JPH09267170A - ガスシールドアーク溶接法 - Google Patents
ガスシールドアーク溶接法Info
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- JPH09267170A JPH09267170A JP7575796A JP7575796A JPH09267170A JP H09267170 A JPH09267170 A JP H09267170A JP 7575796 A JP7575796 A JP 7575796A JP 7575796 A JP7575796 A JP 7575796A JP H09267170 A JPH09267170 A JP H09267170A
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Landscapes
- Arc Welding Control (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接姿勢等の溶接条件が変化した場合にも、
スパッタ発生量が少なく、良好な溶接部を得ることがで
きるガスシールドアーク溶接法を提供する。 【解決手段】 溶接ワイヤーＷから母材Ｂへの溶融金属
Ｍの移行が、短絡移行により行われるガスシールドアー
ク溶接法であって、溶接電源に備えた溶接制御手段によ
って、最新の短絡と、当該最新の短絡から所定回数遡っ
た過去の短絡との間の夫々の短絡について、連続する短
絡どうしの平均短絡周期を求め、最新の短絡から次回の
短絡までの周期が平均短絡周期より長くなった場合に
は、次回の短絡時に、溶接ワイヤーＷと母材Ｂとの間に
強制的にパルス波形Ｐを有する溶接電流Ｉを付加する。
スパッタ発生量が少なく、良好な溶接部を得ることがで
きるガスシールドアーク溶接法を提供する。 【解決手段】 溶接ワイヤーＷから母材Ｂへの溶融金属
Ｍの移行が、短絡移行により行われるガスシールドアー
ク溶接法であって、溶接電源に備えた溶接制御手段によ
って、最新の短絡と、当該最新の短絡から所定回数遡っ
た過去の短絡との間の夫々の短絡について、連続する短
絡どうしの平均短絡周期を求め、最新の短絡から次回の
短絡までの周期が平均短絡周期より長くなった場合に
は、次回の短絡時に、溶接ワイヤーＷと母材Ｂとの間に
強制的にパルス波形Ｐを有する溶接電流Ｉを付加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接ワイヤーから
母材への溶融金属の移行が、短絡移行により行われるガ
スシールドアーク溶接法に関し、特に、溶接電流波形を
制御する方法に関するものである。
母材への溶融金属の移行が、短絡移行により行われるガ
スシールドアーク溶接法に関し、特に、溶接電流波形を
制御する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常、ガスシールドアーク溶接を行う際
には、スパッタの発生を低減させる必要がある。つま
り、スパッタの発生量が多くなれば、それだけ母材に定
着する溶融金属量が減少することとなり、また、スパッ
タの発生は、ガスシールド用のノズルを汚し、シールド
不良を招いて溶接欠陥を誘発することにもなるからであ
る。従来のガスシールドアーク溶接においては、上記不
都合を回避すべく、例えば、溶接電流波形を制御したシ
ョートアーク方式が用いられていた。この方式では、溶
接電流の立上がりが急になるように制御したパルス電流
を加えて、電磁的ピンチ効果によって溶接ワイヤー先端
の溶融金属を強制的に分離させる。このため、母材側へ
の一回の溶滴移行量が制限されるから、溶接ワイヤーと
母材との短絡回数が多くなるのが普通である。
には、スパッタの発生を低減させる必要がある。つま
り、スパッタの発生量が多くなれば、それだけ母材に定
着する溶融金属量が減少することとなり、また、スパッ
タの発生は、ガスシールド用のノズルを汚し、シールド
不良を招いて溶接欠陥を誘発することにもなるからであ
る。従来のガスシールドアーク溶接においては、上記不
都合を回避すべく、例えば、溶接電流波形を制御したシ
ョートアーク方式が用いられていた。この方式では、溶
接電流の立上がりが急になるように制御したパルス電流
を加えて、電磁的ピンチ効果によって溶接ワイヤー先端
の溶融金属を強制的に分離させる。このため、母材側へ
の一回の溶滴移行量が制限されるから、溶接ワイヤーと
母材との短絡回数が多くなるのが普通である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなシ
ョートアークを用いた溶接では、短絡回数が増大する結
果、短絡時の溶接電流値が小さくなる傾向があり、母材
への溶込み深さが小さくなるという不都合がある。ま
た、短絡回数が過多になれば、短絡状態が長く維持され
てアークが発生し難い状況となり、正常なアーク溶接が
行えない場合も生じる。 一方、このようなショートア
ーク方式の溶接は、横向き溶接や上向き溶接の場合、あ
るいは、薄板の溶接に適している。つまり、スパッタの
発生量が少ないことの他に、一回の短絡による入熱量が
小さく、溶滴移行した溶着金属が早く凝固するからであ
る。逆の観点からみれば、板厚の厚い溶接を行う場合、
あるいは、下向き溶接で大きな溶込み深さを確保したい
場合には、必ずしもショートアーク方式が必要であると
はいえない。特に、溶接姿勢等の溶接条件が頻繁に変化
する場合には、特定の溶接方式に限定されることは、む
しろ溶接作業の円滑性を損ねることになる。
ョートアークを用いた溶接では、短絡回数が増大する結
果、短絡時の溶接電流値が小さくなる傾向があり、母材
への溶込み深さが小さくなるという不都合がある。ま
た、短絡回数が過多になれば、短絡状態が長く維持され
てアークが発生し難い状況となり、正常なアーク溶接が
行えない場合も生じる。 一方、このようなショートア
ーク方式の溶接は、横向き溶接や上向き溶接の場合、あ
るいは、薄板の溶接に適している。つまり、スパッタの
発生量が少ないことの他に、一回の短絡による入熱量が
小さく、溶滴移行した溶着金属が早く凝固するからであ
る。逆の観点からみれば、板厚の厚い溶接を行う場合、
あるいは、下向き溶接で大きな溶込み深さを確保したい
場合には、必ずしもショートアーク方式が必要であると
はいえない。特に、溶接姿勢等の溶接条件が頻繁に変化
する場合には、特定の溶接方式に限定されることは、む
しろ溶接作業の円滑性を損ねることになる。
【０００４】本発明の目的は、このような従来技術の欠
点を解消し、溶接姿勢等の溶接条件が変化した場合に
も、スパッタ発生量が少なく、良好な溶接部を得ること
ができるガスシールドアーク溶接法を提供することにあ
る。
点を解消し、溶接姿勢等の溶接条件が変化した場合に
も、スパッタ発生量が少なく、良好な溶接部を得ること
ができるガスシールドアーク溶接法を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明の特徴手段を、図３に示した例を参考に説明す
る。 （構成１）本発明の特徴手段は、請求項１に記載したご
とく、溶接電源に備えた溶接制御手段によって、最新の
短絡と、当該最新の短絡から所定回数遡った過去の短絡
との間の夫々の短絡について、連続する短絡どうしの平
均短絡周期を求め、前記最新の短絡から次回の短絡まで
の周期ｔが前記平均短絡周期より長くなった場合には、
前記次回の短絡時に、前記溶接ワイヤーＷと前記母材Ｂ
との間に強制的にパルス波形Ｐを有する溶接電流Ｉを付
加する点に特徴を有する。 （作用・効果）本溶接方法においては、短絡周期が長期
化した場合に、短絡電流の波形をパルス波形に変更する
制御を行う。例えば、溶接電源に備えた溶接制御手段に
よって、最新の短絡と、当該最新の短絡から所定回数遡
った過去の短絡との間の夫々の短絡について、連続する
短絡どうしの周期の平均を求め、前記最新の短絡から次
回の短絡までの周期が平均短絡周期より長くなった場合
には、前記次回の短絡時に、前記溶接ワイヤーと前記母
材との間に強制的にパルス電流を付加する。つまり、短
絡のタイミングは制御せず、短絡時の溶接電流の立ち上
がりが急になるように制御する。このように、短絡時の
溶接電流値の立上がり程度が大きいパルス電流を付加す
ることにより、溶接ワイヤーと母材とが短絡した後、溶
融している部分を電磁ピンチ力により早期に切断して、
溶滴が過大にならない前に強制的に母材へ移行させるこ
とができる。よって、溶滴移行が安定化し、スパッタの
発生が抑制され、また、溶滴がノズル内部へ落下するの
を阻止できるから、ノズルの清浄状態が長時間維持でき
て、シールドガスのシールド効果が損なわれるのを防止
できる。さらに、外気中の酸素・水素等が溶接部に混入
するのを有効に防止でき、ブローホールなどの溶接欠陥
の発生が抑制できる。
の本発明の特徴手段を、図３に示した例を参考に説明す
る。 （構成１）本発明の特徴手段は、請求項１に記載したご
とく、溶接電源に備えた溶接制御手段によって、最新の
短絡と、当該最新の短絡から所定回数遡った過去の短絡
との間の夫々の短絡について、連続する短絡どうしの平
均短絡周期を求め、前記最新の短絡から次回の短絡まで
の周期ｔが前記平均短絡周期より長くなった場合には、
前記次回の短絡時に、前記溶接ワイヤーＷと前記母材Ｂ
との間に強制的にパルス波形Ｐを有する溶接電流Ｉを付
加する点に特徴を有する。 （作用・効果）本溶接方法においては、短絡周期が長期
化した場合に、短絡電流の波形をパルス波形に変更する
制御を行う。例えば、溶接電源に備えた溶接制御手段に
よって、最新の短絡と、当該最新の短絡から所定回数遡
った過去の短絡との間の夫々の短絡について、連続する
短絡どうしの周期の平均を求め、前記最新の短絡から次
回の短絡までの周期が平均短絡周期より長くなった場合
には、前記次回の短絡時に、前記溶接ワイヤーと前記母
材との間に強制的にパルス電流を付加する。つまり、短
絡のタイミングは制御せず、短絡時の溶接電流の立ち上
がりが急になるように制御する。このように、短絡時の
溶接電流値の立上がり程度が大きいパルス電流を付加す
ることにより、溶接ワイヤーと母材とが短絡した後、溶
融している部分を電磁ピンチ力により早期に切断して、
溶滴が過大にならない前に強制的に母材へ移行させるこ
とができる。よって、溶滴移行が安定化し、スパッタの
発生が抑制され、また、溶滴がノズル内部へ落下するの
を阻止できるから、ノズルの清浄状態が長時間維持でき
て、シールドガスのシールド効果が損なわれるのを防止
できる。さらに、外気中の酸素・水素等が溶接部に混入
するのを有効に防止でき、ブローホールなどの溶接欠陥
の発生が抑制できる。
【０００６】（構成２）本発明の特徴手段は、請求項２
に記載したごとく、溶接電源に備えた溶接制御手段によ
って、最新の短絡と、当該最新の短絡から所定回数遡っ
た過去の短絡との間の夫々の短絡について、連続する短
絡どうしの平均短絡周期を求め、前記最新の短絡から次
回の短絡までの周期ｔが、前記溶接制御手段が前記平均
短絡周期に基づいて算出した所定の周期よりも長い場合
には、前記最新の短絡から前記算出した所定の周期が経
過したときに、前記溶接ワイヤーＷと前記母材Ｂとの間
に強制的にパルス波形Ｐを有する溶接電流Ｉを付加する
こととすることもできる。 （作用・効果）本手段のガスシールドアーク溶接法は、
溶接電流の波形を制御することは勿論、パルス電流を発
生させるタイミングをも制御してスパッタの発生を抑制
しようとするものである。例えば、短絡周期が長期化す
る場合には、その長期化する周期幅を、過去複数回の平
均短絡周期に基づいて一定範囲内に留めるべく、演算し
た予定短絡開始時に強制的にパルス電流を印加するもの
である。本方法によれば、溶接ワイヤー先端部で溶融し
た金属量が過多となる前に、前記パルス電流が当該溶融
金属を強制移行させるから、スパッタの増加を抑制する
ことができ、円滑な溶接作業を維持できると共に、溶接
欠陥等の発生を最小限に抑えることができる。
に記載したごとく、溶接電源に備えた溶接制御手段によ
って、最新の短絡と、当該最新の短絡から所定回数遡っ
た過去の短絡との間の夫々の短絡について、連続する短
絡どうしの平均短絡周期を求め、前記最新の短絡から次
回の短絡までの周期ｔが、前記溶接制御手段が前記平均
短絡周期に基づいて算出した所定の周期よりも長い場合
には、前記最新の短絡から前記算出した所定の周期が経
過したときに、前記溶接ワイヤーＷと前記母材Ｂとの間
に強制的にパルス波形Ｐを有する溶接電流Ｉを付加する
こととすることもできる。 （作用・効果）本手段のガスシールドアーク溶接法は、
溶接電流の波形を制御することは勿論、パルス電流を発
生させるタイミングをも制御してスパッタの発生を抑制
しようとするものである。例えば、短絡周期が長期化す
る場合には、その長期化する周期幅を、過去複数回の平
均短絡周期に基づいて一定範囲内に留めるべく、演算し
た予定短絡開始時に強制的にパルス電流を印加するもの
である。本方法によれば、溶接ワイヤー先端部で溶融し
た金属量が過多となる前に、前記パルス電流が当該溶融
金属を強制移行させるから、スパッタの増加を抑制する
ことができ、円滑な溶接作業を維持できると共に、溶接
欠陥等の発生を最小限に抑えることができる。
【０００７】（構成３）本発明の特徴手段は、請求項３
に記載したごとく、前記溶接制御手段が、最新の短絡
と、当該最新の短絡から五回分遡った過去の短絡との間
の夫々の短絡について前記平均短絡周期を求めるものと
することができる。 （作用・効果）本手段のごとく、最新の短絡から過去複
数回の短絡に亘る平均短絡周期を求めることで、瞬間的
な外乱による短絡周期の変動の影響を排除することがで
き、溶接電流波形の制御をより正確に行うことができ
る。
に記載したごとく、前記溶接制御手段が、最新の短絡
と、当該最新の短絡から五回分遡った過去の短絡との間
の夫々の短絡について前記平均短絡周期を求めるものと
することができる。 （作用・効果）本手段のごとく、最新の短絡から過去複
数回の短絡に亘る平均短絡周期を求めることで、瞬間的
な外乱による短絡周期の変動の影響を排除することがで
き、溶接電流波形の制御をより正確に行うことができ
る。
【０００８】（構成４）本発明の特徴手段としては、請
求項４に記載したごとく、前記平均短絡周期に定数αを
乗じて次の短絡予定時期を求めるものとすることができ
る。 （作用・効果）一般に、一つの溶接電源を使用する場合
には、溶接ワイヤーの直径を各種選択することができ
る。この場合には、常用する溶接電流域・電圧域も変化
するから、パルス電流の印加時期も変化させる必要があ
ると予測できる。本手段のごとく、前記平均短絡時間に
定数を乗じてパルス電流の印加時期を決定する方式にし
ておけば、溶接条件が異なる場合にもスパッタ発生が最
小となるようにパルス電流印加の時期を設定することが
容易となる。
求項４に記載したごとく、前記平均短絡周期に定数αを
乗じて次の短絡予定時期を求めるものとすることができ
る。 （作用・効果）一般に、一つの溶接電源を使用する場合
には、溶接ワイヤーの直径を各種選択することができ
る。この場合には、常用する溶接電流域・電圧域も変化
するから、パルス電流の印加時期も変化させる必要があ
ると予測できる。本手段のごとく、前記平均短絡時間に
定数を乗じてパルス電流の印加時期を決定する方式にし
ておけば、溶接条件が異なる場合にもスパッタ発生が最
小となるようにパルス電流印加の時期を設定することが
容易となる。
【０００９】尚、上記課題を解決するための手段の項
に、図面との対照を便利にするために符号を記すが、当
該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるもの
ではない。
に、図面との対照を便利にするために符号を記すが、当
該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるもの
ではない。
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【００１０】先ず、図１および図２に、通常の溶接電源
を用いた場合であって、パルス電流を発生させるもので
はない場合の溶接電流波形と、当該波形の各段階におけ
る溶接現象とを模式的に示す。図１は、一般的な下向き
溶接の場合であり、図２は、上向き溶接の場合である。
溶接電流波形の模式図においては、横軸は時間Ｔであ
り、縦軸は溶接電流値Ｉである。図１および図２を比較
すると、短絡周期ｔ、即ち、特定の短絡開始時からその
次の短絡開始時までの所要時間が、図２の上向き溶接の
方が長い点で異なっている。例えば、大径管の内面溶接
を行う場合のように、溶接姿勢が通常の下向き溶接から
上向き溶接に変化する場合には、溶接電流波形および溶
接現象は、図１の状態から図２の状態に移行する。つま
り、溶接電流波形および溶接現象は、共に、通常の短絡
移行状態から、短絡周期ｔの長い状態に移行する。これ
は、例えば、前記溶接ワイヤーＷの先端に生じた溶融部
分の移行形態の差異に基づく。つまり、図１の場合は下
向き溶接であるから、前記溶接ワイヤーＷ先端部で溶融
した金属Ｍは重力の影響で下方に落下する傾向にあるか
ら、前記溶接ワイヤーＷの先端部は前記母材Ｂに対して
積極的に近付こうとする。しかし、図２の場合は上向き
溶接であるから、前記溶接ワイヤーＷ先端部で溶融した
金属Ｍは、逆に、重力の影響で前記母材Ｂから遠ざかる
方向に流れようとする。通常のガスシールドアーク溶接
では、前記溶接ワイヤーＷが定速送給される溶接電源を
用いるから、上向き溶接の場合には、上記の理由で前記
溶接ワイヤーＷと前記母材Ｂとの短絡周期ｔが長くな
る。短絡周期ｔが長くなれば、それだけ前記溶接ワイヤ
ーＷ先端部の抵抗発熱が助長されて、前記溶接ワイヤー
Ｗの溶融量が増加する。この結果、実際に短絡した瞬間
に前記溶接ワイヤーＷの先端部から分離される溶融金属
量が多くなって、その分スパッタＳとして飛散する金属
量も増加することとなる。本発明のガスシールドアーク
溶接方法においては、上記の不都合を解消すべく、特に
短絡周期ｔが長期化した場合にパルス波形Ｐを有する溶
接電流Ｉを加え、前記溶接ワイヤーＷの先端部において
溶融金属量が増加する前に溶滴を強制移行させるもので
ある。
を用いた場合であって、パルス電流を発生させるもので
はない場合の溶接電流波形と、当該波形の各段階におけ
る溶接現象とを模式的に示す。図１は、一般的な下向き
溶接の場合であり、図２は、上向き溶接の場合である。
溶接電流波形の模式図においては、横軸は時間Ｔであ
り、縦軸は溶接電流値Ｉである。図１および図２を比較
すると、短絡周期ｔ、即ち、特定の短絡開始時からその
次の短絡開始時までの所要時間が、図２の上向き溶接の
方が長い点で異なっている。例えば、大径管の内面溶接
を行う場合のように、溶接姿勢が通常の下向き溶接から
上向き溶接に変化する場合には、溶接電流波形および溶
接現象は、図１の状態から図２の状態に移行する。つま
り、溶接電流波形および溶接現象は、共に、通常の短絡
移行状態から、短絡周期ｔの長い状態に移行する。これ
は、例えば、前記溶接ワイヤーＷの先端に生じた溶融部
分の移行形態の差異に基づく。つまり、図１の場合は下
向き溶接であるから、前記溶接ワイヤーＷ先端部で溶融
した金属Ｍは重力の影響で下方に落下する傾向にあるか
ら、前記溶接ワイヤーＷの先端部は前記母材Ｂに対して
積極的に近付こうとする。しかし、図２の場合は上向き
溶接であるから、前記溶接ワイヤーＷ先端部で溶融した
金属Ｍは、逆に、重力の影響で前記母材Ｂから遠ざかる
方向に流れようとする。通常のガスシールドアーク溶接
では、前記溶接ワイヤーＷが定速送給される溶接電源を
用いるから、上向き溶接の場合には、上記の理由で前記
溶接ワイヤーＷと前記母材Ｂとの短絡周期ｔが長くな
る。短絡周期ｔが長くなれば、それだけ前記溶接ワイヤ
ーＷ先端部の抵抗発熱が助長されて、前記溶接ワイヤー
Ｗの溶融量が増加する。この結果、実際に短絡した瞬間
に前記溶接ワイヤーＷの先端部から分離される溶融金属
量が多くなって、その分スパッタＳとして飛散する金属
量も増加することとなる。本発明のガスシールドアーク
溶接方法においては、上記の不都合を解消すべく、特に
短絡周期ｔが長期化した場合にパルス波形Ｐを有する溶
接電流Ｉを加え、前記溶接ワイヤーＷの先端部において
溶融金属量が増加する前に溶滴を強制移行させるもので
ある。
【００１１】本発明のガスシールドアーク溶接法では、
溶融した前記溶接ワイヤーＷを前記母材Ｂ側に移行させ
るのに、通常の短絡移行と、パルス電流を発生させるこ
とによるいわば強制移行とを適宜選択して実行する。例
えば、溶接姿勢が下向き溶接から横向き溶接あるいは上
向き溶接に変化した場合など、短絡周期ｔが長期化した
ことを認識して、通常の短絡移行溶接から強制移行溶接
に自動的に切換えることができる。
溶融した前記溶接ワイヤーＷを前記母材Ｂ側に移行させ
るのに、通常の短絡移行と、パルス電流を発生させるこ
とによるいわば強制移行とを適宜選択して実行する。例
えば、溶接姿勢が下向き溶接から横向き溶接あるいは上
向き溶接に変化した場合など、短絡周期ｔが長期化した
ことを認識して、通常の短絡移行溶接から強制移行溶接
に自動的に切換えることができる。
【００１２】その一例を図３に基づいて説明する。本発
明の溶接方法においては、短絡周期ｔが長期化した場合
に、通常の短絡電流波形Ｎをパルス波形Ｐに変更する制
御を行う。具体的には、図示は省略するが、溶接電源に
備えた溶接制御手段によって、最新の短絡と、当該最新
の短絡から所定回数遡った過去の短絡との間の夫々の短
絡について平均短絡周期を求める。そして、前記最新の
短絡から次回の短絡までの時間間隔が前記平均短絡周期
より長くなった場合には、前記次回の短絡時に、前記溶
接ワイヤーＷと前記母材Ｂとの間に強制的にパルス波形
Ｐを有する溶接電流Ｉを付加する。つまり、短絡のタイ
ミングは制御せず、短絡時の溶接電流Ｉの立ち上がりが
急になるように制御する。前記溶接制御手段が、短絡周
期ｔの長期化を認識する手法としては、例えば、最新の
短絡と、当該最新の短絡から五回分遡った過去の短絡と
の間の夫々の短絡について求めた平均短絡周期を用い
る。この場合の溶接状況の判断手法および制御手法を図
３を基に説明する。図３は、横軸に経過時間Ｔを、縦軸
に溶接電流Ｉの値を示している。ｔi （ｔ1 ，ｔ2 ，…
…… ）は、短絡周期ｔを示す。ここで、ｔ1 からｔ5
までは短絡周期が一定であり、ｔ6 で短絡周期が長期化
したものとする。つまり、溶接制御装置は、短絡周期ｔ
が
明の溶接方法においては、短絡周期ｔが長期化した場合
に、通常の短絡電流波形Ｎをパルス波形Ｐに変更する制
御を行う。具体的には、図示は省略するが、溶接電源に
備えた溶接制御手段によって、最新の短絡と、当該最新
の短絡から所定回数遡った過去の短絡との間の夫々の短
絡について平均短絡周期を求める。そして、前記最新の
短絡から次回の短絡までの時間間隔が前記平均短絡周期
より長くなった場合には、前記次回の短絡時に、前記溶
接ワイヤーＷと前記母材Ｂとの間に強制的にパルス波形
Ｐを有する溶接電流Ｉを付加する。つまり、短絡のタイ
ミングは制御せず、短絡時の溶接電流Ｉの立ち上がりが
急になるように制御する。前記溶接制御手段が、短絡周
期ｔの長期化を認識する手法としては、例えば、最新の
短絡と、当該最新の短絡から五回分遡った過去の短絡と
の間の夫々の短絡について求めた平均短絡周期を用い
る。この場合の溶接状況の判断手法および制御手法を図
３を基に説明する。図３は、横軸に経過時間Ｔを、縦軸
に溶接電流Ｉの値を示している。ｔi （ｔ1 ，ｔ2 ，…
…… ）は、短絡周期ｔを示す。ここで、ｔ1 からｔ5
までは短絡周期が一定であり、ｔ6 で短絡周期が長期化
したものとする。つまり、溶接制御装置は、短絡周期ｔ
が
【００１３】
【数１】
【００１４】なる状態に変化したことを演算により算出
・認識し、この結果に基づいてｔ6 が経過した後の溶接
電流Ｉの波形をパルス波形Ｐとして発生させる。さらに
次の短絡周期ｔ7 においても、
・認識し、この結果に基づいてｔ6 が経過した後の溶接
電流Ｉの波形をパルス波形Ｐとして発生させる。さらに
次の短絡周期ｔ7 においても、
【００１５】
【数２】
【００１６】なる関係が成立することを前記制御装置が
認識した場合には、ｔ7 が経過した後に同じくパルス波
形Ｐを印加する。ただし、次のｔ8 が、
認識した場合には、ｔ7 が経過した後に同じくパルス波
形Ｐを印加する。ただし、次のｔ8 が、
【００１７】
【数３】
【００１８】なる関係であると前記制御装置が認識した
場合には、パルス波形Ｐは印加されず、通常の短絡波形
Ｎを有する溶接電流Ｉが流れることとなる。尚、前記溶
接ワイヤーＷと前記母材Ｂとが短絡した瞬間を判断する
には、溶接電流値の上昇時点を直接検出してもよいし、
短絡したことにより前記溶接ワイヤーＷと前記母材Ｂと
の電位差が解消されることによる溶接電圧の低下時点を
検出してもよい。上記演算手法を採用することにより、
単に外乱によって短絡周期ｔが長期化している場合を除
外し、真に短絡周期ｔが長期化している場合のみを正確
に検出することができる。以上のごとく、短絡時の溶接
電流値の立上がり程度が大きいパルス電流を付加するこ
とにより、前記溶接ワイヤーＷと前記母材Ｂとが短絡し
た後、溶融している部分を電磁ピンチ力により早期に切
断して、溶滴が過大にならない前に強制的に前記母材Ｂ
へ移行させることができる。よって、溶滴移行が安定化
し、スパッタＳの発生が抑制され、また、溶滴が溶接ノ
ズル内部へ落下するのを阻止できるから、溶接ノズルの
清浄状態が長時間維持できて、シールドガスのシールド
効果が損なわれるのを防止できる。さらに、外気中の酸
素・水素等が溶接部に混入するのを有効に防止でき、ブ
ローホールなどの溶接欠陥の発生が抑制できる。尚、本
発明のごとく溶接電流Ｉの波形制御を行う場合には、通
常の下向き溶接のみを行っている場合でも、短絡周期ｔ
の長期化に対応してパルス電流を発生させるから、スパ
ッタＳの少ない溶接が可能となる。
場合には、パルス波形Ｐは印加されず、通常の短絡波形
Ｎを有する溶接電流Ｉが流れることとなる。尚、前記溶
接ワイヤーＷと前記母材Ｂとが短絡した瞬間を判断する
には、溶接電流値の上昇時点を直接検出してもよいし、
短絡したことにより前記溶接ワイヤーＷと前記母材Ｂと
の電位差が解消されることによる溶接電圧の低下時点を
検出してもよい。上記演算手法を採用することにより、
単に外乱によって短絡周期ｔが長期化している場合を除
外し、真に短絡周期ｔが長期化している場合のみを正確
に検出することができる。以上のごとく、短絡時の溶接
電流値の立上がり程度が大きいパルス電流を付加するこ
とにより、前記溶接ワイヤーＷと前記母材Ｂとが短絡し
た後、溶融している部分を電磁ピンチ力により早期に切
断して、溶滴が過大にならない前に強制的に前記母材Ｂ
へ移行させることができる。よって、溶滴移行が安定化
し、スパッタＳの発生が抑制され、また、溶滴が溶接ノ
ズル内部へ落下するのを阻止できるから、溶接ノズルの
清浄状態が長時間維持できて、シールドガスのシールド
効果が損なわれるのを防止できる。さらに、外気中の酸
素・水素等が溶接部に混入するのを有効に防止でき、ブ
ローホールなどの溶接欠陥の発生が抑制できる。尚、本
発明のごとく溶接電流Ｉの波形制御を行う場合には、通
常の下向き溶接のみを行っている場合でも、短絡周期ｔ
の長期化に対応してパルス電流を発生させるから、スパ
ッタＳの少ない溶接が可能となる。
【００１９】〔別実施形態〕上記のガスシールドアーク
溶接法においては、溶接電流Ｉの波形のみを制御する方
式を示したが、次の例のごとく、パルス電流を発生させ
るタイミングをも制御してスパッタＳの発生を低減する
ことも可能である。この場合の溶接状況の判断手法およ
び制御手法を図４を基に説明する。この例においても、
図３と同様に、ｔ1 からｔ5 までは短絡周期ｔが一定で
ある。そして、次の短絡周期ｔ61が長期化したものとす
る。この場合に、ｔ61がそれまでの平均短絡周期に基づ
いて予定される所定の周期ｔよりも長い場合には、制御
装置が定数αを用いて演算した所定のタイミングに、即
ち、前回の短絡から周期ｔ6 が経過した後にパルス電流
を印加するものである。具体的には、
溶接法においては、溶接電流Ｉの波形のみを制御する方
式を示したが、次の例のごとく、パルス電流を発生させ
るタイミングをも制御してスパッタＳの発生を低減する
ことも可能である。この場合の溶接状況の判断手法およ
び制御手法を図４を基に説明する。この例においても、
図３と同様に、ｔ1 からｔ5 までは短絡周期ｔが一定で
ある。そして、次の短絡周期ｔ61が長期化したものとす
る。この場合に、ｔ61がそれまでの平均短絡周期に基づ
いて予定される所定の周期ｔよりも長い場合には、制御
装置が定数αを用いて演算した所定のタイミングに、即
ち、前回の短絡から周期ｔ6 が経過した後にパルス電流
を印加するものである。具体的には、
【００２０】
【数４】
【００２１】なる関係が成立した場合、つまり、ｔ61の
短絡周期ｔが延びて、制御装置が演算した所定の周期ｔ
（図４中、α１で表示）よりも長くなった場合には、当
該溶接制御装置が、
短絡周期ｔが延びて、制御装置が演算した所定の周期ｔ
（図４中、α１で表示）よりも長くなった場合には、当
該溶接制御装置が、
【００２２】
【数５】
【００２３】であるような周期ｔ6 が経過した時点（図
４中、α２で表示）でパルス電流を印加するものであ
る。ただし、周期ｔ61が経過した後であって、演算によ
る周期ｔ6 が経過する時点よりも前に実際の短絡が生じ
た場合には、その実際の短絡の時点でパルス電流を印加
するものとする。続くｔ71の周期ｔが更に長期化した場
合も同様である。ただし、次のｔ81が、
４中、α２で表示）でパルス電流を印加するものであ
る。ただし、周期ｔ61が経過した後であって、演算によ
る周期ｔ6 が経過する時点よりも前に実際の短絡が生じ
た場合には、その実際の短絡の時点でパルス電流を印加
するものとする。続くｔ71の周期ｔが更に長期化した場
合も同様である。ただし、次のｔ81が、
【００２４】
【数６】
【００２５】なる関係であると前記制御装置が認識した
場合には、パルス波形Ｐは印加されず、ｔ81＝ｔ8 とし
て、周期ｔ8 なる時間が経過した後に通常の短絡波形Ｎ
を有する溶接電流Ｉが流れることとなる。尚、上記の定
数 α1 ，α2 は、１以上の値であって任意に設定する
ことができる。つまり、使用する溶接ワイヤーの直径な
どを変更した場合には、スパッタＳの発生が少なくなる
ように前記定数αを適宜変更するためである。以上のご
とく、本方法は、前記短絡周期ｔが長期化する場合に
は、その長期化する周期幅を、過去５回の平均短絡周期
に基づいて一定範囲内に留めようとするものである。こ
の方法により、スパッタＳの発生が増加することとなる
短絡周期ｔの極端な長期化を抑制することができ、円滑
な溶接作業を維持できると共に、溶接欠陥等の発生を最
小限に抑えることができる。
場合には、パルス波形Ｐは印加されず、ｔ81＝ｔ8 とし
て、周期ｔ8 なる時間が経過した後に通常の短絡波形Ｎ
を有する溶接電流Ｉが流れることとなる。尚、上記の定
数 α1 ，α2 は、１以上の値であって任意に設定する
ことができる。つまり、使用する溶接ワイヤーの直径な
どを変更した場合には、スパッタＳの発生が少なくなる
ように前記定数αを適宜変更するためである。以上のご
とく、本方法は、前記短絡周期ｔが長期化する場合に
は、その長期化する周期幅を、過去５回の平均短絡周期
に基づいて一定範囲内に留めようとするものである。こ
の方法により、スパッタＳの発生が増加することとなる
短絡周期ｔの極端な長期化を抑制することができ、円滑
な溶接作業を維持できると共に、溶接欠陥等の発生を最
小限に抑えることができる。
【図１】下向き溶接時の短絡電流波形と溶接現象とを示
す模式図
す模式図
【図２】上向き溶接時の短絡電流波形と溶接現象とを示
す模式図
す模式図
【図３】本発明に係る溶接電流の波形制御方法を示す説
明図
明図
【図４】別実施の形態に係る溶接電流の波形制御方法を
示す説明図
示す説明図
Ｗ 溶接ワイヤー Ｂ 母材 Ｍ 溶融金属 Ｐ パルス波形 Ｉ 溶接電流 ｔ 短絡の周期 α 定数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 充志 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 溶接ワイヤーから母材への溶融金属の移
行が、短絡移行により行われるガスシールドアーク溶接
法であって、 溶接電源に備えた溶接制御手段によって、最新の短絡
と、当該最新の短絡から所定回数遡った過去の短絡との
間の夫々の短絡について、連続する短絡どうしの平均短
絡周期を求め、 前記最新の短絡から次回の短絡までの周期が前記平均短
絡周期より長くなった場合には、前記次回の短絡時に、
前記溶接ワイヤーと前記母材との間に強制的にパルス波
形を有する溶接電流を付加するガスシールドアーク溶接
法。 - 【請求項２】 溶接ワイヤーから母材への溶融金属の移
行が、短絡移行により行われるガスシールドアーク溶接
法であって、 溶接電源に備えた溶接制御手段によって、最新の短絡
と、当該最新の短絡から所定回数遡った過去の短絡との
間の夫々の短絡について、連続する短絡どうしの平均短
絡周期を求め、 前記最新の短絡から次回の短絡までの周期が、前記溶接
制御手段が前記平均短絡周期に基づいて算出した所定の
周期よりも長い場合には、前記最新の短絡から前記算出
した所定の周期が経過したときに、前記溶接ワイヤーと
前記母材との間に強制的にパルス波形を有する溶接電流
を付加するガスシールドアーク溶接法。 - 【請求項３】 前記溶接制御手段が、最新の短絡と、当
該最新の短絡から五回分遡った過去の短絡との間の夫々
の短絡について前記平均短絡周期を求めるものである請
求項１または２の何れかに記載のガスシールドアーク溶
接法。 - 【請求項４】 前記算出した所定の周期は、前記平均短
絡周期に定数を乗じて求められる請求項２に記載のガス
シールドアーク溶接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7575796A JPH09267170A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | ガスシールドアーク溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7575796A JPH09267170A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | ガスシールドアーク溶接法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09267170A true JPH09267170A (ja) | 1997-10-14 |
Family
ID=13585437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7575796A Pending JPH09267170A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | ガスシールドアーク溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09267170A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111001908A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-14 | 唐山松下产业机器有限公司 | 一种熔化极脉冲焊接方法、焊接系统与焊机 |
| US11413697B2 (en) | 2018-11-02 | 2022-08-16 | Lincoln Global, Inc. | Wire management for a welding system |
| US11426813B2 (en) | 2018-10-15 | 2022-08-30 | Lincoln Global, Inc. | Welding or additive manufacturing dual wire drive system |
| US11440121B2 (en) | 2017-08-08 | 2022-09-13 | Lincoln Global, Inc. | Dual wire welding or additive manufacturing system and method |
| US11484960B2 (en) | 2017-08-08 | 2022-11-01 | Lincoln Global, Inc. | Dual wire welding or additive manufacturing contact tip and diffuser |
| US11498146B2 (en) | 2019-09-27 | 2022-11-15 | Lincoln Global, Inc. | Dual wire welding or additive manufacturing system and method |
| US11504788B2 (en) | 2017-08-08 | 2022-11-22 | Lincoln Global, Inc. | Dual wire welding or additive manufacturing system and method |
| US11504787B2 (en) | 2018-10-15 | 2022-11-22 | Lincoln Global, Inc. | Welding or additive manufacturing dual wire drive system |
| US11964346B2 (en) | 2017-08-08 | 2024-04-23 | Lincoln Global, Inc. | Dual wire welding or additive manufacturing system and method |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP7575796A patent/JPH09267170A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11440121B2 (en) | 2017-08-08 | 2022-09-13 | Lincoln Global, Inc. | Dual wire welding or additive manufacturing system and method |
| US11484960B2 (en) | 2017-08-08 | 2022-11-01 | Lincoln Global, Inc. | Dual wire welding or additive manufacturing contact tip and diffuser |
| US11504788B2 (en) | 2017-08-08 | 2022-11-22 | Lincoln Global, Inc. | Dual wire welding or additive manufacturing system and method |
| US11964346B2 (en) | 2017-08-08 | 2024-04-23 | Lincoln Global, Inc. | Dual wire welding or additive manufacturing system and method |
| US11426813B2 (en) | 2018-10-15 | 2022-08-30 | Lincoln Global, Inc. | Welding or additive manufacturing dual wire drive system |
| US11504787B2 (en) | 2018-10-15 | 2022-11-22 | Lincoln Global, Inc. | Welding or additive manufacturing dual wire drive system |
| US11413697B2 (en) | 2018-11-02 | 2022-08-16 | Lincoln Global, Inc. | Wire management for a welding system |
| US11498146B2 (en) | 2019-09-27 | 2022-11-15 | Lincoln Global, Inc. | Dual wire welding or additive manufacturing system and method |
| CN111001908A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-14 | 唐山松下产业机器有限公司 | 一种熔化极脉冲焊接方法、焊接系统与焊机 |
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