JPS598473B2 - Consumable electrode type arc welding machine - Google Patents
Consumable electrode type arc welding machineInfo
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- JPS598473B2 JPS598473B2 JP49087036A JP8703674A JPS598473B2 JP S598473 B2 JPS598473 B2 JP S598473B2 JP 49087036 A JP49087036 A JP 49087036A JP 8703674 A JP8703674 A JP 8703674A JP S598473 B2 JPS598473 B2 JP S598473B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、主として不活性ガスを主成分とするガス］こ
より溶接部をしやへいして溶接を行なう消耗電極式アー
ク溶接機に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a consumable electrode type arc welding machine that performs welding by welding a welded part by welding the welded part with a gas mainly composed of an inert gas.
アルゴンガスなどの不活性ガスを主成分とするガス雰囲
気中で電極ワイヤと母材との間に電力を供給してアーク
を発生させ、そのアーク熱で電極ワイヤおよび母材を溶
融して溶接を行なう消耗電極式アーク溶接方法（以下、
ミグ溶接という。）が、アルミニウム、ステンレス鋼な
どの溶接に用いられている。このミグ溶接では一般に電
極ワイヤを一定速度で送給し、溶接電源として定電圧特
性形のものを用いて溶接電源の自己制御作用により溶接
電流を自動的に変化させて電極ワイヤの送給速” 度に
溶融消耗速度をバランスさせる方式が用いられている。
第１図は、アルミニウムのミグ溶接において、直径１．
６〔ｍｌ〕の電極ワイヤを予め設定した略一定のワイヤ
送給速度Ｖｆ１＝４８０、Ｖｆ２＝６４０、Ｖｆ３＝７
９０、Ｖｆ４＝１０００Ｃｃ１ｒＬ／ｍｍ〕のそれぞれ
定速度で送給し、溶接電源の出力電圧を変化させること
によりアーク電圧を変化させた場合の溶接電流Δ（横軸
）とアーク電圧り（縦軸）との関係を示す特性曲線であ
る。Electricity is supplied between the electrode wire and the base metal in a gas atmosphere mainly composed of an inert gas such as argon gas to generate an arc, and the arc heat melts the electrode wire and base metal to perform welding. The consumable electrode arc welding method (hereinafter referred to as
It's called MIG welding. ) is used for welding aluminum, stainless steel, etc. Generally, in this MIG welding, the electrode wire is fed at a constant speed, and a constant voltage characteristic type is used as the welding power source, and the welding current is automatically changed by the self-control action of the welding power source. A method is used that balances the melt consumption rate at different times.
Figure 1 shows a diameter of 1 mm in MIG welding of aluminum.
Approximately constant wire feeding speed Vf1 = 480, Vf2 = 640, Vf3 = 7 with preset electrode wire of 6 [ml]
Welding current Δ (horizontal axis) and arc voltage (vertical axis) when feeding at a constant speed of 90, Vf4 = 1000Cc1rL/mm and changing the arc voltage by changing the output voltage of the welding power source. This is a characteristic curve showing the relationship between
同図において、ワイヤ送給速度を例えばＶｆ４＝１００
０Ｃ儂／ｍｍ〕の一定値に設定し、溶接電源の出力電圧
を高い値から低い値に向つて徐々に低下させることによ
つてアーク電圧を低下させていくと、曲線Ｖｆ４の上方
から点４れまでの点線の曲線上では、アーク電圧値が低
下しても溶接電流値は約３２０への略一定値になる。さ
らに、溶接電源の出力電圧を低下させると曲線Ｖｆ４上
の点４れからその下方の点４ｅまでの実線で示されるご
とくアーク電圧値の低下とともに溶接電流値も低下する
いわゆる正特性となる。このような正特性領域すなわち
点４れから点４１までの実線の曲線上では、例えばアー
ク長が短かくなつてアーク電圧が点４れから点４１方向
に低下すると、このときに必要な溶接電流値も点４れか
ら点４１方向に減少する。すなわち、この正特性領域の
アーク特性は、アーク長が短くなつてアーク電圧が低下
すると溶接電流値が減少する特性になつているが、溶接
電流値が定電流特性の溶接電源によつて設定された一定
値に維持きれた場合には、アーク長が短くなるとワイヤ
送給速度が一定にもかかわらずワイヤ溶融速度が増加し
、アーク長が増加して元の値に復帰する、いわゆるアー
ク長の自己制御作用がある。このアーク長の自己Ｆｈｌ
ｍ作用が生じる原因としては、昭和３５年７月７田こ産
業図書株式会社から発行された「アーク現象」の第３４
３頁ないし第３４９頁の８・５・８アーク長の自己制御
作用および８・５・９のアーク長の固有自己制御作用の
項に各説種々説明されているが、確立していない。アー
ク電圧をさらに低下させると、曲線Ｖｆ４上の下方の点
４１よりも下方の点線で示されるごとく、２０ＣＶ）未
満のアーク電圧値では、溶接電流値はアーク電圧値の低
下とともに増加するいわゆる負特性となる。このような
アークの特性はワイヤ送給速度をＶｆ４からＶｆｌまで
減少させても、また鉄、ステンレス鋼、銅など他の材質
の電極ワイヤについてもほぼ同様になる。つぎに、上記
曲線ＶｆｌないしＦ４で示されるアークの特性と溶接電
源の特性との関係について検討する。In the same figure, the wire feeding speed is set to Vf4=100, for example.
0C/mm], and gradually lower the output voltage of the welding power source from a high value to a low value to lower the arc voltage. On the dotted curve so far, even if the arc voltage value decreases, the welding current value remains at a substantially constant value of about 320. Further, when the output voltage of the welding power source is lowered, as shown by the solid line from point 4 on curve Vf4 to point 4e below, a so-called positive characteristic occurs in which the welding current value also decreases as the arc voltage value decreases. In such a positive characteristic region, that is, on the solid curve from point 4 to point 41, for example, if the arc length becomes shorter and the arc voltage decreases from point 4 to point 41, the welding current required at this time will decrease. The value also decreases from point 4 to point 41. In other words, the arc characteristics in this positive characteristic region are such that the welding current value decreases as the arc length shortens and the arc voltage decreases, but the welding current value is set by a welding power source with constant current characteristics. If the arc length can be maintained at a constant value, as the arc length becomes shorter, the wire melting rate will increase even though the wire feeding speed is constant, and the arc length will increase and return to its original value. It has a self-regulating effect. Self Fhl of this arc length
The cause of the m effect is as described in the 34th issue of ``Arc Phenomenon'' published by Takko Sangyo Tosho Co., Ltd. on July 7, 1960.
Various theories are explained in the sections 8, 5, 8, self-controlling action of arc length and 8, 5, 9, inherent self-controlling action of arc length on pages 3 to 349, but none have been established. When the arc voltage is further reduced, as shown by the dotted line below point 41 on the curve Vf4, at arc voltage values below 20 CV, the welding current value increases as the arc voltage value decreases, a so-called negative characteristic. becomes. These arc characteristics remain almost the same even when the wire feeding speed is reduced from Vf4 to Vfl, and also for electrode wires made of other materials such as iron, stainless steel, and copper. Next, the relationship between the arc characteristics and the welding power source characteristics shown by the curves Vfl to F4 will be discussed.
従来の定電圧特性形溶接電源を用いたミグ溶接において
は、溶接電源の出力特性（以下、電源特性という。）は
、第１図の直線Ｐに示すように溶接電流値が変化しても
出力電圧値はほぼ一定で、ワイヤ送給速度あるいはアー
ク長が変動した場合でも、溶接電流値が大きく変化して
、ワイヤ溶接速度を変化させることによつてアーク長を
略一定に維持させる、いわゆる溶接電源の自己制御作用
があり、アーク電圧もこの出力電圧にほぼ等しい一定値
に保たれる。したがつて、第１図に破線で示したように
アーク電圧の高い範囲およびアーク電圧の低い範囲にお
いても、アーク特性曲線Ｖｆと電源特性の直線Ｐとが平
行にならないために、アークは安定に維持され、溶接条
件の調整もアークの状態を見ながら容易に行なえる。し
かし、このように定電圧特性形溶接電源を用いると、良
好な溶接結果が得られる実線の範囲は、アーク電圧値が
わずかに変動しても溶接電流値の変化が大きいために、
母材の溶込み深さも変動し、均一な母材の溶込み深さを
得ることはできない。また、定電圧特性形溶接電源を用
いると、短絡電流が大きいために、スパツタの発生、特
に大粒のスパツタの発生が多くなり、また溶融金属が大
きく振動するので、溶接作業がやりにくく、特に横向溶
接または立向溶接を行なうことは困難であつた。一方、
溶接電源として定電流特性形のもの、例えば第１図の直
線Ｑに示すように出力電圧値が変化しても溶接電流値が
ほぼ一定である外部特性のものを用いると、定電圧特性
形溶接電源のように、溶接電源の自己制御作用はないが
、前述したようなアークの自己制御作用によつてアーク
を安定に維持することができる。この定電流特性の溶接
電源の場合には、溶接電流値の変動がほとんどないため
に、短絡電流もそれほど大きくないので、定電圧特性の
溶接電源を用いた場合の上記の欠点は除去される。しか
し、この定電流特性の溶接電源を用いて溶接する方法に
おいては、アークの自己制御作用のみによつてアーク長
を略一定値に維持させようとするために、つぎのような
欠点が生じる。例えば、設定した溶接電流値に対してワ
イヤ送給速度が小さ過ぎて正特性領域を越えると、アー
ク特性曲線Ｖｆの上方の点線部分と電源特性の直線Ｑと
は交点を持たなくなるために、もはやアークの自己制御
作用が無くなり、アーク電圧は不安定になつて高くなり
過ぎ、電極ワイヤがコンタクトチユーブに溶着してしま
う、いわゆるパーツパック現象が発生する。逆に、設定
した溶接電流値に対してワイヤ送給速度が大き過ぎてア
ーク特性曲線ｆの下方の点線部分の負特性領域になつて
も、アークの自己制御作用がなくなる。すなわち、この
負特性領域のアーク特性は、アーク長が短くなつて、ア
ーク電圧が低下すると、溶接電流値が増加する特性にな
つているが、溶接電流値が溶接電源によつて設定された
略一定値に維持されるために、アーク長が短くなるとワ
イヤ送給速度が一定にもかかわらずワイヤ溶融速度が減
少することになり、アーク長はますます短くなつて、ワ
イヤが母材に突立つてしまい、アークを安定に維持する
ことができない。このように、定電流特性形溶接電源を
用いる場合には、アークの自己制御作用のみによつてア
ークの安定を維持させようとするために、予め設定した
略一定の溶接電流値に対してアークを安定に維持させる
ことができるアーク電圧の範囲は、正特性領域すなわち
第１図の各曲線の実線部分のみに限定されることとなる
。In MIG welding using a conventional constant voltage characteristic type welding power source, the output characteristics of the welding power source (hereinafter referred to as power source characteristics) are as shown by the straight line P in Figure 1, even if the welding current value changes, the output characteristics In so-called welding, the voltage value is almost constant, and even if the wire feeding speed or arc length changes, the welding current value changes greatly, and the arc length is maintained approximately constant by changing the wire welding speed. There is a self-control effect of the power supply, and the arc voltage is also kept at a constant value approximately equal to this output voltage. Therefore, as shown by the broken line in Figure 1, even in the high arc voltage range and the low arc voltage range, the arc is not stable because the arc characteristic curve Vf and the straight line P of the power supply characteristics are not parallel. The welding conditions can be easily adjusted while observing the arc condition. However, when using a constant voltage characteristic type welding power source in this way, the range indicated by the solid line in which good welding results can be obtained is due to the large change in welding current value even if the arc voltage value changes slightly.
The penetration depth of the base material also varies, making it impossible to obtain a uniform penetration depth of the base material. Furthermore, when using a constant voltage characteristic type welding power source, the short-circuit current is large, which increases the occurrence of spatter, especially large spatter, and the molten metal vibrates greatly, making it difficult to weld, especially when welding horizontally. It was difficult to perform welding or vertical welding. on the other hand,
If a welding power source with constant current characteristics is used, for example one with external characteristics such that the welding current value remains approximately constant even if the output voltage value changes, as shown by the straight line Q in Figure 1, constant voltage characteristics type welding will occur. Unlike a power source, a welding power source does not have a self-control function, but the arc can be stably maintained by the arc's self-control function as described above. In the case of a welding power source with constant current characteristics, there is almost no fluctuation in the welding current value, so the short circuit current is not so large, so the above-mentioned drawbacks when using a welding power source with constant voltage characteristics are eliminated. However, this method of welding using a welding power source with constant current characteristics has the following drawbacks because the arc length is maintained at a substantially constant value only by the self-control action of the arc. For example, if the wire feeding speed is too small for the set welding current value and exceeds the positive characteristic region, the dotted line above the arc characteristic curve Vf no longer intersects with the straight line Q of the power supply characteristic. The self-control effect of the arc is lost, the arc voltage becomes unstable and becomes too high, and the so-called parts pack phenomenon occurs, in which the electrode wire is welded to the contact tube. Conversely, even if the wire feeding speed is too high for the set welding current value and falls into the negative characteristic region of the dotted line below the arc characteristic curve f, the self-control action of the arc disappears. In other words, the arc characteristics in this negative characteristic region are such that as the arc length becomes shorter and the arc voltage decreases, the welding current value increases. Since it is maintained at a constant value, as the arc length becomes shorter, the wire melting rate decreases even though the wire feeding speed is constant, and the arc length becomes shorter and shorter, causing the wire to protrude into the base metal. As a result, the arc cannot be maintained stably. In this way, when using a constant current characteristic type welding power source, the arc is maintained at a preset approximately constant welding current value in order to maintain the stability of the arc only by the self-control action of the arc. The range of arc voltage in which the arc voltage can be stably maintained is limited only to the positive characteristic region, that is, the solid line portion of each curve in FIG.
このために、母材の種類によつて定まる適正な溶接電流
値を先に設定すると、その溶接電流値に適したワイヤ送
給速度の範囲が狭いために、ワイヤ送給速度の設定を慎
重に行う必要があり、適正値を見つけにくいという欠点
がある。逆に、母材の種類によつて定まる適正なアーク
電圧値を先に設定すると、そのワイヤ送給速度に適した
溶接電流値の範囲が狭いために、溶接電流値の設定を慎
重に行う必要があり、適正値を見つけにくいという欠点
がある。すなわち、溶接電流、ワイヤ送給速度など溶接
条件を適正値に設定してしまえば作業性が良く、良好な
溶接結果を得られるにもかかわらず、前述したとおり、
両者の適正な範囲が狭いために、溶接条件を適正値に設
定することが困難である。本発明の目的は、溶接電流及
びワイヤ送給速度のいずれか一方を母材に応じた適正値
に設定すれば、他方は自動的に適正な溶接条件に一元的
に設定されることができるようにした消耗電極式アーク
溶接機を提供することにある。For this reason, if you first set the appropriate welding current value determined by the type of base material, the range of wire feed speed suitable for that welding current value will be narrow, so set the wire feed speed carefully. The disadvantage is that it is difficult to find an appropriate value. Conversely, if you first set the appropriate arc voltage value determined by the type of base material, the range of welding current values suitable for that wire feed speed will be narrow, so you need to carefully set the welding current value. The disadvantage is that it is difficult to find an appropriate value. In other words, although workability is good and good welding results can be obtained if welding conditions such as welding current and wire feed speed are set to appropriate values, as mentioned above,
Since the appropriate range for both is narrow, it is difficult to set the welding conditions to appropriate values. It is an object of the present invention to enable one of the welding current and wire feed speed to be set to an appropriate value according to the base material, and the other to be automatically and centrally set to the appropriate welding conditions. An object of the present invention is to provide a consumable electrode type arc welding machine.
以下図示の実施例により本発明を詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below with reference to the illustrated embodiments.
第２図は溶接電流値（横軸）とワイヤ送給速度（縦軸）
との関係を示す線図で、第１図のアークの電流電圧特性
図からアークの自己匍卿作用が得られる溶接電流値とそ
の電流値に対する適正なワイヤ送給速度との関係を読み
取つて作成したものである。Figure 2 shows welding current value (horizontal axis) and wire feed speed (vertical axis)
This is a diagram showing the relationship between the welding current value and the appropriate wire feeding speed for that current value, which is created by reading from the arc current-voltage characteristic diagram in Figure 1 the welding current value that provides the arc's self-destruction action, and the appropriate wire feeding speed for that current value. This is what I did.
以下、第１図から第２図の直線ＲおよびＳの作成順序を
説明する。The order in which straight lines R and S in FIGS. 1 and 2 are created will be explained below.
第１図の曲線Ｖｆ４上の上方の点４ｈにおけるワイヤ送
給速度１０００ｃＣＴｎ／Ｍｍ〕および溶接電流値３２
０ＣＡ）をそれぞれ第２図の縦軸および横軸にとり各軸
に平行線を引きその交点を４ｈｒとする。Wire feeding speed 1000 cCTn/Mm] and welding current value 32 at point 4h above curve Vf4 in FIG.
0CA) are taken as the vertical and horizontal axes of FIG. 2, parallel lines are drawn on each axis, and the intersection point is 4hr.
同様に第１図の曲線Ｆ３上の点３ｈにおけるワイヤ送給
速度７９０〔ＣＴＬ／Ｍｍ〕と溶接電流値２５０ＣＡ１
とから第２図上に点３ｈｒが得られ、また第１図の曲線
Ｆ２上の点２ｈにおけるワイヤ送給速度６４０〔ＣＩｒ
Ｌ／Ｍｍ〕と溶接電流値２００囚とから第２図上に点２
ｈｒが得られ、さらに第１図の曲線ｆ１上の点１ｈにお
けるワイヤ送給速度４８０〔Ｃ！ＦＬ／Ｍｖｔ〕と溶接
電流値１５０ＣＸ１とから第２図上に点１ｈｒが得られ
る。このようにして得られた点４ｈｒ，３ｈｒ，２ｈｒ
および１ｈｒを結ぶと略直線Ｒが得られる。次に、第１
図の曲線Ｆ４上の下方の点４１におけるワイヤ送給速度
１０００Ｃｃｍ／Ｍｍ〕と溶接電流値２６０ＣＡ！ｌと
から第２図上に点４１ｓが得られ、曲線Ｖｆ３のワイヤ
送給速度７９０〔Ｃ！ＲＬ／Ｍｍ〕と溶接電流値２２０
（Ａｌとから点３１ｓが得られ、曲線Ｆ２のワイヤ送給
速度６４０Ｃ礪／Ｍｍ〕と溶接電流値１８０囚とから第
２図上の点２１ｓが得られ、曲線ｆ１のワイヤ送給速度
４８０ＣＣＷＶｍｉ！ｌ〕と溶接電流値１３０（Ａｌと
から第２図上の点１１ｓが得られる。Similarly, the wire feeding speed at point 3h on curve F3 in Fig. 1 is 790 [CTL/Mm] and the welding current value is 250CA1.
From this, a point 3hr on FIG. 2 is obtained, and the wire feeding speed at point 2h on the curve F2 of FIG.
L/Mm] and the welding current value 200, point 2 is drawn on Fig. 2.
hr is obtained, and the wire feeding speed at point 1h on curve f1 in FIG. 1 is 480 [C! FL/Mvt] and the welding current value 150CX1, a point 1hr on FIG. 2 is obtained. Points 4hr, 3hr, 2hr obtained in this way
By connecting 1hr and 1hr, a substantially straight line R is obtained. Next, the first
Wire feeding speed 1000Ccm/Mm] and welding current value 260CA at the lower point 41 on curve F4 in the figure! 1, a point 41s on FIG. 2 is obtained, and the wire feeding speed of the curve Vf3 is 790 [C! RL/Mm] and welding current value 220
(Point 31s is obtained from Al, and the wire feeding speed of curve F2 is 640 CCW/Mm)] and point 21s on FIG. 2 is obtained from the welding current value of 180 CCWVmi! A point 11s on FIG. 2 can be obtained from the welding current value 130 (Al) and the welding current value 130 (Al).
このようにして得られた点４１ｓ，３′Ｓ，２ｌｓおよ
び１１ｓを結ぶと略直線Ｓが得られる。これらの点を結
んだ線はＲおよびＳの両者とも直線で近似させることが
でき、特にアルミニウムなど抵抗値の小さい電極ワイヤ
の場合には原点を通るほぼ完全な直線とみなすことがで
きる。同図において、直線Ｒより下方ではアーク長が長
くなりすぎてパーツパックを生じ、逆に直線Ｓより上方
ではアーク長が短くなりすぎて短絡を生じるが、直線Ｒ
とＳにはさまれた斜線部分はアークの自己制御作用があ
り、定電流特性形の溶接電源を用いて電極ワイヤを一定
速度で送給して溶接を行なう場合にも、アークを安定に
維持させることができる範囲である。したがつて、溶接
電流値を母材に応じた適正値に設定すれば、ワイヤ送給
速度が自動的に第２図の斜線部分で示すように、先に設
定した溶接電流値から定まる適正値になるように一元制
御を行なえば、２以上の溶接条件を適正範囲に設定する
ことがきわめて容易になる。本発明は、上記のような検
討の結果に基くもので、第３図に本発明の溶接機の基本
的構成を示す。By connecting the points 41s, 3'S, 2ls, and 11s obtained in this manner, a substantially straight line S is obtained. The line connecting these points can be approximated by a straight line for both R and S, and especially in the case of an electrode wire with a low resistance value such as aluminum, it can be regarded as an almost perfect straight line passing through the origin. In the same figure, below the straight line R, the arc length becomes too long, causing parts packs; conversely, above the straight line S, the arc length becomes too short, causing a short circuit;
The shaded area between and S has a self-control effect on the arc, which maintains the arc stably even when welding is performed by feeding the electrode wire at a constant speed using a constant current type welding power source. This is within the range that can be achieved. Therefore, if the welding current value is set to an appropriate value according to the base material, the wire feeding speed will automatically change to the appropriate value determined from the previously set welding current value, as shown by the shaded area in Figure 2. If unified control is performed so that the following conditions are achieved, it becomes extremely easy to set two or more welding conditions within appropriate ranges. The present invention is based on the results of the above studies, and FIG. 3 shows the basic configuration of the welding machine of the present invention.
同図において、ＰＳは垂下特性の溶接電源部で、この電
源部は入力端子１と、入力端子１からの入力をサイリス
タあるいは磁気増巾器などにより垂下特性に制御する溶
接電源制御部２を備えている。この制御部により制御さ
れた出力は出力端子３より溶接電流１として出力され、
この溶接電流値は溶接電流検出器４により検出される。
さらに、溶接電源部ＰＳは比較器５と比較器５の出力を
増幅して溶接電源制御部２に加える増幅器６とを備えて
おり、比較器５の一方の入力端子に溶接電流検出器４の
出力が供給されている。７は溶接機の第１の出力を設定
するため設定用電圧源ａに接続された第１の出力調整器
で、その出力信号Ａは比較器５の他の入力端子に与えら
れている。In the figure, PS is a welding power supply unit with drooping characteristics, and this power supply unit includes an input terminal 1 and a welding power source control unit 2 that controls the input from the input terminal 1 to have drooping characteristics using a thyristor or magnetic amplifier. ing. The output controlled by this control section is output as welding current 1 from output terminal 3,
This welding current value is detected by a welding current detector 4.
Further, the welding power supply section PS includes a comparator 5 and an amplifier 6 that amplifies the output of the comparator 5 and applies it to the welding power supply control section 2. Output is supplied. Reference numeral 7 denotes a first output regulator connected to a setting voltage source a for setting the first output of the welding machine, and its output signal A is given to the other input terminal of the comparator 5.
したがつて、比較器５は入力信号Ａと溶接電流の検出値
とを比較し、両者の差を増幅器６を介して溶接電源制御
部２に加える。これにより溶接電流１はフイードバツク
制御され、溶接電源部ＰＳの入力信号Ａと溶接電流１と
はほぼ直線的な関係を有し、下式が成立する。ここにｇ
及びＧは入力信号Ａと溶接電流１との間の関係を定める
定数である。Therefore, the comparator 5 compares the input signal A and the detected value of the welding current, and applies the difference between the two to the welding power source controller 2 via the amplifier 6. As a result, the welding current 1 is feedback-controlled, and the input signal A of the welding power source PS and the welding current 1 have a substantially linear relationship, and the following equation holds true. g here
and G are constants that define the relationship between input signal A and welding current 1.
８は設定用電圧源ｂに接続された第２の出力調整器で、
この出力調整器は第１の出力調整器７と機械的に連動し
ており、その出力信号Ｂは溶接ワイヤ送給装置ＷＦの比
較部９の一方の入力端子に供給されている。8 is a second output regulator connected to the setting voltage source b;
This output regulator is mechanically interlocked with the first output regulator 7, and its output signal B is supplied to one input terminal of the comparator 9 of the welding wire feeder WF.
比較部９の他方の入力端子にはワイヤ送給用電動機１０
の誘起電圧、即ちワイヤ送給速度に比例した信号が入力
され、信号Ｂとこのワイヤ送給速度に比例した信号との
差が増幅器１１を介して送給速度匍脚部１２に入力され
、この送給速度制御部の出力でワイヤ送給用電動機１０
が駆動される。したがつてワイヤ送給速度ｆはフイード
バツク制御され、入力信号Ｂとワイヤ送給速度ｆとの間
には（２）式のような直線的な関係が成立する。ここに
ｈ及びＨは入力信号Ｂとワイヤ送給速度ｆとの間の関係
を定める定数である。A wire feeding electric motor 10 is connected to the other input terminal of the comparison section 9.
The induced voltage of B, that is, a signal proportional to the wire feeding speed is inputted, and the difference between signal B and the signal proportional to this wire feeding speed is inputted to the feeding speed leg part 12 via the amplifier 11. The wire feeding electric motor 10 is controlled by the output of the feeding speed control section.
is driven. Therefore, the wire feeding speed f is subjected to feedback control, and a linear relationship as shown in equation (2) is established between the input signal B and the wire feeding speed f. Here, h and H are constants that determine the relationship between the input signal B and the wire feeding speed f.
第２図に示したように、電極ワイヤを設定した略一定速
度で送給するミグ溶接においては、実用的な溶接条件の
範囲内で溶接電流値１とワイヤ送給速度ｆとの間に近似
的に（３）式で示すような直線的な関係が成立する。As shown in Fig. 2, in MIG welding where the electrode wire is fed at a set approximately constant speed, there is an approximation between the welding current value 1 and the wire feeding speed f within the range of practical welding conditions. Generally speaking, a linear relationship as shown in equation (3) is established.
ここにＫ，Ｋは電極ワイヤの材質、直径、しやへいガス
の成分などの条件によつて決まる定数である。Here, K and K are constants determined by conditions such as the material and diameter of the electrode wire, and the composition of the insulating gas.
特にアルミニウムのような抵抗値小さい電極ワイヤでは
（３）式の関係がよく成立し、しかも定数Ｋはほぼ零に
近い値になる。そこて１）式、（２）式及び（３）式を
用いて溶接電源ＰＳ及びワイヤ送給装置ＷＦの設定信号
Ａ及びＢの間の関係を求めると、ＫｇｌＢ＋−一Ａ＋−
（ＫＧ＋Ｋ−Ｈ） （４）Ｈｈが成立する。In particular, in the case of an electrode wire having a low resistance value such as aluminum, the relationship of equation (3) holds well, and the constant K has a value close to zero. Therefore, when the relationship between the setting signals A and B of the welding power source PS and the wire feeder WF is determined using equations 1), (2), and (3), KglB+--A+-
(KG+K-H) (4) Hh holds true.
ここで、 とおけば、 が成立する。here, If you put holds true.
即ち、（６）式を満足するように信号Ａに比例した信号
Ｂを得るようにすれば、信号ＡまたはＢのいずれか一方
のみを調整するだけで適正条件の溶接電流値とワイヤ送
給速度が得られる。In other words, if we obtain signal B proportional to signal A so as to satisfy equation (6), welding current value and wire feed speed under appropriate conditions can be obtained by adjusting only either signal A or B. is obtained.
上記の各実施例において溶接電源部ＰＳ及びワイヤ送給
装置ＷＦの増巾器６及び１１の増巾度を適当に大きくし
ておけば、（１）式及び（２）式においてＧ＋Ｏ及びＨ
＝＝Ｏとすることができ、また前述のようにアルミニウ
ムワイヤでは、（３）式のＫの値をほぼ零にすることが
できる。In each of the above embodiments, if the amplification degrees of the amplification devices 6 and 11 of the welding power supply unit PS and wire feeder WF are appropriately increased, G+O and H
==O, and as mentioned above, with aluminum wire, the value of K in equation (3) can be made approximately zero.
したがつて、この場合は（５）式からβ＋０となり、（
６）式は、とすることができる。上記第３図に示した実
施例は、このようにβ中０とみなすことができる場合の
実施例であつて、同図において第１及び第２の出力調整
器７及び８を２連のポテンシヨメータとし、その回転率
をγとすると、Ａ＝γＶａ，Ｂ＝γＶｂとなる。Therefore, in this case, it becomes β+0 from equation (5), and (
6) Equation can be expressed as: The embodiment shown in FIG. 3 above is an embodiment in which β can be regarded as 0, and in the same figure, the first and second output regulators 7 and 8 are connected to two sets of potentiometers. If it is a yometer and its rotation rate is γ, then A=γVa and B=γVb.
したがつて、Ｂ＝（Ｖｂ／ａ）Ａとなり、Ａ，ｂを適当
な電圧値に選ぶことによつて（５式のαを満足させれば
、第１の出力調整器７により信号Ａを調整するだけで適
正なワイヤ送給速度を得ることができる。次に第４図及
び第５図は、β＝＝ｏとすることができない一般的な場
合の実施例を示したもので、これらの実施例においては
、第１及び第２の出力調整器としてポテンシヨメータＲ
ａ，Ｒｂからなる２連のポテンシヨメータが用いられて
いる。Therefore, B=(Vb/a)A, and by selecting appropriate voltage values for A and b (if α in equation 5 is satisfied, the signal A can be adjusted by the first output regulator 7. An appropriate wire feeding speed can be obtained by simply adjusting the wire feed speed.Next, Figures 4 and 5 show examples of general cases in which β==o cannot be set. In the embodiment, potentiometers R are used as the first and second output regulators.
Two sets of potentiometers consisting of a and Rb are used.
第４図において、ポテンシヨメータの回転率をγとする
と、Ｖａ
ここでｂ／ａ＝αになるようにＶｂ，Ｖａを適当に選ぶ
ことにより（６）式を満足させることができる。In FIG. 4, if the rotation rate of the potentiometer is γ, then Va, where b/a=α, equation (6) can be satisfied by appropriately selecting Vb and Va so that b/a=α.
したがつて、出力調整器の回転率γを調整することによ
り所望の溶接電流が得られるとともに、この溶接電流値
に適した電極ワイヤ先端と母材間との間の距離（アーク
長）が自動的に得られることになる。また第５図は、電
圧Ｖ。Therefore, by adjusting the rotation rate γ of the output regulator, the desired welding current can be obtained, and the distance (arc length) between the electrode wire tip and the base metal that is suitable for this welding current value can be automatically determined. You will be able to obtain Further, FIG. 5 shows the voltage V.
を分圧することにより電圧Ｖｂを得るようにしたもので
、ポテンシヨメータＲｂと直列に抵抗Ｒ１及びＲ２が接
続されている。この場合、ポテンシヨメータＲｂの両端
にかかる電圧Ｖｂは、となる。The voltage Vb is obtained by dividing the voltage, and resistors R1 and R2 are connected in series with the potentiometer Rb. In this case, the voltage Vb applied across the potentiometer Rb is as follows.
また、であり、００）〜（自）式より、 となる。Also, from the formula 00) to (self), becomes.
したがつてα＝Ｒｂ／（Ｒ１＋Ｒｂ＋Ｒ２），β＝Ｒ２
ＶＯ／（Ｒ１＋Ｒｂ＋Ｒ２）となるように各抵抗値を選
べば（６）式を満足させることができる。（６）式の定
数αおよびβは、電極ワイヤの材質、直径などによつて
変るため、各電極ワイヤに適した値となるように、その
いずれか一方または双方を切替スイツチにより切替えて
もよい。例えば、第４図のＶａもしくはＶｂの電圧値ま
たは第５図のＲｂの抵抗値を切替スイツチにより切替え
れば定数αを切替えできるし、第４図のＢの電圧値また
第５図の抵抗値Ｒ２あるいは電圧Ｖ。を切替スイツチに
より切替えれば定数Ｂを切替えることができる。また、
第４図のＶａ，Ｖｂのいずれか一方を調整可能にしてお
けば、αを微調整することができ、同様に、第５図では
Ｒ１を調整可能にしておけばαを微調整することができ
る。Therefore α=Rb/(R1+Rb+R2), β=R2
Equation (6) can be satisfied by selecting each resistance value so that VO/(R1+Rb+R2). Since the constants α and β in equation (6) vary depending on the material, diameter, etc. of the electrode wire, one or both of them may be switched using a changeover switch to obtain a value suitable for each electrode wire. . For example, by switching the voltage value of Va or Vb in FIG. 4 or the resistance value of Rb in FIG. 5 using a changeover switch, the constant α can be changed, and the voltage value of B in FIG. R2 or voltage V. By switching the constant B using a changeover switch, the constant B can be changed. Also,
If either Va or Vb in Fig. 4 is made adjustable, α can be finely adjusted.Similarly, in Fig. 5, if R1 is made adjustable, α can be finely adjusted. can.
このようにすると、第２図の斜線部内の任意の部分に設
定できるために、最適の溶接条件に設定しやすくなる。
同様に、第４図のβの値、または第５図のＲ２の値もし
くは。の値を調整可能にしておくことにより、βを調整
するようにしてもよい。また、第２図のように、ほぼ原
点を通るような溶融特性の場合には、αを微調整できる
ようにしておけば溶接条件の微調整を容易に行うことが
できる。上記の実施例においては、溶接電源とワイヤ送
給装置をフイードバツク制御しているが、設定信号と溶
接電流との間及び設定信号とワイヤ送給速度との間にほ
ぼ比例関係が得られるものであれば、どのような溶接電
源及びワイヤ送給装置を用いてもよい。In this way, the welding conditions can be set at any part within the shaded area in FIG. 2, making it easier to set the optimum welding conditions.
Similarly, the value of β in FIG. 4, or the value of R2 in FIG. β may be adjusted by making the value of β adjustable. In addition, as shown in FIG. 2, in the case of melting characteristics that almost pass through the origin, fine adjustment of the welding conditions can be easily performed if α can be finely adjusted. In the above embodiment, the welding power source and the wire feeding device are controlled by feedback, but a nearly proportional relationship can be obtained between the setting signal and the welding current and between the setting signal and the wire feeding speed. Any welding power source and wire feeding device may be used.
上記の実施例では、設定電圧源を用いてワイヤ送給装置
を電気的に駆動するようにしたが、駆動源として空気圧
や油圧を用いることもでき、この場合は、出力調整器と
して流量調整弁及び減圧弁を用い、モータとしては油圧
モータやエアモータを用いればよい。In the above embodiment, the wire feeding device is electrically driven using a set voltage source, but pneumatic pressure or oil pressure can also be used as a driving source. In this case, a flow rate regulating valve is used as an output regulator. A hydraulic motor or an air motor may be used as the motor.
また上記の実施例において、出力調整器としてスライダ
ツクや可動鉄心変圧器を用い、各調整器を歯車やベルト
で連動させてもよい。Further, in the above embodiments, a slider or a movable core transformer may be used as the output regulator, and each regulator may be interlocked with gears or a belt.
なお、本発明で用いる溶接電源は、完全な定電流特性を
有していることが望ましいが、垂下特性の電源でもよく
、一般には１００Ａ当り１０以上の電圧降下を有する電
源であればよい。It is preferable that the welding power source used in the present invention has perfect constant current characteristics, but it may also have drooping characteristics, and generally any power source that has a voltage drop of 10 or more per 100 A is sufficient.
以上のように本発明によれば、垂下特性形または定電流
特性形の溶接電源を用いて、アークの電圧電流特性が正
特性領域となる範囲であつて、定速度で電極ワイヤを送
給する方式の消耗電極式アーク溶接においても、溶接条
件の設定が極めて溶易になるために、定電圧特性形溶接
電源を用いた場合のビード形状の不良、多量のスパツタ
の発生などの欠点がなくなるうえ、溶接電流とワイヤ送
給速度とを別々に調整するわずられしさがなくなり、初
心者でも容易に良好な溶接結果を得ることができる。As described above, according to the present invention, an electrode wire is fed at a constant speed within a range where the voltage-current characteristics of the arc are in the positive characteristic region using a drooping characteristic type or constant current characteristic type welding power source. In the consumable electrode type arc welding method, the welding conditions can be set extremely easily, which eliminates the drawbacks such as poor bead shape and large amount of spatter that occur when using a constant voltage welding power source. This eliminates the hassle of adjusting the welding current and wire feeding speed separately, and even beginners can easily obtain good welding results.
さらに、適正溶接条件に合わせるための試し溶接の必要
がないために、電極ワイヤやシールドガスなどの溶接材
料の浪費、むだ時間などの節減ができ、溶接品質の向上
、能率向上、経費の節減など多くの効果が得られる。Furthermore, since there is no need for trial welding to match the appropriate welding conditions, it is possible to reduce the waste of welding materials such as electrode wire and shielding gas, and to reduce dead time, resulting in improved welding quality, efficiency, and cost savings. Many effects can be obtained.
【図面の簡単な説明】
第１図は電極ワイヤを定速送給した場合の溶接電流・ア
ーク電圧特性曲線図、第２図は溶接電流とワイヤ送給速
度との関係を示す線図、第３図は本発明の実施例を示す
プロツク図、第４図および第５図は出力調整器の具体例
の要部を示す電気接続図である。[Brief explanation of the drawings] Figure 1 is a welding current/arc voltage characteristic curve diagram when the electrode wire is fed at a constant speed. Figure 2 is a diagram showing the relationship between welding current and wire feeding speed. FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 4 and 5 are electrical connection diagrams showing main parts of a specific example of an output regulator.
Claims (1)
行なう消耗電極式アーク溶接機において、溶接電流を設
定するための信号Ａを出力する第１の出力調整器と、前
記第１の出力調整器に機械的に連動されて前記第１の出
力調整器の出力信号Ａと１次関数の関係を有する信号Ｂ
を出力する第２の出力調整器と、前記信号Ａを入力とし
て該信号Ａにほぼ比例する溶接電流を出力する垂下特性
または定電流特性の溶接電源と、前記信号Ｂを入力とし
て該信号Ｂにほぼ比例する定速度で電極ワイヤを送給す
るワイヤ送給装置とを具備した消耗電極式アーク溶接機
。1. In a consumable electrode type arc welding machine that performs welding while feeding an electrode wire at a constant speed to a welding part, a first output regulator that outputs a signal A for setting a welding current, and the first output a signal B that is mechanically interlocked with the regulator and has a linear function relationship with the output signal A of the first output regulator;
a second output regulator that outputs a welding current approximately proportional to the signal A; a welding power source that receives the signal A and outputs a welding current that is approximately proportional to the signal A; A consumable electrode type arc welding machine equipped with a wire feeding device that feeds an electrode wire at a substantially proportional constant speed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49087036A JPS598473B2 (en) | 1974-07-31 | 1974-07-31 | Consumable electrode type arc welding machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49087036A JPS598473B2 (en) | 1974-07-31 | 1974-07-31 | Consumable electrode type arc welding machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5116257A JPS5116257A (en) | 1976-02-09 |
| JPS598473B2 true JPS598473B2 (en) | 1984-02-24 |
Family
ID=13903710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49087036A Expired JPS598473B2 (en) | 1974-07-31 | 1974-07-31 | Consumable electrode type arc welding machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS598473B2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4866045A (en) * | 1971-12-13 | 1973-09-11 | ||
| JPS4870647A (en) * | 1971-12-25 | 1973-09-25 | ||
| JPS4870648A (en) * | 1971-12-25 | 1973-09-25 | ||
| JPS50127851A (en) * | 1974-03-28 | 1975-10-08 |
-
1974
- 1974-07-31 JP JP49087036A patent/JPS598473B2/en not_active Expired
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4866045A (en) * | 1971-12-13 | 1973-09-11 | ||
| JPS4870647A (en) * | 1971-12-25 | 1973-09-25 | ||
| JPS4870648A (en) * | 1971-12-25 | 1973-09-25 | ||
| JPS50127851A (en) * | 1974-03-28 | 1975-10-08 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5116257A (en) | 1976-02-09 |
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