JP6268360B2

JP6268360B2 - Arc welding control method and arc welding apparatus

Info

Publication number: JP6268360B2
Application number: JP2013162097A
Authority: JP
Inventors: 潤司藤原; 篤寛川本
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-08-05
Filing date: 2013-08-05
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2033-08-05
Also published as: JP2015030017A

Description

本発明は、亜鉛メッキ鋼板等の表面処理が行われた部材のパルス溶接において、ブローホールの低減やピットの低減に効果を発揮するアーク溶接制御方法および溶接装置に関する。 The present invention relates to an arc welding control method and a welding apparatus that are effective in reducing blowholes and pits in pulse welding of a surface-treated member such as a galvanized steel sheet.

亜鉛メッキ鋼板は、防錆や防食性に優れている。そのため、近年、自動車部品や建築用鉄骨部材等に用いられ、年々その需要が高まっている。 Galvanized steel sheets are excellent in rust prevention and corrosion resistance. Therefore, in recent years, it is used for automobile parts, building steel members, and the like, and the demand is increasing year by year.

しかしながら、亜鉛メッキ鋼板の使用には問題点もある。亜鉛メッキ鋼板の表面にメッキされている亜鉛は、鉄より融点が低い。そのため、亜鉛メッキ鋼板を溶接すると、その亜鉛が気化し、亜鉛蒸気が溶融池や溶融金属を通過して外部に拡散しようとする。しかし、溶融金属の凝固が速い場合、外部に亜鉛蒸気が拡散しきれず、溶接ビード内や溶接ビード表面にブローホールやピット（以下、気孔と呼ぶ）として残存する。このような気孔は、深刻な溶接欠陥につながる恐れもある。 However, there are problems with the use of galvanized steel sheets. Zinc plated on the surface of a galvanized steel sheet has a lower melting point than iron. Therefore, when a galvanized steel sheet is welded, the zinc is vaporized, and zinc vapor passes through the molten pool and the molten metal and tends to diffuse outside. However, when solidification of the molten metal is fast, zinc vapor cannot be diffused to the outside and remains as blow holes or pits (hereinafter referred to as pores) in the weld bead or on the weld bead surface. Such pores can also lead to serious weld defects.

従来のパルス溶接の制御方法として、以下のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。図７に示す２つ目の基本パルス周期１０１内の時点１０８において短絡が発生している。短絡が発生すると、パルス電流の立ち上がり速度より小なる傾きの電流を出力する短絡制御を開始する。 The following are known as conventional pulse welding control methods (see, for example, Patent Document 1). A short circuit has occurred at time 108 within the second basic pulse period 101 shown in FIG. When a short circuit occurs, short circuit control is started to output a current with a slope smaller than the rising speed of the pulse current.

図７に示すように、２つ目の基本パルス周期１０１の終点の時点である時点１０６においても、短絡中である。そのため、短絡制御が継続される。そして、その後、溶接電圧値検出部の出力等に基づいて二次側制御部が短絡解放直前のくびれ現象を検知すると、二次側制御部は、駆動部に対してくびれを検知した場合の制御を行わせる旨の信号を出力する。この信号を入力した駆動部は、二次側スイッチング素子に信号を出力し、スイッチング素子をＯＦＦ（非導通）とする。そして、このスイッチング素子が非導通になると、溶接通電経路中のエネルギーは抵抗で消費されることになる。これにより、溶接電流は、図７における時点１０７で示すように、急峻に低減される。なお、このくびれ制御は、従来から広く知られているものである。 As shown in FIG. 7, a short circuit is also occurring at a time point 106 that is the end point of the second basic pulse period 101. Therefore, short circuit control is continued. After that, when the secondary side control unit detects the necking phenomenon immediately before the short circuit is released based on the output of the welding voltage value detection unit, etc., the secondary side control unit controls when the necking is detected with respect to the drive unit. A signal indicating that the operation is to be performed is output. The drive unit that receives this signal outputs a signal to the secondary side switching element, and turns off the switching element (non-conduction). And when this switching element becomes non-conductive, the energy in a welding energization path will be consumed by resistance. As a result, the welding current is sharply reduced as shown at time 107 in FIG. This constriction control is widely known from the past.

くびれ時に溶接電流を低減したとしても、溶融したワイヤはピンチ力により母材に移行される。従って、短絡の解放にはほとんど影響しない。 Even if the welding current is reduced during constriction, the molten wire is transferred to the base material by the pinch force. Therefore, it hardly affects the release of the short circuit.

以上のように、パルス溶接中に短絡が発生した場合、この短絡を開放するために、パルス電流の電流波形の立ち上がり時の傾きよりも小なる傾きの溶接電流を通電し、この通電により生じる短絡解放の際にくびれを検知して溶接電流値を急峻に低減させる。従って、短絡開放時のスパッタの発生に関する溶接電流の影響を低減することができ、この結果、短絡開放時のスパッタの発生量を低減することができる。 As described above, when a short circuit occurs during pulse welding, in order to open this short circuit, a welding current having a slope smaller than the slope at the rising edge of the current waveform of the pulse current is energized, and the short circuit caused by this energization. Necking is detected during release, and the welding current value is sharply reduced. Therefore, it is possible to reduce the influence of the welding current relating to the occurrence of spatter when the short circuit is opened, and as a result, it is possible to reduce the amount of spatter generated when the short circuit is opened.

特開２００６−３３４６０１号公報JP 2006-334601 A

これまで、パルス溶接では、高速溶接時には、溶接電圧を低く設定しなければならない。その理由は、アンダーカットやハンピングを抑制するために溶接電圧を低く設定し、パルス溶接でありながら短絡を発生させて溶接するためである。しかし、溶接電圧が低いと、短絡時間（短絡開始から短絡開放までの時間）が長くなると共に、短絡開放時の電流が高くなるので、短絡開放時のスパッタが増加してしまう。しかし、従来のパルス溶接制御では、短絡開放直前のくびれ現象を検出すると溶接電流を急峻に低減することにより、スパッタを低減することができる。 Conventionally, in pulse welding, the welding voltage must be set low during high-speed welding. The reason is that the welding voltage is set low in order to suppress undercutting and humping, and a short circuit is generated while welding is performed by pulse welding. However, if the welding voltage is low, the short circuit time (the time from the start of the short circuit to the opening of the short circuit) becomes long, and the current at the time of short circuit opening increases, so the spatter at the time of short circuit opening increases. However, in the conventional pulse welding control, the spatter can be reduced by sharply reducing the welding current when detecting the constriction phenomenon just before the short circuit is opened.

しかしながら、上述した従来のパルス溶接制御により亜鉛メッキ鋼板を溶接すると、亜鉛蒸気が溶融池（溶融金属）を通過して外部に拡散しきれず、ブローホールやピットといった溶接ビード内や溶接ビード表面に気孔として残存してしまうという課題を有していた。その理由を以下に説明する。 However, when the galvanized steel sheet is welded by the conventional pulse welding control described above, the zinc vapor cannot pass through the molten pool (molten metal) and diffused to the outside, and there are pores in the weld bead such as blowholes and pits and in the surface of the weld bead. As a problem. The reason will be described below.

従来のパルス溶接制御は、パルス波形のピーク電流期間でワイヤ先端に溶滴を形成し、ピーク電流からベース電流へ移行する立下り期間やベース電流期間において、ワイヤ先端の溶滴が溶融池と接触して短絡移行させるものである。ピーク電流からベース電流へ移行する立下り期間やベース電流期間に短絡を発生させてはいるが、短絡発生前の電流が低いため溶融池の振動が比較的小さく、亜鉛蒸気が溶融池（溶融金属）を通過して外部に拡散し難く、そのため気孔が残存し易い。 In conventional pulse welding control, droplets are formed at the tip of the wire during the peak current period of the pulse waveform, and the droplet at the tip of the wire contacts the molten pool during the falling or base current period when the peak current changes to the base current. Thus, a short circuit transition is performed. Although a short circuit occurs during the fall period or base current period when the peak current shifts to the base current, the current before the short circuit is low, so the oscillation of the molten pool is relatively small, and the zinc vapor flows into the molten pool (molten metal). ) And hardly diffuses to the outside, so that pores are likely to remain.

本発明は、１パルス／１短絡移行の発生タイミングを、これまでのピーク電流からベース電流へ移行する立下り期間やベース電流期間ではなく、ピーク電流期間において１パルス／１短絡移行を発生させるように制御することで、短絡発生前の電流が高いため溶融池（溶融金属）の振動が大きく、亜鉛蒸気が溶融池（溶融金属）を通過して外部に拡散し易くなることで気孔の低減を実現でき、亜鉛メッキ鋼板等の表面処理が行われた鋼板を溶接するためのアーク溶接制御方法およびアーク溶接装置を提供することを目的とする。 According to the present invention, the 1 pulse / 1 short circuit transition is generated not at the falling period or the base current period in which the current peak current shifts to the base current but at the peak current period. Because the current before the occurrence of a short circuit is high, the vibration of the molten pool (molten metal) is large and the zinc vapor easily passes through the molten pool (molten metal) and diffuses to the outside. An object of the present invention is to provide an arc welding control method and an arc welding apparatus for welding a steel plate that has been surface-treated such as a galvanized steel plate.

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、溶接ワイヤと母材との間にパルス電流におけるピーク電流とベース電流を繰り返し供給するアーク溶接制御方法であって、前記ピーク電流を供給しているピーク電流期間において、前記溶接ワイヤと前記母材との短絡を発生させ、短絡が発生している短絡期間も前記ピーク電流を継続し、短絡が発生した前記ピーク電流期間に短絡を開放させるものである。 In order to solve the above problems, an arc welding control method of the present invention is an arc welding control method for repeatedly supplying a peak current and a base current in a pulse current between a welding wire and a base material, in the feed to have peak current period, to generate a short circuit between the previous SL welding wire and the base material, also continued the peak current short duration of a short circuit has occurred, short-circuited to the peak current period of occurrence of a short circuit it is shall not be open.

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、ピーク電流期間において、前記溶接ワイヤと前記母材とが短絡するように、前記溶接ワイヤの送給速度の制御を行い、前記パルス電流のパルス電流立上り開始の時点において、平均ワイヤ送給速度よりも高いワイヤ送給速度に増加させ、前記ピーク電流期間に短絡が発生すると前記平均ワイヤ送給速度よりも低いワイヤ送給速度に減速させるものである。 Further, arc welding control method of the present invention, in addition to the above, the peak current period, the so welding wire and said base material are short-circuited, have lines to control the feeding speed of the welding wire, the pulse When the pulse current rise starts, the wire feed speed is increased to a higher wire feed speed than the average wire feed speed, and when a short circuit occurs during the peak current period, the wire feed speed is reduced to a lower speed than the average wire feed speed. It is something to be made.

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、前記ピーク電流期間の前記溶接ワイヤの送給速度を、前記ベース電流を供給しているベース電流期間の前記溶接ワイヤの送給速度よりも高く、前記平均ワイヤ送給速度に対する増加量が１０％以上、２５％以下になるように制御するものである。 Further, arc welding control method of the present invention, in addition to the above, the feed rate of the welding wire of the peak current period, than feeding speed of the welding wire of the base current period that supplies the base current The increase amount with respect to the average wire feeding speed is controlled to be 10% or more and 25% or less .

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、前記母材を、表面処理が行われた鋼板としたものである。 Further, arc welding control method of the present invention, in addition to the above, the base material, in which surface treatment was carried out steel sheet.

また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、溶接ワイヤと母材との間にピーク電流とベース電流を繰り返し供給するアーク溶接装置であって、溶接電流を制御するスイッチング部と、前記溶接電流に関するパラメータを設定する設定部と、前記設定部の出力に基づいて前記スイッチング部を制御する駆動部を備え、前記駆動部は、前記ピーク電流を供給しているピーク電流期間において、前記溶接ワイヤと前記母材との短絡が発生するように、前記ピーク電流と前記ベース電流を含む溶接電流波形の制御を行い、前記溶接ワイヤと前記母材との短絡を発生させ、短絡が発生している短絡期間も前記ピーク電流期間を継続し、短絡が発生した前記ピーク電流期間に短絡を開放させるものである。 In addition to the above, the arc welding apparatus of the present invention is an arc welding apparatus that repeatedly supplies a peak current and a base current between a welding wire and a base material, the switching unit for controlling the welding current, a setting unit for setting parameters relating to the welding current, based on an output of the setting unit includes a driving unit that controls the switching unit, wherein the drive unit is at the peak current period in which supplying the peak current, before Symbol as short-circuit between the welding wire and the base material occurs, have row control of the welding current waveform including the peak current and the base current, to generate a short circuit between the welding wire and the base material, a short circuit occurs The peak current period is continued during the short circuit period, and the short circuit is opened during the peak current period when the short circuit occurs .

また、本発明のアーク溶接装置は、溶接ワイヤと母材との間にパルス電流におけるピーク電流とベース電流を繰り返し供給するアーク溶接装置であって、溶接電流を制御するスイッチング部と、前記溶接電流に関するパラメータを設定する設定部と、前記設定部の出力に基づいて前記スイッチング部を制御する駆動部と、前記溶接ワイヤの送給速度の制御を行う送給速度制御部を備え、前記送給速度制御部は、前記ピーク電流を供給しているピーク電流期間において、前記溶接ワイヤと母材との短絡が発生するように、前記溶接ワイヤの送給速度の制御を行い、前記パルス電流のパルス電流立上り開始の時点において、平均ワイヤ送給速度よりも高いワイヤ送給速度に増加させ、前記ピーク電流期間に短絡が発生すると前記平均ワイヤ送給速度よりも低いワイヤ送給速度に減速させるものである。 The arc welding apparatus of the present invention is an arc welding apparatus that repeatedly supplies a peak current and a base current in a pulse current between a welding wire and a base material, the switching unit for controlling the welding current, and the welding current A feed speed control section for controlling the feed speed of the welding wire, and a feed speed control section for controlling the feed speed of the welding wire. the control section, at the peak current period in which supplying the peak current, as short-circuit between the previous SL welding wire and the base material occurs, have lines to control the feeding speed of the welding wire, the pulse current When the pulse current rise starts, the average wire feed speed is increased when the wire feed speed is higher than the average wire feed speed and a short circuit occurs during the peak current period. It is intended to decelerate to a low wire feed rate than.

また、本発明のアーク溶接装置は、溶接ワイヤと母材との間にパルス電流におけるピーク電流とベース電流を繰り返し供給するアーク溶接装置であって、溶接電流を制御するスイッチング部と、前記溶接電流に関するパラメータを設定する設定部と、前記設定部の出力に基づいて前記スイッチング部を制御する駆動部と、前記溶接ワイヤの送給速度の制御を行う送給速度制御部を備え、前記ピーク電流を供給しているピーク電流期間において、前記溶接ワイヤと前記母材との短絡が発生するように、前記駆動部は、前記ピーク電流と前記ベース電流を含む溶接電流波形の制御を行い、前記溶接ワイヤと前記母材との短絡を発生させ、短絡が発生している短絡期間も前記ピーク電流期間を継続し、短絡が発生した前記ピーク電流期間に短絡を開放させ、前記送給速度制御部は、前記溶接ワイヤの送給速度の制御を行い、前記パルス電流のパルス電流立上り開始の時点において、平均ワイヤ送給速度よりも高いワイヤ送給速度に増加させ、前記ピーク電流期間に短絡が発生すると前記平均ワイヤ送給速度よりも低いワイヤ送給速度に減速させるものである。 The arc welding apparatus of the present invention is an arc welding apparatus that repeatedly supplies a peak current and a base current in a pulse current between a welding wire and a base material, the switching unit for controlling the welding current, and the welding current A setting unit that sets a parameter relating to, a drive unit that controls the switching unit based on the output of the setting unit, and a feed rate control unit that controls the feed rate of the welding wire, in the feed to have a peak current period, as short-circuit between the previous SL welding wire and the base material occurs, the drive unit performs the control of the welding current waveform including the peak current and the base current, the welding A short circuit is generated between the wire and the base material, and the peak current period is continued during the short circuit period in which the short circuit has occurred, and the short circuit is opened during the peak current period in which the short circuit has occurred. Is, the feed rate control unit, have line control of the feed rate of said welding wire, at the time of the pulse current rise start of the pulse current increases to a higher wire feed rate than the average wire feed rate When a short circuit occurs during the peak current period, the wire feed speed is reduced to a lower speed than the average wire feed speed .

また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、前記送給速度制御部は、前記ピーク電流期間の前記溶接ワイヤの送給速度を、前記ベース電流を供給しているベース電流期間の溶接ワイヤの送給速度よりも高く、前記平均ワイヤ送給速度に対する増加量が１０％以上、２５％以下になるように制御するものである。 Further, the arc welding apparatus of the present invention, in addition to the above, the feed rate control unit, the feed rate of the welding wire of the peak current period, the welding of the base current period that supplies the base current It is higher than the wire feeding speed and is controlled so that the increase amount with respect to the average wire feeding speed is 10% or more and 25% or less .

また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、前記母材を、表面処理が行われた鋼板としたものである。 Further, the arc welding apparatus of the present invention, in addition to the above, the base material, in which surface treatment was carried out steel sheet.

以上のように、本発明によれば、亜鉛メッキ鋼板等の表面処理が行われた鋼板の溶接において、パルス溶接のピーク電流期間に１パルス／１短絡移行を行うことにより、鋼板上の溶融池（溶融金属）を大きく振動させることができる。これにより、鋼板から生じた蒸気が溶融池（溶融金属）を通過して外部に揮散し易くなり、溶接ビード内や溶接ビード表面に生じる気孔を抑制することができ、溶接性を向上することができる。 As described above, according to the present invention, in welding of a steel sheet subjected to surface treatment such as a galvanized steel sheet, the molten pool on the steel sheet is obtained by performing 1 pulse / 1 short-circuit transition during the peak current period of pulse welding. (Molten metal) can be vibrated greatly. Thereby, the vapor generated from the steel sheet easily passes through the molten pool (molten metal) and volatilizes to the outside, and the pores generated in the weld bead and the weld bead surface can be suppressed, thereby improving the weldability. it can.

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. （ａ）従来工法による短絡開放時の溶接状態を示す図（ｂ）本発明の実施の形態１における短絡開放時の溶接状態を示す図(A) The figure which shows the welding state at the time of short circuit opening by a conventional construction method (b) The figure which shows the welding state at the time of short circuit opening in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態２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 2 of this invention. 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. 本発明の実施の形態２におけるワイヤ送給速度の効果を示す図The figure which shows the effect of the wire feeding speed in Embodiment 2 of this invention. 従来のアーク溶接制御における溶接電流波形を示す図The figure which shows the welding current waveform in the conventional arc welding control

以下、本発明の実施の形態について、図１から図６を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

（実施の形態１）
本実施の形態について、図１から図３を用いて説明する。図１は、アーク溶接装置の概略構成を示す図である。図２は、溶接電流と溶接電圧とワイヤ送給速度の波形を示す図である。図３（ａ）は、従来工法による短絡開放時の溶接状態を示す図である。図３（ｂ）は、本実施の形態における短絡開放時の溶接状態を示す図である。 (Embodiment 1)
This embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an arc welding apparatus. FIG. 2 is a diagram illustrating waveforms of a welding current, a welding voltage, and a wire feeding speed. Fig.3 (a) is a figure which shows the welding state at the time of short circuit open | release by a conventional construction method. FIG.3 (b) is a figure which shows the welding state at the time of short circuit open | release in this Embodiment.

図１において、アーク溶接装置は、溶接電源装置１９や、ロボット２２や、ロボット２２の動作を制御するロボット制御装置２０や、ワイヤ送給部２５等を備えている。 In FIG. 1, the arc welding apparatus includes a welding power supply device 19, a robot 22, a robot control device 20 that controls the operation of the robot 22, a wire feeding unit 25, and the like.

溶接電源装置１９は、入力電源１の出力を整流する１次側整流部２と、１次側整流部２の出力を制御することで溶接出力を制御するスイッチング部３と、スイッチング部３からの電力を絶縁して変換するトランス４と、トランス４の２次側出力を整流する２次側整流部５と、２次側整流部５に直列に接続されたリアクタ６（ＤＣＬともいう）と、スイッチング部３を駆動させるための駆動部７と、溶接電圧を検出する溶接電圧検出部８と、溶接電流を検出する溶接電流検出部９と、溶接電圧検出部８の出力および／または溶接電流検出部９の出力に基づいて溶接状態が短絡状態であるのかアーク状態であるのかを判定する短絡アーク判定部１０と、アーク期間中に駆動部７を制御するアーク制御部１１と、短絡期間中に駆動部７を制御する短絡制御部１５と、溶接条件に応じたワイヤ送給速度を制御するワイヤ送給速度制御部１８と、短絡期間用及びアーク期間用の波形パラメータを設定するパルス波形パラメータ設定部１７と、出力端子３０ａおよび出力端子３０ｂを備えている。なお、アーク制御部１１は、アーク期間中にパルス出力を行うピーク電流制御部１２と、ベース電流制御部１３と、パルス電流立上り／立下り制御部１４を備えている。短絡制御部１５は、短絡電流制御部１６を備えている。 The welding power source device 19 includes a primary side rectification unit 2 that rectifies the output of the input power source 1, a switching unit 3 that controls the welding output by controlling the output of the primary side rectification unit 2, A transformer 4 that insulates and converts power; a secondary rectifier 5 that rectifies the secondary output of the transformer 4; and a reactor 6 (also referred to as DCL) connected in series to the secondary rectifier 5; A drive unit 7 for driving the switching unit 3, a welding voltage detection unit 8 for detecting a welding voltage, a welding current detection unit 9 for detecting a welding current, and an output of the welding voltage detection unit 8 and / or a welding current detection A short-circuit arc determination unit 10 that determines whether the welding state is a short-circuit state or an arc state based on the output of the unit 9, an arc control unit 11 that controls the drive unit 7 during the arc period, and a short-circuit period Short to control the drive unit 7 The control unit 15, the wire feed rate control unit 18 for controlling the wire feed rate according to the welding conditions, the pulse waveform parameter setting unit 17 for setting the waveform parameters for the short circuit period and the arc period, and the output terminal 30a And an output terminal 30b. The arc control unit 11 includes a peak current control unit 12 that performs pulse output during the arc period, a base current control unit 13, and a pulse current rising / falling control unit 14. The short circuit control unit 15 includes a short circuit current control unit 16.

また、パルス波形パラメータ設定部１７は、ワイヤ送給速度と波形パラメータとを対応付けたテーブルあるいは数式を有しており、ワイヤ送給速度制御部１８が出力したワイヤ送給速度に基づいて波形パラメータを決定する機能を有している。 The pulse waveform parameter setting unit 17 has a table or a mathematical expression in which the wire feed speed and the waveform parameter are associated with each other, and the waveform parameter is set based on the wire feed speed output by the wire feed speed control unit 18. It has a function to determine.

溶接電源装置１９において、アーク制御部１１は、パルス波形パラメータ設定部１７の出力に基づいて、短絡アーク判定部１０からアークであることを示す信号を受けると、アーク制御部１１内にあるピーク電流制御部１２によりピーク電流ＩＰを出力する。その後、短絡アーク判定部１０から短絡であることを示す信号を受けても、ピーク電流ＩＰの出力を短絡期間の間も継続する。その後、ピーク電流ＩＰを出力中にワイヤ先端の溶滴のくびれが始まり、その後くびれ状態から短絡開放状態（アーク状態）になる。アーク制御部１１は、短絡アーク判定部１０からアークであることを示す信号を受けると、アーク制御部１１内にあるベース電流制御部１３によりベース電流ＩＢを出力する。このように、ピーク電流とベース電流を交互に出力するパルス出力制御を行う。 In the welding power supply device 19, when the arc control unit 11 receives a signal indicating an arc from the short-circuit arc determination unit 10 based on the output of the pulse waveform parameter setting unit 17, the peak current in the arc control unit 11 is received. The control unit 12 outputs the peak current IP. Thereafter, even when a signal indicating a short circuit is received from the short-circuit arc determination unit 10, the output of the peak current IP is continued during the short-circuit period. Thereafter, the constriction of the droplet at the tip of the wire starts while the peak current IP is output, and then the constricted state changes to the short-circuit open state (arc state). When the arc control unit 11 receives a signal indicating an arc from the short-circuit arc determination unit 10, the base current control unit 13 in the arc control unit 11 outputs the base current IB. In this way, pulse output control for alternately outputting the peak current and the base current is performed.

また、ロボット２２の動作を制御するロボット制御装置２０は、例えば図示しないティーチングペンダト等により設定された設定溶接電流等の溶接条件を記憶するための溶接条件設定部２１を備えている。そして、ロボット制御装置２０は、溶接電源装置１９と通信可能に接続されており、溶接条件設定部２１に記憶されている情報の溶接電源装置１９への送信等を行う。なお、ロボット２２には、アーク溶接用のトーチ２９が取り付けられている。 The robot controller 20 that controls the operation of the robot 22 includes a welding condition setting unit 21 for storing welding conditions such as a set welding current set by a teaching pendant (not shown), for example. The robot controller 20 is communicably connected to the welding power source device 19 and transmits information stored in the welding condition setting unit 21 to the welding power source device 19. The robot 22 is provided with a torch 29 for arc welding.

溶接電源装置１９に設けられたワイヤ送給速度制御部１８は、ロボット制御装置２０内に設けられた溶接条件設定部２１に記憶されている設定溶接電流に基づいて、設定溶接電流に対応したワイヤ送給速度を決定し、このワイヤ送給速度ＷＦを出力する。パルス波形パラメータ設定部１７は、ワイヤ送給速度制御部１８の信号を受けて、アーク制御部１１内にあるピーク電流制御部１２やベース電流制御部１３やパルス電流立上り／立下り制御部１４へ、受信したワイヤ送給速度ＷＦに応じたピーク電流ＩＰおよびベース電流ＩＢを交互に出力する。また、送給ローラを備えたワイヤ送給部２５は、ワイヤ送給速度制御部１８からの信号に基づいて、溶接ワイヤ２４の送給を行う。 The wire feed speed control unit 18 provided in the welding power supply device 19 is based on the set welding current stored in the welding condition setting unit 21 provided in the robot control device 20 and corresponds to the set welding current. The feeding speed is determined, and this wire feeding speed WF is output. The pulse waveform parameter setting unit 17 receives the signal from the wire feed speed control unit 18 and sends it to the peak current control unit 12, the base current control unit 13, and the pulse current rise / fall control unit 14 in the arc control unit 11. The peak current IP and the base current IB corresponding to the received wire feed speed WF are alternately output. Further, the wire feeding unit 25 provided with the feeding roller feeds the welding wire 24 based on a signal from the wire feeding speed control unit 18.

溶接電源装置１９と接続されたロボット制御装置２０の内部にある溶接条件設定部２１は、溶接電流や溶接電圧等を設定するためのものである。 A welding condition setting unit 21 inside the robot control device 20 connected to the welding power source device 19 is for setting a welding current, a welding voltage, and the like.

なお、溶接電源装置１９に設けられた２つの出力端子３０ａと出力端子３０ｂのうち、一方の出力端子３０ａは、トーチ２９内にある溶接ワイヤ２４を保持するチップ２６に接続され、チップ２６を介して溶接ワイヤ２４に電力が供給される。また、他方の出力端子３０ｂは、被溶接物２８に接続され、被溶接物２８に電力が供給される。そして、溶接ワイヤ２４の先端部と被溶接物２８との間でアーク２７が発生する。なお、ワイヤ送給部２５は、溶接ワイヤ２４を保存する溶接ワイヤ保存部２３からチップ２６に向けて、溶接ワイヤ２４を送給する。 Of the two output terminals 30 a and 30 b provided in the welding power supply device 19, one output terminal 30 a is connected to the tip 26 that holds the welding wire 24 in the torch 29, and is connected via the tip 26. Then, electric power is supplied to the welding wire 24. The other output terminal 30 b is connected to the workpiece 28 and power is supplied to the workpiece 28. An arc 27 is generated between the tip of the welding wire 24 and the workpiece 28. The wire feeding unit 25 feeds the welding wire 24 from the welding wire storage unit 23 that stores the welding wire 24 toward the tip 26.

以上のように構成された消耗電極式のアーク溶接装置の動作について説明する。なお、本実施の形態のアーク溶接装置は、亜鉛メッキ鋼板のように表面処理が行われた鋼板を溶接する際に生じる気孔を抑制するため、溶接ワイヤ２４と被溶接物２８とが、あえて短絡するように、溶接電流等の制御を行うものである。すなわち、パルス溶接のピーク電流期間に溶接ワイヤ２４と被溶接物２８とを短絡させ、このピーク電流期間にこの短絡を開放させることで溶融池を積極的に振動させ、表面処理が行われた鋼板を溶接する際に鋼板から生じた蒸気が溶融池（溶融金属）を通過して外部に揮散し易くすることで、気孔の発生を抑制するものである。 The operation of the consumable electrode type arc welding apparatus configured as described above will be described. Note that the arc welding apparatus of the present embodiment suppresses pores generated when welding a steel sheet that has been surface-treated, such as a galvanized steel sheet, so that the welding wire 24 and the workpiece 28 are short-circuited. As described above, the welding current and the like are controlled. In other words, the steel wire is subjected to surface treatment by causing the welding wire 24 and the workpiece 28 to be short-circuited during the peak current period of pulse welding, and opening the short-circuit during this peak current period to vibrate the molten pool positively. The generation of pores is suppressed by making it easy for the vapor generated from the steel plate when welding to pass through the molten pool (molten metal) and volatilize outside.

なお、本実施の形態において、被溶接物２８は、表面処理が施された鋼板であり、その一例として、亜鉛メッキ鋼板を使用した場合について説明する。 In addition, in this Embodiment, the to-be-welded object 28 is a steel plate by which the surface treatment was performed, and demonstrates the case where a galvanized steel plate is used as the example.

先ず、アーク制御部１１と短絡制御部１５による１パルス／１短絡移行の制御について、図２を用いて説明する。図２は、消耗電極式アーク溶接のパルス溶接時における溶接電流Ａと溶接電圧Ｖとワイヤ送給速度ＷＦの時間変化を示す図である。 First, the control of 1 pulse / 1 short circuit transition by the arc control unit 11 and the short circuit control unit 15 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing temporal changes in welding current A, welding voltage V, and wire feed speed WF during pulse welding of consumable electrode arc welding.

図２において、時点Ｐ１は、アーク制御部１１によりパルス電流波形におけるベース電流ＩＢからピーク電流ＩＰへの立上りを開始した時点である。時点Ｐ２は、ピーク電流ＩＰを開始した時点である。この時点Ｐ１から時点Ｐ２までの期間を、パルス電流立上り期間ＴＰｕとする。時点Ｐ３は、パルス電流波形のピーク電流期間において、溶接ワイヤ２４の先端部分に形成された溶滴が、被溶接物２８に形成された溶融池に接触し、短絡を開始した時点である。この時点Ｐ２から時点Ｐ３までの期間は、予め設定されたものではなく、短絡状態となる溶接現象に応じて変化するものである。時点Ｐ４は、短絡期間ではあるがピーク電流ＩＰを出力し、出力継続中に溶接ワイヤ２４の先端に形成された溶滴と被溶接物２８との短絡が開放した時点である。この時点Ｐ３から時点Ｐ４までの期間は、予め設定されたものではなく、短絡開放状態となる溶接現象に応じて変化するものである。なお、この時点Ｐ２から時点Ｐ４までの期間をピーク電流期間ＴＰとする。このピーク電流期間ＴＰは、予め設定されたものではなく、短絡状態および短絡開放状態となる溶接現象に応じて変化するものである。 In FIG. 2, the time point P1 is a time point when the arc control unit 11 starts rising from the base current IB to the peak current IP in the pulse current waveform. Time point P2 is a time point when the peak current IP is started. A period from the time point P1 to the time point P2 is defined as a pulse current rising period TPu. Time point P3 is a time point when the droplet formed on the tip portion of the welding wire 24 contacts the molten pool formed on the workpiece 28 and starts a short circuit during the peak current period of the pulse current waveform. The period from the time point P2 to the time point P3 is not set in advance, but changes according to the welding phenomenon that causes a short circuit state. The time point P4 is a time point during which the peak current IP is output even during the short circuit period, and the short circuit between the droplet formed on the tip of the welding wire 24 and the workpiece 28 is released while the output is continued. The period from the time point P3 to the time point P4 is not set in advance, but changes according to the welding phenomenon in which the short circuit is opened. Note that the period from the time point P2 to the time point P4 is a peak current period TP. This peak current period TP is not set in advance, but changes according to the welding phenomenon that results in a short circuit state and a short circuit open state.

ちなみに、時点Ｐ３から時点Ｐ４までの短絡期間は、ピーク電流期間ＴＰとして一例を説明したが、短絡制御部１５内にある短絡電流制御部１６で短絡電流の傾きを徐々に上昇するように出力制御しても良い。この方法にすれば、短絡開放への時間を短くでき、アーク安定性を向上させることができる。 Incidentally, the short-circuit period from the time point P3 to the time point P4 has been described as an example of the peak current period TP, but the output control is performed so that the short-circuit current control unit 16 in the short-circuit control unit 15 gradually increases the slope of the short-circuit current. You may do it. If this method is used, the time to open the short circuit can be shortened, and the arc stability can be improved.

また、ピーク電流ＩＰを、一定出力として図示して説明しているが、時点Ｐ２からＰ３にかけて傾きを持たせて徐々にピーク電流ＩＰを上昇させるように制御しても良い。この方法にすれば、溶滴の離脱性が向上し、ピーク電流期間の早い段階で短絡させることができ、また、短絡発生の確実性を向上させることができる。短絡期間である時点Ｐ３から時点Ｐ４にかけても、徐々にピーク電流ＩＰを上昇させるように制御しても良い。よって、時点Ｐ２から時点Ｐ４まで、徐々にピーク電流ＩＰを上昇させるように制御しても良い。 Although the peak current IP is illustrated and described as a constant output, it may be controlled so as to gradually increase the peak current IP with a slope from the time point P2 to P3. According to this method, the detachability of the droplets is improved, the short circuit can be short-circuited at an early stage of the peak current period, and the certainty of the occurrence of the short circuit can be improved. The control may be performed so that the peak current IP is gradually increased from the time point P3 to the time point P4, which is the short circuit period. Therefore, the peak current IP may be controlled to gradually increase from the time point P2 to the time point P4.

時点Ｐ４は、アーク制御部１１によりピーク電流ＩＰからベース電流ＩＢへの立下りを開始した時点である。この時点Ｐ４から時点Ｐ５までの期間を、パルス電流立下り期間ＴＰｄとする。 Time point P4 is a time point when the arc control unit 11 starts falling from the peak current IP to the base current IB. A period from the time point P4 to the time point P5 is defined as a pulse current falling period TPd.

また、この時点Ｐ５は、ベース電流ＩＢを開始した時点である。時点Ｐ６は、ベース電流ＩＢから次のピーク電流ＩＰへの立上りを開始した時点である。 Further, this time point P5 is a time point when the base current IB is started. Time point P6 is a time point when the rising from the base current IB to the next peak current IP is started.

時点Ｐ５から時点Ｐ６までの期間は、ベース電流ＩＢとなるように制御するベース電流期間ＴＢである。このベース電流期間ＴＢは、例えば、予め決められた期間であってもよいし、パルス周期ＰＦに応じた値であっても良い。 A period from the time point P5 to the time point P6 is a base current period TB that is controlled to be the base current IB. For example, the base current period TB may be a predetermined period or a value corresponding to the pulse period PF.

なお、ピーク電流期間ＴＰは、短絡状態となる溶接現象に応じて時間が変化するため、都度その時間は異なる。また、短絡電流期間ＴＳも、溶接現象に応じて時間が変化するため、都度その時間は異なる。従って、溶接作業者が設定した電圧に出力電圧を追従するように制御する定電圧制御としては、ベース電流期間ＴＢまたはパルス周期ＰＦが、ピーク電流期間ＴＰや短絡電流期間ＴＳに同期するように変化することになる。すなわち、パルス周期ＰＦを一定制御と考えると、ピーク電流期間ＴＰや短絡電流期間ＴＳに応じてベース電流期間ＴＢがリアルタイムに決まり、ベース電流期間ＴＢを一定制御と考えると、ピーク電流期間ＴＰや短絡電流期間ＴＳに応じてパルス周期ＰＦがリアルタイムに決まり、定電圧制御を行うものである。あるいは、ピーク電流期間ＴＰや短絡電流期間ＴＳに応じて、ベース電流期間ＴＢとパルス周期ＰＦの両方で変化するようにしても良い。 Since the peak current period TP changes according to the welding phenomenon that causes a short-circuit state, the time differs every time. Moreover, since the time of the short-circuit current period TS changes according to the welding phenomenon, the time is different each time. Therefore, as constant voltage control for controlling the output voltage to follow the voltage set by the welding operator, the base current period TB or the pulse period PF changes so as to be synchronized with the peak current period TP or the short-circuit current period TS. Will do. That is, when the pulse period PF is considered as constant control, the base current period TB is determined in real time according to the peak current period TP and the short circuit current period TS, and when the base current period TB is considered as constant control, the peak current period TP and short circuit are determined. The pulse period PF is determined in real time according to the current period TS, and constant voltage control is performed. Or you may make it change with both base current period TB and pulse period PF according to peak current period TP and short circuit current period TS.

上記のように、時点Ｐ１から時点Ｐ６までの期間がパルス周期ＰＦ（一周期）である。なお、時点Ｐ６から時点Ｐ１０においても、時点Ｐ１から時点Ｐ６と同様のパルス波形制御が繰り返される。時点Ｐ１０以降も同様である。 As described above, the period from the time point P1 to the time point P6 is the pulse cycle PF (one cycle). Note that the same pulse waveform control is repeated from time P1 to time P6 from time P6 to time P10. The same applies to the time point P10 and thereafter.

なお、ピーク電流やベース電流及びベース時間などは、パルス波形パラメータ設定部１７にあらかじめ設定された値を用いる。この設定値は、実際に溶接を行い、ワイヤに適したパラメータを抽出したものをパルス波形パラメータ設定部１７に記憶させている。 For the peak current, base current, base time, etc., values preset in the pulse waveform parameter setting unit 17 are used. This set value is stored in the pulse waveform parameter setting unit 17 by actually welding and extracting parameters suitable for the wire.

このパルス波形制御では、１パルス／１短絡移行による溶滴移行のタイミングは、ピーク電流期間の短絡開放時である時点Ｐ３であり、ワイヤ先端の溶滴形成は時点Ｐ４から時点Ｐ７の期間で行われることになる。また、１パルス／１短絡移行とは、１周期のパルスの電流の印加により、短絡が１回生じることを意味している。 In this pulse waveform control, the droplet transfer timing by 1 pulse / 1 short-circuit transfer is time point P3 when the short circuit is opened during the peak current period, and droplet formation at the wire tip is performed in the period from time point P4 to time point P7. It will be. Moreover, 1 pulse / 1 short circuit transition means that a short circuit occurs once by applying a current of a pulse of one cycle.

次に、ピーク電流ＩＰの効果について、以下に説明する。 Next, the effect of the peak current IP will be described below.

ピーク電流ＩＰは、ピーク電流期間中に短絡が発生するまでのピーク電流である。表面処理がされていない通常の鋼板を溶接する際に使用されるピーク電流に対して、本実施の形態のピーク電流ＩＰは、通常使用されるピーク電流よりも高く設定することで、ピーク電流期間における短絡をスムーズに発生させるものである。 The peak current IP is a peak current until a short circuit occurs during the peak current period. The peak current period is set by setting the peak current IP of the present embodiment higher than the normally used peak current with respect to the peak current used when welding a normal steel sheet that is not surface-treated. The short circuit is smoothly generated.

表面処理がされていない鋼板を溶接する通常のパルス波形制御では、パルス波形のピーク電流期間でワイヤ先端に溶滴を形成し、ピーク電流からベース電流へ移行する立下り期間やベース電流期間においてドロップさせるように、あるいは、ワイヤ先端の溶滴が溶融池と接触して短絡移行させるように、１パルス／１溶滴移行を実現できるようにピーク電流ＩＰやベース電流ＩＢを決定している。 In normal pulse waveform control for welding steel sheets that have not been surface-treated, droplets are formed at the wire tip during the peak current period of the pulse waveform and dropped during the falling or base current period when the peak current shifts to the base current. Alternatively, the peak current IP and the base current IB are determined so that one pulse / one droplet transfer can be realized so that the droplet at the tip of the wire comes into contact with the molten pool and is short-circuited.

一方、本実施の形態では、この通常の鋼板で使用されるピーク電流よりも高くピーク電流ＩＰを設定することで、溶滴の形成を加速させると共に溶滴サイズも大きくすることができ、ピーク電流期間において溶滴がくびれ易く離脱し易くすることで、短絡を発生させることを狙っている。 On the other hand, in the present embodiment, by setting the peak current IP higher than the peak current used in this normal steel plate, the formation of droplets can be accelerated and the droplet size can be increased. The aim is to generate a short circuit by making the droplets easily constricted and detached during the period.

ピーク電流ＩＰの目安値としては、ワイヤ分類やワイヤ成分によるが、通常の鋼板で使用されるピーク電流より２０Ａ〜１５０Ａ高くすることで、ピーク電流期間での短絡発生を促進させることができる。例えば、通常の鋼板で使用されるピーク電流が４００Ａから５００Ａで１パルス／１ドロップが可能な場合には、５００Ａから６００Ａまで高くすることで、ピーク電流期間での短絡の発生を促進することができる。 Although the reference value of the peak current IP depends on the wire classification and the wire component, it is possible to promote the occurrence of a short circuit during the peak current period by increasing the peak current by 20 A to 150 A higher than the peak current used in a normal steel plate. For example, when the peak current used in a normal steel plate is 400A to 500A and 1 pulse / drop is possible, the occurrence of a short circuit in the peak current period can be promoted by increasing the current from 500A to 600A. it can.

更に、アーク長が短くなるよう設定電圧を低めに設定することで、ピーク電流期間における短絡を確実に発生させることができる。 Furthermore, by setting the setting voltage to be low so that the arc length becomes short, it is possible to reliably generate a short circuit during the peak current period.

なお、ピーク電流期間ＴＰを長くして溶滴の形成を加速させると共に溶滴サイズも大きくし、ピーク電流期間で溶滴を離脱し易くし、くびれ出すことで短絡を発生させる方法も可能である。しかし、ピーク電流期間が長くなり過ぎると、パルス周期ＰＦがかなり長く（パルス周波数が低く）なることもある。従って、ピーク電流値で調整する方が、パルス周期ＰＦを大きく変化させることがなく、ピーク電流期間で短絡の発生を実現することができる。 In addition, the peak current period TP is lengthened to accelerate the formation of the droplets and the droplet size is also increased, the droplets can be easily separated during the peak current period, and a short circuit can be generated by constriction. . However, if the peak current period becomes too long, the pulse period PF may become quite long (the pulse frequency is low). Therefore, the adjustment by the peak current value does not greatly change the pulse period PF, and the occurrence of a short circuit can be realized in the peak current period.

また、本実施の形態では、ピーク電流期間に短絡を発生させる。そのため、溶融池の振動に対する効果は大きいが、スパッタ量が増加してしまう。スパッタ発生量は決して少ないわけではない。しかし、ブローホールやピットといった気孔欠陥の溶接問題を解消するためには、スパッタの抑制を多少は犠牲にするしかない。気孔はスパッタよりも重要な項目であるため、多少のスパッタは犠牲にしてでも、気孔を抑制することが重要である。 In the present embodiment, a short circuit is generated during the peak current period. Therefore, the effect on the vibration of the molten pool is great, but the amount of sputtering increases. The amount of spatter generated is not always small. However, in order to solve the welding problem of pore defects such as blow holes and pits, the suppression of sputtering must be sacrificed to some extent. Since pores are more important than sputtering, it is important to suppress pores even at the expense of some sputtering.

次に、図３を用いて、本実施の形態のパルス溶接制御による溶融池の振動に対する効果について説明する。図３（ａ）は、従来工法による短絡開放時の溶接状態を示す図である。図３（ｂ）は、本実施の形態における短絡開放時の溶接状態を示す図である。図３の写真は、溶接電流波形の短絡開放時（時点Ａ）における従来のパルス溶接制御と本実施の形態のパルス溶接制御による溶融池の振動に対する効果を、高速度カメラで撮影した写真の一例である。 Next, the effect with respect to the vibration of the molten pool by the pulse welding control of this Embodiment is demonstrated using FIG. Fig.3 (a) is a figure which shows the welding state at the time of short circuit open | release by a conventional construction method. FIG.3 (b) is a figure which shows the welding state at the time of short circuit open | release in this Embodiment. The photograph of FIG. 3 is an example of a photograph taken with a high-speed camera of the effect of the conventional pulse welding control at the time of short-circuit opening of the welding current waveform (time point A) and the vibration of the weld pool by the pulse welding control of this embodiment. It is.

従来のパルス溶接制御では、パルス波形のピーク電流期間でワイヤ先端に溶滴を形成し、ピーク電流からベース電流へ移行する立下り期間やベース電流期間においてワイヤ先端の溶滴が溶融池と接触して短絡移行させるものである。従って、図３（ａ）の写真のように、溶融池が比較的振動が小さいため、亜鉛蒸気が溶融池（溶融金属）を通過して外部に拡散し難い。 In conventional pulse welding control, droplets are formed at the tip of the wire during the peak current period of the pulse waveform, and the droplet at the tip of the wire contacts the molten pool during the falling or base current period when the peak current changes to the base current. To make a short-circuit transition. Therefore, as shown in the photograph of FIG. 3A, the molten pool has a relatively small vibration, so that the zinc vapor hardly passes through the molten pool (molten metal) and diffuses to the outside.

本実施の形態のパルス溶接制御では、１パルス／１短絡移行の発生タイミングを、従来のようなピーク電流からベース電流へ移行する立下り期間やベース電流期間とするのではなく、ピーク電流期間で１パルス／１短絡移行を発生させるように制御する。これにより、短絡開放時の溶融池（溶融金属）の振動を大きくし、溶融池の溶融金属を溶融池の外周部分へ押しのけるようにすることで、亜鉛蒸気が溶融池（溶融金属）を通過して外部に拡散し易くなる。 In the pulse welding control of the present embodiment, the generation timing of 1 pulse / 1 short circuit transition is not the falling period or the base current period in which the peak current is shifted to the base current as in the prior art, but the peak current period. Control to generate 1 pulse / 1 short circuit transition. This increases the vibration of the molten pool (molten metal) when the short circuit is opened and pushes the molten metal in the molten pool to the outer periphery of the molten pool, so that the zinc vapor passes through the molten pool (molten metal). It becomes easy to diffuse outside.

このように、パルス溶接のピーク電流期間に１パルス／１短絡移行を行うことが、亜鉛メッキ鋼板の溶接に適した溶接法である。 Thus, performing a 1 pulse / 1 short circuit transition during the peak current period of pulse welding is a welding method suitable for welding galvanized steel sheets.

以上のように、本実施の形態のアーク溶接制御方法およびアーク溶接装置によれば、亜鉛メッキ鋼板の溶接において、１パルス／１短絡移行を行うように制御することで、亜鉛メッキ鋼板上の溶融池（溶融金属）を大きく振動させることができ、亜鉛蒸気が溶融池（溶融金属）を通過して外部に揮散し易くなり、溶接ビード内や溶接ビード表面に気孔が少ない状態で溶接を行うことができ、気孔発生を抑制することができる。特に、アークスタート期間ではピットが多発し易いので、アークスタート期間では非常に有効である。 As described above, according to the arc welding control method and the arc welding apparatus of the present embodiment, the welding on the galvanized steel sheet is controlled by performing a 1 pulse / 1 short-circuit transition in the welding of the galvanized steel sheet. The pond (molten metal) can be vibrated greatly, zinc vapor can easily pass through the molten pond (molten metal) and volatilize to the outside, and welding should be performed with few pores in the weld bead or weld bead surface. And the generation of pores can be suppressed. In particular, since pits are likely to occur frequently during the arc start period, it is very effective during the arc start period.

なお、本実施の形態では、溶接電流波形を制御することで、ピーク電流期間に短絡が発生するようにしている。 In this embodiment, a short circuit occurs during the peak current period by controlling the welding current waveform.

（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は省略する。本実施の形態について、図４から図６を用いて説明する。図４は、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である。図５は、本実施の形態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である。図６は、本実施の形態におけるワイヤ送給速度の効果を説明するための図である。 (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. This embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the arc welding apparatus in the present embodiment. FIG. 5 is a diagram illustrating waveforms of a welding current, a welding voltage, and a wire feeding speed in the present embodiment. FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of the wire feed speed in the present embodiment.

実施の形態１と異なる主な点は、ピーク電流期間に１パルス／１短絡移行を確実に発生させるために、通常の鋼板で使用されるピーク電流とは大きさが異なるピーク電流ＩＰであるパルス波形制御ではなく、更なる有効な方法として、ワイヤ送給速度ＷＦを変化させるようにした点である。 The main difference from the first embodiment is that the pulse is a peak current IP having a magnitude different from that of the peak current used in a normal steel plate in order to reliably generate a 1 pulse / 1 short circuit transition during the peak current period. Instead of waveform control, the wire feeding speed WF is changed as a further effective method.

実施の形態１で説明した一定送給であるワイヤ送給速度ＷＦのアーク溶接装置及びアーク制御方法との違いは以下である。パルス電流立上り／立下り制御部１４から時点Ｐ１の信号を受信したワイヤ送給速度制御部１８は、平均ワイヤ送給速度ＷＦ１に対して平均ワイヤ送給速度ＷＦ１よりも高いワイヤ送給速度ＷＦ２に増加させる。その後、ワイヤ送給速度制御部１８は、短絡アーク判定部１０から短絡を示す信号を受信すると、ピーク電流期間ＴＰ中の時点Ｐ３からベース電流期間ＴＢの時点Ｐ６にかけては、平均ワイヤ送給速度ＷＦ１よりも低いワイヤ送給速度ＷＦ３に減速させる。 The differences from the arc welding apparatus and the arc control method of the wire feed speed WF which is the constant feed described in the first embodiment are as follows. The wire feed speed control unit 18 that has received the signal at the time point P1 from the pulse current rising / falling control unit 14 sets the wire feed speed WF2 higher than the average wire feed speed WF1 with respect to the average wire feed speed WF1. increase. Thereafter, when the wire feeding speed control unit 18 receives a signal indicating a short circuit from the short-circuit arc determination unit 10, the average wire feeding speed WF1 from the point P3 in the peak current period TP to the point P6 in the base current period TB. To a lower wire feed speed WF3.

なお、平均ワイヤ送給速度ＷＦ１よりも高いワイヤ送給速度ＷＦ２と、平均ワイヤ送給速度ＷＦ１よりも低いワイヤ送給速度ＷＦ３とを平均した値が、平均ワイヤ送給速度ＷＦ１になる。 Note that an average value of the wire feed speed WF2 higher than the average wire feed speed WF1 and the wire feed speed WF3 lower than the average wire feed speed WF1 is the average wire feed speed WF1.

パルス電流立上り開始の時点Ｐ１において、パルス電流立上り／立下り制御部１４は、平均ワイヤ送給速度ＷＦ１に対して平均ワイヤ送給速度ＷＦ１よりも高いワイヤ送給速度ＷＦ２に増加させ、短絡アーク判定部１０から短絡であることを示す信号を受けるピーク電流期間ＴＰの時点Ｐ３までの間は、ワイヤ送給速度ＷＦ２を維持するように、ワイヤ送給速度制御部１８に指示を与える。 At the time point P1 when the pulse current rise starts, the pulse current rise / fall control unit 14 increases the wire feed speed WF2 higher than the average wire feed speed WF1 with respect to the average wire feed speed WF1, and determines a short circuit arc. An instruction is given to the wire feed speed controller 18 so as to maintain the wire feed speed WF2 until the time point P3 of the peak current period TP that receives a signal indicating a short circuit from the section 10.

ピーク電流期間ＴＰ中の時点Ｐ３において、パルス電流立上り／立下り制御部１４は、短絡アーク判定部１０から短絡であることを示す信号を受けると、平均ワイヤ送給速度ＷＦ１よりも低いワイヤ送給速度ＷＦ３に減速させ、ベース電流期間ＴＢの時点Ｐ６までの間は、ワイヤ送給速度ＷＦ３を維持するように、ワイヤ送給速度制御部１８に指示を与える。 When the pulse current rising / falling control unit 14 receives a signal indicating a short circuit from the short-circuit arc determination unit 10 at the time point P3 during the peak current period TP, the wire feeding lower than the average wire feeding speed WF1. An instruction is given to the wire feed speed controller 18 so as to maintain the wire feed speed WF3 until the speed is reduced to the speed WF3 and until the time point P6 of the base current period TB.

このように、ピーク電流期間ＴＰの時点Ｐ３とベース電流期間ＴＢの時点Ｐ６の間では、平均ワイヤ送給速度ＷＦ１よりも低いワイヤ送給速度ＷＦ３に減速させることで、ピーク電流期間に短絡を規則的に誘発させ、ベース電流期間ＴＢで短絡を発生させないようにすることができる。 In this way, between the time point P3 of the peak current period TP and the time point P6 of the base current period TB, the short circuit is regulated in the peak current period by decelerating to the wire feed speed WF3 lower than the average wire feed speed WF1. Can be induced to prevent a short circuit from occurring in the base current period TB.

この方法であれば、パルス波形で制御するよりも、確実で規則的にピーク電流期間で短絡を発生させることができる。従って、溶融池の振動を大きくでき、亜鉛蒸気を円滑に排出することができる。 With this method, it is possible to reliably and regularly generate a short circuit in the peak current period, rather than controlling with a pulse waveform. Therefore, the vibration of the molten pool can be increased and zinc vapor can be discharged smoothly.

ここで、図６を用いて、本実施の形態におけるワイヤ送給速度の効果について説明する。図６は、平均ワイヤ送給速度ＷＦ１よりも高いワイヤ送給速度ＷＦ２を変化させて適正なワイヤ送給速度の増加量を評価したときの表である。 Here, the effect of the wire feeding speed in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a table when an appropriate amount of increase in the wire feed speed is evaluated by changing the wire feed speed WF2 higher than the average wire feed speed WF1.

平均ワイヤ送給速度ＷＦ１に対して、５％毎に増加させていった場合の、ピーク電流期間の短絡発生の有無を表したものである。ピーク電流期間に短絡が発生した場合を「○」で示し、ピーク電流期間に短絡が発生しなかった場合を「×」で示している。 It represents whether or not a short circuit occurs during the peak current period when the average wire feed speed WF1 is increased every 5%. A case where a short circuit occurs during the peak current period is indicated by “◯”, and a case where a short circuit does not occur during the peak current period is indicated by “x”.

平均ワイヤ送給速度ＷＦ１に対して５％以下の増加では、ピーク電流期間で短絡を発生させることができない。また、３０％以上では、ピーク電流期間で短絡を発生させることができるが、短絡が強く入り過ぎるため、アーク安定性を維持することができなくなる。 When the average wire feed speed WF1 is increased by 5% or less, a short circuit cannot be generated in the peak current period. Moreover, if it is 30% or more, a short circuit can be generated in the peak current period, but the short circuit is too strong, so that the arc stability cannot be maintained.

よって、１０％から２５％までの領域が適正である。この結果は、溶接電流２５０Ａで溶接した場合の一例である。 Therefore, the region from 10% to 25% is appropriate. This result is an example of welding with a welding current of 250A.

以上のように、本実施の形態のアーク溶接制御方法およびアーク溶接装置によれば、亜鉛メッキ鋼板の溶接において、１パルス／１短絡移行を行うようにワイヤ送給速度を制御することで、亜鉛メッキ鋼板上の溶融池（溶融金属）を大きく振動させることができ、亜鉛蒸気が溶融池（溶融金属）を通過して外部に揮散し易くなり、溶接ビード内や溶接ビード表面に気孔が少ない状態で溶接を行うことができ、気孔発生を抑制することができる。特に、アークスタート期間ではピットが多発し易いので、アークスタート期間では非常に有効である。 As described above, according to the arc welding control method and the arc welding apparatus of the present embodiment, in the welding of the galvanized steel sheet, the wire feed speed is controlled so as to perform the 1 pulse / 1 short circuit transition, thereby making the zinc The molten pool (molten metal) on the plated steel plate can be vibrated greatly, the zinc vapor easily passes through the molten pool (molten metal) and volatilizes to the outside, and there are few pores in the weld bead or on the weld bead surface. Can be welded, and the generation of pores can be suppressed. In particular, since pits are likely to occur frequently during the arc start period, it is very effective during the arc start period.

なお、実施の形態１では、ピーク電流とベース電流を含む溶接電流波形の制御を行うことで、毎回、ピーク電流期間に、溶接ワイヤ２４と被溶接物２８とを短絡させる例を示した。また、実施の形態２では、ワイヤ送給速度の制御を行うことで、毎回、ピーク電流期間に、溶接ワイヤ２４と被溶接物２８とを短絡させる例を示した。ここで、ピーク電流とベース電流を含む溶接電流波形の制御と、ワイヤ送給速度の制御との両方を行うことで、毎回、ピーク電流期間に、溶接ワイヤ２４と被溶接物２８とを短絡させるようにしても良い。 In the first embodiment, the welding current waveform including the peak current and the base current is controlled to short-circuit the welding wire 24 and the workpiece 28 during the peak current period every time. Moreover, in Embodiment 2, the example which short-circuits the welding wire 24 and the to-be-welded object 28 in the peak electric current period every time by controlling wire feeding speed was shown. Here, by performing both the control of the welding current waveform including the peak current and the base current and the control of the wire feed speed, the welding wire 24 and the workpiece 28 are short-circuited each time during the peak current period. You may do it.

以上のように、本発明によれば、パルス溶接による亜鉛メッキ鋼板の溶接において、亜鉛蒸気が溶融池（溶融金属）を通過して外部に揮散し易くなり、気孔発生を抑制することができるので、表面処理が行われた部材を溶接する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。 As described above, according to the present invention, in the welding of galvanized steel sheets by pulse welding, zinc vapor easily passes through the molten pool (molten metal) and volatilizes to the outside, and the generation of pores can be suppressed. The present invention is industrially useful as an arc welding control method and an arc welding apparatus for welding a surface-treated member.

１入力電源
２１次側整流部
３スイッチング部
４トランス
５２次側整流部
６リアクタ
７駆動部
８溶接電圧検出部
９溶接電流検出部
１０短絡アーク判定部
１１アーク制御部
１２ピーク電流制御部
１３ベース電流制御部
１４パルス電流立上り／立下り制御部
１５短絡制御部
１６短絡電流制御部
１７パルス波形パラメータ設定部
１８ワイヤ送給速度制御部
１９溶接電源装置
２０ロボット制御装置
２１溶接条件設定部
２２ロボット
２３溶接ワイヤ保存部
２４溶接ワイヤ
２５ワイヤ送給部
２６チップ
２７アーク
２８被溶接物
２９トーチ
３０ａ、３０ｂ出力端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input power supply 2 Primary side rectification part 3 Switching part 4 Transformer 5 Secondary side rectification part 6 Reactor 7 Drive part 8 Welding voltage detection part 9 Welding current detection part 10 Short-circuit arc determination part 11 Arc control part 12 Peak current control part 13 Base current control unit 14 Pulse current rise / fall control unit 15 Short circuit control unit 16 Short circuit current control unit 17 Pulse waveform parameter setting unit 18 Wire feed speed control unit 19 Welding power supply device 20 Robot control device 21 Welding condition setting unit 22 Robot 23 Welding wire storage unit 24 Welding wire 25 Wire feeding unit 26 Tip 27 Arc 28 Workpiece 29 Torch 30a, 30b Output terminal

Claims

溶接ワイヤと母材との間にパルス電流におけるピーク電流とベース電流を繰り返し供給するアーク溶接制御方法であって、
前記ピーク電流を供給しているピーク電流期間において、前記溶接ワイヤと前記母材との短絡を発生させ、短絡が発生している短絡期間も前記ピーク電流を継続し、短絡が発生した前記ピーク電流期間に短絡を開放させるアーク溶接制御方法。 An arc welding control method for repeatedly supplying a peak current and a base current in a pulse current between a welding wire and a base material,
In the peak current period in which supplying the peak current, to generate a short circuit between the previous SL welding wire and the base material, also continued the peak current short duration of a short circuit has occurred, the peak of occurrence of a short circuit arc welding control method Ru opens the short-circuit current period.

前記ピーク電流期間において、前記溶接ワイヤと前記母材とが短絡するように、前記溶接ワイヤの送給速度の制御を行い、前記パルス電流のパルス電流立上り開始の時点において、平均ワイヤ送給速度よりも高いワイヤ送給速度に増加させ、前記ピーク電流期間に短絡が発生すると前記平均ワイヤ送給速度よりも低いワイヤ送給速度に減速させる請求項１記載のアーク溶接制御方法。 In the peak current period, the so welding wire and said base material are short-circuited, have lines to control the feeding speed of the welding wire, at the time of the pulse current rise start of the pulse current, the average wire feed speed It was increased to a higher wire feed rate than the arc welding control method according to claim 1 Symbol placement shorted to the peak current period to decelerate to a low wire feed rate than the average wire feed speed to occur.

前記ピーク電流期間の前記溶接ワイヤの送給速度を、前記ベース電流を供給しているベース電流期間の前記溶接ワイヤの送給速度よりも高く、前記平均ワイヤ送給速度に対する増加量が１０％以上、２５％以下になるように制御する請求項２記載のアーク溶接制御方法。 The feed rate of the welding wire of the peak current period, the higher than feeding speed of the welding wire of the base current base current period that supplies, amount increase with respect to the mean wire feed speed is more than 10% The arc welding control method according to claim 2 , wherein the control is performed so as to be 25% or less .

前記母材は、表面処理が行われた鋼板である請求項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 arc welding control method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the base material is a steel plate subjected to surface treatment.

溶接ワイヤと母材との間にピーク電流とベース電流を繰り返し供給するアーク溶接装置であって、
溶接電流を制御するスイッチング部と、
前記溶接電流に関するパラメータを設定する設定部と、
前記設定部の出力に基づいて前記スイッチング部を制御する駆動部を備え、
前記駆動部は、前記ピーク電流を供給しているピーク電流期間において、前記溶接ワイヤと前記母材との短絡が発生するように、前記ピーク電流と前記ベース電流を含む溶接電流波形の制御を行い、前記溶接ワイヤと前記母材との短絡を発生させ、短絡が発生している短絡期間も前記ピーク電流期間を継続し、短絡が発生した前記ピーク電流期間に短絡を開放させるアーク溶接装置。 An arc welding apparatus that repeatedly supplies a peak current and a base current between a welding wire and a base material,
A switching unit for controlling the welding current;
A setting unit for setting a parameter relating to the welding current;
A drive unit for controlling the switching unit based on the output of the setting unit;
The drive unit is at the peak current period in which supplying the peak current, as short-circuit between the previous SL welding wire and the base material occurs, the control of the welding current waveform including the peak current and the base current row have, the welding wire and to generate a short circuit between the base material, also continued the peak current period short period short is occurring, the arc welding device to open the short circuit to the peak current period of occurrence of a short circuit .

溶接ワイヤと母材との間にパルス電流におけるピーク電流とベース電流を繰り返し供給するアーク溶接装置であって、
溶接電流を制御するスイッチング部と、
前記溶接電流に関するパラメータを設定する設定部と、
前記設定部の出力に基づいて前記スイッチング部を制御する駆動部と、
前記溶接ワイヤの送給速度の制御を行う送給速度制御部を備え、
前記送給速度制御部は、前記ピーク電流を供給しているピーク電流期間において、前記溶接ワイヤと母材との短絡が発生するように、前記溶接ワイヤの送給速度の制御を行い、前記パルス電流のパルス電流立上り開始の時点において、平均ワイヤ送給速度よりも高いワイヤ送給速度に増加させ、前記ピーク電流期間に短絡が発生すると前記平均ワイヤ送給速度よりも低いワイヤ送給速度に減速させるアーク溶接装置。 An arc welding apparatus that repeatedly supplies a peak current and a base current in a pulse current between a welding wire and a base material,
A switching unit for controlling the welding current;
A setting unit for setting a parameter relating to the welding current;
A drive unit that controls the switching unit based on an output of the setting unit;
A feed speed control unit for controlling the feed speed of the welding wire;
The feed rate control section, at the peak current period in which supplying the peak current, as short-circuit between the previous SL welding wire and the base material occurs, have lines to control the feeding speed of the welding wire, When the pulse current rise of the pulse current starts, the wire feed speed is increased to a higher wire feed speed than the average wire feed speed, and when a short circuit occurs during the peak current period, the wire feed speed is lower than the average wire feed speed. Arc welding equipment to decelerate .

溶接ワイヤと母材との間にパルス電流におけるピーク電流とベース電流を繰り返し供給するアーク溶接装置であって、
溶接電流を制御するスイッチング部と、
前記溶接電流に関するパラメータを設定する設定部と、
前記設定部の出力に基づいて前記スイッチング部を制御する駆動部と、
前記溶接ワイヤの送給速度の制御を行う送給速度制御部を備え、
前記ピーク電流を供給しているピーク電流期間において、前記溶接ワイヤと前記母材との短絡が発生するように、前記駆動部は、前記ピーク電流と前記ベース電流を含む溶接電流波形の制御を行い、前記溶接ワイヤと前記母材との短絡を発生させ、短絡が発生している短絡期間も前記ピーク電流期間を継続し、短絡が発生した前記ピーク電流期間に短絡を開放させ、前記送給速度制御部は、前記溶接ワイヤの送給速度の制御を行い、前記パルス電流のパルス電流立上り開始の時点において、平均ワイヤ送給速度よりも高いワイヤ送給速度に増加させ、前記ピーク電流期間に短絡が発生すると前記平均ワイヤ送給速度よりも低いワイヤ送給速度に減速させるアーク溶接装置。 An arc welding apparatus that repeatedly supplies a peak current and a base current in a pulse current between a welding wire and a base material,
A switching unit for controlling the welding current;
A setting unit for setting a parameter relating to the welding current;
A drive unit that controls the switching unit based on an output of the setting unit;
A feed speed control unit for controlling the feed speed of the welding wire;
In the peak current period in which supplying the peak current, as short-circuit between the previous SL welding wire and the base material is produced, the driver may control the welding current waveform including the base current and the peak current Performing a short circuit between the welding wire and the base material, continuing the peak current period during the short circuit period in which the short circuit has occurred, opening the short circuit in the peak current period in which the short circuit has occurred, and speed control unit have line control of the feed rate of said welding wire, at the time of the pulse current rise start of the pulse current increases to a higher wire feed rate than the average wire feed speed, the peak current period An arc welding apparatus that decelerates to a wire feed speed lower than the average wire feed speed when a short circuit occurs in the wire .

前記送給速度制御部は、前記ピーク電流期間の前記溶接ワイヤの送給速度を、前記ベース電流を供給しているベース電流期間の溶接ワイヤの送給速度よりも高く、前記平均ワイヤ送給速度に対する増加量が１０％以上、２５％以下になるように制御する請求項６または７記載のアーク溶接装置。 The feed rate control unit, the feed rate of the welding wire of the peak current period, higher than the feeding speed of the welding wire of the base current period that supplies the base current, the average wire feed speed The arc welding apparatus according to claim 6 or 7 , which is controlled so that the amount of increase with respect to is 10% to 25% .

前記母材は、表面処理が行われた鋼板である請求項５から８のいずれか１項に記載のアーク溶接装置。 The arc welding apparatus according to any one of claims 5 to 8 , wherein the base material is a steel plate that has been subjected to a surface treatment.