JPS6178567A - Short-circuiting arc welding method and its device - Google Patents

Short-circuiting arc welding method and its device

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JPS6178567A
JPS6178567A JP19918384A JP19918384A JPS6178567A JP S6178567 A JPS6178567 A JP S6178567A JP 19918384 A JP19918384 A JP 19918384A JP 19918384 A JP19918384 A JP 19918384A JP S6178567 A JPS6178567 A JP S6178567A
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short
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Seishi Kajimura
梶村 征志
Takeshi Taisaku
多井作 猛
Yutaka Nakane
中根 豊
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OSAKA DENKI KK
Osaki Electric Co Ltd
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OSAKA DENKI KK
Osaki Electric Co Ltd
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/06Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
    • B23K9/067Starting the arc
    • B23K9/0671Starting the arc by means of brief contacts between the electrodes

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Abstract

PURPOSE:To perform continuously the short-circuiting arc welding having a good efficiency by generating an arc forcibly with increasing rapidly an output current in case of no arc being caused even if the output current is controlled in the specified waveform in the short-circuiting section time. CONSTITUTION:An arc welding is performed with generating an arc 3 forcibly by feeding a consumable electrode 1 at constant speed. When a short-circuit is appeared from the arc 3 with the distance between the consumable electrode 1 and base material 2 being reduced gradually, a voltage detector 5 cuts off a voltage controlling circuit 6 with driving a switching circuit 11 and feeds to a load the output current Iz (Iz=Ia+Is+It) of an extraordinary waveform. In this case Ia is for the arc current immediately before short-circuiting, Is for the rising part set in advance, It for the changing part increasing linearly approximately according to the time lapse. When the arc 3 is not generated even with passing said output current Ia for the prescribed time t0, said output current Iz is increased (Ib) rapidly. The arc 3 can be thus generated forcibly.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、短絡移行アーク溶接の改良に係り、特に短絡
区間時に出力電流を所定の波形に′M御することにより
i8滴移行を短時間で確実に1「ってI−りを一層安定
的に発生させて効率の良い短絡移行アークを連続して行
えるようにした方法及びその装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an improvement in short-circuit transfer arc welding, and in particular, to ensure i8 droplet transfer in a short time by controlling the output current to a predetermined waveform during the short-circuit section. The present invention relates to a method and an apparatus for making it possible to more stably generate an I-reverse and to continuously perform efficient short-circuit transfer arcs.

従来の技術 短絡移行アーク溶接方法は、消耗tpiを定速度で送給
しながら、消耗電極の母材への短絡と、引き離しを交互
に行ってアークを発生させて溶接を行うものである。
The conventional short-circuit transfer arc welding method is to perform welding by generating an arc by alternately shorting and separating the consumable electrode from the base material while feeding the consumable TPI at a constant rate.

これを行うにあたっての問題点は、スバンクの発生を抑
止すること(短絡の発生時とアークの発生時において特
に著しい)、及び溶接中アークを常に安定して発生させ
ることが強く望まれる。
The problem in doing this is that it is strongly desired to suppress the occurrence of sbanking (which is particularly noticeable when a short circuit occurs and when an arc occurs), and to always generate an arc stably during welding.

そこで、従来はこのような要請に応えるために直流リア
クトルの遅延特性を利用して短絡を流を制御しているが
、このような方法では、溶接条件が変わる度に必要な時
定数を有するリアクトルを選定することが堕点であるう
えに、電流の変化時に要求される時定数も非常に大きい
ものになるという欠点があり、このため必要なインダク
タンスは故100μHにも達して、設計、製作が困難と
なって製造コストも高価になるという問題があった。
Conventionally, in order to meet these demands, the delay characteristics of a DC reactor have been used to control the flow of short circuits. Not only is it a drawback to select a current, but also a very large time constant is required when the current changes.As a result, the required inductance reaches 100 μH, making it difficult to design and manufacture. There was a problem in that it was difficult and the manufacturing cost was high.

また、短絡時の電流は数100Aと大きな値となるため
に大きいインダクタンスを要し、非常に大形のりアクド
ルが必要となる。このため、従来では鉄心を用いて大き
いインダクタンスを得ているが、このような場合には鉄
心の飽和の問題も無視できず、種々の問題があった。
Furthermore, since the current during a short circuit is as large as several hundred amperes, a large inductance is required, and a very large glue handle is required. For this reason, in the past, a large inductance was obtained using an iron core, but in such cases, the problem of saturation of the iron core could not be ignored and various problems occurred.

そこで、近年に至っては直流リアクトルの有する蒸上の
問題点を解決すべく、出力フィードパ。
Therefore, in recent years, output feeders have been developed to solve the steaming problems of DC reactors.

り回路中に位相遅れ要素を挿入して、負荷の変化に対し
て出力変化に位相遅れをもたせて実質上、直流リアクト
ルの効果を発生させるようにしたものが種々提富されて
いる。
Various types of circuits have been proposed in which a phase delay element is inserted into the circuit to cause a phase delay in the output change in response to a change in the load, thereby essentially producing the effect of a DC reactor.

例えば、特開昭58−112659号に提案されたもの
は、その改良された代表例である。
For example, the one proposed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 112659/1983 is a representative example of the improved method.

すなわち、このものは、直流を源の出力悔(御にスイッ
チング素子によるスイッチング制御方式を使用し、かつ
出力側′m回路を負部の変動に対して位相遅れをもたせ
る回路を備え、この位相遅れ量を出力の増加時と減少時
とでそれぞれ(すいγしζ調1.′可能な回路構成とし
たことを特徴とするもので、従来のように大形の直流リ
アクトルを用いることなく、常に溶接に最適な出力上昇
速度と下降速度とを容易に得ることができる利点があり
、溶接の安定性が飛躍的に向上し、かつビード形状の制
御が可能に行えるというものである。
In other words, this device uses a switching control method using a switching element to control the output of a DC source, and is equipped with a circuit that causes the output circuit to have a phase delay in response to fluctuations in the negative part. It is characterized by a circuit configuration that allows the amount of output to be adjusted to 1.' when the output increases and when the output decreases. This method has the advantage of being able to easily obtain the optimal output rise and fall speeds for welding, dramatically improving welding stability, and making it possible to control the bead shape.

発明が解決しようとする問題点 本発明は、位相遅れ要素を用いたアーク溶接方法を更に
改良したもので5従来の方法よりも効率が良(、しかも
アークの安定性が良好で、かつ(g鯨性の高い短絡移行
アーク溶接方法を提供することを解決すべき問題点とし
たものであり、特に従来の方法においては19.38さ
れることのなかった短絡時の出力itを特定の波形に1
i ′41iすることによって上記した問題点を解決す
るものである。
Problems to be Solved by the Invention The present invention is a further improvement of the arc welding method using a phase delay element. The problem to be solved is to provide a short-circuit transitional arc welding method with high resistance to short circuits, and in particular, it is possible to change the output it at the time of a short circuit to a specific waveform, which has not been done in conventional methods. 1
i'41i, the above-mentioned problems are solved.

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するために、本発明者ろは短絡移行
アーク溶接法を実施するにあたって種々の検討を重ねた
結果、短絡時の出力電流の波形を特許請求の範囲に記載
したように設定することにより、溶滴移行を極めて短時
間に確実に行うと同時に、アーク発生時の電流値を抑制
して溶滴移行のための発熱を助長してアークを安定的に
連続して発生させて効率の良いアーク溶接が行えること
を知得し、本発明に到達したものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present inventor has conducted various studies in implementing the short-circuit transitional arc welding method, and has patented the waveform of the output current during a short-circuit. By setting as described in the range, droplet transfer can be performed reliably in an extremely short time, and at the same time, the current value at the time of arc generation can be suppressed to promote heat generation for droplet transfer and stabilize the arc. The present invention was developed based on the knowledge that efficient arc welding can be performed by continuously generating arc welding.

すなわち、本発明方法によって提供される方法は、消耗
電極を定速度で送給しながら、短絡とアークの発生を交
互に行う短絡移行アーク溶接方法において、アーク発生
時には閉ループによる定電圧制御を行い、かつ短絡時に
は閉ループによる電流制御に切り換えて、その短絡区間
時において負荷に供給される出力電tjtItの波形を
、正常時にはI、mIa+Is+It  (ここに、I
aは短絡直前におけるアーク電流、Isは予め設定され
た立上がり分、I(は時間経過に連れて略直線状に増大
する変化分である〕に制御するとともに、上記短絡区間
時に負荷に出力電流が所定時間通電された後も、次に発
生すべきアークが生じない時には、上記出力tiを急速
に増大させてアークの発生を強制的に行うことを一8′
旨としくいろ。
That is, the method provided by the method of the present invention is a short-circuit transfer arc welding method in which short-circuiting and arc generation are alternately performed while feeding a consumable electrode at a constant speed, and when an arc is generated, constant voltage control is performed in a closed loop, In addition, in the event of a short circuit, the current control is switched to closed loop current control, and the waveform of the output voltage tjtIt supplied to the load during the short circuit section is changed to I, mIa + Is + It (here, I
a is the arc current immediately before the short circuit, Is is the preset rise, and I (is the change that increases approximately linearly over time), and the output current to the load is controlled during the short circuit section. If the next arc to be generated does not occur even after the current has been energized for a predetermined period of time, the output ti is rapidly increased to force the generation of an arc.
Let's be honest.

また、本発明方法を実施するために提供される装置は、
スイッチング制御回路を駆動して負荷に供給される出力
電圧、電流を閉ループII jMするようにした定電圧
制御n回路と電圧制御回路とを組合わせて構成されたア
ーク溶接装置であって、特に上記定電圧制御回路は、ア
ーク発生時の負荷電圧を検出する電圧検出器からのアー
ク検出信号を受けて駆動され、該電圧検出器からの出力
信号を受けて上記スイッチング制御回路に予め設定され
た制御値に応じたドライブ信号を出力する電圧制御回路
を備えて成り、かつ上記を流制御回路は、上記電圧検出
器からの短絡検出信号を受けて駆動され、負荷を流を検
出する電流検出器からの出力信号を受けて上記スインチ
ングfI11御回路に予め設定された制御値に応じたド
ライブ信号を出力する電流制御回路を備えて成り、この
Ti電流制御回路1l−Ia+Is+It (ここに、
Iaは短絡直前におけるアークを流、Isは予め設定さ
れた立上がり分、I【は時間経過に連れて略直線状に増
大4“る変化分である〕で定められた所定の波形を育し
た出力電流をその短絡区間時に負荷に供給するとともに
、上記短絡区間時に負荷に出力電流が所定時間通電され
た後も、次に発生すべきアークが生じない時には、上記
出力電流を急速に増大させてアークの発生を強制的に行
うように構成されていることを要旨としているものであ
る。
Furthermore, the apparatus provided for carrying out the method of the present invention includes:
An arc welding device configured by combining a constant voltage control circuit and a voltage control circuit, which drive a switching control circuit to make the output voltage and current supplied to the load into a closed loop II jM, and in particular, the above The constant voltage control circuit is driven by receiving an arc detection signal from a voltage detector that detects the load voltage when an arc occurs, and receives an output signal from the voltage detector to perform control set in advance in the switching control circuit. The current control circuit is driven by receiving a short circuit detection signal from the voltage detector, and the current control circuit outputs a drive signal according to the current value. The Ti current control circuit 1l-Ia+Is+It (herein,
Ia is the arc flowing just before the short circuit, Is is the preset rising edge, and I is the output that has developed a predetermined waveform determined by [I is the change that increases approximately linearly over time]. Current is supplied to the load during the short-circuit period, and if the next arc that should occur does not occur even after the output current has been applied to the load for a predetermined period during the short-circuit period, the output current is rapidly increased to prevent an arc. The gist of this is that the system is configured to force the occurrence of .

発明の作用及び効果 本発明方法によれば、アーク発生時には定電圧11II
御を実施し、短絡発生時には電流制御に自動的に切り換
えられて、短絡移行によるアーク溶接が連続して行われ
る。そして、短絡区間時には負荷に供給される出力電流
I8が正常時には、Iよ−Ia+ls+It  (ここ
に、Iaは短絡直前におシするアークt′dL、ISは
予め設定された立上がり分、1tは時間経過に連れて略
直線状に増大する変化分である〕で設定される特定の波
形に制御!lされ、このため電圧検出器により短絡が検
出された時には、短絡直前のアーク電流Iaを基準とし
た値に予めプリセットされた所定の立上り分11を加算
した電流か1’L triに供給されるごとにムリ、さ
らに短絡が進行するに連れてこの電流には時間経過に連
れて略直線状に増大する変化分1(が補足される。この
結果、負荷は接触!氏抗の大きい時間に大きな短絡電流
で急速に加熱されて素早く溶滴となり、しかもこの溶滴
の加熱温度の上昇とともに負荷の接触抵抗が増大すると
、この短絡電流には11分、つまり時間経過に連れて増
大する変化分が加わって補足されることになるので、消
耗電極は極めて短い時間に小さい溶滴となって確実に分
断されると同時にアーク発生時の電流値を抑制し、溶a
移行のための発熱を助長するので、きめの細かいビード
が得られ、効率の良い連続した溶接作業が可能となる。
Functions and Effects of the Invention According to the method of the present invention, when an arc occurs, a constant voltage of 11II
When a short circuit occurs, it automatically switches to current control, and arc welding is performed continuously due to short circuit transition. When the output current I8 supplied to the load during the short-circuit section is normal, I - Ia + ls + It (where Ia is the arc t'dL that occurs just before the short-circuit, IS is the preset rising edge, and 1t is the time. This is a change that increases approximately linearly over time. Therefore, when a short circuit is detected by the voltage detector, the arc current Ia immediately before the short circuit is used as a reference. As the short circuit progresses, this current becomes approximately linear over time as the short circuit progresses. The increasing change (1) is captured. As a result, the load is rapidly heated by a large short-circuit current during the contact! As the contact resistance increases, this short-circuit current is supplemented by 11 minutes, or a change that increases over time, so the consumable electrode becomes a small droplet in an extremely short period of time, ensuring that At the same time as cutting, the current value at the time of arc generation is suppressed, and the melt a
Since it promotes heat generation for migration, a fine-grained bead can be obtained and efficient continuous welding work can be performed.

また、短絡区間時における負荷に供給される出力電流が
アークスタート時のように5負荷に所定時間通電されて
も次に発生すべきアークか発生しないような状態となる
異常時には、予め設定さ机た電流設定器により定められ
た大レベルの電流が重畳されて負荷に供給されることに
なるので、ア−りを強制的に発生させて溶接作業を連続
して実施できる。
In addition, in the event of an abnormality in which the output current supplied to the load during a short circuit section is in a state where the next arc that should occur does not occur even if 5 loads are energized for a predetermined time, such as at the time of arc start, a preset function can be used. Since the large level current determined by the current setting device is superimposed and supplied to the load, arcing can be forcibly generated and welding work can be performed continuously.

これらの結果、アーク発生時の正常時には出力を流It
が、It−Ia+ls+It  [ここに、Iaは短絡
直前におけるアーク電流、Isは予め設定された立上が
り分、+1は時間経過に連れて略直線状に増大する変化
分である]で規定される波形に制御され、また上記制御
時に負荷に所定時間出力電流が通電供給されても、次に
発生すべきアークが発生しないような異常時には、負荷
に供給している出力電流を急速に増大させてアークの発
生を強制的に行うことによって、常に信韻性の高い短絡
移行アーク溶接が連続して可能となる。
As a result, when an arc occurs, the output does not flow during normal operation.
However, the waveform is defined by It-Ia+ls+It [where Ia is the arc current immediately before the short circuit, Is is the preset rising edge, and +1 is the change that increases approximately linearly over time]. In addition, in the event of an abnormality in which the next arc that should occur does not occur even if the output current is supplied to the load for a predetermined time during the above control, the output current supplied to the load is rapidly increased to prevent the arc from occurring. By forcing the generation, continuous short-circuit transfer arc welding with high reliability is always possible.

更に、電流制御制御回路に短絡電流上限設定回路を設け
た場合には、負荷に供給される出力電流が常に監視され
ているので、短絡時に無限に増大することが未然に防止
でき、スパツクの発生の抑制されたアーク溶接が連続し
て実施できる利点もある。
Furthermore, if a short-circuit current upper limit setting circuit is provided in the current control circuit, the output current supplied to the load is constantly monitored, so it is possible to prevent the output current from increasing indefinitely in the event of a short circuit, thereby reducing the occurrence of sparks. Another advantage is that arc welding can be performed continuously with suppressed arc welding.

発明の実施例 以下に、添付図を4″、!!! L−rつ本発明方法4
・その装置の構成とともに詳細に説明する。
Embodiments of the Invention Below, the attached drawings are shown below.
・Details will be explained along with the configuration of the device.

第1図に、本発明装置の構成をブロック線図をもって示
す。
FIG. 1 shows the configuration of the apparatus of the present invention using a block diagram.

本発明装置は、図に見るように、スイッチング制御回路
IOを駆動して負荷に供給される出力電圧、電流を閉ル
ープ制御するようにした定電圧制御回路と、電流制御回
路とを組合わせて構成されており、アーク発生時には定
電圧制御が行われ、かつ短絡時には電流制御が行われる
ようになっている。
As shown in the figure, the device of the present invention is configured by combining a constant voltage control circuit that drives a switching control circuit IO to perform closed loop control of the output voltage and current supplied to the load, and a current control circuit. Constant voltage control is performed when an arc occurs, and current control is performed when a short circuit occurs.

図において、lは不図示の制御系によって所定速度で送
給される消耗電極(溶接ワイヤ)、2は被溶接部材であ
る母材、3ばアーク発生時に生しる溶接アークを示し、
4は電流検出器、5は電圧検出器、6は定電圧ルI御モ
ード時に駆動される電圧tIII′m回路、7は電流制
御モード時に駆動される電流制御回路、8は平滑回路、
9は整流回路、IOは負荷に対して必要な電圧、を流を
供給するために設けたスイッチング制in回路、11は
電圧検;12=5からのアーク検出信号、短絡検出信号
により定電圧制御と電流制御を交互に切り換えるスイッ
チング手段である。
In the figure, l indicates a consumable electrode (welding wire) that is fed at a predetermined speed by a control system (not shown), 2 indicates a base material which is a member to be welded, and 3 indicates a welding arc generated when an arc is generated.
4 is a current detector, 5 is a voltage detector, 6 is a voltage tIII'm circuit driven in constant voltage control mode, 7 is a current control circuit driven in current control mode, 8 is a smoothing circuit,
9 is a rectifier circuit, IO is a switching control in circuit provided to supply the necessary voltage to the load, 11 is a voltage detection; 12 = constant voltage control by arc detection signal and short circuit detection signal from 5 This is a switching means that alternately switches between current control and current control.

ここに、電圧制御回路6は電圧検出器5がアークの発生
を検知した時に駆動され、発生したアーク3を安定的に
維持して消耗電極1を加熱溶融させるためにスイッチン
グ制御回路lOを閉ループ制御して、アーク発生区間時
(72〜Tl)には第3図(a)で示されるような一定
の出力電圧Vを負荷に安定的に供給する。
Here, the voltage control circuit 6 is driven when the voltage detector 5 detects the occurrence of an arc, and controls the switching control circuit 1O in a closed loop in order to maintain the generated arc 3 stably and heat and melt the consumable electrode 1. Then, during the arc generation period (72 to Tl), a constant output voltage V as shown in FIG. 3(a) is stably supplied to the load.

また、電流制御回路7は、電圧検出器5が短絡を検知し
た時に駆動され、正常時には負荷に対して、第3図(b
)に示したような出力電流Iχを供給するが、出力電流
が負荷に所定時間【。継続して供給されても、次に発生
すべきアークが生じない時には、第3図(C)において
l、で示したように負荷に供給する電流を急速に増大さ
せてアークを強制的に発生するように構成されている。
In addition, the current control circuit 7 is driven when the voltage detector 5 detects a short circuit, and when it is normal, the current control circuit 7 is operated to control the load as shown in Fig. 3 (b).
), but the output current is supplied to the load for a predetermined time [. Even if the current is supplied continuously, if the next arc that should occur does not occur, the current supplied to the load is rapidly increased to force an arc to occur, as shown by l in Figure 3 (C). is configured to do so.

つまり、短絡区間時(Tl〜T2)に負荷に供給される
電流は正常時には、lt、つまり第3図(b)に/1ミ
した。l、うにl :r ’ l−、−l +と一1ζ
:ノ、。
In other words, the current supplied to the load during the short-circuit section (Tl to T2) is normally lt, that is, /1 mi in FIG. 3(b). l, sea urchin l: r' l-, -l + and one 1ζ
:of,.

わされ、発生すべきアークの発生しない異常時には+2
、つまり第3図(C)に示したような波形を呈する。
+2 in case of an abnormality in which the arc that should occur does not occur.
In other words, it exhibits a waveform as shown in FIG. 3(C).

第2図は、第1図のブロック線図を更に詳細にした構成
図であり、スイッチング制御回路10はパワートランジ
スタなどによって具体化された出力調整素子lotをド
ライバ+02で駆動する構成となし、このドライバ10
2はパルス幅制御回路103によりドライブパルスのパ
ルス幅が調節可能になっている。
FIG. 2 is a more detailed block diagram of the block diagram in FIG. driver 10
2, the pulse width of the drive pulse can be adjusted by a pulse width control circuit 103.

また、スイッチング手段11としては、パルス幅制御回
路103の後段に設けたスイッチング回路11が採用さ
れており、このスイッチング回路11は、上記した電圧
検出、?S5からアーク検出信号を受けると制御モード
を定電圧制御に選択し、更に短絡検出信号を受けると制
御モードを定電圧制御から電流制御に切り換える。
Further, as the switching means 11, a switching circuit 11 provided after the pulse width control circuit 103 is adopted, and this switching circuit 11 is used for the above-mentioned voltage detection, ? When receiving the arc detection signal from S5, the control mode is selected as constant voltage control, and when receiving the short circuit detection signal, the control mode is switched from constant voltage control to current control.

このスイッチング回路11の後段には、電圧制御回路6
と、を流制御回路7とが接続されており、電圧制御口B
6は、実施例では誤差増幅器61、電圧設定器62を含
んで構成されており、誤差増幅器61では、電圧検出器
5からの出力信号と電圧設定器62からの出力信号が比
較されて、両者の誤差出力がスイッチング回路IIを介
してパルス幅制御回路103に送られている。
A voltage control circuit 6 is provided after the switching circuit 11.
and the voltage control circuit 7 are connected, and the voltage control port B
6 is configured to include an error amplifier 61 and a voltage setting device 62 in the embodiment, and the error amplifier 61 compares the output signal from the voltage detector 5 and the output signal from the voltage setting device 62. The error output is sent to the pulse width control circuit 103 via the switching circuit II.

ここに、電圧設定器62は定電圧制御モード時における
MaI値を規定するもので、定電圧M御モードの実行時
には、出力111!I素子101に制御値に応じた信号
が送られて負荷に一定電圧を供給するフィードバック制
御がなされる。
Here, the voltage setter 62 defines the MaI value in the constant voltage control mode, and when the constant voltage M control mode is executed, the output 111! A signal corresponding to the control value is sent to the I element 101, and feedback control is performed to supply a constant voltage to the load.

一方、電流制御回路7は、実施例では、スイ。On the other hand, in the embodiment, the current control circuit 7 is configured as follows.

チング回路70と誤差増幅器71.電流設定器72及び
コンパレータ73.更に加X回路74.I/■コンバー
タ75、時間設定器76、積分回路77、サンプルホー
ルド回路78.立上り置設定器79とを組合わせて構成
されており、スイッチング回路70は、コンパレータ7
3の反転出力信号により、加算回路74と電流設定器7
2との選択切り換えを可能にしており、コンパレータ7
3から反転出力(3号か出力されると、加T;11ul
 n 74からt波設定器72に切り換え接続される。
Ching circuit 70 and error amplifier 71. Current setter 72 and comparator 73. Furthermore, an additional X circuit 74. I/■ converter 75, time setter 76, integration circuit 77, sample hold circuit 78. The switching circuit 70 is configured by combining a rise position setting device 79, and a comparator 7.
The adder circuit 74 and the current setter 7
2 and comparator 7.
Inverted output from 3 (when No. 3 is output, add T; 11ul
n 74 is switched and connected to the T-wave setting device 72 .

ここに、誤差増幅器71はスイッチング回路70を介し
て出力される加算回路74からの出力を基準として、I
/Vコンバーク75からの出力との比較をなし、両者の
出力誤差を増幅しており、その誤差出力がスイッチング
回路11を介してパルス幅1748回Ia IO3ci
Mうhテ、mN2J <b>に示した短絡区間(Tl−
T2)時の1を流制御がなされる。つまり、短絡区間時
の正常時には、加算回路74からの加電出力により規定
され、第3図(b)に示した特異な波形を有した出力筒
′fL1工が負荷に供給される。
Here, the error amplifier 71 uses the output from the adder circuit 74, which is output via the switching circuit 70, as a reference, and the
/V is compared with the output from the converter 75, and the output error between the two is amplified, and the error output is passed through the switching circuit 11 to a pulse width of 1748 times Ia IO3ci
Muhte, mN2J Short circuit section (Tl-
T2) Flow control is performed at 1 of the time. That is, in the normal state during the short-circuit section, the output tube 'fL1', which is defined by the applied output from the adder circuit 74 and has the unique waveform shown in FIG. 3(b), is supplied to the load.

ところが、一方コンパレータ73が積分回路77の出力
と時間設定器76の出力を比較し、時間設定器76の出
力が積分回路77の出力を越えた時に反転出力信号を出
してスイッチング回路70を作動し、加算回路74から
の出力を遮断し、電流設定器72からの出力を誤差増幅
器71に出力する。つまり、このコンパレータ73では
、積分回路77の出ノjを時間設定2S76の出力を基
準にして比較動作をすることにより短絡時に負荷に供給
される出力を流の通1it時間を判断しており、積分回
路77の出力が時間設定器76の出力を越えると所定の
通電時間t0が経過したものと判断されてスインチング
回1S70に反転出力信号を送って電流設定器72によ
って規定される大レベルの電流を負荷に供給することに
なる。
However, on the other hand, the comparator 73 compares the output of the integrating circuit 77 and the output of the time setting device 76, and when the output of the time setting device 76 exceeds the output of the integrating circuit 77, it outputs an inverted output signal and activates the switching circuit 70. , the output from the adder circuit 74 is cut off, and the output from the current setter 72 is output to the error amplifier 71. In other words, this comparator 73 determines the 1 it time of flow of the output supplied to the load in the event of a short circuit by comparing the output j of the integrating circuit 77 with the output of the time setting 2S76 as a reference. When the output of the integrating circuit 77 exceeds the output of the time setting device 76, it is determined that the predetermined energization time t0 has elapsed, and an inverted output signal is sent to the switching circuit 1S70 to increase the current to the high level specified by the current setting device 72. will be supplied to the load.

第3図(C)は、この場合に負荷に供給される電流It
の波形を示しており、始めは11で立上り、【0時間こ
のようなレヘルの電流が負荷に継続して供給された後は
、その電流しヘルがl、で示したように急速に増大して
いることが分かる。
FIG. 3(C) shows the current It supplied to the load in this case.
The waveform initially rises at 11, and after a current of this level is continuously supplied to the load for 0 hours, the current rises rapidly as shown by l. I can see that

一方、サンプルホールド回路78は、I/Vコンバータ
75を介して送られて来る出力電流Iaに対応じた電圧
信号をサンプリングし、上記した電圧検出器5から短絡
検出信号を受けるたびに、そのサンプリングした信号を
ホールドして出力するものであり、また立上り量設定r
G79は、出力電流の立上り分1sを任πに規定するた
めに溶接条件に応して定めたレヘルの、L圧(41号を
出力し、積分回路77は出力電流がIs分だけ立上がっ
た後に、補足される変化分1【の勾配値tanδを規定
する。
On the other hand, the sample and hold circuit 78 samples the voltage signal corresponding to the output current Ia sent via the I/V converter 75, and samples the voltage signal every time it receives the short circuit detection signal from the voltage detector 5 described above. The signal held is held and outputted, and the rise amount setting r
G79 outputs the L pressure (No. 41) of the level determined according to the welding conditions in order to specify the rise of the output current 1 s as an arbitrary π, and the integrating circuit 77 outputs the L voltage (No. 41) when the output current rises by Is. Later, the gradient value tan δ of the captured variation 1 is defined.

したがって、この実施例では、電流制御モードの正常時
には誤差増幅器71には、l/Vコンバータ75の出力
信号と、加算回路74の出力、つまりサンプルホールド
回路78、立上りi設定器79、積分回路77の加算さ
れた信号とl/Vコンバータ75からの出力信号が人力
され、これらの誤差信号がスイッチング回路11に供給
されて、短絡区間時の出力を流は第3図(b)に示した
ような波形に制御されている。
Therefore, in this embodiment, when the current control mode is normal, the error amplifier 71 receives the output signal of the l/V converter 75 and the output of the adder circuit 74, that is, the sample and hold circuit 78, the rise i setting device 79, and the integration circuit 77. The added signal and the output signal from the l/V converter 75 are input manually, and these error signals are supplied to the switching circuit 11, and the output during the short circuit period is changed as shown in FIG. 3(b). controlled by a waveform.

ところが、このような電流■制御モード時に8いては、
コンパレータ73は、積分回路77の出力信号と時間設
定器76の出力信号を比較動作しており、制御の異常を
検出している。
However, if the current is 8 in the control mode,
The comparator 73 compares the output signal of the integration circuit 77 and the output signal of the time setter 76, and detects an abnormality in the control.

つまり、負荷に出力を流が所定時間供給されても、次に
発生すべき7−りが生しない時にはコンパレータ73か
らスイッチング回路70には反転出力信号が送られて加
算回路74の出力を遮断し、電流設定器72の出力を誤
差増幅器71がスイッチング回路11を介してパルス幅
mm回路103に送られ、負荷には第3図(C)で示し
たような出力電流が供給されることになり、この結果、
アークが強制的に生じることになる。
In other words, even if an output current is supplied to the load for a predetermined period of time, if the next 7 - error that should occur does not occur, an inverted output signal is sent from the comparator 73 to the switching circuit 70 and the output of the adder circuit 74 is cut off. , the error amplifier 71 sends the output of the current setting device 72 to the pulse width mm circuit 103 via the switching circuit 11, and the output current as shown in FIG. 3(C) is supplied to the load. ,As a result,
An arc will be forced to occur.

なお、図示はされていないが、電流制御モード時におけ
る正常時に短絡電流が無限に上昇しないように上限を規
定する回路を組み込むことは望ましく、このようにすれ
ば短絡時の出力電流1tが無限に増大するのが未然に防
止されることになり、短絡制御時のスパックの発生が有
効に抑制されることになる。
Although not shown in the figure, it is desirable to incorporate a circuit that defines an upper limit so that the short-circuit current does not increase indefinitely during normal operation in the current control mode.In this way, the output current 1t during a short-circuit can be infinitely increased. This means that the increase in the number of sparks can be prevented, and the generation of spacks during short circuit control can be effectively suppressed.

次に、第2図に示したブロック線図と、第3図の波形図
を参照して回路の動作と本発明方法を説明する。
Next, the operation of the circuit and the method of the present invention will be explained with reference to the block diagram shown in FIG. 2 and the waveform diagram shown in FIG.

アーク溶接のスタート時には、アークの発生を容易にす
るために適当な前置制御がなされ、消耗電極lが定速度
で送給されてアーク3が強制的に発生される。
At the start of arc welding, appropriate pre-control is performed to facilitate the generation of the arc, and the consumable electrode 1 is fed at a constant speed to forcibly generate the arc 3.

アーク3が発生すると、電圧検出2S5からスイッチン
グ回路11にアーク検出信号が送られて電圧制御回路7
がパルス幅1111 ?B回路103に接続される。し
たがって、制御は通常の定電圧制御モードが選択され、
電圧設定器62によって予め設定された出力電圧が負荷
に供給されることになろ。
When arc 3 occurs, an arc detection signal is sent from voltage detection 2S5 to switching circuit 11, and voltage control circuit 7
Is the pulse width 1111? Connected to B circuit 103. Therefore, the normal constant voltage control mode is selected for control.
The output voltage preset by the voltage setter 62 will be supplied to the load.

この時の出力電圧■の波形は第3図(a)に示されてい
る。
The waveform of the output voltage ■ at this time is shown in FIG. 3(a).

しかるに、消耗電極1の送給が更に続けて行われて、消
耗電極1と母材2との間隙距離が次第に減少して、アー
クから短絡に至る。
However, as the consumable electrode 1 continues to be fed, the gap distance between the consumable electrode 1 and the base material 2 gradually decreases, leading to an arc and a short circuit.

すると、電圧検出器5は、直ちにその状態を検出し、短
絡検出信号を出力する。
Then, the voltage detector 5 immediately detects the state and outputs a short circuit detection signal.

すなわち、この状態では、出力電圧が数十ボルトから零
ボルト付近に急変するので、この状態を電圧検出器5に
より検出するには、電圧検出器5を例えば、比較器で基
準電圧と比較できるように構成すればよい。
That is, in this state, the output voltage suddenly changes from several tens of volts to around zero volts, so in order to detect this state with the voltage detector 5, the voltage detector 5 must be connected to a comparator, for example, so that it can be compared with the reference voltage. It should be configured as follows.

第2図に示した実施例では、この時の検出信号でスイッ
チング回路IIを駆動して、電圧制御回路6を直らに遮
断して電流II御回路7をパルス幅設定回路103に接
続する構成にしてあり、同時に積分回路77及びサンプ
ルホールド回路78にも駆動信号を送って閉ループによ
る電流制御が可能になるようになっている。
In the embodiment shown in FIG. 2, the detection signal at this time is used to drive the switching circuit II, immediately cut off the voltage control circuit 6, and connect the current II control circuit 7 to the pulse width setting circuit 103. At the same time, a drive signal is sent to an integrating circuit 77 and a sample hold circuit 78 to enable closed-loop current control.

しかして、電圧検出器5が、短絡検出信号を出力すると
、スイッチング回路11は電流制御モードに切り換わり
、積分回路77が駆動され、かつサンプルホールド回路
78がサンプリングした信号をホールドする。この結果
、電流制御モードの正常時には誤差増幅器71には、積
分回路77、サンプルホールド回路78、立上り置設定
器79の各々から出力された加算信号が制御値の基準信
号として誤差増幅器72に入力され、I/Vコンバータ
75を介して電流検出器4より送られて来る出力電流I
aと比較されて、加算信号によって規定された上述した
ような特異な波形をした出力電流It  (第3図(b
)参照)が出力されることになる。そして、このような
電流制御モード時に異常が生じたりして、負荷に供給さ
れる出力を流が所定時間り、通電さn、でも、次!、:
住しるへきI′りが発生されないような場合には、第3
図(c)に1.で示したようにその出力電流]tは急速
に増大してアークを強制的に発生させることになる。
When the voltage detector 5 outputs a short circuit detection signal, the switching circuit 11 switches to the current control mode, the integrating circuit 77 is driven, and the sample and hold circuit 78 holds the sampled signal. As a result, when the current control mode is normal, the addition signals output from each of the integrating circuit 77, sample hold circuit 78, and rise position setter 79 are input to the error amplifier 72 as a reference signal for the control value. , the output current I sent from the current detector 4 via the I/V converter 75
a, the output current It (Fig. 3(b)
) will be output. When an abnormality occurs during such current control mode, the output supplied to the load is not energized for a predetermined period of time, but then... , :
If there is no problem with the residence, the third
Figure (c) shows 1. As shown in the figure, the output current ]t increases rapidly and an arc is forcibly generated.

これらの制御の結果、アーク発生時には、装置は定電圧
制御モードとなり、かつ短絡発生時には電流制御モード
となって、その正常時には第3図(b)で示した特異な
波形の出力tml□が負荷に供給され、またアークの発
生が不完全となるような異常時には第3図(c)に示し
たような波形の出力電tlL+z’が負荷に供給される
ことになり短い時間に小さい溶滴となって確実に分断さ
れて、効率の良いアーク溶接が行われる訳である。
As a result of these controls, when an arc occurs, the device goes into constant voltage control mode, and when a short circuit occurs, it goes into current control mode, and when normal, the output tml□ with the peculiar waveform shown in Figure 3 (b) is applied to the load. In addition, in the event of an abnormal situation where arc generation is incomplete, an output voltage tlL+z' with a waveform as shown in Fig. 3(c) will be supplied to the load, causing small droplets to form in a short period of time. This allows for reliable separation and efficient arc welding.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明装置の概略構成を示すブロック線図、
第2図は第1図に示した4jt置を更に詳細に示すブロ
ック線図、第3図は本発明方法によって制御される出力
電圧、出力電流の波形図である。 (符号の説明) 図において、lは消耗電極、2は母材、3は溶接時に発
生するアーク、4は電流検出器、5は電圧検出器、10
はスイッチング制御回路である。
FIG. 1 is a block diagram showing the schematic configuration of the device of the present invention;
FIG. 2 is a block diagram showing the 4JT position shown in FIG. 1 in more detail, and FIG. 3 is a waveform diagram of the output voltage and output current controlled by the method of the present invention. (Explanation of symbols) In the figure, l is a consumable electrode, 2 is a base material, 3 is an arc generated during welding, 4 is a current detector, 5 is a voltage detector, 10
is a switching control circuit.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)消耗電極を定速度で送給しながら、短絡とアーク
の発生を交互に行う短絡移行アーク溶接方法であって、
アーク発生時には閉ループによる定電圧制御を行い、か
つ短絡時には閉ループによる電流制御に切り換えて、そ
の短絡区間時において負荷に供給される出力電流I_2
の波形を、I_2=Ia+Is+It〔ここに、Iaは
短絡直前におけるアーク電流、Isは予め設定された立
上がり分、Itは時間経過に連れて略直線状に増大する
変化分である〕に規定された波形に制御するものにおい
て、 上記短絡区間時に負荷に供給される出力電流が所定時間
通電された後も、次に発生すべきアークが生じない時に
は、上記出力電流を急速に増大させてアークの発生を強
制的に行うことを特徴とする短絡移行アーク溶接方法。
(1) A short-circuit transition arc welding method in which short-circuiting and arc generation are alternately performed while feeding a consumable electrode at a constant speed,
When an arc occurs, constant voltage control is performed using a closed loop, and when a short circuit occurs, the current control is switched to a closed loop, and the output current I_2 is supplied to the load during the short circuit section.
The waveform of is defined as I_2=Ia+Is+It [where Ia is the arc current immediately before the short circuit, Is is the preset rising edge, and It is the variation that increases approximately linearly over time.] In devices that control waveforms, if the next arc that should occur does not occur even after the output current supplied to the load during the short-circuit section has been energized for a predetermined period of time, the output current is rapidly increased to generate an arc. A short-circuit transition arc welding method characterized by forcibly performing the following.
(2)スイッチング制御回路を駆動して負荷に供給され
る出力電圧、電流を閉ループ制御するようにした定電圧
制御回路と電流制御回路とを組合わせて構成されたアー
ク溶接装置であって、 上記定電圧制御回路は、アーク発生時の負荷電圧を検出
する電圧検出器からのアーク検出信号を受けて駆動され
、該電圧検出器からの出力信号を受けて上記スイッチン
グ制御回路に予め設定された制御値に応じたドライブ信
号を出力する電圧制御回路を備えて成り、 かつ上記電流制御回路は、上記電圧検出器からの短絡検
出信号を受けて駆動され、負荷電流を検出する電流検出
器からの出力信号を受けて上記スイチング制御回路に予
め設定された制御値に応じたドライブ信号を出力する電
流制御回路を備えて成り、この電流制御回路は I_2=Ia+Is+It〔ここに、Iaは短絡直前に
おけるアーク電流、Isは予め設定された立上がり分、
Itは時間経過に連れて略直線状に増大する変化分であ
る〕で規定された所定の波形を有した出力電流I_2を
その短絡区間時に負荷に供給するとともに、上記短絡区
間時に負荷に出力電流が所定時間通電された後も、次に
発生すべきアークが生じない時には、上記出力電流を急
速に増大させてアークの発生を強制的に行うように構成
されていることを特徴とするアーク溶接装置。
(2) An arc welding device configured by combining a constant voltage control circuit and a current control circuit that drive a switching control circuit to control the output voltage and current supplied to the load in a closed loop, comprising: The constant voltage control circuit is driven by receiving an arc detection signal from a voltage detector that detects the load voltage when an arc occurs, and receives an output signal from the voltage detector to perform control set in advance in the switching control circuit. The current control circuit is configured to include a voltage control circuit that outputs a drive signal according to a value, and the current control circuit is driven in response to a short circuit detection signal from the voltage detector, and outputs an output from the current detector that detects the load current. It is equipped with a current control circuit that receives a signal and outputs a drive signal according to a control value set in advance to the switching control circuit, and this current control circuit is constructed by I_2=Ia+Is+It [where Ia is the arc current immediately before the short circuit. , Is is a preset rising edge,
It is a change that increases approximately linearly over time] is supplied to the load during the short-circuit period, and the output current I_2 having a predetermined waveform defined by Arc welding characterized in that, when the next arc to be generated does not occur even after being energized for a predetermined time, the output current is rapidly increased to force the generation of an arc. Device.
(3)上記電流制御回路が出力電流の上限値を予め設定
された値に制限する短絡電流上限設定器を備えたもので
ある特許請求の範囲第2項記載のアーク溶接装置。
(3) The arc welding apparatus according to claim 2, wherein the current control circuit includes a short circuit current upper limit setting device that limits the upper limit value of the output current to a preset value.
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