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JP2025001302A - Submerged arc welding system and submerged arc welding method - Google Patents

Submerged arc welding system and submerged arc welding method Download PDF

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JP2025001302A
JP2025001302A JP2023100811A JP2023100811A JP2025001302A JP 2025001302 A JP2025001302 A JP 2025001302A JP 2023100811 A JP2023100811 A JP 2023100811A JP 2023100811 A JP2023100811 A JP 2023100811A JP 2025001302 A JP2025001302 A JP 2025001302A
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JP
Japan
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frequency
welding
current
period
submerged arc
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Pending
Application number
JP2023100811A
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Japanese (ja)
Inventor
怜央 本田
Reo Honda
賢人 高田
Kento Takada
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Daihen Corp
Original Assignee
Daihen Corp
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Publication date
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Abstract

To provide a submerged arc welding system that can achieve both penetration depth and arc stability, in submerged arc welding.SOLUTION: A welding system A1 for performing submerged arc welding includes: a welding power supply device 2 for supplying power; and a scattering device 7 for scattering flux 79 on a workpiece W. The welding power supply device 2 periodically switches between: a first period T1 during which a first AC current fluctuating at a first frequency f1 is outputted; and a second period T2 during which a second AC current fluctuating at a second frequency f2 lower than the first frequency f1 is outputted.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、サブマージアーク溶接を行うためのサブマージアーク溶接システム、および、サブマージアーク溶接方法に関する。 The present invention relates to a submerged arc welding system for performing submerged arc welding, and a submerged arc welding method.

従来からサブマージアーク溶接が知られている。サブマージアーク溶接は、被溶接物の上に粒上のフラックスを散布し、フラックスの中に溶接ワイヤを送給して、溶接ワイヤの先端と被溶接物との間にアークを発生させて溶接を行うものである。サブマージアーク溶接では、太径の溶接ワイヤに大電流を流すことで、厚板を高能率で溶接することができる。 Submerged arc welding has been known for some time. In submerged arc welding, granular flux is spread on the workpiece, a welding wire is fed into the flux, and an arc is generated between the tip of the welding wire and the workpiece to perform welding. In submerged arc welding, a large current is passed through a large diameter welding wire, allowing thick plates to be welded with high efficiency.

サブマージアーク溶接において、溶接電流の電流波形を調整することで、溶込み深さを調整する技術が開示されている。例えば、非特許文献1には、交流の溶接電流を出力する場合に、電流波形の周波数を調整することで、溶込み深さを調整することが記載されている。 In submerged arc welding, a technique has been disclosed for adjusting the penetration depth by adjusting the current waveform of the welding current. For example, Non-Patent Document 1 describes that when an AC welding current is output, the frequency of the current waveform is adjusted to adjust the penetration depth.

宮田 隆文、波形制御機能付サブマージアーク溶接電源、溶接学会誌、日本、2008年、第77巻、第7号、p.635-639Takafumi Miyata, Submerged Arc Welding Power Source with Waveform Control Function, Journal of the Japan Welding Society, Japan, 2008, Vol. 77, No. 7, pp. 635-639

電流波形の周波数を調整する場合、電流波形の周波数を低くするほど、溶込み深さが大きくなるが、アークの安定性が損なわれる。一方、電流波形の周波数を高くするほど、アークの安定性が向上するが、溶込み深さが小さくなる。 When adjusting the frequency of the current waveform, the lower the frequency of the current waveform, the greater the penetration depth, but the greater the loss of arc stability. On the other hand, the higher the frequency of the current waveform, the greater the arc stability, but the smaller the penetration depth.

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、サブマージアーク溶接において、溶込み深さとアークの安定性とを両立できるサブマージアーク溶接システムを提供することを目的とする。 The present invention was conceived in light of the above circumstances, and aims to provide a submerged arc welding system that can achieve both penetration depth and arc stability in submerged arc welding.

本発明の第1の側面によって提供されるサブマージアーク溶接システムは、サブマージアーク溶接を行うためのサブマージアーク溶接システムであって、電力を供給する溶接電源装置と、被溶接物の上にフラックスを散布する散布装置と、を備え、前記溶接電源装置は、第1周波数で変動する第1波形電流を出力する第1期間と、前記第1周波数より低い第2周波数で変動する第2波形電流を出力する第2期間とを、周期的に切り替える。 The submerged arc welding system provided by the first aspect of the present invention is a submerged arc welding system for performing submerged arc welding, and includes a welding power supply that supplies electric power, and a sprayer that sprays flux onto the workpiece, and the welding power supply periodically switches between a first period during which a first waveform current that fluctuates at a first frequency is output, and a second period during which a second waveform current that fluctuates at a second frequency lower than the first frequency is output.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1周波数および前記第2周波数は、10Hz以上100Hz以下であり、前記第1期間と前記第2期間とを切り替える第3周波数は、1Hz以上20Hz以下である。 In a preferred embodiment of the present invention, the first frequency and the second frequency are 10 Hz or more and 100 Hz or less, and the third frequency that switches between the first period and the second period is 1 Hz or more and 20 Hz or less.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1波形電流および前記第2波形電流は、矩形波交流電流であり、前記第1波形電流の第1デューティ比と、前記第2波形電流の第2デューティ比とは、個別に調整可能である。 In a preferred embodiment of the present invention, the first waveform current and the second waveform current are square wave AC currents, and the first duty ratio of the first waveform current and the second duty ratio of the second waveform current are individually adjustable.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1波形電流および前記第2波形電流は、矩形波状に変化する直流電流であり、前記第1波形電流の基準となる第1基準値と、前記第2波形電流の基準となる第2基準値とは、個別に調整可能である。 In a preferred embodiment of the present invention, the first waveform current and the second waveform current are direct currents that change in a rectangular wave shape, and a first reference value that is the reference for the first waveform current and a second reference value that is the reference for the second waveform current are individually adjustable.

本発明の第2の側面によって提供されるサブマージアーク溶接方法は、溶接電源装置と、被溶接物の上にフラックスを散布する散布装置と、を備えるサブマージアーク溶接システムにおいて、サブマージアーク溶接を行うためのサブマージアーク溶接方法であって、前記溶接電源装置が第1周波数で変動する第1波形電流を出力する第1ステップと、前記溶接電源装置が前記第1周波数より低い第2周波数で変動する第2波形電流を出力する第2ステップと、を備え、前記第1ステップと前記第2ステップとを周期的に切り替える。 The submerged arc welding method provided by the second aspect of the present invention is a submerged arc welding method for performing submerged arc welding in a submerged arc welding system including a welding power supply and a spraying device that sprays flux onto a workpiece, the method including a first step in which the welding power supply outputs a first waveform current that fluctuates at a first frequency, and a second step in which the welding power supply outputs a second waveform current that fluctuates at a second frequency that is lower than the first frequency, and periodically switches between the first step and the second step.

本発明によると、溶接電源装置は第1期間と第2期間とを周期的に切り替える。第2期間では、第1周波数より低い第2周波数で変動する第2波形電流が出力されるので、相対的に溶込み深さが大きい。また、第1期間では、第2周波数より高い第1周波数で変動する第1波形電流が出力されるので、相対的にアークの安定性が向上する。したがって、本発明に係るサブマージアーク溶接システムは、溶込み深さとアークの安定性とを両立できる。 According to the present invention, the welding power supply periodically switches between a first period and a second period. In the second period, a second waveform current that fluctuates at a second frequency lower than the first frequency is output, resulting in a relatively large penetration depth. In addition, in the first period, a first waveform current that fluctuates at a first frequency higher than the second frequency is output, resulting in a relatively improved arc stability. Therefore, the submerged arc welding system according to the present invention can achieve both penetration depth and arc stability.

第1実施形態に係る溶接システムを説明するための図であり、(a)は溶接システムの全体構成を示すブロック図であり、(b)は溶接電源装置の内部構成を示すブロック図である。1A is a block diagram showing the overall configuration of the welding system according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a block diagram showing the internal configuration of a welding power supply device. FIG. 溶接電源装置が出力する溶接電流の一例を示す波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of a welding current output by a welding power supply. 周波数切替部が行う周波数切替処理を示すフローチャートの一例である。13 is an example of a flowchart illustrating a frequency switching process performed by a frequency switching unit. 第2実施形態に係る溶接システムを説明するための図であり、(a)は溶接電源装置の制御回路の内部構成を示すブロック図であり、(b)は溶接電源装置が出力する溶接電流の一例を示す波形図である。10A is a block diagram showing the internal configuration of a control circuit of a welding power supply; and FIG. 10B is a waveform diagram showing an example of a welding current output by the welding power supply. 第3実施形態に係る溶接システムを説明するための図であり、(a)は溶接電源装置の制御回路の内部構成を示すブロック図であり、(b)は溶接電源装置が出力する溶接電流の一例を示す波形図である。13A and 13B are diagrams for explaining a welding system according to a third embodiment, in which FIG. 13A is a block diagram showing the internal configuration of a control circuit of a welding power supply, and FIG. 13B is a waveform diagram showing an example of a welding current output by the welding power supply. 第4実施形態に係る溶接システムを説明するための図であり、(a)は溶接電源装置の制御回路の内部構成を示すブロック図であり、(b)は溶接電源装置が出力する溶接電流の一例を示す波形図である。13A and 13B are diagrams for explaining a welding system according to a fourth embodiment, in which FIG. 13A is a block diagram showing the internal configuration of a control circuit of a welding power supply, and FIG. 13B is a waveform diagram showing an example of a welding current output by the welding power supply. 第5実施形態に係る溶接システムを説明するための図であり、(a)は溶接電源装置の制御回路の内部構成を示すブロック図であり、(b)は溶接電源装置が出力する溶接電流の一例を示す波形図である。13A and 13B are diagrams for explaining a welding system according to a fifth embodiment, in which FIG. 13A is a block diagram showing the internal configuration of a control circuit of a welding power supply, and FIG. 13B is a waveform diagram showing an example of a welding current output by the welding power supply. 第6実施形態に係る溶接システムを説明するための図であり、(a)は溶接電源装置の制御回路の内部構成を示すブロック図であり、(b)は溶接電源装置が出力する溶接電流の一例を示す波形図である。13A and 13B are diagrams for explaining a welding system according to a sixth embodiment, in which FIG. 13A is a block diagram showing the internal configuration of a control circuit of a welding power supply, and FIG. 13B is a waveform diagram showing an example of a welding current output by the welding power supply.

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。 A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

〔第1実施形態〕
図1は、第1実施形態に係る溶接システムA1を説明するための図である。図1(a)は、溶接システムA1の全体構成を示すブロック図である。図1(b)は、溶接電源装置2の内部構成を示すブロック図である。
First Embodiment
1A and 1B are diagrams for explaining a welding system A1 according to a first embodiment of the present invention. Fig. 1A is a block diagram showing the overall configuration of the welding system A1. Fig. 1B is a block diagram showing the internal configuration of a welding power supply 2.

溶接システムA1は、サブマージアーク溶接を行うための溶接システムである。図1(a)に示すように、溶接システムA1は、制御装置1、溶接電源装置2、溶接トーチ3、台車4、ワイヤ送給装置5、ワイヤリール6、散布装置7、および電極8を備えている。溶接システムA1は、被溶接物Wの溶接線に沿って台車4を移動させながら、散布装置7に粒状のフラックス79を散布させ、ワイヤ送給装置5に溶接ワイヤをフラックス79の中に送給させる。溶接ワイヤはワイヤリール6から供給される。溶接電源装置2は、商用電源Pから供給される交流電力を溶接に適した電力に変換して出力し、フラックス79の内部で、溶接ワイヤの先端部分である電極8と被溶接物Wとの間にアークを発生させる。当該アークの熱によって、溶接が行われる。これにより、被溶接物Wの溶接線に沿って溶接が行われる。なお、台車4を用いる代わりに、被溶接物Wを移動させたり、回転させたりしてもよい。 The welding system A1 is a welding system for performing submerged arc welding. As shown in FIG. 1(a), the welding system A1 includes a control device 1, a welding power supply device 2, a welding torch 3, a carriage 4, a wire feeder 5, a wire reel 6, a sprayer 7, and an electrode 8. The welding system A1 causes the sprayer 7 to spray granular flux 79 and the wire feeder 5 to feed the welding wire into the flux 79 while moving the carriage 4 along the welding line of the workpiece W. The welding wire is supplied from the wire reel 6. The welding power supply device 2 converts AC power supplied from a commercial power source P into power suitable for welding and outputs it, and generates an arc between the electrode 8, which is the tip of the welding wire, and the workpiece W inside the flux 79. The heat of the arc causes welding. As a result, welding is performed along the welding line of the workpiece W. Instead of using the carriage 4, the workpiece W may be moved or rotated.

溶接トーチ3は、ワイヤ送給装置5が送給する溶接ワイヤを溶接個所に案内する。溶接ワイヤの先端は、溶接トーチ3の先端から突出する電極8になる。溶接トーチ3は、先端部分に配置されかつ溶接電源装置2に導通するコンタクトチップ(図示なし)を備えている。溶接電源装置2は、コンタクトチップに接触する溶接ワイヤに、溶接電流を流す。溶接トーチ3は、台車4に固定されており、台車4の移動に伴って移動する。なお、溶接トーチ3は台車4に直接固定されてもよいし、アームなどを介して間接的に固定されてもよい。 The welding torch 3 guides the welding wire fed by the wire feeder 5 to the welding point. The tip of the welding wire becomes an electrode 8 that protrudes from the tip of the welding torch 3. The welding torch 3 has a contact tip (not shown) that is located at the tip and is conductive to the welding power supply 2. The welding power supply 2 passes a welding current through the welding wire that is in contact with the contact tip. The welding torch 3 is fixed to the cart 4 and moves as the cart 4 moves. The welding torch 3 may be fixed directly to the cart 4, or indirectly via an arm or the like.

制御装置1は、溶接システムA1の各種制御を行う。制御装置1は、汎用的なコンピュータに溶接システムA1の各種制御を行うプログラムをインストールしたものであってもよいし、溶接システムA1の制御のための専用装置であってもよい。制御装置1は、台車4を所定の移動速度で移動させる。移動速度は、被溶接物Wの材質および厚さなどに応じて設定される。制御装置1は、散布装置7に、フラックス79の散布の開始および終了を指示する。なお、散布装置7によるフラックス79の散布の開始および停止は、手動により行われてもよい。制御装置1は、ワイヤ送給装置5に、溶接ワイヤの送給の開始、停止、および、溶接ワイヤの送給速度を指示する。送給速度は、設定される溶接電流などに応じて設定される。制御装置1は、溶接電源装置2に、電力の出力を指示する。 The control device 1 performs various controls of the welding system A1. The control device 1 may be a general-purpose computer with a program installed that performs various controls of the welding system A1, or may be a dedicated device for controlling the welding system A1. The control device 1 moves the cart 4 at a predetermined moving speed. The moving speed is set according to the material and thickness of the workpiece W. The control device 1 instructs the spraying device 7 to start and end spraying of the flux 79. Note that the start and stop of spraying the flux 79 by the spraying device 7 may be performed manually. The control device 1 instructs the wire feeder 5 to start and stop feeding the welding wire and the feeding speed of the welding wire. The feeding speed is set according to the set welding current, etc. The control device 1 instructs the welding power source 2 to output power.

溶接電源装置2は、商用電源Pから供給される交流電力を所望の電力に変換して出力する。図1(b)に示すように、溶接電源装置2は、整流平滑回路21、インバータ回路22、トランス23、整流平滑回路24、インバータ回路25、電流センサ26、および電圧センサ27、および制御回路28を備えている。 The welding power supply 2 converts the AC power supplied from the commercial power source P into the desired power and outputs it. As shown in FIG. 1(b), the welding power supply 2 includes a rectifying and smoothing circuit 21, an inverter circuit 22, a transformer 23, a rectifying and smoothing circuit 24, an inverter circuit 25, a current sensor 26, a voltage sensor 27, and a control circuit 28.

整流平滑回路21は、商用電源Pから入力される交流電力を直流電力に変換して出力する。インバータ回路22は、制御回路28から入力される出力制御駆動信号によってスイッチング素子をスイッチングさせることで、整流平滑回路21から入力される直流電力を高周波電力に変換して出力する。トランス23は、インバータ回路22が出力する高周波電圧を変圧して、整流平滑回路24に出力する。 The rectifying and smoothing circuit 21 converts AC power input from the commercial power source P into DC power and outputs it. The inverter circuit 22 converts the DC power input from the rectifying and smoothing circuit 21 into high-frequency power and outputs it by switching the switching elements according to an output control drive signal input from the control circuit 28. The transformer 23 transforms the high-frequency voltage output by the inverter circuit 22 and outputs it to the rectifying and smoothing circuit 24.

整流平滑回路24は、トランス23から入力される高周波電力を直流電力に変換して出力する。インバータ回路25は、制御回路28から入力されるスイッチング駆動信号によってスイッチング素子をスイッチングさせることで、整流平滑回路24から入力される直流電力を交流電力に変換して出力する。インバータ回路25は、出力端子a(被溶接物Wに接続)の電位が出力端子b(溶接ワイヤに接続)の電位より高い状態である正極性と、出力端子aの電位が出力端子bの電位より低い状態である逆極性とを切り換える。 The rectifying and smoothing circuit 24 converts the high frequency power input from the transformer 23 into DC power and outputs it. The inverter circuit 25 converts the DC power input from the rectifying and smoothing circuit 24 into AC power and outputs it by switching the switching element according to a switching drive signal input from the control circuit 28. The inverter circuit 25 switches between positive polarity, in which the potential of the output terminal a (connected to the workpiece W) is higher than the potential of the output terminal b (connected to the welding wire), and reverse polarity, in which the potential of the output terminal a is lower than the potential of the output terminal b.

電流センサ26は、溶接電源装置2の出力電流を検出するものであり、本実施形態では、インバータ回路25の一方の出力端子と出力端子aとを接続する接続線に配置されている。電流センサ26が検出する溶接電源装置2の出力電流は、電極8を流れる電流にほぼ等しい。電流センサ26は、検出した電流瞬時値に応じた電流値信号を制御回路28および制御装置1に出力する。なお、電流センサ26が配置される位置は限定されない。電圧センサ27は、溶接電源装置2の出力電圧を検出するものであり、本実施形態では、出力端子aと出力端子bとの端子間電圧を検出する。当該電圧は、被溶接物Wと電極8の先端との間に印加される電圧にほぼ等しい。電圧センサ27は、検出した電圧瞬時値に応じた電圧値信号を制御回路28および制御装置1に出力する。なお、電圧センサ27は、溶接トーチ3に取り付けたリード線と被溶接物Wに取り付けたリード線との間の電圧を検出してもよい。 The current sensor 26 detects the output current of the welding power supply 2, and in this embodiment, is disposed on the connection line connecting one output terminal of the inverter circuit 25 and the output terminal a. The output current of the welding power supply 2 detected by the current sensor 26 is approximately equal to the current flowing through the electrode 8. The current sensor 26 outputs a current value signal corresponding to the detected current instantaneous value to the control circuit 28 and the control device 1. The position where the current sensor 26 is disposed is not limited. The voltage sensor 27 detects the output voltage of the welding power supply 2, and in this embodiment, detects the inter-terminal voltage between the output terminal a and the output terminal b. The voltage is approximately equal to the voltage applied between the workpiece W and the tip of the electrode 8. The voltage sensor 27 outputs a voltage value signal corresponding to the detected voltage instantaneous value to the control circuit 28 and the control device 1. The voltage sensor 27 may detect the voltage between the lead wire attached to the welding torch 3 and the lead wire attached to the workpiece W.

制御回路28は、溶接電源装置2を制御するための回路であり、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されている。制御回路28は、電流センサ26から電流値信号を入力され、電圧センサ27から電圧値信号を入力され、制御装置1から各種指令信号および各種設定値を入力される。そして、制御回路28は、インバータ回路22およびインバータ回路25に、それぞれ駆動信号を出力する。 The control circuit 28 is a circuit for controlling the welding power supply 2, and is realized by, for example, a microcomputer. The control circuit 28 receives a current value signal from the current sensor 26, a voltage value signal from the voltage sensor 27, and various command signals and various setting values from the control device 1. The control circuit 28 then outputs drive signals to the inverter circuit 22 and the inverter circuit 25, respectively.

制御回路28は、制御装置1から電力出力の開始を指示する指令信号を受信したときに、インバータ回路22およびインバータ回路25に、それぞれ駆動信号の出力を開始することで、電力の出力を開始させる。また、制御回路28は、制御装置1から電力出力の停止を指示する指令信号を受信したときに、駆動信号の出力を停止することで、電力の出力を停止させる。制御回路28は、駆動信号生成部281、第1周波数設定部282、第2周波数設定部283、切替周波数設定部284、周波数切替部285、および駆動信号生成部286を備えている。 When the control circuit 28 receives a command signal from the control device 1 instructing the start of power output, it starts outputting drive signals to the inverter circuits 22 and 25, respectively, to start outputting power. In addition, when the control circuit 28 receives a command signal from the control device 1 instructing the stop of power output, it stops outputting the drive signals to stop the power output. The control circuit 28 includes a drive signal generating unit 281, a first frequency setting unit 282, a second frequency setting unit 283, a switching frequency setting unit 284, a frequency switching unit 285, and a drive signal generating unit 286.

駆動信号生成部281は、インバータ回路22に出力する出力制御駆動信号を生成するための構成である。駆動信号生成部281は、電流センサ26から入力される電流値信号から電流実効値を算出する。そして、駆動信号生成部281は、当該電流実効値と、制御装置1から入力される電流指令値とに基づいて、インバータ回路22のスイッチング素子を制御するための出力制御駆動信号を生成して、インバータ回路22に出力する。つまり、駆動信号生成部281は、電流実効値が電流指令値に一致するように、フィードバック制御を行う(定電流制御)。なお、駆動信号生成部281は、電圧センサ27から入力される電圧値信号と電圧指令値とに基づいて出力制御駆動信号を生成して、電圧実効値が電圧指令値に一致するように、フィードバック制御を行う(定電圧制御)こともできる。 The drive signal generating unit 281 is configured to generate an output control drive signal to be output to the inverter circuit 22. The drive signal generating unit 281 calculates an effective current value from the current value signal input from the current sensor 26. The drive signal generating unit 281 then generates an output control drive signal for controlling the switching elements of the inverter circuit 22 based on the effective current value and the current command value input from the control device 1, and outputs the output control drive signal to the inverter circuit 22. In other words, the drive signal generating unit 281 performs feedback control so that the effective current value matches the current command value (constant current control). The drive signal generating unit 281 can also generate an output control drive signal based on the voltage value signal and voltage command value input from the voltage sensor 27, and perform feedback control so that the effective voltage value matches the voltage command value (constant voltage control).

サブマージアーク溶接では、特に1パス溶接または多層溶接の初層において、しばしば溶込み不良が問題となる。特に裏当て材を用いて裏波溶接を行う場合には、裏波が出ない、あるいは裏ビードの溶融幅が足りないといった溶込み不良が生じやすい。溶込み不良を抑制するためには、溶込みを深くすることが有効であり、そのためには、溶接電流の電流指令値を大きくすることや、溶接電圧の電圧指令値を小さくすることが効果的である。電圧指令値を小さくすると、アーク長が短くなり、深い溶込みが得られる。しかし、電流指令値および電圧指令値は、施工要領や規格等で範囲が定められている場合が多く、必ずしも自由に調整することができない。また、電流指令値および電圧指令値を操作すると、ワイヤ送給速度が変化するため、それに伴う溶接金属量の変化も管理する必要がある。また特に、電流指令値を大きくする場合には、溶接による入熱が大きくなるため、溶接個所の機械的性能が損なわれる。以上のような理由から、電流指令値および電圧指令値を変えずに、溶込み不良を抑制する方法が望まれる。溶込み不良を抑制するためには、交流の溶接電流の電流波形の周波数を低くする方法がある。しかし、周波数を低くすると、溶込み深さが大きくなるが、アークの安定性が損なわれる。本実施形態に係る溶接電源装置2は、比較的高い周波数で変動する交流電流を出力する期間と、比較的低い周波数で変動する交流電流を出力する期間とを周期的に切り替える。 In submerged arc welding, poor penetration is often a problem, especially in one-pass welding or the first layer of multi-layer welding. In particular, when backing material is used for back-bead welding, poor penetration such as no back bead or insufficient melt width of the back bead is likely to occur. In order to suppress poor penetration, it is effective to deepen the penetration, and for that, it is effective to increase the current command value of the welding current or to decrease the voltage command value of the welding voltage. If the voltage command value is decreased, the arc length becomes shorter and deep penetration can be obtained. However, the current command value and the voltage command value are often set in the range by the construction guidelines or standards, and they cannot necessarily be adjusted freely. In addition, when the current command value and the voltage command value are manipulated, the wire feed speed changes, so the change in the amount of weld metal that accompanies the current command value must also be managed. In particular, when the current command value is increased, the heat input by welding increases, which impairs the mechanical performance of the welded part. For the above reasons, a method for suppressing poor penetration without changing the current command value and the voltage command value is desired. One method for suppressing poor penetration is to lower the frequency of the current waveform of the AC welding current. However, lowering the frequency increases the penetration depth but impairs the stability of the arc. The welding power supply 2 according to this embodiment periodically switches between a period during which it outputs an AC current that fluctuates at a relatively high frequency and a period during which it outputs an AC current that fluctuates at a relatively low frequency.

図2は、溶接電源装置2が出力する溶接電流の一例を示す波形図である。横軸は時間、縦軸は溶接電流を示している。図2に示すように、溶接電源装置2は、比較的高い第1周波数f1で変動する第1交流電流を出力する第1期間T1と、比較的低い第2周波数f2で変動する第2交流電流を出力する第2期間T2とを周期的に切り替える。本実施形態では、第1交流電流および第2交流電流の波形は、矩形波である。 Figure 2 is a waveform diagram showing an example of the welding current output by the welding power supply 2. The horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the welding current. As shown in Figure 2, the welding power supply 2 periodically switches between a first period T1 during which a first AC current that fluctuates at a relatively high first frequency f1 is output, and a second period T2 during which a second AC current that fluctuates at a relatively low second frequency f2 is output. In this embodiment, the waveforms of the first AC current and the second AC current are square waves.

第1周波数設定部282、第2周波数設定部283、切替周波数設定部284、周波数切替部285、および駆動信号生成部286は、インバータ回路25に出力するスイッチング駆動信号を生成するための構成である。 The first frequency setting unit 282, the second frequency setting unit 283, the switching frequency setting unit 284, the frequency switching unit 285, and the drive signal generating unit 286 are configured to generate a switching drive signal to be output to the inverter circuit 25.

第1周波数設定部282は、第1周波数f1を設定する構成である。第1周波数f1は、例えば10Hz以上100Hz以下で設定可能である。第1周波数設定部282は、作業者による溶接電源装置2または制御装置1の図示しない操作部の操作に応じて、第1周波数f1を設定する。なお、第1周波数設定部282は、固定された第1周波数f1を設定してもよい。 The first frequency setting unit 282 is configured to set the first frequency f1. The first frequency f1 can be set, for example, to a value between 10 Hz and 100 Hz. The first frequency setting unit 282 sets the first frequency f1 in response to an operation of an operation unit (not shown) of the welding power supply device 2 or the control device 1 by an operator. The first frequency setting unit 282 may set a fixed first frequency f1.

第2周波数設定部283は、第2周波数f2を設定する構成である。第2周波数f2は、例えば10Hz以上100Hz以下で、第1周波数f1より低い周波数が設定可能である。第2周波数設定部283は、作業者による操作部の操作に応じて、第2周波数f2を設定する。なお、第2周波数設定部283は、固定された第2周波数f2を設定してもよい。 The second frequency setting unit 283 is configured to set the second frequency f2. The second frequency f2 can be set to a frequency lower than the first frequency f1, for example, between 10 Hz and 100 Hz. The second frequency setting unit 283 sets the second frequency f2 in response to the operation of the operation unit by the operator. Note that the second frequency setting unit 283 may set a fixed second frequency f2.

第1周波数f1は、例えば100Hzが設定される。第2周波数f2は、例えば50Hzが設定される。なお、第1周波数f1および第2周波数f2は限定されない。第1周波数f1および第2周波数f2は、作業者が溶接を試してみることで、最適な値に調整すればよい。また、第1周波数f1および第2周波数f2の設定可能範囲は、上述したものに限定されない。 The first frequency f1 is set to, for example, 100 Hz. The second frequency f2 is set to, for example, 50 Hz. Note that the first frequency f1 and the second frequency f2 are not limited. The first frequency f1 and the second frequency f2 can be adjusted to optimal values by the worker trying out welding. Also, the settable ranges of the first frequency f1 and the second frequency f2 are not limited to those described above.

切替周波数設定部284は、第1期間T1と第2期間T2との切り替え周期の周波数である第3周波数f3を設定する構成である。第3周波数f3は、例えば1Hz以上20Hz以下で、第2周波数f2より低い周波数が設定可能である。第3周波数f3が1Hzより低い場合、第1期間T1および第2期間T2の継続時間が長くなりすぎて、不連続な裏波が形成される。また、第2期間T2の継続時間が長くなることにより、溶接も不安定化しやすくなる。逆に、第3周波数f3が20Hzより高い場合、第1期間T1および第2期間T2の継続時間が短くなりすぎて、裏波形成効果が得られにくくなる。第3周波数f3は、3Hz以上10Hz以下であることがより望ましい。第3周波数f3が3Hz以上の場合、第2期間T2の継続時間が十分短くなり、溶接の不安定化への影響がなくなる。また、第3周波数f3が10Hz以下の場合、第1期間T1および第2期間T2の継続時間が短くなりすぎず、裏波形成効果が得られやすい。なお、第1周波数f1および第2周波数f2によって、第3周波数f3の望ましい範囲は変化する。 The switching frequency setting unit 284 is configured to set the third frequency f3, which is the frequency of the switching cycle between the first period T1 and the second period T2. The third frequency f3 can be set to a frequency lower than the second frequency f2, for example, between 1 Hz and 20 Hz. If the third frequency f3 is lower than 1 Hz, the duration of the first period T1 and the second period T2 becomes too long, and a discontinuous back wave is formed. In addition, the welding becomes more unstable due to the long duration of the second period T2. Conversely, if the third frequency f3 is higher than 20 Hz, the duration of the first period T1 and the second period T2 becomes too short, and the back wave formation effect is difficult to obtain. It is more desirable that the third frequency f3 is between 3 Hz and 10 Hz. If the third frequency f3 is 3 Hz or more, the duration of the second period T2 becomes sufficiently short, and there is no effect on the instability of the welding. In addition, when the third frequency f3 is 10 Hz or less, the duration of the first period T1 and the second period T2 is not too short, and the effect of forming a back wave is easily obtained. Note that the desirable range of the third frequency f3 changes depending on the first frequency f1 and the second frequency f2.

切替周波数設定部284は、作業者による操作部の操作に応じて、第3周波数f3を設定する。なお、切替周波数設定部284は、固定された第3周波数f3を設定してもよい。第3周波数f3は、例えば5Hzが設定される。なお、第3周波数f3は限定されない。第3周波数f3は、作業者が溶接を試してみることで、最適な値に調整すればよい。また、第3周波数f3の設定可能範囲は、上述したものに限定されない。 The switching frequency setting unit 284 sets the third frequency f3 in response to the operation of the operation unit by the worker. The switching frequency setting unit 284 may set a fixed third frequency f3. The third frequency f3 is set to, for example, 5 Hz. The third frequency f3 is not limited. The third frequency f3 may be adjusted to an optimal value by the worker trying out welding. The settable range of the third frequency f3 is not limited to the above.

周波数切替部285は、切替周波数設定部284から入力される第3周波数f3で、第1周波数設定部282から入力される第1周波数f1と、第2周波数設定部283から入力される第2周波数f2とを切り替えて、駆動信号生成部286に出力する。本実施形態では、第1周波数f1が出力される第1期間T1と第2周波数f2が出力される第2期間T2とが等しい。 The frequency switching unit 285 switches between the first frequency f1 input from the first frequency setting unit 282 and the second frequency f2 input from the second frequency setting unit 283 at the third frequency f3 input from the switching frequency setting unit 284, and outputs the switched frequency to the drive signal generating unit 286. In this embodiment, the first period T1 during which the first frequency f1 is output is equal to the second period T2 during which the second frequency f2 is output.

図3は、周波数切替部285が行う周波数切替処理を示すフローチャートの一例である。周波数切替処理は、例えば、制御回路28が制御装置1から電力出力の開始を指示する指令信号を受信したときに開始される。また、周波数切替処理は、例えば、制御回路28が制御装置1から電力出力の停止を指示する指令信号を受信したときに停止される。 Figure 3 is an example of a flowchart showing the frequency switching process performed by the frequency switching unit 285. The frequency switching process is started, for example, when the control circuit 28 receives a command signal from the control device 1 instructing the start of power output. The frequency switching process is stopped, for example, when the control circuit 28 receives a command signal from the control device 1 instructing the stop of power output.

まず、第1周波数設定部282から入力される第1周波数f1が出力される(S1)。次に、第1周波数f1の出力開始から第1期間T1が経過したか否かが判別される(S2)。第1期間T1は、切替周波数設定部284から入力される第3周波数f3に基づいて算出される。例えば、第3周波数f3が5Hzの場合、T1(=T2)=(1/2)・(1/f3)=0.1秒になる。第1期間T1が経過していない場合(S2:NO)、ステップS2に戻って、ステップS2の判別が繰り返される。つまり、第1期間T1の間、第1周波数f1の出力が継続される。一方、第1期間T1が経過した場合(S2:YES)、第2周波数設定部283から入力される第2周波数f2が出力される(S3)。 First, the first frequency f1 input from the first frequency setting unit 282 is output (S1). Next, it is determined whether or not the first period T1 has elapsed since the start of output of the first frequency f1 (S2). The first period T1 is calculated based on the third frequency f3 input from the switching frequency setting unit 284. For example, when the third frequency f3 is 5 Hz, T1 (= T2) = (1/2) (1/f3) = 0.1 seconds. If the first period T1 has not elapsed (S2: NO), the process returns to step S2, and the determination of step S2 is repeated. That is, the output of the first frequency f1 is continued during the first period T1. On the other hand, if the first period T1 has elapsed (S2: YES), the second frequency f2 input from the second frequency setting unit 283 is output (S3).

次に、第2周波数f2の出力開始から第2期間T2が経過したか否かが判別される(S4)。第2期間T2も上述したように、第3周波数f3に基づいて算出される。第2期間T2が経過していない場合(S4:NO)、ステップS4に戻って、ステップS4の判別が繰り返される。つまり、第2期間T2の間、第2周波数f2の出力が継続される。一方、第2期間T2が経過した場合(S4:YES)、ステップS1に戻って、ステップS1~S4が繰り返される。なお、図3のフローチャートに示す処理は一例であって、周波数切替部285が行う周波数切替処理は上述したものに限定されない。 Next, it is determined whether or not the second period T2 has elapsed since the start of output of the second frequency f2 (S4). As described above, the second period T2 is also calculated based on the third frequency f3. If the second period T2 has not elapsed (S4: NO), the process returns to step S4, and the determination of step S4 is repeated. In other words, the output of the second frequency f2 continues during the second period T2. On the other hand, if the second period T2 has elapsed (S4: YES), the process returns to step S1, and steps S1 to S4 are repeated. Note that the process shown in the flowchart of FIG. 3 is an example, and the frequency switching process performed by the frequency switching unit 285 is not limited to the one described above.

駆動信号生成部286は、周波数切替部285から入力される周波数に基づいて、スイッチング駆動信号を生成して出力する。駆動信号生成部286は、周波数切替部285から第1周波数f1を入力されている第1期間T1においては、周波数が第1周波数f1である第1矩形波信号を生成する。本実施形態では、第1矩形波信号のデューティ比は50%である。また、駆動信号生成部286は、周波数切替部285から第2周波数f2を入力されている第2期間T2においては、周波数が第2周波数f2である第2矩形波信号を生成する。本実施形態では、第2矩形波信号のデューティ比は50%である。したがって、駆動信号生成部286は、第1矩形波信号と第2矩形波信号とが、第3周波数f3で切り替わる信号を、スイッチング駆動信号として、インバータ回路25に出力する。 The drive signal generating unit 286 generates and outputs a switching drive signal based on the frequency input from the frequency switching unit 285. During the first period T1 in which the first frequency f1 is input from the frequency switching unit 285, the drive signal generating unit 286 generates a first rectangular wave signal whose frequency is the first frequency f1. In this embodiment, the duty ratio of the first rectangular wave signal is 50%. In addition, during the second period T2 in which the second frequency f2 is input from the frequency switching unit 285, the drive signal generating unit 286 generates a second rectangular wave signal whose frequency is the second frequency f2. In this embodiment, the duty ratio of the second rectangular wave signal is 50%. Therefore, the drive signal generating unit 286 outputs a signal in which the first rectangular wave signal and the second rectangular wave signal are switched at the third frequency f3 to the inverter circuit 25 as a switching drive signal.

インバータ回路25は、スイッチング駆動信号に応じて、正極性(出力端子aの電位が出力端子bの電位より高い状態)と、負極性(出力端子aの電位が出力端子bの電位より低い状態)とを切り換える。これにより、インバータ回路25が出力する溶接電流は、図2に示すように、第1期間T1において第1周波数f1で変動する第1交流電流となり、第2期間T2において第2周波数f2で変動する第2交流電流となり、第1期間T1と第2期間T2とが第3周波数f3で周期的に切り替えられる。 The inverter circuit 25 switches between positive polarity (a state in which the potential of the output terminal a is higher than the potential of the output terminal b) and negative polarity (a state in which the potential of the output terminal a is lower than the potential of the output terminal b) in response to the switching drive signal. As a result, the welding current output by the inverter circuit 25 becomes a first AC current that fluctuates at a first frequency f1 in the first period T1, and becomes a second AC current that fluctuates at a second frequency f2 in the second period T2, as shown in FIG. 2, and the first period T1 and the second period T2 are periodically switched at a third frequency f3.

溶接システムA1は、第2期間T2に強いアーク力で溶融金属を押し下げるとともに、溶融金属または被溶接物Wの深部に高い入熱を与えて、深い溶込みを実現する。特に、裏当て材を用いて裏波溶接を行う場合には、顕著な裏波形成効果が得られる。本実施形態に係るサブマージアーク溶接方法が適用される対象としては、1パス溶接、または、多層溶接における初層が望ましい。なお、多層溶接の2層目以降では、溶込み深さが求められる場合が少ないため、本制御を適用しても顕著な効果は得られない場合が多いが、適用しても問題はない。さらに望ましくは、本実施形態に係るサブマージアーク溶接方法を、フラックス79や銅板、セラミックバッキング等の裏当て材を用いて、裏波溶接を行うパスに適用するとよい。 The welding system A1 pushes down the molten metal with a strong arc force during the second period T2, and provides high heat input to the deep part of the molten metal or the workpiece W, achieving deep penetration. In particular, when backing material is used for backing welding, a significant backing formation effect can be obtained. The submerged arc welding method according to this embodiment is preferably applied to one-pass welding or the first layer in multi-layer welding. Note that in the second and subsequent layers of multi-layer welding, penetration depth is rarely required, so there are many cases where applying this control does not provide a significant effect, but there is no problem if it is applied. More preferably, the submerged arc welding method according to this embodiment is applied to a pass in which backing material such as flux 79, copper plate, or ceramic backing is used to perform backing welding.

次に、本実施形態に係る溶接システムA1の作用および効果について説明する。 Next, the operation and effects of the welding system A1 according to this embodiment will be described.

本実施形態によると、周波数切替部285は、第1周波数f1と第2周波数f2とを、第3周波数f3で切り替えて、駆動信号生成部286に出力する。駆動信号生成部286は、周波数切替部285から入力される周波数に基づいて、スイッチング駆動信号を生成して出力する。インバータ回路25は、スイッチング駆動信号に応じて、正極性と負極性とを切り換える。これにより、インバータ回路25が出力する溶接電流は、第1周波数f1で変動する第1交流電流と、第1周波数f1より低い第2周波数f2で変動する第2交流電流とが、第3周波数f3で周期的に切り替えられたものになる。第2交流電流は、第2周波数f2が第1周波数f1より低いので、相対的に溶込み深さを大きくできる。また、第1交流電流は、第1周波数f1が第2周波数f2より高いので、相対的にアークの安定性を向上させる。したがって、溶接システムA1は、溶込み深さとアークの安定性とを両立できる。 According to this embodiment, the frequency switching unit 285 switches between the first frequency f1 and the second frequency f2 at the third frequency f3 and outputs the switching drive signal to the drive signal generating unit 286. The drive signal generating unit 286 generates and outputs a switching drive signal based on the frequency input from the frequency switching unit 285. The inverter circuit 25 switches between positive and negative polarity according to the switching drive signal. As a result, the welding current output by the inverter circuit 25 is a current in which the first AC current fluctuating at the first frequency f1 and the second AC current fluctuating at the second frequency f2 lower than the first frequency f1 are periodically switched at the third frequency f3. Since the second AC current has a second frequency f2 lower than the first frequency f1, the penetration depth can be relatively increased. Furthermore, since the first AC current has a first frequency f1 higher than the second frequency f2, the stability of the arc is relatively improved. Therefore, the welding system A1 can achieve both penetration depth and arc stability.

また、本実施形態によると、第1周波数設定部282は、第1周波数f1を10Hz以上100Hz以下で設定する。また、第2周波数設定部283は、第2周波数f2を10Hz以上100Hz以下で設定する。したがって、第1周波数f1および第2周波数f2が大きくなりすぎること、および、小さくなりすぎることを抑制できる。切替周波数設定部284は、第3周波数f3を1Hz以上20Hz以下で設定する。したがって、第1期間T1および第2期間T2の継続時間が長くなりすぎないので、不連続な裏波が形成されることを抑制できる。また、第2期間T2の継続時間が長くなりすぎて溶接が不安定化することを抑制できる。また、第1期間T1および第2期間T2の継続時間が短くなりすぎないので、裏波形成効果が得られやすくなる。 In addition, according to this embodiment, the first frequency setting unit 282 sets the first frequency f1 to 10 Hz or more and 100 Hz or less. The second frequency setting unit 283 sets the second frequency f2 to 10 Hz or more and 100 Hz or less. Therefore, it is possible to prevent the first frequency f1 and the second frequency f2 from becoming too large or too small. The switching frequency setting unit 284 sets the third frequency f3 to 1 Hz or more and 20 Hz or less. Therefore, since the duration of the first period T1 and the second period T2 is not too long, it is possible to prevent discontinuous back waves from being formed. In addition, it is possible to prevent the duration of the second period T2 from being too long and causing welding to become unstable. In addition, since the duration of the first period T1 and the second period T2 is not too short, it is easy to obtain the back wave formation effect.

〔第2実施形態〕
図4は、第2実施形態に係る溶接システムA2を説明するための図である。図4(a)は、溶接システムA2の溶接電源装置2の制御回路28の内部構成を示すブロック図である。図4(b)は、溶接電源装置2が出力する溶接電流の一例を示す波形図である。図4において、上記第1実施形態と同一または類似の要素には、上記第1実施形態と同一の符号を付している。本実施形態に係る溶接システムA2は、第1期間T1と第2期間T2との割合いが変更できる点で、第1実施形態に係る溶接システムA1と異なる。
Second Embodiment
Fig. 4 is a diagram for explaining a welding system A2 according to a second embodiment. Fig. 4(a) is a block diagram showing the internal configuration of a control circuit 28 of a welding power supply 2 of the welding system A2. Fig. 4(b) is a waveform diagram showing an example of a welding current output by a welding power supply 2. In Fig. 4, elements that are the same as or similar to those in the first embodiment are given the same reference numerals as those in the first embodiment. The welding system A2 according to this embodiment differs from the welding system A1 according to the first embodiment in that the ratio between the first period T1 and the second period T2 can be changed.

本実施形態に係る制御回路28は、図4(a)に示すように、切替比率設定部287をさらに備えている。切替比率設定部287は、合計期間T(=T1+T2)に対する第1期間T1の比率R(=T1/T)を設定する構成である。比率Rは、例えば25%以上75%以下(すなわち、T1:T2が、1:3~3:1)で設定可能である。図4(b)は、比率Rを25%とした場合の溶接電流の波形を示している。比率Rが25%より小さい場合、第1期間T1の継続時間が短くなりすぎて、溶接が不安定化しやすくなる。逆に、比率Rが75%より大きい場合、第2期間T2の継続時間が短くなりすぎて、溶込み深さが不足する。なお、第1周波数f1、第2周波数f2、および第3周波数f3によって、比率Rの望ましい範囲は変化する。 As shown in FIG. 4(a), the control circuit 28 according to this embodiment further includes a switching ratio setting unit 287. The switching ratio setting unit 287 is configured to set the ratio R (= T1/T) of the first period T1 to the total period T (= T1 + T2). The ratio R can be set, for example, between 25% and 75% (i.e., T1:T2 is 1:3 to 3:1). FIG. 4(b) shows the waveform of the welding current when the ratio R is 25%. If the ratio R is less than 25%, the duration of the first period T1 becomes too short, making the welding more likely to become unstable. Conversely, if the ratio R is more than 75%, the duration of the second period T2 becomes too short, making the penetration depth insufficient. Note that the desirable range of the ratio R changes depending on the first frequency f1, the second frequency f2, and the third frequency f3.

切替比率設定部287は、作業者による操作部の操作に応じて、比率Rを設定する。なお、切替比率設定部287は、固定された比率Rを設定してもよい。なお、比率Rは限定されない。比率Rは、作業者が溶接を試してみることで、最適な値に調整すればよい。また、比率Rの設定可能範囲は、上述したものに限定されない。 The switching ratio setting unit 287 sets the ratio R in response to the operation of the operation unit by the worker. The switching ratio setting unit 287 may set a fixed ratio R. The ratio R is not limited. The ratio R may be adjusted to an optimal value by the worker trying out welding. The settable range of the ratio R is not limited to the above.

本実施形態においても、インバータ回路25が出力する溶接電流は、第1周波数f1で変動する第1交流電流と、第1周波数f1より低い第2周波数f2で変動する第2交流電流とが、第3周波数f3で周期的に切り替えられたものになる。したがって、溶接システムA2は、溶込み深さとアークの安定性とを両立できる。また、本実施形態によると、溶接システムA2は、溶接システムA1と共通の構成により、溶接システムA1と同様の効果を奏する。さらに、本実施形態によると、切替比率設定部287は、合計期間Tに対する第1期間T1の比率Rを設定する。これにより、溶接システムA2は、第1期間T1と第2期間T2との割合いを変更できるので、溶込み深さとアークの安定性とのより細かい調節が可能である。 In this embodiment, the welding current output by the inverter circuit 25 is a current obtained by periodically switching between a first AC current that varies at a first frequency f1 and a second AC current that varies at a second frequency f2 lower than the first frequency f1 at a third frequency f3. Therefore, the welding system A2 can achieve both a good penetration depth and arc stability. In addition, according to this embodiment, the welding system A2 has a common configuration with the welding system A1, and thus achieves the same effect as the welding system A1. Furthermore, according to this embodiment, the switching ratio setting unit 287 sets the ratio R of the first period T1 to the total period T. As a result, the welding system A2 can change the ratio between the first period T1 and the second period T2, allowing for more fine adjustment of the penetration depth and the stability of the arc.

〔第3実施形態〕
図5は、第3実施形態に係る溶接システムA3を説明するための図である。図5(a)は、溶接システムA3の溶接電源装置2の制御回路28の内部構成を示すブロック図である。図5(b)は、溶接電源装置2が出力する溶接電流の一例を示す波形図である。図5において、上記第1実施形態と同一または類似の要素には、上記第1実施形態と同一の符号を付している。本実施形態に係る溶接システムA3は、第1交流電流の第1デューティ比D1と第2交流電流の第2デューティ比D2とが変更できる点で、第1実施形態に係る溶接システムA1と異なる。
Third Embodiment
Fig. 5 is a diagram for explaining a welding system A3 according to a third embodiment. Fig. 5(a) is a block diagram showing the internal configuration of a control circuit 28 of a welding power supply 2 of the welding system A3. Fig. 5(b) is a waveform diagram showing an example of a welding current output by a welding power supply 2. In Fig. 5, elements that are the same as or similar to those in the first embodiment are given the same reference numerals as those in the first embodiment. The welding system A3 according to this embodiment differs from the welding system A1 according to the first embodiment in that the first duty ratio D1 of the first AC current and the second duty ratio D2 of the second AC current can be changed.

本実施形態に係る制御回路28は、図5(a)に示すように、第1デューティ設定部288および第2デューティ設定部289をさらに備え、周波数切替部285の代わりに切替部280を備えている。 As shown in FIG. 5(a), the control circuit 28 according to this embodiment further includes a first duty setting unit 288 and a second duty setting unit 289, and includes a switching unit 280 instead of the frequency switching unit 285.

第1デューティ設定部288は、第1交流電流の第1デューティ比D1を設定する構成である。第1デューティ比D1は、第1交流電流における1周期(=ハイレベル期間T1H+ローレベル期間T1L)におけるハイレベル期間T1Hの比率である。第1デューティ比D1は、例えば25%以上75%以下(すなわち、T1H: T1Lが、1:3~3:1)で設定可能である。第1デューティ設定部288は、作業者による操作部の操作に応じて、第1デューティ比D1を設定する。なお、第1デューティ設定部288は、固定された第1デューティ比D1を設定してもよい。なお、第1デューティ比D1は限定されない。第1デューティ比D1は、作業者が溶接を試してみることで、最適な値に調整すればよい。また、第1デューティ比D1の設定可能範囲は、上述したものに限定されない。 The first duty setting unit 288 is configured to set a first duty ratio D1 of the first AC current. The first duty ratio D1 is a ratio of the high level period T1H in one cycle (=high level period T1H +low level period T1L ) of the first AC current. The first duty ratio D1 can be set, for example, to 25% or more and 75% or less (i.e., T1H : T1L is 1:3 to 3:1). The first duty setting unit 288 sets the first duty ratio D1 in response to the operation of the operation unit by the operator. The first duty setting unit 288 may set a fixed first duty ratio D1. The first duty ratio D1 is not limited. The first duty ratio D1 may be adjusted to an optimal value by the operator trying out welding. The settable range of the first duty ratio D1 is not limited to the above-mentioned range.

第2デューティ設定部289は、第2交流電流の第2デューティ比D2を設定する構成である。第2デューティ比D2は、第2交流電流における1周期(=ハイレベル期間T2H+ローレベル期間T2L)におけるハイレベル期間T2Hの比率である。第2デューティ比D2は、例えば25%以上75%以下(すなわち、T2H: T2Lが、1:3~3:1)で設定可能である。第2デューティ設定部289は、作業者による操作部の操作に応じて、第2デューティ比D2を設定する。なお、第2デューティ設定部289は、固定された第2デューティ比D2を設定してもよい。なお、第2デューティ比D2は限定されない。第2デューティ比D2は、作業者が溶接を試してみることで、最適な値に調整すればよい。また、第2デューティ比D2の設定可能範囲は、上述したものに限定されない。第1デューティ比D1と第2デューティ比D2とは、連動して設定されてもよいし、互いに独立に設定されてもよい。 The second duty setting unit 289 is configured to set a second duty ratio D2 of the second AC current. The second duty ratio D2 is the ratio of the high level period T2H in one cycle (=high level period T2H +low level period T2L ) of the second AC current. The second duty ratio D2 can be set, for example, to 25% or more and 75% or less (i.e., T2H : T2L is 1:3 to 3:1). The second duty setting unit 289 sets the second duty ratio D2 in response to the operation of the operation unit by the operator. The second duty setting unit 289 may set a fixed second duty ratio D2. The second duty ratio D2 is not limited. The second duty ratio D2 may be adjusted to an optimal value by the operator trying out welding. The settable range of the second duty ratio D2 is not limited to the above. The first duty ratio D1 and the second duty ratio D2 may be set in conjunction with each other, or may be set independently of each other.

切替部280は、第1周波数f1および第1デューティ比D1と、第2周波数f2および第2デューティ比D2とを、第3周波数f3で切り替えて、駆動信号生成部286に出力する。駆動信号生成部286は、切替部280から入力される周波数およびデューティ比に基づいて、スイッチング駆動信号を生成して出力する。駆動信号生成部286は、切替部280から第1周波数f1および第1デューティ比D1を入力されている第1期間T1においては、第1周波数f1で第1デューティ比D1である第1矩形波信号を生成する。また、駆動信号生成部286は、周波数切替部285から第2周波数f2および第2デューティ比D2を入力されている第2期間T2においては、第2周波数f2で第2デューティ比D2である第2矩形波信号を生成する。駆動信号生成部286は、第1矩形波信号と第2矩形波信号とが、第3周波数f3で切り替わる信号を、スイッチング駆動信号として、インバータ回路25に出力する。図5(b)は、第1デューティ比D1および第2デューティ比D2をともに25%とした場合の溶接電流の波形を示している。 The switching unit 280 switches between the first frequency f1 and the first duty ratio D1 and the second frequency f2 and the second duty ratio D2 at the third frequency f3 and outputs the switching signal to the driving signal generating unit 286. The driving signal generating unit 286 generates and outputs a switching driving signal based on the frequency and duty ratio input from the switching unit 280. The driving signal generating unit 286 generates a first rectangular wave signal having the first duty ratio D1 at the first frequency f1 during the first period T1 in which the first frequency f1 and the first duty ratio D1 are input from the switching unit 280. The driving signal generating unit 286 also generates a second rectangular wave signal having the second frequency f2 and the second duty ratio D2 during the second period T2 in which the second frequency f2 and the second duty ratio D2 are input from the frequency switching unit 285. The drive signal generating unit 286 outputs a signal in which the first square wave signal and the second square wave signal are switched at the third frequency f3 as a switching drive signal to the inverter circuit 25. Figure 5 (b) shows the waveform of the welding current when the first duty ratio D1 and the second duty ratio D2 are both 25%.

本実施形態においても、インバータ回路25が出力する溶接電流は、第1周波数f1で変動する第1交流電流と、第1周波数f1より低い第2周波数f2で変動する第2交流電流とが、第3周波数f3で周期的に切り替えられたものになる。したがって、溶接システムA3は、溶込み深さとアークの安定性とを両立できる。また、本実施形態によると、溶接システムA3は、溶接システムA1と共通の構成により、溶接システムA1と同様の効果を奏する。さらに、本実施形態によると、第1デューティ設定部288が第1交流電流の第1デューティ比D1を設定し、第2デューティ設定部289が第2交流電流の第2デューティ比D2を設定する。これにより、溶接システムA3は、第1交流電流および第2交流電流のデューティ比を個別に設定できる。 In this embodiment, the welding current output by the inverter circuit 25 is a current obtained by periodically switching between a first AC current that varies at a first frequency f1 and a second AC current that varies at a second frequency f2 lower than the first frequency f1 at a third frequency f3. Therefore, the welding system A3 can achieve both a penetration depth and arc stability. In addition, according to this embodiment, the welding system A3 has a common configuration with the welding system A1 and thus achieves the same effects as the welding system A1. Furthermore, according to this embodiment, the first duty setting unit 288 sets the first duty ratio D1 of the first AC current, and the second duty setting unit 289 sets the second duty ratio D2 of the second AC current. As a result, the welding system A3 can set the duty ratios of the first AC current and the second AC current individually.

〔第4実施形態〕
図6は、第4実施形態に係る溶接システムA4を説明するための図である。図6(a)は、溶接システムA4の溶接電源装置2の制御回路28の内部構成を示すブロック図である。図6(b)は、溶接電源装置2が出力する溶接電流の一例を示す波形図である。図6において、上記第1実施形態と同一または類似の要素には、上記第1実施形態と同一の符号を付している。本実施形態に係る溶接システムA4は、第1交流電流および第2交流電流の波形が正弦波である点で、第1実施形態に係る溶接システムA1と異なる。
Fourth Embodiment
Fig. 6 is a diagram for explaining a welding system A4 according to a fourth embodiment. Fig. 6(a) is a block diagram showing the internal configuration of a control circuit 28 of a welding power supply 2 of the welding system A4. Fig. 6(b) is a waveform diagram showing an example of a welding current output by a welding power supply 2. In Fig. 6, elements that are the same as or similar to those in the first embodiment are given the same reference numerals as those in the first embodiment. The welding system A4 according to this embodiment differs from the welding system A1 according to the first embodiment in that the waveforms of the first AC current and the second AC current are sine waves.

本実施形態に係る制御回路28は、図6(a)に示すように、周波数切替部285の代わりに波形指令生成部290を備えている。波形指令生成部290は、溶接電流の波形を指令するための波形指令信号を生成する。波形指令生成部290は、第1周波数設定部282から入力される第1周波数f1の第1正弦波信号と、第2周波数設定部283から入力される第2周波数f2の第2正弦波信号とを生成する。そして、波形指令生成部290は、第1正弦波信号と第2正弦波信号とを、切替周波数設定部284から入力される第3周波数f3で切り替えて、波形指令信号として、駆動信号生成部286に出力する。 As shown in FIG. 6(a), the control circuit 28 according to this embodiment includes a waveform command generating unit 290 instead of the frequency switching unit 285. The waveform command generating unit 290 generates a waveform command signal for commanding the waveform of the welding current. The waveform command generating unit 290 generates a first sine wave signal of a first frequency f1 input from the first frequency setting unit 282 and a second sine wave signal of a second frequency f2 input from the second frequency setting unit 283. The waveform command generating unit 290 then switches between the first sine wave signal and the second sine wave signal at a third frequency f3 input from the switching frequency setting unit 284, and outputs the result as a waveform command signal to the drive signal generating unit 286.

駆動信号生成部286は、電流センサ26から入力される電流値信号と、波形指令生成部290から入力される波形指令信号との差分に基づいて、スイッチング駆動信号を生成して出力する。インバータ回路25は、スイッチング駆動信号に応じて各スイッチング素子のオンオフを切り替える。つまり、駆動信号生成部286は、溶接電流の波形が波形指令信号で指令する波形に一致するように、フィードバック制御を行っている。本実施形態では、波形指令生成部290が生成する波形指令信号は、正弦波信号である。駆動信号生成部286が波形指令信号に基づいてスイッチング駆動信号を生成して、インバータ回路25に出力することで、インバータ回路25は、波形指令信号に応じた正弦波状の溶接電流を出力する(図6(b)参照)。なお、駆動信号生成部286は、電流センサ26から入力される電流値信号を用いずに、波形指令信号のみに基づいて、スイッチング駆動信号を生成してもよい。 The drive signal generating unit 286 generates and outputs a switching drive signal based on the difference between the current value signal input from the current sensor 26 and the waveform command signal input from the waveform command generating unit 290. The inverter circuit 25 switches each switching element on and off according to the switching drive signal. In other words, the drive signal generating unit 286 performs feedback control so that the waveform of the welding current matches the waveform command signal. In this embodiment, the waveform command signal generated by the waveform command generating unit 290 is a sine wave signal. The drive signal generating unit 286 generates a switching drive signal based on the waveform command signal and outputs it to the inverter circuit 25, so that the inverter circuit 25 outputs a sine wave welding current according to the waveform command signal (see FIG. 6(b)). Note that the drive signal generating unit 286 may generate a switching drive signal based only on the waveform command signal without using the current value signal input from the current sensor 26.

本実施形態によると、波形指令生成部290は、第1周波数f1の第1正弦波信号と、第2周波数f2の第2正弦波信号とを生成して第3周波数f3で切り替えて、波形指令信号として、駆動信号生成部286に出力する。駆動信号生成部286は、電流値信号と波形指令信号との差分に基づいて、スイッチング駆動信号を生成して出力する。インバータ回路25は、スイッチング駆動信号に応じて各スイッチング素子のオンオフを切り替える。これにより、インバータ回路25が出力する溶接電流は、第1周波数f1で変動する第1交流電流と、第1周波数f1より低い第2周波数f2で変動する第2交流電流とが、第3周波数f3で周期的に切り替えられたものになる。したがって、溶接システムA4は、溶込み深さとアークの安定性とを両立できる。また、本実施形態によると、溶接システムA4は、溶接システムA1と共通の構成により、溶接システムA1と同様の効果を奏する。さらに、本実施形態によると、溶接システムA4は、波形指令信号に応じた正弦波状の溶接電流を出力できる。 According to this embodiment, the waveform command generating unit 290 generates a first sine wave signal of a first frequency f1 and a second sine wave signal of a second frequency f2, switches between them at a third frequency f3, and outputs the waveform command signal to the drive signal generating unit 286. The drive signal generating unit 286 generates and outputs a switching drive signal based on the difference between the current value signal and the waveform command signal. The inverter circuit 25 switches each switching element on and off according to the switching drive signal. As a result, the welding current output by the inverter circuit 25 is a current in which a first AC current that fluctuates at a first frequency f1 and a second AC current that fluctuates at a second frequency f2 lower than the first frequency f1 are periodically switched at a third frequency f3. Therefore, the welding system A4 can achieve both a penetration depth and arc stability. In addition, according to this embodiment, the welding system A4 has a common configuration with the welding system A1, and thus has the same effect as the welding system A1. Furthermore, according to this embodiment, the welding system A4 can output a sinusoidal welding current in response to a waveform command signal.

なお、本実施形態では、溶接システムA4が正弦波状の溶接電流を出力する場合について説明したが、これに限られない。溶接システムA4は、波形指令生成部290が生成する波形指令信号に応じた波形の溶接電流を出力できるので、その他の波形の溶接電流を出力できる。 In this embodiment, the welding system A4 outputs a sine-wave welding current, but this is not limited to the above. The welding system A4 can output a welding current having a waveform corresponding to the waveform command signal generated by the waveform command generating unit 290, and can therefore output a welding current having a different waveform.

〔第5実施形態〕
図7は、第5実施形態に係る溶接システムA5を説明するための図である。図7(a)は、溶接システムA5の溶接電源装置2の制御回路28の内部構成を示すブロック図である。図7(b)は、溶接電源装置2が出力する溶接電流の一例を示す波形図である。図7において、上記第4実施形態と同一または類似の要素には、上記第4実施形態と同一の符号を付している。本実施形態に係る溶接システムA5は、矩形波状に変化する直流電流を出力し、第1期間T1と第2期間T2とで基準値が異なる点で、第4実施形態に係る溶接システムA4と異なる。
Fifth Embodiment
Fig. 7 is a diagram for explaining a welding system A5 according to a fifth embodiment. Fig. 7(a) is a block diagram showing the internal configuration of the control circuit 28 of the welding power supply 2 of the welding system A5. Fig. 7(b) is a waveform diagram showing an example of a welding current output by the welding power supply 2. In Fig. 7, elements that are the same as or similar to those in the fourth embodiment are given the same reference numerals as those in the fourth embodiment. The welding system A5 according to this embodiment differs from the welding system A4 according to the fourth embodiment in that it outputs a direct current that changes in a rectangular wave shape and has different reference values in the first period T1 and the second period T2.

本実施形態に係る制御回路28は、図7(a)に示すように、第1基準値設定部291および第2基準値設定部292をさらに備えている。第1基準値設定部291は、第1期間T1での第1基準値を設定する構成である。第1基準値は、第1期間T1において矩形波状に変化する直流電流の基準となる電流値であり、第1期間T1における平均電流値である。第2基準値設定部292は、第2期間T2での第2基準値を設定する構成である。第2基準値は、第2期間T2において矩形波状に変化する直流電流の基準となる電流値であり、第2期間T2における平均電流値である。第1基準値設定部291および第2基準値設定部292は、作業者による操作部の操作に応じて、第1基準値および第2基準値を設定する。なお、第1基準値および第2基準値はそれぞれ、固定された値を設定してもよい。なお、第1基準値および第2基準値は限定されない。第1基準値および第2基準値は、作業者が溶接を試してみることで、最適な値に調整すればよい。 As shown in FIG. 7(a), the control circuit 28 according to this embodiment further includes a first reference value setting unit 291 and a second reference value setting unit 292. The first reference value setting unit 291 is configured to set a first reference value in the first period T1. The first reference value is a reference current value of the direct current that changes in a rectangular wave shape in the first period T1, and is an average current value in the first period T1. The second reference value setting unit 292 is configured to set a second reference value in the second period T2. The second reference value is a reference current value of the direct current that changes in a rectangular wave shape in the second period T2, and is an average current value in the second period T2. The first reference value setting unit 291 and the second reference value setting unit 292 set the first reference value and the second reference value in response to the operation of the operation unit by the operator. The first reference value and the second reference value may each be set to a fixed value. The first reference value and the second reference value are not limited. The first and second reference values can be adjusted to optimal values by the worker trying out welding.

波形指令生成部290は、第1周波数設定部282から入力される第1周波数f1で、第1基準値を中心に変動する第1矩形波信号と、第2周波数設定部283から入力される第2周波数f2で、第2基準値を中心に変動する第2矩形波信号とを生成する。そして、波形指令生成部290は、第1矩形波信号と第2矩形波信号とを、切替周波数設定部284から入力される第3周波数f3で切り替えて、波形指令信号として、駆動信号生成部286に出力する。 The waveform command generating unit 290 generates a first rectangular wave signal that fluctuates around a first reference value at a first frequency f1 input from a first frequency setting unit 282, and a second rectangular wave signal that fluctuates around a second reference value at a second frequency f2 input from a second frequency setting unit 283. The waveform command generating unit 290 then switches between the first rectangular wave signal and the second rectangular wave signal at a third frequency f3 input from a switching frequency setting unit 284, and outputs the signal as a waveform command signal to the drive signal generating unit 286.

駆動信号生成部286は、電流センサ26から入力される電流値信号と、波形指令生成部290から入力される波形指令信号との差分に基づいて、スイッチング駆動信号を生成して出力する。インバータ回路25は、スイッチング駆動信号に応じて各スイッチング素子のオンオフを切り替える。これにより、インバータ回路25は、波形指令信号に応じた波形の溶接電流を出力する。図7(b)は、第2基準値I2を第1基準値I1より大きい値に設定した場合の溶接電流の波形を示している。 The drive signal generating unit 286 generates and outputs a switching drive signal based on the difference between the current value signal input from the current sensor 26 and the waveform command signal input from the waveform command generating unit 290. The inverter circuit 25 switches each switching element on and off in response to the switching drive signal. As a result, the inverter circuit 25 outputs a welding current having a waveform in response to the waveform command signal. Figure 7 (b) shows the waveform of the welding current when the second reference value I2 is set to a value greater than the first reference value I1.

本実施形態によると、波形指令生成部290は、第1周波数f1で変化する第1矩形波信号と、第2周波数f2で変化する第2矩形波信号とを生成して第3周波数f3で切り替えて、波形指令信号として、駆動信号生成部286に出力する。駆動信号生成部286は、電流値信号と波形指令信号との差分に基づいて、スイッチング駆動信号を生成して出力する。インバータ回路25は、スイッチング駆動信号に応じて各スイッチング素子のオンオフを切り替える。これにより、インバータ回路25が出力する溶接電流は、第1周波数f1で変動する第1矩形波直流電流と、第1周波数f1より低い第2周波数f2で変動する第2矩形波直流電流とが、第3周波数f3で周期的に切り替えられたものになる。したがって、溶接システムA5は、溶込み深さとアークの安定性とを両立できる。また、本実施形態によると、溶接システムA5は、溶接システムA4と共通の構成により、溶接システムA4と同様の効果を奏する。さらに、本実施形態によると、第1基準値設定部291が第1基準値を設定し、第2基準値設定部292が第2基準値を設定する。これにより、溶接システムA5は、第1矩形波直流電流の第1基準値と第2矩形波直流電流の第2基準値とを個別に設定できる。第2基準値を第1基準値より大きく設定することで、溶接システムA5は、第2期間T2での溶込み深さをより大きくできる。 According to this embodiment, the waveform command generating unit 290 generates a first rectangular wave signal that changes at a first frequency f1 and a second rectangular wave signal that changes at a second frequency f2, switches between them at a third frequency f3, and outputs them to the drive signal generating unit 286 as a waveform command signal. The drive signal generating unit 286 generates and outputs a switching drive signal based on the difference between the current value signal and the waveform command signal. The inverter circuit 25 switches each switching element on and off according to the switching drive signal. As a result, the welding current output by the inverter circuit 25 is a current obtained by periodically switching between a first rectangular wave DC current that changes at a first frequency f1 and a second rectangular wave DC current that changes at a second frequency f2 lower than the first frequency f1 at a third frequency f3. Therefore, the welding system A5 can achieve both a penetration depth and arc stability. In addition, according to this embodiment, the welding system A5 has a common configuration with the welding system A4, and thus has the same effect as the welding system A4. Furthermore, in this embodiment, the first reference value setting unit 291 sets the first reference value, and the second reference value setting unit 292 sets the second reference value. This allows the welding system A5 to individually set the first reference value of the first rectangular wave DC current and the second reference value of the second rectangular wave DC current. By setting the second reference value to be greater than the first reference value, the welding system A5 can increase the penetration depth in the second period T2.

〔第6実施形態〕
図8は、第6実施形態に係る溶接システムA6を説明するための図である。図8(a)は、溶接システムA6の溶接電源装置2の制御回路28の内部構成を示すブロック図である。図8(b)は、溶接電源装置2が出力する溶接電流の一例を示す波形図である。図8において、上記第4実施形態と同一または類似の要素には、上記第4実施形態と同一の符号を付している。本実施形態に係る溶接システムA6は、第1交流電流および第2交流電流の波形がオフセットされている点で、第4実施形態に係る溶接システムA4と異なる。
Sixth Embodiment
Fig. 8 is a diagram for explaining a welding system A6 according to a sixth embodiment. Fig. 8(a) is a block diagram showing the internal configuration of a control circuit 28 of a welding power supply 2 of the welding system A6. Fig. 8(b) is a waveform diagram showing an example of a welding current output by a welding power supply 2. In Fig. 8, elements that are the same as or similar to those in the fourth embodiment are given the same reference numerals as those in the fourth embodiment. The welding system A6 according to this embodiment differs from the welding system A4 according to the fourth embodiment in that the waveforms of the first AC current and the second AC current are offset.

本実施形態に係る制御回路28は、図8(a)に示すように、第1オフセット設定部293および第2オフセット設定部294をさらに備えている。第1オフセット設定部293は、第1期間T1での第1オフセット値を設定する構成である。第1オフセット値は、第1期間T1における第1交流電流の正と負の電流比を設定する値であり、例えば(-25)%以上25%以下の値である。第2オフセット設定部294は、第2期間T2での第2オフセット値を設定する構成である。第2オフセット値は、第2期間T2における第2交流電流の正と負の電流比を設定する値であり、例えば(-25)%以上25%以下の値である。第1オフセット設定部293および第2オフセット設定部294は、作業者による操作部の操作に応じて、第1オフセット値および第2オフセット値を設定する。なお、第1オフセット値および第2オフセット値はそれぞれ、固定された値を設定してもよい。なお、第1オフセット値および第2オフセット値は限定されない。第1オフセット値および第2オフセット値は、作業者が溶接を試してみることで、最適な値に調整すればよい。 As shown in FIG. 8(a), the control circuit 28 according to this embodiment further includes a first offset setting unit 293 and a second offset setting unit 294. The first offset setting unit 293 is configured to set a first offset value in the first period T1. The first offset value is a value that sets the positive and negative current ratio of the first AC current in the first period T1, and is, for example, a value of (-25)% or more and 25% or less. The second offset setting unit 294 is configured to set a second offset value in the second period T2. The second offset value is a value that sets the positive and negative current ratio of the second AC current in the second period T2, and is, for example, a value of (-25)% or more and 25% or less. The first offset setting unit 293 and the second offset setting unit 294 set the first offset value and the second offset value in response to the operation of the operation unit by the operator. The first offset value and the second offset value may each be set to a fixed value. The first offset value and the second offset value are not limited. The first offset value and the second offset value can be adjusted to the optimum value by the worker trying out welding.

波形指令生成部290は、第1周波数f1で、第1オフセット値に応じてオフセットされた第1矩形波交流信号と、第2周波数f2で、第2オフセット値に応じてオフセットされた第2矩形波交流信号とを生成する。そして、波形指令生成部290は、第1矩形波交流信号と第2矩形波交流信号とを、切替周波数設定部284から入力される第3周波数f3で切り替えて、波形指令信号として、駆動信号生成部286に出力する。 The waveform command generating unit 290 generates a first rectangular wave AC signal at a first frequency f1 offset according to a first offset value, and a second rectangular wave AC signal at a second frequency f2 offset according to a second offset value. The waveform command generating unit 290 then switches between the first rectangular wave AC signal and the second rectangular wave AC signal at a third frequency f3 input from the switching frequency setting unit 284, and outputs the result as a waveform command signal to the drive signal generating unit 286.

駆動信号生成部286は、電流センサ26から入力される電流値信号と、波形指令生成部290から入力される波形指令信号との差分に基づいて、スイッチング駆動信号を生成して出力する。インバータ回路25は、スイッチング駆動信号に応じて各スイッチング素子のオンオフを切り替える。これにより、インバータ回路25は、波形指令信号に応じた波形の溶接電流を出力する。図8(b)は、第1オフセット値を(-15)%に設定し、第2オフセット値を15%に設定した場合の溶接電流の波形を示している。 The drive signal generating unit 286 generates and outputs a switching drive signal based on the difference between the current value signal input from the current sensor 26 and the waveform command signal input from the waveform command generating unit 290. The inverter circuit 25 switches each switching element on and off in response to the switching drive signal. As a result, the inverter circuit 25 outputs a welding current having a waveform in response to the waveform command signal. Figure 8 (b) shows the waveform of the welding current when the first offset value is set to (-15)% and the second offset value is set to 15%.

本実施形態によると、波形指令生成部290は、第1周波数f1で変化する第1矩形波交流信号と、第2周波数f2で変化する第2矩形波交流信号とを生成して第3周波数f3で切り替えて、波形指令信号として、駆動信号生成部286に出力する。駆動信号生成部286は、電流値信号と波形指令信号との差分に基づいて、スイッチング駆動信号を生成して出力する。インバータ回路25は、スイッチング駆動信号に応じて各スイッチング素子のオンオフを切り替える。これにより、インバータ回路25が出力する溶接電流は、第1周波数f1で変動する第1矩形波交流電流と、第1周波数f1より低い第2周波数f2で変動する第2矩形波交流電流とが、第3周波数f3で周期的に切り替えられたものになる。したがって、溶接システムA6は、溶込み深さとアークの安定性とを両立できる。また、本実施形態によると、溶接システムA6は、溶接システムA4と共通の構成により、溶接システムA4と同様の効果を奏する。さらに、本実施形態によると、第1オフセット設定部293が第1オフセット値を設定し、第2オフセット設定部294が第2オフセット値を設定する。これにより、溶接システムA6は、第1矩形波交流電流の第1オフセット値と第2矩形波交流電流の第2オフセット値とを個別に設定できる。第2オフセット値を第1オフセット値より大きく設定することで、溶接システムA6は、第2期間T2での溶込み深さをより大きくできる。 According to this embodiment, the waveform command generating unit 290 generates a first square wave AC signal that changes at a first frequency f1 and a second square wave AC signal that changes at a second frequency f2, switches between them at a third frequency f3, and outputs them to the drive signal generating unit 286 as a waveform command signal. The drive signal generating unit 286 generates and outputs a switching drive signal based on the difference between the current value signal and the waveform command signal. The inverter circuit 25 switches on and off each switching element according to the switching drive signal. As a result, the welding current output by the inverter circuit 25 is a current in which the first square wave AC current that changes at the first frequency f1 and the second square wave AC current that changes at a second frequency f2 lower than the first frequency f1 are periodically switched at the third frequency f3. Therefore, the welding system A6 can achieve both a penetration depth and arc stability. In addition, according to this embodiment, the welding system A6 has a common configuration with the welding system A4, and thus has the same effect as the welding system A4. Furthermore, in this embodiment, the first offset setting unit 293 sets the first offset value, and the second offset setting unit 294 sets the second offset value. This allows the welding system A6 to individually set the first offset value of the first rectangular wave AC current and the second offset value of the second rectangular wave AC current. By setting the second offset value to be greater than the first offset value, the welding system A6 can increase the penetration depth in the second period T2.

本発明に係る溶接システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る溶接システムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The welding system according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the welding system according to the present invention can be freely designed in various ways.

A1~A6:溶接システム、2:溶接電源装置、7:散布装置 A1-A6: Welding system, 2: Welding power supply, 7: Sprayer

Claims (5)

サブマージアーク溶接を行うためのサブマージアーク溶接システムであって、
電力を供給する溶接電源装置と、
被溶接物の上にフラックスを散布する散布装置と、
を備え、
前記溶接電源装置は、
第1周波数で変動する第1波形電流を出力する第1期間と、前記第1周波数より低い第2周波数で変動する第2波形電流を出力する第2期間とを、周期的に切り替える、
サブマージアーク溶接システム。
1. A submerged arc welding system for performing submerged arc welding, comprising:
a welding power supply for supplying power;
A spraying device for spraying flux onto the workpiece;
Equipped with
The welding power supply device comprises:
a first period during which a first waveform current varying at a first frequency is output and a second period during which a second waveform current varying at a second frequency lower than the first frequency is output;
Submerged arc welding system.
前記第1周波数および前記第2周波数は、10Hz以上100Hz以下であり、
前記第1期間と前記第2期間とを切り替える第3周波数は、1Hz以上20Hz以下である、
請求項1に記載のサブマージアーク溶接システム。
the first frequency and the second frequency are equal to or higher than 10 Hz and equal to or lower than 100 Hz,
a third frequency for switching between the first period and the second period is equal to or higher than 1 Hz and equal to or lower than 20 Hz;
2. The submerged arc welding system of claim 1.
前記第1波形電流および前記第2波形電流は、矩形波交流電流であり、
前記第1波形電流の第1デューティ比と、前記第2波形電流の第2デューティ比とは、個別に調整可能である、
請求項1または2に記載のサブマージアーク溶接システム。
the first waveform current and the second waveform current are square wave AC currents;
a first duty ratio of the first waveform current and a second duty ratio of the second waveform current are individually adjustable.
3. A submerged arc welding system according to claim 1 or 2.
前記第1波形電流および前記第2波形電流は、矩形波状に変化する直流電流であり、
前記第1波形電流の基準となる第1基準値と、前記第2波形電流の基準となる第2基準値とは、個別に調整可能である、
請求項1または2に記載のサブマージアーク溶接システム。
the first waveform current and the second waveform current are direct currents that change in a square wave shape,
a first reference value serving as a reference for the first waveform current and a second reference value serving as a reference for the second waveform current are individually adjustable.
3. A submerged arc welding system according to claim 1 or 2.
溶接電源装置と、被溶接物の上にフラックスを散布する散布装置と、を備えるサブマージアーク溶接システムにおいて、サブマージアーク溶接を行うためのサブマージアーク溶接方法であって、
前記溶接電源装置が第1周波数で変動する第1波形電流を出力する第1ステップと、
前記溶接電源装置が前記第1周波数より低い第2周波数で変動する第2波形電流を出力する第2ステップと、
を備え、
前記第1ステップと前記第2ステップとを周期的に切り替える、
サブマージアーク溶接方法。
A submerged arc welding method for performing submerged arc welding in a submerged arc welding system including a welding power supply device and a spraying device that sprays flux onto a workpiece, comprising:
a first step of outputting a first waveform current fluctuating at a first frequency from the welding power supply;
a second step of outputting a second waveform current from the welding power supply, the second waveform current fluctuating at a second frequency lower than the first frequency;
Equipped with
periodically switching between the first step and the second step;
Submerged arc welding method.
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