JP7744236B2 - Pulse Arc Welding Method - Google Patents
Pulse Arc Welding MethodInfo
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Description
本発明は、溶接ワイヤを送給し、アルミニウム材を溶接するパルスアーク溶接方法に関するものである。 The present invention relates to a pulse arc welding method for feeding a welding wire and welding aluminum materials.
母材への入熱を小さくして薄板を高品質に溶接するために特許文献１、２等の発明が慣用されている。
特許文献１に係る交流パルスアーク溶接方法では、溶接ワイヤを送給し、電極プラス極性期間中のピーク電流及びベース電流の通電と、電極マイナス極性期間中の電極マイナス極性電流の通電とを１周期として繰り返すことによって溶接が行われる。この交流パルスアーク溶接では、電極マイナス極性期間を調整することによって、１周期に占める電極マイナス極性期間の時間比率である電極マイナス極性比率を変化させて、母材への入熱を制御することができる。このために、低入熱溶接が可能となり、高品質な薄板溶接を行うことができる。
In order to reduce the heat input to the base material and weld thin plates with high quality, inventions such as those disclosed in Patent Documents 1 and 2 are commonly used.
In the AC pulse arc welding method disclosed in Patent Document 1, welding is performed by feeding a welding wire and repeating one cycle of passing a peak current and a base current during an electrode positive polarity period and passing an electrode negative polarity current during an electrode negative polarity period. In this AC pulse arc welding, by adjusting the electrode negative polarity period, the electrode negative polarity ratio, which is the time ratio of the electrode negative polarity period in one cycle, can be changed to control the heat input to the base metal. This enables low heat input welding and high-quality thin plate welding.
特許文献２に係る溶接方法では、溶接ワイヤを送給し、パルスアーク溶接を行う期間と直流パルスアーク溶接を行う期間とを交互に切り換えて溶接が行われる。この溶接方法では、パルスアーク溶接の期間と直流パルスアーク溶接の期間との比率を調整することによって、母材への入熱制御を行うことができる。このために、低入熱溶接が可能となり、高品質な薄板溶接を行うことができる In the welding method described in Patent Document 2, welding is performed by feeding a welding wire and alternating between periods of pulse arc welding and periods of DC pulse arc welding. This welding method allows for control of heat input to the base material by adjusting the ratio of the pulse arc welding period to the DC pulse arc welding period. This enables low-heat input welding and high-quality thin-plate welding.
薄板溶接において、溶接継手部にギャップがある場合には、溶け込み部を小さくし、余盛り部を大きくした希釈率の小さなビード形状を形成する必要がある。しかし、特許文献１、２等の従来技術の溶接方法では、母材がアルミニウム材であるときに、大きなギャップを有する薄板を高品質に溶接することは困難であった。 When welding thin plates, if there is a gap in the weld joint, it is necessary to form a bead shape with a small dilution ratio, with a small penetration area and a large reinforcement area. However, with conventional welding methods such as those described in Patent Documents 1 and 2, it was difficult to achieve high-quality welding of thin plates with large gaps when the base metal was aluminum.
そこで、本発明では、母材の材質がアルミニウム材であり、溶接継手部に大きなギャップを有する薄板に対して、高品質な溶接を行うことができるパルスアーク溶接方法を提供することを目的とする。 The present invention therefore aims to provide a pulse arc welding method that can perform high-quality welding on thin plates whose base material is aluminum and which have large gaps at the weld joint.
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
溶接ワイヤを送給し、アルミニウム材を溶接するパルスアーク溶接方法において、
電極プラス極性期間と電極マイナス極性期間とを繰り返す交流パルスアーク溶接を行う期間と、電極マイナス極性でピーク電流を通電するピーク期間とベース電流を通電するベース期間とを繰り返す直流パルスアーク溶接を行う期間とを交互に切り換えて溶接する、
ことを特徴とするパルスアーク溶接方法である。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 provides:
A pulse arc welding method for feeding a welding wire and welding an aluminum material, comprising:
welding is performed by alternately switching between a period of AC pulse arc welding in which an electrode positive polarity period and an electrode negative polarity period are repeated, and a period of DC pulse arc welding in which a peak period in which a peak current is passed with an electrode negative polarity and a base period in which a base current is passed are repeated;
The pulse arc welding method is characterized by the above.
請求項２の発明は、
全溶接期間に占める前記交流パルスアーク溶接を行う期間の時間比率が、３０％以上７０％以下の範囲である、
ことを特徴とする請求項１に記載のパルスアーク溶接方法である。
The invention of claim 2 is
The time ratio of the period during which the AC pulse arc welding is performed to the total welding period is in the range of 30% to 70%.
2. The pulse arc welding method according to claim 1, wherein:
本発明によれば、母材の材質がアルミニウム材であり、溶接継手部に大きなギャップを有する薄板に対して、高品質な溶接を行うことができる。 This invention enables high-quality welding of thin plates whose base material is aluminum and which have large gaps at the weld joint.
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。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施の形態に係るパルスアーク溶接方法を実施するための溶接電源のブロック図である。同図において、極性切換時の高電圧印加回路については省略している。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。 Figure 1 is a block diagram of a welding power source for implementing a pulse arc welding method according to an embodiment of the present invention. The high voltage application circuit used during polarity switching is omitted from the diagram. Each block will be explained below with reference to the diagram.
インバータ回路ＩＮＶは、３相２００Ｖ等の交流商用電源（図示は省略）を入力として、整流及び平滑した直流電圧を、後述する電流誤差増幅信号Ｅｉによるパルス幅変調制御によりインバータ制御を行い、高周波交流を出力する。インバータトランスＩＮＴは、高周波交流電圧をアーク溶接に適した電圧値に降圧する。２次整流器Ｄ２ａ～Ｄ２ｄは、降圧された高周波交流を直流に整流する。 The inverter circuit INV receives input from a commercial AC power source (not shown), such as a three-phase 200V power supply, and outputs high-frequency AC by rectifying and smoothing the DC voltage through pulse-width modulation control using the current error amplification signal Ei (described below). The inverter transformer INT steps down the high-frequency AC voltage to a voltage value suitable for arc welding. The secondary rectifiers D2a to D2d rectify the stepped-down high-frequency AC to DC.
電極プラス極性トランジスタＰＴＲは後述する電極プラス極性駆動信号Ｐｄによってオン状態になり、このときは溶接電源の出力は電極プラス極性ＥＰになる。電極マイナス極性トランジスタＮＴＲは後述する電極マイナス極性駆動信号Ｎｄによってオン状態になり、このときは溶接電源の出力は電極マイナス極性ＥＮになる。 The electrode positive polarity transistor PTR is turned on by the electrode positive polarity drive signal Pd (described below), and at this time the output of the welding power supply becomes electrode positive polarity EP. The electrode negative polarity transistor NTR is turned on by the electrode negative polarity drive signal Nd (described below), and at this time the output of the welding power supply becomes electrode negative polarity EN.
リアクトルＷＬは、リップルのある出力を平滑する。 Reactor WL smooths the rippled output.
溶接ワイヤ１は、ワイヤ送給モータ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。溶接ワイヤ１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。母材２の材質はアルミニウム材である。溶接トーチ４の先端から噴出されるシールドガスは１００％アルゴンガスである。 Welding wire 1 is fed through welding torch 4 by the rotation of feed roll 5 connected to wire feed motor WM, and an arc 3 is generated between welding wire 1 and base material 2. A welding voltage Vw is applied between welding wire 1 and base material 2, and a welding current Iw flows between them. Base material 2 is made of aluminum. The shielding gas ejected from the tip of welding torch 4 is 100% argon gas.
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。電圧平均化回路ＶＡＶは、この電圧検出信号Ｖｄの絶対値を平均化して、電圧平均値信号Ｖavを出力する。電圧設定回路ＶＲは、予め定めた電圧設定信号Ｖｒを出力する。電圧誤差増幅回路ＥＶは、この電圧設定信号Ｖｒと上記の電圧平均値信号Ｖavとの誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Ｅｖを出力する。 The voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw and outputs a voltage detection signal Vd. The voltage averaging circuit VAV averages the absolute value of this voltage detection signal Vd and outputs a voltage average value signal Vav. The voltage setting circuit VR outputs a predetermined voltage setting signal Vr. The voltage error amplifier circuit EV amplifies the error between this voltage setting signal Vr and the voltage average value signal Vav and outputs a voltage error amplification signal Ev.
電極プラス極性ピーク期間設定回路ＴＰＲは、予め定めた電極プラス極性ピーク期間設定信号Ｔprを出力する。電極プラス極性ベース期間設定回路ＴＢＲは、予め定めた電極プラス極性ベース期間設定信号Ｔbrを出力する。 The electrode positive polarity peak period setting circuit TPR outputs a predetermined electrode positive polarity peak period setting signal Tpr. The electrode positive polarity base period setting circuit TBR outputs a predetermined electrode positive polarity base period setting signal Tbr.
電極マイナス極性期間設定回路ＴＮＲは、予め定めた電極マイナス極性期間設定信号Ｔnrを出力する。 The electrode negative polarity period setting circuit TNR outputs a predetermined electrode negative polarity period setting signal Tnr.
タイマ回路ＴＭは、後述する溶接法切換信号Ｓｍ、上記の電極マイナス極性期間設定信号Ｔnr、上記の電極プラス極性ピーク期間設定信号Ｔpr及び上記の電極プラス極性ベース期間設定信号Ｔbrを入力として、以下の処理を行い、タイマ信号Ｔｍを出力する。
１）溶接法切換信号Ｓｍ＝１に変化したとき、又は、電極プラス極性ベース期間Ｔｂが終了したときは、電極マイナス極性期間設定信号Ｔnrによって設定される電極マイナス極性期間Ｔｎとなり、タイマ信号Ｔｍ＝１を出力する。
２）続けて、電極プラス極性ピーク期間設定信号Ｔprによって設定される電極プラス極性ピーク期間Ｔｐとなり、タイマ信号Ｔｍ＝２を出力する。
３）続けて、電極プラス極性ベース期間設定信号Ｔbrによって設定される電極プラス極性ベース期間Ｔｂとなり、タイマ信号Ｔｍ＝３を出力する。
４）溶接法切換信号Ｓｍ＝１の期間中は上記の１）～３）を繰り返す。
The timer circuit TM receives as inputs a welding method switching signal Sm (described later), the electrode negative polarity period setting signal Tnr, the electrode positive polarity peak period setting signal Tpr, and the electrode positive polarity base period setting signal Tbr, performs the following processing, and outputs a timer signal Tm.
1) When the welding method switching signal Sm changes to 1, or when the electrode positive polarity base period Tb ends, the electrode negative polarity period Tn set by the electrode negative polarity period setting signal Tnr begins, and a timer signal Tm=1 is output.
2) Then, the electrode positive polarity peak period Tp set by the electrode positive polarity peak period setting signal Tpr begins, and the timer signal Tm=2 is output.
3) Then, the electrode positive polarity base period Tb set by the electrode positive polarity base period setting signal Tbr begins, and the timer signal Tm=3 is output.
4) While the welding method switching signal Sm=1, the above steps 1) to 3) are repeated.
電極プラス極性ピーク電流設定回路ＩＰＲは、上記の電圧誤差増幅信号Ｅｖを入力として、電圧平均値信号Ｖavの値が電圧設定信号Ｖｒの値と等しくなるようにフィードバック制御して、電極プラス極性ピーク電流設定信号Ｉprを出力する。この回路によって、アーク長が適正値になるように電極プラス極性ピーク電流Ｉｐがフィードバック制御される。 The electrode positive polarity peak current setting circuit IPR receives the voltage error amplification signal Ev as input, performs feedback control so that the value of the voltage average signal Vav is equal to the value of the voltage setting signal Vr, and outputs the electrode positive polarity peak current setting signal Ipr. This circuit feedback controls the electrode positive polarity peak current Ip so that the arc length is at an appropriate value.
電極プラス極性ベース電流設定回路ＩＢＲは、予め定めた電極プラス極性ベース電流設定信号Ｉbrを出力する。 The electrode positive polarity base current setting circuit IBR outputs a predetermined electrode positive polarity base current setting signal Ibr.
電極マイナス極性電流設定回路ＩＮＲは、予め定めた電極マイナス極性電流設定信号Ｉnrを出力する。 The electrode negative polarity current setting circuit INR outputs a predetermined electrode negative polarity current setting signal Inr.
切換回路ＳＷは、上記のタイマ信号Ｔｍ、上記の電極プラス極性ピーク電流設定信号Ｉpr、上記の電極プラス極性ベース電流設定信号Ｉbr及び上記の電極マイナス極性電流設定信号Ｉnrを入力として、以下の処理を行い、電流設定信号Ｉｒを出力する。
１）タイマ信号Ｔｍ＝１のときは、電極マイナス極性電流設定信号Ｉnrを電流設定信号Ｉｒとして出力する。
２）タイマ信号Ｔｍ＝２のときは、電極プラス極性ピーク電流設定信号Ｉprを電流設定信号Ｉｒとして出力する。
３）タイマ信号Ｔｍ＝３のときは、電極プラス極性ベース電流設定信号Ｉbrを電流設定信号Ｉｒとして出力する。
The switching circuit SW receives the timer signal Tm, the electrode positive polarity peak current setting signal Ipr, the electrode positive polarity base current setting signal Ibr, and the electrode negative polarity current setting signal Inr as inputs, performs the following processing, and outputs a current setting signal Ir.
1) When the timer signal Tm=1, the electrode negative polarity current setting signal Inr is output as the current setting signal Ir.
2) When the timer signal Tm=2, the electrode positive polarity peak current setting signal Ipr is output as the current setting signal Ir.
3) When the timer signal Tm=3, the electrode positive polarity base current setting signal Ibr is output as the current setting signal Ir.
直流パルスアーク溶接電流設定回路ＩＳＲは、後述する溶接法切換信号Ｓｍを入力として、溶接法切換信号Ｓｍ＝２（直流パルスアーク溶接期間Ｔｓ）に変化した時点から予め定めたベース期間中の予め定めたベース電流設定値と、予め定めたピーク期間中の予め定めたピーク電流設定値とを交互に繰り返して、直流パルスアーク溶接電流設定信号Ｉsrを出力する。 The DC pulse arc welding current setting circuit ISR receives the welding method switching signal Sm (described below) as input, and outputs the DC pulse arc welding current setting signal Isr by alternating between a predetermined base current setting value during a predetermined base period and a predetermined peak current setting value during a predetermined peak period from the time the welding method switching signal Sm changes to 2 (DC pulse arc welding period Ts).
交流パルスアーク溶接期間設定回路ＴＡＲは、予め定めた交流パルスアーク溶接期間設定信号Ｔarを出力する。 The AC pulse arc welding period setting circuit TAR outputs a predetermined AC pulse arc welding period setting signal Tar.
直流パルスアーク溶接期間設定回路ＴＳＲは、予め定めた直流パルスアーク溶接期間設定信号Ｔsrを出力する。 The DC pulse arc welding period setting circuit TSR outputs a predetermined DC pulse arc welding period setting signal Tsr.
溶接法切換回路ＳＭは、上記の交流パルスアーク溶接期間設定信号Ｔar、上記の直流パルスアーク溶接期間設定信号Ｔsr、上記のタイマ信号Ｔｍ及び上記の直流パルスアーク溶接電流設定信号Ｉsrを入力として、以下の処理を行い、溶接法切換信号Ｓｍを出力する。
１）溶接法切換信号Ｓｍ＝１に変化した時点から交流パルスアーク溶接期間設定信号Ｔarによって設定される期間が経過し、かつ、タイマ信号Ｔｍ＝１（電極マイナス極性期間Ｔｎ）のときは、溶接法切換信号Ｓｍ＝２を出力する。
２）溶接法切換信号Ｓｍ＝２に変化した時点から電極マイナス極性直流パルスアーク溶接期間設定信号Ｔsrによって設定された期間が経過し、かつ、直流パルスアーク溶接電流設定信号Ｉsrの値が予め定めたベース電流設定値のときは、溶接法切換信号Ｓｍ＝１を出力する。
３）上記の１）及び２）を繰り返す。
The welding method switching circuit SM receives the AC pulse arc welding period setting signal Tar, the DC pulse arc welding period setting signal Tsr, the timer signal Tm, and the DC pulse arc welding current setting signal Isr as inputs, performs the following processing, and outputs a welding method switching signal Sm.
1) When the period set by the AC pulse arc welding period setting signal Tar has elapsed since the welding method switching signal Sm changed to 1 and the timer signal Tm is 1 (electrode negative polarity period Tn), the welding method switching signal Sm is set to 2.
2) When the period set by the electrode negative polarity DC pulse arc welding period setting signal Tsr has elapsed since the welding method switching signal Sm changed to 2 and the value of the DC pulse arc welding current setting signal Isr is the predetermined base current setting value, the welding method switching signal Sm = 1 is output.
3) Repeat steps 1) and 2) above.
電流検出回路ＩＤは、上記の溶接電流Ｉｗの絶対値を検出して、電流検出信号Ｉｄを出力する。 The current detection circuit ID detects the absolute value of the welding current Iw and outputs a current detection signal Id.
電流制御設定回路ＩＣＲは、上記の電流設定信号Ｉｒ、上記の直流パルスアーク溶接電流設定信号Ｉsr及び上記の溶接法切換信号Ｓｍを入力として、溶接法切換信号Ｓｍ＝１（交流パルスアーク溶接期間Ｔａ）のときは、電流設定信号Ｉｒとなり、溶接法切換信号Ｓｍ＝２（直流パルスアーク溶接期間Ｔｓ）のときは直流パルスアーク溶接電流設定信号Ｉsrとなる電流制御設定信号Ｉcrを出力する。 The current control setting circuit ICR receives the above current setting signal Ir, the above DC pulse arc welding current setting signal Isr, and the above welding method switching signal Sm as inputs, and outputs a current control setting signal Icr that becomes the current setting signal Ir when the welding method switching signal Sm = 1 (AC pulse arc welding period Ta), and becomes the DC pulse arc welding current setting signal Isr when the welding method switching signal Sm = 2 (DC pulse arc welding period Ts).
電流誤差増幅回路ＥＩは、上記の電流制御設定信号Ｉcrと上記の電流検出信号Ｉｄとの誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Ｅｉを出力する。 The current error amplifier circuit EI amplifies the error between the current control setting signal Icr and the current detection signal Id and outputs the current error amplification signal Ei.
駆動回路ＤＶは、上記の溶接法切換信号Ｓｍ及び上記のタイマ信号Ｔｍを入力として、以下の処理を行い、駆動信号Ｄｖを出力する。駆動信号Ｄｖは、電極マイナス極性駆動信号Ｎｄ及び電極プラス極性駆動信号Ｐｄから形成されている。
１）溶接法切換信号Ｓｍ＝２又はタイマ信号Ｔｍ＝１のときは、電極マイナス極性駆動信号Ｎｄを出力する。
２）溶接法切換信号Ｓｍ＝１であり、タイマ信号Ｔｍ＝２又は３のとき電極プラス極性駆動信号Ｐｄを出力する。
したがって、直流パルスアーク溶接期間Ｔｓのときは電極マイナス極性ＥＮとなる。交流パルスアーク溶接期間Ｔａ中の、電極マイナス極性期間Ｔｎのときは電極マイナス極性ＥＮとなり、電極プラス極性ピーク期間Ｔｐ及び電極プラス極性ベース期間Ｔｂのときは電極プラス極性ＥＰとなる。
The drive circuit DV receives the welding method switching signal Sm and the timer signal Tm, performs the following processing, and outputs a drive signal Dv. The drive signal Dv is formed from an electrode negative polarity drive signal Nd and an electrode positive polarity drive signal Pd.
1) When the welding method switching signal Sm=2 or the timer signal Tm=1, the electrode negative polarity drive signal Nd is output.
2) When the welding method switching signal Sm=1 and the timer signal Tm=2 or 3, the electrode positive polarity drive signal Pd is output.
Therefore, the electrode polarity is negative EN during the DC pulse arc welding period Ts, negative EN during the electrode negative polarity period Tn during the AC pulse arc welding period Ta, and positive EP during the electrode positive polarity peak period Tp and the electrode positive polarity base period Tb.
交流パルスアーク溶接送給速度設定回路ＦＡＲは、予め定めた交流パルスアーク溶接送給速度設定信号Ｆarを出力する。 The AC pulse arc welding feed rate setting circuit FAR outputs a predetermined AC pulse arc welding feed rate setting signal Far.
直流パルスアーク溶接送給速度設定回路ＦＳＲは、予め定めた直流パルスアーク溶接送給速度設定信号Ｆsrを出力する。 The DC pulse arc welding feed rate setting circuit FSR outputs a predetermined DC pulse arc welding feed rate setting signal Fsr.
送給速度設定回路ＦＲは、上記の溶接法切換信号Ｓｍ、上記の交流パルスアーク溶接送給速度設定信号Ｆar及び上記の直流パルスアーク溶接送給速度設定信号Ｆsrを入力として、溶接法切換信号Ｓｍ＝１のときは交流パルスアーク溶接送給速度設定信号Ｆarを送給速度設定信号Ｆｒとして出力し、溶接法切換信号Ｓｍ＝２のときは直流パルスアーク溶接送給速度設定信号Ｆsrを送給速度設定信号Ｆｒとして出力する。 The feed speed setting circuit FR receives the welding method switching signal Sm, the AC pulse arc welding feed speed setting signal Far, and the DC pulse arc welding feed speed setting signal Fsr as inputs, and outputs the AC pulse arc welding feed speed setting signal Far as the feed speed setting signal Fr when the welding method switching signal Sm = 1, and outputs the DC pulse arc welding feed speed setting signal Fsr as the feed speed setting signal Fr when the welding method switching signal Sm = 2.
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、この値に対応した送給速度Ｆｗで溶接ワイヤ１を送給するための送給制御信号Ｆｃを上記のワイヤ送給モータＷＭに出力する。 The feed control circuit FC receives the feed speed setting signal Fr as input and outputs a feed control signal Fc to the wire feed motor WM to feed the welding wire 1 at a feed speed Fw corresponding to this value.
図２は、本発明の実施の形態に係るパルスアーク溶接方法を示す図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）は溶接法切換信号Ｓｍの時間変化を示し、同図（Ｂ）はタイマ信号Ｔｍの時間変化を示し、同図（Ｃ）は送給速度Ｆｗの時間変化を示し、同図（Ｄ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｅ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示し、同図（Ｆ）は駆動信号Ｄｖの時間変化を示す。以下、同図を参照して各信号の動作について説明する。 Figure 2 is a timing chart of each signal in the welding power source of Figure 1, which illustrates a pulse arc welding method according to an embodiment of the present invention. Figure (A) shows the change over time in the welding method switching signal Sm, Figure (B) shows the change over time in the timer signal Tm, Figure (C) shows the change over time in the feed speed Fw, Figure (D) shows the change over time in the welding current Iw, Figure (E) shows the change over time in the welding voltage Vw, and Figure (F) shows the change over time in the drive signal Dv. The operation of each signal will be explained below with reference to the figure.
同図（Ａ）に示す溶接法切換信号Ｓｍは、Ｓｍ＝１のときは交流パルスアーク溶接期間Ｔａとなり、Ｓｍ＝２のときは電極マイナス極性直流パルスアーク溶接期間Ｔｓとなる。同図（Ｂ）に示すタイマ信号Ｔｍは、Ｔｍ＝１のときは電極マイナス極性期間Ｔｎとなり、Ｔｍ＝２のときは電極プラス極性ピーク期間Ｔｐとなり、Ｔｍ＝３のときは電極プラス極性ベース期間Ｔｂとなる。同図（Ｄ）に示す溶接電流Ｉｗは、正の値が溶接ワイヤから母材側へと通電する電極プラス極性ＥＰであることを示し、負の値が母材から溶接ワイヤ側へと通電する電極マイナス極性ＥＮであることを示す。同図（Ｅ）に示す溶接電圧Ｖｗは、正の値が溶接ワイヤがプラスとなり母材がマイナスとなる電極プラス極性ＥＰであることを示し、負の値が母材がプラスとなり溶接ワイヤがマイナスとなる電極マイナス極性ＥＮであることを示す。溶接電流Ｉｗ及び溶接電圧Ｖｗの値の大小を記載するときは、電極極性に関わりなくその絶対値を示している。同図（Ｆ）に示す駆動信号Ｄｖは、Ｈｉｇｈレベルのときに図１の電極マイナス極性駆動信号Ｎｄが出力されて電極マイナス極性ＥＮとなっていることを示しており、Ｌｏｗレベルのときに図１の電極プラス極性駆動信号Ｐｄが出力されて電極プラス極性ＥＰになっていることを示している。極性切換時のアーク切れを防止するために、溶接ワイヤと母材との間に短時間数百Ｖの再点弧電圧が印加されるが、図示は省略している。 The welding method switching signal Sm shown in Figure 1(A) corresponds to an AC pulse arc welding period Ta when Sm = 1, and to a negative electrode polarity DC pulse arc welding period Ts when Sm = 2. The timer signal Tm shown in Figure 1(B) corresponds to a negative electrode polarity period Tn when Tm = 1, a positive electrode polarity peak period Tp when Tm = 2, and a positive electrode polarity base period Tb when Tm = 3. The welding current Iw shown in Figure 1(D) indicates positive electrode polarity EP (current flows from the welding wire to the base metal), while negative electrode polarity EN (current flows from the base metal to the welding wire). The welding voltage Vw shown in Figure 1(E) indicates positive electrode polarity EP (current flows from the welding wire to the base metal), while negative electrode polarity EN (current flows from the base metal to the welding wire). When the values of the welding current Iw and welding voltage Vw are listed, absolute values are used regardless of electrode polarity. The drive signal Dv shown in Figure 1 (F) indicates that when it is at a high level, the electrode negative polarity drive signal Nd in Figure 1 is output, resulting in electrode negative polarity EN, and when it is at a low level, the electrode positive polarity drive signal Pd in Figure 1 is output, resulting in electrode positive polarity EP. To prevent arc interruption when switching polarity, a restrike voltage of several hundred volts is applied between the welding wire and the base material for a short period of time, but this is not shown in the figure.
同図（Ａ）に示すように、溶接法切換信号Ｓｍは、時刻ｔ２以前の期間はＳｍ＝２（直流パルスアーク溶接期間Ｔｓ）となり、時刻ｔ２～ｔ３の期間中は１（交流パルスアーク溶接期間Ｔａ）となり、時刻ｔ３～ｔ４の期間中は２（直流パルスアーク溶接期間Ｔｓ）となり、時刻ｔ４以降の期間は１（交流パルスアーク溶接期間Ｔａ）となる。 As shown in the same figure (A), the welding method switching signal Sm is Sm = 2 (DC pulse arc welding period Ts) before time t2, 1 (AC pulse arc welding period Ta) between times t2 and t3, 2 (DC pulse arc welding period Ts) between times t3 and t4, and 1 (AC pulse arc welding period Ta) from time t4 onwards.
（１）時刻ｔ２以前の電極マイナス極性の直流パルスアーク溶接期間Ｔｓの動作
この期間中は、同図（Ａ）に示すように、溶接法切換信号Ｓｍ＝２となり、電極マイナス極性の直流パルスアーク溶接期間Ｔｓとなる。同図（Ｆ）に示すように、駆動信号ＤｖはＨｉｇｈレベルとなり電極マイナス極性ＥＮとなる。したがって、同図（Ｄ）に示す溶接電流Ｉｗ及び同図（Ｅ）に示す溶接電圧Ｖｗは負の値となっている。 時刻ｔ１～ｔ１１の期間が予め定めたピーク期間となり、時刻ｔ１１～ｔ２の期間が予め定めたベース期間となっている。同図（Ｄ）に示すように、溶接電流Ｉｗは図１の直流パルスアーク溶接電流設定信号Ｉsrによって設定され、ピーク期間中は予め定めたピーク電流値となり、ベース期間中は予め定めたベース電流値となる。同図（Ｅ）に示すように、溶接電圧Ｖｗはアーク長に比例した値となり、ピーク期間中はピーク電圧値となり、ベース期間中はベース電圧値となる。同図（Ｃ）に示すように、送給速度Ｆｗは、図１の直流パルスアーク溶接送給速度設定信号Ｆsrによって設定された値となる。ここでは、直流パルスアーク溶接期間Ｔｓ中はアーク長制御を行わない場合について記載したが、後述するように、交流パルスアーク溶接期間Ｔａと同様のアーク長制御を行っても良い。
(1) Operation of the DC pulse arc welding period Ts with electrode negative polarity before time t2. During this period, as shown in FIG. 1A, the welding method switching signal Sm is set to 2, and the DC pulse arc welding period Ts with electrode negative polarity is initiated. As shown in FIG. 1F, the drive signal Dv is set to a high level, resulting in electrode negative polarity EN. Therefore, the welding current Iw shown in FIG. 1D and the welding voltage Vw shown in FIG. 1E are negative values. The period from time t1 to time t11 is a predetermined peak period, and the period from time t11 to time t2 is a predetermined base period. As shown in FIG. 1D, the welding current Iw is set by the DC pulse arc welding current setting signal Isr shown in FIG. 1. During the peak period, it has a predetermined peak current value, and during the base period, it has a predetermined base current value. As shown in FIG. 1E, the welding voltage Vw is proportional to the arc length, reaching a peak voltage value during the peak period and a base voltage value during the base period. As shown in Fig. 1C, the feed rate Fw is set by the DC pulse arc welding feed rate setting signal Fsr in Fig. 1. Here, the case where arc length control is not performed during the DC pulse arc welding period Ts has been described, but as will be described later, arc length control similar to that during the AC pulse arc welding period Ta may also be performed.
（２）時刻ｔ２～ｔ３の交流パルスアーク溶接期間Ｔａの動作
時刻ｔ２において、溶接法切換信号Ｓｍ＝２に変化した時点から図１の直流パルスアーク溶接期間設定信号Ｔsrによって設定された期間が経過し、かつ、溶接電流Ｉｗがベース電流値（ベース期間）であるので、溶接法切換信号Ｓｍ＝１に切り換わり交流パルスアーク溶接期間Ｔａが開始する。したがって、溶接法切換信号Ｓｍ＝２に変化した時点から図１の直流パルスアーク溶接期間設定信号Ｔsrによって設定された期間が経過したときにピーク期間であったときは、ベース期間となるまで遅延させて交流パルスアーク溶接期間Ｔａに移行させることになる。交流パルスアーク溶接期間Ｔａは、必ず電極マイナス極性期間Ｔｎから開始される。このために、同図（Ｂ）に示すように、タイマ信号Ｔｍは、時刻ｔ２～ｔ２１の期間中は１（電極マイナス極性期間Ｔｎ）となり、時刻ｔ２１～ｔ２２の期間中は２（電極プラス極性ピーク期間Ｔｐ）となり、時刻ｔ２２～ｔ２３の期間中は３（電極プラス極性ベース期間Ｔｂ）となる。同図（Ｃ）に示すように、送給速度Ｆｗは図１の交流パルスアーク溶接送給速度設定信号Ｆarによって設定される値へと変化する。
（２１）時刻ｔ２～ｔ２１の電極マイナス極性期間Ｔｎ中は、同図（Ｆ）に示すように、駆動信号ＤｖはＨｉｇｈレベルとなり、電極マイナス極性ＥＮとなる。同図（Ｄ）に示すように、溶接電流Ｉｗは負の値に予め定めた電極マイナス極性電流となり、同図（Ｅ）に示すように、溶接電圧Ｖｗはアーク長に比例した負の値のアーク電圧値となる。電極マイナス極性期間を、電極マイナス極性ベース電流を通電する電極マイナス極性ベース期間と電極マイナス極性ピーク電流を通電する電極マイナス極性ピーク期間から形成するようにしても良い。
（２２）時刻ｔ２１～ｔ２２の電極プラス極性ピーク期間Ｔｐ中は、同図（Ｆ）に示すように、駆動信号ＤｖはＬｏｗレベルとなり、電極プラス極性ＥＰへと極性が反転する。同図（Ｄ）に示すように、溶接電流Ｉｗは正の値のフィードバック制御される電極プラス極性ピーク電流となり、同図（Ｅ）に示すように、溶接電圧Ｖｗはアーク長に比例した正の値のアーク電圧値となる。電極プラス極性ピーク電流の値は、溶接電圧Ｖｗの平均値が図１の電圧設定信号Ｖｒの値と等しくなるようにフィードバック制御される。これにより、アーク長が適正値になるように制御される。電極プラス極性ピーク期間Ｔｐは、立上り期間、最大値期間及び立下り期間から形成される。アーク長制御の方式としては、上記の電極プラス極性ピーク電流変調方式以外に、周期変調方式、電極プラス極性ピーク期間変調方式等がある。
（２３）時刻ｔ２２～ｔ２３の電極プラス極性ベース期間Ｔｂ中は、同図（Ｆ）に示すように、駆動信号ＤｖはＬｏｗレベルとなり、電極プラス極性ＥＰを維持する。同図（Ｄ）に示すように、溶接電流Ｉｗは正の値の予め定めた電極プラス極性ベース電流となり、同図（Ｅ）に示すように、溶接電圧Ｖｗはアーク長に比例した正の値のアーク電圧値となる。
同図では、時刻ｔ２～ｔ３の期間中には２周期分の波形を表示している。
(2) Operation of AC pulse arc welding period Ta from time t2 to t3 At time t2, the period set by the DC pulse arc welding period setting signal Tsr in Figure 1 has elapsed since the welding method switching signal Sm changed to 2, and the welding current Iw is at the base current value (base period), so the welding method switching signal Sm is switched to 1, and the AC pulse arc welding period Ta begins. Therefore, if the peak period occurs when the period set by the DC pulse arc welding period setting signal Tsr in Figure 1 has elapsed since the welding method switching signal Sm changed to 2, the transition to the AC pulse arc welding period Ta is delayed until the base period begins. The AC pulse arc welding period Ta always starts with the electrode negative polarity period Tn. For this reason, as shown in Fig. 1B, the timer signal Tm is 1 (electrode negative polarity period Tn) during the period from time t2 to t21, 2 (electrode positive polarity peak period Tp) during the period from time t21 to t22, and 3 (electrode positive polarity base period Tb) during the period from time t22 to t23. As shown in Fig. 1C, the feed rate Fw changes to a value set by the AC pulse arc welding feed rate setting signal Far in Fig. 1.
(21) During the electrode negative polarity period Tn from time t2 to t21, as shown in (F) of the figure, the drive signal Dv is at a high level, resulting in electrode negative polarity EN. As shown in (D) of the figure, the welding current Iw becomes a predetermined electrode negative polarity current with a negative value, and as shown in (E) of the figure, the welding voltage Vw becomes an arc voltage value with a negative value proportional to the arc length. The electrode negative polarity period may be formed from an electrode negative polarity base period in which an electrode negative polarity base current is passed and an electrode negative polarity peak period in which an electrode negative polarity peak current is passed.
(22) During the electrode positive polarity peak period Tp from time t21 to t22, as shown in (F) of the figure, the drive signal Dv becomes low level, and the polarity is reversed to the electrode positive polarity EP. As shown in (D) of the figure, the welding current Iw becomes a feedback-controlled electrode positive polarity peak current of a positive value, and as shown in (E) of the figure, the welding voltage Vw becomes a positive arc voltage value proportional to the arc length. The value of the electrode positive polarity peak current is feedback-controlled so that the average value of the welding voltage Vw is equal to the value of the voltage setting signal Vr of FIG. 1. This controls the arc length to an appropriate value. The electrode positive polarity peak period Tp is composed of a rise period, a maximum value period, and a fall period. In addition to the electrode positive polarity peak current modulation method described above, other methods of arc length control include periodic modulation and electrode positive polarity peak period modulation.
(23) During the electrode positive polarity base period Tb from time t22 to t23, the drive signal Dv is at a low level, maintaining the electrode positive polarity EP, as shown in (F) of the figure. As shown in (D) of the figure, the welding current Iw is a predetermined electrode positive polarity base current of a positive value, and as shown in (E) of the figure, the welding voltage Vw is a positive arc voltage value proportional to the arc length.
In the figure, two periods of the waveform are displayed during the period from time t2 to time t3.
（３）時刻ｔ３～ｔ４の電極マイナス極性の直流パルスアーク溶接期間Ｔｓの動作
時刻ｔ３において、溶接法切換信号Ｓｍが時刻ｔ１にＳｍ＝１に変化した時点から図１の交流パルスアーク溶接期間設定信号Ｔarによって設定された期間が経過し、かつ、タイマ信号Ｔｍ＝１（電極マイナス極性期間Ｔｎ）であるので、溶接法切換信号Ｓｍ＝２に切り換わり電極マイナス極性の直流パルスアーク溶接期間Ｔｓが開始する。したがって、溶接法切換信号Ｓｍ＝１に変化した時点から図１の交流パルスアーク溶接期間設定信号Ｔarによって設定された期間が経過したときに電極マイナス極性期間Ｔｎ以外の期間であったときは、電極マイナス極性期間Ｔｎとなるまで遅延させて電極マイナス極性の直流パルスアーク溶接期間Ｔｓに移行させることになる。この期間は、必ずベース期間から開始される。この期間中は、同図（Ｆ）に示すように、駆動信号ＤｖはＨｉｇｈレベルとなり、電極マイナス極性ＥＮとなる。同図（Ｃ）に示すように、送給速度Ｆｗは、図１の直流パルスアーク溶接送給速度設定信号Ｆsrによって設定される値へと変化する。
（３１）時刻ｔ３～ｔ３１のベース期間中は、同図（Ｄ）に示すように、溶接電流Ｉｗは負の値のベース電流値となり、同図（Ｅ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは負の値のベース電圧値となる。
（３２）時刻ｔ３１～ｔ３２のピーク期間中は、同図（Ｄ）に示すように、溶接電流Ｉｗは負の値のピーク電流値となり、同図（Ｅ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは負の値のピーク電圧値となる。
（３３）時刻ｔ３２～ｔ３３の期間は、再びベース期間となり、上記の動作を繰り返す。時刻ｔ３３からは再びピーク期間となる。同図では、時刻ｔ３～ｔ４の期間中には２周期分の波形を表示している。
(3) Operation of the DC pulse arc welding period Ts with negative electrode polarity from time t3 to time t4. At time t3, the period set by the AC pulse arc welding period setting signal Tar in FIG. 1 has elapsed since the welding method switching signal Sm changed to Sm = 1 at time t1, and the timer signal Tm is set to 1 (electrode negative polarity period Tn). Therefore, the welding method switching signal Sm is switched to Sm = 2, and the DC pulse arc welding period Ts with negative electrode polarity begins. Therefore, if the period set by the AC pulse arc welding period setting signal Tar in FIG. 1 has elapsed since the welding method switching signal Sm changed to Sm = 1 and is not in the electrode negative polarity period Tn, the welding method switching signal Sm is delayed until the electrode negative polarity period Tn is reached, and the welding method switching signal Sm is switched to the DC pulse arc welding period Ts with negative electrode polarity. This period always begins with the base period. During this period, the drive signal Dv is set to a high level, resulting in the electrode negative polarity EN, as shown in FIG. 1 (F). As shown in FIG. 1C, the feed rate Fw changes to a value set by the DC pulse arc welding feed rate setting signal Fsr of FIG.
(31) During the base period from time t3 to t31, the welding current Iw has a negative base current value, as shown in (D) of the same figure, and the welding voltage Vw has a negative base voltage value, as shown in (E) of the same figure.
(32) During the peak period from time t31 to t32, the welding current Iw has a negative peak current value, as shown in (D) of the same figure, and the welding voltage Vw has a negative peak voltage value, as shown in (E) of the same figure.
(33) The period from time t32 to t33 becomes the base period again, and the above operation is repeated. From time t33 onwards, the peak period begins again. In the figure, two cycles of the waveform are displayed during the period from time t3 to t4.
時刻ｔ４において、時刻ｔ２の動作に戻り、上記の動作を繰り返す。交流パルスアーク溶接期間Ｔａ及び電極マイナス極性直流パルスアーク溶接期間Ｔｓは、それぞれ１周期が１０ms程度である。各期間は、少なくとも１周期を含んでおり、１～５０周期程度の範囲である。 At time t4, the operation returns to that of time t2, and the above operation is repeated. The AC pulse arc welding period Ta and the electrode negative polarity DC pulse arc welding period Ts each have a cycle of approximately 10 ms. Each period includes at least one cycle, and ranges from 1 to 50 cycles.
上記の各パラメータの数値例を以下に示す。
母材＝アルミニウム材、シールドガス＝１００％アルゴンガス
（１）交流パルスアーク溶接のパラメータ
送給速度＝１０m/min（１５０Ａ）、溶接電圧＝１８Ｖ、電極マイナス極性比率＝２０％
電極マイナス極性期間＝１．５ms、電極マイナス極性電流＝１５０Ａ
電極プラス極性ピーク期間＝３．０ms（立上り期間＝１．０ms＋最大値期間＝１．０ms＋立下り期間＝１．０ms）、電極プラス極性ピーク電流（フィードバック値）＝約３５０Ａ
電極プラス極性ベース期間＝４．０ms、電極プラス極性ベース電流＝５０Ａ
（２）電極マイナス極性の直流パルスアーク溶接のパラメータ
送給速度＝１２m/min（１２５Ａ）、溶接電圧＝１４Ｖ
ピーク期間＝２ms、ベース期間＝２ms
ピーク電流＝１５０Ａ、ベース電流＝１００Ａ
Numerical examples of the above parameters are shown below.
Base material = aluminum material, shielding gas = 100% argon gas (1) AC pulse arc welding parameters Feed rate = 10 m/min (150 A), welding voltage = 18 V, electrode negative polarity ratio = 20%
Electrode negative polarity period = 1.5 ms, electrode negative polarity current = 150 A
Electrode positive polarity peak period = 3.0 ms (rise period = 1.0 ms + maximum value period = 1.0 ms + fall period = 1.0 ms), electrode positive polarity peak current (feedback value) = approximately 350 A
Electrode positive polarity base period = 4.0 ms, electrode positive polarity base current = 50 A
(2) DC pulse arc welding parameters with negative electrode polarity: Feed rate = 12 m/min (125 A), welding voltage = 14 V
Peak period = 2 ms, Base period = 2 ms
Peak current = 150 A, base current = 100 A
以下、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態によれば、溶接ワイヤを送給し、アルミニウム材を溶接するパルスアーク溶接方法において、電極プラス極性期間と電極マイナス極性期間とを繰り返す交流パルスアーク溶接を行う期間と、電極マイナス極性でピーク電流を通電するピーク期間とベース電流を通電するベース期間とを繰り返す直流パルスアーク溶接を行う期間とを交互に切り換えて溶接する。溶接継手部に大きなギャップを有する薄板に対して低入熱高溶着溶接を行うためには、溶接ワイヤを送給して電極マイナス極性の直流パルスアーク溶接を行うのが最も有効である。しかし、母材の材質がアルミニウム材であるときは、電極マイナス極性直流パルスアーク溶接では酸化被膜を除去するクリーニング作用が働かないために、溶接不良となる。これを解決するために、交流パルスアーク溶接を行う期間を付加している。交流パルスアーク溶接を付加することによって、電極プラス極性ピーク期間及び電極プラス極性ベース期間においてクリーニング作用が働くので、酸化被膜を除去して良好な溶接を行うことができる。さらには、交流パルスアーク溶接は電極マイナス極性期間を有するので、低入熱高溶着溶接となる。この結果、本実施の形態では、母材の材質がアルミニウム材であり、溶接継手部に大きなギャップを有する薄板に対して、高品質な溶接を行うことができる。
The effects of this embodiment will be described below.
According to this embodiment, in a pulse arc welding method for welding aluminum materials using a welding wire, welding is performed by alternately switching between a period of AC pulse arc welding, which alternates between periods of electrode positive polarity and periods of electrode negative polarity, and a period of DC pulse arc welding, which alternates between a peak period in which a peak current is passed with electrode negative polarity and a base period in which a base current is passed with electrode negative polarity. To perform low-heat-input, high-deposition welding on thin plates with large gaps at the weld joint, DC pulse arc welding with electrode negative polarity is most effective. However, when the base metal is aluminum, DC pulse arc welding with electrode negative polarity does not provide a cleaning effect to remove the oxide film, resulting in poor welding. To solve this problem, a period of AC pulse arc welding is added. By adding AC pulse arc welding, a cleaning effect occurs during the electrode positive polarity peak period and the electrode positive polarity base period, thereby removing the oxide film and achieving good welding. Furthermore, AC pulse arc welding includes a period of electrode negative polarity, resulting in low-heat-input, high-deposition welding. As a result, in this embodiment, high-quality welding can be performed on thin plates whose base material is aluminum and which have large gaps at the weld joints.
さらに好ましくは、本実施の形態によれば、全溶接期間に占める交流パルスアーク溶接を行う期間の時間比率が、３０％以上７０％以下の範囲である。上記の時間比率が３０％未満になると、十分なクリーニング作用を働かせることができずに、溶接不良となる。時間比率が７０％を超えると、電極マイナス極性の直流パルスアーク溶接による低入熱高溶着効果が低下するので、適用範囲が狭くなる。 More preferably, according to this embodiment, the time ratio of the period during which AC pulse arc welding is performed to the total welding period is in the range of 30% to 70%. If the time ratio is less than 30%, sufficient cleaning action cannot be achieved, resulting in poor welding. If the time ratio exceeds 70%, the low heat input, high welding effect of DC pulse arc welding with negative electrode polarity is reduced, narrowing the range of application.
さらに好ましくは、本実施の形態によれば、交流パルスアーク溶接が電極マイナス極性期間であるときに、直流パルスアーク溶接のベース期間に切り換える。交流パルスアーク溶接の電極マイナス極性期間から電極マイナス極性の直流パルスアーク溶接のベース期間への移行は、両者ともに同一極性であり、かつ、両電流値の差が小さいので、移行状態が円滑になり、溶接状態が安定化する。 More preferably, according to this embodiment, when AC pulse arc welding is in the electrode negative polarity period, it switches to the base period of DC pulse arc welding. The transition from the electrode negative polarity period of AC pulse arc welding to the base period of DC pulse arc welding with negative electrode polarity occurs smoothly, as both periods have the same polarity and the difference between the current values is small, resulting in a stable welding state.
さらに好ましくは、本実施の形態によれば、電極マイナス極性直流パルスアーク溶接がベース期間であるときに、交流パルスアーク溶接の電極マイナス極性期間に切り換える。電極マイナス極性の直流パルスアーク溶接のベース期間から交流パルスアーク溶接の電極マイナス極性期間への移行は、両者ともに同一極性であり、かつ、両電流値の差が小さいので、移行状態が円滑になり、溶接状態が安定化する。 More preferably, according to this embodiment, when the electrode-negative polarity DC pulse arc welding is in the base period, it switches to the electrode-negative polarity period of AC pulse arc welding. The transition from the base period of electrode-negative polarity DC pulse arc welding to the electrode-negative polarity period of AC pulse arc welding is smooth because both have the same polarity and the difference between the current values is small, resulting in a stable welding state.
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
Ｄ２ａ～Ｄ２ｄ ２次整流器
ＤＶ 駆動回路
Ｄｖ 駆動信号
ＥＩ 電流誤差増幅回路
Ｅｉ 電流誤差増幅信号
ＥＮ 電極マイナス極性
ＥＰ 電極プラス極性
ＥＶ 電圧誤差増幅回路
Ｅｖ 電圧誤差増幅信号
ＦＡＲ 交流パルスアーク溶接送給速度設定回路
Ｆar 交流パルスアーク溶接送給速度設定信号
ＦＣ 送給制御回路
Ｆｃ 送給制御信号
ＦＲ 送給速度設定回路
Ｆｒ 送給速度設定信号
ＦＳＲ 直流パルスアーク溶接送給速度設定回路
Ｆsr 直流パルスアーク溶接送給速度設定信号
Ｆｗ 送給速度
ＩＢＲ 電極プラス極性ベース電流設定回路
Ｉbr 電極プラス極性ベース電流設定信号
ＩＣＲ 電流制御設定回路
Ｉcr 電流制御設定信号
ＩＤ 電流検出回路
Ｉｄ 電流検出信号
ＩＮＲ 電極マイナス極性電流設定回路
Ｉnr 電極マイナス極性電流設定信号
ＩＮＴ インバータトランス
ＩＮＶ インバータ回路
Ｉｐ 電極プラス極性ピーク電流
ＩＰＲ 電極プラス極性ピーク電流設定回路
Ｉpr 電極プラス極性ピーク電流設定信号
Ｉｒ 電流設定信号
ＩＳＲ 直流パルスアーク溶接電流設定回路
Ｉsr 直流パルスアーク溶接電流設定信号
Ｉｗ 溶接電流
Ｎｄ 電極マイナス極性駆動信号
ＮＴＲ 電極マイナス極性トランジスタ
Ｐｄ 電極プラス極性駆動信号
ＰＴＲ 電極プラス極性トランジスタ
ＳＭ 溶接法切換回路
Ｓｍ 溶接法切換信号
ＳＷ 切換回路
Ｔａ 交流パルスアーク溶接期間
ＴＡＲ 交流パルスアーク溶接期間設定回路
Ｔar 交流パルスアーク溶接期間設定信号
Ｔｂ 電極プラス極性ベース期間
ＴＢＲ 電極プラス極性ベース期間設定回路
Ｔbr 電極プラス極性ベース期間設定信号
ＴＭ タイマ回路
Ｔｍ タイマ信号
Ｔｎ 電極マイナス極性期間
ＴＮＲ 電極マイナス極性期間設定回路
Ｔnr 電極マイナス極性期間設定信号
Ｔｐ 電極プラス極性ピーク期間
ＴＰＲ 電極プラス極性ピーク期間設定回路
Ｔpr 電極プラス極性ピーク期間設定信号
Ｔｓ 直流パルスアーク溶接期間
ＴＳＲ 直流パルスアーク溶接期間設定回路
Ｔsr 直流パルスアーク溶接期間設定信号
ＶＡＶ 電圧平均化回路
Ｖav 電圧平均値信号
ＶＤ 電圧検出回路
Ｖｄ 電圧検出信号
ＶＲ 電圧設定回路
Ｖｒ 電圧設定信号
Ｖｗ 溶接電圧
ＷＬ リアクトル
ＷＭ ワイヤ送給モータ
1 welding wire
2 Base material
3. Arc
4 welding torches
5 Feed rolls D2a to D2d Secondary rectifier DV Drive circuit Dv Drive signal EI Current error amplifier circuit Ei Current error amplifier signal EN Electrode negative polarity EP Electrode positive polarity EV Voltage error amplifier circuit Ev Voltage error amplifier signal FAR AC pulse arc welding feed speed setting circuit Far AC pulse arc welding feed speed setting signal FC Feed control circuit Fc Feed control signal FR Feed speed setting circuit Fr Feed speed setting signal FSR DC pulse arc welding feed speed setting circuit Fsr DC pulse arc welding feed speed setting signal Fw Feed speed IBR Electrode positive polarity base current setting circuit Ibr Electrode positive polarity base current setting signal ICR Current control setting circuit Icr Current control setting signal ID Current detection circuit Id Current detection signal INR Electrode negative polarity current setting circuit Inr Electrode negative polarity current setting signal INT Inverter transformer INV Inverter circuit Ip Electrode positive polarity peak current IPR Electrode positive polarity peak current setting circuit Ipr Electrode positive polarity peak current setting signal Ir Current setting signal ISR DC pulse arc welding current setting circuit Isr DC pulse arc welding current setting signal Iw Welding current Nd Electrode negative polarity drive signal NTR Electrode negative polarity transistor Pd Electrode positive polarity drive signal PTR Electrode positive polarity transistor SM Welding method switching circuit Sm Welding method switching signal SW Switching circuit Ta AC pulse arc welding period TAR AC pulse arc welding period setting circuit Tar AC pulse arc welding period setting signal Tb Electrode positive polarity base period TBR Electrode positive polarity base period setting circuit Tbr Electrode positive polarity base period setting signal TM Timer circuit Tm Timer signal Tn Electrode negative polarity period TNR Electrode negative polarity period setting circuit Tnr Electrode negative polarity period setting signal Tp Electrode positive polarity peak period TPR Electrode positive polarity peak period setting circuit Tpr Electrode positive polarity peak period setting signal Ts DC pulse arc welding period TSR DC pulse arc welding period setting circuit Tsr DC pulse arc welding period setting signal VAV Voltage averaging circuit Vav Voltage average value signal VD Voltage detection circuit Vd Voltage detection signal VR Voltage setting circuit Vr Voltage setting signal Vw Welding voltage WL Reactor WM Wire feed motor
Claims (2)
電極プラス極性期間と電極マイナス極性期間とを繰り返す交流パルスアーク溶接を行う期間と、電極マイナス極性でピーク電流を通電するピーク期間とベース電流を通電するベース期間とを繰り返す直流パルスアーク溶接を行う期間とを交互に切り換えて溶接する、
ことを特徴とするパルスアーク溶接方法。 A pulse arc welding method for feeding a welding wire and welding an aluminum material, comprising:
welding is performed by alternately switching between a period of AC pulse arc welding in which an electrode positive polarity period and an electrode negative polarity period are repeated, and a period of DC pulse arc welding in which a peak period in which a peak current is passed with an electrode negative polarity and a base period in which a base current is passed are repeated;
A pulse arc welding method characterized by:
ことを特徴とする請求項１に記載のパルスアーク溶接方法。 The time ratio of the period during which the AC pulse arc welding is performed to the total welding period is in the range of 30% to 70%.
2. The pulse arc welding method according to claim 1.
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