JPH0358829B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0358829B2 JPH0358829B2 JP56124021A JP12402181A JPH0358829B2 JP H0358829 B2 JPH0358829 B2 JP H0358829B2 JP 56124021 A JP56124021 A JP 56124021A JP 12402181 A JP12402181 A JP 12402181A JP H0358829 B2 JPH0358829 B2 JP H0358829B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- voltage
- welding current
- base
- pulse voltage
- 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
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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
- B23K9/09—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
- B23K9/091—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、比較的低い入熱で溶滴をスプレー移
行させるため、ベ−ス電圧に周期的にパルス電圧
を重畳した溶接電圧をワイヤ送給モータによりほ
ぼ定速度で送給される溶接ワイヤと母材との間に
印加して行なうアーク溶接（以下、パルスアーク
溶接という）に使用されるアーク溶接機の改良に
関する。
行させるため、ベ−ス電圧に周期的にパルス電圧
を重畳した溶接電圧をワイヤ送給モータによりほ
ぼ定速度で送給される溶接ワイヤと母材との間に
印加して行なうアーク溶接（以下、パルスアーク
溶接という）に使用されるアーク溶接機の改良に
関する。
パルスアーク溶接の溶接条件を決定する主要な
因子は、パルス電圧、ベ−ス電圧、ワイヤ送給速
度である。従来この種溶接機では、パルス電圧設
定器、ベ−ス電圧設定器、ワイヤ送給速度設定器
をそれぞれ独立して設けていたが、これら３種類
の因子を独自に変化させて適正な溶接条件を決定
するためには相当な経験が必要であり、特にパル
ス電圧としては、溶接性の面からパルス幅が狭
く、パルス波高値の高い電圧波形を必とするた
め、その設定は極めて微妙である。
因子は、パルス電圧、ベ−ス電圧、ワイヤ送給速
度である。従来この種溶接機では、パルス電圧設
定器、ベ−ス電圧設定器、ワイヤ送給速度設定器
をそれぞれ独立して設けていたが、これら３種類
の因子を独自に変化させて適正な溶接条件を決定
するためには相当な経験が必要であり、特にパル
ス電圧としては、溶接性の面からパルス幅が狭
く、パルス波高値の高い電圧波形を必とするた
め、その設定は極めて微妙である。
このような条件設定の煩しさを軽減するため、
ベ−ス電圧を段階的に一定値に設定し、この範囲
内でパルス電圧、ワイヤ送給速度の２種類の因子
を変化させて溶接条件を決定するようにした溶接
機もあるが、後述するようにパルス電圧、ベ−ス
電圧、ワイヤ送給速度の３因子にはそれぞれ溶接
電流（平均値）に応じた適正値があるので、ベ−
ス電圧を段階的に一定値とすると、適正な溶接条
件も段階的にしか得られない。
ベ−ス電圧を段階的に一定値に設定し、この範囲
内でパルス電圧、ワイヤ送給速度の２種類の因子
を変化させて溶接条件を決定するようにした溶接
機もあるが、後述するようにパルス電圧、ベ−ス
電圧、ワイヤ送給速度の３因子にはそれぞれ溶接
電流（平均値）に応じた適正値があるので、ベ−
ス電圧を段階的に一定値とすると、適正な溶接条
件も段階的にしか得られない。
本発明は上記の点にかんがみ、パルスアーク溶
接の条件設定を一元化し、適正な溶接条件を容易
に、かつ連続的に選べるようにしたアーク溶接機
を提供しようとするものである。
接の条件設定を一元化し、適正な溶接条件を容易
に、かつ連続的に選べるようにしたアーク溶接機
を提供しようとするものである。
パルスアーク溶接における溶滴の移行現象は、
平均溶接電流のある臨界値（以下、臨界溶接電流
値という）を境にして多少異なつた様相を呈し、
臨界溶接電流値以下では、第１図に示すように溶
接電圧波形３のベ−ス電圧区間４で溶接ワイヤ１
の予熱、溶滴の成長を行ない、パルス電圧区間５
に流れるパルス電流のピンチ力によつてワイヤ１
から溶滴２が離脱し、ワイヤ、母材間が短絡され
ないスプレー移行が行なわれる。
平均溶接電流のある臨界値（以下、臨界溶接電流
値という）を境にして多少異なつた様相を呈し、
臨界溶接電流値以下では、第１図に示すように溶
接電圧波形３のベ−ス電圧区間４で溶接ワイヤ１
の予熱、溶滴の成長を行ない、パルス電圧区間５
に流れるパルス電流のピンチ力によつてワイヤ１
から溶滴２が離脱し、ワイヤ、母材間が短絡され
ないスプレー移行が行なわれる。
臨界溶接電流値を越える大電流域では、パルス
電圧を加えなくてもスプレー移行が行なわれる
が、パルス電圧を加えることにより溶滴の成長を
抑え、細粒での溶滴移行を促進できる。この場
合、パルス電圧は補助的に作用するため、臨界溶
接電流値以下の時ほど大きな出力を必要としな
い。
電圧を加えなくてもスプレー移行が行なわれる
が、パルス電圧を加えることにより溶滴の成長を
抑え、細粒での溶滴移行を促進できる。この場
合、パルス電圧は補助的に作用するため、臨界溶
接電流値以下の時ほど大きな出力を必要としな
い。
以上よりパルスアーク溶接の適正溶接条件では
溶接電流（平均値）とパルス電圧の波高値、ベ−
ス電圧の平均値との間に次のような関係が成立す
る。すなわち、パルス電圧の波高値は臨界溶接電
流値Icの近傍にピークを持つ溶接電流の関数とし
て表わされ（第２図参照）、ベ−ス電圧の平均値
は溶接電流値とほぼ比例的な関係を有する（第３
図参照）。
溶接電流（平均値）とパルス電圧の波高値、ベ−
ス電圧の平均値との間に次のような関係が成立す
る。すなわち、パルス電圧の波高値は臨界溶接電
流値Icの近傍にピークを持つ溶接電流の関数とし
て表わされ（第２図参照）、ベ−ス電圧の平均値
は溶接電流値とほぼ比例的な関係を有する（第３
図参照）。
また、溶接ワイヤをほぼ定速度で送給するパル
スアーク溶接では、溶接電流とワイヤ送給速度は
第４図に示すようにほぼ比例的な関係を有する。
スアーク溶接では、溶接電流とワイヤ送給速度は
第４図に示すようにほぼ比例的な関係を有する。
このようにパルスアーク溶接の溶接条件を決定
するパルス電圧、ベ−ス電圧、ワイヤ送給速度の
３因子はすべて溶接電流をパラメータとする関数
を表わすことができ、それぞれの関係は母材材
質、ワイヤ径、シールドガスの種類などによつて
異なる。これを実験式で示せば次のようになる。
するパルス電圧、ベ−ス電圧、ワイヤ送給速度の
３因子はすべて溶接電流をパラメータとする関数
を表わすことができ、それぞれの関係は母材材
質、ワイヤ径、シールドガスの種類などによつて
異なる。これを実験式で示せば次のようになる。
パルス電圧の波高値をVP〔Ｖ〕、ベ−ス電圧の
平均値をVB〔Ｖ〕、ワイヤ送給速度をfW〔ｍ／min〕
溶流電流（平均値）をＩ〔Ａ〕とすると、 鉄系ワイヤ（1.2mmφ）使用時（シールドガス
Ar＋20％CO2） VP＝−0.00062I2＋0.251I＋12.5 VB＝0.0001I2＋0.0024I＋13.6 fW＝1.79e0.006I Al−Mg系ワイヤ（1.2mmφ）使用時（シールド
ガスAr） VP＝−0.00058I2＋0.244I＋10.3 VB＝0.039I＋14.3 fW＝0.052I−0.078 本発明は以上の考察ならびに実験結果に基づい
てなされたもので、以下、第５図を参照しながら
本発明の構成を説明する。
平均値をVB〔Ｖ〕、ワイヤ送給速度をfW〔ｍ／min〕
溶流電流（平均値）をＩ〔Ａ〕とすると、 鉄系ワイヤ（1.2mmφ）使用時（シールドガス
Ar＋20％CO2） VP＝−0.00062I2＋0.251I＋12.5 VB＝0.0001I2＋0.0024I＋13.6 fW＝1.79e0.006I Al−Mg系ワイヤ（1.2mmφ）使用時（シールド
ガスAr） VP＝−0.00058I2＋0.244I＋10.3 VB＝0.039I＋14.3 fW＝0.052I−0.078 本発明は以上の考察ならびに実験結果に基づい
てなされたもので、以下、第５図を参照しながら
本発明の構成を説明する。
第５図において、６はベ−ス電圧にパルス電圧
（パルス周波数約25〜500Hz）を重畳した溶接電圧
を発生し、そのベ−ス電圧とパルス電圧をそれぞ
れ独立して調整できるように構成された溶接電源
である。この溶接電源自体は公知のもので、本図
にはパルス電圧出力調整器７とベ−ス電圧出力調
整器８（例としてサイリスタ）を別個に設けた例
を模式化して示したが、制御素子としてトランジ
スタを使用すれば、パルス電圧出力とベ−ス電圧
出力の調整を同一素子で行なうことも可能であ
る。溶接ワイヤ１は、ワイヤ送給モータ９を駆動
源とする送給ローラ１０によりほぼ定速度で送給
され、コンタクトチツプ１１を介して通電される
溶接ワイヤ１と母材１２との間に溶接アーク１３
を発生する。
（パルス周波数約25〜500Hz）を重畳した溶接電圧
を発生し、そのベ−ス電圧とパルス電圧をそれぞ
れ独立して調整できるように構成された溶接電源
である。この溶接電源自体は公知のもので、本図
にはパルス電圧出力調整器７とベ−ス電圧出力調
整器８（例としてサイリスタ）を別個に設けた例
を模式化して示したが、制御素子としてトランジ
スタを使用すれば、パルス電圧出力とベ−ス電圧
出力の調整を同一素子で行なうことも可能であ
る。溶接ワイヤ１は、ワイヤ送給モータ９を駆動
源とする送給ローラ１０によりほぼ定速度で送給
され、コンタクトチツプ１１を介して通電される
溶接ワイヤ１と母材１２との間に溶接アーク１３
を発生する。
１４は溶接電流設定器で、設定電流値に相当す
る電圧信号VIを出力するポテンシヨンメータな
どにより構成されている。１５は電圧信号VIを
受けて設定された溶接電流Ｉに対してパルス電圧
の波高値VPが第２図に示すような所定の関係と
なるように制御信号を発生しパルス電圧出力調整
器７の出力を制御するパルス電圧制御回路、１６
は電圧信号VIを受けて設定された溶接電流Ｉに
対してベ−ス電圧の平均値VBが第３図に示すよ
うな所定の関係になるように制御信号を発生しベ
−ス電圧出力調整器８の出力を制御するベ−ス電
圧制御回路、１７は電圧信号VIを受けて設定さ
れた溶接電流Ｉに対してワイヤ送給速度fWが第４
図に示すような所定の関係となるように制御信号
を発生しワイヤ送給モータ９によるワイヤ送給速
度を制御するワイヤ送給速度制御回路で、これら
制御回路１５，１６，１７の機能は関数発生器を
含むアナログ演算回路、あるいはマイクロコンピ
ユータなどを用いて実現することができる。１８
は母材材質、ワイヤ径、シールドガスの種類など
を設定するアナログまたはデイジタルスイツチ
で、このスイツチによつて制御回路１５，１６，
１７の入出力の関係を選択する。
る電圧信号VIを出力するポテンシヨンメータな
どにより構成されている。１５は電圧信号VIを
受けて設定された溶接電流Ｉに対してパルス電圧
の波高値VPが第２図に示すような所定の関係と
なるように制御信号を発生しパルス電圧出力調整
器７の出力を制御するパルス電圧制御回路、１６
は電圧信号VIを受けて設定された溶接電流Ｉに
対してベ−ス電圧の平均値VBが第３図に示すよ
うな所定の関係になるように制御信号を発生しベ
−ス電圧出力調整器８の出力を制御するベ−ス電
圧制御回路、１７は電圧信号VIを受けて設定さ
れた溶接電流Ｉに対してワイヤ送給速度fWが第４
図に示すような所定の関係となるように制御信号
を発生しワイヤ送給モータ９によるワイヤ送給速
度を制御するワイヤ送給速度制御回路で、これら
制御回路１５，１６，１７の機能は関数発生器を
含むアナログ演算回路、あるいはマイクロコンピ
ユータなどを用いて実現することができる。１８
は母材材質、ワイヤ径、シールドガスの種類など
を設定するアナログまたはデイジタルスイツチ
で、このスイツチによつて制御回路１５，１６，
１７の入出力の関係を選択する。
上記構成によれば、スイツチ１８により母材材
質、ワイヤ径、シールドガスの種類などを設定
し、溶接電流設定器１４で母材板厚、開先形状な
どによつて定まる適正電流値の設定を行なうだけ
で、パルス電圧、ベ−ス電圧、ワイヤ送給速度は
それぞれ設定電流値に応じた適正値に自動的に制
御され、良好な溶接ができる。また、これら３因
子とも所定の相関関係を保つて連続的に変化する
ので適正溶接条件の連続性が確保される。
質、ワイヤ径、シールドガスの種類などを設定
し、溶接電流設定器１４で母材板厚、開先形状な
どによつて定まる適正電流値の設定を行なうだけ
で、パルス電圧、ベ−ス電圧、ワイヤ送給速度は
それぞれ設定電流値に応じた適正値に自動的に制
御され、良好な溶接ができる。また、これら３因
子とも所定の相関関係を保つて連続的に変化する
ので適正溶接条件の連続性が確保される。
したがつて、従来相当な経験を要していたパル
スアーク溶接の条件設定が初心者でも容易にで
き、常に適正なアーク状態で溶接を行なうことが
できる。
スアーク溶接の条件設定が初心者でも容易にで
き、常に適正なアーク状態で溶接を行なうことが
できる。
第１図は溶接電圧波形と溶滴移行の関係を示す
模式図、第２図は適正溶接条件での溶接電流とパ
ルス電圧の波高値の関係を示す曲線図、第３図は
適正溶接条件での溶接電流とベ−ス電圧の平均値
の関係を示す曲線図、第４図は適正溶接条件での
溶接電流とワイヤ送給速度の関係を示す曲線図、
第５図は本発明によるアーク溶接機の概要を示す
ブロツク図である。 １：溶接ワイヤ、６：溶接電源、７：パルス電
圧出力調整器、８：ベ−ス電圧出力調整器、９：
ワイヤ送給モータ、１２：母材、１３：溶接アー
ク、１４：溶接電流設定器、１５：パルス電圧制
御回路、１６：ベ−ス電圧制御回路、１７：ワイ
ヤ送給速度制御回路。
模式図、第２図は適正溶接条件での溶接電流とパ
ルス電圧の波高値の関係を示す曲線図、第３図は
適正溶接条件での溶接電流とベ−ス電圧の平均値
の関係を示す曲線図、第４図は適正溶接条件での
溶接電流とワイヤ送給速度の関係を示す曲線図、
第５図は本発明によるアーク溶接機の概要を示す
ブロツク図である。 １：溶接ワイヤ、６：溶接電源、７：パルス電
圧出力調整器、８：ベ−ス電圧出力調整器、９：
ワイヤ送給モータ、１２：母材、１３：溶接アー
ク、１４：溶接電流設定器、１５：パルス電圧制
御回路、１６：ベ−ス電圧制御回路、１７：ワイ
ヤ送給速度制御回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ベ−ス電圧にパルス電圧を重畳した溶接電圧
を発生し、該ベ−ス電圧と該パルス電圧をそれぞ
れ独立して調整できるように構成した溶接電源を
用いて、ほぼ定速度で送給される溶接ワイヤと母
材との間に溶接アークを発生させるアーク溶接機
において、 適正溶接条件下において、実験により求めた臨
界溶接電流ICの近傍にピーク値を有し上に凸なる
略２次曲線をなす溶接電流Ｉとパルス電圧波高値
VPの関係、ほぼ比例的な曲線をなす溶接電流Ｉ
とベ−ス電圧平均値VBとの関係、同様にほぼ比
例的な曲線をなす溶接電流Ｉとワイヤ送給速度fW
との関係を記憶し、前記適正溶接条件に基づいて
選択される溶接電流値Ｉに相当する電圧信号VI
を出力する溶接電流設定器と、 前記記憶に基づいて、前記電圧信号VIにより
前記ベ−ス電圧平均値VBを制御するパルス電圧
制御回路、前記電圧信号VIにより前記パルス電
圧波高値VPを制御するベース電圧制御回路、前
記電圧信号VIにより前記ワイヤ送給速度fWを制
御するワイヤ送給速度制御回路を具有することを
特徴とするアーク溶接機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12402181A JPS5825870A (ja) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | ア−ク溶接機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12402181A JPS5825870A (ja) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | ア−ク溶接機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5825870A JPS5825870A (ja) | 1983-02-16 |
| JPH0358829B2 true JPH0358829B2 (ja) | 1991-09-06 |
Family
ID=14875062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12402181A Granted JPS5825870A (ja) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | ア−ク溶接機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5825870A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5222014B2 (ja) * | 2008-04-25 | 2013-06-26 | 住友軽金属工業株式会社 | 鋼材とアルミニウム材のｍｉｇ溶接継手の製造方法 |
| US10201871B2 (en) * | 2015-02-02 | 2019-02-12 | Illinois Tool Works Inc. | Welding power system with integrated purge gas control |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4866046A (ja) * | 1971-12-13 | 1973-09-11 | ||
| JPS5721420B2 (ja) * | 1974-03-28 | 1982-05-07 |
-
1981
- 1981-08-10 JP JP12402181A patent/JPS5825870A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5825870A (ja) | 1983-02-16 |
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