JPS642477B2 - - Google Patents
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- JPS642477B2 JPS642477B2 JP9308680A JP9308680A JPS642477B2 JP S642477 B2 JPS642477 B2 JP S642477B2 JP 9308680 A JP9308680 A JP 9308680A JP 9308680 A JP9308680 A JP 9308680A JP S642477 B2 JPS642477 B2 JP S642477B2
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Description
この発明は、ワイヤ電極と母材との間に供給す
る直流の溶接電流（以下「ベース電流」と称す
る）に、周期的にパルス状の溶接電流（以下「パ
ルス電流」と称する）を重畳させ、このパルス電
流による電磁収縮力でワイヤを細粒化して母材へ
移行させる（これを「スプレー移行」と呼ぶ）パ
ルスアーク溶接方法に関するものである。 従来のパルスアーク溶接方法を実施する装置と
して、第１図に示すようなものがあつた。図にお
いて、１はトランスであり１次側は３相、２次側
は６相の巻線構造となつている。２０１〜２０６
はサイリスタで、交流電圧を直流に変換するとと
もに、位相制御により、電圧値も変化させること
ができる。３は相間リアクトルで、これら１，２
０１〜２０６，３とでベース電流を供給する電源
４が構成されている。５はベース電流に重畳して
パルス電流を供給する電源で、トランス１の２次
巻線のうち巻数を多くした２相分、およそそれに
接続されたサイリスタ６０１，６０２から成る。
７０１，７０２は直流リアクトル、８はワイヤ、
９はワイヤ８を送給するためのモータなどのワイ
ヤ送給装置、１０はアーク、１１は母材（被溶接
物）である。電源４，５の出力は一方が共通とな
り、ワイヤへ接続され、他方は直流リアクトル７
０１と７０２との間で合わされて母材１１に接続
されている。なお、１２，１３はそれぞれ電源４
内、電源５内のサイリスタの位相制御を行うため
の制御回路である。 次に従来の溶接方法の動作を説明する。 電源４からはベース電流が、電源５からはパル
ス電流がワイヤ８，母材１１間に供給され、同時
にワイヤ８がワイヤ送給装置９によつて母材１１
側へ送り出されると、母材の溶接が行われる。制
御回路１２，１３はそれぞれサイリスタ２０１〜
２０６および６０１，６０２の点弧位相を変化さ
せており、それにより、ベース電流値IB、パルス
幅τ、パルス電流のピーク値IP（以下「ピーク電
流値IP」と称する）が変化する。溶接電流の波形
は第２図のようになるが、パルスの周波数は、基
本電源周波数（わが国では50Hzまたは60Hz）に等
しいかまたはその２倍である。なお、第２図ａは
平均溶接電流が小さい場合、同図ｂは大きい場合
の波形である。 さて、例えば母材の板厚が薄い場合には平均溶
接電流（またはワイヤの送給速度）を小さく保つ
て溶接するが、具体的には第２図ａに示したよう
に、ベース電流IBを小さく、またパルス幅τを小
さく従つてピーク電流値IPも小さく設定し、パル
ス周波数も例えば120Hzから60Hzに落とすことも
ある。 逆に、例えば母材の板厚が厚い場合には、平均
溶接電流（またはワイヤの送給速度）も大きく溶
接するので、波形としては第２図ｂに示したよう
に、IBを大きく、またτも大きく従つてIPも大き
く設定する。 従来のパルスアーク溶接は以上のように行なわ
れているので、第２図ａのように平均溶接電流を
低くした場合、IPが小さくなるとパルス電流によ
る電磁収縮力が減少するため、スプレー移行が困
難となり、溶滴１４は、第３図ａのように極端に
大きくなり、母材へ移行する際にワイヤ８と母材
１１とが短絡しやすく、その際に流れる短絡電流
によつて溶融したワイヤがスパッタとして飛散す
る。また、第２図ｂのように平均溶接電流を大き
くした場合、τおよびIPが大きくなると、１パル
ス当りほぼ１回ずつ溶滴１４が母材へ移行してい
くが、パルスの１周期当りにワイヤへ注入される
熱量が大きくなり、第３図ｃに示されるように、
溶滴１４が垂れ下がり、アーク長が短いとしばし
ば母材とワイヤとが短絡して、これもスパツタ発
生の原因となる。第３図ａ，ｃのような場合に
は、スパツタを避けようとすれば、アーク長を短
く保つことができず、そのためアンダーカツトが
生じるなどの溶接欠陥がでやすく、溶接速度も上
げられない。第３図ｂのようにアーク長が短く
（そのためアンダーカツトも発生しにくく、溶接
速度も上げられる）、溶滴も小さくできるような
適正な溶滴移行状態を得るためには、パルス幅
τ、ピーク電流値IP、ベース電流値IBをよほどう
まく調整せねばならない。 このように従来のパルスアーク溶接方法は、適
正な溶滴移行状態を実現させるための調整が非常
に困難であるとともに、しばしばスパツタの発生
を見るので、母材の後処理等余計な作業が必要と
なり、作業能率が低下するという欠点があつた。 この発明は、前述した従来方法の欠点を除去す
るためになされたもので、幅広い平均溶接電流範
囲にわたつて、スパツタのない適正な溶滴移行状
態が実現でき、アーク長が短く、アンダーカツト
等の発生もなく、溶接速度も上げられるパルスア
ーク溶接方法を提供することを目的としている。 この発明の一実施例を図について説明する。第
４図において、１５はトランスおよびダイオード
等で構成された直流電源で、電源４は制御信号で
電流をON−OFFできる（直流電流でもその素子
だけの作用でOFFできる）トランジスタなどの
スイツチング回路１６と直流リアクトル７０３お
よびベース電流を検出するための検出器２１２と
から成つている。電源５は、やはりトランジスタ
等の制御信号で電流をON−OFFできるスイツチ
ング回路１７および直流リアクトル７０４で構成
されている。なお、スイツチング回路１６，１７
は電流容量等の関係から多数個の素子の並列接続
になることもあり、１８はその並列運転のために
必要なバランス抵抗を示す。１９はスイツチング
回路１６または１７のON−OFFの際に発生する
サージ電圧を吸収し、しかもパルス電流の立上り
を良くし、かつ直流電源１５の出力電流のリツプ
ルを小さくするためのコンデンサ、２０１，２０
２はそれぞれスイツチング回路１６，１７の
OFF後に生じるサージ電圧を吸収するためのフ
ライホイールダイオード、２１１は溶接電流を検
出するための検出器、２２は高周波電源、２３は
昇圧トランス、２４はコンデンサ、２５は火花ギ
ヤツプ、２６は高周波電圧をアーク負荷に導くた
めのカツプリングコイル、２７はフエライト等の
磁性体で形成され、ワイヤが貫通する高周波リア
クトル、２８はバイパスコンデンサ、２９はアー
ク電圧検出のための検出器である。 次に動作を説明する。 まず、高周波電源２２の入力電圧は昇圧トラン
ス２３によつて昇圧されてコンデンサ２４すなわ
ち火花ギヤツプ２５の両端に印加され、ある限界
値でギヤツプ間に放電破壊が生じ、コンデンサ２
４、カツプリング２６との間に直列共振回路が形
成されて高周波高電圧が発生する。この高周波高
電圧は、カップリングコイル２６を介してワイヤ
８と母材１１間に印加される。このとき、高周波
に対して高インピーダンスとなる高周波リアクト
ル２７とバイパスコンデンサ２８によつて、ワイ
ヤ送給装置９および電源４，５には高周波高電圧
が侵入しない。この高周波電圧によるワイヤ、母
材間の放電破壊のために、ワイヤと母材とが短絡
しなくてもアークが点弧され、これによりアーク
点弧時のスパツタの発生が抑えられる。さて、ア
ークの点弧と相前後してワイヤ送給装置９により
ワイヤ８を母材方向へ送り出せば、溶接が実施さ
れる。 溶接電流の供給については、直流電源から供給
される直流電流は、スイツチング回路１７によつ
てON−OFFされてパルス電流が形成される。
（スイツチング回路１７がOFFになつた直後は、
フライホイールダイオード２０１、直流リアクト
ル７０４を介して溶接電流が流れる。）また、ス
イツチング回路１６のON−OFFによつて、ベー
ス電流が形成される。（スイツチング回路１６が
OFFになつた直後はフライホイールダイオード
２０２、直流リアクトル７０３を介してベース電
流が流れる。）同時に、検出器２１１は溶接電流
を時々刻々検出しており、その出力は制御回路１
３に入力され、ピーク電流値IPがワイヤ材質、
径、シールドガスの種類の組合せによつて定めた
所定の範囲内に入るように、スイツチング回路１
７がON−OFFする。また、検出器２１２によつ
てベース電流が時々刻々検出され、主にワイヤ径
につて定めた所定の範囲内となるように、制御回
路１２を介してスイツチング回路１６がON−
OFFされる。また、制御回路１３は、パルス周
波数とワイヤ送給速度との対応関係、およびび検
出器２９によつて検出されたアーク電圧の平均値
とパルス幅との対応関係を規制する役目をしてい
る。 さて、溶接電流波形は第５図のようになるが、
パルス周波数、パルス幅τ、ピーク電流値IP、ベ
ース電流値IBの設定方法について具体的に述べ
る。図においてＴはパルスの周期であり、またIB
としては脈流の平均値をとつた。 まず、ピーク電流値IPとしては、少なくともワ
イヤを細粒化して母材へ移行させるために必要
な、いわゆる臨界電流値（これは使用するワイヤ
材質、径、シールドガスの種類によつて決まる）
以上に設定しなければならない。しかしながらあ
まり大きくしすぎると母材側へのアーク力が大き
くなり、溶接ビードが乱れてかえつて良くない。 そこでIPの設定値としては（平均電流値によら
ず一定にしておくとして）、臨界電流値以上であ
り、しかもIPを一定にしてパルスの周期Ｔを大き
くしていつた場合、平均溶接電流値が所定の最大
値となりうるように選ぶ。IPの設定値範囲の例
を、色々なワイヤ材質、径、シールドガスの種類
の組合せについて示したものを別紙表１にまとめ
た。 次に、ワイヤ送給速度とパルス周波数（または
パルスの周期）との対応関係について述べる。 ワイヤがアーク熱およびワイヤに流れる電流に
よるジユール熱等によつて溶融し、しかも電磁収
縮力で細粒化される場合の溶滴１４の大きさは、 (イ) 溶滴に働く母材方向への電磁力 (ロ) ワイヤ方向への表面張力 (ハ) 重力 の釣り合いから決定される。第３図ｂのような適
正な溶滴移行が起こる場合の溶滴の大きさ（溶融
径ａ）の実測結果を表１に付記した。さて、アー
ク長を短くしても極力スパツタを発生させないよ
うにするためには、溶滴径ａをできる限り小さく
すればよい。すなわち、１パルス当り、表１に示
される溶滴径で１回の移行を行わせればよい。従
つて、ワイヤ送給速度υcm／ｓとパルス周波数
Hzとの対応関係は、一般に溶滴径をａmmφ、ワイ
ヤ径をｄmmφとすれば、毎秒送給されるワイヤ量
と移行する溶滴量とが等しいことから、次式のよ
うに書き表わされる。 π（ｄ／２）2×υ×１／100＝４／３π（ａ／２）3
××１／1000 ∴υ／＝１／15×a3／d2 表１には、それぞれのワイヤ径、溶滴径に応じ
たυ／の設定範囲をも付記した。
る直流の溶接電流（以下「ベース電流」と称す
る）に、周期的にパルス状の溶接電流（以下「パ
ルス電流」と称する）を重畳させ、このパルス電
流による電磁収縮力でワイヤを細粒化して母材へ
移行させる（これを「スプレー移行」と呼ぶ）パ
ルスアーク溶接方法に関するものである。 従来のパルスアーク溶接方法を実施する装置と
して、第１図に示すようなものがあつた。図にお
いて、１はトランスであり１次側は３相、２次側
は６相の巻線構造となつている。２０１〜２０６
はサイリスタで、交流電圧を直流に変換するとと
もに、位相制御により、電圧値も変化させること
ができる。３は相間リアクトルで、これら１，２
０１〜２０６，３とでベース電流を供給する電源
４が構成されている。５はベース電流に重畳して
パルス電流を供給する電源で、トランス１の２次
巻線のうち巻数を多くした２相分、およそそれに
接続されたサイリスタ６０１，６０２から成る。
７０１，７０２は直流リアクトル、８はワイヤ、
９はワイヤ８を送給するためのモータなどのワイ
ヤ送給装置、１０はアーク、１１は母材（被溶接
物）である。電源４，５の出力は一方が共通とな
り、ワイヤへ接続され、他方は直流リアクトル７
０１と７０２との間で合わされて母材１１に接続
されている。なお、１２，１３はそれぞれ電源４
内、電源５内のサイリスタの位相制御を行うため
の制御回路である。 次に従来の溶接方法の動作を説明する。 電源４からはベース電流が、電源５からはパル
ス電流がワイヤ８，母材１１間に供給され、同時
にワイヤ８がワイヤ送給装置９によつて母材１１
側へ送り出されると、母材の溶接が行われる。制
御回路１２，１３はそれぞれサイリスタ２０１〜
２０６および６０１，６０２の点弧位相を変化さ
せており、それにより、ベース電流値IB、パルス
幅τ、パルス電流のピーク値IP（以下「ピーク電
流値IP」と称する）が変化する。溶接電流の波形
は第２図のようになるが、パルスの周波数は、基
本電源周波数（わが国では50Hzまたは60Hz）に等
しいかまたはその２倍である。なお、第２図ａは
平均溶接電流が小さい場合、同図ｂは大きい場合
の波形である。 さて、例えば母材の板厚が薄い場合には平均溶
接電流（またはワイヤの送給速度）を小さく保つ
て溶接するが、具体的には第２図ａに示したよう
に、ベース電流IBを小さく、またパルス幅τを小
さく従つてピーク電流値IPも小さく設定し、パル
ス周波数も例えば120Hzから60Hzに落とすことも
ある。 逆に、例えば母材の板厚が厚い場合には、平均
溶接電流（またはワイヤの送給速度）も大きく溶
接するので、波形としては第２図ｂに示したよう
に、IBを大きく、またτも大きく従つてIPも大き
く設定する。 従来のパルスアーク溶接は以上のように行なわ
れているので、第２図ａのように平均溶接電流を
低くした場合、IPが小さくなるとパルス電流によ
る電磁収縮力が減少するため、スプレー移行が困
難となり、溶滴１４は、第３図ａのように極端に
大きくなり、母材へ移行する際にワイヤ８と母材
１１とが短絡しやすく、その際に流れる短絡電流
によつて溶融したワイヤがスパッタとして飛散す
る。また、第２図ｂのように平均溶接電流を大き
くした場合、τおよびIPが大きくなると、１パル
ス当りほぼ１回ずつ溶滴１４が母材へ移行してい
くが、パルスの１周期当りにワイヤへ注入される
熱量が大きくなり、第３図ｃに示されるように、
溶滴１４が垂れ下がり、アーク長が短いとしばし
ば母材とワイヤとが短絡して、これもスパツタ発
生の原因となる。第３図ａ，ｃのような場合に
は、スパツタを避けようとすれば、アーク長を短
く保つことができず、そのためアンダーカツトが
生じるなどの溶接欠陥がでやすく、溶接速度も上
げられない。第３図ｂのようにアーク長が短く
（そのためアンダーカツトも発生しにくく、溶接
速度も上げられる）、溶滴も小さくできるような
適正な溶滴移行状態を得るためには、パルス幅
τ、ピーク電流値IP、ベース電流値IBをよほどう
まく調整せねばならない。 このように従来のパルスアーク溶接方法は、適
正な溶滴移行状態を実現させるための調整が非常
に困難であるとともに、しばしばスパツタの発生
を見るので、母材の後処理等余計な作業が必要と
なり、作業能率が低下するという欠点があつた。 この発明は、前述した従来方法の欠点を除去す
るためになされたもので、幅広い平均溶接電流範
囲にわたつて、スパツタのない適正な溶滴移行状
態が実現でき、アーク長が短く、アンダーカツト
等の発生もなく、溶接速度も上げられるパルスア
ーク溶接方法を提供することを目的としている。 この発明の一実施例を図について説明する。第
４図において、１５はトランスおよびダイオード
等で構成された直流電源で、電源４は制御信号で
電流をON−OFFできる（直流電流でもその素子
だけの作用でOFFできる）トランジスタなどの
スイツチング回路１６と直流リアクトル７０３お
よびベース電流を検出するための検出器２１２と
から成つている。電源５は、やはりトランジスタ
等の制御信号で電流をON−OFFできるスイツチ
ング回路１７および直流リアクトル７０４で構成
されている。なお、スイツチング回路１６，１７
は電流容量等の関係から多数個の素子の並列接続
になることもあり、１８はその並列運転のために
必要なバランス抵抗を示す。１９はスイツチング
回路１６または１７のON−OFFの際に発生する
サージ電圧を吸収し、しかもパルス電流の立上り
を良くし、かつ直流電源１５の出力電流のリツプ
ルを小さくするためのコンデンサ、２０１，２０
２はそれぞれスイツチング回路１６，１７の
OFF後に生じるサージ電圧を吸収するためのフ
ライホイールダイオード、２１１は溶接電流を検
出するための検出器、２２は高周波電源、２３は
昇圧トランス、２４はコンデンサ、２５は火花ギ
ヤツプ、２６は高周波電圧をアーク負荷に導くた
めのカツプリングコイル、２７はフエライト等の
磁性体で形成され、ワイヤが貫通する高周波リア
クトル、２８はバイパスコンデンサ、２９はアー
ク電圧検出のための検出器である。 次に動作を説明する。 まず、高周波電源２２の入力電圧は昇圧トラン
ス２３によつて昇圧されてコンデンサ２４すなわ
ち火花ギヤツプ２５の両端に印加され、ある限界
値でギヤツプ間に放電破壊が生じ、コンデンサ２
４、カツプリング２６との間に直列共振回路が形
成されて高周波高電圧が発生する。この高周波高
電圧は、カップリングコイル２６を介してワイヤ
８と母材１１間に印加される。このとき、高周波
に対して高インピーダンスとなる高周波リアクト
ル２７とバイパスコンデンサ２８によつて、ワイ
ヤ送給装置９および電源４，５には高周波高電圧
が侵入しない。この高周波電圧によるワイヤ、母
材間の放電破壊のために、ワイヤと母材とが短絡
しなくてもアークが点弧され、これによりアーク
点弧時のスパツタの発生が抑えられる。さて、ア
ークの点弧と相前後してワイヤ送給装置９により
ワイヤ８を母材方向へ送り出せば、溶接が実施さ
れる。 溶接電流の供給については、直流電源から供給
される直流電流は、スイツチング回路１７によつ
てON−OFFされてパルス電流が形成される。
（スイツチング回路１７がOFFになつた直後は、
フライホイールダイオード２０１、直流リアクト
ル７０４を介して溶接電流が流れる。）また、ス
イツチング回路１６のON−OFFによつて、ベー
ス電流が形成される。（スイツチング回路１６が
OFFになつた直後はフライホイールダイオード
２０２、直流リアクトル７０３を介してベース電
流が流れる。）同時に、検出器２１１は溶接電流
を時々刻々検出しており、その出力は制御回路１
３に入力され、ピーク電流値IPがワイヤ材質、
径、シールドガスの種類の組合せによつて定めた
所定の範囲内に入るように、スイツチング回路１
７がON−OFFする。また、検出器２１２によつ
てベース電流が時々刻々検出され、主にワイヤ径
につて定めた所定の範囲内となるように、制御回
路１２を介してスイツチング回路１６がON−
OFFされる。また、制御回路１３は、パルス周
波数とワイヤ送給速度との対応関係、およびび検
出器２９によつて検出されたアーク電圧の平均値
とパルス幅との対応関係を規制する役目をしてい
る。 さて、溶接電流波形は第５図のようになるが、
パルス周波数、パルス幅τ、ピーク電流値IP、ベ
ース電流値IBの設定方法について具体的に述べ
る。図においてＴはパルスの周期であり、またIB
としては脈流の平均値をとつた。 まず、ピーク電流値IPとしては、少なくともワ
イヤを細粒化して母材へ移行させるために必要
な、いわゆる臨界電流値（これは使用するワイヤ
材質、径、シールドガスの種類によつて決まる）
以上に設定しなければならない。しかしながらあ
まり大きくしすぎると母材側へのアーク力が大き
くなり、溶接ビードが乱れてかえつて良くない。 そこでIPの設定値としては（平均電流値によら
ず一定にしておくとして）、臨界電流値以上であ
り、しかもIPを一定にしてパルスの周期Ｔを大き
くしていつた場合、平均溶接電流値が所定の最大
値となりうるように選ぶ。IPの設定値範囲の例
を、色々なワイヤ材質、径、シールドガスの種類
の組合せについて示したものを別紙表１にまとめ
た。 次に、ワイヤ送給速度とパルス周波数（または
パルスの周期）との対応関係について述べる。 ワイヤがアーク熱およびワイヤに流れる電流に
よるジユール熱等によつて溶融し、しかも電磁収
縮力で細粒化される場合の溶滴１４の大きさは、 (イ) 溶滴に働く母材方向への電磁力 (ロ) ワイヤ方向への表面張力 (ハ) 重力 の釣り合いから決定される。第３図ｂのような適
正な溶滴移行が起こる場合の溶滴の大きさ（溶融
径ａ）の実測結果を表１に付記した。さて、アー
ク長を短くしても極力スパツタを発生させないよ
うにするためには、溶滴径ａをできる限り小さく
すればよい。すなわち、１パルス当り、表１に示
される溶滴径で１回の移行を行わせればよい。従
つて、ワイヤ送給速度υcm／ｓとパルス周波数
Hzとの対応関係は、一般に溶滴径をａmmφ、ワイ
ヤ径をｄmmφとすれば、毎秒送給されるワイヤ量
と移行する溶滴量とが等しいことから、次式のよ
うに書き表わされる。 π（ｄ／２）2×υ×１／100＝４／３π（ａ／２）3
××１／1000 ∴υ／＝１／15×a3／d2 表１には、それぞれのワイヤ径、溶滴径に応じ
たυ／の設定範囲をも付記した。
【表】
さて、１パルス当りにワイヤに注入すべき熱量
Ｗは、表１に示した溶滴分のワイヤを溶融させる
のに足るものと考えられる。例えばワイヤが軟鋼
1.2mmφで溶滴径を1.2mmφとすればその熱量は、
室温を０℃、溶滴の温度を1535℃（鉄の融点）、
比熱を0.15cal／ｇ℃、潜熱を65cal／ｇ、密度を
7.8ｇ／cm3として計算すると2.08cal（8.74Joule）
となる。種々のワイヤ材質径、シールドガスの種
類の組合せに対する１パルス当りにワイヤに注入
すべき最適熱量範囲も表１に付記した。なお、使
用した物理手数は下記の表２の通りである。
Ｗは、表１に示した溶滴分のワイヤを溶融させる
のに足るものと考えられる。例えばワイヤが軟鋼
1.2mmφで溶滴径を1.2mmφとすればその熱量は、
室温を０℃、溶滴の温度を1535℃（鉄の融点）、
比熱を0.15cal／ｇ℃、潜熱を65cal／ｇ、密度を
7.8ｇ／cm3として計算すると2.08cal（8.74Joule）
となる。種々のワイヤ材質径、シールドガスの種
類の組合せに対する１パルス当りにワイヤに注入
すべき最適熱量範囲も表１に付記した。なお、使
用した物理手数は下記の表２の通りである。
【表】
以上のように、ピーク電流値、ワイヤ送給速度
とパルス周波数との対応関係（あるいは、１パル
ス当りのワイヤへの注入熱量）を設定すれば、溶
滴の移行は適正な溶滴径にて行われる。実際に溶
接を行う際には、このほかアーク長を適正値に保
つ必要がある。これはアーク長が長くなると母材
の加熱される範囲が広がり好ましくない場合があ
り、また短くなりすぎると溶滴が母材と短絡して
スパツタを生じるからである。通常用いられる
0.9〜1.6mmφのワイヤのときのアーク長は２〜３
mm程度とするのが適当で、このときのアーク電圧
は20〜40Vとなる。このアーク長の制御は、アー
ク電圧を検出し、この値が予め設定した値となる
ように、平均溶接電流値即ち１パルス当りの入熱
量およびパルス周波数を制御することによつて行
う。この発明では入熱量の調節は、パルスのピー
ク値IPを変えることによつて行う。検出したアー
ク放電電圧が設定された基準値より高いときには
入熱量の減少を図り、溶滴の母材への移行を遅ら
せることによりアーク長を短くさせ、逆にアーク
放電電圧が基準値より低いときには入熱量の増大
を図つて母材への溶滴の移行を速めることにより
アーク長を長くさせる。 具体的には、検出されたアーク放電電圧値と予
め設定した基準値とを比較し、アーク放電電圧が
基準値より大きいときは、入熱量の減少を図るべ
くパルス電流のパルスピーク値を小さくし、アー
ク放電電圧が基準値より小さいときは、入熱量の
増大を図るべくパルス電流のパルスピーク値を大
きくするように制御するものである。 ここで、入熱量の調節にパルス電流のパルスピ
ーク値を用いたのは、パルスピーク値を一定にし
た場合、ワイヤが母材に直接接触する状態が生じ
たときに、ワイヤの溶断ができないことがあり、
アークの再点弧を行えないことがあるが、上述の
如くパルスピーク値を制御することにより、ワイ
ヤが母材に直接接触する状態が生じたときに、パ
ルスピーク値が大きくなりワイヤの溶断が確実に
行われ、アークの再点弧が確実に行えるためであ
る。 なお、ベース電流値IBは、パルスとパルスとの
間でのアーク切れを防止するのに必要な電流値を
与えておく。具体的にはワイヤ径0.9mmφの場合
は約10A、1.2mmφ、1.6mmφの場合は約20〜30A
にするのが適当である。細径ワイヤに対してベー
ス電流を低く設定したのは平均溶接電流が小さい
領域への使途拡大が図れるからである。 以上の説明では、スイツチング回路素子として
トランジスタを用いた例を示したが、このほかゲ
ートターンオフサイリスタのようなものでも効果
は同じである。 この発明は母材と溶接ワイヤとの間にアークを
維持するベース電流とこれに重畳したパルス電流
とを供給して放電を起こさせ、当該ワイヤの溶滴
を上記パルス電流の電磁収縮力により上記母材に
移行させて溶接を行うようにしたものにおいて、
上記ワイヤと母材間に接続されたアーク電圧検出
器によりアーク放電電圧を検出し、この検出され
たアーク放電電圧値と予め設定した基準値とを比
較し上記アーク放電電圧値が基準値より大きいと
きは上記パルス電流のパルスピーク値を小さく
し、上記アーク電圧が基準値より小さいときは上
記パルス電流のパルスピーク値を大きくするよう
に制御するようにしたので、幅広いワイヤ送給速
度範囲にわたり、簡単な操作でも適正なアーク長
が得られ、溶接ビードも均一になり易く、溶接速
度も上昇できるという効果がある。
とパルス周波数との対応関係（あるいは、１パル
ス当りのワイヤへの注入熱量）を設定すれば、溶
滴の移行は適正な溶滴径にて行われる。実際に溶
接を行う際には、このほかアーク長を適正値に保
つ必要がある。これはアーク長が長くなると母材
の加熱される範囲が広がり好ましくない場合があ
り、また短くなりすぎると溶滴が母材と短絡して
スパツタを生じるからである。通常用いられる
0.9〜1.6mmφのワイヤのときのアーク長は２〜３
mm程度とするのが適当で、このときのアーク電圧
は20〜40Vとなる。このアーク長の制御は、アー
ク電圧を検出し、この値が予め設定した値となる
ように、平均溶接電流値即ち１パルス当りの入熱
量およびパルス周波数を制御することによつて行
う。この発明では入熱量の調節は、パルスのピー
ク値IPを変えることによつて行う。検出したアー
ク放電電圧が設定された基準値より高いときには
入熱量の減少を図り、溶滴の母材への移行を遅ら
せることによりアーク長を短くさせ、逆にアーク
放電電圧が基準値より低いときには入熱量の増大
を図つて母材への溶滴の移行を速めることにより
アーク長を長くさせる。 具体的には、検出されたアーク放電電圧値と予
め設定した基準値とを比較し、アーク放電電圧が
基準値より大きいときは、入熱量の減少を図るべ
くパルス電流のパルスピーク値を小さくし、アー
ク放電電圧が基準値より小さいときは、入熱量の
増大を図るべくパルス電流のパルスピーク値を大
きくするように制御するものである。 ここで、入熱量の調節にパルス電流のパルスピ
ーク値を用いたのは、パルスピーク値を一定にし
た場合、ワイヤが母材に直接接触する状態が生じ
たときに、ワイヤの溶断ができないことがあり、
アークの再点弧を行えないことがあるが、上述の
如くパルスピーク値を制御することにより、ワイ
ヤが母材に直接接触する状態が生じたときに、パ
ルスピーク値が大きくなりワイヤの溶断が確実に
行われ、アークの再点弧が確実に行えるためであ
る。 なお、ベース電流値IBは、パルスとパルスとの
間でのアーク切れを防止するのに必要な電流値を
与えておく。具体的にはワイヤ径0.9mmφの場合
は約10A、1.2mmφ、1.6mmφの場合は約20〜30A
にするのが適当である。細径ワイヤに対してベー
ス電流を低く設定したのは平均溶接電流が小さい
領域への使途拡大が図れるからである。 以上の説明では、スイツチング回路素子として
トランジスタを用いた例を示したが、このほかゲ
ートターンオフサイリスタのようなものでも効果
は同じである。 この発明は母材と溶接ワイヤとの間にアークを
維持するベース電流とこれに重畳したパルス電流
とを供給して放電を起こさせ、当該ワイヤの溶滴
を上記パルス電流の電磁収縮力により上記母材に
移行させて溶接を行うようにしたものにおいて、
上記ワイヤと母材間に接続されたアーク電圧検出
器によりアーク放電電圧を検出し、この検出され
たアーク放電電圧値と予め設定した基準値とを比
較し上記アーク放電電圧値が基準値より大きいと
きは上記パルス電流のパルスピーク値を小さく
し、上記アーク電圧が基準値より小さいときは上
記パルス電流のパルスピーク値を大きくするよう
に制御するようにしたので、幅広いワイヤ送給速
度範囲にわたり、簡単な操作でも適正なアーク長
が得られ、溶接ビードも均一になり易く、溶接速
度も上昇できるという効果がある。
第１図は従来のパルスアーク溶接方法を実施す
る装置の電源回路構成を示す図、第２図は従来の
パルスアーク溶接の溶接電流波形を示す図、第３
図は溶滴の移行形態を示す図、第４図はこの発明
方法を実施する一実施例の電源回路構成を示す
図、第５図はこの発明のパルスアーク溶接の溶接
電流波形を示す図である。 図において、１はトランス、４はベース電流を
供給する電源、５はパルス電流を供給する電源、
８はワイヤ、９はワイヤ送給装置、１０はアー
ク、１１は母材、１２，１３は制御回路、１４は
溶滴、１５は直流電源、１６，１７はスイツチン
グ回路、２９はアーク電圧検出器、２１１は溶接
電流検出器、２１２はベース電流検出器、２２は
高周波電源、２７はフエライト等の磁性体であ
る。なお、図中、同一符号はそれぞれ同一または
相当部分を示す。
る装置の電源回路構成を示す図、第２図は従来の
パルスアーク溶接の溶接電流波形を示す図、第３
図は溶滴の移行形態を示す図、第４図はこの発明
方法を実施する一実施例の電源回路構成を示す
図、第５図はこの発明のパルスアーク溶接の溶接
電流波形を示す図である。 図において、１はトランス、４はベース電流を
供給する電源、５はパルス電流を供給する電源、
８はワイヤ、９はワイヤ送給装置、１０はアー
ク、１１は母材、１２，１３は制御回路、１４は
溶滴、１５は直流電源、１６，１７はスイツチン
グ回路、２９はアーク電圧検出器、２１１は溶接
電流検出器、２１２はベース電流検出器、２２は
高周波電源、２７はフエライト等の磁性体であ
る。なお、図中、同一符号はそれぞれ同一または
相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 母材と溶接ワイヤとの間にアークを維持する
ベース電流とこれに重畳したパルス電流とを供給
し、当該ワイヤの溶滴を上記パルス電流の電磁収
縮力により上記母材に移行させて溶接を行うよう
に構成したパルスアーク溶接方法において、上記
ワイヤと母材間に接続されたアーク電圧検出器に
よりアーク放電電圧を検出し、この検出されたア
ーク放電電圧値と予め設定した基準値とを比較し
上記アーク放電電圧値が基準値より大きいときは
上記パルス電流のパルスピーク値を小さくし、上
記アーク電圧が基準値より小さいときは上記パル
ス電流のパルスピーク値を大きくするように制御
することを特徴とするパルスアーク溶接方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9308680A JPS5719184A (en) | 1980-07-08 | 1980-07-08 | Pulse arc welding device |
| KR1019810002302A KR840002189B1 (ko) | 1980-07-08 | 1981-06-25 | 펄스 아아크 용접장치 |
| CA000381256A CA1179742A (en) | 1980-07-08 | 1981-07-07 | Pulse arc welding machine |
| DE8181105288T DE3176963D1 (en) | 1980-07-08 | 1981-07-08 | Pulse arc welding machine |
| US06/281,263 US4438317A (en) | 1980-07-08 | 1981-07-08 | Pulse arc welding machine |
| EP81105288A EP0043589B1 (en) | 1980-07-08 | 1981-07-08 | Pulse arc welding machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9308680A JPS5719184A (en) | 1980-07-08 | 1980-07-08 | Pulse arc welding device |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23168988A Division JPH01118372A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | パルスアーク溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5719184A JPS5719184A (en) | 1982-02-01 |
| JPS642477B2 true JPS642477B2 (ja) | 1989-01-17 |
Family
ID=14072709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9308680A Granted JPS5719184A (en) | 1980-07-08 | 1980-07-08 | Pulse arc welding device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5719184A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58141860A (ja) * | 1982-02-18 | 1983-08-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パルスア−ク溶接機 |
| US4781645A (en) * | 1985-05-24 | 1988-11-01 | Tadashi Sakuma | Inflatable bag with inner and intermediate containers and gas generation substances within inner container |
| US4898561A (en) * | 1987-09-30 | 1990-02-06 | Nottingham John R | Self-inflating toy |
| WO2020110786A1 (ja) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | アーク溶接制御方法 |
-
1980
- 1980-07-08 JP JP9308680A patent/JPS5719184A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5719184A (en) | 1982-02-01 |
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