JPS6072668A - Hot wire switching tig welding device - Google Patents
Hot wire switching tig welding deviceInfo
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- JPS6072668A JPS6072668A JP17712483A JP17712483A JPS6072668A JP S6072668 A JPS6072668 A JP S6072668A JP 17712483 A JP17712483 A JP 17712483A JP 17712483 A JP17712483 A JP 17712483A JP S6072668 A JPS6072668 A JP S6072668A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は溶接装置に係り、特に良好な溶接を行うホッ
トワイヤＴ工Ｇ溶接装置？’ｉに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a welding device, particularly a hot wire T-type G welding device that performs good welding. 'Regarding i.
アーク溶接の一種としてタングステン″、Ｉ］の消１ζ
ししにくい金属を電極としてイナートガスのシールド下
で行うＴ工Ｇ溶接がある。この溶接は良好な溶接ビード
を形成し得る反面、溶接速度が遅く、この点の改良が望
まれている。このＴ工Ｇ溶接における溶接速度を向上さ
せる方法として、溶接用線材（ワイヤ）を、溶接前にあ
らかじめ所定の温度に加熱しておくホットワイヤＴＩ（
）溶接法がン」三日されている。As a kind of arc welding, tungsten'', I] is melted 1ζ
There is T-G welding, which is performed under an inert gas shield using a metal that is difficult to bond as an electrode. Although this welding can form a good weld bead, the welding speed is slow, and improvements in this point are desired. As a method to improve the welding speed in this T-work G welding, the welding wire (wire) is heated to a predetermined temperature before welding.
) The welding method has been used for three days.
第１図はホットワイヤＴ工Ｇ溶接法で一般的に使用され
ている機器の構成を示したものである。 溶接トーチ４
のタングステン電極１と母材２を直流垂下特性のアーク
電源で接続し、タングステン電極１を負極母料２を正極
としてアルゴン等のシールドガス中でアーク電源３によ
りアーク５を形成する。 リール１１から送出したワイ
ヤ６をこのアーク５に対して直接添加すれば通常のＴ工
Ｇ溶接であるがホットワイヤＴ■Ｇ溶接法では、フンタ
クトチップ７と母材２の間を直流あるいは交流のワイヤ
電源９で接続し、ワイヤ送給装置１０からアーク発生部
に送られるワイヤ６に直流あるいは交流電流を流してジ
ュール発熱させ溶接前にこのワイヤ６を加熱することに
よりワイヤ６の溶融速度を向上させるようにしている。FIG. 1 shows the configuration of equipment commonly used in the hot wire T-G welding method. welding torch 4
The tungsten electrode 1 and the base material 2 are connected by an arc power source with DC drooping characteristics, and an arc 5 is formed by the arc power source 3 in a shielding gas such as argon with the tungsten electrode 1 and the negative electrode base material 2 as the positive electrode. If the wire 6 sent out from the reel 11 is added directly to this arc 5, normal T-G welding can be performed, but in the hot wire T-G welding method, direct current or alternating current is applied between the free-touch tip 7 and the base metal 2. The melting speed of the wire 6 is controlled by connecting it to a wire power source 9 and passing a direct or alternating current through the wire 6 sent from the wire feeding device 10 to the arc generating part to generate Joule heat and heating the wire 6 before welding. I'm trying to improve it.
このホットワイヤＴ工Ｇ溶接方法で問題となるのはワイ
ヤ電流によりアークに磁気吹き現象が生じることである
。すなわちワイヤ電流によりワイヤ近傍に生じる磁界と
アーク電流による磁界とが干渉し両者間に引力または斥
力が生じてアークが振れ、安定な溶接が出来なくなる。A problem with this hot wire T-G welding method is that a magnetic blow phenomenon occurs in the arc due to the wire current. That is, the magnetic field generated near the wire due to the wire current and the magnetic field due to the arc current interfere, and an attractive or repulsive force is generated between the two, causing the arc to swing and making stable welding impossible.
このためワイヤ電流はアーク電流の２分の１程度に制限
され磁気吹きの影響も少なくして溶接できるワイヤの溶
融速度１１２０ｇ／分程度が限界であり、大幅な溶接速
度の向上はできない。このためワイヤ電流によるアーク
の磁気干渉をなくしさらにワイヤ溶融用を高める方法と
してホットワイヤスイッチングＴ■Ｇ溶接法が具体化さ
れるようになった。この方法は第２図に示すようにアー
ク電流をパルス状の方形波にし、アーク電流がピークＡ
Ｐの期間Ｔの時にはワイヤへの通′、ｔは行なわず、ア
ーク電流が低くなるベース電流ＡＢの期間Ｔ２の間だけ
ワイヤ電流ＷＰを流して磁気吹きをなくし高溶着量を得
ようとするものである。これにより磁気吹きの影響がほ
とんどなしに］、ｏｏｇ／分以」二の溶融速度が現在得
られている。第３図は従来用いられたホットワイヤスイ
ッチングＴ工Ｇ電源の構成回路の原理を示すもので大容
：１（トランジスタ２０を使用したチョッパ方式の電源
を応用したものである。この方式では大型の電源トラン
ス２１が必要となり、また大容量のトランジスタを多数
使用しなければならず、それらの制御回路も複雑となり
、結果的には溶接機は大型で高価なものとなる。For this reason, the wire current is limited to about one-half of the arc current, and the wire melting speed that can be welded with less influence of magnetic blowing is limited to about 1120 g/min, and it is not possible to significantly improve the welding speed. For this reason, the hot wire switching TG welding method has been implemented as a method to eliminate the magnetic interference of the arc caused by the wire current and further improve the wire melting performance. In this method, the arc current is made into a pulsed square wave as shown in Figure 2, and the arc current reaches a peak of A.
During the period T of P, the wire is not passed through the wire ', t, and the wire current WP is passed only during the period T2 of the base current AB, when the arc current is low, thereby eliminating magnetic blowing and obtaining a high welding amount. It is. As a result, melting rates of less than 2000 g/min are now obtained with virtually no influence from magnetic blowing. Figure 3 shows the principle of the configuration circuit of a conventionally used hot wire switching T/G power supply.It is an application of a chopper type power supply using a large capacity: 1 (transistor 20). A power transformer 21 is required, a large number of large-capacity transistors must be used, and their control circuits are also complicated, resulting in a large and expensive welding machine.
この発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、
高溶着量が得られ、しかも安価で簡便なホットワイヤス
イッチングＴ工Ｇ溶接電源を提供するにある。The purpose of this invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art.
To provide a hot wire switching T-type welding power source which can obtain a large amount of welding and is inexpensive and simple.
要するにこの発明は、アークと並列に大電流スイッチン
グ素子を１行き電源からアークに至る電流を周期的に分
流することによりアーク電流とワイヤ電流をスイッチン
グするようにしたものである。In short, the present invention switches the arc current and wire current by periodically shunting the current from the first-line power supply to the arc using a large current switching element in parallel with the arc.
第４図はこの発明の第１の実施例を示す。FIG. 4 shows a first embodiment of the invention.
図中符号３３はゲートターンオフ（ｇａ、ｔｅ ｔｕｒ
ｎｏｆｆ ）サイリスタ（以下１Ｇ・Ｔ′ｏ」と称す）
であり、このＧσ゛０を用いてスイッチングするよう構
成している。符号２４はタングステン電極１と母材２と
を直流垂下特性の溶接電源３で接続し、電極１と母材２
の間にアーク５を゛形成するよう構成した従来型のアー
ク形成用回路である。Reference numeral 33 in the figure indicates a gate turn-off (ga, te tur
noff) Thyristor (hereinafter referred to as 1G・T'o)
The configuration is such that switching is performed using this Gσ゛0. Reference numeral 24 connects the tungsten electrode 1 and the base metal 2 with a welding power source 3 with DC drooping characteristics, and connects the electrode 1 and the base metal 2.
This is a conventional arc forming circuit configured to form an arc 5 between the two.
一方Ｇ 田Ｑ２３はこの回路２４とワイヤ６ （直接的
にはコンタクトチップ７）に対してＩＺ続し、アーク５
に対して並列に接続しており、これらの回路全体でホッ
トワイヤスイッチングＴ工Ｇ溶接の電源回路を構成して
いる。On the other hand, the G field Q23 is IZ connected to this circuit 24 and the wire 6 (directly to the contact tip 7), and the arc 5
These circuits as a whole constitute a power supply circuit for hot wire switching T/G welding.
以上の構成の装置において、ＧＴ０２３がＯＦＦのとき
、電極と母材２の間にアーク電流が流れてアーク５を一
形成し母材２．ワイヤ６を溶融する。ＧＴＯがＯＮにな
るとアーク５へ流れていた電流はバイパスされて母材２
からワイヤ６へ流れる。このときワイヤは加熱され溶融
速度を向上させる。第５図は上述の状態を示すものでア
リ、Ｇ Ｔ０２３カ０ＦＦ（７）場合ハ７−り’４流Ａ
Ｐが流れ、ＯＮの場合にはワイヤ′１ｕ流Ｗ Ｐが流れ
てこの間アーク電流はベース電流ＡＢになる状態を示し
ている。In the apparatus having the above configuration, when GT023 is OFF, an arc current flows between the electrode and the base material 2 to form an arc 5 and the base material 2. Melt the wire 6. When the GTO turns ON, the current flowing to the arc 5 is bypassed and flows to the base metal 2.
to the wire 6. The wire is then heated to increase the melting rate. Figure 5 shows the above-mentioned state.
P flows, and when it is ON, a wire '1u current W P flows, and during this period the arc current becomes the base current AB.
次に前述の第４図において、回路２４に対しては補助電
源１ｚが接続しているが、この補助電源１２ハ溶接電源
３の出力がＧＴＯ２３によりワイヤ側に導通されたとき
にアークを持続維持するためのアークのベース電流ＡＢ
を供給するものである。しかしＧＴＯ２３のＯＮにより
アーク５が消失してタングステンから構成される電極１
の温度が十分高く電子放出が容易なうちにＧＴＯ２３を
ＯＦＦすれば再びアーク５が発生しアーク電流が流れる
ためこの補助電源１２は必ずしも必要ではない。Next, in the above-mentioned FIG. 4, the auxiliary power source 1z is connected to the circuit 24, and this auxiliary power source 12 maintains the arc when the output of the welding power source 3 is conducted to the wire side by the GTO 23. The arc base current AB for
It is intended to supply However, when the GTO 23 is turned on, the arc 5 disappears and the electrode 1 made of tungsten
If the GTO 23 is turned off while the temperature is sufficiently high and electron emission is easy, the arc 5 will occur again and the arc current will flow, so the auxiliary power source 12 is not necessarily necessary.
第７図はこの発明の第２の実施例を示し、第１の実施例
で示した装置の制御性を高めるよう構成している。すな
わち、ワイヤ溶融速度は第６図に示すようにワイヤに通
電する電力に比例して増加し従ってワイヤの溶融速度は
電流値を変化させることにより容易に制御できる。しか
し第４図に示す実施例ではアーク電流とワイヤ電流のピ
ーク値Ａ’Ｐ及びＷＰは等しくなるのでワイヤ電流だけ
を個別に制御することができない。アーク電流とワイヤ
電流の通電する比率（デユーティ）を変えればワイヤの
溶融速度の制御を行なうことができるが、同一ピーク電
流ではアーク電流の平均値が変化するので、アークの状
況が変化し、このため適正溶接条件の維持が難しくなる
。FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention, which is constructed to improve the controllability of the apparatus shown in the first embodiment. That is, the wire melting speed increases in proportion to the electric power applied to the wire, as shown in FIG. 6, and therefore, the wire melting speed can be easily controlled by changing the current value. However, in the embodiment shown in FIG. 4, since the peak values A'P and WP of the arc current and wire current are equal, it is not possible to individually control only the wire current. The wire melting speed can be controlled by changing the ratio (duty) of the arc current and wire current, but the average value of the arc current changes at the same peak current, so the arc conditions change and this This makes it difficult to maintain proper welding conditions.
この実施例では第４図の方式にＧＴＯを並列に追加して
ワイヤ電流の通電時間を個別に制御できるようにしたも
のである。すなわち第１の実施例のＧ Ｔ：′０（１）
２３に加えてＧＴＯ（２）２５を並列に設け、これらＧ
ＴＯ（１）２３． Ｇ Ｔ ０（２）２５ともにＯＦＦ
の状態のときには第８図に示す如く電極１と母材２の間
にアーク電流ＡＰが流れる。時間ｔのときＧＴＯ（１）
をＯＮするとアーク電流はワイヤ６に短絡されてワイヤ
電流ｗｐを流しワイヤ加熱を行なう。さらに時間ｔ２で
（）ＴＯ（２）２５をＯＮ、ＧＴＯ（１）２３をＯＦＦ
にすれば電流１ま′ｌシ踪側に短絡されてワイヤ電流、
アーク電流とも流れなくなる。次に時間ｔ、にＧＴＯ（
２）２５をＯＦＦずれば１−リびアークが発生しアーク
電流が流れる。つまりワイヤに通電する時間を変えるこ
とによりワイヤに印加される電力を調整し、ワイヤの溶
融速度がアーク電流とは個別に制御できるようになった
。具体的には第７図に示すように制御装置１３により溶
接中のワイヤ電流工Ｗ、ワイヤ電圧Ｖｗを検出ｂワイヤ
＠力Ｐｗ−工ｗ Ｘ Ｖ ｗ Ｘ （ｔ２−ｔ、） ／
Ｔを計算し、これに見合うワイヤ送給速度ＶＦが得られ
るよう送給モータｌｏａの回転数を制御する。また逆に
ワイヤ送給速度ＶＦに見合うような電力が得られるよう
に（ｔ２− ｔｌ ）の時間を変えて制御することもで
きる。なお、図中符号Ｇ１、Ｇ２は各ＧＴＯのＯＮ、Ｏ
ＦＦの間隔を示す。In this embodiment, a GTO is added in parallel to the method shown in FIG. 4, so that the wire current conduction time can be controlled individually. That is, GT of the first embodiment:'0(1)
In addition to 23, GTO (2) 25 is provided in parallel, and these GTOs
TO(1)23. G T 0 (2) 25 both OFF
In this state, an arc current AP flows between the electrode 1 and the base material 2 as shown in FIG. GTO(1) at time t
When turned ON, the arc current is short-circuited to the wire 6, and the wire current wp flows to heat the wire. Furthermore, at time t2, ()TO(2) 25 is turned ON and GTO(1) 23 is OFF.
If the current is 1, the wire current will be short-circuited to the missing side,
Arc current no longer flows. Then, at time t, GTO (
2) If 25 is turned OFF, a 1-rear arc will occur and an arc current will flow. In other words, the power applied to the wire can be adjusted by varying the time the wire is energized, and the melting rate of the wire can now be controlled independently of the arc current. Specifically, as shown in FIG. 7, the control device 13 detects the wire current W and wire voltage Vw during welding.
T is calculated, and the rotational speed of the feed motor loa is controlled so as to obtain a wire feed speed VF commensurate with this value. Conversely, control can also be performed by changing the time (t2-tl) so as to obtain electric power commensurate with the wire feeding speed VF. In addition, the symbols G1 and G2 in the figure indicate ON and O of each GTO.
Indicates the FF interval.
以下の第１表は本方式によりホットワイヤスイッチング
ＴＩＧ溶接を行なうことのできる溶接条件の範囲と代表
的な溶接条件の一例を示すものである。Table 1 below shows the range of welding conditions under which hot wire switching TIG welding can be performed by this method and an example of typical welding conditions.
第９図は第３の実施例を示し、第１の実施例で示したＧ
Ｔ ０２３に対して他のＧＴＯつまりＧＴｏ（２）２
５を直列に接続したものである。この実施例はＧＴ Ｏ
（１）２３の導通によりアーク電流をホットワイヤ６に
分流し、Ｇ Ｔ ０（２）２５の導通に表−１
よりホットワイヤ６への通電時間（電力）を制御するよ
うに構成してホットワイヤの加熱状態を制御するように
構成したものである。FIG. 9 shows a third embodiment, in which the G
For T 023, other GTOs, namely GTo(2)2
5 are connected in series. This example is GT O
(1) The arc current is shunted to the hot wire 6 by the conduction of 23, and the arc current is divided into the hot wire 6 by the conduction of G T 0 (2) 25. It is configured to control the heating state of the wire.
第１０図は第４の実施例を示す。この実施例においては
アーク用の電源３と、ホントワイヤ用の電源９とを別個
に配置、各ｔｙ源との間に各々回路２８．２９を形成し
、これら各回路にス」して各々ＧＴＯ２６，２７を取り
付けたものである。この実施例の場合は電源がアーク５
とホントワイヤ６とで独立しているためそれぞれへの印
加電力ピーク電流の通電時間比などの条件をアーク側と
ワイヤ側で各々個別に制御できるという利点がある。一
方電源が２台必要となるため、１台の電源でアーク、ホ
ットワイヤ共に通電できる前記各実施例に比較して装置
かや＼大型化する。FIG. 10 shows a fourth embodiment. In this embodiment, the arc power source 3 and the real wire power source 9 are arranged separately, and circuits 28 and 29 are formed between each of the ty sources. , 27 are attached. In this embodiment, the power source is arc 5
Since the wire 6 and the real wire 6 are independent, there is an advantage that conditions such as the energization time ratio of the peak current applied to each can be controlled individually on the arc side and the wire side. On the other hand, since two power supplies are required, the apparatus becomes larger compared to the above embodiments in which both the arc and hot wire can be energized with one power supply.
この発明を実施することにより、多数の大容量トランジ
スタを使用する従来型装置に比較して装置を小型化でき
、かつスイッチング等の制御性は従来型と同等もしくは
それ以上とすることができる。By implementing the present invention, the device can be made smaller in size compared to a conventional device that uses a large number of large-capacity transistors, and the controllability of switching and the like can be made equal to or better than that of the conventional device.
またこの装置は従来から使用されている汎用のＴ工Ｇ溶
接用電源に対してスイッチング回路を付加するのみで構
成できるので従来装置に対しても幅広〈実施可能である
。Furthermore, since this device can be configured by simply adding a switching circuit to a conventionally used general-purpose power source for T-work G welding, it can be implemented in a wide variety of ways even with conventional devices.
第１図は一般的に使用されているポットワイヤＴ工Ｇ溶
接装置の基本構成図、第２図はポットワイヤスイッチン
グＴ工Ｇ溶接のアークおよびワイヤに流れる電流の説明
図、第３図は大容量トランジスタを使用したポットワイ
ヤスイッチングＴ工Ｇ溶接装置４の回路原理図、第４図
はこの発明の第１の実施例を示すホットワイヤスイッチ
ングＴ工Ｇ溶接装置の回路図、第５図は第４図に示す装
置の電流の説明図、第６図Ｌｌワイヤ入力とワイヤ溶融
速度との関係を示ず線［テ、第７図は第２の実施例を示
ずホットワイヤスイッチングＴ、工Ｇ溶接装置の回路図
、第８図は第７図に示す装置の電流の説明図、第９図及
び第１０図は各々ホットワイヤスイッチングＴ工Ｇ溶接
装置の回路図であって第９図は第３の実施例を、第１０
図は第４の実施例を各々示す。
１・・・・・タングステン電４ｆｌｉ ２・・・ＣＪ拐
３・・・・・アーク電源 ５−・・・・・アーク６・・
・・・・ワイヤ ９・・・・・・ワイヤ電源２３、２５
．２６．２７・・・用ゲートターンオフサイリスク （
Ｇ Ｔ ０）
２４．２８・・・・・・アーク電源回路第１図
第２図
將閾
第７図
第８図
１、 １，２１３
第９図
■
第」０図Figure 1 is a basic configuration diagram of a commonly used pot wire T type G welding device, Figure 2 is an explanatory diagram of the arc and current flowing through the wire in pot wire switching T type G welding, and Figure 3 is a large FIG. 4 is a circuit diagram of a pot wire switching T-work G welding device 4 using a capacitor transistor, FIG. 4 is an explanatory diagram of the current of the device shown in FIG. The circuit diagram of the welding device, FIG. 8 is an explanatory diagram of the current of the device shown in FIG. 7, and FIGS. The third example is the tenth example.
The figures each show a fourth embodiment. 1...Tungsten electric 4fli 2...CJ kidnapping 3...Arc power supply 5-...Arc 6...
...Wire 9...Wire power supply 23, 25
．． 26. Gate turn-off side risk for 27... (
G T 0) 24.28... Arc power supply circuit Fig. 1 Fig. 2 Sho threshold Fig. 7 Fig. 8 1, 1,213 Fig. 9 ■ Fig. 0
Claims (1)
えてＴ工Ｇ溶接を行う装置において、この電流切換え素
子をゲートターンオフサイリスクとすることを特徴とす
るホットワイヤスイッチングＴ工Ｇ溶接装置。 ２、 アーク電流回路に対して、このアークと並列にゲ
ートターンオフサイリスクを接続したことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のホソトワイヤスイッチン°
１グＴ工Ｇ溶接装置。 ３・ 前記ゲートターンオフサイリスクに対して他のゲ
ートターンオフサイリスクをさらに並列に接続し、ワイ
ヤ加熱状態を調節し得るよう構成したことを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載のホットワイヤスイッチング
Ｔ工Ｇ溶接装置。 ４・ 前記ゲートターンオフサイリスタに対して他のゲ
ートターンオフサイリスクを直列に接続したことを特徴
とする特、ｉ′Ｉ′請求の範囲第２項記載のホットワイ
ヤスイッチングＴ工Ｇ溶接装置。 ５、アーク電源回路とワイヤ加熱用′１ｄ源回路とを別
個に形成し、この各々の回路に対してゲートターンオフ
サイリスクを各々接続したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のホットワイヤスイッチングＴＩＧ溶接
装置。[Claims] l. A hot wire switching T in a device for performing T welding by alternately switching an arc current and a wire heating current, characterized in that the current switching element is a gate turn-off switch. Engineering G welding equipment. 2. The hot wire switch according to claim 1, characterized in that a gate turn-off circuit is connected to the arc current circuit in parallel with the arc.
1g T-work G welding equipment. 3. Hot wire switching according to claim 2, characterized in that another gate turn-off switch is further connected in parallel to the gate turn-off switch to adjust the wire heating state. T-work G welding equipment. 4. The hot wire switching T welding device according to claim 2, characterized in that another gate turn-off thyristor is connected in series with the gate turn-off thyristor. 5. The hot wire according to claim 1, characterized in that the arc power supply circuit and the wire heating '1d source circuit are formed separately, and a gate turn-off circuit is connected to each circuit. Wire switching TIG welding equipment.
Priority Applications (4)
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| JPH0417748B2 JPH0417748B2 (en) | 1992-03-26 |
Family
ID=16025584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17712483A Granted JPS6072668A (en) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | Hot wire switching tig welding device |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0417748B2 (en) | 1992-03-26 |
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