JPH0262017B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0262017B2 JPH0262017B2 JP58237045A JP23704583A JPH0262017B2 JP H0262017 B2 JPH0262017 B2 JP H0262017B2 JP 58237045 A JP58237045 A JP 58237045A JP 23704583 A JP23704583 A JP 23704583A JP H0262017 B2 JPH0262017 B2 JP H0262017B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arc
- ave
- weldability
- expressed
- degree
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
〔発明の利用分野〕
本発明はCO2およびMAG溶接等の溶接作業性
を自動的、定量的に判定する方法に関する。 〔発明の背景〕 従来、CO2溶接等の溶接作業性の良否は、一般
に熟練作業者が実際に溶接を行なつて判定してい
た。しかし、その判定は作業者自身の経験、技
量、好み等によつて決まる定性的なものであり、
優秀な作業者であればあるほどその判定は正しい
と言えるが、個人差があり、統一的な基準を求め
ることは不可能であつた。一方、溶接現象を高速
度カメラで撮影し、溶滴の移行状況、溶融池の動
き等を詳細に観察して溶接性の良否を判定する方
法もあるが、カメラの設置、フイルムの現像等、
準備や解析に相当な時間を要し、経費も高く、さ
らに得られる結果は必ずしも定量的なデータにな
るとは言えない欠点を有している。 〔発明の目的〕 本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みなされた
もので、CO2溶接等における溶接作業性の良否を
迅速に定量的に判定する方法を提供することにあ
る。 〔発明の概要〕 しかして本発明は、CO2あるいはMAG溶接等
において、溶接電流と溶接電圧によつてアーク状
態の均一性の程度、アーク切れの程度およびアー
クの燃え上り度を算出し、これらの値を用いて溶
接作業性の良否を定量的に判定することを特徴と
するものである。 〔発明の実施例〕 一般にCO2やMAG溶接は短絡とアークを繰り
返して溶接が実施される。第１図はその時の溶接
電圧波形と溶接電流波形を示したもので、TSは
短絡時間、Taはアーク時間、Ｔは短絡から次の
短絡までの１周期、Is.aveは短絡平均電流、Ia.ave
はアーク平均電流を示す。なお、Is.ave，Ia.aveは
それぞれ短絡時間Tsおよびアーク時間Taの電流
を矩形波に置き換えた場合の値である。このよう
に短絡とアークを繰り返す溶接の溶接性は、アー
ク状態の均一性、アーク切れ発生の程度およびア
ークの燃え上り度を総合して判定する必要があ
る。以下、これらの算出法について説明する。 CO2溶接等に使用される電源は定電圧特性電源
で、出力電圧は制御されているが、電流、短絡／
アークの時間は、ワイヤ送給量等に応じて電源特
性・アーク特性の自己制御作用によつて決めら
れ、制御対象因子ではない。しかし、電流値、短
絡／アークの時間はアーク状態と密接な関係があ
り、これらの値の変動はアーク状態の変動、均一
性に大きな影響を与える。すなわち、アーク状態
の均一性は短絡時間Ts、アーク時間Ta、短絡平
均電流Is.aveおよびアーク平均電流Ia.aveのバラツ
キ具合に関係し、簡便法として標準偏差を用いて
表わすことができる。これら４個の因子のうち、
どれか１つでもバラツキ標準偏差が大きくなれば
アーク状態の均一性は悪くなるから、４個の因子
は直列結合と考えられ、アークの均一性Warcは
下記のように表わすことができる。 Warc＝σTS・σTa・σIs.ave・σIa.ave (1) ここでσTS・σTa・σIs.ave・σIa.aveはそれぞれTs
，
Ta，Is.ave，Ia.aveの標準偏差である。なお、短絡
とアークの区別は、アークから短絡、短絡からア
ークへの移行時に電圧は第１図のように急変する
ため、所定の電圧Vj（一般に10〜20V程度）より
電圧値が高いか低いかで、判別することができ
る。 各電流値毎に最適電圧とされている電圧値で溶
接を行い、アーク期間中の平均抵抗値Riを求める
と、第２図のように、シールドガス組成によつて
形状は変化するが、すべて溶接電流Ｉの２次式で
回帰でき下記のように表わされる。 Ri＝ａ・I2＋ｂ・Ｉ＋ｃ (2) こゝで定数ａ，ｂ，ｃは第１表のようである。
これらの定数はシールドガスにより変化するが、
機種、ワイヤ径が異なつてもほとんど変化しな
い。
を自動的、定量的に判定する方法に関する。 〔発明の背景〕 従来、CO2溶接等の溶接作業性の良否は、一般
に熟練作業者が実際に溶接を行なつて判定してい
た。しかし、その判定は作業者自身の経験、技
量、好み等によつて決まる定性的なものであり、
優秀な作業者であればあるほどその判定は正しい
と言えるが、個人差があり、統一的な基準を求め
ることは不可能であつた。一方、溶接現象を高速
度カメラで撮影し、溶滴の移行状況、溶融池の動
き等を詳細に観察して溶接性の良否を判定する方
法もあるが、カメラの設置、フイルムの現像等、
準備や解析に相当な時間を要し、経費も高く、さ
らに得られる結果は必ずしも定量的なデータにな
るとは言えない欠点を有している。 〔発明の目的〕 本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みなされた
もので、CO2溶接等における溶接作業性の良否を
迅速に定量的に判定する方法を提供することにあ
る。 〔発明の概要〕 しかして本発明は、CO2あるいはMAG溶接等
において、溶接電流と溶接電圧によつてアーク状
態の均一性の程度、アーク切れの程度およびアー
クの燃え上り度を算出し、これらの値を用いて溶
接作業性の良否を定量的に判定することを特徴と
するものである。 〔発明の実施例〕 一般にCO2やMAG溶接は短絡とアークを繰り
返して溶接が実施される。第１図はその時の溶接
電圧波形と溶接電流波形を示したもので、TSは
短絡時間、Taはアーク時間、Ｔは短絡から次の
短絡までの１周期、Is.aveは短絡平均電流、Ia.ave
はアーク平均電流を示す。なお、Is.ave，Ia.aveは
それぞれ短絡時間Tsおよびアーク時間Taの電流
を矩形波に置き換えた場合の値である。このよう
に短絡とアークを繰り返す溶接の溶接性は、アー
ク状態の均一性、アーク切れ発生の程度およびア
ークの燃え上り度を総合して判定する必要があ
る。以下、これらの算出法について説明する。 CO2溶接等に使用される電源は定電圧特性電源
で、出力電圧は制御されているが、電流、短絡／
アークの時間は、ワイヤ送給量等に応じて電源特
性・アーク特性の自己制御作用によつて決めら
れ、制御対象因子ではない。しかし、電流値、短
絡／アークの時間はアーク状態と密接な関係があ
り、これらの値の変動はアーク状態の変動、均一
性に大きな影響を与える。すなわち、アーク状態
の均一性は短絡時間Ts、アーク時間Ta、短絡平
均電流Is.aveおよびアーク平均電流Ia.aveのバラツ
キ具合に関係し、簡便法として標準偏差を用いて
表わすことができる。これら４個の因子のうち、
どれか１つでもバラツキ標準偏差が大きくなれば
アーク状態の均一性は悪くなるから、４個の因子
は直列結合と考えられ、アークの均一性Warcは
下記のように表わすことができる。 Warc＝σTS・σTa・σIs.ave・σIa.ave (1) ここでσTS・σTa・σIs.ave・σIa.aveはそれぞれTs
，
Ta，Is.ave，Ia.aveの標準偏差である。なお、短絡
とアークの区別は、アークから短絡、短絡からア
ークへの移行時に電圧は第１図のように急変する
ため、所定の電圧Vj（一般に10〜20V程度）より
電圧値が高いか低いかで、判別することができ
る。 各電流値毎に最適電圧とされている電圧値で溶
接を行い、アーク期間中の平均抵抗値Riを求める
と、第２図のように、シールドガス組成によつて
形状は変化するが、すべて溶接電流Ｉの２次式で
回帰でき下記のように表わされる。 Ri＝ａ・I2＋ｂ・Ｉ＋ｃ (2) こゝで定数ａ，ｂ，ｃは第１表のようである。
これらの定数はシールドガスにより変化するが、
機種、ワイヤ径が異なつてもほとんど変化しな
い。
【表】
抵抗値は電圧／電流で与えられる。CO2溶接等
では定電圧特性電源を用いるため、電圧はほとん
ど変化せず、抵抗値の増加は電流の減少を意味す
る。溶接時のアーク期間中の平均抵抗値Ra.aveが
第２図に示したRiの値より大きいほど電流値が低
く、ワイヤ溶融不足を示し、アーク切れを生じ易
い事を意味する。よつて、アーク切れ発生の程度
WRは下記のように表わせる。 WR＝Ra.ave／（aI2＋bI＋ｃ） (3) なお、WR＜１の場合、すなわち、溶接中の
Ra.aveが第２図のRiより小さい場合はアーク切れ
を考慮する必要がないため、WR＝１とする。 Riと同様に、最適条件におけるアーク期間中の
電力Piを求めると、第３図のようである。この場
合、シールドガスによつて形状は変化するが、す
べて下記の式で回帰できる。 Pi＝ｈ・eg
では定電圧特性電源を用いるため、電圧はほとん
ど変化せず、抵抗値の増加は電流の減少を意味す
る。溶接時のアーク期間中の平均抵抗値Ra.aveが
第２図に示したRiの値より大きいほど電流値が低
く、ワイヤ溶融不足を示し、アーク切れを生じ易
い事を意味する。よつて、アーク切れ発生の程度
WRは下記のように表わせる。 WR＝Ra.ave／（aI2＋bI＋ｃ） (3) なお、WR＜１の場合、すなわち、溶接中の
Ra.aveが第２図のRiより小さい場合はアーク切れ
を考慮する必要がないため、WR＝１とする。 Riと同様に、最適条件におけるアーク期間中の
電力Piを求めると、第３図のようである。この場
合、シールドガスによつて形状は変化するが、す
べて下記の式で回帰できる。 Pi＝ｈ・eg
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 短絡とアークを繰り返して溶接が実施される
アーク溶接において、所定のサンプリング間隔で
溶接電圧、溶接電流を検出して１周期毎の短絡時
間、アーク時間、短絡平均電流、アーク平均電
流、アーク平均抵抗およびアーク電力を算出し、
前記短絡時間、アーク時間、短絡平均電流および
アーク平均電流を用いてアーク状態の均一性の程
度を表わし、前記アーク平均抵抗を用いてアーク
切れの程度を表わし、前記アーク電力を用いてア
ークの燃え上がり度を表わし、これらアーク状態
の均一性の程度、アーク切れの程度およびアーク
の燃え上がり度により溶接性の良否を判定するこ
とを特徴とする溶接性判定方法。 ２ 前記アーク状態の均一性の程度を、短絡時間
の標準偏差σTS、アーク時間の標準偏差σTa、短絡
期間中の電流の平均値の標準偏差σIS.aveおよびア
ーク期間中の電流の平均値の標準偏差σIS.aveを用
いて表わすことを特徴とする特許請求の範囲１項
記載の溶接性判定方法。 ３ 前記アーク状態の均一性の程度を、σTS，
σTa，σIS.aveおよびσIS.aveの積として表わすことを
特徴とする特許請求の範囲１又は２記載の溶接性
判定方法。 ４ 前記アーク状態の均一性の程度を、σTS，
σTa，σIS.aveおよびσIS.aveの積Warcと所定の基準溶
接条件でのWarcの値Ｋ商（Warc／Ｋ）として表
わすことを特徴とする特許請求の範囲１又は２記
載の溶接性判定方法。 ５ 前記アーク切れの程度を、アーク期間中の抵
抗の平均値Ra.aveと各電流毎の最適電圧で溶接し
た場合のRa.aveの値Riの商（Ra.ave／Ri）として表
わすことを特徴とする特許請求の範囲１記載の溶
接性判定方法。 ６ 前記Riを溶接電流Ｉの２次式（Ri＝aI2＋bI
＋ｃ）として表わすことを特徴とする特許請求の
範囲５項記載の溶接性判定方法。 ７ 前記アークの燃え上がり度を、アーク期間中
の電力Paと各電流毎の最適電圧で溶接した場合
のPaの値Piの商（Pa／Pi）として表わすことを特
徴とする特許請求の範囲１記載の溶接性判定方
法。 ８ 前記Piを、自然数ｅを底とした溶接電流Ｉの
指数関数（Pi＝ｈ・eg.I）として表わすことを特
徴とする特許請求の範囲７記載の溶接性判定方
法。 ９ 前記溶接性Ｗを Ｗ＝σTS・σTa・σIS.ave・σIa.ave／Ｋ・（Ra.ave
／Ri）2・Pa／Pi で表わすことを特徴とする特許請求の範囲２乃至
８項記載の溶接性判定方法。 １０ 前記溶接性Ｗを Ｗ＝−LN（Ｋ）＋LN （σTS・σTa・σIS.ave・σIa.ave）＋2LN （Ra.ave／Ri）＋LN（Pa／Pi） で表わすことを特徴とする特許請求の範囲２乃至
８記載の溶接性判定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23704583A JPS60128340A (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | ア−ク溶接の溶接性判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23704583A JPS60128340A (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | ア−ク溶接の溶接性判定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60128340A JPS60128340A (ja) | 1985-07-09 |
| JPH0262017B2 true JPH0262017B2 (ja) | 1990-12-21 |
Family
ID=17009585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23704583A Granted JPS60128340A (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | ア−ク溶接の溶接性判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60128340A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8507094D0 (en) * | 1985-03-19 | 1985-04-24 | Welding Inst | Welding monitor |
| JPH0529790Y2 (ja) * | 1986-06-27 | 1993-07-29 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5166885A (ja) * | 1974-12-06 | 1976-06-09 | Hitachi Ltd | Yosetsukyodonohanteihoho oyobi sonosochi |
-
1983
- 1983-12-15 JP JP23704583A patent/JPS60128340A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60128340A (ja) | 1985-07-09 |
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