JPH0584574A - 消耗電極式アーク溶接機 - Google Patents
消耗電極式アーク溶接機Info
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- JPH0584574A JPH0584574A JP3248797A JP24879791A JPH0584574A JP H0584574 A JPH0584574 A JP H0584574A JP 3248797 A JP3248797 A JP 3248797A JP 24879791 A JP24879791 A JP 24879791A JP H0584574 A JPH0584574 A JP H0584574A
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- Japan
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- welding
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 経験の差によって溶接不良を招くこと無く、
シールド性を保持するための過不足の無いシールドガス
流量の調整を自動的に行う。 【構成】 溶接中シールドガス用のノズルと母材６表面
との距離を検出するシールド長検出器と周囲から溶接部
への風の影響度を示す風速検出器１６と溶接電流を検出
する電流検出器（ＣＴ）１７の３種の検出器の内少なく
とも１種類の検出器の出力を入力とするシールドガス流
量設定器２４と、そのシールドガス流量設定器２４から
の出力を入力することによりシールドガス量を調整する
ガス流量調整器１５とを備える。
シールド性を保持するための過不足の無いシールドガス
流量の調整を自動的に行う。 【構成】 溶接中シールドガス用のノズルと母材６表面
との距離を検出するシールド長検出器と周囲から溶接部
への風の影響度を示す風速検出器１６と溶接電流を検出
する電流検出器（ＣＴ）１７の３種の検出器の内少なく
とも１種類の検出器の出力を入力とするシールドガス流
量設定器２４と、そのシールドガス流量設定器２４から
の出力を入力することによりシールドガス量を調整する
ガス流量調整器１５とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接母材とシールドガ
ス用ノズル先端部との距離をはじめとするガスシールド
性を決定する要因の変化に応じて、シールドガス流量を
自動的に調節する機能を有する消耗電極式アーク溶接機
に関する。
ス用ノズル先端部との距離をはじめとするガスシールド
性を決定する要因の変化に応じて、シールドガス流量を
自動的に調節する機能を有する消耗電極式アーク溶接機
に関する。
【０００２】
【従来の技術】シールドガスは溶接トーチ先端のノズル
から溶接部に向かって噴出されるが、その目的は溶接部
を周囲の空気雰囲気から遮蔽して、ブローホールの発生
の無い健全な溶接結果を得ることにある。したがって、
シールドガス流量はガスシールド性に影響する要因によ
って決められなければならない。たとえば、溶接母材と
シールドガス用ノズル先端部との距離（以下、シールド
長という）が長くなったり、周囲風速が増加したりする
とガスシールド性が劣化するので、シールドガス流量が
多くなるように調整する必要がある。
から溶接部に向かって噴出されるが、その目的は溶接部
を周囲の空気雰囲気から遮蔽して、ブローホールの発生
の無い健全な溶接結果を得ることにある。したがって、
シールドガス流量はガスシールド性に影響する要因によ
って決められなければならない。たとえば、溶接母材と
シールドガス用ノズル先端部との距離（以下、シールド
長という）が長くなったり、周囲風速が増加したりする
とガスシールド性が劣化するので、シールドガス流量が
多くなるように調整する必要がある。
【０００３】従来、シールドガス流量は、溶接作業者ま
たは溶接管理者が溶接現場の環境状態や、溶接施工物の
構造や溶接施工条件などを観察し、経験に照らして決定
し、手動で調整していた。
たは溶接管理者が溶接現場の環境状態や、溶接施工物の
構造や溶接施工条件などを観察し、経験に照らして決定
し、手動で調整していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガスシ
ールド性に影響する要因の状態が変化すると、シールド
ガス流量を再調整することが必要であるが、時々刻々変
化するこれらの要因を常時観察し、その観察結果にした
がって、その都度調整するのは非常に煩雑であり、さら
に溶接作業者または溶接管理者の観察能力や経験度によ
っては正確な再調整が行われず、溶接不良の原因となる
ので、多くの場合、最悪の状態を想定して最適値より大
きいシールドガスの流量を決定し、再調整の必要性を最
小限に抑えていた。
ールド性に影響する要因の状態が変化すると、シールド
ガス流量を再調整することが必要であるが、時々刻々変
化するこれらの要因を常時観察し、その観察結果にした
がって、その都度調整するのは非常に煩雑であり、さら
に溶接作業者または溶接管理者の観察能力や経験度によ
っては正確な再調整が行われず、溶接不良の原因となる
ので、多くの場合、最悪の状態を想定して最適値より大
きいシールドガスの流量を決定し、再調整の必要性を最
小限に抑えていた。
【０００５】このように従来技術の場合は、最悪の状態
を想定して最適値より大きいシールドガスの流量を決定
していたので、当然シールドガスの使用量は必要以上に
多くなり、したがってシールドガスの使用コストが上昇
し、省資源化の要請とは相容れない結果を招いていた。
また、個人の経験に頼ってシールドガス流量を決めてい
るので、経験の差によって溶接不良を招く場合もあっ
た。
を想定して最適値より大きいシールドガスの流量を決定
していたので、当然シールドガスの使用量は必要以上に
多くなり、したがってシールドガスの使用コストが上昇
し、省資源化の要請とは相容れない結果を招いていた。
また、個人の経験に頼ってシールドガス流量を決めてい
るので、経験の差によって溶接不良を招く場合もあっ
た。
【０００６】本発明は、経験の差によって溶接不良を招
くことなく、またシールドガスの消費量を必要最小限に
抑えるために、シールド性を保持するための過不足の無
いシールドガス流量の調整を自動的に行う消耗電極式ア
ーク溶接機を提供することを目的とする。
くことなく、またシールドガスの消費量を必要最小限に
抑えるために、シールド性を保持するための過不足の無
いシールドガス流量の調整を自動的に行う消耗電極式ア
ーク溶接機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の消耗電極式アーク溶接機は、溶接中シールド
ガス用ノズルと母材表面との距離を検出するシールド長
検出器と周囲から溶接部への風の影響度を示す風速検出
器と溶接電流を検出する電流検出器の３種の検出器の内
少なくとも１種類の検出器の出力を入力とするシールド
ガス流量設定器と、そのシールドガス流量設定器からの
出力を入力することによりシールドガス量を調整するガ
ス流量調整器とを備えたものである。
に本発明の消耗電極式アーク溶接機は、溶接中シールド
ガス用ノズルと母材表面との距離を検出するシールド長
検出器と周囲から溶接部への風の影響度を示す風速検出
器と溶接電流を検出する電流検出器の３種の検出器の内
少なくとも１種類の検出器の出力を入力とするシールド
ガス流量設定器と、そのシールドガス流量設定器からの
出力を入力することによりシールドガス量を調整するガ
ス流量調整器とを備えたものである。
【０００８】
【作用】上記構成によれば、溶接中シールド長検出器と
風速検出器と電流検出器の３種の検出器の内少なくとも
１種類の検出器の出力を入力とするシールドガス流量設
定器と、そのシールドガス流量設定器からの出力を入力
することによりシールドガス量を調整するシールドガス
流量調整器を備えているので、ガスシールド性に影響を
及ぼす因子の変化に応じて、過不足の無いシールドガス
流量となるように調整を自動的に行うことが可能とな
り、溶接作業者または溶接管理者個人の経験の差によっ
て溶接不良を招くことが無く、またシールドガスの消費
量を必要最小限に抑えることを実現することができる。
風速検出器と電流検出器の３種の検出器の内少なくとも
１種類の検出器の出力を入力とするシールドガス流量設
定器と、そのシールドガス流量設定器からの出力を入力
することによりシールドガス量を調整するシールドガス
流量調整器を備えているので、ガスシールド性に影響を
及ぼす因子の変化に応じて、過不足の無いシールドガス
流量となるように調整を自動的に行うことが可能とな
り、溶接作業者または溶接管理者個人の経験の差によっ
て溶接不良を招くことが無く、またシールドガスの消費
量を必要最小限に抑えることを実現することができる。
【０００９】
【実施例】本発明の要点は、ガスシールド性に影響を及
ぼす主因子（以下、シールド因子という）を自動的に検
出することにある。したがって、実施例の説明に先立
ち、まず各シールド因子の内シールド長の検出について
図４を用いて説明する。
ぼす主因子（以下、シールド因子という）を自動的に検
出することにある。したがって、実施例の説明に先立
ち、まず各シールド因子の内シールド長の検出について
図４を用いて説明する。
【００１０】図４はトーチ先端部と母材表面との位置関
係を示したもので、図４において、１はノズル、２は電
極チップ、３は消耗電極であるワイヤ、４はシールドガ
ス、５は溶接のアーク、６は母材、７は突き出し長Ｌ、
８はシールド長である。図４から明らかなように、突き
出し長７は電極チップ２と母材６の表面との距離である
が、この突き出し長Ｌ７と溶接電流Ｉおよびワイヤ送給
量Ｄの３者の関係を求めると図５に示す関係が得られ
る。図５から３者の関係は近似的に次式として得られ
る。
係を示したもので、図４において、１はノズル、２は電
極チップ、３は消耗電極であるワイヤ、４はシールドガ
ス、５は溶接のアーク、６は母材、７は突き出し長Ｌ、
８はシールド長である。図４から明らかなように、突き
出し長７は電極チップ２と母材６の表面との距離である
が、この突き出し長Ｌ７と溶接電流Ｉおよびワイヤ送給
量Ｄの３者の関係を求めると図５に示す関係が得られ
る。図５から３者の関係は近似的に次式として得られ
る。
【００１１】 Ｄ＝ａ（Ｌ＋ｂ）Ｉ2＋（ｃＬ＋ｄ）Ｉ ……（式１） したがって、溶接電流Ｉとワイヤ送給量Ｄを検出して上
式に代入すれば、突き出し長Ｌ７を得ることができる。
なお、上式中ａ，ｂ，ｃおよびｄは定数である。
式に代入すれば、突き出し長Ｌ７を得ることができる。
なお、上式中ａ，ｂ，ｃおよびｄは定数である。
【００１２】また、シールド長Ｌ７の検出の別の方法と
して、図６に示すような母材６にワイヤ３が短絡してい
る状態における、ワイヤ３部分の抵抗値と突き出し長Ｌ
７との間には図７に示す関係があるので、ワイヤ３が短
絡している状態における溶接電流と溶接電圧を検出する
ことにより突き出し長Ｌが算出できる。
して、図６に示すような母材６にワイヤ３が短絡してい
る状態における、ワイヤ３部分の抵抗値と突き出し長Ｌ
７との間には図７に示す関係があるので、ワイヤ３が短
絡している状態における溶接電流と溶接電圧を検出する
ことにより突き出し長Ｌが算出できる。
【００１３】なお、突き出し長Ｌ７を検出する上記２方
法の内、溶接中の短絡の発生が少なく溶接電流にリップ
ルが少ない大電流域の溶接の場合には前者の方法を用
い、逆に短絡が多発する小電流域の溶接では後者の方法
を採用する。また両者を併用した装置とすることもでき
る。
法の内、溶接中の短絡の発生が少なく溶接電流にリップ
ルが少ない大電流域の溶接の場合には前者の方法を用
い、逆に短絡が多発する小電流域の溶接では後者の方法
を採用する。また両者を併用した装置とすることもでき
る。
【００１４】以下、突き出し長Ｌ７を検出する前者の方
法を採用した第１の実施例について、図面に基づいて説
明する。図１において、３は消耗電極であるワイヤ、６
は母材、９は溶接主回路、９ａは溶接ケーブル、１０は
溶接電流、１１は出力端子、１２はワイヤ送給モータ、
１３はワイヤ送給速度を検出するためのタコジェネレー
タ、１４はシールドガスのボンベ、１５はシールドガス
流量調整器、１６は風速検出器、１７は溶接電流を検出
する電流検出器（ＣＴ）、１８は電流信号増幅器、１９
は突き出し長算出器、２０は加算器、２１はワイヤの送
給量信号増幅器、２２は加算出力器、２３はその先端部
の詳細を図４で説明したトーチ、２４はシールドガス流
量設定器である。
法を採用した第１の実施例について、図面に基づいて説
明する。図１において、３は消耗電極であるワイヤ、６
は母材、９は溶接主回路、９ａは溶接ケーブル、１０は
溶接電流、１１は出力端子、１２はワイヤ送給モータ、
１３はワイヤ送給速度を検出するためのタコジェネレー
タ、１４はシールドガスのボンベ、１５はシールドガス
流量調整器、１６は風速検出器、１７は溶接電流を検出
する電流検出器（ＣＴ）、１８は電流信号増幅器、１９
は突き出し長算出器、２０は加算器、２１はワイヤの送
給量信号増幅器、２２は加算出力器、２３はその先端部
の詳細を図４で説明したトーチ、２４はシールドガス流
量設定器である。
【００１５】上記の構成の消耗電極式アーク溶接機にお
いて、トーチ２３へは、送給モータ１２によりワイヤ３
が、また主回路９からは出力端子１１を経て電力が、さ
らにガス流量調整器１５を通じてガスボンベ１４からシ
ールドガス４が供給される。溶接電流１０は溶接ケーブ
ル９ａが貫通するように配設されたＣＴ１７と電流信号
増幅器１８とにより構成された電流検出装置で検出され
る。一方、ワイヤ送給量は送給モータ１２に結合された
タコジェネレータ１３と送給量信号増幅器２１とで構成
するワイヤ送給量検出器で検出される。突き出し長算出
器１９は電流信号増幅器１８と送給量信号増幅器２１か
らの２つの出力を入力し、図５に示した関係から得られ
た（式１）から突き出し長Ｌ７を算出する。シールド長
８は突き出し長算出器１９からの出力と、トーチ２３の
ノズル１先端と電極チップ２先端との距離相当量を出力
する加算出力器２２からの出力とを入力して動作する加
算器２０によって算出される。シールド長検出器は以上
の機器により構成される。シールドガス流量設定器２４
は上記シールド長検出器を構成する加算器２０の出力
と、電流信号増幅器１８の出力と、溶接箇所近傍に配置
された風速検出器１６からの出力とを入力して適切なシ
ールドガス流量を算出して設定し、ガス流量調整器１５
によりシールドガス流量を調整する。シールドガス流量
設定器２４の設定値と各シールド因子の関係を（表１）
に示す。
いて、トーチ２３へは、送給モータ１２によりワイヤ３
が、また主回路９からは出力端子１１を経て電力が、さ
らにガス流量調整器１５を通じてガスボンベ１４からシ
ールドガス４が供給される。溶接電流１０は溶接ケーブ
ル９ａが貫通するように配設されたＣＴ１７と電流信号
増幅器１８とにより構成された電流検出装置で検出され
る。一方、ワイヤ送給量は送給モータ１２に結合された
タコジェネレータ１３と送給量信号増幅器２１とで構成
するワイヤ送給量検出器で検出される。突き出し長算出
器１９は電流信号増幅器１８と送給量信号増幅器２１か
らの２つの出力を入力し、図５に示した関係から得られ
た（式１）から突き出し長Ｌ７を算出する。シールド長
８は突き出し長算出器１９からの出力と、トーチ２３の
ノズル１先端と電極チップ２先端との距離相当量を出力
する加算出力器２２からの出力とを入力して動作する加
算器２０によって算出される。シールド長検出器は以上
の機器により構成される。シールドガス流量設定器２４
は上記シールド長検出器を構成する加算器２０の出力
と、電流信号増幅器１８の出力と、溶接箇所近傍に配置
された風速検出器１６からの出力とを入力して適切なシ
ールドガス流量を算出して設定し、ガス流量調整器１５
によりシールドガス流量を調整する。シールドガス流量
設定器２４の設定値と各シールド因子の関係を（表１）
に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】なお、ワイヤ送給量はタコジェネレータ１
３やロータリーエンコーダなどを使用して直接的に検出
することができるが、コストや保守の面を考慮して、こ
れらの機器は使用せず、別の構成でワイヤ送給量を検出
する装置の別の実施例を図２に示す。図２において、１
２は送給モータ、２５は送給量指示器、２６は送給量設
定器、２７はガバナ回路、２１ａが送給量信号増幅器で
ある。このような構成では、送給量信号増幅器２１ａ
は、送給量設定器２６の出力すなわち送給モータ１２の
回転数を指令する指令信号を入力として動作してワイヤ
送給量を間接的に検出する。
３やロータリーエンコーダなどを使用して直接的に検出
することができるが、コストや保守の面を考慮して、こ
れらの機器は使用せず、別の構成でワイヤ送給量を検出
する装置の別の実施例を図２に示す。図２において、１
２は送給モータ、２５は送給量指示器、２６は送給量設
定器、２７はガバナ回路、２１ａが送給量信号増幅器で
ある。このような構成では、送給量信号増幅器２１ａ
は、送給量設定器２６の出力すなわち送給モータ１２の
回転数を指令する指令信号を入力として動作してワイヤ
送給量を間接的に検出する。
【００１８】次に、突き出し長Ｌ７を算出する別の方法
を採用した消耗電極式アーク溶接機の第２の実施例を図
３に示す。第１の実施例で突き出し長算出器３０の入力
として、電流信号増幅器１８と送給量信号増幅器２１の
出力を用いていたのに対し、図３に示す第２の実施例に
おいては、突き出し長算出器３０の入力として、電流信
号増幅器１８と溶接電圧を検出する電圧検出器２８の出
力を用いている。この構成は前述したように、図７に示
すワイヤ３部分の抵抗値と突き出し長Ｌ７との間の関係
を利用したもので、突き出し長算出器３０は、溶接電流
値と溶接電圧値とから図６に示すワイヤ短絡時のワイヤ
３部分の抵抗値を計算し、図７に示す突き出し長Ｌ７と
抵抗値との関係から突き出し長Ｌ７を算出する。なお、
この第２の実施例においては突き出し長算出器３０の構
成が異なるだけで、他の構成は第１の実施例と同じであ
る。
を採用した消耗電極式アーク溶接機の第２の実施例を図
３に示す。第１の実施例で突き出し長算出器３０の入力
として、電流信号増幅器１８と送給量信号増幅器２１の
出力を用いていたのに対し、図３に示す第２の実施例に
おいては、突き出し長算出器３０の入力として、電流信
号増幅器１８と溶接電圧を検出する電圧検出器２８の出
力を用いている。この構成は前述したように、図７に示
すワイヤ３部分の抵抗値と突き出し長Ｌ７との間の関係
を利用したもので、突き出し長算出器３０は、溶接電流
値と溶接電圧値とから図６に示すワイヤ短絡時のワイヤ
３部分の抵抗値を計算し、図７に示す突き出し長Ｌ７と
抵抗値との関係から突き出し長Ｌ７を算出する。なお、
この第２の実施例においては突き出し長算出器３０の構
成が異なるだけで、他の構成は第１の実施例と同じであ
る。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
消耗電極式アーク溶接機は、シールド長や風速や溶接電
流などのシールド因子を自動的に検出することによっ
て、常に必要十分な量にシールドガス流量を調整するこ
とができる。したがって、本発明の消耗電極式アーク溶
接機では、シールド不足によるブローホールの発生を抑
制するとともに、ガスの使用コストを低減するので、高
い溶接品質を確保するとともに、低いランニングコスト
を実現する。
消耗電極式アーク溶接機は、シールド長や風速や溶接電
流などのシールド因子を自動的に検出することによっ
て、常に必要十分な量にシールドガス流量を調整するこ
とができる。したがって、本発明の消耗電極式アーク溶
接機では、シールド不足によるブローホールの発生を抑
制するとともに、ガスの使用コストを低減するので、高
い溶接品質を確保するとともに、低いランニングコスト
を実現する。
【図１】本発明の消耗電極式アーク溶接機の一実施例を
示すブロック図
示すブロック図
【図２】ワイヤ送給量を検出する別の構成を示すブロッ
ク図
ク図
【図３】本発明の別の実施例を示すブロック図
【図４】トーチ先端部と母材間の状態図
【図５】溶接電流とワイヤ送給量の関係を示す特性図
【図６】ワイヤが母材に短絡しているときのトーチ先端
部と母材間の状態図
部と母材間の状態図
【図７】ワイヤ短絡時のワイヤの抵抗値と突き出し長の
関係を示す特性図
関係を示す特性図
１ ノズル ４ シールドガス ６ 母材 ８ シールド長 １５ ガス流量調整器 １６ 風速検出器 １７ 電流検出器（ＣＴ） ２４ シールドガス流量設定器
Claims (3)
- 【請求項１】溶接中シールドガス用のノズルと母材表面
との距離を検出するシールド長検出器と周囲から溶接部
への風の影響度を示す風速検出器と溶接電流を検出する
電流検出器の３種の検出器の内少なくとも１種類の検出
器の出力を入力とするシールドガス流量設定器と、その
シールドガス流量設定器からの出力を入力することによ
りシールドガス量を調整するガス流量調整器とを備えた
消耗電極式アーク溶接機。 - 【請求項２】シールド長検出器が、溶接電流を検出する
電流検出器と、ワイヤ送給量検出器と、電流検出器およ
びワイヤ送給量検出器からの入力値により電極チップ先
端から母材表面までの距離を算出する機能を有する突き
出し長算出器と、電極チップ先端からノズル先端までの
距離を出力する加算出力器と、加算出力器の出力値を突
き出し長算出器の出力値に加算してシールド長を算出す
る加算器とからなる請求項１記載の消耗電極式アーク溶
接機。 - 【請求項３】シールド長検出器が、溶接電流を検出する
電流検出器と、溶接電圧を検出する電圧検出器と、電流
検出器および電圧検出器からのワイヤ短絡時の入力値に
より突き出し長を算出する機能を有する突き出し長算出
器と、電極チップ先端からノズル先端までの距離を出力
する加算出力器と、加算出力器の出力値を突き出し長算
出器の出力値に加算してシールド長を算出する加算器と
からなる請求項１記載の消耗電極式アーク溶接機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3248797A JPH0584574A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 消耗電極式アーク溶接機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3248797A JPH0584574A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 消耗電極式アーク溶接機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0584574A true JPH0584574A (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=17183542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3248797A Pending JPH0584574A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 消耗電極式アーク溶接機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0584574A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013501626A (ja) * | 2009-08-10 | 2013-01-17 | リンカーン グローバル，インコーポレイテッド | ガスメタルアーク溶接（ｇｍａｗ）短絡回路高溶着アーク溶接の方法及び装置 |
-
1991
- 1991-09-27 JP JP3248797A patent/JPH0584574A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013501626A (ja) * | 2009-08-10 | 2013-01-17 | リンカーン グローバル，インコーポレイテッド | ガスメタルアーク溶接（ｇｍａｗ）短絡回路高溶着アーク溶接の方法及び装置 |
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