JP2015036146A - Welding current control method during short circuit period - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、短絡期間とアーク期間とを交互に繰り返す消耗電極アーク溶接において、溶滴移行状態を良好にするための短絡期間の溶接電流制御方法に関するものである。 The present invention relates to a welding current control method for a short-circuit period for improving a droplet transfer state in consumable electrode arc welding in which a short-circuit period and an arc period are alternately repeated.
溶接ワイヤを一定の速度で送給すると共に、シールドガスに炭酸ガス、アルゴンガス、炭酸ガスとアルゴンガスとの混合ガス等を使用して溶接を行う消耗電極アーク溶接は、高品質を得ることができ、自動化も容易であることから広く使用されている。このアーク溶接では、溶接ワイヤと母材との間で短絡期間とアーク期間とを交互に繰り返して溶接が行われる場合が多い。アーク期間中に溶接ワイヤの先端が溶融して溶滴を形成し、短絡期間中に溶滴が溶融池に移行する。良好な溶接ビードを形成し、かつ、スパッタの発生量を少なくするためには、短絡期間中の溶接電流を適正値に制御して、溶滴移行を円滑に行わせることが重要である。以下、従来技術における短絡期間の溶接電流制御方法について説明する(例えば、特許文献1参照)。 Consumable electrode arc welding that feeds the welding wire at a constant speed and performs welding using carbon dioxide gas, argon gas, mixed gas of carbon dioxide gas and argon gas, etc. as the shielding gas can obtain high quality. It is widely used because it can be easily automated. In this arc welding, welding is often performed by alternately repeating a short-circuit period and an arc period between a welding wire and a base material. During the arc period, the tip of the welding wire melts to form droplets, and during the short circuit period, the droplets move to the molten pool. In order to form a good weld bead and reduce the amount of spatter generated, it is important to control the welding current during the short-circuit period to an appropriate value so that droplet transfer can be performed smoothly. Hereinafter, the welding current control method in the short circuit period in the prior art will be described (for example, see Patent Document 1).
図9は、従来技術における消耗電極アーク溶接の電圧・電流波形図である。同図(A)は溶接ワイヤと母材との間に印加される溶接電圧Vwの時間変化を示し、同図(B)は溶接ワイヤから母材へと通電する溶接電流Iwの時間変化を示す。以下、同図を参照して説明する。 FIG. 9 is a voltage / current waveform diagram of consumable electrode arc welding in the prior art. FIG. 4A shows the change over time of the welding voltage Vw applied between the welding wire and the base material, and FIG. 4B shows the change over time of the welding current Iw energized from the welding wire to the base material. . Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
時刻t1〜t2は短絡期間Tsとなり、時刻t2〜t3はアーク期間Taとなり、時刻t3〜t4は短絡期間Tsとなる。短絡期間Tsとアーク期間Taとは、交互に繰り返される。 Time t1 to t2 is a short circuit period Ts, time t2 to t3 is an arc period Ta, and time t3 to t4 is a short circuit period Ts. The short circuit period Ts and the arc period Ta are alternately repeated.
時刻t2において短絡が解除されてアークが再発生すると、同図(A)に示すように、溶接電圧Vwは急上昇して数十V程度のアーク電圧値になる。溶接電流Iwは、同図(B)に示すように、アークが再発生した時点で少し急減した後に、次の短絡が発生するまで徐々に減少する。 When the short circuit is released at time t2 and the arc is regenerated, the welding voltage Vw rapidly rises to an arc voltage value of about several tens of volts as shown in FIG. As shown in FIG. 5B, the welding current Iw decreases slightly until the next short-circuit occurs after it suddenly decreases slightly when the arc is regenerated.
アーク期間Ta中に溶接ワイヤ先端に形成された溶滴が時刻t3において溶融池と接触すると短絡状態になる。短絡状態になると、同図(A)に示すように、溶接電圧Vwは数V程度の短絡電圧値に急降下する。溶接電流Iwは、同図(B)に示すように、予め定めた初期電流値Iiまで減少し、時刻t3〜t31の予め定めた初期期間Ti中はその値を維持する。時刻t31において初期期間Tiが経過すると、同図(B)に示すように、溶接電流Iwは所定の上昇速度(上昇率、傾斜)Kで上昇し、時刻t32において溶接電流Iwが所定のピーク値Ipに達するとアークが再発生する時刻t4までその値を維持する。 When the droplet formed at the tip of the welding wire in the arc period Ta comes into contact with the molten pool at time t3, a short-circuit state is established. In the short circuit state, the welding voltage Vw rapidly drops to a short circuit voltage value of about several volts as shown in FIG. As shown in FIG. 5B, the welding current Iw decreases to a predetermined initial current value Ii and maintains that value during a predetermined initial period Ti from time t3 to t31. When the initial period Ti elapses at time t31, the welding current Iw increases at a predetermined increase rate (increase rate, inclination) K as shown in FIG. 5B, and the welding current Iw reaches a predetermined peak value at time t32. When Ip is reached, the value is maintained until time t4 when the arc is regenerated.
次に、溶滴の移行状態について説明する。時刻t2においてアークが再発生した時点では、溶滴が移行した後であるので溶接ワイヤの先端には溶滴は形成されていない。アーク期間Taが進行するのに伴い、溶接ワイヤの先端がアークからの熱及びジュール熱によって次第に溶融して溶滴を形成する。短絡が発生した時点から初期期間Tiの間は溶接電流Iwを小さな値の初期電流値Iiに維持している理由は、溶滴と溶融池との接触状態をより確実にするためである。短絡発生直後は溶滴の底部の一部が溶融池と接触している状態にあり、この状態で溶接電流Iwの値が大きいと、溶滴が移行することなく接触状態が解除されてアークが再発生することになり、安定した溶滴移行状態が阻害される。初期期間Tiが終了する時刻t31において、溶滴は溶融池と安定したブリッジを形成する状態となっている。この時刻t31から溶接電流Iwを上昇させることによってブリッジにピンチ力を作用させて、ブリッジ上部にくびれを生じさせて溶滴を溶融池に円滑に移行させる。 Next, the transition state of the droplets will be described. When the arc is regenerated at time t2, since the droplet has been transferred, no droplet is formed at the tip of the welding wire. As the arc period Ta proceeds, the tip of the welding wire is gradually melted by heat from the arc and Joule heat to form droplets. The reason why the welding current Iw is maintained at a small initial current value Ii during the initial period Ti from the time when the short circuit occurs is to make the contact state between the droplet and the molten pool more reliable. Immediately after the occurrence of the short-circuit, a part of the bottom of the droplet is in contact with the molten pool. If the welding current Iw is large in this state, the contact state is released without the droplet moving and the arc is generated. It will occur again, and the stable droplet transfer state will be inhibited. At time t31 when the initial period Ti ends, the droplet forms a stable bridge with the molten pool. By increasing the welding current Iw from this time t31, a pinch force is applied to the bridge, causing a constriction in the upper part of the bridge and smoothly transferring the droplets to the molten pool.
溶滴移行状態を安定化するためには、短絡期間Ts中の溶接電流Iwの上昇速度K及びピーク値Ipの設定を適正化することは重要である。上昇速度K及びピーク値Ipが適正値よりも小さいと、ブリッジに作用するピンチ力が弱くなるので溶滴を移行させる時間が長くなり、溶接状態が不安定になる。逆に、上昇速度K及びピーク値Ipが適正値よりも大きいと、スパッタの発生量が多くなる。したがって、上昇速度K及びピーク値Ipは、シールドガスの種類、溶接ワイヤの材質、直径、送給速度等に応じて、適正値に設定されている。 In order to stabilize the droplet transfer state, it is important to optimize the setting of the rising speed K and the peak value Ip of the welding current Iw during the short-circuit period Ts. If the ascending speed K and the peak value Ip are smaller than the appropriate values, the pinch force acting on the bridge becomes weak, so the time for transferring the droplets becomes long and the welding state becomes unstable. On the contrary, when the rising speed K and the peak value Ip are larger than appropriate values, the amount of spatter generated increases. Therefore, the rising speed K and the peak value Ip are set to appropriate values according to the type of shield gas, the material of the welding wire, the diameter, the feeding speed, and the like.
ところで、溶接中には、送給速度の変動、溶融池の不規則な運動、溶融池からのガスの噴出、溶接姿勢の変動、トーチ高さの変動等の種々の外乱によって、溶滴の形成状態がばらつくことになる。溶滴の形成状態がばらつくと、短絡が発生した時点における溶滴のサイズがばらつくことになる。そして、溶滴サイズが適正サイズよりも過小又は過大であるときは、安定した溶滴移行状態を確保し、かつ、スパッタの発生量を少なくするためには、上記の上昇速度K及びピーク値Ipを溶滴サイズに応じて適正化する必要がある。 By the way, during welding, the formation of droplets is caused by various disturbances such as fluctuations in the feeding speed, irregular movement of the molten pool, gas ejection from the molten pool, fluctuations in the welding position, fluctuations in the torch height, etc. The state will vary. If the formation state of the droplets varies, the size of the droplets at the time when the short circuit occurs varies. When the droplet size is smaller or larger than the appropriate size, in order to secure a stable droplet transfer state and reduce the amount of spatter generated, the above-described rising speed K and peak value Ip Needs to be optimized according to the droplet size.
特許文献2の発明では、この適正化のために、短絡期間又はアーク期間の時間長さに応じて短絡電流の上昇速度Kを変化させるようにしている。
In the invention of
短絡期間が所定時間未満のものを微小短絡とし、所定時間以上のものを通常短絡として区別すると、溶接電流の平均値が180A未満であり、かつ、溶接速度が比較的遅い場合には、通常短絡のみがほとんど発生し、微小短絡はほとんど発生しない。このような場合には、短絡期間及びアーク期間の長さが短絡発生時の溶滴サイズと相関するので、特許文献2の方法によって、溶滴移行状態を安定化することができる。
When the short-circuit period is less than the predetermined time, the short-circuit is distinguished as the micro short-circuit, and the short-circuit period is determined as the normal short-circuit, and when the average value of the welding current is less than 180 A and the welding speed is relatively slow, the normal short-circuit Only occurs, and micro short-circuits hardly occur. In such a case, since the length of the short-circuit period and the arc period correlates with the droplet size at the time of occurrence of the short-circuit, the droplet transfer state can be stabilized by the method of
しかし、溶接電流の平均値が180A以上の場合又は溶接速度が比較的早い場合には、通常短絡と微小短絡とが混在して発生するようになる。このような場合には、短絡期間及びアーク期間の長さと短絡発生時の溶滴サイズとが相関しなくなる。この結果、特許文献2の方法では、溶滴移行状態を安定化することはできない。
However, when the average value of the welding current is 180 A or more, or when the welding speed is relatively fast, the normal short circuit and the micro short circuit are mixedly generated. In such a case, the lengths of the short circuit period and the arc period are not correlated with the droplet size when the short circuit occurs. As a result, the method disclosed in
そこで、本発明は、通常短絡と微小短絡とが混在して発生するような溶接条件において、溶接中に外乱によって短絡発生時の溶滴サイズがばらついても、溶滴移行状態を安定に保ち、かつ、スパッタの発生量も少なくすることができる短絡期間の溶接電流制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is to maintain a stable droplet transfer state even if the droplet size at the occurrence of a short circuit varies due to disturbance during welding in a welding condition where a normal short circuit and a micro short circuit occur together. And it aims at providing the welding current control method of the short circuit period which can also reduce the generation amount of a sputter | spatter.
上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、
溶接ワイヤを送給すると共に、短絡期間とアーク期間とを交互に繰り返すアーク溶接にあって、前記短絡期間中は溶接電流をピーク値まで上昇させる短絡期間の溶接電流制御方法において、
前記短絡期間が予め定めた第1基準時間以上である短絡を通常短絡とし、前記第1基準時間未満である短絡を微小短絡として定義し、
前回の前記通常短絡が解除した時点から今回の前記通常短絡が発生した時点までの通常短絡間隔期間中の前記溶接ワイヤの溶融量と相関する指標を検出し、この指標に応じて今回の前記通常短絡における前記溶接電流の前記上昇の速度及び/又は前記ピーク値を変化させる、
ことを特徴とする短絡期間の溶接電流制御方法である。
In order to solve the above-described problems, the invention of
In the arc welding in which the welding wire is fed and the short circuit period and the arc period are alternately repeated, the welding current control method of the short circuit period in which the welding current is increased to the peak value during the short circuit period,
A short circuit in which the short circuit period is a predetermined first reference time or more is defined as a normal short circuit, and a short circuit that is less than the first reference time is defined as a micro short circuit,
An index that correlates with the melting amount of the welding wire during a normal short-circuit interval from the time when the previous normal short circuit is released to the time when the current normal short circuit occurs is detected, and the current normal is detected according to this index. Changing the rate of increase of the welding current and / or the peak value in a short circuit;
It is the welding current control method of the short circuit period characterized by this.
請求項2の発明は、前記指標が、前記通常短絡期間の時間長さである、
ことを特徴とする請求項1記載の短絡期間の溶接電流制御方法である。
In the invention of
The welding current control method for a short circuit period according to
請求項3の発明は、前記指標が、前記通常短絡間隔期間中の前記溶接電流の積分値である、
ことを特徴とする請求項1記載の短絡期間の溶接電流制御方法である。
In the invention of
The welding current control method for a short circuit period according to
請求項4の発明は、前記通常短絡の期間が前記第1基準時間よりも長い値に予め定めた第2基準時間以上になったときは前記溶接電流を前記ピーク値からさらに上昇させ、前記指標に応じて前記第2基準時間を変化させる、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の短絡期間の溶接電流制御方法である。
The invention according to
It is a welding current control method of the short circuit period of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
本発明によれば、通常短絡間隔期間中の溶接ワイヤの溶融量と相関する指標に応じて上昇速度及び/又はピーク値を適正化すると、溶滴移行状態を安定化することができ、かつ、スパッタ発生量も少なくすることができる。このために、本発明では、通常短絡と微小短絡とが混在して発生するような溶接条件において、溶接中に外乱によって短絡発生時の溶滴サイズがばらついても、溶滴移行状態を安定に保ち、かつ、スパッタの発生量も少なくすることができる。 According to the present invention, when the rising speed and / or peak value is optimized according to an index that correlates with the melting amount of the welding wire during the normal short-circuit interval, the droplet transfer state can be stabilized, and Sputter generation can also be reduced. For this reason, in the present invention, in a welding condition in which a normal short circuit and a micro short circuit occur together, even if the droplet size at the time of the short circuit varies due to disturbance during welding, the droplet transfer state is stabilized. And the amount of spatter generated can be reduced.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1に係る短絡期間の溶接電流制御方法を説明するための電圧・電流波形図である。同図(A)は溶接電圧Vwの時間変化を示し、同図(B)は溶接電流Iwの時間変化を示す。同図は、上述した図9と対応しており、同一の動作の説明については繰り返さない。以下、同図を参照して説明する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a voltage / current waveform diagram for explaining a welding current control method during a short-circuit period according to
以下の説明で使用される通常短絡及び微小短絡について定義する。通常短絡とは、短絡期間の長さが予め定めた第1基準時間Tf以上の短絡のことであり、短絡期間中にワイヤ先端の溶滴が溶融池に移行する。他方、微小短絡とは、短絡期間の長さが上記の第1基準時間Tf未満の短絡のことであり、ワイヤ先端の溶滴は溶融池に移行せずワイヤ先端にそのまま残留している。上記の第1基準時間Tfは、0.5〜1.5MS程度の範囲で設定される。この第1基準時間Tfは、溶接ワイヤ1の材質、直径、シールドガスの種類等に応じて、溶滴の移行を伴うか伴わないかのしきい値として実験によって適正値に設定される。
The normal short circuit and the micro short circuit used in the following description are defined. The normal short circuit is a short circuit in which the length of the short circuit period is equal to or longer than a predetermined first reference time Tf, and the droplet at the wire tip moves to the molten pool during the short circuit period. On the other hand, the micro short circuit is a short circuit in which the length of the short circuit period is less than the first reference time Tf, and the droplet at the wire tip does not move to the molten pool but remains as it is at the wire tip. The first reference time Tf is set in a range of about 0.5 to 1.5 MS. The first reference time Tf is set to an appropriate value by experiment as a threshold value with or without droplet transfer depending on the material, diameter, type of shield gas, and the like of the
同図において、時刻t1〜t2には通常短絡が発生し、時刻t21〜t22には微小短絡が発生し、時刻t23〜t24には微小短絡が発生し、時刻t3〜t4には通常短絡が発生している。すなわち、同図では、上述した図9において、前回の通常短絡の解除時点t2と今回の通常短絡の発生時点t3との間の期間(以下、通常短絡間隔期間Tbという)中に、2回の微小短絡が発生した場合である。 In the figure, a normal short circuit occurs at times t1 to t2, a micro short circuit occurs at times t21 to t22, a micro short circuit occurs at times t23 to t24, and a normal short circuit occurs at times t3 to t4. doing. That is, in FIG. 9, in the above-described FIG. 9, during the period between the previous normal short-circuit release time t2 and the current normal short-circuit occurrence time t3 (hereinafter referred to as the normal short-circuit interval period Tb), This is a case where a short-circuit occurs.
時刻t1〜t2及び時刻t3〜t4の通常短絡の期間中は、同図(A)に示すように、溶接電圧Vwは数V程度の短絡電圧値となり、同図(B)に示すように、溶接電流Iwは、予め定めた初期期間Ti中は予め定めた初期電流値Iiとなり、その後は予め定めた上昇速度Kで上昇し、予め定めたピーク値Ipに達するとその値を維持する。上記の初期期間Tiは上記の第1基準時間Tfに設定され、上記の初期電流値Iiは50A程度に設定される。 During the normal short-circuit period from time t1 to t2 and from time t3 to t4, as shown in FIG. 5A, the welding voltage Vw becomes a short-circuit voltage value of about several volts, and as shown in FIG. The welding current Iw becomes a predetermined initial current value Ii during a predetermined initial period Ti, thereafter increases at a predetermined rising speed K, and maintains that value when reaching a predetermined peak value Ip. The initial period Ti is set to the first reference time Tf, and the initial current value Ii is set to about 50A.
時刻t21〜t22及び時刻t23〜t24の微小短絡の期間中は、同図(A)に示すように、溶接電圧Vwは数V程度の短絡電圧値となり、同図(B)に示すように、溶接電流Iwは、上記の初期期間Ti中にアークが再発生するので上記の初期電流値Iiとなる。 As shown in the same figure (A), the welding voltage Vw becomes a short circuit voltage value of about several volts during the period of the micro short circuit of the time t21 to t22 and the time t23 to t24, and as shown in the same figure (B), The welding current Iw becomes the initial current value Ii because the arc is regenerated during the initial period Ti.
ここで、通常短絡が発生した時点における溶滴サイズのばらつきの原因を明らかにするために、短絡の発生状況と溶滴サイズとの関係を調査した。この結果、上記の通常短絡間隔期間Tb中に、微小短絡が発生したときは溶滴サイズが大きくなることが分かった。さらに、その微小短絡回数が多くなるほど、溶滴サイズも大きくなっていた。これは、微小短絡の発生回数が多くなるほど通常短絡間隔期間Tbが長くなり、かつ、微小短絡では溶滴は移行しないので、ワイヤ先端の溶融量が増加して溶滴サイズが大きくなるためである。 Here, in order to clarify the cause of the variation in droplet size at the time when the normal short circuit occurred, the relationship between the occurrence state of the short circuit and the droplet size was investigated. As a result, it was found that the droplet size increases when a micro short circuit occurs during the normal short circuit interval period Tb. Furthermore, the droplet size increased as the number of micro short-circuits increased. This is because, as the number of occurrences of micro short-circuits increases, the normal short-circuit interval period Tb becomes longer, and the droplet does not move in the micro short-circuit, so the amount of melt at the wire tip increases and the droplet size increases. .
従来技術では、通常短絡又は微小短絡に関わりなく、前回の短絡の解除時点と今回の通常短絡の発生時点との間の期間(直前のアーク期間)によって、通常短絡が発生した時点における溶滴サイズを検出していた。すなわち、同図において、前回の短絡の解除時点t24と今回の通常短絡の発生時点t3との間の期間(時刻t24〜t3の期間)によって、通常短絡の発生時点t3における溶滴サイズを検出していた。しかし、上述したように、この直前のアーク期間は、前回の短絡が微小短絡であるときには、溶滴サイズとは相関しない。 In the prior art, the droplet size at the time when the normal short-circuit occurred depending on the period between the time when the previous short-circuit was released and the time when this normal short-circuit occurred (previous arc period), regardless of whether it is a normal short circuit or a micro short circuit. Was detected. That is, in the same figure, the droplet size at the occurrence time t3 of the normal short-circuit is detected by the period (time t24 to t3) between the previous short-circuit release time t24 and the current normal short-circuit occurrence time t3. It was. However, as described above, the immediately preceding arc period does not correlate with the droplet size when the previous short circuit is a micro short circuit.
これに対して、本実施の形態では、微小短絡は無視して前回の通常短絡が解除された時点から今回の通常短絡が発生した時点までの通常短絡間隔期間Tb中の溶接ワイヤの溶融量と相関する指標を検出することによって、通常短絡発生時点における溶滴サイズを正確に検出している。この溶接ワイヤの溶融量と相関する指標としては、通常短絡間隔期間Tbの時間長さ又は通常短絡間隔期間Tb中の溶接電流の積分値を使用する。通常短絡間隔期間Tbの時間長さ及び通常短絡間隔期間Tb中の溶接電流の積分値が大きくなるほど、ワイヤ先端の溶融量が多くなり、ワイヤ先端粒径が大きくなる。 On the other hand, in the present embodiment, the amount of welding wire melted during the normal short-circuit interval Tb from the time when the previous normal short circuit is released to the time when the current normal short circuit occurs is ignored, ignoring the micro short circuit. Usually, the droplet size at the time of occurrence of a short circuit is accurately detected by detecting correlated indicators. As an index correlated with the melting amount of the welding wire, the time length of the normal short-circuit interval period Tb or the integrated value of the welding current during the normal short-circuit interval period Tb is used. As the time length of the normal short-circuit interval period Tb and the integrated value of the welding current during the normal short-circuit interval period Tb increase, the melting amount of the wire tip increases and the wire tip particle size increases.
通常短絡が発生した時点における溶滴サイズがばらついても、溶滴移行状態を安定化するためには、上述したように、上昇速度K及び/又はピーク値Ipを連動させて変化させる必要がある。すなわち、上述した通常短絡間隔期間Tb中の溶接ワイヤの溶融量と相関する指標が増加するのに伴い、上昇速度K及び/又はピーク値Ipを大きくすれば良い。 In order to stabilize the droplet transfer state even if the droplet size varies at the time when the normal short circuit occurs, it is necessary to change the rising speed K and / or the peak value Ip in conjunction with each other as described above. . That is, as the index correlating with the amount of melting of the welding wire during the above-described normal short-circuit interval Tb increases, the rising speed K and / or the peak value Ip may be increased.
図2は、通常短絡間隔期間の時間長さTb(ms)と上昇速度K(A/ms)及びピーク値Ip(A)との関係図の一例である。横軸は通常短絡間隔期間の時間長さTbを示し、20〜40msの範囲となっている。左の縦軸は、上昇速度Kを示し、0〜500A/msの範囲である。右の縦軸は、ピーク値Ipを示しており、300〜600Aの範囲である。同図は、溶接ワイヤの材質が鉄鋼であり、直径が1.2MMであり、シールドガスの種類が炭酸ガス100%であり、溶接電流平均値が200Aの場合である。 FIG. 2 is an example of a relationship diagram between the time length Tb (ms) of the normal short-circuit interval period, the rising speed K (A / ms), and the peak value Ip (A). The horizontal axis indicates the time length Tb of the normal short-circuit interval period, which is in the range of 20 to 40 ms. The left vertical axis shows the ascending speed K and is in the range of 0 to 500 A / ms. The right vertical axis indicates the peak value Ip, which is in the range of 300 to 600A. The figure shows the case where the welding wire is made of steel, the diameter is 1.2 MM, the type of shielding gas is 100% carbon dioxide, and the welding current average value is 200A.
実線で示す上昇速度Kは、Tb≦25msのときは200A/msとなり、Tbが25msから35msへと大きくなるのに伴い200A/msから400A/msまで大きくなり、Tb≧35msのときは400A/msとなる。破線で示すピーク値Ipは、Tb≦25msのときは400Aとなり、Tbが25msから35msへと大きくなるのに伴い400Aから500Aまで大きくなり、Tb≧35msのときは500Aとなる。 The rising speed K shown by the solid line is 200 A / ms when Tb ≦ 25 ms, increases from 200 A / ms to 400 A / ms as Tb increases from 25 ms to 35 ms, and 400 A / ms when Tb ≧ 35 ms. ms. The peak value Ip indicated by the broken line is 400 A when Tb ≦ 25 ms, increases from 400 A to 500 A as Tb increases from 25 ms to 35 ms, and becomes 500 A when Tb ≧ 35 ms.
溶接ワイヤの材質、直径、シールドガスの種類、溶接電流平均値(送給速度)等の溶接条件ごとに、同図のような関係を設定しておく。 The relationship as shown in the figure is set for each welding condition such as the material of the welding wire, the diameter, the type of shield gas, and the welding current average value (feeding speed).
図3は、通常短絡間隔期間Tb中の溶接電流Iwの積分値Si(A・ms)と上昇速度K(A/ms)及びピーク値Ip(A)との関係図の一例である。横軸は積分値Siを示し、4000〜8000A・msの範囲となっている。左の縦軸は、上昇速度Kを示し、0〜500A/msの範囲である。右の縦軸は、ピーク値Ipを示しており、300〜600Aの範囲である。同図は、溶接ワイヤの材質が鉄鋼であり、直径が1.2MMであり、シールドガスの種類が炭酸ガス100%であり、溶接電流平均値が200Aの場合である。 FIG. 3 is an example of a relationship diagram of the integrated value Si (A · ms), the rising speed K (A / ms), and the peak value Ip (A) of the welding current Iw during the normal short-circuit interval Tb. The horizontal axis represents the integrated value Si, which is in the range of 4000 to 8000 A · ms. The left vertical axis shows the ascending speed K and is in the range of 0 to 500 A / ms. The right vertical axis indicates the peak value Ip, which is in the range of 300 to 600A. The figure shows the case where the welding wire is made of steel, the diameter is 1.2 MM, the type of shielding gas is 100% carbon dioxide, and the welding current average value is 200A.
実線で示す上昇速度Kは、Si≦5000A・msのときは200A/msとなり、Siが5000A・msから7000A・msへと大きくなるのに伴い200A/msから400A/msまで大きくなり、Si≧7000A・msのときは400A/msとなる。破線で示すピーク値Ipは、Si≦5000A・msのときは400Aとなり、Siが5000A・msから7000A・msへと大きくなるのに伴い400Aから500Aまで大きくなり、Si≧7000A・msのときは500Aとなる。 The rising speed K indicated by the solid line is 200 A / ms when Si ≦ 5000 A · ms, and increases from 200 A / ms to 400 A / ms as Si increases from 5000 A · ms to 7000 A · ms, and Si ≧ At 7000 A · ms, it is 400 A / ms. The peak value Ip indicated by the broken line is 400 A when Si ≦ 5000 A · ms, and increases from 400 A to 500 A as Si increases from 5000 A · ms to 7000 A · ms, and when Si ≧ 7000 A · ms. 500A.
溶接ワイヤの材質、直径、シールドガスの種類、溶接電流平均値(送給速度)等の溶接条件ごとに、同図のような関係を設定しておく。 The relationship as shown in the figure is set for each welding condition such as the material of the welding wire, the diameter, the type of shield gas, and the welding current average value (feeding speed).
図4は、上述した本発明の実施の形態1に係る短絡期間の溶接電流制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。以下、同図を参照して、各ブロックについて説明する。
FIG. 4 is a block diagram of a welding power source for carrying out the above-described welding current control method during the short-circuit period according to
電源主回路PMは、3相200V等の商用電源(図示は省略)を入力として、後述する誤差増幅信号Eaに従ってインバータ制御等の出力制御を行い、溶接電圧Vw及び溶接電流Iwを出力する。この電源主回路PMは、図示は省略するが、商用電源を整流する1次整流器、整流された直流を平滑する平滑コンデンサ、平滑された直流を高周波交流に変換するインバータ回路、高周波交流を溶接に適した電圧値に降圧する高周波変圧器、降圧された高周波交流を直流に整流する2次整流器、整流された直流を平滑するリアクトル、上記の誤差増幅信号Eaを入力としてパルス幅変調制御を行い変調信号を出力する変調回路、変調信号を入力としてインバータ回路のスイッチング素子を駆動する駆動回路を備えている。 The power supply main circuit PM receives a commercial power supply (not shown) such as three-phase 200 V, performs output control such as inverter control according to an error amplification signal Ea described later, and outputs a welding voltage Vw and a welding current Iw. This power supply main circuit PM is omitted in the drawing, but a primary rectifier that rectifies commercial power, a smoothing capacitor that smoothes the rectified direct current, an inverter circuit that converts the smoothed direct current to high frequency alternating current, and high frequency alternating current for welding A high-frequency transformer that steps down the voltage to an appropriate voltage value, a secondary rectifier that rectifies the stepped-down high-frequency alternating current to direct current, a reactor that smoothes the rectified direct current, and pulse width modulation control using the above error amplification signal Ea as input. A modulation circuit that outputs a signal and a drive circuit that drives the switching element of the inverter circuit with the modulation signal as an input are provided.
溶接ワイヤ1は、送給モータ(図示は省略)に結合された送給ロール5の回転によって溶接トーチ4内を送給されて、母材2との間にアーク3が発生する。溶接ワイヤ1と母材2との間には溶接電圧Vwが印加し、アーク3中を溶接電流Iwが通電する。同図において、溶接ワイヤの送給を制御する回路については、図示は省略している。
The
電流検出回路IDは、上記の溶接電流Iwを検出して、電流検出信号Idを出力する。電圧検出回路VDは、上記の溶接電圧Vwを検出して、電圧検出信号Vdを出力する。電圧設定回路VRは、アーク期間Ta中の溶接電圧Vw(アーク電圧)を設定するための予め定めた電圧設定信号Vrを出力する。 The current detection circuit ID detects the welding current Iw and outputs a current detection signal Id. The voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw and outputs a voltage detection signal Vd. The voltage setting circuit VR outputs a predetermined voltage setting signal Vr for setting the welding voltage Vw (arc voltage) during the arc period Ta.
短絡判別回路SDは、上記の電圧検出信号Vdを入力として、この値が予め定めたしきい値未満であるときはHighレベルとなる短絡判別信号Sdを出力する。この短絡判別信号SdがHighレベルのときは短絡期間であり、Lowレベルのときはアーク期間である。しきい値は、10V程度に設定される。 The short circuit determination circuit SD receives the voltage detection signal Vd as described above, and outputs a short circuit determination signal Sd having a high level when this value is less than a predetermined threshold value. When the short circuit determination signal Sd is at a high level, it is a short circuit period, and when it is at a low level, it is an arc period. The threshold is set to about 10V.
第1基準時間設定回路TFRは、予め定めた第1基準時間設定信号Tfrを出力する。指標検出回路HDは、この第1基準時間設定信号Tfr、上記の短絡判別信号Sd及び上記の電流検出信号Idを入力として、以下の処理を行ない、指標検出信号Hdを出力する。
1)短絡判別信号SdがHighレベル(短絡)に変化すると、そのHighレベルの期間長さが第1基準時間設定信号Tfrの値以上であるときは通常短絡が発生したと判別し、未満のときは微小短絡が発生したと判別する。
2)通常短絡の発生を判別した後に、短絡判別信号SdがLowレベルに変化したことによって通常短絡の解除を判別すると、通常短絡間隔期間の計時及び電流検出信号Idの積分を開始し、その後に通常短絡の発生を判別すると、計時及び積分を停止する。
3)通常短絡の発生を判別すると、上記の計時値を通常短絡間隔期間の時間長さTbとし、上記の積分値を通常短絡間隔期間中の溶接電流の積分値Siとする。
4)上記の通常短絡間隔期間の時間長さTb又は上記の通常短絡間隔期間中の溶接電流の積分値Siのどちらかを選択して、指標検出信号Hdとして出力する。
The first reference time setting circuit TFR outputs a predetermined first reference time setting signal Tfr. The index detection circuit HD receives the first reference time setting signal Tfr, the short circuit determination signal Sd, and the current detection signal Id, performs the following processing, and outputs the index detection signal Hd.
1) When the short circuit determination signal Sd changes to a high level (short circuit), it is determined that a normal short circuit has occurred if the period length of the high level is equal to or greater than the value of the first reference time setting signal Tfr. Determines that a small short circuit has occurred.
2) After determining the occurrence of the normal short circuit, when the short circuit determination signal Sd is changed to the low level and it is determined that the normal short circuit is released, the time measurement of the normal short circuit interval period and the integration of the current detection signal Id are started. When the occurrence of a short circuit is determined, the timing and integration are stopped.
3) When the occurrence of the normal short circuit is determined, the above measured value is set as the time length Tb of the normal short circuit interval period, and the above integrated value is set as the integrated value Si of the welding current during the normal short circuit interval period.
4) Either the time length Tb of the normal short-circuit interval period or the integration value Si of the welding current during the normal short-circuit interval period is selected and output as the index detection signal Hd.
初期期間設定回路TIRは、上記の第1基準時間設定信号Tfrを入力として、この値と同一値に予め定めた初期期間設定信号Tirを出力する。初期電流設定回路IIRは、予め定めた初期電流設定信号Iirを出力する。 The initial period setting circuit TIR receives the first reference time setting signal Tfr, and outputs an initial period setting signal Tir that is predetermined to the same value. The initial current setting circuit IIR outputs a predetermined initial current setting signal Iir.
上昇速度設定回路KRは、上記の指標検出信号Hdを入力として、図2又は図3で上述したように、予め定めた関数によって算出された上昇速度設定信号Krを出力する。 The ascending speed setting circuit KR receives the index detection signal Hd as described above and outputs the ascending speed setting signal Kr calculated by a predetermined function as described above with reference to FIG. 2 or FIG.
ピーク値設定回路IPRは、上記の指標検出信号Hdを入力として、図2又は図3で上述したように、予め定めた関数によって算出されたピーク値設定信号Iprを出力する。 The peak value setting circuit IPR receives the index detection signal Hd as described above and outputs the peak value setting signal Ipr calculated by a predetermined function as described above with reference to FIG.
電流設定回路IRは、上記の初期期間設定信号Tir、上記の初期電流設定信号Iir、上記の上昇速度設定信号Kr、上記のピーク値設定信号Ipr及び上記の短絡判別信号Sdを入力として、以下の処理を行い、電流設定信号Irを出力する。
1)短絡判別信号SdがHighレベル(短絡)に変化した時点から初期期間設定信号Tirによって定まる期間中は、初期電流設定信号Iirの値を電流設定信号Irとして出力する。
2)その後は、電流設定信号Irの値を初期電流設定信号Iirの値から上昇速度設定信号Krによって定まる上昇速度で上昇させる。
3)電流設定信号Irの値がピーク値設定信号Iprの値と等しくなった時点で、ピーク値設定信号Iprの値を電流設定信号Irとして出力する。この状態を次の短絡が発生するまで維持する。
The current setting circuit IR receives the initial period setting signal Tir, the initial current setting signal Iir, the rising speed setting signal Kr, the peak value setting signal Ipr, and the short circuit determination signal Sd as follows. Processing is performed to output a current setting signal Ir.
1) The value of the initial current setting signal Iir is output as the current setting signal Ir during a period determined by the initial period setting signal Tir from the time when the short circuit determination signal Sd changes to the High level (short circuit).
2) Thereafter, the value of the current setting signal Ir is increased from the value of the initial current setting signal Iir at a rising speed determined by the rising speed setting signal Kr.
3) When the value of the current setting signal Ir becomes equal to the value of the peak value setting signal Ipr, the value of the peak value setting signal Ipr is output as the current setting signal Ir. This state is maintained until the next short circuit occurs.
電流誤差増幅回路EIは、上記の電流設定信号Ir(+)と上記の電流検出信号Id(−)との誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Eiを出力する。電圧誤差増幅回路EVは、上記の電圧設定信号Vr(+)と電圧検出信号Vd(−)との誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Evを出力する。制御切換回路SWは、上記の電流誤差増幅信号Ei、上記の電圧誤差増幅信号Ev及び上記の短絡判別信号Sdを入力として、短絡判別信号SdがHighレベル(短絡)のときは電流誤差増幅信号Eiを誤差増幅信号Eaとして出力し、Lowレベル(アーク)のときは電圧誤差増幅信号Evを誤差増幅信号Eaとして出力する。この回路により、短絡期間中は定電流制御となり、アーク期間中は定電圧制御となる。 The current error amplification circuit EI amplifies an error between the current setting signal Ir (+) and the current detection signal Id (−) and outputs a current error amplification signal Ei. The voltage error amplification circuit EV amplifies an error between the voltage setting signal Vr (+) and the voltage detection signal Vd (−) and outputs a voltage error amplification signal Ev. The control switching circuit SW receives the current error amplification signal Ei, the voltage error amplification signal Ev, and the short circuit determination signal Sd, and when the short circuit determination signal Sd is at a high level (short circuit), the current error amplification signal Ei. Is output as the error amplification signal Ea, and when the level is low (arc), the voltage error amplification signal Ev is output as the error amplification signal Ea. This circuit provides constant current control during the short circuit period and constant voltage control during the arc period.
上述した実施の形態1によれば、前回の通常短絡が解除した時点から今回の通常短絡が発生した時点までの通常短絡間隔期間中の溶接ワイヤの溶融量と相関する指標(通常短絡間隔期間の時間長さ又は溶接電流の積分値)を検出し、この指標に応じて今回の通常短絡における溶接電流の上昇速度及び/又はピーク値を変化させる。この指標が大きくなるほど、通常短絡が発生した時点における溶滴サイズが大きくなる。したがって、この指標に応じて上昇速度及び/又はピーク値を適正化すると、溶滴移行状態を安定化することができ、かつ、スパッタ発生量も少なくすることができる。このために、本実施の形態では、通常短絡と微小短絡とが混在して発生するような溶接条件において、溶接中に外乱によって短絡発生時の溶滴サイズがばらついても、溶滴移行状態を安定に保ち、かつ、スパッタの発生量も少なくすることができる。 According to the first embodiment described above, the index (normal short circuit interval period) is correlated with the melting amount of the welding wire during the normal short circuit interval period from the time when the previous normal short circuit is released to the time when the current normal short circuit occurs. The time length or the integration value of the welding current) is detected, and the rising speed and / or peak value of the welding current in this normal short circuit is changed according to this index. The larger this index, the larger the droplet size at the time when a normal short circuit occurs. Therefore, if the rising speed and / or peak value is optimized according to this index, the droplet transfer state can be stabilized and the amount of spatter generated can be reduced. For this reason, in the present embodiment, in a welding condition in which a normal short circuit and a micro short circuit are mixed, even if the droplet size at the occurrence of the short circuit varies due to disturbance during welding, the droplet transfer state is maintained. It can be kept stable and the amount of spatter generated can be reduced.
[実施の形態2]
実施の形態2では、実施の形態1に加えて、通常短絡の期間が第2基準時間Tc以上になったときは溶接電流Iwをピーク値Ipからさらに上昇させ、上記の指標検出信号Hdに応じて第2基準時間Tcを変化させる。
[Embodiment 2]
In the second embodiment, in addition to the first embodiment, when the period of the normal short circuit becomes equal to or longer than the second reference time Tc, the welding current Iw is further increased from the peak value Ip, and according to the index detection signal Hd. To change the second reference time Tc.
図5は、本発明の実施の形態2に係る短絡期間の溶接電流制御方法を説明するための電圧・電流波形図である。同図(A)は溶接電圧Vwの時間変化を示し、同図(B)は溶接電流Iwの時間変化を示す。同図は、上述した図1と対応しており、時刻t33〜t4の期間以外の動作は同一であるので、それらの説明は繰り返さない。以下、同図を参照して、時刻t33〜t4の期間の動作について説明する。
FIG. 5 is a voltage / current waveform diagram for explaining the welding current control method during the short-circuit period according to
時刻t3〜t4の通常短絡の期間中は、同図(A)に示すように、溶接電圧Vwは数V程度の短絡電圧値となる。そして、同図(B)に示すように、溶接電流Iwは、時刻t3〜t31の初期期間Ti中は初期電流値Iiとなり、その後は上昇速度Kで上昇し、時刻t32にピーク値Ipに達するとその値を維持し、短絡期間の長さが予め定めた第2基準時間Tcに達する時刻t33において短絡強制解除電流値Ikまで上昇し、その値をアークが再発生する時刻t4まで維持する。第1基準時間Tb<第2基準時間Tcであり、ピーク値Ip<短絡強制解除電流値Ikである。短絡強制解除電流値Ikは、600〜700A程度に設定される。 During the normal short-circuit period from time t3 to t4, the welding voltage Vw becomes a short-circuit voltage value of about several volts as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 5B, the welding current Iw becomes the initial current value Ii during the initial period Ti from time t3 to t31, thereafter increases at the rising speed K, and reaches the peak value Ip at time t32. Then, this value is maintained, and at time t33 when the length of the short-circuit period reaches a predetermined second reference time Tc, the value is increased to the short-circuit forced release current value Ik, and this value is maintained until time t4 when the arc is regenerated. The first reference time Tb <the second reference time Tc, and the peak value Ip <the short-circuit forced release current value Ik. The short circuit forced release current value Ik is set to about 600 to 700A.
溶接電流Iwを短絡強制解除電流値Ikまで上昇させる理由は、以下の通りである。すなわち、短絡期間が第2基準時間Tcを超えてもアークが再発生しない場合には、このまま放置しておくと短絡期間が数十msとなり溶接状態が不安定になるおそれがあるためである。短絡期間が第2基準時間Tcを超えた場合には、溶接電流Iwをさらに上昇させて一刻も早く短絡を解除させてアークを再発生させる必要があるためである。 The reason why the welding current Iw is increased to the short-circuit forced release current value Ik is as follows. That is, if the arc is not regenerated even if the short-circuit period exceeds the second reference time Tc, the short-circuit period may be several tens of ms and the welded state may become unstable if left as it is. This is because when the short-circuit period exceeds the second reference time Tc, it is necessary to further increase the welding current Iw to cancel the short-circuit as soon as possible to regenerate the arc.
この第2基準時間Tcについても、上記の指標検出信号Hdに応じてその値を変化させることによって、溶滴移行状態を安定化させ、かつ、スパッタ発生量を少なくすることができる。 Also for the second reference time Tc, by changing the value according to the index detection signal Hd, the droplet transfer state can be stabilized and the amount of spatter generated can be reduced.
図6は、通常短絡間隔期間の時間長さTb(ms)と第2基準時間Tc(ms)との関係図の一例である。横軸は通常短絡間隔期間の時間長さTbを示し、20〜40msの範囲となっている。縦軸は、第2基準時間Tcを示し、0〜10msの範囲である。同図は、溶接ワイヤの材質が鉄鋼であり、直径が1.2MMであり、シールドガスの種類が炭酸ガス100%であり、溶接電流平均値が200Aの場合である。 FIG. 6 is an example of a relationship diagram between the time length Tb (ms) of the normal short-circuit interval period and the second reference time Tc (ms). The horizontal axis indicates the time length Tb of the normal short-circuit interval period, which is in the range of 20 to 40 ms. The vertical axis represents the second reference time Tc and is in the range of 0 to 10 ms. The figure shows the case where the welding wire is made of steel, the diameter is 1.2 MM, the type of shielding gas is 100% carbon dioxide, and the welding current average value is 200A.
第2基準時間Tcは、Tb≦25msのときは8msとなり、Tbが25msから35msへと大きくなるのに伴い8msから5msまで小さくなり、Tb≧35msのときは5msとなる。 The second reference time Tc is 8 ms when Tb ≦ 25 ms, decreases from 8 ms to 5 ms as Tb increases from 25 ms to 35 ms, and 5 ms when Tb ≧ 35 ms.
溶接ワイヤの材質、直径、シールドガスの種類、溶接電流平均値(送給速度)等の溶接条件ごとに、同図のような関係を設定しておく。 The relationship as shown in the figure is set for each welding condition such as the material of the welding wire, the diameter, the type of shield gas, and the welding current average value (feeding speed).
図7は、通常短絡間隔期間Tb中の溶接電流の積分値Si(A・ms)と第2基準時間Tc(ms)との関係図の一例である。横軸は積分値Siを示し、4000〜8000A・msの範囲となっている。縦軸は、第2基準時間Tcを示し、0〜10msの範囲である。同図は、溶接ワイヤの材質が鉄鋼であり、直径が1.2MMであり、シールドガスの種類が炭酸ガス100%であり、溶接電流平均値が200Aの場合である。 FIG. 7 is an example of a relationship diagram between the integrated value Si (A · ms) of the welding current and the second reference time Tc (ms) during the normal short-circuit interval period Tb. The horizontal axis represents the integrated value Si, which is in the range of 4000 to 8000 A · ms. The vertical axis represents the second reference time Tc and is in the range of 0 to 10 ms. The figure shows the case where the welding wire is made of steel, the diameter is 1.2 MM, the type of shielding gas is 100% carbon dioxide, and the welding current average value is 200A.
第2基準時間Tcは、Si≦5000A・msのときは8msとなり、Siが5000A・msから7000A・msへと大きくなるのに伴い8msから5msまで小さくなり、Si≧7000A・msのときは5msとなる。 The second reference time Tc is 8 ms when Si ≦ 5000 A · ms, decreases from 8 ms to 5 ms as Si increases from 5000 A · ms to 7000 A · ms, and 5 ms when Si ≧ 7000 A · ms. It becomes.
溶接ワイヤの材質、直径、シールドガスの種類、溶接電流平均値(送給速度)等の溶接条件ごとに、同図のような関係を設定しておく。 The relationship as shown in the figure is set for each welding condition such as the material of the welding wire, the diameter, the type of shield gas, and the welding current average value (feeding speed).
図8は、上述した本発明の実施の形態2に係る短絡期間の溶接電流制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。同図は上述した図4と対応しており、同一ブロックには同一符号を付して、それらの説明は繰り返さない。同図は、図4に第2基準時間設定回路TCR及び短絡強制解除電流設定回路IKRを追加し、図4の電流設定回路IRを第2電流設定回路IR2に置換したものである。以下、同図を参照して、これらのブロックについて説明する。
FIG. 8 is a block diagram of a welding power source for carrying out the above-described welding current control method during the short-circuit period according to
第2基準時間設定回路TCRは、指標検出信号Hdを入力として、図6又は図7で上述したように、予め定めた関数によって算出された第2基準時間設定信号Tcrを出力する。 The second reference time setting circuit TCR receives the index detection signal Hd and outputs the second reference time setting signal Tcr calculated by a predetermined function as described above with reference to FIG. 6 or FIG.
短絡強制解除電流設定回路IKRは、予め定めた短絡共生解除電流設定信号Ikrを出力する。 The short-circuit forced release current setting circuit IKR outputs a predetermined short-circuit symbiosis release current setting signal Ikr.
第2電流設定回路IR2は、初期期間設定信号Tir、初期電流設定信号Iir、上昇速度設定信号Kr、ピーク値設定信号Ipr、短絡判別信号Sd、上記の第2基準時間設定信号Tcr及び上記の短絡強制解除電流設定信号Ikrを入力として、以下の処理を行い、電流設定信号Irを出力する。
1)短絡判別信号SdがHighレベル(短絡)に変化した時点から初期期間設定信号Tirによって定まる期間中は、初期電流設定信号Iirの値を電流設定信号Irとして出力する。
2)その後は、電流設定信号Irの値を初期電流設定信号Iirの値から上昇速度設定信号Krによって定まる上昇速度で上昇させる。
3)電流設定信号Irの値がピーク値設定信号Iprの値と等しくなった時点で、ピーク値設定信号Iprの値を電流設定信号Irとして出力する。
4)短絡判別信号SdがHighレベルに変化した時点からの経過時間が第2基準時間設定信号Tcrの値に達した時点で、短絡強制解除電流設定信号Ikrの値を電流設定信号Irとして出力する。この状態を次の短絡が発生するまで維持する。
The second current setting circuit IR2 includes an initial period setting signal Tir, an initial current setting signal Iir, an ascending speed setting signal Kr, a peak value setting signal Ipr, a short circuit determination signal Sd, the second reference time setting signal Tcr, and the short circuit. The following process is performed with the forced release current setting signal Ikr as an input, and the current setting signal Ir is output.
1) The value of the initial current setting signal Iir is output as the current setting signal Ir during a period determined by the initial period setting signal Tir from the time when the short circuit determination signal Sd changes to the High level (short circuit).
2) Thereafter, the value of the current setting signal Ir is increased from the value of the initial current setting signal Iir at a rising speed determined by the rising speed setting signal Kr.
3) When the value of the current setting signal Ir becomes equal to the value of the peak value setting signal Ipr, the value of the peak value setting signal Ipr is output as the current setting signal Ir.
4) When the elapsed time from when the short circuit determination signal Sd changes to the High level reaches the value of the second reference time setting signal Tcr, the value of the short circuit forced release current setting signal Ikr is output as the current setting signal Ir. . This state is maintained until the next short circuit occurs.
上述した実施の形態2によれば、通常短絡の期間が第2基準時間以上になったときは、溶接電流をピーク値からさらに上昇させ、通常短絡間隔期間中の溶接ワイヤの溶融量と相関する指標に応じて第2基準時間を変化させるものである。これにより、実施の形態1の効果に加えて、短絡期間が長くなり強制的に短絡を解除する必要がある場合においても、強制解除に移行する第2基準時間を、通常短絡間隔期間中の溶接ワイヤの溶融量と相関する指標に応じて適正化しているので、溶滴移行状態が不安定になるのを抑制することができる。 According to the second embodiment described above, when the normal short-circuit period is equal to or longer than the second reference time, the welding current is further increased from the peak value, and is correlated with the amount of melting of the welding wire during the normal short-circuit interval period. The second reference time is changed according to the index. Thereby, in addition to the effect of the first embodiment, even when the short circuit period becomes long and it is necessary to forcibly cancel the short circuit, the second reference time for shifting to the compulsory cancellation is set to the welding during the normal short circuit interval period. Since the optimization is made in accordance with the index correlating with the melting amount of the wire, it is possible to suppress the droplet transfer state from becoming unstable.
上記においては、指標に応じて第2基準時間Tcが変化する場合であるが、短絡強制解除電流Ikを変化させるようにしても良い。 In the above, the second reference time Tc changes according to the index, but the short-circuit forced release current Ik may be changed.
1 溶接ワイヤ
2 母材
3 アーク
4 溶接トーチ
5 送給ロール
EI 電流誤差増幅回路
Ei 電流誤差増幅信号
EV 電圧誤差増幅回路
Ev 電圧誤差増幅信号
HD 指標検出回路
Hd 指標検出信号
ID 電流検出回路
Id 電流検出信号
Ii 初期電流値
IIR 初期電流設定回路
Iir 初期電流設定信号
Ik 短絡強制解除電流
IKR 短絡強制解除電流設定回路
Ikr 短絡強制解除電流設定信号
Ip ピーク値
IPR ピーク値設定回路
Ipr ピーク値設定信号
IR 電流設定回路
Ir 電流設定信号
IR2 第2電流設定回路
Iw 溶接電流
K 上昇速度
KR 上昇速度設定回路
Kr 上昇速度設定信号
PM 電源主回路
SD 短絡判別回路
Sd 短絡判別信号
Si 積分値
SW 制御切換回路
Ta アーク期間
Tb 通常短絡間隔期間
Tc 第2基準時間
TCR 第2基準時間設定回路
Tcr 第2基準時間設定信号
Tf 第1基準時間
TFR 第1基準時間設定回路
Tfr 第1基準時間設定信号
Ti 初期期間
TIR 初期期間設定回路
Tir 初期期間設定信号
Ts 短絡期間
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
VR 電圧設定回路
Vr 電圧設定信号
Vw 溶接電圧
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記短絡期間が予め定めた第1基準時間以上である短絡を通常短絡とし、前記第1基準時間未満である短絡を微小短絡として定義し、
前回の前記通常短絡が解除した時点から今回の前記通常短絡が発生した時点までの通常短絡間隔期間中の前記溶接ワイヤの溶融量と相関する指標を検出し、この指標に応じて今回の前記通常短絡における前記溶接電流の前記上昇の速度及び/又は前記ピーク値を変化させる、
ことを特徴とする短絡期間の溶接電流制御方法。 In the arc welding in which the welding wire is fed and the short circuit period and the arc period are alternately repeated, the welding current control method of the short circuit period in which the welding current is increased to the peak value during the short circuit period,
A short circuit in which the short circuit period is a predetermined first reference time or more is defined as a normal short circuit, and a short circuit that is less than the first reference time is defined as a micro short circuit,
An index that correlates with the melting amount of the welding wire during a normal short-circuit interval from the time when the previous normal short circuit is released to the time when the current normal short circuit occurs is detected, and the current normal is detected according to this index. Changing the rate of increase of the welding current and / or the peak value in a short circuit;
A method for controlling a welding current during a short-circuit period.
ことを特徴とする請求項1記載の短絡期間の溶接電流制御方法。 The indicator is the time length of the normal short-circuit period,
The welding current control method for a short-circuit period according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1記載の短絡期間の溶接電流制御方法。 The indicator is an integral value of the welding current during the normal short-circuit interval;
The welding current control method for a short-circuit period according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の短絡期間の溶接電流制御方法。 When the period of the normal short circuit is equal to or longer than a second reference time set to a value longer than the first reference time, the welding current is further increased from the peak value, and the second reference is determined according to the index. Change the time,
The welding current control method for a short-circuit period according to any one of claims 1 to 3.
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