JP3990151B2 - アークスタート制御方法 - Google Patents
アークスタート制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3990151B2 JP3990151B2 JP2001388663A JP2001388663A JP3990151B2 JP 3990151 B2 JP3990151 B2 JP 3990151B2 JP 2001388663 A JP2001388663 A JP 2001388663A JP 2001388663 A JP2001388663 A JP 2001388663A JP 3990151 B2 JP3990151 B2 JP 3990151B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- time
- feed
- speed
- arc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Arc Welding Control (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、正逆回転が可能なワイヤ送給モータによって、溶接ワイヤを母材へ前進送給及び後退送給してアークスタートさせる消耗電極アーク溶接のアークスタート制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ワイヤ送給モータを正回転させて溶接ワイヤを母材へ前進送給し、溶接ワイヤが母材に接触したことを判別するとワイヤ送給モータを逆回転させて溶接ワイヤを母材から後退送給し、同時に予め定めた小電流値の初期電流を通電し、上記の後退送給によって溶接ワイヤが母材から離れて初期アークが発生すると溶接ワイヤを再前進送給し、同時に定常の溶接電流を通電して、初期アーク発生状態から定常のアーク発生状態へと移行させる消耗電極アーク溶接のアークスタート制御方法(一般的には、リトラクトアークスタート方法と呼ばれる)が従来から知られている。以下、この従来技術のアークスタート制御方法について、図面を参照して説明する。
【0003】
図1は、従来技術のアーク溶接装置の構成図である。以下、同図を参照して説明する。
溶接電源装置PSは、外部に設けられた溶接開始回路STから溶接開始信号Stが入力されると、アークを発生させるための溶接電圧Vw及び溶接電流Iwを出力すると共に、溶接ワイヤ1の送給を制御するための送給制御信号Fcをワイヤ送給モータWMへ出力する。溶接ワイヤ1は、ワイヤ送給モータWMと直結した送給ロール5によって、溶接トーチ4内を通って送給される。ワイヤ送給モータWMが正回転すると溶接ワイヤ1は母材2へ前進送給され、逆回転すると溶接ワイヤ1は母材2から離れる方向に後退送給される。上記の溶接電源装置PSから出力される溶接電圧Vwは、溶接トーチ4の先端に取り付けられたコンタクトチップ4aによって溶接ワイヤ1に給電される。溶接ワイヤ1と母材2との間が接触(短絡)状態又はアーク3発生状態にあるときは溶接電流Iwが通電する。他方、溶接ワイヤ1と母材2とが離れていてアーク3も発生していない無負荷状態のときは溶接電圧Vwは最大値の無負荷電圧となり、溶接電流Iwは通電しない。また、溶接ワイヤ1の先端と母材2との最短距離がワイヤ先端・母材間距離Lw[mm]となる。したがって、アーク3発生中のワイヤ先端・母材間距離Lwはアーク長と略等しくなる。
【0004】
図2は、上述した溶接装置の各信号のタイミングチャートであり、図3は溶接トーチの長さが0.3[m]と短い場合の溶接トーチ内の溶接ワイヤの送給状態を示す図である。同図(A)は溶接開始信号Stの時間変化を示し、同図(B)は送給制御信号Fcの時間変化を示し、同図(C)は溶接電圧Vwの時間変化を示し、同図(D)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(E)はワイヤ先端・母材間距離Lwの時間変化を示す。また、図3(F1)は時刻t2直前の、(F2)は時刻t3直前の、(F3)は時刻t4の、(F4)は時刻t5の各時刻における溶接ワイヤの送給状態を示す。以下、同図及び図3を参照して説明する。
【0005】
▲1▼ 時刻t1〜t2の期間(前進送給期間)
時刻t1において、同図(A)に示すように、溶接開始信号Stが入力(Highレベル)されると、同図(B)に示すように、送給制御信号Fcは正の値の初期送給速度設定値Fsiとなり、溶接ワイヤは母材へ初期送給速度で前進送給される。なお、送給制御信号Fcが正の値のときは前進送給となり、負の値のときは後退送給となる。また、時刻t1〜t4の期間中の溶接電源装置の外部特性は、後述する初期電流Isを通電するために定電流特性又は垂下特性に出力制御される。しかし、時刻t1〜t2の本期間中は、溶接ワイヤと母材との間は無負荷状態にあるために、同図(C)に示すように、溶接電圧Vwは無負荷電圧Vnlとなり、同図(D)に示すように、溶接電流Iwは通電しない。一方、同図(E)に示すように、ワイヤ先端・母材間距離Lwは、前進送給によって時間経過と共に次第に短くなる。
また、図3(F1)に示すように、この期間中は送給ロール5は正回転して溶接ワイヤ1は溶接トーチ4内に挿入されたライナ4b内を前進送給され、ワイヤ先端は次第に母材へと接近する。このときに、2つの送給ロール5の加圧点P1から溶接ワイヤ1に前進送給の推進力が働く。他方、コンタクトチップ4a内部の給電点P2から溶接ワイヤ1に安定した給電を行うために、給電点P2の接触抵抗は大きくなるように設計されている。このために、溶接ワイヤ1には加圧点P1で推進力が働き、給電点P2で抵抗力が働くことになり、加圧点P1と給電点P2との間(溶接トーチ長さに相当)で溶接ワイヤ1は左右に何回も曲がった状態(以下、溶接ワイヤの遊び分という)で前進送給されることになる。したがって、溶接トーチ長さに比例して、溶接ワイヤの遊び分は長くなる。
【0006】
▲2▼ 時刻t2〜t3の期間(後退送給期間)
時刻t2において、上記▲1▼項の前進送給によって溶接ワイヤが母材に接触して、同図(C)に示すように、溶接電圧Vwが予め定めた基準電圧値Vth[V]以下の短絡電圧値に変化すると、同図(B)に示すように、送給制御信号Fcは負の値の後退送給速度設定値Fsrとなり、溶接ワイヤは母材から後退送給速度で後退送給される。同時に、同図(D)に示すように、前述した定電流特性又は垂下特性によって予め定めた小電流値の初期電流Isが通電する。この初期電流Isの値は、数[A]〜数十[A]程度の小電流値に設定される。
一方、時刻t2において、ワイヤ送給モータは正回転(前進送給)から逆回転(後退送給)へと切り換えられるが、この正逆反転のための遅れ時間(以下、モータ反転遅れ時間という)の間は、溶接ワイヤは慣性によって前進送給が継続される。ただし、溶接ワイヤは既に母材と接触しているために、その接触状態を維持することになる。その後、図3(F2)に示すように、ワイヤ送給モータの逆回転によって溶接ワイヤ1には加圧点P1から後退送給のための推進力が働くが、給電点P2の接触抵抗のために、溶接ワイヤの遊び分が後退送給されて加圧点P1と給電点P2との間の溶接ワイヤの曲がりがなくなり略直線になるまでの遅れ時間(以下、遊び分送給遅れ時間という)の間は、ワイヤ先端は移動しない。したがって、時刻t2の後退送給への切り換え時点から、上記のモータ反転遅れ時間が経過し、さらに上記の遊び分送給遅れ時間が経過するまでの時刻t3までは、同図(E)に示すように、ワイヤ先端は移動しないために、ワイヤ先端・母材間距離Lwは0[mm]のままである。
【0007】
▲3▼ 時刻t3〜t4の期間(後退送給期間)
時刻t3直後において、上記▲2▼項の後退送給によって溶接ワイヤと母材とが離れると、上記の初期電流Isが通電する初期アーク3aが発生する。初期アーク3aが発生すると、同図(C)に示すように、溶接電圧Vwは上記の基準電圧値Vthを超えるアーク電圧値となる。この初期アーク発生時点の時刻t3から予め定めた遅延時間Tdが経過する時刻t4までの期間は、後退送給が継続されるので、同図(E)に示すように、初期アーク3aのアーク長(ワイヤ先端・母材間距離Lw)は次第に長くなる。上記の遅延時間Tdを設ける理由は、初期アーク3aの発生直後に次の▲4▼項で説明する再前進送給を開始すると、再び接触状態になるおそれがあるためである。ただし、再前進送給開始時にも、前述したモータ反転遅れ時間及び遊び分送給遅れ時間が発生するために、上記の遅延時間Tdをわざわざ設ける必要がない場合もある。
【0008】
▲4▼ 時刻t4〜t5の期間(再前進送給期間)
時刻t4において、上記の遅延時間Tdが経過すると、同図(B)に示すように、送給制御信号Fcは正の値の定常送給速度設定値Fsとなり、溶接ワイヤは定常送給速度で再前進送給される。同時に、溶接電源装置の外部特性は、予め定めた電圧設定値Vsに相当する定電圧特性に出力制御されるので、同図(C)に示すように、溶接電圧Vwはこの電圧設定値Vsに相当する電圧値となると共に、同図(D)に示すように、定常の溶接電流Icが通電する。
一方、図3(F3)に示すように、時刻t4においてワイヤ送給モータは逆回転(後退送給)から正回転(再前進送給)に切り換えられるが、前述したように、時刻t4からモータ反転遅れ時間が経過するまでの期間は、慣性によって溶接ワイヤ1の後退送給が継続されるために、同図(E)に示すように、アーク長(ワイヤ先端・母材間距離Lw)は長くなり続ける。さらに、その後、遊び分送給遅れ時間が経過するまでの時刻t5までの期間は、溶接ワイヤ1は再前進送給されるが、図3(F4)に示すように、溶接ワイヤ1の遊び分を送給するまではワイヤ先端は移動しない。しかし、同図(D)に示すように、この時点では初期電流Isよりも大きな値の定常の溶接電流Icが通電しているために、その通電による溶融によって、同図(E)に示すように、アーク長Lwは長くなり続けて、時刻t5において、最大アーク長Lp1[mm]に達する。すなわち、時刻t4〜t5の再前進送給時遅れ時間Ta1の間は、アーク長Lwは長くなり続けることになる。
【0009】
▲5▼ 時刻t5以降の期間(定常送給期間)
時刻t5において、前述した再前進送給時遅れ時間Ta1が経過すると、溶接ワイヤの送給速度は略定常送給速度になるので、同図(E)に示すように、収束時間Tb1の経過後に定常のアーク長Lc[mm]に収束し、定常のアーク3発生状態となる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
図2で前述したように、溶接トーチ長さが0.3[m]程度と短い場合の再前進送給時遅れ時間Ta1は、例えばモータ反転遅れ時間が10[ms]程度であり、遊び分送給遅れ時間が10[ms]程度であり、合計して20[ms]程度となる。この程度の再前進送給時遅れ時間Ta1であれば、アーク長のオーバーシュートは小さいために最大アーク長Lp1と定常アーク長Lcとの差は小さくなる。このために、アークスタート部のビード外観、溶け込み等の溶接品質は略良好な状態である。しかしながら、溶接トーチ長さが上述したように0.3[m]と短いものを使用することは作業性が悪いために希であり、1〜3[m]程度のものを使用することが通常である。このように、通常の長さの溶接トーチを使用した場合には、従来技術では以下のような問題が発生する。
【0011】
図4は、溶接トーチ長さが1[m]の場合の図2に対応するタイミングチャートである。同図(A)〜(E)の各信号は図2と同一であり、その動作も以下に説明すること以外は図2と同様である。溶接トーチ長さが0.3[m]から1[m]へと長くなると、遊び分送給遅れ時間が長くなる。したがって、同図(E)に示すように、再前進送給時遅れ時間Ta2が、図2のときのTa1よりもかなり長くなる。前述したように、この再前進送給時遅れ時間Ta2が長くなると、この期間中アーク長はどんどん長くなりオーバーシュートが大きくなるために、最大アーク長Lp2[mm]は定常アーク長Lc[mm]よりも非常に長くなる。また、再前進送給時遅れ時間Ta2が長くなると、略比例して収束時間Tb2も長くなるために、定常アーク長Lcよりもアーク長が長い期間が長く継続することになる。この結果、再前進送給時遅れ時間Ta2及び収束時間Tb2のオーバーシュート期間中のビード外観が悪くなり、溶け込みも変動して不良な溶接品質となることがある。1[m]よりもさらに溶接トーチ長さが長くなると、オーバーシュートはますます大きくなり、溶接品質もますます悪くなる。溶接トーチ長さが1[m]の場合には、モータ反転遅れ時間は10[ms]程度であり、遊び分送給遅れ時間は50[ms]程度へと長くなり、再前進送給時遅れ時間Ta2は60[ms]程度となる。したがって、再前進送給時遅れ時間は溶接トーチ長さが0.3[m]のときの3倍に長くなる。
【0012】
そこで、本発明では、溶接トーチ長さが長い場合でも、上述した再前進送給時遅れ時間によるアーク長のオーバーシュートに起因する溶接品質の悪化を防止することができるアークスタート制御方法を提供する。
【0013】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、図5〜6に示すように、
溶接電源装置に溶接開始信号Stが入力されると溶接ワイヤの母材への前進送給を開始すると共に上記溶接電源装置の出力を開始し、この前進送給によって溶接ワイヤが母材に接触すると溶接ワイヤの母材からの後退送給を開始すると共に小電流値の初期電流Isを通電し、この後退送給によって溶接ワイヤが母材から離れて初期アーク3aが発生した後に定常送給速度Fsで溶接ワイヤの再前進送給を開始すると共に定常の溶接電流Icを通電して上記初期アーク発生状態3aから定常のアーク発生状態へと移行させる消耗電極アーク溶接のアークスタート制御方法において、
上記再前進送給の開始時点から予め定めた初期高速送給時間Thの間は溶接ワイヤを上記定常送給速度Fsよりも速い初期高速送給速度Fshで前進送給し、それ以降は上記定常送給速度Fsで前進送給することを特徴とするアークスタート制御方法である。
【0014】
第2の発明は、図5〜6に示すように、
第1の発明に記載する初期高速送給時間Th又は初期高速送給速度Fsh又はそれら両方の値を、溶接トーチの長さに応じて適正値に設定することを特徴とするアークスタート制御方法である。
【0015】
第3の発明は、図7に示すように、
第1の発明に記載する初期高速送給時間Thの値を、後退送給の開始時点から初期アーク発生時点までの時間長さTrに応動して設定することを特徴とするアークスタート制御方法である。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態の例として、実施例1〜2について図面を参照して説明する。
[実施例1]
実施例1の発明は、溶接ワイヤの再前進送給の開始時点から予め定めた初期高速送給時間の間は溶接ワイヤを定常送給速度よりも速い初期高速送給速度で前進送給し、それ以降は定常送給速度で前進送給するアークスタート制御方法である。この初期高速送給時間又は初期高速送給速度又はそれら両方の値は、溶接トーチの長さに応じて適正値に設定される。実施例1の発明では、再送給開始時点から初期高速送給時間の間は、溶接ワイヤを定常送給速度よりも速い初期高速送給速度で送給することによって、遊び分送給遅れ時間を短くすることができ、その結果、再前進送給時遅れ時間を短くすることができる。このために、アーク長のオーバーシュートを小さくすることができ、最大アーク長と定常アーク長との差を小さくすることができるので、アークスタート部のビード外観、溶け込み等の溶接品質の悪化を防止することができる。以下、実施例1の発明について、図面を参照して説明する。
【0017】
図5は、実施例1の発明を実施するための溶接電源装置PSのブロック図である。以下、同図を参照して説明する。
出力制御回路INVは、商用電源(3相200[V]等)を入力として、後述する駆動信号Dvに従ってインバータ制御、サイリスタ制御等の出力制御を行い、溶接に適した溶接電圧Vw及び溶接電流Iwを出力する。
【0018】
電圧検出回路VDは、溶接電圧Vwを検出して、電圧検出信号Vdを出力する。短絡判別回路SDは、上記の電圧検出信号Vdが図2で前述したように予め定めた基準電圧値Vth以下であるときにはHighレベルとなる短絡判別信号Sdを出力する。遅延回路TDは、上記の短絡判別信号SdがHighレベル(短絡)からLowレベル(非短絡)に変化した時点から予め定めた所定時間だけHighレベルとなる遅延時間信号Tdを出力する。初期送給速度設定回路FSIは、予め定めた初期送給速度設定信号Fsiを出力する。論理否定回路NOTは、上記の短絡判別信号Sdを論理反転して切換信号Notを出力する。初期送給切換回路SIは、上記の切換信号NotがHighレベル(非短絡)からLowレベル(短絡)に変化するまではa側に接続されて上記の初期送給速度設定信号Fsiを送給速度制御設定信号Fscとして出力し、HighレベルからLowレベルへと変化した後はb側に切り換わり後述する後退送給切換回路出力信号Srを送給速度制御設定信号Fscとして出力する。後退送給速度設定回路FSRは、予め定めた後退送給速度設定信号Fsrを出力する。後退送給切換回路SRは、上記の遅延時間信号TdがHighレベルからLowレベルに変化するまではa側に接続されて上記の後退送給速度設定信号Fsrを後退送給切換回路出力信号Srとして出力し、HighレベルからLowレベルへと変化した後はb側に切り換わり後述する初期高速送給切換回路出力信号Shを後退送給切換回路出力信号Srとして出力する。初期高速送給速度設定回路FSHは、予め定めた初期高速送給速度設定信号Fshを出力する。定常送給速度設定回路FSは、予め定めた定常送給速度設定信号Fsを出力する。初期高速送給時間タイマ回路THは、上記の遅延時間信号TdがHighレベルからLowレベルに変化した時点から予め定めた所定時間だけHighレベルとなる初期高速送給時間信号Thを出力する。初期高速送給切換回路SHは、上記の初期高速送給時間信号ThがHighレベルからLowレベルに変化するまではa側に接続されて上記の初期高速送給速度設定信号Fshを初期高速送給切換回路出力信号Shとして出力し、HighレベルからLowレベルへと変化した後はb側に切り換わり上記の定常送給速度設定信号Fsを初期高速送給切換回路出力信号Shとして出力する。送給制御回路FCは、溶接開始信号StがHighレベル(開始)であるときは、上記の送給速度制御設定信号Fscに相当する速度で溶接ワイヤを送給するための送給制御信号Fcをワイヤ送給モータWMへ出力する。
【0019】
電圧設定回路VSは、予め定めた電圧設定信号Vsを出力する。初期電流設定回路ISIは、予め定めた初期電流設定信号Isiを出力する。電圧誤差増幅回路EVは、上記の電圧設定信号Vsと電圧検出信号Vdとの誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Evを出力する。この電圧誤差増幅回路EVによるフィードバック制御によって、溶接電源装置の外部特性は定常の溶接電流を通電するための定電圧特性となる。電流検出回路IDは、溶接電流Iwを検出して、電流検出信号Idを出力する。電流誤差増幅回路EIは、上記の初期電流設定信号Isiと電流検出信号Idとの誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Eiを出力する。この電流誤差増幅回路EIによるフィードバック制御によって、溶接電源装置の外部特性は初期電流を通電するための定電流特性又は垂下特性となる。外部特性切換回路SPは、上記の遅延時間信号TdがHighレベルからLowレベルに変化するまではa側に接続されて上記の電流誤差増幅信号Eiを誤差増幅信号Eaとして出力し、HighレベルからLowレベルに変化した後はb側に切り換わり電圧誤差増幅信号Evを誤差増幅信号Eaとして出力する。駆動回路DVは、上記の溶接開始信号StがHighレベル(開始)のときは上記の誤差増幅信号Eaに従って駆動信号Dvを出力し、Lowレベル(停止)のときは駆動信号Dvは出力しない。
【0020】
図6は、溶接トーチ長さが1[m]の場合の上述した溶接電源装置の各信号のタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Stの時間変化を示し、同図(B)は送給制御信号Fcの時間変化を示し、同図(C)は短絡判別信号Sdの時間変化を示し、同図(D)は遅延時間信号Tdの時間変化を示し、同図(E)は初期高速送給時間信号Thの時間変化を示し、同図(F)は溶接電圧Vwの時間変化を示し、同図(G)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(H)はワイヤ先端・母材間距離Lwの時間変化を示し、同図(I1)〜(I5)は各時刻における溶接ワイヤの送給状態を示す。以下、同図を参照して説明する。
【0021】
▲1▼ 時刻t1〜t2の期間
時刻t1において、同図(A)に示すように、溶接開始信号Stが入力(Highレベル)されると、同図(B)に示すように、送給制御信号Fcは正の値の初期送給速度設定値Fsiとなり、同図(I1)に示すように、溶接ワイヤ1は母材2へ初期送給速度で前進送給される。この期間中は、同図(I1)に示すように、溶接ワイヤ1と母材2とは無負荷状態であるために、同図(F)に示すように、溶接電圧Vwは無負荷電圧Vnlとなり、同図(G)に示すように、初期電流Isは通電しない。一方、同図(H)に示すように、ワイヤ先端・母材間距離Lwは、前進送給によって時間経過と共に次第に短くなる。
【0022】
▲2▼ 時刻t2〜t3の期間
時刻t2において、同図(I2)に示すように、上記▲1▼項の前進送給によって溶接ワイヤ1と母材2とが接触すると、同図(F)に示すように、溶接電圧Vwは基準電圧値Vth以下の短絡電圧値になる。これに応動して、同図(C)に示すように、短絡判別信号SdがHighレベル(短絡)に変化すると、同図(B)に示すように、送給制御信号Fcは負の値の後退送給速度設定値Fsrとなり、溶接ワイヤは母材から後退送給速度で後退送給される。同時に、同図(G)に示すように、初期電流Isが通電する。また、この期間中は、前述したようにモータ反転遅れ時間及び遊び分送給遅れ時間のために、同図(H)に示すように、ワイヤ先端は移動せずワイヤ先端・母材間距離Lwは0[mm]のままである。
【0023】
▲3▼ 時刻t3〜t4の期間
時刻t3直後において、同図(I3)に示すように、上記▲2▼項の後退送給によって溶接ワイヤ1と母材2とが離れると、初期電流Isが通電する初期アーク3aが発生する。初期アーク3aが発生すると、同図(F)に示すように、溶接電圧Vwは基準電圧値Vthを超えるアーク電圧値となる。このために、同図(C)に示すように、短絡判別信号SdはLowレベル(非短絡)に変化する。しかし、この期間中は、初期アーク発生状態3aを維持したままで後退送給が継続する。したがって、同図(H)に示すように、この期間中のワイヤ先端・母材間距離Lwは、時間経過と共に次第に長くなる。
【0024】
▲4▼ 時刻t4〜t5の期間
時刻t4において、同図(D)に示すように、遅延時間信号TdがHighレベルからLowレベルに変化すると、同図(B)に示すように、予め定めた初期高速送給時間Thの間は送給制御信号Fcは正の値の初期高速送給速度設定値Fshとなり、溶接ワイヤは初期高速送給速度で再前進送給される。同時に、溶接電源装置の外部特性は、予め定めた電圧設定信号Vsに相当する定電圧特性に出力制御されるので、同図(F)に示すように、溶接電圧Vwはこの電圧設定信号Vsに相当する電圧値となり、同図(G)に示すように、定常の溶接電流Icが通電する。
一方、前述したように、この期間中はモータ反転遅れ時間及び遊び分送給遅れ時間によって、同図(H)に示すように、アーク長は長くなり続ける。しかし、定常送給速度よりも速い初期高速送給速度で送給するので、遊び分送給遅れ時間が短くなり、その結果、再前進送給時遅れ時間Ta3も短くなる。このために、アーク長のオーバーシュートも小さくなり、最大アーク長Lp3と定常アーク長Lcとの差も小さくなる。
【0025】
▲5▼ 時刻t5以降の期間
時刻t5において、初期高速送給時間Thが経過すると、同図(B)に示すように、送給制御信号Fcは正の値の定常送給速度設定値Fsに変化し、溶接ワイヤは定常送給速度で送給される。前述したようにオーバーシュートが小さく最大アーク長Lp3と定常アーク長Lcとの差が小さいので、同図(H)に示すように、収束時間Tb3も短くなり、短時間で円滑に定常のアーク長Lcに収束する。
【0026】
上述した初期高速送給時間Th又は初期高速送給速度Fsh又はそれら両方の値は、溶接トーチ長さによって再前進送給時遅れ時間Ta3が変化するので、その長さに応じて適正値に設定される。
【0027】
[実施例2]
実施例2の発明は、初期高速送給時間の値を、後退送給の開始時点から初期アーク発生時点までの時間長さに応動して設定するアークスタート制御方法である。すなわち、前述した図6において、時刻t2(後退送給開始時点)から時刻t3(初期アーク発生時点)までの後退送給時遅れ時間Trに応動して、初期高速送給時間Thを設定する。後退送給時遅れ時間Trは、図6(C)に示す短絡判別信号SdがHighレベル(短絡)にある時間長さとなり、容易に測定することができる。他方、再前進送給時遅れ時間Taは、再前進送給開始時点から最大アーク長となる時点までの時間であるために、測定が困難である。そこで、溶接トーチ長さに略比例して、後退送給時遅れ時間Tr及び再前進送給時遅れ時間Taが変化することを利用して、測定の容易な後退送給時遅れ時間Trによって再前進送給時遅れ時間Ta推定し、初期高速送給時間Thを設定するものである。このときに、溶接施工前に後退送給時遅れ時間Trを測定して、予め初期高速送給時間Thを設定する方法もある。また、後退送給時遅れ時間Trを自動測定して初期高速送給時間Thを自動設定する方法もある。以下、後者の場合である実施例2の発明について図面を参照して説明する。
【0028】
図7は、実施例2の発明を実施するための溶接電源装置のブロック図である。同図において、前述した図5と同一の回路ブロックには同一符号を付し、それらの説明は省略する。以下、図5とは異なる点線で示す回路ブロックについて説明する。短絡時間計測回路CSは、短絡判別信号SdがHighレベル(短絡)である時間長さを計測して、短絡時間信号Csを出力する。実施例2の初期高速送給時間タイマ回路THは、遅延時間信号TdがHighレベルからLowレベルに変化した時点から上記の短絡時間信号Csによって定まる所定時間だけHighレベルとなる初期高速送給時間信号Thを出力する。
【0029】
[効果]
図8は、上述した実施例1〜2の発明の効果を示すためのアークスタート時におけるアーク長(ワイヤ先端・母材間距離Lw)の変化を示す図である。同図の横軸は後退送給開始時点からの経過時間を示し、縦軸はアーク長Lwを示す。同図において、点線は従来技術の場合であり、実線は本発明の場合を示す。また、溶接条件は、溶接トーチ長さ 1[m]、溶接ワイヤ アルミニウム合金A5183直径1.2[mm]、定常送給速度Fs=6[m/min](溶接電流Iw=100[A]相当)、初期高速送給速度Fsh=9[m/min]の場合である。
【0030】
経過時間0[s]の時点が図6の時刻t2に対応し、アーク長Lwが0[mm]でなくなる経過時間60[ms]時点が図6の時刻t3に対応する。従来技術では、アーク長Lwは大きくオーバーシュートして定常アーク長に収束するのに長い時間がかかるために、アークスタート部のビード外観、溶け込み等の溶接品質が不良になる。これに対して、本発明では、アーク長Lwのオーバーシュートが小さく短時間で収束するので、アークスタート部の溶接品質の悪化は生じない。
【0031】
【発明の効果】
本発明のアークスタート制御方法では、再前進送給開始時点から初期高速送給時間の間は定常送給速度よりも速い初期高速送給速度で送給することによって、溶接トーチ長さが長くなっても再前進送給時遅れ時間を短くすることができるので、アーク長のオーバーシュートを小さくすることができ、アークスタート部の溶接品質を常に良好にすることができる。
さらに、実施例2の発明では、測定が容易な後退送給時遅れ時間に応動して初期高速送給時間を設定するので、溶接トーチ長さに対応した適正値に設定することができる。その結果、アーク長のオーバーシュートを最も小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来溶接装置の構成図
【図2】従来溶接装置のタイミングチャート
【図3】従来溶接装置での溶接ワイヤの送給状態図
【図4】従来技術の解決課題を説明するためのタイミングチャート
【図5】実施例1の溶接電源装置のブロック図
【図6】実施例1の溶接電源装置のタイミングチャート
【図7】実施例2の溶接電源装置のブロック図
【図8】本発明の効果を示すアークスタート時のアーク長変化図
【符号の説明】
1 溶接ワイヤ
2 母材
3 アーク
3a 初期アーク
4 溶接トーチ
4a コンタクトチップ
4b ライナ
5 ワイヤ送給装置の送給ロール
CS 短絡時間計測回路
Cs 短絡時間信号
DV 駆動回路
Dv 駆動信号
Ea 誤差増幅信号
EI 電流誤差増幅回路
Ei 電流誤差増幅信号
EV 電圧誤差増幅回路
Ev 電圧誤差増幅信号
FC 送給制御回路
Fc 送給制御信号
FS 定常送給速度設定回路
Fs 定常送給速度設定(値/信号)
FSH 初期高速送給速度設定回路
Fsh 初期高速送給速度設定(値/信号)
FSI 初期送給速度設定回路
Fsi 初期送給速度設定(値/信号)
FSR 後退送給速度設定回路
Fsr 後退送給速度設定(値/信号)
Ic 定常の溶接電流
ID 電流検出回路
Id 電流検出信号
Is 初期電流
ISI 初期電流設定回路
Isi 初期電流設定信号
Iw 溶接電流
Lc 定常アーク長
Lp 最大アーク長
Lw ワイヤ先端・母材間距離/アーク長
NOT 論理否定回路
Not 切換信号
P1 加圧点
P2 給電点
PS 溶接電源装置
SD 短絡判別回路
Sd 短絡判別信号
SH 初期高速送給切換回路
Sh 初期高速送給切換回路出力信号
SI 初期送給切換回路
SP 外部特性切換回路
SR 後退送給切換回路
Sr 後退送給切換回路出力信号
ST 溶接開始回路
St 溶接開始信号
Ta 再前進送給時遅れ時間
Tb 収束時間
TD 遅延回路
Td 遅延時間(信号)
TH 初期高速送給時間タイマ回路
Th 初期高速送給時間(信号)
Tr 後退送給時遅れ時間
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
Vnl 無負荷電圧
VS 電圧設定回路
Vs 電圧設定(値/信号)
Vth 基準電圧値
Vw 溶接電圧
WM ワイヤ送給モータ
Claims (3)
- 溶接電源装置に溶接開始信号が入力されると溶接ワイヤの母材への前進送給を開始すると共に前記溶接電源装置の出力を開始し、この前進送給によって溶接ワイヤが母材に接触すると溶接ワイヤの母材からの後退送給を開始すると共に小電流値の初期電流を通電し、この後退送給によって溶接ワイヤが母材から離れて初期アークが発生した後に定常送給速度で溶接ワイヤの再前進送給を開始すると共に定常の溶接電流を通電して前記初期アーク発生状態から定常のアーク発生状態へと移行させる消耗電極アーク溶接のアークスタート制御方法において、
前記再前進送給の開始時点から予め定めた初期高速送給時間の間は溶接ワイヤを前記定常送給速度よりも速い初期高速送給速度で前進送給し、それ以降は前記定常送給速度で前進送給することを特徴とするアークスタート制御方法。 - 請求項1に記載する初期高速送給時間又は初期高速送給速度又はそれら両方の値を、溶接トーチの長さに応じて適正値に設定することを特徴とするアークスタート制御方法。
- 請求項1に記載する初期高速送給時間の値を、後退送給の開始時点から初期アーク発生時点までの時間長さに応動して設定することを特徴とするアークスタート制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001388663A JP3990151B2 (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | アークスタート制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001388663A JP3990151B2 (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | アークスタート制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003181641A JP2003181641A (ja) | 2003-07-02 |
JP3990151B2 true JP3990151B2 (ja) | 2007-10-10 |
Family
ID=27597097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001388663A Expired - Fee Related JP3990151B2 (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | アークスタート制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3990151B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2009051107A1 (ja) * | 2007-10-16 | 2011-03-03 | 株式会社ダイヘン | アークスタート制御方法 |
JP5511276B2 (ja) * | 2009-06-29 | 2014-06-04 | 株式会社ダイヘン | アークスタート制御方法 |
US10065257B2 (en) | 2011-06-23 | 2018-09-04 | Lincoln Global, Inc. | Welding system with controlled wire feed speed during arc initiation |
KR102186992B1 (ko) * | 2019-07-16 | 2020-12-04 | 한국생산기술연구원 | 아크 용접 제어 방법 |
CN112719521A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-30 | 唐山松下产业机器有限公司 | 双丝焊机起弧控制方法、装置、介质及电子设备 |
-
2001
- 2001-12-21 JP JP2001388663A patent/JP3990151B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003181641A (ja) | 2003-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20080149606A1 (en) | Arc start control method in consumable electrode arc welding | |
JP3990151B2 (ja) | アークスタート制御方法 | |
JP2004298924A (ja) | 短絡を伴うアーク溶接の送給制御方法 | |
JP4490011B2 (ja) | アークスタート制御方法 | |
JP2009106984A (ja) | 2ワイヤ溶接の溶接開始方法 | |
JP3990182B2 (ja) | アークスタート制御方法 | |
JP2002205169A (ja) | ロボットアーク溶接のアークスタート制御方法 | |
JP5545996B2 (ja) | 消耗電極アーク溶接のくびれ検出制御方法 | |
JP2010214399A (ja) | アーク溶接方法 | |
JP2007216303A (ja) | アークスタート制御方法 | |
JP2004017059A (ja) | レーザ照射アーク溶接のアークスタート制御方法 | |
JP2002178145A (ja) | アークスタート制御方法及び溶接電源装置 | |
JP2006305584A (ja) | 消耗電極アーク溶接終了制御方法 | |
JP2006231414A (ja) | アークスタート制御方法 | |
JP2002248572A (ja) | アークスタート制御方法 | |
JP2008200693A (ja) | ロボットアーク溶接のアークスタート制御方法 | |
JP4312999B2 (ja) | アークスタート制御方法。 | |
JP2003205368A (ja) | アークスタート制御方法 | |
JP2002178146A (ja) | アークスタート制御方法 | |
JP2005028380A (ja) | 消耗電極アーク溶接のリトラクトアークスタート制御方法 | |
JP2004188430A (ja) | アークエンド制御方法 | |
JPS60223661A (ja) | ア−ク溶接法 | |
JP2004042056A (ja) | アークエンド制御方法 | |
JP4438359B2 (ja) | アルミニウムmig溶接のアーク長制御方法 | |
JP2003170272A (ja) | アークスタート制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041130 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070706 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070717 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070719 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100727 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3990151 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110727 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110727 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120727 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120727 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130727 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |