JP4663309B2 - パルスアーク溶接のアーク長制御方法 - Google Patents
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Description
0≦t<Tup
Vc(t)=((Vpc−Vbc)/Tup)・t+Vbc …(11)式
Tup≦t<Tup+Tp
Vc(t)=Vpc …(12)式
Tup+Tp≦t<Tup+Tp+Tdw
Vc(t)=((Vbc−Vpc)/Tdw)・(t−Tup−Tp)+Vpc …(13)式
Tup+Tp+Tdw≦t<Tup+Tp+Tdw+Tb
Vc(t)=Vbc …(14)式
Vc(ta)=((Vbc−Vpc)/Tdw)・(ta−Tup−Tp)+Vpc
したがって、経過時間taのときの溶接電圧検出値Vd1は、変動幅Vc(ta)±ΔVc内に制限される。すなわち、Vd1≧Vc(ta)+ΔVcのときにはVd1=Vc(ta)+ΔVcに制限され、Vd1≦Vc(ta)−ΔVcのときにはVd1=Vc(ta)−ΔVcに制限される。このようにして算出された溶接電圧制限値Vftは、異常電圧が略除去されたアーク長に略比例する電圧値となる。この溶接電圧制限値Vftを平均化して溶接電圧制限平均値Vfaを算出し、この溶接電圧制限平均値Vfaが予め定めた電圧設定値Vsと略等しくなるように溶接電源の出力が制御される。これによって、精密なアーク長制御が可能となる。
Vpr(n)=(Vpf(n-1)+…+Vpf(n-m))/m …(21)式
同様に、時刻tnにおいて、上記の第(n-1)〜第(n-m)回目のベース電圧制限値Vbfを入力として、下式のようにベース電圧移動平均値Vbr(n)を算出する。
Vbr(n)=(Vbf(n-1)+…+Vbf(n-m))/m …(22)式
0≦t<Tup
Vc(n)=((Vpr(n)−Vbr(n))/Tup)・t+Vbr(n) …(31)式
Tup≦t<Tup+Tp
Vc(n)=Vpr(n) …(32)式
Tup+Tp≦t<Tup+Tp+Tdw
Vc(n)=((Vbr(n)−Vpr(n))/Tdw)・(t−Tup−Tp)+Vpr(n) …(33)式
Tup+Tp+Tdw≦t<Tup+Tp+Tdw+Tb
Vc(n)=Vbr(n) …(34)式
前記変動幅は、アーク発生期間中の溶接電流値を入力として予め定めた電流変動幅関数によって変化する、ことを特徴とするパルスアーク溶接のアーク長制御方法である。
図1は、本発明の実施の形態1に係るパルスアーク溶接のアーク長制御方法を示す電流・電圧波形図である。同図(A)は溶接電流Iwの、同図(B)は溶接電圧Vwの、同図(C)は溶接電圧制限値Vftの時間変化を示す。溶接電圧制限値Vftは、上述したように、溶接電圧Vwを基準電圧波形からの変動幅Vc(t)±ΔVc内に制限したものである。同図は上述した図10と対応しており、時刻t1〜t2のパルス周期中はアーク長が適正値に維持された状態であり、時刻t2〜t3のパルス周期中は外乱によってアーク長が変動して長くなった状態である。さらに、同図(B)に示すように、時刻t2〜t3のパルス周期中において、異常電圧A1がピーク期間に重畳し、異常電圧A2がベース期間に重畳した場合である。以下、同図を参照して説明する。
図4は、本発明の実施の形態2に係る上述した図2に対応する電流変動幅関数FIV2(Iw)を示す図である。同図の横軸は溶接電流値Iwを示し、縦軸は変動幅ΔVcを示す。同図はアルミニウムパルスMIG溶接の場合である。同図では、溶接電流値Iwの増加に伴って変動幅ΔVcは曲線状に変化する。通常、ベース電流は100A以下であり、ピーク電流は300A以上である。したがって、同図はベース期間及びピーク期間のそれぞれの変動幅を略一定値とし、ピーク電流の立上り及び立下りの変動幅を変化させるものである。
2 母材
3 アーク
4 溶接トーチ
5 送給ロール
A1、A2 異常電圧
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
FIV 電流変動幅関数(回路)
FT 制限フィルタ回路
Iav 溶接電流平均値
Ib ベース電流
IBS ベース電流設定回路
Ibs ベース電流設定信号
ID 電流検出回路
Id 電流検出信号
Ip ピーク電流
IPS ピーク電流設定回路
Ips ピーク電流設定信号
ISC 電流制御設定回路
Isc 電流制御設定信号
Iw 溶接電流
PM 電源主回路
ST 経過時間計数回路
St 経過時間信号
ta 経過時間
Tb ベース期間
Tdw ピーク立下り期間
Tf パルス周期(信号)
Tp ピーク期間
Tup ピーク立下り期間
V/F 電圧・周波数変換回路
Vav 溶接電圧平均値
Vb ベース電圧
Vbc 基準ベース電圧値
Vbf ベース電圧制限値
Vbr ベース電圧移動平均値
VC 基準電圧波形生成回路
Vc 基準電圧波形
VD 電圧検出回路
Vd 溶接電圧検出信号
VFA 平均値算出回路
Vfa 溶接電圧制限平均値(信号)
Vft 溶接電圧制限値(信号)
Vp ピーク電圧
Vpc 基準ピーク電圧値
Vpf ピーク電圧制限値
Vpr ピーク電圧移動平均値(信号)
VRA 溶接電圧制限移動平均値算出回路
VS 電圧設定回路
Vs 電圧設定信号
Vw 溶接電圧
ΔVc 変動幅(信号)
ΔVw 溶接電圧の変化
Claims (3)
- ピーク電流及びベース電流から成るパルス波形の溶接電流をアークに通電すると共に、消耗電極と母材との間のパルス波形の溶接電圧を検出しこの溶接電圧検出値を基準電圧波形からの所定変動幅内で制限して溶接電圧制限値を算出し、この溶接電圧制限値を平均化した溶接電圧制限平均値が予め定めた電圧設定値と略等しくなるように溶接電源の出力を制御してアーク長を適正値に維持するパルスアーク溶接のアーク長制御方法において、
前記変動幅は、アーク発生期間中の溶接電流値を入力として予め定めた電流変動幅関数によって変化する、ことを特徴とするパルスアーク溶接のアーク長制御方法。 - 請求項1記載の電流変動幅関数は、溶接電流値が増加すると前記変動幅が直線状に増加する関数である、ことを特徴とするパルスアーク溶接のアーク長制御方法。
- 請求項1記載の電流変動幅関数は、溶接電流値が増加すると前記変動幅が曲線状に増加する関数である、ことを特徴とするパルスアーク溶接のアーク長制御方法。
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