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JPH0747214B2 - Arc control method in TIG welding - Google Patents
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JPH0747214B2 - Arc control method in TIG welding - Google Patents

Arc control method in TIG welding

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JPH0747214B2
JPH0747214B2 JP9365190A JP9365190A JPH0747214B2 JP H0747214 B2 JPH0747214 B2 JP H0747214B2 JP 9365190 A JP9365190 A JP 9365190A JP 9365190 A JP9365190 A JP 9365190A JP H0747214 B2 JPH0747214 B2 JP H0747214B2
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welding
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center
magnets
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静雄 浮田
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、TIG溶接に於けるアークの制御方法に係わ
り、更に詳しくは瞬時にしかも正確に精度良くアークの
制御が自動的に行なうことができるTIG溶接に於けるア
ークの制御方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an arc control method in TIG welding, and more specifically, it is possible to automatically and instantaneously and accurately control an arc. The control method of the arc in the possible TIG welding.

[従来の技術] 周知の通り、アルミニウム等の熱伝導率の高い材料の突
合せ、重ね、あるいは隅肉溶接にはTIG溶接法が用いら
れている。そして、近来、生産性の向上や省エネルギー
の要求が高まり、上記TIG溶接法を用いて、高速に溶接
が行われる様になった。
[Prior Art] As is well known, the TIG welding method is used for butt, overlap, or fillet welding of materials having high thermal conductivity such as aluminum. In recent years, demand for improved productivity and energy saving has increased, and high-speed welding has been performed using the TIG welding method.

しかし、高速でTIG溶接を行う際には溶接母材又は電極
を高速で移動させる必要があり、アークの周辺環境に変
化や慣性によってアークの状態がその時の溶接条件に合
った状態から外れてしまうという不具合が生じていた。
However, when performing TIG welding at high speed, it is necessary to move the welding base material or electrode at high speed, and the arc state deviates from the state that matches the welding conditions at that time due to changes in the surrounding environment of the arc or inertia. There was a problem.

そこで、上記アークのズレを補正する為に、本出願人は
先に、特開昭62−286674に於て、電極と一体的に移動す
る磁石の磁気を利用してアークを補正するものを提案し
た。上記、アークの補正は、アークの中心に対して点対
称的に配されたN極とS極の一対の磁石の磁気作用によ
り、アークを溶接部位に常時指向させる様にすることに
よって高速連続溶接時のアーク状態を最適な状態に保つ
ものであり、その制御は機械的に行われるものであっ
た。
Therefore, in order to correct the deviation of the arc, the applicant previously proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-286674 that the arc of magnet is corrected by utilizing the magnetism of a magnet that moves integrally with the electrode. did. The above-described arc correction is performed at high speed continuous welding by constantly directing the arc to the welding site by the magnetic action of a pair of magnets of N pole and S pole arranged point-symmetrically with respect to the center of the arc. The arc state at that time was kept in an optimum state, and the control was performed mechanically.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

上記従来の技術によると、高速溶接時のアークの状態を
最適な状態に保つ為の補正は可能であるものの、より積
極的にいろいろな溶接条件に応じてアークの状態を制御
しようとすると、上記一対の磁石を機械的に前後左右に
移動させたり、電極周りに回転させたりする必要があ
り、その対応に手間がかかると共に、溶接作業時の溶接
条件の細かな変化に対応させ様とした際には、一対の磁
石を機械的に移動させたり回転させたりする為に実際の
溶接条件の変化より遅れた制御となってしまい、溶接精
度を十分なものとすることができなかった。
According to the above-mentioned conventional technique, it is possible to correct the arc condition during high-speed welding to keep it in an optimum state, but when trying to control the arc condition more positively according to various welding conditions, It is necessary to mechanically move the pair of magnets back and forth and to the left and right, and to rotate around the electrodes, which requires time and effort, and when it is necessary to respond to minute changes in welding conditions during welding work. However, since the pair of magnets are mechanically moved or rotated, the control is delayed from the actual change of the welding conditions, and the welding accuracy cannot be made sufficient.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

よって本発明の目的とする所は、上述の如き従来の技術
の有する問題点を解決するものであってTIG溶接による
高速溶接時のアークの実際状態をその時の溶接条件に応
じた最適な基準状態とすることができ、しかもその制御
が瞬時にしかも正確に行われ、十分な溶接精度が得られ
るTIG溶接に於けるアークの自動制御方法を提供するこ
とにある。
Therefore, the object of the present invention is to solve the problems of the conventional techniques as described above, the actual state of the arc during high-speed welding by TIG welding the optimum reference state according to the welding conditions at that time. The present invention is to provide an automatic arc control method in TIG welding in which the control can be performed instantaneously and accurately, and sufficient welding accuracy can be obtained.

〔課題を解決する為の手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成する為に本発明は次の技術的手段を有す
る。即ち、実施例に対応する添付図面に使用した符号を
用いて説明すると、非磁気性の溶接母材1を陽極、電極
棒3を陰極、もしくは非磁気性の溶接母材1を陰極、電
極棒3を陽極と成し、トーチ2の先端部のセラミックカ
ップ4の内部イナートガス吐出空間5からアークAを包
む為のイナートガスBを噴出させつつ上記電極棒3と母
材1との間に高周波電流を給電することによって発生さ
せた直流アークAによって非磁気性の溶接母材1をTIG
溶接し、而も上記アークAの状態を制御する為の制御手
段として、アークAの中心に対して、対称的に配された
N極とS極の一対の磁石6の群を用いて行うTIG溶接に
於けるアークの制御方法に於て; 上記一対の磁石6の群は励磁、消磁可能な電磁コイル磁
石の群であって、アークAから生ずる光を検出する為の
平面的に展開した座標ごとに配設されたアークの光学的
検出手段8によって、溶接時のアークAの実際状態23′
を検出し、このアークAの実際状態23′をアークAの中
心と電極棒3の中心とが一致した状態に相当するアーク
の基準状態23と比較し、次いで、あらかじめ定められた
プログラムにより、上記一対の磁石6の群の各磁石6を
選択的に励磁、消磁させることによってアークAの実際
状態23′を基準状態23に一致するように可変制御するよ
うにしたことを特徴とするTIG溶接に於けるアークの制
御方法である。
In order to achieve the above object, the present invention has the following technical means. That is, to explain using the reference numerals used in the accompanying drawings corresponding to the embodiments, the non-magnetic welding base material 1 is an anode, the electrode rod 3 is a cathode, or the non-magnetic welding base material 1 is a cathode, an electrode rod. 3 serves as an anode, and a high-frequency current is generated between the electrode rod 3 and the base material 1 while ejecting an inert gas B for enclosing the arc A from the internal inert gas discharge space 5 of the ceramic cup 4 at the tip of the torch 2. The non-magnetic welding base material 1 is TIGed by the DC arc A generated by supplying power.
As a control means for welding and controlling the state of the arc A, TIG performed by using a group of a pair of magnets 6 of N pole and S pole symmetrically arranged with respect to the center of the arc A. In the method of controlling the arc in welding; the group of the pair of magnets 6 is a group of electromagnetic coil magnets that can be excited and demagnetized, and the coordinates developed in a plane for detecting the light generated from the arc A. The actual state 23 'of the arc A at the time of welding is provided by the optical detection means 8 for the arc arranged for each
Is detected, and the actual state 23 'of the arc A is compared with the reference state 23 of the arc corresponding to the state where the center of the arc A and the center of the electrode rod 3 are coincident with each other. In TIG welding, which is characterized in that the actual state 23 ′ of the arc A is variably controlled so as to match the reference state 23 by selectively exciting and deactivating each magnet 6 of the pair of magnets 6. This is the control method of the arc in the.

〔作用〕[Action]

本発明は上記技術的手段胃り成るのでTIG溶接による高
速溶接時にアークAの実際状態23′を平面的に展開した
座標ごとに配設された光学的検出手段8によって検出
し、その実際状態23′を、アークAの中心と電極棒3の
中心とが一致した状態のアークAの基準状態23と比較
し、あらかじめ定めたプムグラムによりアークAの周囲
に設けられた電磁コイル磁石より成る一対の磁石6群の
各磁石6を選択的に励磁、消磁し又は磁界の強弱の調整
をさせてアークAへの磁気作用を変化させることにより
アークAの状態を基準状態23に一致できるよう制御す
る。
Since the present invention comprises the above technical means, the actual state 23 'of the arc A is detected by the optical detecting means 8 arranged for each coordinate developed in the plane during the high-speed welding by TIG welding, and the actual state 23' is detected. ′ Is compared with the reference state 23 of the arc A in which the center of the arc A and the center of the electrode rod 3 coincide with each other, and a pair of magnets composed of electromagnetic coil magnets provided around the arc A by a predetermined program. The magnets 6 of the six groups are selectively excited, demagnetized, or the strength of the magnetic field is adjusted to change the magnetic action on the arc A, so that the state of the arc A can be controlled to match the reference state 23.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づき詳細に説明す
る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図〜第4図に示した様に本発明のTIG溶接装置は、
トーチ2、磁石取付座標盤7、光学的検出手段8より成
り、上記トーチ2は電極棒3と磁力の影響を受けにくい
セラミックカップ4、そしてそれらの間に形成されたイ
ナートガス吐出空間5を有し、電極棒3が陰極又は陽極
となる様、電源18の陰極側又は陽極側と電極棒3が接続
されており、溶接時には、上記イナートガス吐出空間5
よりアークAを被包するためのイナートガスBが吐出さ
れる。そして上記磁石取付座標盤7にはアークAの周り
にN極とS極の一対の磁石6群が複数配設されており、
しかも上記一対の磁石6群は励磁、消磁可能で、しかも
極性および磁界の強弱を変えられる電磁コイル磁石であ
り、アークAの状態に応じて極性と磁界の強弱が決めら
れ励磁、消磁させられる。そして上記、光学的検出手段
8は、上記磁石取付座標盤7の下方に配設された光ファ
イバー取付座標盤9と、上記光ファイバー取付座標盤9
に所定の座標配置(本実施例では同心円L1〜L4と上記同
心円を12等分する線分D1〜D12との交点を所定の座標と
した。)で設けられた光ファイバー取付穴21に配された
光ファイバー10、そして上記光ファイバー10に導入され
るアナログ量を電気量に変換する為のフォトセンサ11さ
らに上記電気量から高周波成分並びにノイズをカットす
る為のフォトカプラ12、そしてその信号を制御部13に入
出力させる為の入出力装置14と上記入出力装置14からの
信号を判断し、装置の制御を行う制御部13より成り溶接
時のアークAの状態を検出するものであり、上記フォト
センサ11、フォトカプラ12、制御部13、入出力装置14は
TIG溶接時の高周波等を遮断するシールド19によって囲
まれており、ノイズによる装置の誤動作を防止してい
る。しかも上記光ファイバー10は光ファイバー取付穴21
に隙間22を残して配されているのでアークAが生ずる光
の散乱光を防止できるものであり、より正確にアークA
の状態を検出できる。加えて、上記アークAより生ずる
光は非常に強いので光ファイバーの先端に集光の為のレ
ンズ等を設ける必要がない。そして非磁気性の溶接母材
1は溶接時、電極棒3に対して図中矢印M方向に相対移
動し溶接されるものであり、しかも上記非磁気性の溶接
母材1及び電極棒3は各々が電源18と接続されている。
上記電源18は直流電源であって高周波電流をそれに重畳
させて給電できるものである。
As shown in FIGS. 1 to 4, the TIG welding apparatus of the present invention is
The torch 2 comprises a torch 2, a magnet mounting coordinate board 7 and an optical detecting means 8. The torch 2 has an electrode rod 3, a ceramic cup 4 which is hardly affected by magnetic force, and an inert gas discharge space 5 formed between them. The cathode side or the anode side of the power source 18 is connected to the electrode rod 3 so that the electrode rod 3 serves as a cathode or an anode. At the time of welding, the inert gas discharge space 5
Further, the inert gas B for enclosing the arc A is discharged. A plurality of pairs of N-pole and S-pole magnets 6 are arranged around the arc A on the magnet mounting coordinate board 7.
Moreover, the pair of magnets 6 is an electromagnetic coil magnet that can be excited and demagnetized and can change the polarity and the strength of the magnetic field. The polarity and the strength and weakness of the magnetic field are determined according to the state of the arc A, and are excited and demagnetized. The optical detecting means 8 includes an optical fiber mounting coordinate board 9 disposed below the magnet mounting coordinate board 7 and the optical fiber mounting coordinate board 9 described above.
The optical fiber mounting hole 21 provided with a predetermined coordinate arrangement (in this embodiment, the intersections of the concentric circles L 1 to L 4 and the line segments D 1 to D 12 that divide the concentric circle into 12 equal parts are predetermined coordinates). The optical fiber 10 disposed in the optical fiber 10, and the photosensor 11 for converting the analog quantity introduced into the optical fiber 10 into an electric quantity, the photocoupler 12 for cutting high frequency components and noise from the electric quantity, and the signal thereof. An input / output device 14 for inputting / outputting to / from the control part 13 and a signal from the input / output device 14 are judged, and the control part 13 for controlling the device is constituted to detect the state of the arc A during welding, The photo sensor 11, the photo coupler 12, the control unit 13, and the input / output device 14 are
It is surrounded by a shield 19 that blocks high frequency waves during TIG welding, and prevents malfunction of the device due to noise. Moreover, the optical fiber 10 has an optical fiber mounting hole 21.
Since it is arranged with a gap 22 left in it, it is possible to prevent the scattered light of the light generated by the arc A.
The state of can be detected. In addition, since the light generated from the arc A is very strong, it is not necessary to provide a lens or the like for condensing at the tip of the optical fiber. At the time of welding, the non-magnetic welding base metal 1 moves relative to the electrode rod 3 in the direction of the arrow M in the figure and is welded. Moreover, the non-magnetic welding base metal 1 and the electrode rod 3 are Each is connected to a power supply 18.
The power source 18 is a direct current power source and can supply a high frequency current by superimposing it on the high frequency current.

所で、上記励磁、消磁可能で、しかも極性および磁界の
強弱を変えられる電磁コイル磁石6群の制御について説
明する。
Now, the control of the group of electromagnetic coil magnets 6 which can be excited and demagnetized and which can change the polarity and the strength of the magnetic field will be described.

アークAの状態の内基準状態を定める。例えばアークA
の中心と電磁棒3の中心とが一致した状態のアークAの
状態を基準状態23とする。他方非磁気性の溶接母材1が
移動した際の実際のアーク状態は上記基準状態23から外
れることがある。その状態をアークAの実際状態23′と
する。そして溶接の際、実際状態23′のアークAより生
ずる光が各光ファイバー10によって導入され、次いでフ
ォトセンサ11によってアナログ量に変換せしめられ、そ
れによって実際状態23′のアークAの状態が制御部13に
入力されるものである。すると、制御部13に於いてアー
クAの基準状態23と上記アークAの実際状態23′を比較
し、偏差が認識される。その偏差値によってあらかじめ
定められたプログラムに従い制御部13のコントロールの
下、上記複数の電磁コイル磁石6群の選択的な励磁又は
消磁が行なわれると共に、極性の変化および磁界の強弱
制御が行なわれ、アークAの実際状態23′が上記アーク
Aの基準状態23に一致するよう制御されるものである。
この制御例の一例は後述する使用例で説明する。
The inner reference state of the state of arc A is determined. For example, arc A
The state of the arc A in which the center of the arc and the center of the electromagnetic rod 3 coincide with each other is referred to as a reference state 23. On the other hand, the actual arc state when the non-magnetic welding base material 1 moves may deviate from the reference state 23. Let that state be the actual state 23 'of arc A. Then, during welding, the light generated from the arc A in the actual state 23 'is introduced by each optical fiber 10 and then converted into an analog quantity by the photosensor 11, whereby the state of the arc A in the actual state 23' is controlled. Is input to. Then, the control unit 13 compares the reference state 23 of the arc A with the actual state 23 'of the arc A, and the deviation is recognized. Under the control of the control unit 13 according to a program predetermined by the deviation value, the plurality of groups of electromagnetic coil magnets 6 are selectively excited or demagnetized, the polarity is changed, and the magnetic field strength is controlled. The actual state 23 'of the arc A is controlled so as to coincide with the reference state 23 of the arc A.
An example of this control example will be described later in a usage example.

次に上記構成に基づき使用例を説明する。Next, a usage example will be described based on the above configuration.

非磁気性の溶接母材1及び電極棒3に電源18から直流お
よび高周波電流を重畳給電することによって、上記の電
極棒3の先端20からアークAを発生させ、非磁気性の溶
接母材1を溶接するものであり、この時、上記非磁気性
の溶接母材1を図中矢印M方向に移動させることによっ
て非磁気性の溶接母材1を連続的に溶接できるものであ
る。そして、上記トーチ2の先端のセラミックカップ4
の内部イナートガス吐出空間5からは、上記アークAを
包み込む為のイナートガスBが噴出されている。
By supplying DC and high-frequency current from the power source 18 to the non-magnetic welding base material 1 and the electrode rod 3 in an overlapping manner, an arc A is generated from the tip 20 of the electrode rod 3 and the non-magnetic welding base material 1 At this time, the non-magnetic welding base material 1 can be continuously welded by moving the non-magnetic welding base material 1 in the direction of the arrow M in the figure. And the ceramic cup 4 at the tip of the torch 2
An inert gas B for enclosing the arc A is ejected from the inner inert gas discharge space 5.

上記溶接動作に於て、非磁気性の溶接母材1が移動する
際に生ずるアークA周辺の状況変化によってアークA
は、その時の溶接条件に応じた基準とされる状態23(第
5図(A)から外れた状態の実際状態23′(第5図
(B))となってしまう。この時、電極棒3の下方にア
ークAを囲む様に設けられた光ファイバー取付座標盤9
に所定の座標配置(L1D1、L1D2、・・・LnDn)で設けら
れた各光ファイバー10によって、上記アークAより生ず
る光を導入し、フォトセンサ11によって上記アークAよ
り生ずる光のアナログ量を電気量に変換し、フォトカプ
ラ12を介することにより信号中の高周波成分及びノイズ
を取り除き、入出力装置14を経て、制御部13でアークA
の実際状態23′を認識する。即ち上記アークAの実際状
態23′の認識はL1D1、〜LnDnの各位置から導入された各
アーク光の強度が、制御部13に入力され、各アーク光の
強弱を比較演算することによって実際状態23′のアーク
の中心の位置を求めることによって求められる。本実施
例ではアークAの実際状態23′のアーク中心の位置24を
座標L2、D1で認識した場合を示した。そして、上記アー
クAの基準状態23と実際状態23′の偏差に基づきアーク
Aの制御が行なわれる。例えば、アークAを基準の状態
23とする為に、上記外れた実際状態23′の中心の位置24
(L2、D1)と、アークAの基準状態23の中心を結ぶ仮想
線分15を求め、上記仮想線分15に直交し、しかも上記ア
ークAの基準状態23の中心を通る仮想線分16を求める。
そして上記仮想線分16に対応する位置に設けられた一対
の磁石6を励磁させることによってアークAの周辺に磁
力線Cを生じさせ、その磁気作用によってアークAを基
準状態23(第5図(C))にすることができる。この
時、一対の磁石6の極性及びその強さは、上記外れた位
置24の座標に応じてあらかじめ定められたプログラムに
基づいており、制御部13でSW1を切換えることによって
極性を制御し、SW2〜SW7の開閉により、励磁、消磁を行
い、電流の強さを変化させることにより、磁力線の制御
を行うものである。そして、上記動作を溶接母材1の溶
接中、常時自動的に行うことによりアークAの状態を基
準状態に保つことが可能となり、よってより精度の良い
溶接が可能となると共にアークAの制御が機械的動作を
必要とすることなく電気的な動作のみで行われるので制
御の遅れが生じにくい。さらに上記アークの制御を行う
プログラムは実際の溶接時の諸条件に応じた経験的な要
素を取り入れることが可能なのでより精度の良い溶接が
可能となるものである。
In the above-mentioned welding operation, the arc A is changed by the change of the situation around the arc A generated when the non-magnetic welding base material 1 moves.
Becomes a reference state 23 according to the welding conditions at that time (actual state 23 '(Fig. 5 (B)) which is out of the state shown in Fig. 5 (A). Optical fiber mounting coordinate board 9 provided below the arc so as to surround the arc A
The light generated from the arc A is introduced by each optical fiber 10 provided in a predetermined coordinate arrangement (L 1 D 1 , L 1 D 2 , ... L n D n ) to the arc A by the photosensor 11. The generated analog quantity of light is converted into an electric quantity, the high frequency component and noise in the signal are removed by passing through the photocoupler 12, and the arc A in the control unit 13 is passed through the input / output device 14.
Recognize the actual state 23 '. That recognition of actual state 23 'of the arc A is L 1 D 1, the intensity of each arc light introduced from the position of ~L n D n, is input to the controller 13, compare the intensity of each arc light It is obtained by calculating the position of the center of the arc of the actual state 23 'by calculation. Shows a case of recognizing the position 24 of the arc center of the actual state 23 'of the arc A at coordinates L 2, D 1 in the present embodiment. Then, the arc A is controlled based on the deviation between the reference state 23 and the actual state 23 'of the arc A. For example, the state of the arc A as a reference
In order to set 23
A virtual line segment 15 connecting (L 2 , D 1 ) and the center of the reference state 23 of the arc A is obtained, and a virtual line segment orthogonal to the virtual line segment 15 and passing through the center of the reference state 23 of the arc A Ask for 16.
Then, a pair of magnets 6 provided at positions corresponding to the virtual line segment 16 are excited to generate a magnetic force line C around the arc A, and the magnetic action causes the arc A to be in the reference state 23 (see FIG. )) Can be. At this time, the polarities and strengths of the pair of magnets 6 are based on a program predetermined according to the coordinates of the displaced position 24, and the polarity is controlled by switching SW 1 by the control unit 13. Excitation / demagnetization is performed by opening / closing SW 2 to SW 7 , and the magnetic field lines are controlled by changing the strength of the current. By performing the above operation automatically during the welding of the welding base material 1, it is possible to maintain the state of the arc A at the reference state, which enables more accurate welding and control of the arc A. Since a mechanical operation is not required and only an electrical operation is performed, control delay is unlikely to occur. Further, since the program for controlling the arc can incorporate empirical factors corresponding to various conditions during actual welding, more accurate welding is possible.

第6図はアークAの実際状態23′の他の例で、この例の
場合も上述したと同様の制御が行なわれる。
FIG. 6 shows another example of the actual state 23 'of the arc A. In this case, the same control as described above is performed.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上詳述した如く、本発明によると次の様な効果を奏す
る。即ち請求項第1項によると、TIG溶接時のアークA
の実際状態の光学的検出手段8によって検出し、その時
のアークの実際状態に応じてアルゴリズム化されたプロ
グラムによってアークの周囲に設けられた一対の磁石群
を励磁、消磁させることによってアークに磁力線による
力を作用させ、アークの実際状態をアークの基準状態に
制御でき、しかもこの時、機械的動作を一切必要とせ
ず、電気的動作のみで制御が行われるので、アークの実
際状態の検出から制御までに要する時間が非常に少ない
ので精度よく溶接が可能となり、しかもあらかじめアル
ゴリズム化されたプログラムによって自動制御されるの
で、正確な制御が可能となると共に、いろいろな溶接条
件に応じて積極的な制御が可能となるTIG溶接に於ける
アークの制御手段を提供できる。そして請求項第2項に
よると、実際状態のアークの中心位置を検出し、その中
心位置とアークの基準状態の中心を通る仮想線分に対し
て直交し、上記アークの基準状態の中心を通る仮想線分
上に配された一対の磁石を励磁することによってアーク
の状態を基準状態に制御するものであるので、複雑な制
御を必要とすることなく良好な溶接精度を得ることがで
きるものである。しかも光学的検出手段として光ファイ
バー、フォトセンサ、フォトカプラ、入出力装置、制御
部を用いるので、光として取り込まれたアークの状態を
フォトセンサによって電気量として認識でき、しかもフ
ォトカプラによって高周波成分を取り除くことができる
ので、より正確なアークの状態の情報を得ることがで
き、溶接精度を向上させることができると共に光ファイ
バーを長くすることによって溶接部位から制御部等の精
密機器を遠ざけることができるので、より安全に制御が
行われるものである。さらに一対の磁石の極性および磁
界の強度を交互に変えることができるので、より広範囲
な制御が可能となるものである。
As described in detail above, the present invention has the following effects. That is, according to claim 1, the arc A at the time of TIG welding is used.
Is detected by the optical detecting means 8 of the actual state of the arc, and a pair of magnet groups provided around the arc is excited and demagnetized by a program that is algorithmized according to the actual state of the arc at that time, thereby causing the magnetic field lines to the arc. By applying a force, the actual state of the arc can be controlled to the reference state of the arc, and at this time, no mechanical action is required and the control is performed only by the electrical action, so control is performed from detection of the actual state of the arc. Since it takes very little time to perform welding, accurate welding is possible, and since it is automatically controlled by a program that has been algorithmized beforehand, accurate control is possible and active control according to various welding conditions is possible. It is possible to provide a means for controlling the arc in TIG welding that enables the above. According to claim 2, the center position of the arc in the actual state is detected, the center position is orthogonal to the virtual line segment passing through the center of the reference state of the arc, and the center of the reference state of the arc is passed. Since the arc state is controlled to the reference state by exciting a pair of magnets arranged on the virtual line segment, good welding accuracy can be obtained without requiring complicated control. is there. Moreover, since an optical fiber, a photosensor, a photocoupler, an input / output device, and a control unit are used as the optical detection means, the state of the arc captured as light can be recognized as an electric quantity by the photosensor, and the high frequency component is removed by the photocoupler. Since it is possible to obtain more accurate information on the state of the arc, it is possible to improve the welding accuracy and at the same time to lengthen the optical fiber, it is possible to move away precision equipment such as the control unit from the welding site, The control is performed more safely. Furthermore, since the polarities of the pair of magnets and the strength of the magnetic field can be changed alternately, a wider range of control is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

添付図面は本発明の実施例を示しており、第1図はTIG
溶接装置の要部の構成を示す断面図、第2図は第1図中
X−X′線に沿う平面図、第3図は第1図中Y−Y′線
に沿う平面図、第4図は光学的検出手段の構成を示す構
成図、第5図(A)〜第5図(C)はアークの制御方法
を示し、第5図(A)はアークの基準状態を示す図、第
5図(B)はアークの実際状態を示す図、第5図(C)
はアークの状態を制御した際の図を示し、第6図は別の
例を示した図である。 尚、図中符号 A……アーク B……イナートガス C……磁力線 1……非磁気性の溶接母材 2……トーチ 3……電極棒 4……セラミックカップ 5……イナートガス吐出空間 6……一対の磁石 7……磁石取付座標盤 8……光学的検出手段 9……光ファイバー取付座標盤 10……光ファイバー 11……フォトセンサ 12……フォトカプラ 13……制御部 14……入出力装置 15,16……仮想線分 18A……溶接用電源 18B……励磁用電源 をそれぞれ示している。
The attached drawings show an embodiment of the present invention, and FIG.
Sectional drawing which shows the structure of the principal part of a welding apparatus, FIG. 2 is the top view which follows the XX 'line in FIG. 1, FIG. 3 is the top view which follows the YY' line in FIG. FIG. 5 is a configuration diagram showing the configuration of the optical detection means, FIGS. 5 (A) to 5 (C) show an arc control method, and FIG. 5 (A) is a diagram showing an arc reference state. FIG. 5 (B) is a diagram showing the actual state of the arc, and FIG. 5 (C).
Shows a diagram when the state of the arc is controlled, and FIG. 6 is a diagram showing another example. In the drawing, reference numeral A ... arc B ... inert gas C ... magnetic field line 1 ... non-magnetic welding base material 2 ... torch 3 ... electrode rod 4 ... ceramic cup 5 ... inert gas discharge space 6 ... A pair of magnets 7 ... Magnet mounting coordinate board 8 ... Optical detection means 9 ... Optical fiber mounting coordinate board 10 ... Optical fiber 11 ... Photo sensor 12 ... Photo coupler 13 ... Control unit 14 ... I / O device 15 , 16 ... Virtual line segment 18A ... Welding power source 18B ... Excitation power source respectively.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】非磁気性の溶接母材1を陽極、電極棒3を
陰極、もしくは非磁気性の溶接母材1を陰極、電極棒3
を陽極と成し、トーチ2の先端部のセラミックカップ4
の内部イナートガス吐出空間5からアークAを包む為の
イナートガスBを噴出させつつ上記電極棒3と母材1と
の間に高周波電流を給電することによって発生させた直
流アークAによって非磁気性の溶接母材1をTIG溶接
し、而も上記アークAの状態を制御する為の制御手段と
して、アークAの中心に対して、対称的に配されたN極
とS極の一対の磁石6の群を用いて行うTIG溶接に於け
るアークの制御方法に於て; 上記一対の磁石6の群は励磁、消磁可能な電磁コイル磁
石の群であって、アークAから生ずる光を検出する為の
平面的に展開した座標ごとに配設されたアークの光学的
検出手段8によって、溶接時のアークAの実際状態23′
を検出し、このアークAの実際状態23′をアークAの中
心と電極棒3の中心とが一致した状態に相当するアーク
の基準状態23と比較し、次いで、あらかじめ定められた
プログラムにより、上記一対の磁石6の群の各磁石6を
選択的に励磁、消磁させることによってアークAの実際
状態23′を基準状態23に一致するように可変制御するよ
うにしたことを特徴とするTIG溶接に於けるアークの制
御方法。
1. A non-magnetic welding base material 1 is an anode and an electrode rod 3 is a cathode, or a non-magnetic welding base material 1 is a cathode and an electrode rod 3.
And the ceramic cup 4 at the tip of the torch 2.
Non-magnetic welding by the direct current arc A generated by supplying high frequency current between the electrode rod 3 and the base material 1 while ejecting the inert gas B for wrapping the arc A from the inner inert gas discharge space 5 As a control means for TIG welding the base material 1 and controlling the state of the arc A, a group of a pair of magnets 6 having N and S poles symmetrically arranged with respect to the center of the arc A. In a method for controlling an arc in TIG welding performed by using a magnet, the group of the pair of magnets 6 is a group of electromagnetic coil magnets that can be excited and demagnetized, and is a plane for detecting the light generated from the arc A. The actual state 23 'of the arc A at the time of welding is obtained by the optical detection means 8 of the arc arranged for each coordinate that has been developed.
Is detected, and the actual state 23 'of the arc A is compared with the reference state 23 of the arc corresponding to the state where the center of the arc A and the center of the electrode rod 3 are coincident with each other. In TIG welding, which is characterized in that the actual state 23 ′ of the arc A is variably controlled so as to match the reference state 23 by selectively exciting and deactivating each magnet 6 of the pair of magnets 6. Control method in arc.
【請求項2】上記アークAの制御は、光学的検出手段8
によって実際状態23′のアークAの中心24に相当する座
標を求め、その座標と基準状態23のアークAの中心とを
結ぶ仮想線分15に対して直交し基準状態23のアークAの
中心を通る仮想線分16上に配されている上記一対の磁石
6を励磁して行うことを特徴とする請求項第1項記載の
TIG溶接に於けるアークの制御方法。
2. The control of the arc A is performed by an optical detecting means 8
Then, the coordinates corresponding to the center 24 of the arc A in the actual state 23 'are obtained, and the center of the arc A in the reference state 23 is orthogonal to the virtual line segment 15 connecting the coordinates and the center of the arc A in the reference state 23. The magnetizing process is performed by exciting the pair of magnets 6 arranged on a virtual line segment 16 passing therethrough.
Arc control method in TIG welding.
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