[go: up one dir, main page]

WO2018131345A1 - 正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法 - Google Patents

正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2018131345A1
WO2018131345A1 PCT/JP2017/044077 JP2017044077W WO2018131345A1 WO 2018131345 A1 WO2018131345 A1 WO 2018131345A1 JP 2017044077 W JP2017044077 W JP 2017044077W WO 2018131345 A1 WO2018131345 A1 WO 2018131345A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
period
feed
welding
arc
pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2017/044077
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
貢平 小野
利昭 中俣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihen Corp
Original Assignee
Daihen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daihen Corp filed Critical Daihen Corp
Priority to JP2018561859A priority Critical patent/JP7017291B2/ja
Priority to FIEP17890890.1T priority patent/FI3569340T3/fi
Priority to CN201780076098.0A priority patent/CN110049842B/zh
Priority to EP17890890.1A priority patent/EP3569340B1/en
Priority to US16/477,706 priority patent/US11364561B2/en
Publication of WO2018131345A1 publication Critical patent/WO2018131345A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B23K9/09Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/124Circuits or methods for feeding welding wire
    • B23K9/125Feeding of electrodes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B23K9/073Stabilising the arc

Definitions

  • the present invention performs forward / reverse feed arc welding for performing welding by generating a short circuit period and an arc period by performing forward / reverse feed control for alternately switching the feed speed of the welding wire between a forward feed period and a reverse feed period. It is related with the arc start control method.
  • a welding wire as a consumable electrode is fed at a constant speed, and an arc is generated between the welding wire and the base material to perform welding.
  • the welding wire and the base material are often in a welding state in which a short circuit period and an arc period are alternately repeated.
  • a method of performing welding by performing forward / reverse feed control in which the feeding speed of the welding wire is alternately switched between the forward feed period and the reverse feed period is commonly used.
  • the welding wire is fed forward at the start of the arc, and after the welding wire comes into contact with the base material and the welding current is energized, the forward / reverse feed control is performed from the welding wire reverse feed period. And welding is started (see, for example, Patent Document 1).
  • the forward / reverse feed arc welding method In the forward / reverse feed arc welding method, stable welding can be performed during the steady welding period.
  • the forward / reverse feed arc welding method has a problem that the bead appearance of the welding start portion is inferior to the normal arc welding method in which only forward feed is performed. This is because the bead appearance at the start of welding has a convex shape, and the familiarity of the toe portion between the bead and the base material tends to deteriorate. This problem becomes significant when the base material is an aluminum material.
  • an object of the present invention is to provide an arc start control method for forward / reverse feed arc welding that can improve the quality of the weld bead at the welding start portion in the forward / reverse feed arc welding method.
  • an arc start control method for forward / reverse feed arc welding includes: Arc start control of forward / reverse feed arc welding that performs welding by generating a short-circuit period and an arc period by performing forward / reverse feed control that alternately switches the feeding speed of the welding wire between the forward feed period and the reverse feed period.
  • Arc start control of forward / reverse feed arc welding that performs welding by generating a short-circuit period and an arc period by performing forward / reverse feed control that alternately switches the feeding speed of the welding wire between the forward feed period and the reverse feed period.
  • a pulse period for energizing a plurality of pulse currents is provided, and then the forward / reverse feed control is started from the forward feed period of the welding wire, It is characterized by this.
  • the arc start control method of forward and reverse feed arc welding is configured to forward the welding wire during the pulse period. It is characterized by this.
  • the pulse period is set to a predetermined period or a period in which the cycle of the pulse current is a predetermined number of times. It is characterized by this.
  • the arc start control method for forward and reverse feed arc welding sets the forward feed speed so that the arc period is continuous during the pulse period. It is characterized by this.
  • the arc start control method for forward / reverse feed arc welding changes the speed of the forward feed during the pulse period based on a time length of the pulse period and / or a welding voltage value. It is characterized by this.
  • An arc start control method for forward / reverse feed arc welding includes a pull-side feed motor that performs the forward / reverse feed control and a push-side feed motor that performs forward / feed control.
  • the acceleration period of the pull-side feed motor at the start of the pulse period is shorter than the acceleration period of the push-side feed motor. It is characterized by this.
  • the arc start control method for forward and reverse feed arc welding sets the acceleration period of the push-side feed motor at the start of the pulse period to a period longer than the pulse period. It is characterized by this.
  • the quality of the weld bead at the welding start portion can be improved.
  • FIG. 1 is a block diagram of a welding power source for carrying out an arc start control method for forward / reverse feed arc welding according to Embodiment 1 of the present invention. Hereinafter, each block will be described with reference to FIG.
  • the power supply main circuit PM receives a commercial power supply (not shown) such as a three-phase 200V, performs output control by inverter control or the like according to a drive signal Dv described later, and outputs an output voltage E.
  • a commercial power supply such as a three-phase 200V
  • the power supply main circuit PM is driven by a primary rectifier that rectifies commercial power, a smoothing capacitor that smoothes the rectified direct current, and the drive signal Dv that converts the smoothed direct current to high-frequency alternating current.
  • An inverter circuit a high-frequency transformer that steps down the high-frequency alternating current to a voltage value suitable for welding, and a secondary rectifier that rectifies the stepped-down high-frequency alternating current into direct current.
  • the reactor WL smoothes the output voltage E described above.
  • the inductance value of the reactor WL is, for example, 100 ⁇ H.
  • the feed motor WM receives a feed control signal Fc, which will be described later, and alternately switches between forward feed and reverse feed and feeds the welding wire 1 at a feed speed Fw.
  • a motor with fast transient response is used as the feed motor WM.
  • the feeding motor WM may be installed near the tip of the welding torch 4.
  • the welding wire 1 is fed through the welding torch 4 by the rotation of the feeding roll 5 coupled to the feeding motor WM, and an arc 3 is generated between the base metal 2 and the welding wire 1.
  • a welding voltage Vw is applied between the power feed tip (not shown) in the welding torch 4 and the base material 2, and a welding current Iw is conducted.
  • the output voltage setting circuit ER outputs a predetermined output voltage setting signal Er.
  • the output voltage detection circuit ED detects and smoothes the output voltage E and outputs an output voltage detection signal Ed.
  • the voltage error amplification circuit EV receives the output voltage setting signal Er and the output voltage detection signal Ed, and amplifies an error between the output voltage setting signal Er (+) and the output voltage detection signal Ed ( ⁇ ).
  • the voltage error amplification signal Ev is output.
  • the current detection circuit ID detects the welding current Iw and outputs a current detection signal Id.
  • the current energization determination circuit CD receives the current detection signal Id as described above, and determines that the welding current Iw is energized when this value is equal to or greater than a threshold value (about 10 A), and the current energization determination becomes a high level.
  • the signal Cd is output.
  • the pulse current setting circuit IPR receives the current energization determination signal Cd, and when the current energization determination signal Cd changes to a high level, the pulse current setting circuit IPR has a predetermined peak current value during a predetermined peak period, During the base period, the base current value is set in advance, and thereafter, the peak period and the base period are repeated to output the pulse current setting signal Ipr.
  • the current error amplifier circuit EI receives the pulse current setting signal Ipr and the current detection signal Id as input, amplifies the error between the pulse current setting signal Ipr (+) and the current detection signal Id ( ⁇ ), and An error amplification signal Ei is output. With this circuit, the welding power source is controlled at a constant current during the pulse period.
  • the pulse period setting circuit TPR outputs a predetermined pulse period setting signal Tpr.
  • the pulse period setting signal Tpr may be set to a predetermined period, or may be set to a period in which the cycle of the pulse current is a predetermined number of times.
  • the pulse period timer circuit STP receives the current energization determination signal Cd and the pulse period setting signal Tpr, and receives a pulse determined by the pulse period setting signal Tpr from the time when the current energization determination signal Cd changes to a high level (energization). During the period Tp, a pulse period timer signal Stp that is at a high level is output.
  • the power supply characteristic switching circuit SW receives the current error amplification signal Ei, the voltage error amplification signal Ev, and the pulse period timer signal Stp as an input, and the current during the pulse period Tp when the pulse period timer signal Stp is at a high level.
  • the error amplification signal Ei is output as the error amplification signal Ea
  • the voltage error amplification signal Ev is output as the error amplification signal Ea during the steady welding period in which the pulse period timer signal Stp is at the low level.
  • the welding power source is controlled at a constant current during the pulse period Tp, and is controlled at a constant voltage during the steady welding period.
  • the voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw and outputs a voltage detection signal Vd.
  • the short circuit determination circuit SD receives the voltage detection signal Vd as described above, and when this value is less than the short circuit determination value (about 10 V), it determines that it is a short circuit period and becomes a high level, and when it is above, it is an arc period. And a short circuit determination signal Sd that is at a low level is output.
  • the welding start circuit ST outputs a welding start signal St that becomes a high level when starting the welding power source.
  • the welding start circuit ST corresponds to a start switch of the welding torch 4, a programmable logic controller that controls the welding process, a robot control device, and the like.
  • the drive circuit DV receives the error amplification signal Ea and the welding start signal St, and performs PWM modulation control based on the error amplification signal Ea when the welding start signal St is at a high level (welding start).
  • the drive signal Dv for driving the inverter circuit in the power supply main circuit PM is output.
  • the pulse period forward feed speed setting circuit FPR receives the pulse period set signal Tpr and the voltage detection signal Vd as input, and calculates a pulse period forward feed speed set based on a predetermined function using both values as inputs.
  • the signal Fpr is output.
  • This function is set as follows, for example.
  • the initial value of Fpr is set according to the value of the pulse period setting signal Tpr. Furthermore, the initial value is corrected based on the average value (smooth value) of the voltage detection signal Vd during the pulse period Tp. The larger the value of the pulse period setting signal Tpr (the longer the pulse period Tp), the larger the initial value. Further, as the average value of the voltage detection signal Vd increases, the value of Fpr increases.
  • the value of Fpr may be changed by one of the pulse period setting signal Tpr and the voltage detection signal Vd.
  • the forward feed peak value setting circuit FSR outputs a predetermined forward feed peak value setting signal Fsr.
  • the reverse feed peak value setting circuit FRR outputs a predetermined reverse feed peak value setting signal Frr.
  • the feed speed setting circuit FR includes the pulse period forward feed speed setting signal Fpr, the forward feed peak value setting signal Fsr, the reverse feed peak value setting signal Frr, the pulse period timer signal Stp, and the short circuit. With the determination signal Sd as an input, the processing described later with reference to FIG.
  • the feed control circuit FC receives the feed speed setting signal Fr and receives a feed control signal Fc for feeding the welding wire 1 at a feed speed Fw corresponding to the value of the feed speed setting signal Fr. It outputs to said feed motor WM.
  • FIG. 2 is a timing chart of each signal in the welding power source of FIG. 1, showing an arc start control method for forward / reverse feed arc welding according to Embodiment 1 of the present invention.
  • A shows the time change of the welding start signal St
  • B shows the time change of the feeding speed Fw
  • C shows the time change of the welding current Iw
  • D shows the time change of the welding voltage Vw
  • E shows the time change of the current energization determination signal Cd
  • Cd shows the time change of the short circuit determination signal Sd
  • G Indicates the time change of the pulse period timer signal Stp.
  • the feed speed Fw is a forward feed period above 0 and a reverse feed period below.
  • the forward feeding is to feed the welding wire 1 in a direction approaching the base material 2, and the reverse feeding is to feed in a direction away from the base material 2.
  • the feeding speed Fw is set to a predetermined positive value from 0 as shown in FIG.
  • the welding wire 1 is forwardly fed. This slowdown speed is set to a small value of about 1 to 2 m / min.
  • the welding voltage Vw becomes the no-load voltage value of the maximum output voltage value as shown in FIG.
  • the welding current Iw is 0 A because no current is applied.
  • the welding current Iw is energized and the arc 3 is generated.
  • the welding voltage Vw rapidly decreases to a short-circuit voltage value of several V, and the value of the welding voltage Vw becomes less than a predetermined short-circuit discrimination value (about 10 V).
  • the short circuit determination signal Sd changes to the high level (short circuit).
  • the short circuit is released and the arc 3 is generated, so that the short circuit determination signal Sd changes to the Low level.
  • the welding current Iw starts energization as shown in FIG.
  • the pulse period timer signal Stp changes to the high level, and then remains at the high level during the pulse period Tp between times t2 and t3 determined by the pulse period setting signal Tpr. To do.
  • a pulse current determined by the pulse current setting signal Ipr is energized as shown in FIG.
  • the pulse current has a waveform that repeats a predetermined peak period, which is a predetermined peak current value, and a predetermined base period, which is a predetermined base current value, as one cycle.
  • the welding voltage Vw has a pulse waveform proportional to the arc length.
  • the pulse period Tp is set to a predetermined period or a period in which the cycle of the pulse current is a predetermined number of times.
  • the pulse current waveform parameters (peak current value, peak period, base current value, base period) and pulse period Tp are set to values that make the toe part of the weld bead at the welding start part well-fitted and flat.
  • the peak current value 350 A
  • the peak period 1.5 ms
  • the base current value 50 A
  • the base period 1.5 ms
  • the pulse period Tp 10 to 50 ms. .
  • the feed speed Fw becomes the normal feed speed Fp determined by the pulse period normal feed speed setting signal Fpr.
  • the normal feed speed Fp is set so that the arc period continues during the pulse period.
  • the normal feed speed Fp is set to 10 m / min.
  • the normal feed speed Fp may be changed based on the time length of the pulse period Tp and / or the welding voltage Vw. This is to prevent the arc length from becoming longer by increasing the normal feed speed Fp because the arc length becomes longer as the pulse period Tp becomes longer. Since the average value of the welding voltage Vw is proportional to the arc length, the arc length is detected by the welding voltage Vw, and when the arc length increases, the normal feed speed Fp is increased to prevent the arc length from increasing. ing. When the arc length becomes long, the shield state becomes insufficient and the arc state becomes unstable. Further, when the arc length is increased, a lot of smut (soot) is generated, and the bead appearance is deteriorated.
  • the pulse period Tp ends and the steady welding period starts.
  • the steady welding period starts from the normal feed period, and the normal feed period ends when a short circuit occurs at time t4.
  • the welding wire is normally fed at a predetermined normal feeding speed as shown in FIG.
  • This forward feed speed is set independently of the forward feed speed Fp during the pulse period Tp and the forward feed peak value Fs described later, and is set to the same value or a different value.
  • an arc current is applied, and an arc voltage is applied as shown in FIG.
  • the short circuit determination signal Sd remains at the low level.
  • the welding voltage Vw rapidly decreases to a short circuit voltage value of approximately 0 V as shown in FIG.
  • the short circuit determination signal Sd changes to the high level.
  • the feed speed Fw changes with a slope from the forward feed speed to the reverse feed peak value Frp determined by the reverse feed peak value setting signal Frr. This reverse feed period continues until the arc 3 is regenerated at time t5.
  • the welding current Iw gradually increases as shown in FIG. 5C, and the welding voltage Vw remains at the short-circuit voltage value as shown in FIG.
  • the welding voltage Vw is several tens of volts as shown in FIG. Since it rapidly increases to the arc voltage value, the short circuit determination signal Sd changes to the Low level as shown in FIG.
  • the feed speed Fw changes with a slope from the reverse feed peak value Frp to the forward feed peak value Fs determined by the forward feed peak value setting signal Fsr. .
  • This normal feeding period continues until a short circuit occurs again at time t6.
  • the welding current Iw gradually decreases as shown in FIG.
  • the feed speed Fw during the steady welding period has a waveform that changes in a substantially trapezoidal shape in a positive and negative manner, and its average value is a positive value. Accordingly, the welding wire 1 is fed forward on average.
  • a pulse period for supplying a plurality of pulse currents is provided, and then normal / reverse feed control is started from the normal feed period of the welding wire.
  • a pulse current at the time of arc start heat input to the base material can be increased.
  • the bead of a welding start part can be made into a flat shape, and the familiarity of a toe part can be made favorable.
  • switching from the pulse period to the forward / reverse feed control is started from the forward feed period. Thereby, it can switch smoothly, without a welding state becoming unstable.
  • the welding wire is fed forward during the pulse period. Thereby, the welding state during a pulse period can be stabilized.
  • the pulse period is set to a predetermined period or a period in which the cycle of the pulse current is a predetermined number of times.
  • the amount of heat input to the welding start part can be set to an appropriate value.
  • the bead of the welding start part and the steady welding part can be made into substantially the same shape, and the welding quality can be improved.
  • the normal feed speed of the welding wire is set so that the arc period is continuous during the pulse period.
  • the normal feed speed is changed based on the time length of the pulse period and / or the welding voltage value.
  • the arc length increases with increasing pulse duration. Therefore, the arc length can be maintained at an appropriate value by increasing the normal feed speed as the time length of the pulse period becomes longer. Further, since the arc length can be detected by the welding voltage, the arc length can be maintained at an appropriate value by changing the normal feed speed according to the welding voltage. As a result, it is possible to suppress the welding state from becoming unstable during the pulse period.
  • the invention of the second embodiment includes a push-side feed motor that performs forward feed control in addition to the pull-side feed motor that performs forward / reverse feed control of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram of a welding power source for carrying out the arc start control method for forward / reverse feed arc welding according to Embodiment 2 of the present invention.
  • This figure corresponds to FIG. 1 described above, and the same reference numerals are given to the same blocks and their description will not be repeated.
  • This figure is obtained by adding a push-side feed motor WM2, a steady feed speed setting circuit FCR, an acceleration period setting circuit TUR, a second feed speed setting circuit FR2, and a second feed control circuit FC2 to FIG. .
  • WM2 push-side feed motor
  • FCR steady feed speed setting circuit
  • TUR acceleration period setting circuit
  • FR2 second feed speed setting circuit
  • FC2 second feed control circuit
  • the feed motor WM in FIG. 1 is a pull-side feed motor in the figure, and is installed on the downstream side of the feed system.
  • the forward / reverse feed control for the pull-side feed motor WM is the same as in the first embodiment.
  • a push-side feeding motor WM2 is newly installed on the upstream side of the feeding system. This push-side feed motor WM2 is forward-feed controlled by a second feed control signal Fc2 described later.
  • the steady feeding speed setting circuit FCR outputs a predetermined steady feeding speed setting signal Fcr.
  • the value of the steady feeding speed setting signal Fcr is set to be substantially the same value as the average value during the steady welding period of the feeding speed setting signal Fr to the pull-side feeding motor WM.
  • the acceleration period setting circuit TUR outputs a predetermined acceleration period setting signal Tur.
  • the value of the acceleration period setting signal Tur is set to a value larger than the value of the pulse period setting signal Tpr. That is, the pulse period Tp ⁇ the acceleration period Tu.
  • the second feed speed setting circuit FR2 receives the welding start signal St, the pulse period timer signal Stp, the acceleration period setting signal Tur, and the steady feed speed setting signal Fcr, and will be described later with reference to FIG.
  • the second feeding speed setting signal Fr2 is output.
  • the second feed control circuit FC2 receives the second feed speed setting signal Fr2 and rotates the push side feed motor WM2 at a feed speed corresponding to the value of the second feed speed setting signal Fr2.
  • the second feed control signal Fc2 for causing the second feed control signal Fc2 is output to the push-side feed motor WM2.
  • FIG. 4 is a timing chart of each signal in the welding power source of FIG. 3, showing an arc start control method of forward / reverse feed arc welding according to Embodiment 2 of the present invention.
  • A shows the time change of the welding start signal St
  • B shows the time change of the feed speed Fw on the pull side
  • C shows the time change of the welding current Iw
  • D shows the time change of the welding voltage Vw
  • E shows the time change of the current conduction determination signal Cd
  • (F) shows the time change of the short circuit determination signal Sd.
  • G shows the time change of the pulse period timer signal Stp
  • (H) shows the time change of the push-side feed speed Fw2. This figure corresponds to FIG.
  • the pull-side feed speed Fw is set to a positive value determined in advance from 0 as shown in FIG.
  • the push-side feed speed Fw2 changes from 0 to a second positive slowdown speed having a predetermined positive value, and the welding wire is slow. It will be sent forward.
  • the slowdown speed and the second slowdown speed are set to substantially the same value.
  • the current energization determination signal Cd changes to the high level as shown in FIG.
  • the pull-side feed speed Fw is rapidly accelerated to a predetermined forward feed speed Fp.
  • the push-side feed speed Fw2 is gradually accelerated and converges to the steady feed speed determined by the steady feed speed setting signal Fcr at time t51 between times t5 and t6. To do.
  • the acceleration period of the pull-side feed speed Fw is set to be shorter than the acceleration period Tu of the push-side feed speed Fw2.
  • the acceleration period of the pull-side feed speed Fw is set to about 0.5 to 5 ms.
  • the acceleration period Tu of the push-side feed speed Fw2 is set to about 20 to 100 ms by the acceleration period setting signal Tur.
  • Acceleration period Tu of push-side feed speed Fw2 is preferably set to a period longer than pulse period Tp. In this way, the transition from the pulse period Tp to the steady welding period becomes smooth, and the welding quality is further improved.
  • Embodiment 2 described above, a pull-side feed motor that performs forward / reverse feed control and a push-side feed motor that performs forward / feed control are provided, and the pull-side feed motor at the start of the pulse period
  • the acceleration period is set to a period shorter than the acceleration period of the push-side feeding motor.
  • the acceleration period of the push-side feeding motor at the start of the pulse period is set to a period longer than the pulse period.
  • the quality of the weld bead at the welding start portion can be improved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

送給速度の正送期間と逆送期間とを交互に切り換える正逆送給アーク溶接において、溶接開始部のビード外観を良好にする。溶接ワイヤの送給速度Fwを正送期間と逆送期間とに交互に切り換える正逆送給制御を行って、短絡期間とアーク期間とを発生させて溶接する正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法において、アークスタート時は複数回のパルス電流を通電するパルス期間Tpを設け、その後に溶接ワイヤの正送期間から正逆送給制御を開始する。パルス期間Tp中は、アーク期間が連続するように溶接ワイヤの正送速度Fpを設定する。また、パルス期間Tp中は、パルス期間Tpの時間長さ及び/又は溶接電圧Vwの値に基づいて正送速度Fpを変化させる。

Description

正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法
 本発明は、溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換える正逆送給制御を行って、短絡期間とアーク期間とを発生させて溶接する正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法に関するものである。
 一般的な消耗電極式アーク溶接では、消耗電極である溶接ワイヤを一定速度で送給し、溶接ワイヤと母材との間にアークを発生させて溶接が行なわれる。消耗電極式アーク溶接では、溶接ワイヤと母材とが短絡期間とアーク期間とを交互に繰り返す溶接状態になることが多い。
 溶接品質をさらに向上させるために、溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換える正逆送給制御を行って溶接する方法が慣用されている。
 この正逆送給アーク溶接方法においては、アークスタート時に溶接ワイヤを正送し、溶接ワイヤが母材と接触して溶接電流が通電した後に、溶接ワイヤの逆送期間から正逆送給制御を行って溶接を開始する(例えば、特許文献1参照)。
国際公開WO2016/039113号公報
 正逆送給アーク溶接方法では、定常溶接期間中は安定した溶接を行うことができる。しかし、正逆送給アーク溶接方法では、正送送給のみを行う通常のアーク溶接方法に比べて、溶接開始部のビード外観が劣るという問題がある。これは、溶接開始時のビード外観が凸形状となり、ビードと母材との止端部のなじみが悪くなる傾向がある。母材の材質がアルミニウム材であるときは、この問題が顕著となる。
 そこで、本発明では、正逆送給アーク溶接方法において、溶接開始部の溶接ビードの品質を良好にすることができる正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法を提供することを目的とする。
 上述した課題を解決するために、本開示の正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法は、
溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換える正逆送給制御を行って、短絡期間とアーク期間とを発生させて溶接する正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法において、
 アークスタート時は複数回のパルス電流を通電するパルス期間を設け、その後に溶接ワイヤの前記正送期間から前記正逆送給制御を開始する、
ことを特徴とするものである。
 本開示の正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法は、前記パルス期間中は、前記溶接ワイヤを正送する、
ことを特徴とするものである。
 本開示の正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法は、前記パルス期間を、予め定めた期間又は前記パルス電流の周期が所定回数となる期間に設定する、
ことを特徴とするものである。
 本開示の正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法は、前記パルス期間中は、前記アーク期間が連続するように前記正送の速度を設定する、
ことを特徴とするものである。
 本開示の正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法は、前記パルス期間中は、前記パルス期間の時間長さ及び/又は溶接電圧値に基づいて前記正送の速度を変化させる、
ことを特徴とするものである。
 本開示の正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法は、前記正逆送給制御を行うプル側送給モータと、正送送給制御を行うプッシュ側送給モータとを備え、
前記パルス期間の開始時における前記プル側送給モータの加速期間は前記プッシュ側送給モータの加速期間よりも短い期間である、
ことを特徴とするものである。
 本開示の正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法は、前記パルス期間の開始時における前記プッシュ側送給モータの前記加速期間を前記パルス期間よりも長い期間に設定する、
ことを特徴とするものである。
 本発明によれば、正逆送給アーク溶接方法において、溶接開始部の溶接ビードの品質を良好にすることができる。
本発明の実施の形態1に係る正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。 本発明の実施の形態1に係る正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法を示す、図1の溶接電源における各信号のタイミングチャートである。 本発明の実施の形態2に係る正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。 本発明の実施の形態2に係る正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法を示す、図3の溶接電源における各信号のタイミングチャートである。
 以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
[実施の形態1]
 図1は、本発明の実施の形態1に係る正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。
 電源主回路PMは、3相200V等の商用電源(図示は省略)を入力として、後述する駆動信号Dvに従ってインバータ制御等による出力制御を行い、出力電圧Eを出力する。この電源主回路PMは、図示は省略するが、商用電源を整流する1次整流器、整流された直流を平滑する平滑コンデンサ、平滑された直流を高周波交流に変換する上記の駆動信号Dvによって駆動されるインバータ回路、高周波交流を溶接に適した電圧値に降圧する高周波変圧器、降圧された高周波交流を直流に整流する2次整流器を備えている。
 リアクトルWLは、上記の出力電圧Eを平滑する。このリアクトルWLのインダクタンス値は、例えば100μHである。
 送給モータWMは、後述する送給制御信号Fcを入力として、正送と逆送とを交互に切り換えて溶接ワイヤ1を送給速度Fwで送給する。送給モータWMには、過渡応答性の速いモータが使用される。溶接ワイヤ1の送給速度Fwの変化率及び送給方向の反転を速くするために、送給モータWMは溶接トーチ4の先端の近くに設置される場合がある。
 溶接ワイヤ1は、上記の送給モータWMに結合された送給ロール5の回転によって溶接トーチ4内を送給されて、母材2との間にアーク3が発生する。溶接トーチ4内の給電チップ(図示は省略)と母材2との間には溶接電圧Vwが印加し、溶接電流Iwが通電する。
 出力電圧設定回路ERは、予め定めた出力電圧設定信号Erを出力する。出力電圧検出回路EDは、上記の出力電圧Eを検出し平滑して、出力電圧検出信号Edを出力する。
 電圧誤差増幅回路EVは、上記の出力電圧設定信号Er及び上記の出力電圧検出信号Edを入力として、出力電圧設定信号Er(+)と出力電圧検出信号Ed(-)との誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Evを出力する。この回路によって、溶接電源は定電圧制御される。
 電流検出回路IDは、上記の溶接電流Iwを検出して、電流検出信号Idを出力する。
 電流通電判別回路CDは、上記の電流検出信号Idを入力として、この値がしきい値(10A程度)以上のときは溶接電流Iwが通電していると判別してHighレベルとなる電流通電判別信号Cdを出力する。
 パルス電流設定回路IPRは、上記の電流通電判別信号Cdを入力として、電流通電判別信号CdがHighレベルに変化すると、予め定めたピーク期間中は予め定めたピーク電流値となり、続けて予め定めたベース期間中は予め定めたベース電流値となり、その後はピーク期間とベース期間とを繰り返してパルス電流設定信号Iprを出力する。
 電流誤差増幅回路EIは、上記のパルス電流設定信号Ipr及び上記の電流検出信号Idを入力として、パルス電流設定信号Ipr(+)と電流検出信号Id(-)との誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Eiを出力する。この回路によって、パルス期間中は溶接電源は定電流制御される。
 パルス期間設定回路TPRは、予め定めたパルス期間設定信号Tprを出力する。このパルス期間設定信号Tprは、所定期間に設定しても良いし、パルス電流の周期が所定回数となる期間として設定しても良い。
 パルス期間タイマ回路STPは、上記の電流通電判別信号Cd及び上記のパルス期間設定信号Tprを入力として、電流通電判別信号CdがHighレベル(通電)に変化した時点からパルス期間設定信号Tprによって定まるパルス期間Tp中はHighレベルとなるパルス期間タイマ信号Stpを出力する。
 電源特性切換回路SWは、上記の電流誤差増幅信号Ei、上記の電圧誤差増幅信号Ev及び上記のパルス期間タイマ信号Stpを入力として、パルス期間タイマ信号StpがHighレベルとなるパルス期間Tp中は電流誤差増幅信号Eiを誤差増幅信号Eaとして出力し、パルス期間タイマ信号StpがLowレベルとなる定常溶接期間中は電圧誤差増幅信号Evを誤差増幅信号Eaとして出力する。この回路によって、パルス期間Tp中は溶接電源は定電流制御され、定常溶接期間中は定電圧制御される。
 電圧検出回路VDは、上記の溶接電圧Vwを検出して、電圧検出信号Vdを出力する。短絡判別回路SDは、上記の電圧検出信号Vdを入力として、この値が短絡判別値(10V程度)未満のときは短絡期間であると判別してHighレベルとなり、以上のときはアーク期間であると判別してLowレベルとなる短絡判別信号Sdを出力する。
 溶接開始回路STは、溶接電源を起動するときにHighレベルとなる溶接開始信号Stを出力する。この溶接開始回路STは、溶接トーチ4の起動スイッチ、溶接工程を制御するプログラマブル・ロジック・コントローラ、ロボット制御装置等が相当する。
 駆動回路DVは、上記の誤差増幅信号Ea及び上記の溶接開始信号Stを入力として、溶接開始信号StがHighレベル(溶接開始)のときは誤差増幅信号Eaに基づいてPWM変調制御を行い、上記の電源主回路PM内のインバータ回路を駆動するための駆動信号Dvを出力する。
 パルス期間正送速度設定回路FPRは、上記のパルス期間設定信号Tpr及び上記の電圧検出信号Vdを入力として、両値を入力とする予め定めた関数に基づいて算出されたパルス期間正送速度設定信号Fprを出力する。この関数は、例えば以下のように設定される。パルス期間設定信号Tprの値によってFprの初期値が設定される。さらに、パルス期間Tp中の電圧検出信号Vdの平均値(平滑値)に基づいて初期値から修正される。パルス期間設定信号Tprの値が大きいほど(パルス期間Tpが長いほど)、初期値は大きくなる。また、電圧検出信号Vdの平均値が大きくなるほど、Fprの値は大きくなる。パルス期間設定信号Tpr又は電圧検出信号Vdの一方によってFprの値が変化するようにしても良い。
 正送ピーク値設定回路FSRは、予め定めた正送ピーク値設定信号Fsrを出力する。逆送ピーク値設定回路FRRは、予め定めた逆送ピーク値設定信号Frrを出力する。
 送給速度設定回路FRは、上記のパルス期間正送速度設定信号Fpr、上記の正送ピーク値設定信号Fsr、上記の逆送ピーク値設定信号Frr、上記のパルス期間タイマ信号Stp及び上記の短絡判別信号Sdを入力として、図2で後述する処理を行い送給速度設定信号Frを出力する。
 送給制御回路FCは、上記の送給速度設定信号Frを入力として、送給速度設定信号Frの値に相当する送給速度Fwで溶接ワイヤ1を送給するための送給制御信号Fcを上記の送給モータWMに出力する。
 図2は、本発明の実施の形態1に係る正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法を示す、図1の溶接電源における各信号のタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Stの時間変化を示し、同図(B)は送給速度Fwの時間変化を示し、同図(C)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(D)は溶接電圧Vwの時間変化を示し、同図(E)は電流通電判別信号Cdの時間変化を示し、同図(F)は短絡判別信号Sdの時間変化を示し、同図(G)はパルス期間タイマ信号Stpの時間変化を示す。以下、同図を参照してアークスタート時における各信号の動作について説明する。
 同図(B)に示すように、送給速度Fwは、0よりも上側が正送期間となり、下側が逆送期間となる。正送とは溶接ワイヤ1を母材2に近づける方向に送給することであり、逆送とは母材2から離反する方向に送給することである。
 時刻t1において、同図(A)に示すように、溶接開始信号StがHighレベル(溶接開始)に変化すると、同図(B)に示すように、送給速度Fwは0から予め定めた正の値のスローダウン速度に変化し、溶接ワイヤ1は正送される。このスローダウン速度は、1~2m/min程度の小さな値に設定される。同時に、時刻t1において、溶接電源が起動されるので、同図(D)に示すように、溶接電圧Vwは最大出力電圧値の無負荷電圧値になる。同図(C)に示すように、溶接電流Iwは通電していないので0Aとなる。
 時刻t2において、上記の正送によって溶接ワイヤ1が母材2と接触すると、溶接電流Iwが通電してアーク3が発生する。同図(D)に示すように、溶接電圧Vwは数Vの短絡電圧値に急減し、溶接電圧Vwの値が予め定めた短絡判別値(10V程度)未満になるので、同図(F)に示すように、短絡判別信号SdがHighレベル(短絡)に変化する。直後に短絡が解除されてアーク3が発生するので、短絡判別信号SdはLowレベルに変化する。同時に、時刻t2において、同図(C)に示すように、溶接電流Iwが通電を開始し、同図(E)に示すように、電流通電判別信号CdがHighレベル(通電)に変化する。これに応動して、同図(G)に示すように、パルス期間タイマ信号StpがHighレベルに変化し、それからパルス期間設定信号Tprによって定まる時刻t2~t3のパルス期間Tp中はHighレベルを維持する。
 パルス期間Tp中は、同図(C)に示すように、パルス電流設定信号Iprによって定まるパルス電流が通電する。パルス電流は、予め定めたピーク電流値となる予め定めたピーク期間と、予め定めたベース電流値となる予め定めたベース期間とを1周期として繰り返す波形となる。同図(D)に示すように、溶接電圧Vwは、アーク長に比例したパルス波形となる。パルス期間Tpは、予め定めた期間又はパルス電流の周期が所定回数となる期間に設定される。パルス電流の波形パラメータ(ピーク電流値、ピーク期間、ベース電流値、ベース期間)及びパルス期間Tpは、溶接開始部の溶接ビードの止端部のなじみが良く、平坦な形状となる値に設定される。例えば母材2の材質がアルミニウム材のときは、ピーク電流値=350A、ピーク期間=1.5ms、ベース電流値=50A、ベース期間=1.5ms、パルス期間Tp=10~50msに設定される。
 パルス期間Tp中は、同図(B)に示すように、送給速度Fwは、パルス期間正送速度設定信号Fprによって定まる正送速度Fpとなる。正送速度Fpは、パルス期間中アーク期間が連続するように設定される。例えば、正送速度Fp=10m/minに設定される。
 また、正送速度Fpは、パルス期間Tpの時間長さ及び/又は溶接電圧Vwに基づいて変化するようにしても良い。これは、パルス期間Tpが長くなるのに伴いアーク長が長くなるために、正送速度Fpを速くしてアーク長が長くなることを抑制するためである。溶接電圧Vwの平均値はアーク長と比例するために、溶接電圧Vwによってアーク長を検出し、アーク長が長くなったときは正送速度Fpを速くしてアーク長が長くなることを抑制している。アーク長が長くなると、シールド状態が不十分になりアーク状態が不安定になる。さらに、アーク長が長くなると、スマット(すす)が多く発生し、ビード外観が悪くなる。
 時刻t3において、同図(G)に示すように、パルス期間タイマ信号StpがLowレベルに変化すると、パルス期間Tpが終了して、定常溶接期間に入る。定常溶接期間は、正送期間から開始し、正送期間は時刻t4に短絡が発生すると終了する。時刻t3~t4の正送期間中は、同図(B)に示すように、予め定めた正送速度で溶接ワイヤを正送する。この正送速度は、上述したパルス期間Tp中の正送速度Fp及び後述する正送ピーク値Fsとは独立して設定され、同一値又は異なる値に設定される。同図(C)に示すように、アーク電流が通電し、同図(D)に示すように、アーク電圧が印加する。同図(F)に示すように、この期間中はアーク期間となるので、短絡判別信号SdはLowレベルのままである。
 時刻t4において、溶接ワイヤの正送によって短絡が発生すると、同図(D)に示すように、溶接電圧Vwはほぼ0Vの短絡電圧値に急減するので、同図(F)に示すように、短絡判別信号SdはHighレベルに変化する。これに応動して、同図(B)に示すように、送給速度Fwは、正送速度から逆送ピーク値設定信号Frrによって定まる逆送ピーク値Frpまで傾斜を有して変化する。この逆送期間は、時刻t5にアーク3が再発生するまで継続する。時刻t4~t5の短絡期間中は、同図(C)に示すように、溶接電流Iwは次第に増加し、同図(D)に示すように、溶接電圧Vwは短絡電圧値のままとなる。
 時刻t5において、溶接電流Iwの通電によるピンチ力及び溶接ワイヤの逆送によって溶滴が移行してアーク3が再発生すると、同図(D)に示すように、溶接電圧Vwは数十Vのアーク電圧値に急増するので、同図(F)に示すように、短絡判別信号SdはLowレベルに変化する。これに応動して、同図(B)に示すように、送給速度Fwは、逆送ピーク値Frpから正送ピーク値設定信号Fsrによって定まる正送ピーク値Fsまで傾斜を有して変化する。この正送期間は、時刻t6に短絡が再発生するまで継続する。時刻t5~t6のアーク期間中は、同図(C)に示すように、溶接電流Iwは次第に減少し、同図(D)に示すように、溶接電圧Vwはアーク電圧値となる。これ以降は、時刻t4~t6の正逆送給アーク溶接を繰り返す。定常溶接期間中の送給速度Fwは、正負に略台形波状に変化する波形となり、その平均値は正の値となる。したがって、溶接ワイヤ1は平均的には正送される。
 以下、上述した実施の形態1の作用効果について説明する。実施の形態1によれば、アークスタート時は複数回のパルス電流を通電するパルス期間を設け、その後に溶接ワイヤの正送期間から正逆送給制御を開始する。アークスタート時にパルス電流を通電することによって母材への入熱を大きくすることができる。このために、溶接開始部のビードを平坦形状にし、止端部のなじみを良好にすることができる。さらに、実施の形態1によれば、パルス期間から正逆送給制御への切り換えを正送期間から開始する。これにより、溶接状態が不安定になることなく円滑に切り換えることができる。
 さらに好ましくは、実施の形態1において、パルス期間中は、溶接ワイヤを正送する。これにより、パルス期間中の溶接状態を安定化することができる。
 さらに好ましくは、実施の形態1において、パルス期間を、予め定めた期間又はパルス電流の周期が所定回数となる期間に設定する。これにより、溶接開始部への入熱量を適正値に設定することができる。この結果、溶接開始部と定常溶接部のビードを略同一形状にすることができ、溶接品質を向上させることができる。
 さらに好ましくは、実施の形態1において、パルス期間中は、アーク期間が連続するように溶接ワイヤの正送速度を設定する。これにより、パルス期間中には短絡がほとんど発生しないために、パルス期間における母材への入熱量を正確に制御することができる。この結果、溶接開始部のビード形状のばらつきを抑制することができる。
 さらに好ましくは、実施の形態1において、パルス期間中は、パルス期間の時間長さ及び/又は溶接電圧値に基づいて正送速度を変化させる。パルス期間が長くなるのに伴いアーク長が長くなる。したがって、パルス期間の時間長さが長くなるほど、正送速度を速くすることによってアーク長を適正値に維持することができる。また、溶接電圧によってアーク長を検出することができるので、溶接電圧に応じて正送速度を変化させることによって、アーク長を適正値に維持することができる。この結果、パルス期間中に溶接状態が不安定になることを抑制することができる。
[実施の形態2]
 実施の形態2の発明は、実施の形態1の正逆送給制御を行うプル側送給モータに加えて正送送給制御を行うプッシュ側送給モータを備える。
 図3は、本発明の実施の形態2に係る正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。同図は上述した図1と対応しており、同一のブロックには同一符号を付してそれらの説明は繰り返さない。同図は、図1にプッシュ側送給モータWM2、定常送給速度設定回路FCR、加速期間設定回路TUR、第2送給速度設定回路FR2及び第2送給制御回路FC2を追加したものである。以下、同図を参照してこれらのブロックについて説明する。
 図1の送給モータWMが同図ではプル側送給モータとなり、送給系の下流側に設置されている。このプル側送給モータWMに対する正逆送給制御については実施の形態1と同一である。プッシュ側送給モータWM2が新たに送給系の上流側に設置されている。このプッシュ側送給モータWM2は、後述する第2送給制御信号Fc2によって正送送給制御される。
 定常送給速度設定回路FCRは、予め定めた定常送給速度設定信号Fcrを出力する。この定常送給速度設定信号Fcrの値は、プル側送給モータWMへの送給速度設定信号Frの定常溶接期間中の平均値と略同一値に設定される。
 加速期間設定回路TURは、予め定めた加速期間設定信号Turを出力する。この加速期間設定信号Turの値は、パルス期間設定信号Tprの値よりも大きな値に設定される。すなわち、パルス期間Tp<加速期間Tuとなる。
 第2送給速度設定回路FR2は、上記の溶接開始信号St、上記のパルス期間タイマ信号Stp、上記の加速期間設定信号Tur及び上記の定常送給速度設定信号Fcrを入力として、図4で後述する処理を行い、第2送給速度設定信号Fr2を出力する。
 第2送給制御回路FC2は、上記の第2送給速度設定信号Fr2を入力として、第2送給速度設定信号Fr2の値に相当する送給速度で上記のプッシュ側送給モータWM2を回転させるための第2送給制御信号Fc2を上記のプッシュ側送給モータWM2に出力する。
 図4は、本発明の実施の形態2に係る正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法を示す、図3の溶接電源における各信号のタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Stの時間変化を示し、同図(B)はプル側の送給速度Fwの時間変化を示し、同図(C)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(D)は溶接電圧Vwの時間変化を示し、同図(E)は電流通電判別信号Cdの時間変化を示し、同図(F)は短絡判別信号Sdの時間変化を示し、同図(G)はパルス期間タイマ信号Stpの時間変化を示し、同図(H)はプッシュ側送給速度Fw2の時間変化を示す。同図は上述した図2と対応しており、図2に同図(H)に示すプッシュ側送給速度Fw2を追加したものである。このプッシュ側送給速度Fw2以外の各信号の動作は図2と同一であるので、説明は繰り返さない。以下、同図を参照して、溶接開始時におけるプッシュ側送給速度Fw2の動作について説明する。
 時刻t1において、同図(A)に示す溶接開始信号StがHighレベル(溶接開始)に変化すると、同図(B)に示すように、プル側送給速度Fwは0から予め定めた正の値のスローダウン速度に変化し、同図(H)に示すように、プッシュ側送給速度Fw2は0から予め定めた正の値の第2スローダウン速度に変化し、溶接ワイヤは遅い速度で正送される。スローダウン速度と第2スローダウン速度とは略同一値に設定される。
 時刻t2において、溶接ワイヤ1が母材2と接触して溶接電流Iwが通電し、アーク3が発生すると、同図(E)に示すように、電流通電判別信号CdがHighレベルに変化する。これに応動して、同図(B)に示すように、プル側送給速度Fwは予め定めた正送速度Fpまで急速に加速される。一方、同図(H)に示すように、プッシュ側送給速度Fw2は緩やかに加速されて、時刻t5~t6の間の時刻t51において定常送給速度設定信号Fcrによって定まる定常送給速度に収束する。
 プル側送給速度Fwの加速期間はプッシュ側送給速度Fw2の加速期間Tuよりも短い時間に設定される。プル側送給速度Fwの加速期間は0.5~5ms程度に設定される。プッシュ側送給速度Fw2の加速期間Tuは加速期間設定信号Turによって20~100ms程度に設定される。このようにすることによって、時刻t2にアークが発生してからアーク長が適正値となる状態への移行が円滑になる。このために、アークスタート時のスパッタ発生を少なくすることができる。
 プッシュ側送給速度Fw2の加速期間Tuは、パルス期間Tpよりも長い期間に設定することが好ましい。このようにすると、パルス期間Tpから定常溶接期間への移行が円滑になり、溶接品質がより向上する。
 上述した実施の形態2においては、正逆送給制御を行うプル側送給モータと、正送送給制御を行うプッシュ側送給モータとを備え、パルス期間の開始時におけるプル側送給モータの加速期間はプッシュ側送給モータの加速期間よりも短い期間に設定される。これにより、実施の形態2は、実施の形態1の効果に加えて、アークスタート時のスパッタ発生をより少なくすることができる。
 さらに好ましくは、実施の形態2において、パルス期間の開始時におけるプッシュ側送給モータの加速期間をパルス期間よりも長い期間に設定する。これにより、実施の形態2では、パルス期間から定常溶接期間への移行をより円滑にすることができる。
 本発明によれば、正逆送給アーク溶接方法において、溶接開始部の溶接ビードの品質を良好にすることができる。
 本出願は、2017年1月16日出願の日本特許出願(特願2017-004913)に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。
1            溶接ワイヤ
2            母材
3            アーク
4            溶接トーチ
5            送給ロール
CD          電流通電判別回路
Cd          電流通電判別信号
DV          駆動回路
Dv          駆動信号
E            出力電圧
Ea          誤差増幅信号
ED          出力電圧検出回路
Ed          出力電圧検出信号
EI          電流誤差増幅回路
Ei          電流誤差増幅信号
ER          出力電圧設定回路
Er          出力電圧設定信号
EV          電圧誤差増幅回路
Ev          電圧誤差増幅信号
FC          送給制御回路
Fc          送給制御信号
FC2        第2送給制御回路
Fc2          第2送給制御信号
FCR        定常送給速度設定回路
Fcr          定常送給速度設定信号
Fp          正送速度
FPR        パルス期間正送速度設定回路
Fpr          パルス期間正送速度設定信号
FR          送給速度設定回路
Fr          送給速度設定信号
FR2        第2送給速度設定回路
Fr2          第2送給速度設定信号
Frp          逆送ピーク値
FRR        逆送ピーク値設定回路
Frr          逆送ピーク値設定信号
Fs          正送ピーク値
FSR        正送ピーク値設定回路
Fsr          正送ピーク値設定信号
Fw          送給速度/プル側送給速度
Fw2          プッシュ側送給速度
ID          電流検出回路
Id          電流検出信号
IPR        パルス電流設定回路
Ipr          パルス電流設定信号
Iw          溶接電流
PM          電源主回路
SD          短絡判別回路
Sd          短絡判別信号
ST          溶接開始回路
St          溶接開始信号
STP        パルス期間タイマ回路
Stp          パルス期間タイマ信号
SW          電源特性切換回路
Tp          パルス期間
TPR        パルス期間設定回路
Tpr          パルス期間設定信号
Tu          加速期間
TUR        加速期間設定回路
Tur          加速期間設定信号
VD          電圧検出回路
Vd          電圧検出信号
Vw          溶接電圧
WL          リアクトル
WM          送給モータ/プル側送給モータ
WM2        プッシュ側送給モータ

Claims (7)

  1.  溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換える正逆送給制御を行って、短絡期間とアーク期間とを発生させて溶接する正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法において、
     アークスタート時は複数回のパルス電流を通電するパルス期間を設け、その後に溶接ワイヤの前記正送期間から前記正逆送給制御を開始する、
    正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法。
  2.  前記パルス期間中は、前記溶接ワイヤを正送する、
    請求項1に記載の正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法。
  3.  前記パルス期間を、予め定めた期間又は前記パルス電流の周期が所定回数となる期間に設定する、
    請求項1又は2に記載の正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法。
  4.  前記パルス期間中は、前記アーク期間が連続するように前記正送の速度を設定する、
    請求項2~3のいずれか1項に記載の正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法。
  5.  前記パルス期間中は、前記パルス期間の時間長さ及び/又は溶接電圧値に基づいて前記正送の速度を変化させる、
    請求項2~4のいずれか1項に記載の正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法。
  6.  前記正逆送給制御を行うプル側送給モータと、正送送給制御を行うプッシュ側送給モータとを備え、
    前記パルス期間の開始時における前記プル側送給モータの加速期間は前記プッシュ側送給モータの加速期間よりも短い期間である、
    請求項2~5のいずれか1項に記載の正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法。
  7.  前記パルス期間の開始時における前記プッシュ側送給モータの前記加速期間を前記パルス期間よりも長い期間に設定する、
    請求項6に記載の正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法。
PCT/JP2017/044077 2017-01-16 2017-12-07 正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法 Ceased WO2018131345A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018561859A JP7017291B2 (ja) 2017-01-16 2017-12-07 正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法
FIEP17890890.1T FI3569340T3 (fi) 2017-01-16 2017-12-07 Kaaren alkamisen ohjausmenetelmä eteen- ja taaksepäinsyöttökaarihitsausta varten
CN201780076098.0A CN110049842B (zh) 2017-01-16 2017-12-07 正反向进给电弧焊接的起弧控制方法
EP17890890.1A EP3569340B1 (en) 2017-01-16 2017-12-07 Arc start control method for forward and reverse feeding arc welding
US16/477,706 US11364561B2 (en) 2017-01-16 2017-12-07 Arc start control method for forward and reverse feed arc welding

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017004913 2017-01-16
JP2017-004913 2017-01-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018131345A1 true WO2018131345A1 (ja) 2018-07-19

Family

ID=62839962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/044077 Ceased WO2018131345A1 (ja) 2017-01-16 2017-12-07 正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11364561B2 (ja)
EP (1) EP3569340B1 (ja)
JP (1) JP7017291B2 (ja)
CN (1) CN110049842B (ja)
FI (1) FI3569340T3 (ja)
WO (1) WO2018131345A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023108709A (ja) * 2022-01-26 2023-08-07 株式会社ダイヘン アーク溶接方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12415226B2 (en) * 2019-08-30 2025-09-16 Illinois Tool Works Inc. Methods and apparatus for pulse arc starting phase for welding
JP7309671B2 (ja) * 2020-08-17 2023-07-18 株式会社神戸製鋼所 溶接電源、溶接システム、溶接電源の制御方法及びプログラム
CN115319239A (zh) * 2022-09-01 2022-11-11 欧地希机电(青岛)有限公司 一种波形控制方法、系统以及焊接电源

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013136643A1 (ja) * 2012-03-16 2013-09-19 パナソニック株式会社 アーク溶接制御方法およびアーク溶接装置
WO2016039113A1 (ja) 2014-09-08 2016-03-17 株式会社ダイヘン アーク溶接制御方法
WO2016075871A1 (ja) * 2014-11-11 2016-05-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 アーク溶接の制御方法
WO2016080166A1 (ja) * 2014-11-18 2016-05-26 株式会社ダイヘン アーク溶接制御方法
JP2017004913A (ja) 2015-06-16 2017-01-05 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09271942A (ja) * 1996-04-05 1997-10-21 Daihen Corp パルスmagアーク溶接方法及び溶接装置
US6969823B2 (en) 2002-07-23 2005-11-29 Illinois Tool Works Inc. Method and apparatus for controlling a welding system
AT413953B (de) * 2003-11-25 2006-07-15 Fronius Int Gmbh Verfahren und schaltung zum berührungslosen zünden eines schweisslichtbogens
EP2338628B2 (en) * 2009-07-10 2023-02-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Arc welding control method and arc welding device
US9943923B2 (en) * 2011-05-26 2018-04-17 Victor Equipment Company Method to improve process stabilization
CN104364043B (zh) * 2012-06-18 2017-06-16 松下知识产权经营株式会社 电弧焊接方法以及电弧焊接装置
WO2015178170A1 (ja) 2014-05-19 2015-11-26 株式会社ダイヘン アーク溶接制御方法
JP6695030B2 (ja) * 2014-10-17 2020-05-20 パナソニックIpマネジメント株式会社 アーク溶接の制御方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013136643A1 (ja) * 2012-03-16 2013-09-19 パナソニック株式会社 アーク溶接制御方法およびアーク溶接装置
WO2016039113A1 (ja) 2014-09-08 2016-03-17 株式会社ダイヘン アーク溶接制御方法
WO2016075871A1 (ja) * 2014-11-11 2016-05-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 アーク溶接の制御方法
WO2016080166A1 (ja) * 2014-11-18 2016-05-26 株式会社ダイヘン アーク溶接制御方法
JP2017004913A (ja) 2015-06-16 2017-01-05 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3569340A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023108709A (ja) * 2022-01-26 2023-08-07 株式会社ダイヘン アーク溶接方法
JP7677920B2 (ja) 2022-01-26 2025-05-15 株式会社ダイヘン アーク溶接方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3569340B1 (en) 2024-03-13
CN110049842B (zh) 2021-11-09
CN110049842A (zh) 2019-07-23
FI3569340T3 (fi) 2024-05-14
EP3569340A4 (en) 2021-03-31
US20190358724A1 (en) 2019-11-28
US11364561B2 (en) 2022-06-21
EP3569340A1 (en) 2019-11-20
JPWO2018131345A1 (ja) 2019-11-07
JP7017291B2 (ja) 2022-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6800865B2 (ja) アーク溶接装置およびアーク溶接方法
JP6618150B2 (ja) アーク溶接制御方法
JP2012006020A (ja) アーク溶接制御方法
JP7075705B2 (ja) アーク溶接制御方法
JP6532140B2 (ja) アーク溶接制御方法
JP7017291B2 (ja) 正逆送給アーク溶接のアークスタート制御方法
US10493553B2 (en) Arc welding control method
WO2015125643A1 (ja) アーク溶接電源
JP2017013088A (ja) 正逆送給アーク溶接方法
JP6396162B2 (ja) アーク溶接制御方法
JP7329299B2 (ja) アーク溶接制御方法
JP6593919B2 (ja) 正逆送給交流アーク溶接方法
JP6347721B2 (ja) アーク溶接制御方法
JP2023122461A (ja) アーク溶接制御方法
CN105939811B (zh) 电弧焊接控制方法
CN107073631B (zh) 电弧焊接控制方法
JP2023136337A (ja) アーク溶接制御方法
JP6460821B2 (ja) アーク溶接制御方法
JP2022185997A (ja) パルスアーク溶接電源
KR102190857B1 (ko) 아크 용접 제어 방법
JP6377427B2 (ja) アーク溶接制御方法
JP2016150350A (ja) アーク溶接制御方法
JP2016215256A (ja) 正逆送給アーク溶接方法
JP2024037473A (ja) アーク溶接制御方法
CN116571846A (zh) 电弧焊接控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17890890

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018561859

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2017890890

Country of ref document: EP