JP7620481B2 - Arc welding method and arc welding device - Google Patents
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Description
本発明は、消耗電極式のアーク溶接方法及びアーク溶接装置に関する。 The present invention relates to a consumable electrode arc welding method and arc welding device.
近年、埋もれアーク溶接の実用化が進んでいる。溶接ワイヤを約5~100m/分で送給し、300A以上の大電流を供給することによって、埋もれアーク溶接が実現される。溶接ワイヤの高速送給及び大電流供給を行うと、母材に凹状の溶融池(溶融部分)が形成され、溶接ワイヤの先端部が溶融池に形成された凹状空間(凹状の溶融部分によって囲まれる空間)に進入する。以下、当該凹状空間を埋もれ空間と呼び、埋もれ空間に進入した溶接ワイヤの先端部と、母材又は溶融部分との間に発生するアークを、適宜、埋もれアークと呼ぶ。 In recent years, buried arc welding has come into practical use. Buried arc welding is achieved by feeding the welding wire at approximately 5-100 m/min and supplying a large current of 300 A or more. When the welding wire is fed at high speed and a large current is supplied, a concave molten pool (molten portion) is formed in the base material, and the tip of the welding wire enters a concave space (space surrounded by the concave molten portion) formed in the molten pool. Hereinafter, this concave space will be referred to as the buried space, and the arc generated between the tip of the welding wire that has entered the buried space and the base material or the molten portion will be referred to as the buried arc, as appropriate.
埋もれアーク溶接では埋もれ空間の形状が変動しやすく、その結果溶融池が揺動して溶接が不安定化しやすい。特に埋もれ空間の開口部が縮小する場合には、溶接ワイヤと溶融池の接触短絡や、埋もれ空間内部での圧力上昇に伴う空間膨張に起因する溶融池の揺動が生じ、溶接不安定化の大きな原因となる。 In buried arc welding, the shape of the buried space is prone to change, which can cause the molten pool to oscillate and destabilize the weld. In particular, when the opening of the buried space shrinks, this can cause short-circuiting between the welding wire and the molten pool, or the molten pool to oscillate due to spatial expansion caused by an increase in pressure inside the buried space, which is a major cause of weld instability.
埋もれアークを安定化する技術として、溶接電流の大きさを周期的に変化させる制御が開発されている(例えば、特許文献1)。いくつかの電流の変化パターンが提案されているが、これらは大電流が供給される大電流期間における溶滴移行形態をローテーティング移行にすることで、溶接ワイヤに迫る埋もれ空間の開口部をアークによって押し支え、開口部の縮小を抑制することを主たる狙いとした制御である。 As a technology for stabilizing the buried arc, a control that periodically changes the magnitude of the welding current has been developed (for example, Patent Document 1). Several current change patterns have been proposed, but the main aim of these controls is to make the droplet transfer form a rotating transfer during the high current period when a large current is supplied, so that the arc supports the opening of the buried space approaching the welding wire, thereby suppressing the narrowing of the opening.
しかしながら、太径の溶接ワイヤを用いる場合、あるいは平均溶接電流が小さい場合は、溶滴移行形態がローテーティング移行になりにくく、上述のような溶滴移行形態の遷移が生じない場合がある。つまり、溶接ワイヤに迫る埋もれ空間の開口部をアークによって押し支えることができないことがある。 However, when a thick welding wire is used or when the average welding current is small, the droplet transfer mode is less likely to be a rotating transfer, and the droplet transfer mode transition described above may not occur. In other words, the arc may not be able to support the opening of the buried space approaching the welding wire.
本発明の目的は、溶接電流を周期的に変化させることによって溶融池を安定化させる埋もれアーク溶接において、大電流期間に溶滴移行形態がローテーティング移行にならない場合であっても、埋もれアーク溶接の安定性を向上させることができるアーク溶接方法及びアーク溶接装置を提供することにある。 The object of the present invention is to provide an arc welding method and an arc welding device that can improve the stability of buried arc welding, which stabilizes the molten pool by periodically changing the welding current, even when the droplet transfer mode does not become a rotating transfer during the high current period.
本態様に係るアーク溶接方法は、溶接ワイヤに平均電流300A以上の溶接電流を供給することによって前記溶接ワイヤ及び母材間にアークを発生させ、前記母材に形成された凹状の溶融部分によって囲まれる空間に前記溶接ワイヤの先端部を進入させて前記母材を溶接する消耗電極式のアーク溶接方法であって、前記溶接電流を減少させる電流減少期間と、前記溶接電流を上昇させる電流上昇期間を周期的に繰り返し、更に、前記電流減少期間から前記電流上昇期間に変化する際に、パルス大電流を追加供給する。 The arc welding method according to this embodiment is a consumable electrode type arc welding method in which an arc is generated between the welding wire and the base metal by supplying a welding current of an average current of 300 A or more to the welding wire, and the tip of the welding wire is inserted into a space surrounded by a concave molten portion formed in the base metal to weld the base metal, and a current reduction period in which the welding current is reduced and a current increase period in which the welding current is increased are periodically repeated, and when the current reduction period changes to the current increase period, a pulsed large current is additionally supplied.
本態様にあっては、溶接電流を周期的に変動させることによって、埋もれアーク溶接を安定化させることができる。溶接電流の平均値が大きい大電流期間においては、溶滴移行形態がローテーティング移行となり、溶接ワイヤに迫る埋もれ空間の開口部をアークによって押し支え、開口部の縮小を抑制することができる。
しかし、太径の溶接ワイヤを用いる場合、あるいは平均溶接電流が小さい場合は、大電流期間においても溶滴移行形態がローテーティング移行になりにくく、埋もれ空間の開口部をアークによって押し支えることができないことがある。そこで、本態様にあっては、大電流期間に供給される前記溶接電流よりも大きなパルス大電流を追加供給する。アークの向きは、既にアークプラズマが既に形成されている高電気伝導率領域の中で、溶接ワイヤの先端部と埋もれ空間を形成する溶融池表面の距離が最も小さくなる方向に連続的に移動し、アーク圧力により溶融池を押し支える。パルス大電流が供給されると、アークの広がりが大きくなるため、より広い範囲においてアークの向きが変化できるようになる。つまり、溶接ワイヤ先端に対する埋もれ空間の開口部の接近部分にアークが向きやすくなり、埋もれ空間の開口部をアークで押し支えやすくなり、溶接が安定化する。
また、電流減少期間から電流上昇期間へ変化する際、パルス大電流を追加供給することにより、アークを拡げるために必要な大きなパルス大電流を付与することができる。
In this embodiment, buried arc welding can be stabilized by periodically varying the welding current. During a high current period in which the average value of the welding current is high, the droplet transfer mode becomes a rotating transfer, and the opening of the buried space approaching the welding wire is supported by the arc, thereby suppressing the reduction of the opening.
However, when a large diameter welding wire is used or the average welding current is small, the droplet transfer mode is unlikely to be a rotating transfer even during the high current period, and the opening of the buried space may not be supported by the arc. Therefore, in this embodiment, a pulsed high current larger than the welding current supplied during the high current period is additionally supplied. The direction of the arc moves continuously in the direction in which the distance between the tip of the welding wire and the molten pool surface forming the buried space is minimized in the high electrical conductivity region where the arc plasma has already been formed, and the molten pool is supported by the arc pressure. When a pulsed high current is supplied, the arc spreads more, so that the direction of the arc can be changed over a wider range. In other words, the arc is more likely to be directed toward the portion of the buried space opening close to the tip of the welding wire, and the opening of the buried space is more likely to be supported by the arc, resulting in stable welding.
Furthermore, by additionally supplying a large pulse current when the current decreases and increases, it is possible to apply a large pulse current necessary to expand the arc.
本態様に係るアーク溶接方法は、追加供給される前記パルス大電流の値は、設定電流値の0.7倍以上3倍以下である構成が好ましい。 In the arc welding method according to this embodiment, it is preferable that the value of the additionally supplied pulsed large current is 0.7 to 3 times the set current value.
本態様によれば、パルス大電流の値を設定電流値の0.7倍以上にすることによって、アークを十分に拡げ、埋もれ空間の開口部が溶接ワイヤに接近した場合に、溶接が不安定化する前に接近部分をアークで押し戻し、溶接の不安定化を抑制することができる。パルス大電流の値を設定電流値の0.7倍未満であると、アークが十分に広がらず、溶接ワイヤに対する埋もれ空間の開口部の接近部分にアークが向きにくくなり、溶接不安定化を抑制できなくなる。
また、パルス大電流の値を設定電流値の3倍以下にすることによって、大電流に起因するアーク力によって溶融池が揺動することを避けることができる。パルス大電流の値を設定電流値の3倍より大きくなると、大電流による大きなアーク力が長時間溶融池に作用することで、溶融池の揺動を招き、埋もれアークが不安定化する。
According to this aspect, by setting the value of the pulsed large current to 0.7 times or more the set current value, the arc is sufficiently expanded, and when the opening of the buried space approaches the welding wire, the approaching part is pushed back by the arc before the welding becomes unstable, thereby preventing the welding from becoming unstable. If the value of the pulsed large current is less than 0.7 times the set current value, the arc does not sufficiently expand, and it becomes difficult for the arc to be directed toward the part of the opening of the buried space that is approaching the welding wire, making it impossible to prevent the welding from becoming unstable.
In addition, by setting the value of the pulsed large current to three times or less the set current value, it is possible to prevent the molten pool from fluctuating due to the arc force caused by the large current. If the value of the pulsed large current is set to more than three times the set current value, the large arc force caused by the large current acts on the molten pool for a long period of time, causing the molten pool to fluctuate and the buried arc to become unstable.
本態様に係るアーク溶接方法は、前記パルス大電流を追加供給する時間は、前記電流上昇期間及び前記電流減少期間の変化周期の5%以上20%以下である構成が好ましい。 In the arc welding method according to this aspect, it is preferable that the time for which the pulsed large current is additionally supplied is 5% to 20% of the change cycle of the current increase period and the current decrease period.
本態様によれば、パルス大電流の追加供給時間を溶接電流変化周期の5%以上にすることによって、アークを十分に拡げ、埋もれ空間の開口部が溶接ワイヤに接近した場合に、溶接が不安定化する前に接近部分をアークで押し戻し、溶接の不安定化を抑制することができる。パルス大電流の追加供給時間が溶接電流変化周期の5%未満であると、アークが十分に広がらず、溶接ワイヤに対する埋もれ空間の開口部の接近部分にアークが向きにくくなり、溶接不安定化を抑制できなくなる。
また、パルス大電流の追加供給時間を溶接電流変化周期の20%以下にすることによって、大電流に起因するアーク力によって溶融池が揺動することを避けることができる。パルス大電流の追加供給時間を溶接電流変化周期の20%より大きくなると、大電流による大きなアーク力が長時間溶融池に作用することで、溶融池の揺動を招き、埋もれアークが不安定化する。
According to this aspect, by setting the additional supply time of the pulsed large current to 5% or more of the welding current change cycle, the arc can be sufficiently spread, and when the opening of the buried space approaches the welding wire, the approaching part can be pushed back by the arc before the welding becomes unstable, thereby preventing the welding from becoming unstable. If the additional supply time of the pulsed large current is less than 5% of the welding current change cycle, the arc does not sufficiently spread and the arc is unlikely to be directed toward the part of the opening of the buried space that is approaching the welding wire, making it impossible to prevent the welding from becoming unstable.
In addition, by setting the additional supply time of the large pulsed current to 20% or less of the welding current change period, it is possible to prevent the molten pool from fluctuating due to the arc force caused by the large current. If the additional supply time of the large pulsed current is set to more than 20% of the welding current change period, the large arc force caused by the large current acts on the molten pool for a long period of time, causing the molten pool to fluctuate and the buried arc to become unstable.
本態様に係るアーク溶接方法は、前記溶接ワイヤの径が所定値以上である場合、前記パルス大電流を追加供給し、前記溶接ワイヤの径が前記所定値未満である場合、前記パルス大電流を追加供給しない構成が好ましい。 The arc welding method according to this aspect is preferably configured to supply the large pulse current additionally when the diameter of the welding wire is equal to or greater than a predetermined value, and not supply the large pulse current additionally when the diameter of the welding wire is less than the predetermined value.
本態様によれば、既に安定した状態にあるにもかかわらず、不必要に大電流パルスを追加供給することにより、埋もれアークが不安定化することを避けることができる。 According to this aspect, it is possible to avoid destabilizing the buried arc by unnecessarily supplying additional high current pulses when the buried arc is already in a stable state.
本態様に係るアーク溶接方法は、前記溶接ワイヤの径が1.4mm以上である場合、前記パルス大電流を追加供給する構成が好ましい。 In the arc welding method according to this aspect, if the diameter of the welding wire is 1.4 mm or more, it is preferable to additionally supply the pulsed large current.
本態様によれば、既に安定した状態にあるにもかかわらず、不必要に大電流パルスを追加供給することにより、埋もれアークが不安定化することを避けることができる。 According to this aspect, it is possible to avoid destabilizing the buried arc by unnecessarily supplying additional high current pulses when the buried arc is already in a stable state.
本態様に係るアーク溶接装置は、溶接ワイヤに平均電流300A以上の溶接電流を供給することによって前記溶接ワイヤ及び母材間にアークを発生させる電源部を備え、発生したアークにより前記母材に形成された凹状の溶融部分によって囲まれる空間に前記溶接ワイヤの先端部を進入させて前記母材を溶接する消耗電極式のアーク溶接装置であって、前記電源部は、前記溶接電流を減少させる電流減少期間と、前記溶接電流を上昇させる電流上昇期間を周期的に繰り返し、溶接電流の時間平均を設定電流に対応させる。すなわち、前記電流減少期間の後半から前記電流上昇期間の前半までの期間は小電流期間、前記電流上昇期間の後半から前記電流減少期間の前半までの期間は大電流期間と言い換えることができる。更に、前記電流減少期間から前記電流上昇期間に変化する際に、該設定電流の0.7倍以上3倍以下のパルス大電流を追加供給する。 The arc welding device according to this embodiment is a consumable electrode type arc welding device that includes a power supply unit that generates an arc between the welding wire and the base material by supplying a welding current of an average current of 300A or more to the welding wire, and that welds the base material by inserting the tip of the welding wire into a space surrounded by a concave molten portion formed in the base material by the generated arc, and the power supply unit periodically repeats a current reduction period in which the welding current is reduced and a current increase period in which the welding current is increased, and makes the time average of the welding current correspond to a set current. In other words, the period from the latter half of the current reduction period to the first half of the current increase period can be called a low current period, and the period from the latter half of the current increase period to the first half of the current reduction period can be called a high current period. Furthermore, when changing from the current reduction period to the current increase period, a pulse high current of 0.7 to 3 times the set current is additionally supplied.
本態様によれば、パルス大電流を追加供給することにより、上記アーク溶接方法と同様の原理により、埋もれ空間の開口部の接近部分にアークを向け、埋もれアーク溶接の安定性を向上させることができる。 According to this embodiment, by additionally supplying a large pulsed current, the arc can be directed toward the area approaching the opening of the buried space, using the same principle as the above-mentioned arc welding method, improving the stability of buried arc welding.
本発明によれば、溶接電流を周期的に変化させることによって溶融池を安定化させる埋もれアーク溶接において、大電流期間に溶滴移行形態がローテーティング移行にならない場合であっても、埋もれアーク溶接の安定性を向上させることができる。 According to the present invention, in buried arc welding, which stabilizes the molten pool by periodically changing the welding current, the stability of buried arc welding can be improved even when the droplet transfer mode does not become a rotating transfer during the high current period.
本開示の実施形態に係るアーク溶接方法及びアーク溶接装置を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。 The arc welding method and arc welding apparatus according to the embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. Note that the present disclosure is not limited to these examples, but is intended to include all modifications within the scope of the claims and meaning equivalent to the claims. In addition, at least some of the embodiments described below may be combined in any combination.
以下、本発明をその実施形態を示す図面に基づいて詳述する。
(実施形態1)
図1は、本実施形態1に係る消耗電極式のアーク溶接装置の一構成を示す模式図である。本実施形態1に係るアーク溶接装置は、溶接電源1、トーチ2及びワイヤ送給部3を備える。本実施形態1に係るアーク溶接装置は、溶接電流Iwを周期的に変化させることによって溶融池を安定化させる埋もれアーク溶接において、大電流期間に溶滴移行形態がローテーティング移行にならない場合であっても、電流減少期間から電流上昇期間に変化する際にパルス大電流を追加供給することによって、埋もれアーク溶接の安定性を向上させることを可能にするものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing embodiments thereof.
(Embodiment 1)
1 is a schematic diagram showing one configuration of a consumable electrode type arc welding device according to the present embodiment 1. The arc welding device according to the present embodiment 1 includes a welding power source 1, a torch 2, and a wire feeder 3. In buried arc welding in which the welding current Iw is periodically changed to stabilize the molten pool, the arc welding device according to the present embodiment 1 makes it possible to improve the stability of buried arc welding by additionally supplying a large pulsed current when the current decrease period changes to the current increase period, even if the droplet transfer mode does not become a rotating transfer during the large current period.
トーチ2は、銅合金等の導電性材料からなり、母材4の被溶接部へ溶接ワイヤ5を案内すると共に、アーク7(図4参照)の発生に必要な溶接電流Iwを供給する円筒形状のコンタクトチップを有する。コンタクトチップは、その内部を挿通する溶接ワイヤ5に接触し、溶接電流Iwを溶接ワイヤ5に供給する。また、トーチ2は、コンタクトチップを囲繞する中空円筒形状をなし、被溶接部へシールドガスを噴射するノズルを有する。シールドガスは、アーク7によって溶融した母材4及び溶接ワイヤ5の酸化を防止するためのものである。シールドガスは、例えば炭酸ガス、炭酸ガス及びアルゴンガスの混合ガス、アルゴン等の不活性ガス等である。
The torch 2 is made of a conductive material such as a copper alloy, and has a cylindrical contact tip that guides the
溶接ワイヤ5は、例えばソリッドワイヤであり、その直径は0.9mm以上1.6mm以下であり、消耗電極として機能する。溶接ワイヤ5は、例えば、螺旋状に巻かれた状態でペールパックに収容されたパックワイヤ、あるいはワイヤリールに巻回されたリールワイヤである。
The
ワイヤ送給部3は、溶接ワイヤ5をトーチ2へ送給する送給ローラと、当該送給ローラを回転させるモータとを有する。ワイヤ送給部3は、送給ローラを回転させることによって、ワイヤリールから溶接ワイヤ5を引き出し、引き出された溶接ワイヤ5をトーチ2へ供給する。なお、かかる溶接ワイヤ5の送給方式は一例であり、特に限定されるものでは無い。
The wire feeder 3 has a feed roller that feeds the
溶接電源1は、給電ケーブルを介して、トーチ2のコンタクトチップ及び母材4に接続され、溶接電流Iwを供給する電源部11と、溶接ワイヤ5の送給速度を制御する送給速度制御部12とを備える。なお、電源部11及び送給速度制御部12を別体で構成しても良い。電源部11は、PWM制御された直流電流を出力する電源回路11a、出力電圧設定回路11b、平均電圧設定回路11c、平均電流設定回路11d、周波数設定回路11e、振幅設定回路11f、電圧検出部11g、電流検出部11h及び比較回路11iを備える。
The welding power source 1 is connected to the contact tip of the torch 2 and the
電圧検出部11gは、溶接電圧Vwを検出し、検出した電圧値を示す電圧値信号Edを比較回路11iへ出力する。
The
電流検出部11hは、例えば、溶接電源1からトーチ2を介して溶接ワイヤ5へ供給され、アーク7を流れる溶接電流Iwを検出し、検出した電流値を示す電流値信号Idを出力電圧設定回路11bへ出力する。
The
平均電圧設定回路11cは、周期的に変動する溶接電圧Vwの平均電圧を設定するための平均電圧設定信号を出力電圧設定回路11bへ出力する。
The average
平均電流設定回路11dは、周期的に変動する溶接電流Iwの平均電流を設定するための平均電流設定信号を出力電圧設定回路11b及び送給速度制御部12へ出力する。本実施形態1に係るアーク溶接方法を実施する場合、平均電流設定回路11dは、300A以上の平均電流、好ましくは平均電流を300A以上1000A以下の平均電流、より好ましくは500A以上800A以下の平均電流を示す平均電流設定信号を出力する。
The average
周波数設定回路11eは、母材4及び溶接ワイヤ5間の溶接電圧Vw及び溶接電流Iwを周期的に変化させる周波数を設定するための周波数設定信号を出力電圧設定回路11bへ出力する。本実施形態1に係るアーク溶接方法を実施する場合、周波数設定回路11eは、10Hz以上1000Hz以下の周波数、好ましくは50Hz以上300Hz以下の周波数、より好ましくは80Hz以上200Hz以下の周波数を示す周波数設定信号を出力する。
The
振幅設定回路11fは、周期的に変動する溶接電圧Vw又は溶接電流Iwの振幅を設定するための振幅設定信号を出力電圧設定回路11bへ出力する。振幅は、変動する溶接電圧Vwの最小設定電圧値と、最大設定電圧値との電圧差、又は変動する溶接電流Iwの最小電流値と、最大電流値との電流差である。
本実施形態1に係るアーク溶接方法を実施する際、電流の振幅を設定する場合、振幅設定回路11fは、50A以上の電流振幅、好ましくは100A以上500A以下の電流振幅、より好ましくは200A以上400A以下の電流振幅を示す振幅設定信号を出力する。
The
When performing the arc welding method according to the first embodiment, in order to set the current amplitude, the
出力電圧設定回路11bは、各部から出力された電流値信号Id、平均電圧設定信号、平均電流設定信号、周波数設定信号、振幅設定信号、に基づいて、溶接電圧Vw及び溶接電流Iwが目標とする平均電圧及び平均電流、周波数、電圧振幅又は電流振幅となるように、例えば、矩形波状の目標電圧を示す出力電圧設定信号Ecrを生成し、生成した出力電圧設定信号Ecrを比較回路11iへ出力する。
The output
比較回路11iは、電圧検出部11gから出力された電圧値信号Edと、出力電圧設定回路11bから出力された出力電圧設定信号Ecrとを比較し、その差分を示す差分信号Evを電源回路11aへ出力する。
The
電源回路11aは、商用交流を交直変換するAC-DCコンバータ、交直変換された直流をスイッチングにより所要の交流に変換するインバータ回路、変換された交流を整流する整流回路等を備える。電源回路11aは、比較回路11iから出力された差分信号Evに従って、インバータをPWM制御し、電圧を溶接ワイヤ5へ出力する。その結果、母材4及び溶接ワイヤ5間に、周期的に変化する溶接電圧Vwが印加され、溶接電流Iwが通電し、溶接電流Iwも周期的に変化する。なお、溶接電源1には、図示しない制御通信線を介して外部から出力指示信号が入力されるように構成されており、電源部11は、出力指示信号をトリガにして、電源回路11aに溶接電流Iwの供給を開始させる。出力指示信号は、例えば、溶接ロボットから溶接電源1へ出力される。また、手動の溶接機の場合、出力指示信号は、トーチ2側に設けられた手元操作スイッチが操作された際にトーチ2側から溶接電源1へ出力される。
The
図2は、本実施形態1に係るアーク溶接方法の手順を示すフローチャート、図3は、溶接対象の母材4を示す側断面図である。まず、溶接により接合されるべき一対の母材4をアーク溶接装置に配置し、溶接電源1の各種設定を行う(ステップS11)。具体的には、図3に示すように板状の第1母材41及び第2母材42を用意し、被溶接部である端面41a、42aを突き合わせて、所定の溶接作業位置に配する。第1及び第2母材41、42は、例えば軟鋼、機械構造用炭素鋼、機械構造用合金鋼等の鋼板である。第1及び第2母材41、42の厚みは、例えば9mm以上30mm以下である。また必要に応じて、第1母材41又は第2母材に開先を設けてもよい。また必要に応じて、母材と同種の金属や銅板、あるいはセラミック等の裏当てを用いてもよい。
そして、溶接電源1は、周波数10Hz以上1000Hz以下、平均電流300A以上、電流振幅50A以上の範囲内で溶接電流Iwの溶接条件を設定する。
FIG. 2 is a flow chart showing the procedure of the arc welding method according to the first embodiment, and FIG. 3 is a side cross-sectional view showing the
The welding power source 1 sets the welding conditions of the welding current Iw within the ranges of a frequency of 10 Hz or more and 1000 Hz or less, an average current of 300 A or more, and a current amplitude of 50 A or more.
なお、溶接電流Iwの条件設定は、全て溶接作業者が行っても良いし、溶接電源1が、本実施形態1に係る溶接方法の実施を操作部にて受け付け、全ての条件設定を自動的に行うように構成しても良い。また、溶接電源1が、平均電流等、一部の溶接条件を操作部にて受け付け、受け付けた一部の溶接条件に適合する残りの溶接条件を決定し、条件設定を半自動的に行うように構成しても良い。 The welding current Iw condition settings may be performed entirely by the welding operator, or the welding power source 1 may be configured to receive instructions to carry out the welding method according to the first embodiment at an operation unit and automatically set all conditions. The welding power source 1 may also be configured to receive some welding conditions, such as the average current, at an operation unit, determine the remaining welding conditions that match the received welding conditions, and semi-automatically set conditions.
各種設定が行われた後、溶接電源1は、溶接電流Iwの出力開始条件を満たすか否かを判定する(ステップS12)。具体的には、溶接電源1は、溶接の出力指示信号が入力されたか否かを判定する。出力指示信号が入力されておらず、溶接電流Iwの出力開始条件を満たさないと判定した場合(ステップS12:NO)、溶接電源1は、出力指示信号の入力待ち状態で待機する。 After various settings have been made, the welding power source 1 determines whether the output start condition for the welding current Iw is met (step S12). Specifically, the welding power source 1 determines whether an output instruction signal for welding has been input. If it is determined that the output instruction signal has not been input and the output start condition for the welding current Iw is not met (step S12: NO), the welding power source 1 waits for the input of an output instruction signal.
溶接電流Iwの出力開始条件を満たすと判定した場合(ステップS12:YES)、溶接電源1の送給速度制御部12は、ワイヤの送給を指示する送給指示信号を、ワイヤ送給部3へ出力し、所定速度で溶接ワイヤ5を送給させる(ステップS13)。溶接ワイヤ5の送給速度は、例えば、約5~100m/分の範囲内で設定される。送給速度制御部12は、平均電流設定回路11dから出力された平均電流設定信号に応じて、送給速度を決定する。なお、溶接ワイヤ5の送給速度は一定速度であっても良いし、周期的に変動させても良い。また、溶接作業者が、ワイヤの送給速度を直接設定するように構成しても良い。
If it is determined that the condition for starting the output of the welding current Iw is met (step S12: YES), the feed
次いで、溶接電源1の電源部11は、電圧検出部11g及び電流検出部11hにて溶接電圧Vw及び溶接電流Iwを検出し(ステップS14)、検出された溶接電圧Vw及び溶接電流Iwの値、周波数及び振幅が設定された溶接条件に一致し、溶接電流Iwが周期的に変動するように、PWM制御する(ステップS15)。
Next, the
次いで、溶接電源1の電源部11は、溶接電流Iwの出力を停止するか否かを判定する(ステップS16)。具体的には、溶接電源1は、出力指示信号の入力が継続しているか否かを判定する。出力指示信号の入力が継続しており、溶接電流Iwの出力を停止しないと判定した場合(ステップS16:NO)、電源部11は、処理をステップS13へ戻し、溶接電流Iwの出力を続ける。
Next, the
溶接電流Iwの出力を停止すると判定した場合(ステップS16:YES)、電源部11は、処理をステップS12へ戻す。
If it is determined that the output of the welding current Iw should be stopped (step S16: YES), the
以下、溶接電流Iwの周期的変動と溶滴移行の概要を説明する。
本実施形態1に係るアーク溶接方法においては、電源部11は、溶接電流Iwの周波数が10Hz以上1000Hz以下、平均電流が300A以上、電流振幅が50A以上になるように、溶接電流Iwを制御する。
好ましくは、電源部11は、溶接電流Iwの周波数が50Hz以上300Hz以下、平均電流が300A以上1000A以下、電流振幅が100A以上500A以下になるように、溶接電流Iwを制御する。
The periodic variation of the welding current Iw and the droplet transfer will be outlined below.
In the arc welding method according to the first embodiment, the
Preferably,
図4は、溶接電流Iwを周期的に変動させることによる溶滴移行の様子を示す模式図である。上記溶接条件で溶接電流Iwを周期的に変動させると、溶接ワイヤ5の先端部5a及び被溶接部間に発生したアーク7の熱によって溶融した母材4及び溶接ワイヤ5の溶融金属からなる凹状の溶融部分6が母材4に形成される。そして、アーク7の様子を高速度カメラで撮影したところ、図4左図に示すように、溶接ワイヤ5の先端部5a及び溶融部分6の底部61間にアーク7が発生する第1状態と、先端部5a及び溶融部分6の側部62間にアーク7が発生する第2状態とが周期的に変動することが確認された。
Figure 4 is a schematic diagram showing droplet transfer caused by periodically varying the welding current Iw. When the welding current Iw is periodically varied under the above welding conditions, the
具体的には、溶接ワイヤ5の先端部5aから溶融部分6の底部61へアーク7が飛ぶ第1状態と、溶接ワイヤ5の先端部5aから溶融部分6の側部62へアーク7が飛ぶ第2状態とを繰り返す。溶接電流Iwの平均値が小さい小電流期間においては第1状態、溶接電流Iwの平均値が大きい大電流期間においては第2状態となる。第1状態は、溶接ワイヤ5の溶滴移行形態がドロップ移行の状態である。第2状態は、例えば溶接ワイヤ5の溶滴移行形態がローテーティング移行又は振り子移行の状態である。
ドロップ移行は、溶接ワイヤ5の先端部5aから溶融部分6の底部61へ溶滴移行する形態の一例であり、ローテーティング移行は、溶接ワイヤ5の先端部5aから溶融部分6の側部62へ溶滴移行する形態の一例である。また、振り子移行は、溶接ワイヤ5の先端部5aに形成された液柱及びアーク7が、同一平面上を振り子状に揺動しつつ、溶接ワイヤ5の突き出し方向を中心軸として当該平面が全体として少しずつ回転していく特徴的な溶滴移行形態である。
溶融金属は、埋もれ空間6aが閉口し、溶接ワイヤ5の先端部5aが埋没される方向へ流れようとするが、第2状態において溶融部分6の側部62にアーク7が飛び、溶融部分6の溶融金属は溶接ワイヤ5から離隔する方向へ押し返され、埋もれ空間6aは凹状の状態で安定化する。なお、図4右図では、大電流によって溶融した溶接ワイヤ5の先端部5aの溶滴が移行した結果、溶接ワイヤ5の先端部5aが短くなっている。
このような第1状態及び第2状態を80Hz以上200Hz以下で変動させることによって、埋もれ空間6aを安定化させ、埋もれアーク溶接の安定性を向上させることができる。
Specifically, a first state in which the
Drop transfer is an example of a form of droplet transfer from the
The molten metal tries to flow in a direction in which the buried
By varying the first and second states in the range of 80 Hz to 200 Hz, the buried
ただし、太径の溶接ワイヤ5、例えば径が1.4mm以上の溶接ワイヤ5を用いる場合、あるいは平均溶接電流が小さい場合は、第2状態においても溶滴移行形態がローテーティング移行になりにくく、上述のような溶滴移行形態の遷移が生じない場合がある。
However, when a large
しかし、太径の溶接ワイヤ5を用いる上記のような場合においても、埋もれアーク溶接の安定化に寄与し得る現象が確認されている。これは大電流時にアーク7の広がりが大きくなることによる。アーク7は、既にアークプラズマが形成されている高電気伝導率領域の中で、溶接ワイヤ5の先端部5aと埋もれ空間6aを形成する溶融池表面の距離が最も小さくなる方向に向く。従ってアーク7の広がりが大きくなると、より広い範囲において、溶接ワイヤ5に対する埋もれ空間6aの開口部の接近部分にアーク7が向きやすくなり、接近部分をアーク7で押し支えやすくなるため、溶接が安定化する。なお埋もれ空間6aの開口部が押し戻されるに伴い、アーク7の向きは連続的に変化し、最終的には定常状態である下向きに戻る。
However, even in the above case where a large
上述の、アーク拡大による埋もれアーク安定化方法においては、必ずしも大電流状態が長時間継続しなくてもよい。一旦アーク7が溶接ワイヤ5に対する埋もれ空間6a開口部の接近部分に向けば、その後、接近部分が押し戻されるまでは、溶接電流Iwの大きさに関わらずそのアーク7の向きが維持される。従って、瞬間的にパルス大電流(図6参照)を付与すればよい。むしろ大電流条件が長時間継続すると、大きなアーク力が長時間溶融池に作用することで溶融池不安定化の原因となる。
In the above-mentioned buried arc stabilization method by arc expansion, the high current state does not necessarily have to continue for a long time. Once the
そこで本実施形態では、図4に示した溶接電流変動制御において、更に追加的なアーク安定化制御として、パルス大電流の追加供給を行う。 Therefore, in this embodiment, in addition to the welding current fluctuation control shown in Figure 4, a large pulse current is additionally supplied as an additional arc stabilization control.
図5は、溶接電流変動制御の手順を示すフローチャートである。溶接電源1は、溶接電流Iwが周期的に変化するようにPWM制御を行う(ステップS31)。言い換えると、溶接電源1は、溶接電流Iwを減少させる電流減少期間と、溶接電流Iwを上昇させる電流上昇期間を周期的に繰り返す。例えば、溶接電源1は、平均電圧より大きい電圧を設定する期間と小さい設定電圧を設定する期間を周期的に繰り返すことによって、溶接電流Iwを変動させることができる。すなわち平均電圧より大きい電圧を設定する期間においては、溶接電流Iwは上昇し、前記電流上昇期間となる。平均電圧より小さい電圧を設定する期間においては、溶接電流Iwは減少し、前記電流減少期間となる。また、前記電流減少期間の後半から前記電流上昇期間の前半までの期間は小電流期間、前記電流上昇期間の後半から前記電流減少期間の前半までの期間は大電流期間と言い換えることができる。 Figure 5 is a flowchart showing the procedure of the welding current variation control. The welding power source 1 performs PWM control so that the welding current Iw changes periodically (step S31). In other words, the welding power source 1 periodically repeats a current reduction period in which the welding current Iw is reduced and a current increase period in which the welding current Iw is increased. For example, the welding power source 1 can vary the welding current Iw by periodically repeating a period in which a voltage higher than the average voltage is set and a period in which a lower set voltage is set. That is, in the period in which a voltage higher than the average voltage is set, the welding current Iw increases, resulting in the current increase period. In the period in which a voltage lower than the average voltage is set, the welding current Iw decreases, resulting in the current reduction period. In other words, the period from the latter half of the current reduction period to the first half of the current increase period can be called a small current period, and the period from the latter half of the current increase period to the first half of the current reduction period can be called a large current period.
次いで、溶接電源1は、電流減少期間から電流上昇期間への切り換えタイミングであるか否かを判定する(ステップS32)。電流上昇期間への切り換えタイミングで無いと判定した場合(ステップS32:NO)、溶接電源1は、パルス大電流の追加付与を行わず、溶接電流変動制御を継続する。 Next, the welding power source 1 determines whether it is time to switch from the current decrease period to the current increase period (step S32). If it is determined that it is not time to switch to the current increase period (step S32: NO), the welding power source 1 does not apply additional large pulse current and continues welding current variation control.
電流減少期間から電流上昇期間への切り換えタイミングであると判定した場合(ステップS32:YES)、溶接電源1は、溶接ワイヤ5の径が所定値以上であるか否かを判定する(ステップS33)。つまり、溶接電源1は、溶接ワイヤ5が太径ワイヤであるか否かを判定する。オペレータは、溶接電源1に使用する溶接ワイヤ5の径を設定することができ、溶接電源1は、設定された径を読み出すことによって、溶接ワイヤ5が太径であるか否かを判定することができる。太径の溶接ワイヤ5は、例えば径が1.4mm又は1.6mm以上のワイヤをいう。
When it is determined that it is time to switch from the current decrease period to the current increase period (step S32: YES), the welding power source 1 determines whether the diameter of the
溶接ワイヤ5が太径で無いと判定した場合(ステップS33:NO)、溶接電源1は、パルス大電流の追加付与を行わず、溶接電流変動制御を継続する。溶接ワイヤ5が太径で無い場合、図4に示した溶接電流Iwを周期的に変化させるだけの制御で埋もれアーク7を安定化させることができるため、パルス大電流を付与する制御を行わない。
If it is determined that the
溶接ワイヤ5が太径であると判定した場合(ステップS33:YES)、溶接電源1は、電流減少期間から電流上昇期間に切り換える際にパルス大電流を追加供給する(ステップS34)。つまり、溶接電源1は、溶接電流Iwが上昇に転じるタイミングに合わせて、パルス大電流を追加供給する。
If it is determined that the
図6は、パルス大電流の波形を示すグラフ、図7は、パルス大電流が付与されていない溶接電流Iwの波形を示すグラフ、図8は、パルス電流が付与された溶接電流Iwの波形を示すグラフである。図6~図8中、横軸は時間、縦軸は溶接電流Iwを示している。溶接電源1は、太径の溶接ワイヤ5を用いた埋もれアーク溶接において、埋もれ空間6aを安定化させるために、図6に示すようなパルス大電流を追加的に供給する。
Figure 6 is a graph showing the waveform of a large pulse current, Figure 7 is a graph showing the waveform of the welding current Iw when no large pulse current is applied, and Figure 8 is a graph showing the waveform of the welding current Iw when a pulse current is applied. In Figures 6 to 8, the horizontal axis shows time, and the vertical axis shows the welding current Iw. In buried arc welding using a large
ただし、瞬間的なパルス大電流を与えるためには、溶接電流Iwを急峻に上下させる必要があるが、実現可能な変化速度はアーク溶接装置の二次側抵抗又はインダクタンスに依存する。二次側のパワーケーブルが長い場合や巻かれている場合など、二次側抵抗又はインダクタンスが大きい場合には、溶接電流Iwが急峻に変化できず、十分高い電流が出力されなくなり、埋もれアーク7を安定化できなくなる。
However, to provide an instantaneous large pulse current, the welding current Iw needs to be increased and decreased sharply, but the achievable rate of change depends on the secondary resistance or inductance of the arc welding device. If the secondary resistance or inductance is large, such as when the secondary power cable is long or wound, the welding current Iw cannot be changed sharply, a sufficiently high current cannot be output, and the buried
そこで、パルス大電流の付与を、追加的なアーク安定化制御として、図4及び図7に示すような溶接電流制御と併用する。つまり、図4及び図7に示すような溶接電流制御における追加的なアーク安定化制御として、パルス大電流の追加供給を行う。 Therefore, the application of a large pulsed current is used in combination with the welding current control shown in Figures 4 and 7 as additional arc stabilization control. In other words, an additional supply of a large pulsed current is performed as additional arc stabilization control in the welding current control shown in Figures 4 and 7.
通常、図7に示すように、溶接電流Iwが急激に変化しないよう制限されており、二次側抵抗及びインダクタンスが大きい環境でも小さい環境でも同様の溶接電流Iwの波形が得られるようになっている。溶接電源1は、このように制御されている溶接電流Iwの立ち上がり時、すなわち電流減少期間から電流上昇期間への切り替え時に、短時間のパルス大電流を付与する。溶接電流Iwの立ち上がり時にパルス大電流を追加供給すると、図8に示すように、溶接電流Iwの立ち上がりに合わせて、電流を急峻に変化させやすくなり、埋もれ空間6aの開口部接近へアーク7を向けるために必要な電流を出力することが可能になる。
Normally, as shown in FIG. 7, the welding current Iw is limited so that it does not change suddenly, and the same waveform of the welding current Iw can be obtained whether the secondary resistance and inductance are large or small. The welding power source 1 applies a short pulse of large current when the welding current Iw controlled in this way rises, that is, when switching from the current decrease period to the current increase period. If an additional pulse of large current is supplied when the welding current Iw rises, as shown in FIG. 8, it becomes easier to change the current suddenly in line with the rise of the welding current Iw, and it becomes possible to output the current required to direct the
なお、付与部分の溶接電流Iwの立ち上がり及び立ち下がり挙動は、溶接環境の二次側抵抗及びインダクタンスに左右されるが、あくまでも追加的な安定化制御であるため、高電流を出力できなかったとしても、溶接が不安定化することはない。高電流を出力できた場合は、埋もれアーク7がより安定する。
The rise and fall behavior of the welding current Iw in the applied portion depends on the secondary resistance and inductance of the welding environment, but since this is merely an additional stabilization control, the welding will not become unstable even if a high current cannot be output. If a high current can be output, the buried
追加的に供給するパルス大電流の目標値は設定電流値の0.7倍以上3倍以下、供給時間は電流変化周期の5%以上20%以下が望ましい。より好ましくは、パルス大電流は設定電流値の1倍以上2倍以下、供給時間は電流変化周期の8%以上15%以下が望ましい。なお、設定電流値は、平均電流設定回路11dに設定される溶接電流Iwの平均電流の値である。
The target value of the additionally supplied pulsed large current is preferably 0.7 to 3 times the set current value, and the supply time is preferably 5% to 20% of the current change period. More preferably, the pulsed large current is preferably 1 to 2 times the set current value, and the supply time is preferably 8% to 15% of the current change period. The set current value is the average current value of the welding current Iw set in the average
パルス大電流が設定電流値の0.7倍よりも小さい、又は供給時間が電流変化周期の5%よりも小さいと、アーク7が十分拡大せず、意図した埋もれアーク安定化効果がほとんど得られない。パルス大電流又は供給時間の増大に伴い、アーク拡大による埋もれアーク安定化効果が大きくなり、パルス大電流が設定電流値の1倍以上、又は供給時間が電流変化周期の8%以上になると、埋もれアーク安定化効果を溶接作業者が体感できるようになる。
If the high pulse current is less than 0.7 times the set current value or the supply time is less than 5% of the current change cycle, the
一方パルス大電流が設定電流値の2倍より大きい、又は供給時間が電流変化周期の15%よりも大きいと、大電流期間における強いアーク力が、溶融池の揺動、すなわち埋もれアークの不安定化の要因となりはじめる。特にパルス大電流が設定電流値の3倍よりも大きい、又は付与時間が電流変化周期の20%よりも大きいと、設定電圧を周期的に変化させる電圧振幅制御を用いない場合よりも埋もれアークが不安定化する。 On the other hand, if the pulsed high current is more than twice the set current value, or if the supply time is greater than 15% of the current change period, the strong arc force during the high current period begins to cause the molten pool to fluctuate, i.e., to become unstable. In particular, if the pulsed high current is more than three times the set current value, or if the supply time is greater than 20% of the current change period, the buried arc becomes more unstable than when voltage amplitude control, which periodically changes the set voltage, is not used.
(実施例)
パルス大電流により、埋もれアーク溶接の安定性を向上させることができる溶接条件の一例を説明する。溶接ワイヤ5としてワイヤ径1.6mmのソリッドワイヤを用い、シールドガスとして炭酸ガスを用いて、溶接電流600A、アーク電圧45Vで埋もれアーク溶接を行う。また設定電圧を±4V、100Hz(周期10ms)で変化させ、溶接電流Iwを変化させて埋もれアークを安定化する。このとき、溶接電流Iwの立ち上がり時に、1000Aの出力電流指令を0.5ms間矩形で付与することで、埋もれアーク安定性を向上することができる。
(Example)
An example of welding conditions that can improve the stability of buried arc welding by a pulsed large current will be described. A solid wire with a wire diameter of 1.6 mm is used as the
このように構成された実施形態2に係るアーク溶接方法及びアーク溶接装置によれば、溶接電流Iwを周期的に変化させることによって溶融池を安定化させる埋もれアーク溶接において、大電流期間に溶滴移行形態がローテーティング移行にならない場合であっても、埋もれアーク溶接の安定性を向上させることができる。 According to the arc welding method and arc welding apparatus of embodiment 2 configured in this manner, in buried arc welding, in which the welding pool is stabilized by periodically changing the welding current Iw, the stability of buried arc welding can be improved even if the droplet transfer mode does not become a rotating transfer during the high current period.
更に、追加的に供給するパルス大電流の目標値を設定電流値の0.7倍以上3倍以下、供給時間は電流変化周期を5%以上20%以下とすることにより、アーク7を拡げて溶接ワイヤ5に対する埋もれ空間6aの開口部の接近部分にアークを向けやすくすることで、溶融池の揺動を抑制し、埋もれアーク溶接の安定性を向上させることができる。
Furthermore, by setting the target value of the additionally supplied pulsed large current to 0.7 to 3 times the set current value and setting the supply time to a current change period of 5% to 20%, the
更にまた、溶接ワイヤ5が太径であるか否かを判定し、埋もれアーク溶接が不安定化するおそれがある場合に限定して、パルス大電流を供給するように構成することにより、不要なパルス大電流の追加供給を抑制することができる。埋もれアークが既に安定している状態で、パルス大電流を与えると不測の悪影響が生ずるおそれがあるため、このように制御することによって、埋もれアークをより効果的に安定化させることができる。
Furthermore, by determining whether the
(実施形態2)
実施形態2に係るアーク溶接方法及びアーク溶接装置は、アークスタート用のコンデンサを用いてパルス大電流の付与を補助する点が実施形態1と異なるため、以下では主にかかる相違点について説明する。その他の構成及び作用効果は実施形態1と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
The arc welding method and the arc welding apparatus according to the second embodiment differ from the first embodiment in that a capacitor for arc start is used to assist the application of a large pulse current, and therefore, the following mainly describes this difference. The other configurations and effects are the same as those of the first embodiment, so the same reference numerals are used for corresponding parts and detailed descriptions are omitted.
図9は、本実施形態2に係るアーク溶接装置の一構成を示す模式図である。なお、図9においては、作図の便宜上、図1に示した平均電圧設定回路11c、平均電流設定回路11d、周波数設定回路11e、振幅設定回路11f、電圧検出部11gを省略している。
Figure 9 is a schematic diagram showing one configuration of an arc welding device according to the second embodiment. For convenience of drawing, the average
実施形態2に係るアーク溶接装置は、コンデンサCと、整流器DRと、充電スイッチSW1と、遮断スイッチSW2とを備える。コンデンサCの一端はグランドに接続され、コンデンサCの他端は、整流器DRのアノードに接続されている。整流器DRのカソードは電源回路11aの正電位又は電源部11の出力端子に接続されている。充電スイッチSW1は、例えばサイリスタである。充電スイッチSW1の一端(例えば、アノード)は、電源回路11aの正電位又は電源部11の出力端子に接続され、充電スイッチSW1の他端(例えば、カソード)は、コンデンサCの上記他端に接続されており、電源回路11aと、コンデンサCとの接続経路を開閉する。遮断スイッチSW2は、例えばパワー半導体スイッチであり、その一端は整流器DRのカソードに接続され、他端は電源回路11aの正電位又は電源部11の出力端子に接続されている。充電スイッチSW1及び遮断スイッチSW2の開閉は電源部11によって制御される。
The arc welding device according to the second embodiment includes a capacitor C, a rectifier DR, a charging switch SW1, and a cutoff switch SW2. One end of the capacitor C is connected to ground, and the other end of the capacitor C is connected to the anode of the rectifier DR. The cathode of the rectifier DR is connected to the positive potential of the
図10は、本実施形態2に係るアーク溶接方法の手順を示すフローチャートである。溶接電源1は、実施形態1と同様、溶接電流Iwが周期的に変化するようにPWM制御を行う(ステップS231)。溶接電源1は、大電流期間にあるか否かを判定する(ステップS232)。大電流期間にある場合(ステップS232:YES)、溶接電源1は、充電スイッチSW1を閉じてコンデンサCを充電する(ステップS233)。大電流期間にない場合(ステップS232:NO)、充電スイッチSW1及び遮断スイッチSW2を開いて充電を停止する(ステップS234)。 Figure 10 is a flowchart showing the steps of the arc welding method according to the second embodiment. As in the first embodiment, the welding power source 1 performs PWM control so that the welding current Iw changes periodically (step S231). The welding power source 1 determines whether or not it is in a high current period (step S232). If it is in a high current period (step S232: YES), the welding power source 1 closes the charging switch SW1 to charge the capacitor C (step S233). If it is not in a high current period (step S232: NO), the charging switch SW1 and the cutoff switch SW2 are opened to stop charging (step S234).
次いで、溶接電源1は、実施形態1と同様、パルス大電流を付加する制御を行う(ステップS235~ステップS237)。更に、溶接電源1は、遮断スイッチSW2を開き、コンデンサCを放電させる(ステップS238)。充電されたコンデンサCを放電させることにより、より効果的にパルス大電流を追加供給することができ、埋もれアークを安定化させることができる。なお、ステップS237と、ステップS238は逆順で実行してもよい。 Then, the welding power source 1 performs control to add a large pulse current, as in the first embodiment (steps S235 to S237). Furthermore, the welding power source 1 opens the cutoff switch SW2 to discharge the capacitor C (step S238). By discharging the charged capacitor C, it is possible to more effectively supply additional large pulse current and stabilize the buried arc. Note that steps S237 and S238 may be executed in the reverse order.
このように構成された実施形態2に係るアーク溶接方法及びアーク溶接装置によれば、溶接電流制御に加えてコンデンサCを用いて効果的にパルス大電流を追加供給することができ、埋もれアーク溶接の安定性を向上させることができる。 According to the arc welding method and arc welding device of embodiment 2 configured in this manner, in addition to controlling the welding current, a large pulse current can be effectively supplied using capacitor C, thereby improving the stability of buried arc welding.
1 溶接電源、5 溶接ワイヤ、6 溶融部分、6a 埋もれ空間、7 アーク、11 電源部、11a 電源回路、12 送給速度制御部 1 welding power source, 5 welding wire, 6 melting part, 6a buried space, 7 arc, 11 power source unit, 11a power circuit, 12 feed speed control unit
Claims (4)
前記溶接電流を減少させる電流減少期間と、前記溶接電流を上昇させる電流上昇期間を周期的に繰り返し、
更に、前記電流減少期間から前記電流上昇期間に変化する際に、パルス大電流を追加供給するようにしてあり、
追加供給される前記パルス大電流の値は、前記溶接電流の平均値である設定電流値の0.7倍以上3倍以下であり、
前記パルス大電流を追加供給する時間は、前記電流上昇期間及び前記電流減少期間の変化周期の5%以上20%以下である
アーク溶接方法。 A consumable electrode arc welding method in which an arc is generated between a welding wire and a base metal by supplying a welding current having an average current of 300 A or more to a welding wire, and a tip end of the welding wire is inserted into a space surrounded by a concave molten portion formed in the base metal to weld the base metal,
a current decreasing period in which the welding current is decreased and a current increasing period in which the welding current is increased are periodically repeated;
Furthermore, when the current decreasing period changes to the current increasing period, a large pulse current is additionally supplied,
The value of the additionally supplied pulsed large current is 0.7 to 3 times the set current value, which is the average value of the welding current,
The time for which the large pulse current is additionally supplied is 5% to 20% of the change cycle of the current increase period and the current decrease period.
Arc welding method.
請求項1に記載のアーク溶接方法。 When the diameter of the welding wire is equal to or larger than a predetermined value, the pulsed large current is additionally supplied, and when the diameter of the welding wire is less than the predetermined value, the pulsed large current is not additionally supplied.
The arc welding method according to claim 1 .
請求項1又は請求項2に記載のアーク溶接方法。 When the diameter of the welding wire is 1.4 mm or more, the pulse large current is additionally supplied.
The arc welding method according to claim 1 or 2 .
前記電源部は、
前記溶接電流を減少させる電流減少期間と、前記溶接電流を上昇させる電流上昇期間を周期的に繰り返し、
更に、前記電流減少期間から前記電流上昇期間に変化する際に、パルス大電流を追加供給するようにしてあり、
追加供給される前記パルス大電流の値は、前記溶接電流の平均値である設定電流値の0.7倍以上3倍以下であり、
前記パルス大電流を追加供給する時間は、前記電流上昇期間及び前記電流減少期間の変化周期の5%以上20%以下である
アーク溶接装置。 A consumable electrode type arc welding device comprising: a power source unit that generates an arc between a welding wire and a base metal by supplying a welding current having an average current of 300 A or more to the welding wire; and a tip end of the welding wire is inserted into a space surrounded by a concave molten portion formed in the base metal by the generated arc to weld the base metal,
The power supply unit includes:
a current decreasing period in which the welding current is decreased and a current increasing period in which the welding current is increased are periodically repeated;
Furthermore, when the current decreasing period changes to the current increasing period, a large pulse current is additionally supplied,
The value of the additionally supplied pulsed large current is 0.7 to 3 times the set current value, which is the average value of the welding current,
The time for which the large pulse current is additionally supplied is 5% to 20% of the change cycle of the current increase period and the current decrease period.
Arc welding equipment.
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