / arc detection unit that detects whether the welding wire and the workpiece are in a short-circuit state or an arc state based on the output of the welding voltage detection unit;
A welding start instruction section for instructing the start of welding;
A time-counting unit that counts a predetermined time starting from a point in time when a current flowing through contact between the welding wire and the workpiece is detected after the start of the welding;
A wire feed speed control unit that controls the wire feed speed by using the output of the short circuit / arc detection unit and the output of the time measuring unit as inputs;
An output control unit that performs output control of the welding current or the welding voltage according to the output of the short-circuit / arc detection unit and the wire feeding speed;
From the time when the start of welding is instructed by the welding start instruction unit, or from a certain time after instructing the start of welding,
During the short-circuit period from the occurrence of a short circuit to the occurrence of an arc, the wire feed speed is fed backward, and during the arc period from the occurrence of the arc to the next short-circuit occurrence, the wire feed speed is fed forward and welding is performed.
An arc welding apparatus that performs welding by switching the wire feeding speed to a constant speed.

溶接の開始を指示した時点から、または、前記溶接の開始を指示して溶接ワイヤと被溶接物との接触を検出した時点から、所定時間が経過するまでの間は、短絡期間ではワイヤ送給速度を後退送給として溶接を行い、アーク期間では前記ワイヤ送給速度を前進送給として溶接を行う請求項９記載のアーク溶接装置。 From the time when the start of welding is instructed or the time when a predetermined time elapses after the start of welding is instructed and contact between the welding wire and the workpiece is detected, the wire is fed during the short-circuit period. The arc welding apparatus according to claim 9, wherein welding is performed using a reverse feed, and welding is performed using the wire feed speed as a forward feed during an arc period.

溶接の開始を指示した時点から、または、前記溶接の開始を指示して溶接ワイヤと被溶接物との接触を検出した時点から、所定時間が経過した後で、かつ、前記ワイヤ送給速度が後退送給から前進送給になり、前記ワイヤ送給速度が溶接電流の設定値に応じて決定される一定速度の正送の前記ワイヤ送給速度に達した時点から前記一定速度で前記溶接ワイヤの送給を行う請求項９または１０記載のアーク溶接装置。 After a predetermined time has elapsed from the time when the start of welding is instructed or the time when the start of welding is instructed and the contact between the welding wire and the workpiece is detected, and the wire feed speed is The welding wire is moved from the reverse feed to the forward feed, and the wire is fed at the constant speed from the time when the wire feed speed reaches the wire feed speed of the constant feed determined in accordance with the set value of the welding current. The arc welding apparatus according to claim 9 or 10, wherein the feeding is performed.

溶接の開始を指示した時点から、または、前記溶接の開始を指示して溶接ワイヤと被溶接物との接触を検出した時点から、所定時間が経過した後で、かつ、ワイヤ送給速度が後退送給から前進送給になった正送期間内でパルス溶接を開始する請求項９から１１のいずれか１項に記載のアーク溶接装置。 The wire feed speed decreases after a predetermined time elapses from the time when the start of welding is instructed or the time when the start of welding is instructed and the contact between the welding wire and the workpiece is detected. The arc welding apparatus according to any one of claims 9 to 11, wherein the pulse welding is started within a forward feed period in which the feed is advanced.

所定時間が経過した後、ワイヤ送給速度が後退送給から前進送給になる時点でワイヤの送給を一旦停止させて溶接出力を１パルス出力して溶滴を離脱させてアーク長を確保してから前進送給を開始する請求項１２記載のアーク溶接装置。 After a predetermined time has elapsed, when the wire feed speed changes from reverse feed to forward feed, the wire feed is temporarily stopped, and one pulse of welding output is output to release the droplets to ensure the arc length. The arc welding apparatus according to claim 12, wherein the forward feeding is started after that.

溶接の開始を指示して溶接ワイヤと被溶接物との接触後に発生したアークの後の１回目の短絡が発生した時点から、短絡期間にはワイヤ送給速度を後退送給させアーク期間は前記ワイヤ送給速度を前進送給させて溶接を行い、その後に前記ワイヤ送給速度を一定速度に切り替えて溶接を行う請求項９から１３のいずれか１項に記載のアーク溶接装置。 From the time when the first short circuit after the arc generated after contacting the welding wire and the work piece is instructed to start welding, the wire feeding speed is reversely fed during the short circuit period. The arc welding apparatus according to any one of claims 9 to 13, wherein welding is performed by forwardly feeding a wire feeding speed, and then welding is performed by switching the wire feeding speed to a constant speed.

短絡期間はワイヤ送給速度を後退送給させアーク期間は前記ワイヤ送給速度を前進送給させて行う溶接のワイヤ送給速度の平均ワイヤ送給速度は、溶接電流の設定値に応じて決定される請求項９から１４のいずれか１項に記載のアーク溶接装置。 The average wire feed speed of the wire feed speed of welding performed by retreating the wire feed speed during the short circuit period and forward feeding the wire feed speed during the arc period is determined according to the set value of the welding current. The arc welding apparatus according to any one of claims 9 to 14, which is performed.

所定時間が経過した時点で、ワイヤ送給速度が前進送給であった場合、前記前進送給を継続して短絡を発生させ、前記前進送給から後退送給に制御し、その後前進送給になった後に前記ワイヤ送給速度を一定速度に切り替える請求項１０記載のアーク溶接装置。 When the wire feeding speed is forward feeding when a predetermined time has elapsed, the forward feeding is continued to cause a short circuit, and the forward feeding is controlled to the backward feeding, and then the forward feeding is performed. The arc welding apparatus according to claim 10, wherein the wire feeding speed is switched to a constant speed after becoming.