JP2000263228A - 溶接条件の選定方法 - Google Patents
溶接条件の選定方法Info
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- Arc Welding Control (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶滴移行形態に着目して、溶接電流、アーク
電圧の波形からスパッタ発生量の少ない適正溶接条件を
選定できる溶接条件の選定方法を提供する。 【解決手段】 溶接電流４、アーク電圧５を記録計７に
記録し、アーク電圧の波形から、単位時間に発生した短
絡回数Ｎと瞬間短絡回数ｎをカウントして、溶滴移行安
定係数ｎ／Ｎを求めることを、アーク電圧を何点か変化
させて複数回行う。複数の溶滴移行安定係数ｎ／Ｎを相
互に比較し、短絡移行を示す低電流域では溶滴移行安定
係数ｎ／Ｎが０．４以下の範囲に、グロビュラー移行で
ある高電流域では溶滴移行安定係数ｎ／Ｎが０．４以下
及び０．７以上の範囲になるようなアーク電圧を選定す
る。溶接ロボットを用いた場合のスパッタ発生量の少な
い適正溶接条件を、簡便に選定できる。
電圧の波形からスパッタ発生量の少ない適正溶接条件を
選定できる溶接条件の選定方法を提供する。 【解決手段】 溶接電流４、アーク電圧５を記録計７に
記録し、アーク電圧の波形から、単位時間に発生した短
絡回数Ｎと瞬間短絡回数ｎをカウントして、溶滴移行安
定係数ｎ／Ｎを求めることを、アーク電圧を何点か変化
させて複数回行う。複数の溶滴移行安定係数ｎ／Ｎを相
互に比較し、短絡移行を示す低電流域では溶滴移行安定
係数ｎ／Ｎが０．４以下の範囲に、グロビュラー移行で
ある高電流域では溶滴移行安定係数ｎ／Ｎが０．４以下
及び０．７以上の範囲になるようなアーク電圧を選定す
る。溶接ロボットを用いた場合のスパッタ発生量の少な
い適正溶接条件を、簡便に選定できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば炭酸ガス
アーク溶接法（ＣＯ2溶接法）を用いた溶接ロボットに
より各種溶接構造物を製造するのに採用される溶接条件
の選定方法に関するものである。
アーク溶接法（ＣＯ2溶接法）を用いた溶接ロボットに
より各種溶接構造物を製造するのに採用される溶接条件
の選定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＣＯ2溶接法（炭酸ガスアーク溶
接法）を用いた溶接ロボットが、各種溶接構造物の製造
に多く採用されている。しかしながら、このＣＯ2溶接
法は１００％ＣＯ2をシールドガスとして使用すること
から、図６に示すように、溶滴が飛散しての発生形態の
異なるスパッタが多く発生する。そのため、溶接ノズル
の清掃・交換作業や溶接線近傍に付着したスパッタ除去
作業など、多くの後処理作業が必要となる。
接法）を用いた溶接ロボットが、各種溶接構造物の製造
に多く採用されている。しかしながら、このＣＯ2溶接
法は１００％ＣＯ2をシールドガスとして使用すること
から、図６に示すように、溶滴が飛散しての発生形態の
異なるスパッタが多く発生する。そのため、溶接ノズル
の清掃・交換作業や溶接線近傍に付着したスパッタ除去
作業など、多くの後処理作業が必要となる。
【０００３】そこでスパッタの発生を低減する方法とし
て、ＣＯ2にＡｒ（アルゴンガス）を適量混合したＣＯ2
＋Ａｒの混合ガスをシールドガスとした方法が採用され
る状況にある。しかし混合ガスは、１００％ＣＯ2と比
較して高コストになることから、利用者は、ランニング
コスト低減の観点からスパッタ発生量の少ないＣＯ 2溶
接法を望んでいる。
て、ＣＯ2にＡｒ（アルゴンガス）を適量混合したＣＯ2
＋Ａｒの混合ガスをシールドガスとした方法が採用され
る状況にある。しかし混合ガスは、１００％ＣＯ2と比
較して高コストになることから、利用者は、ランニング
コスト低減の観点からスパッタ発生量の少ないＣＯ 2溶
接法を望んでいる。
【０００４】すなわち、このような趨勢から溶接電源メ
ーカは、従来のサイリスタ電源からスパッタ発生の少な
いインバータ電源を競って開発し、また溶材メーカも、
溶接ワイヤの成分設計に工夫を凝らした低スパッタワイ
ヤの開発を行ってきたが、いずれも充分ではなかった。
スパッタの発生量は、シールドガス組成、溶接条
件、溶接電源特性、溶接ワイヤ組成などの相乗した
結果で決定される。そして、ＣＯ2溶接法におけるスパ
ッタ発生量の少ない溶接条件の選定は、使用する溶接電
源特性、溶接ワイヤ組成やワイヤ径や使用する溶接電流
域などが複雑に関係して異なってくる。
ーカは、従来のサイリスタ電源からスパッタ発生の少な
いインバータ電源を競って開発し、また溶材メーカも、
溶接ワイヤの成分設計に工夫を凝らした低スパッタワイ
ヤの開発を行ってきたが、いずれも充分ではなかった。
スパッタの発生量は、シールドガス組成、溶接条
件、溶接電源特性、溶接ワイヤ組成などの相乗した
結果で決定される。そして、ＣＯ2溶接法におけるスパ
ッタ発生量の少ない溶接条件の選定は、使用する溶接電
源特性、溶接ワイヤ組成やワイヤ径や使用する溶接電流
域などが複雑に関係して異なってくる。
【０００５】なお、アーク溶接法では、溶接方法や溶接
条件などにより、図７に示すような溶滴移行形態を示
す。すなわち、ＣＯ2溶接における溶滴移行形態は、低
電流域→短絡移行と、高電流域→グロビュラー移行とに
大別される。そして短絡移行域とグロビュラー移行域の
間には中間域があり、使用するワイヤ径によって電流範
囲は異なってくる。
条件などにより、図７に示すような溶滴移行形態を示
す。すなわち、ＣＯ2溶接における溶滴移行形態は、低
電流域→短絡移行と、高電流域→グロビュラー移行とに
大別される。そして短絡移行域とグロビュラー移行域の
間には中間域があり、使用するワイヤ径によって電流範
囲は異なってくる。
【０００６】ところで、一般的なスパッタ発生量の評価
法としては、（社）日本溶接協会規格のＷＥＳ２８０７
「マグ溶接の全スパッタ量測定方法」などを用いて、実
際に溶接を行い、スパッタ量を測定して評価する方法が
取られている。
法としては、（社）日本溶接協会規格のＷＥＳ２８０７
「マグ溶接の全スパッタ量測定方法」などを用いて、実
際に溶接を行い、スパッタ量を測定して評価する方法が
取られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記したところの、実
際に溶接を行い、スパッタ量を測定して評価する方法で
は、スパッタの採取、分級、秤量といった作業が伴うこ
とや、繰り返しが３回必要であることから評価結果を出
すのに時間を要する、などの問題がある。そこで本発明
のうち請求項１記載の発明は、溶滴移行形態に着目し
て、溶接電流、アーク電圧の波形からスパッタ発生量の
少ない適正溶接条件を選定し得る溶接条件の選定方法を
提供することを目的としたものである。
際に溶接を行い、スパッタ量を測定して評価する方法で
は、スパッタの採取、分級、秤量といった作業が伴うこ
とや、繰り返しが３回必要であることから評価結果を出
すのに時間を要する、などの問題がある。そこで本発明
のうち請求項１記載の発明は、溶滴移行形態に着目し
て、溶接電流、アーク電圧の波形からスパッタ発生量の
少ない適正溶接条件を選定し得る溶接条件の選定方法を
提供することを目的としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項１記載の溶接条件の選定
方法は、溶接構造物を製造する際、溶接ロボットを用い
て溶接を行う場合の溶接条件の選定方法であって、溶接
電流、アーク電圧を記録計に記録し、アーク電圧の波形
から、単位時間に発生した短絡回数Ｎと瞬間短絡回数ｎ
とをカウントして、溶滴移行安定係数ｎ／Ｎを求めるこ
とを、アーク電圧を何点か変化させて複数回行い、これ
により求められた複数の溶滴移行安定係数ｎ／Ｎを相互
に比較し、短絡移行を示す低電流域では溶滴移行安定係
数ｎ／Ｎが０．４以下の範囲に、グロビュラー移行であ
る高電流域では溶滴移行安定係数ｎ／Ｎが０．４以下及
び０．７以上の範囲になるようなアーク電圧を選定する
ことを特徴としたものである。
ために、本発明のうちで請求項１記載の溶接条件の選定
方法は、溶接構造物を製造する際、溶接ロボットを用い
て溶接を行う場合の溶接条件の選定方法であって、溶接
電流、アーク電圧を記録計に記録し、アーク電圧の波形
から、単位時間に発生した短絡回数Ｎと瞬間短絡回数ｎ
とをカウントして、溶滴移行安定係数ｎ／Ｎを求めるこ
とを、アーク電圧を何点か変化させて複数回行い、これ
により求められた複数の溶滴移行安定係数ｎ／Ｎを相互
に比較し、短絡移行を示す低電流域では溶滴移行安定係
数ｎ／Ｎが０．４以下の範囲に、グロビュラー移行であ
る高電流域では溶滴移行安定係数ｎ／Ｎが０．４以下及
び０．７以上の範囲になるようなアーク電圧を選定する
ことを特徴としたものである。
【０００９】したがって請求項１の発明によると、溶接
ロボットを用いた場合のスパッタ発生量の少ない適正溶
接条件を、簡便に選定し得る。また本発明の請求項２記
載の溶接条件の選定方法は、上記した請求項１記載の構
成において、溶接法として、炭酸ガスアーク溶接法を用
いることを特徴としたものである。
ロボットを用いた場合のスパッタ発生量の少ない適正溶
接条件を、簡便に選定し得る。また本発明の請求項２記
載の溶接条件の選定方法は、上記した請求項１記載の構
成において、溶接法として、炭酸ガスアーク溶接法を用
いることを特徴としたものである。
【００１０】したがって請求項２の発明によると、炭酸
ガスアーク溶接法での溶接ロボットを用いた場合のスパ
ッタ発生量の少ない適正溶接条件を、簡便に選定し得
る。
ガスアーク溶接法での溶接ロボットを用いた場合のスパ
ッタ発生量の少ない適正溶接条件を、簡便に選定し得
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
炭酸ガスアーク溶接法に採用した状態として、図１〜図
５に基づいて説明する。図１は、溶接条件を記録する機
器構成図であって、１は溶接電源、２はセンサーユニッ
ト、３はシャント、４は溶接電流、５はアーク電圧、６
はペンレコーダ、７はデジタルオシロ、８は溶接トー
チ、９はパワーケーブル、１０は測定用コード、１１は
試験片をそれぞれ示す。図１において、溶接条件として
溶接電流４とアーク電圧５を測定するが、測定機器とし
ては応答速度の速い記録計が必要であり、ここではデジ
タルオシロ（日置製）７を使用した。
炭酸ガスアーク溶接法に採用した状態として、図１〜図
５に基づいて説明する。図１は、溶接条件を記録する機
器構成図であって、１は溶接電源、２はセンサーユニッ
ト、３はシャント、４は溶接電流、５はアーク電圧、６
はペンレコーダ、７はデジタルオシロ、８は溶接トー
チ、９はパワーケーブル、１０は測定用コード、１１は
試験片をそれぞれ示す。図１において、溶接条件として
溶接電流４とアーク電圧５を測定するが、測定機器とし
ては応答速度の速い記録計が必要であり、ここではデジ
タルオシロ（日置製）７を使用した。
【００１２】このデジタルオシロ７で記録した溶接電流
４とアーク電圧５の波形例を図２に示す。ここで図２の
（ａ）は低電流域での短絡移行形態を示した例であり、
また図２の（ｂ）は高電流域のグロビュラー移行形態を
示している。この図２の（ａ）、（ｂ）において、下段
側のアーク電圧に着目すると、下方に伸びている線が短
絡状態を示しており、短絡時間に差が認められる。単位
時間（ここでは１秒間）で発生した短絡回数をカウント
し、これを短絡回数Ｎとする。この短絡回数Ｎの中で、
短絡時間が１ｍｓ以下（瞬間短絡）の回数を瞬間短絡回
数ｎとする。また、この結果から溶滴移行安定係数ｎ／
Ｎを求める。
４とアーク電圧５の波形例を図２に示す。ここで図２の
（ａ）は低電流域での短絡移行形態を示した例であり、
また図２の（ｂ）は高電流域のグロビュラー移行形態を
示している。この図２の（ａ）、（ｂ）において、下段
側のアーク電圧に着目すると、下方に伸びている線が短
絡状態を示しており、短絡時間に差が認められる。単位
時間（ここでは１秒間）で発生した短絡回数をカウント
し、これを短絡回数Ｎとする。この短絡回数Ｎの中で、
短絡時間が１ｍｓ以下（瞬間短絡）の回数を瞬間短絡回
数ｎとする。また、この結果から溶滴移行安定係数ｎ／
Ｎを求める。
【００１３】図３に、短絡移行形態でのアーク電圧と瞬
間短絡回数ｎ，短絡回数Ｎおよび溶滴移行安定係数ｎ／
Ｎの関係を示す。図３から明らかなように、アーク電圧
の増加に伴い、瞬間短絡回数ｎや短絡回数Ｎは減少して
いるが、溶滴移行安定係数ｎ／Ｎは、アーク電圧２９Ｖ
で０．５を超える値となっている。この溶滴移行安定係
数ｎ／Ｎとスパッタ発生量の関係を図４に示す。図４か
ら明らかなように、溶滴移行安定係数ｎ／Ｎの増加とと
もに、スパッタ発生量も増加しているのが認められる。
間短絡回数ｎ，短絡回数Ｎおよび溶滴移行安定係数ｎ／
Ｎの関係を示す。図３から明らかなように、アーク電圧
の増加に伴い、瞬間短絡回数ｎや短絡回数Ｎは減少して
いるが、溶滴移行安定係数ｎ／Ｎは、アーク電圧２９Ｖ
で０．５を超える値となっている。この溶滴移行安定係
数ｎ／Ｎとスパッタ発生量の関係を図４に示す。図４か
ら明らかなように、溶滴移行安定係数ｎ／Ｎの増加とと
もに、スパッタ発生量も増加しているのが認められる。
【００１４】図５に、グロビュラー移行形態での溶滴移
行安定係数ｎ／Ｎとスパッタ発生量の関係を示す。図５
から明らかなように、溶滴移行安定係数ｎ／Ｎが０．５
で最大値を示し、これより大きくても小さくてもスパッ
タ発生量は減少している。以上の結果からＣＯ2溶接に
おいて、或る溶接電流に対するスパッタ発生量の少ない
アーク電圧を簡便に選定する方法としては、 １）溶接電流、アーク電圧をデジタルオシロ７で記録す
る。
行安定係数ｎ／Ｎとスパッタ発生量の関係を示す。図５
から明らかなように、溶滴移行安定係数ｎ／Ｎが０．５
で最大値を示し、これより大きくても小さくてもスパッ
タ発生量は減少している。以上の結果からＣＯ2溶接に
おいて、或る溶接電流に対するスパッタ発生量の少ない
アーク電圧を簡便に選定する方法としては、 １）溶接電流、アーク電圧をデジタルオシロ７で記録す
る。
【００１５】２）アーク電圧の波形から、１秒間（単位
時間）に発生した短絡回数Ｎ、瞬間短絡回数ｎをカウン
トし、溶滴移行安定係数ｎ／Ｎを求める。 ３）アーク電圧を何点か変化させて、１）〜２）を複数
回行い、これにより求められた複数の溶滴移行安定係数
ｎ／Ｎを相互に比較する。 ４）短絡移行を示す低電流域では溶滴移行安定係数ｎ／
Ｎが０．４以下の範囲に、グロビュラー移行である高電
流域では溶滴移行安定係数ｎ／Ｎが０．４以下及び０．
７以上に範囲となるようなアーク電圧を選定する。 ことが、適正条件となる。
時間）に発生した短絡回数Ｎ、瞬間短絡回数ｎをカウン
トし、溶滴移行安定係数ｎ／Ｎを求める。 ３）アーク電圧を何点か変化させて、１）〜２）を複数
回行い、これにより求められた複数の溶滴移行安定係数
ｎ／Ｎを相互に比較する。 ４）短絡移行を示す低電流域では溶滴移行安定係数ｎ／
Ｎが０．４以下の範囲に、グロビュラー移行である高電
流域では溶滴移行安定係数ｎ／Ｎが０．４以下及び０．
７以上に範囲となるようなアーク電圧を選定する。 ことが、適正条件となる。
【００１６】
【発明の効果】上記した本発明の請求項１によると、溶
接電流とアーク電圧の波形から、溶接ロボットを用いた
場合のスパッタ発生量の少ない適正溶接条件を、簡便に
選定することができる。また上記した本発明の請求項２
によると、炭酸ガスアーク溶接法での溶接ロボットを用
いた場合のスパッタ発生量の少ない適正溶接条件を、簡
便に選定することができる。
接電流とアーク電圧の波形から、溶接ロボットを用いた
場合のスパッタ発生量の少ない適正溶接条件を、簡便に
選定することができる。また上記した本発明の請求項２
によると、炭酸ガスアーク溶接法での溶接ロボットを用
いた場合のスパッタ発生量の少ない適正溶接条件を、簡
便に選定することができる。
【図１】本発明の実施の形態の一例を示し、溶接条件の
選定方法における溶接条件を記録する機器構成図であ
る。
選定方法における溶接条件を記録する機器構成図であ
る。
【図２】同溶接条件の選定方法における記録計で記録し
た溶接電流とアーク電圧の波形例図である。
た溶接電流とアーク電圧の波形例図である。
【図３】同溶接条件の選定方法における短絡移行形態で
のアーク電圧と瞬間短絡回数、短絡回数および溶滴移行
安定係数の関係図である。
のアーク電圧と瞬間短絡回数、短絡回数および溶滴移行
安定係数の関係図である。
【図４】同溶接条件の選定方法における溶滴移行安定係
数とスパッタ発生量の関係図である。
数とスパッタ発生量の関係図である。
【図５】同溶接条件の選定方法におけるグロビュラー移
行形態での溶滴移行安定係数とスパッタ発生量の関係図
である。
行形態での溶滴移行安定係数とスパッタ発生量の関係図
である。
【図６】従来例を示し、スパッタ発生形態と要因の説明
図である。
図である。
【図７】同溶滴移行形態の分類説明図である。
１ 溶接電源 ２ センサーユニット ３ シャント ４ 溶接電流 ５ アーク電圧 ６ ペンレコーダ ７ デジタルオシロ（記録計） ８ 溶接トーチ ９ パワーケーブル １０ 測定用コード １１ 試験片
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塚 隆夫 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 保田 幸治 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 溶接構造物を製造する際、溶接ロボット
を用いて溶接を行う場合の溶接条件の選定方法であっ
て、溶接電流、アーク電圧を記録計に記録し、アーク電
圧の波形から、単位時間に発生した短絡回数Ｎと瞬間短
絡回数ｎとをカウントして、溶滴移行安定係数ｎ／Ｎを
求めることを、アーク電圧を何点か変化させて複数回行
い、これにより求められた複数の溶滴移行安定係数ｎ／
Ｎを相互に比較し、短絡移行を示す低電流域では溶滴移
行安定係数ｎ／Ｎが０．４以下の範囲に、グロビュラー
移行である高電流域では溶滴移行安定係数ｎ／Ｎが０．
４以下及び０．７以上の範囲になるようなアーク電圧を
選定することを特徴とする溶接条件の選定方法。 - 【請求項２】 溶接法として、炭酸ガスアース溶接法を
用いることを特徴とする請求項１記載の溶接条件の選定
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11072833A JP2000263228A (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | 溶接条件の選定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11072833A JP2000263228A (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | 溶接条件の選定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000263228A true JP2000263228A (ja) | 2000-09-26 |
Family
ID=13500824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11072833A Pending JP2000263228A (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | 溶接条件の選定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000263228A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018105548A1 (ja) * | 2016-12-06 | 2018-06-14 | 株式会社ダイヘン | アーク溶接方法及びアーク溶接装置 |
| CN117359179A (zh) * | 2023-11-22 | 2024-01-09 | 中建钢构股份有限公司 | 一种工业焊接装置、工业焊接数据采集的方法及系统 |
-
1999
- 1999-03-18 JP JP11072833A patent/JP2000263228A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018105548A1 (ja) * | 2016-12-06 | 2018-06-14 | 株式会社ダイヘン | アーク溶接方法及びアーク溶接装置 |
| KR20190092395A (ko) * | 2016-12-06 | 2019-08-07 | 가부시키가이샤 다이헨 | 아크 용접 방법 및 아크 용접 장치 |
| JPWO2018105548A1 (ja) * | 2016-12-06 | 2019-10-24 | 株式会社ダイヘン | アーク溶接方法及びアーク溶接装置 |
| KR102324216B1 (ko) | 2016-12-06 | 2021-11-09 | 가부시키가이샤 다이헨 | 아크 용접 방법 및 아크 용접 장치 |
| US11407054B2 (en) | 2016-12-06 | 2022-08-09 | Daihen Corporation | Arc welding method and arc welding device |
| CN117359179A (zh) * | 2023-11-22 | 2024-01-09 | 中建钢构股份有限公司 | 一种工业焊接装置、工业焊接数据采集的方法及系统 |
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