JPS6040677A - 短絡を伴なう溶接電源の出力制御方法 - Google Patents
短絡を伴なう溶接電源の出力制御方法Info
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- JPS6040677A JPS6040677A JP58147633A JP14763383A JPS6040677A JP S6040677 A JPS6040677 A JP S6040677A JP 58147633 A JP58147633 A JP 58147633A JP 14763383 A JP14763383 A JP 14763383A JP S6040677 A JPS6040677 A JP S6040677A
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- 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
- B23K9/06—Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は短絡とアーク発生とをくり返すアーク溶接に
おける溶接電源の出力制御方法に関する。
おける溶接電源の出力制御方法に関する。
従来技術
消耗電極を用いた溶接ワイヤを所定速度で母材に送給し
ながら、溶接ワイヤと母材との間で短絡とアーク発生と
を（り返すアーク溶接法において、溶接電源として、定
電圧直流電源を用いると、アーク再発生の瞬間に溶接電
流が最大となり、この時のエネルギーが溶接ワイヤ先端
の溶滴を吹きとばし、スパッタを発生させるという欠点
を有する。
ながら、溶接ワイヤと母材との間で短絡とアーク発生と
を（り返すアーク溶接法において、溶接電源として、定
電圧直流電源を用いると、アーク再発生の瞬間に溶接電
流が最大となり、この時のエネルギーが溶接ワイヤ先端
の溶滴を吹きとばし、スパッタを発生させるという欠点
を有する。
この種のスパッタの発生量が多い場合は、溶着効率の低
下や、溶接鋼板に飛散付着したスパックの除去作業を必
要とするなどの溶接作業の能率低下を招くとともに、ス
パッタが、溶接トーチシールドノズル内部に付着堆積し
、その結果シールドガスの流れを阻害し、溶着金属中に
大気中の窒素が混入して、溶接部の機械的性能の劣化を
引き起したり、或いはそれを防止しようとノズル内のス
パッタを除去するために度々溶接中断を余儀なくされる
などの問題がある。
下や、溶接鋼板に飛散付着したスパックの除去作業を必
要とするなどの溶接作業の能率低下を招くとともに、ス
パッタが、溶接トーチシールドノズル内部に付着堆積し
、その結果シールドガスの流れを阻害し、溶着金属中に
大気中の窒素が混入して、溶接部の機械的性能の劣化を
引き起したり、或いはそれを防止しようとノズル内のス
パッタを除去するために度々溶接中断を余儀なくされる
などの問題がある。
この欠点を除くために、本発明者によって、第１図に示
す電流制御方法が提案されている。
す電流制御方法が提案されている。
第１図の電流制御方法においては、溶滴が母材と短絡し
た直後より短絡が確実となるまで溶接電流をＩｓｓまで
低下して、大きな溶接電流エネルギ−を加えない遅延時
間Ｔｓｓを設定し、溶滴と母材い溶接電流ＩＳＰを流す
ようにしている。その後溶滴の移行がほぼ完了し、溶接
ワイヤと母材との間で再びアークが発生する際には、ア
ーク電圧の検出等によって、アークが発生するこ２との
前兆を検知し、アークが発生する瞬間には溶接電流を一
度低下してアークの反発エネルギーを小さくする。
た直後より短絡が確実となるまで溶接電流をＩｓｓまで
低下して、大きな溶接電流エネルギ−を加えない遅延時
間Ｔｓｓを設定し、溶滴と母材い溶接電流ＩＳＰを流す
ようにしている。その後溶滴の移行がほぼ完了し、溶接
ワイヤと母材との間で再びアークが発生する際には、ア
ーク電圧の検出等によって、アークが発生するこ２との
前兆を検知し、アークが発生する瞬間には溶接電流を一
度低下してアークの反発エネルギーを小さくする。
またアークが再発した後は溶接ワイヤ先端に溶滴を形成
させるため、高い溶接電流”ＡＰを流し、所定時間ＴＡ
Ｐたけこの高電流を保持した後に低電流ＩＡＢに低下さ
せる。これは溶滴が溶融池と接触し短絡しようとする際
には低電流である方が容易に短絡し溶滴がアークの反発
力で吹きとばされないようにするためである。
させるため、高い溶接電流”ＡＰを流し、所定時間ＴＡ
Ｐたけこの高電流を保持した後に低電流ＩＡＢに低下さ
せる。これは溶滴が溶融池と接触し短絡しようとする際
には低電流である方が容易に短絡し溶滴がアークの反発
力で吹きとばされないようにするためである。
上述の制■方法によれば、高電流値’ＡＰ（たとえは約
３００Ａ）と高電流保持時間ＴＡＰ（たとえば４ｍ５ｅ
ｃ）が一定である場合には、特定の溶接ワイヤ送給速度
（たとえば３．６７７２７＋Ｉ７＋）に対してはスノく
ツタの発生量の減少効果は大きく、従来の定電圧直流電
源を用いる場合の１０〜２０％の発生率に低減できるこ
とがわかった。しかしながら溶接ワイヤの送給速度が変
化するとスパッタの発生量の減少効果は小さくなること
が本発明者の実験によって見出された。
３００Ａ）と高電流保持時間ＴＡＰ（たとえば４ｍ５ｅ
ｃ）が一定である場合には、特定の溶接ワイヤ送給速度
（たとえば３．６７７２７＋Ｉ７＋）に対してはスノく
ツタの発生量の減少効果は大きく、従来の定電圧直流電
源を用いる場合の１０〜２０％の発生率に低減できるこ
とがわかった。しかしながら溶接ワイヤの送給速度が変
化するとスパッタの発生量の減少効果は小さくなること
が本発明者の実験によって見出された。
発明の目的
この発明は上述の欠点を除き、溶接ワイヤ送給速度に関
係なくスパックの発生を低減できる溶接電源の出力制御
方法を提供することを目的とするものである。
係なくスパックの発生を低減できる溶接電源の出力制御
方法を提供することを目的とするものである。
実施例
以下にこの発明の一実施例について説明する。
この実施例における溶接方法は、消耗電極である溶接ワ
イヤを所定速度で母材に対して送給して、溶接ワイヤと
母材との間で短絡とアークの発生とをくり返し溶接を行
なう。また溶接トーチからはシールドガスが放出され、
溶接部分をシールドガスで包囲しながら溶接が行なわれ
る。溶接時における溶接電源の出力電流の変化は第１図
に示したと同様のモードにて行なわれる。
イヤを所定速度で母材に対して送給して、溶接ワイヤと
母材との間で短絡とアークの発生とをくり返し溶接を行
なう。また溶接トーチからはシールドガスが放出され、
溶接部分をシールドガスで包囲しながら溶接が行なわれ
る。溶接時における溶接電源の出力電流の変化は第１図
に示したと同様のモードにて行なわれる。
第２図は第１図に示した溶接電流の制御方法において、
高電流ＩＡＰと高電流保持時間”ＡＰの種々の値を示し
たものである。第１図に示した溶接電流の制御方法にお
いて、アーク発生期間での溶接電流の高電流１１．、と
高電流保持時間ＴＡＰを変化することにより以下のよう
な結果を得た。
高電流ＩＡＰと高電流保持時間”ＡＰの種々の値を示し
たものである。第１図に示した溶接電流の制御方法にお
いて、アーク発生期間での溶接電流の高電流１１．、と
高電流保持時間ＴＡＰを変化することにより以下のよう
な結果を得た。
表１に種々の溶接ワイヤ送給速度（ＷＦＲ）において、
スパッタ発生、Ｉが少なく、安定して溶滴移行が行なわ
れるための高電流値”ＡＰと高電流保持時間ＴＡＰを溶
接実験によりめて示した。
スパッタ発生、Ｉが少なく、安定して溶滴移行が行なわ
れるための高電流値”ＡＰと高電流保持時間ＴＡＰを溶
接実験によりめて示した。
実験に用いた祠料は次の通りである。
溶接ワイヤ Ｊ Ｉ Ｓ ＹＣＷ−２（１，２Ｍｙｔｔ
ｄ ）母材 ５Ｍ４１Ｂ 平板によるビードオンプレー
ト溶接 シールドガス 伏酸ガス １００％ 流鍛 ２０１／馴 表１にみられるように、良好な溶接アークを生じるため
のＩＡＰとＴＡＰの条件値は、それぞれ単独に設定する
よりも、互いの値を考慮して設定した方が適正な条件と
なり易いことが判った。たとえば、高電流値’ＡＰが増
加した場合は高電流保持時間ＴＡＰを小さくするとよい
。この種の溶接において、溶滴の形成現象は溶接ワイヤ
の送給速度と溶接電流の実効値に応じた量、即ち（（電
流）×（時間））に関係すると考えられるので、高電流
値■ＡＰおよび／または高電流保持時間ＴＡＰと溶接ワ
イヤ送給速度（ＷＦＲ）との関係を調べるために、■Ａ
Ｐ２×ＴＡＰの値を各送給速度において計算すると同じ
溶接ワイヤ送給速度内では、はぼ同じ値をとることが判
った。そしてさらにｍ の値を計算すると、たとえば溶接ワイヤ送給速度が３．
６２７２／１ｈｉｎの場合について計算すると、表２に
示す結果を得た。なおＷの値は約 ５９．０である。
ｄ ）母材 ５Ｍ４１Ｂ 平板によるビードオンプレー
ト溶接 シールドガス 伏酸ガス １００％ 流鍛 ２０１／馴 表１にみられるように、良好な溶接アークを生じるため
のＩＡＰとＴＡＰの条件値は、それぞれ単独に設定する
よりも、互いの値を考慮して設定した方が適正な条件と
なり易いことが判った。たとえば、高電流値’ＡＰが増
加した場合は高電流保持時間ＴＡＰを小さくするとよい
。この種の溶接において、溶滴の形成現象は溶接ワイヤ
の送給速度と溶接電流の実効値に応じた量、即ち（（電
流）×（時間））に関係すると考えられるので、高電流
値■ＡＰおよび／または高電流保持時間ＴＡＰと溶接ワ
イヤ送給速度（ＷＦＲ）との関係を調べるために、■Ａ
Ｐ２×ＴＡＰの値を各送給速度において計算すると同じ
溶接ワイヤ送給速度内では、はぼ同じ値をとることが判
った。そしてさらにｍ の値を計算すると、たとえば溶接ワイヤ送給速度が３．
６２７２／１ｈｉｎの場合について計算すると、表２に
示す結果を得た。なおＷの値は約 ５９．０である。
表２
同様に他の溶接ワイヤ送給速度について！−の値を計算
し、溶接ワイヤ送給速 度（ＷＦＲ） との関係をプロットすると、第３図に示
す様な結果が得られた。
し、溶接ワイヤ送給速 度（ＷＦＲ） との関係をプロットすると、第３図に示
す様な結果が得られた。
すなわち、アーク発生時の高電流値■ＡＰとその高電流
保持時間ＴＡＰの値のうち、スパッタ発生量が少なく、
安定したアーク状態が得られる’ＡＰとされるように、
溶接ワイヤ送給速度（ＷＦＲ）の−すは定数）と近似す
ると、溶接ワイヤ送給速度ＷＦＲが定まると、適正な条
件のＩＡＰ”ＡＰを用いた ！の値が定まる。しかし同
時に ’ＡＰ ’ ＴＡＰの個々の値までは定まらないので、
以下に述べる条件に、したがってＩＡＰとＴＡＰとを定
める。
保持時間ＴＡＰの値のうち、スパッタ発生量が少なく、
安定したアーク状態が得られる’ＡＰとされるように、
溶接ワイヤ送給速度（ＷＦＲ）の−すは定数）と近似す
ると、溶接ワイヤ送給速度ＷＦＲが定まると、適正な条
件のＩＡＰ”ＡＰを用いた ！の値が定まる。しかし同
時に ’ＡＰ ’ ＴＡＰの個々の値までは定まらないので、
以下に述べる条件に、したがってＩＡＰとＴＡＰとを定
める。
表１に見られる様に溶接ワイヤ送給速度ＷＦＲのある範
囲内では”ＡＰまたはＴＡＰを一定にしても、スパッタ
発生量の少ない良好な条件内にあることが判る。即ち、
たとえばＩｐ、ｐ＝２１４ Ａであれば、溶接ワイヤ送
路速度が２０η２／Ｒｉｎから５．２７７２ ／１１１
１の範囲内では良好な条件として固定できる。
囲内では”ＡＰまたはＴＡＰを一定にしても、スパッタ
発生量の少ない良好な条件内にあることが判る。即ち、
たとえばＩｐ、ｐ＝２１４ Ａであれば、溶接ワイヤ送
路速度が２０η２／Ｒｉｎから５．２７７２ ／１１１
１の範囲内では良好な条件として固定できる。
とすることができる。この式より各溶接ワイヤ送給速度
ＷＦＲについてＴＡＰを計算し、表１で示されている実
験測定結果と照合すると”ＡＰの値を一定としていても
一致していることが表３から判る。
ＷＦＲについてＴＡＰを計算し、表１で示されている実
験測定結果と照合すると”ＡＰの値を一定としていても
一致していることが表３から判る。
また、第２図に示した高電流値ｌＡＰと高電流保持時間
ＴＡＰとの関係を見ると、以下の様な傾向があった。
ＴＡＰとの関係を見ると、以下の様な傾向があった。
ｆｉｌ ＩＡＰが低く’Ｉ”ＡＰが短い場合（領域０Δ
１（Ｆ）溶滴を形成するためのエネルギーが小さいので
、溶滴が小さく、溶接ワイヤの送給速度（ＷＦＲ）が速
い場合には、溶滴が短絡した際に未溶融の溶接ワイヤが
送り込まれ、いわゆる溶接ワイヤの突込み現象が起き、
溶接が不安定となる。
１（Ｆ）溶滴を形成するためのエネルギーが小さいので
、溶滴が小さく、溶接ワイヤの送給速度（ＷＦＲ）が速
い場合には、溶滴が短絡した際に未溶融の溶接ワイヤが
送り込まれ、いわゆる溶接ワイヤの突込み現象が起き、
溶接が不安定となる。
＋２） ＩＡＰが低く、ＴＡＰが長い場合（領域０ＢＰ
Ｊ）溶滴は成長するか、高電流保持時間”’ＡＰが長い
ために溶滴が溶融池に短絡移行する前にアークの反発力
によって吹き飛ばされ、大粒のスパッターとなって飛散
する。
Ｊ）溶滴は成長するか、高電流保持時間”’ＡＰが長い
ために溶滴が溶融池に短絡移行する前にアークの反発力
によって吹き飛ばされ、大粒のスパッターとなって飛散
する。
（３１１ＡＰが高く、ＴＡＰが短かい場合（領域０ＥＮ
Ｇ）高電流保持時間ＴＡＰが短かく、それに引き続く低
電流埴（’Ａｌ３）の時間が長いので、溶滴が成長して
も低電流時間中にアーク切れなどが起こる。
Ｇ）高電流保持時間ＴＡＰが短かく、それに引き続く低
電流埴（’Ａｌ３）の時間が長いので、溶滴が成長して
も低電流時間中にアーク切れなどが起こる。
ｆ４） ’ＡＰ カ１ｌｌＩｉｓ’ ＜、ＴＡｐカ長イ
場合（ｆＪ”ＪｅｏＤＭ’）溶滴が大きく成長し易いの
で、溶接ワイヤの送給速度（ＷＦＲ） が小さい場合に
は、アークのはい上り現象が起こって通電チップを焼損
したり、短絡移行前の溶滴が吹き飛ばされ易い。
場合（ｆＪ”ＪｅｏＤＭ’）溶滴が大きく成長し易いの
で、溶接ワイヤの送給速度（ＷＦＲ） が小さい場合に
は、アークのはい上り現象が起こって通電チップを焼損
したり、短絡移行前の溶滴が吹き飛ばされ易い。
以上の様に、高電流値ＩＡＰとその高電流保持時間ＴＡ
Ｐには、アークが安定し、スパッター発」ミ量が減少す
るための最適範囲のあることが判り、また、溶接ワイヤ
の送給速度（ＷＦＲ）によってその最適範囲が、変動す
ることも判かった。
Ｐには、アークが安定し、スパッター発」ミ量が減少す
るための最適範囲のあることが判り、また、溶接ワイヤ
の送給速度（ＷＦＲ）によってその最適範囲が、変動す
ることも判かった。
発明の効果
以上の説明からも判るように、この発明によれば、短絡
とアーク再生とを伴なう溶接において、溶接電源の出力
即ち、アーク再生時の高電流’ＡＰと高電流保持時間Ｔ
ＡＰを溶接ワイヤの送給速度ＷＦＲの関数ｆ（ＷＦＲ）
に応じて定めることにより、スパッタの発生を低減でき
る。
とアーク再生とを伴なう溶接において、溶接電源の出力
即ち、アーク再生時の高電流’ＡＰと高電流保持時間Ｔ
ＡＰを溶接ワイヤの送給速度ＷＦＲの関数ｆ（ＷＦＲ）
に応じて定めることにより、スパッタの発生を低減でき
る。
なお上記関数ｆ（ＷＦＲ）は
ｆ（ＷＦＲ）＝ＩＡＰｎ）？ＴＡＰｍ
と表わされ、ｎ＝１ ｍ＝、０．５とするとｆ （ＷＦ
Ｒ）は−次間数として近似できる。このｍ−ｎの直は随
意に設定できるものであり、溶接ワイヤの種類や直径に
応じて変化しても有効である。
Ｒ）は−次間数として近似できる。このｍ−ｎの直は随
意に設定できるものであり、溶接ワイヤの種類や直径に
応じて変化しても有効である。
第１図はこの発明が適用される溶接電流の制御方法の一
例を示す図、第２図は高電流値■ＡＰと高電流保持時間
ＴＡＰの関係を示すグラフ、第３図は溶接ワイヤ送給速
度とＩＡＰ２×ＴＡＰの関係を示すグラフである。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士青山 葆外２名 第１図 第２図 、謙６電２１Ｌイづ（ミオ轡Ｙ吟Ｆｌｆｌ ＴＡＩ）第
３図 ０１２３４５６７８
例を示す図、第２図は高電流値■ＡＰと高電流保持時間
ＴＡＰの関係を示すグラフ、第３図は溶接ワイヤ送給速
度とＩＡＰ２×ＴＡＰの関係を示すグラフである。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士青山 葆外２名 第１図 第２図 、謙６電２１Ｌイづ（ミオ轡Ｙ吟Ｆｌｆｌ ＴＡＩ）第
３図 ０１２３４５６７８
Claims (1)
- （１） 消耗電極を母材に対して所定の速度で送給する
とともに、消耗電極と母材との間で短絡とアーク発生と
をくり返す溶接において、アーク発生期間中の溶接電流
モードを、アーク発生直後より所定時間保持する高電流
域とそれに続く低電流域とで構成し、高電流域における
電流値および／または高電流作詩時間を消耗電極の送給
速度の関数によって定めることを特徴とする短絡を伴な
う溶接電源の出力制御方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58147633A JPS6040677A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 短絡を伴なう溶接電源の出力制御方法 |
| US06/596,686 US4546234A (en) | 1983-08-11 | 1984-04-04 | Output control of short circuit welding power source |
| KR1019840002176A KR890002517B1 (ko) | 1983-08-11 | 1984-04-24 | 단락회로 용접전원 출력제어 |
| EP84104601A EP0133448B1 (en) | 1983-08-11 | 1984-04-24 | Output control of short circuit welding power source |
| DE8484104601T DE3479303D1 (en) | 1983-08-11 | 1984-04-24 | Output control of short circuit welding power source |
| US06/896,104 USRE33330E (en) | 1983-08-11 | 1986-08-13 | Output control of short circuit welding power source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58147633A JPS6040677A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 短絡を伴なう溶接電源の出力制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6040677A true JPS6040677A (ja) | 1985-03-04 |
Family
ID=15434741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58147633A Pending JPS6040677A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 短絡を伴なう溶接電源の出力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6040677A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61253175A (ja) * | 1985-05-02 | 1986-11-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ア−ク溶接用電源 |
-
1983
- 1983-08-11 JP JP58147633A patent/JPS6040677A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61253175A (ja) * | 1985-05-02 | 1986-11-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ア−ク溶接用電源 |
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