JP3368851B2 - パルス溶接装置とその制御方法 - Google Patents
パルス溶接装置とその制御方法Info
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/09—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
- B23K9/091—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits
- B23K9/093—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits the frequency of the pulses produced being modulatable
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- Arc Welding In General (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤを用い、ピ
ーク電流とベース電流を交互に出力し溶接を行うパルス
溶接装置とその制御方法に関するものである。
ーク電流とベース電流を交互に出力し溶接を行うパルス
溶接装置とその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４を用いて、特開平４−２７００６９
号公報に記載の従来のパルス溶接装置の制御方法につい
て説明する。図４（Ａ）は、アークスタート時のワイヤ
先端の位置とアーク発生との時間経過を示し、溶接用ト
ーチ先端のノズル１に送給されたワイヤ２と母材３との
間にアーク４を発生させる時、溶接開始前の状態（ａ）
から、アークスタート直前のワイヤ２と母材３とが短絡
した状態（ｂ）に続いて、ワイヤ２を燃え上がらせた状
態（ｃ）を経て、本溶接の適正なアーク長に安定した状
態（ｅ）に移行する間に状態（ｄ）を経ることを表して
いる。
号公報に記載の従来のパルス溶接装置の制御方法につい
て説明する。図４（Ａ）は、アークスタート時のワイヤ
先端の位置とアーク発生との時間経過を示し、溶接用ト
ーチ先端のノズル１に送給されたワイヤ２と母材３との
間にアーク４を発生させる時、溶接開始前の状態（ａ）
から、アークスタート直前のワイヤ２と母材３とが短絡
した状態（ｂ）に続いて、ワイヤ２を燃え上がらせた状
態（ｃ）を経て、本溶接の適正なアーク長に安定した状
態（ｅ）に移行する間に状態（ｄ）を経ることを表して
いる。
【０００３】一方、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に対応し
た溶接電流の時間経過を示し、アークスタート直前の状
態（ｂ）直後のホット電流出力期間ｔｈに続いて、ワイ
ヤ２を燃え上がらせる初期電流出力期間ｔｉｎｉを設
け、その後、本溶接電流出力期間ｔｗに移行する間に、
高周波数から低周波数に段階をおって周波数を変更する
期間ｔｓ１ｐを設けることを表す。また、ｔｈ，ｔｉｎ
ｉ，ｔｓ１ｐ，ｔｗの各期間に出力する溶接電流を、Ｉ
ｈ，Ｉｉｎｉ，Ｉｓ１ｐ，Ｉｗで示す。
た溶接電流の時間経過を示し、アークスタート直前の状
態（ｂ）直後のホット電流出力期間ｔｈに続いて、ワイ
ヤ２を燃え上がらせる初期電流出力期間ｔｉｎｉを設
け、その後、本溶接電流出力期間ｔｗに移行する間に、
高周波数から低周波数に段階をおって周波数を変更する
期間ｔｓ１ｐを設けることを表す。また、ｔｈ，ｔｉｎ
ｉ，ｔｓ１ｐ，ｔｗの各期間に出力する溶接電流を、Ｉ
ｈ，Ｉｉｎｉ，Ｉｓ１ｐ，Ｉｗで示す。
【０００４】上記従来のパルス溶接装置の制御方法で
は、状態（ｃ）から状態（ｅ）へアーク長が移行する際
にスロープをかけ、状態（ｄ）であるｔｓ１ｐ期間の
間、ゆっくりとアーク長の長さを短くしていくことで、
アークスタート直後から本溶接条件へのアーク長の移行
時にワイヤが母材に短絡する事を軽減すると共に、短絡
によるスパッタの量を減少させていた。
は、状態（ｃ）から状態（ｅ）へアーク長が移行する際
にスロープをかけ、状態（ｄ）であるｔｓ１ｐ期間の
間、ゆっくりとアーク長の長さを短くしていくことで、
アークスタート直後から本溶接条件へのアーク長の移行
時にワイヤが母材に短絡する事を軽減すると共に、短絡
によるスパッタの量を減少させていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のパルス溶接装置の制御方法では、高周波数から低周
波数に段階をおって周波数を変更するｔｓ１ｐ期間を設
けたため、本溶接時の適正なアーク長に安定するまでの
時間が長くかかっていた。また、短絡によるスパッタの
発生は減少する一方、ワイヤ２の先端の溶滴の異常成長
に伴うスパッタが発生した。さらには、ワイヤ２が燃え
上がりアーク長が長い状態がしばらく続くため、アーク
４が母材３に接触する面積が広くなるため、ワイヤ２の
母材３への単位面積あたりの溶着量が少なくなると共
に、母材３の焼ける領域も広くなっていた。
来のパルス溶接装置の制御方法では、高周波数から低周
波数に段階をおって周波数を変更するｔｓ１ｐ期間を設
けたため、本溶接時の適正なアーク長に安定するまでの
時間が長くかかっていた。また、短絡によるスパッタの
発生は減少する一方、ワイヤ２の先端の溶滴の異常成長
に伴うスパッタが発生した。さらには、ワイヤ２が燃え
上がりアーク長が長い状態がしばらく続くため、アーク
４が母材３に接触する面積が広くなるため、ワイヤ２の
母材３への単位面積あたりの溶着量が少なくなると共
に、母材３の焼ける領域も広くなっていた。
【０００６】本願発明の目的は、円滑なアークスタート
を行うパルス溶接装置およびその制御方法を提供するも
のである。
を行うパルス溶接装置およびその制御方法を提供するも
のである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のパルス溶接装置とその制御方法は、溶接開
始時のアーク発生に続いて本溶接電流のパルス周波数以
上の周波数でワイヤを燃え上がらせた後、本溶接電流を
出力するまでに、本溶接電流のパルス周波数よりも低い
周波数のパルス電流を出力するものである。
め、本発明のパルス溶接装置とその制御方法は、溶接開
始時のアーク発生に続いて本溶接電流のパルス周波数以
上の周波数でワイヤを燃え上がらせた後、本溶接電流を
出力するまでに、本溶接電流のパルス周波数よりも低い
周波数のパルス電流を出力するものである。
【０００８】それにより、アークスタートから本溶接の
適正なアーク長に安定するまでの期間を短縮し、ワイヤ
が燃え上がった状態を短くすることで、ワイヤ先端の溶
滴の異常成長に伴うスパッタを抑制し、アークスタート
時の母材の続ける領域を軽減し、ワイヤの母材の単位面
積あたりの溶着量を増やすので、円滑なアークスタート
が行われる。
適正なアーク長に安定するまでの期間を短縮し、ワイヤ
が燃え上がった状態を短くすることで、ワイヤ先端の溶
滴の異常成長に伴うスパッタを抑制し、アークスタート
時の母材の続ける領域を軽減し、ワイヤの母材の単位面
積あたりの溶着量を増やすので、円滑なアークスタート
が行われる。
【０００９】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、本発明の
実施の形態１について図面を参照しながら説明する。
実施の形態１について図面を参照しながら説明する。
【００１０】図１（Ａ）は本実施の形態１のアークスタ
ート時のワイヤ先端の位置とアーク発生との時間経過を
示しており、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に対応した溶接電
流の時間経過を示している。なお、図２ないし図４に示
した従来例と同じものには同一符号を付与して詳細な説
明を省略する。
ート時のワイヤ先端の位置とアーク発生との時間経過を
示しており、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に対応した溶接電
流の時間経過を示している。なお、図２ないし図４に示
した従来例と同じものには同一符号を付与して詳細な説
明を省略する。
【００１１】図１の（ａ）は溶接開始前の状態、（ｂ）
は溶接開始時のワイヤ２と母材３とが短絡した状態、
（ｃ）は図１（Ｂ）のｔｉｎｉ期間の状態、（ｄ）は図
１（Ｂ）のｔ１ｑ期間の状態、（ｅ）は本溶接中である
ｔｗ期間の状態を表している。また、本実施の形態１が
従来例と異なるのは、本溶接のパルス周波数より低いパ
ルス周波数で溶接を行うｔ１ｑ期間を設けることにあ
る。
は溶接開始時のワイヤ２と母材３とが短絡した状態、
（ｃ）は図１（Ｂ）のｔｉｎｉ期間の状態、（ｄ）は図
１（Ｂ）のｔ１ｑ期間の状態、（ｅ）は本溶接中である
ｔｗ期間の状態を表している。また、本実施の形態１が
従来例と異なるのは、本溶接のパルス周波数より低いパ
ルス周波数で溶接を行うｔ１ｑ期間を設けることにあ
る。
【００１２】図１において、まずワイヤ２はスローダウ
ン速度で母材３に送給され、母材３に接触し、ホット電
流出力期間であるｔｈ期間においてアークを発生し、さ
らに初期電流出力期間であるｔｉｎｉ期間でワイヤを燃
え上がらせ（ｃ）の状態となる。次に本溶接電流出力期
間であるｔｗ期間のパルス周波数よりも低いパルス周波
数で溶接出力を制御するｔ１ｑ期間でワイヤの溶融速度
を減少させ（ｄ）の状態となる。そして本溶接電流出力
時（以下、本溶接という。）のパルス周波数であるｔｗ
期間に移行したアークスタートである。この時のワイヤ
の送給速度は、ホット電流出力期間であるｔｈ期間およ
び初期電流出力期間であるｔｉｎｉ期間までが本溶接時
の回転数よりも低いスローダウン速度であり、ｔｉｎｉ
期間以降、ｔ１ｑ期間を含むｔｗ期間は本溶接時の送給
速度（以下、本回転速度という。）に移行する。
ン速度で母材３に送給され、母材３に接触し、ホット電
流出力期間であるｔｈ期間においてアークを発生し、さ
らに初期電流出力期間であるｔｉｎｉ期間でワイヤを燃
え上がらせ（ｃ）の状態となる。次に本溶接電流出力期
間であるｔｗ期間のパルス周波数よりも低いパルス周波
数で溶接出力を制御するｔ１ｑ期間でワイヤの溶融速度
を減少させ（ｄ）の状態となる。そして本溶接電流出力
時（以下、本溶接という。）のパルス周波数であるｔｗ
期間に移行したアークスタートである。この時のワイヤ
の送給速度は、ホット電流出力期間であるｔｈ期間およ
び初期電流出力期間であるｔｉｎｉ期間までが本溶接時
の回転数よりも低いスローダウン速度であり、ｔｉｎｉ
期間以降、ｔ１ｑ期間を含むｔｗ期間は本溶接時の送給
速度（以下、本回転速度という。）に移行する。
【００１３】また、アーク長の変化については、ｔｉｎ
ｉ期間でワイヤ２が燃え上がり、アーク長が長くなり、
ついでｔ１ｑ期間にアーク長を急激に短くする。その
後、ｔｗ期間で適正なアーク長に移行するため、ワイヤ
２が母材３に接触してから適正なアーク長に安定するま
での時間が短くなり、円滑なアークスタートが行える。
また、アーク長の長い（ｃ）の期間が短くなるため、母
材３の焼ける領域が少なくなる。また、ワイヤ２が燃え
上がった状態の期間が短くなるためアーク４が母材３に
接触する面積が狭くなり、アーク４が母材３に対し集中
することで母材３への単位面積あたりの溶着量も増すと
ともに、ワイヤ２の先端の溶滴の異常成長によるスパッ
タを低減する。
ｉ期間でワイヤ２が燃え上がり、アーク長が長くなり、
ついでｔ１ｑ期間にアーク長を急激に短くする。その
後、ｔｗ期間で適正なアーク長に移行するため、ワイヤ
２が母材３に接触してから適正なアーク長に安定するま
での時間が短くなり、円滑なアークスタートが行える。
また、アーク長の長い（ｃ）の期間が短くなるため、母
材３の焼ける領域が少なくなる。また、ワイヤ２が燃え
上がった状態の期間が短くなるためアーク４が母材３に
接触する面積が狭くなり、アーク４が母材３に対し集中
することで母材３への単位面積あたりの溶着量も増すと
ともに、ワイヤ２の先端の溶滴の異常成長によるスパッ
タを低減する。
【００１４】一例として、ワイヤ材質にアルミ、ワイヤ
径に１．２ｍｍ、出力電流値が６０Ａ〜９０Ａの場合、
従来例ではワイヤが母材に接触してからアークが適正ア
ーク長に安定するまでに約４２０ｍｓを要することに対
し、本実施の形態１では約３００ｍｓとなり、安定する
までの時間が短縮されると共に円滑なアーク長の移行が
行われた。また、ワイヤが燃え上がりアーク長の長い期
間が短縮されるため、出力電圧が過大となる期間が短く
なり、母材の焼ける領域も少なくなった。
径に１．２ｍｍ、出力電流値が６０Ａ〜９０Ａの場合、
従来例ではワイヤが母材に接触してからアークが適正ア
ーク長に安定するまでに約４２０ｍｓを要することに対
し、本実施の形態１では約３００ｍｓとなり、安定する
までの時間が短縮されると共に円滑なアーク長の移行が
行われた。また、ワイヤが燃え上がりアーク長の長い期
間が短縮されるため、出力電圧が過大となる期間が短く
なり、母材の焼ける領域も少なくなった。
【００１５】また、前記一例として取り上げたパルス周
波数の切り変わる時間は出力電流が７０Ａの場合にはｔ
ｈ期間を１５ｍｓ、ｔｉｎｉ期間を９０ｍｓ、ｔ１ｑ期
間を２００ｍｓとしている。
波数の切り変わる時間は出力電流が７０Ａの場合にはｔ
ｈ期間を１５ｍｓ、ｔｉｎｉ期間を９０ｍｓ、ｔ１ｑ期
間を２００ｍｓとしている。
【００１６】また、ｔ１ｑ期間のパルス周波数は本溶接
時のパルス周波数に対し約半分のパルス周波数となって
いる。
時のパルス周波数に対し約半分のパルス周波数となって
いる。
【００１７】（実施の形態２）以下、本発明の実施の形
態２について表１を参照しながら説明する。
態２について表１を参照しながら説明する。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１はワイヤ材質にアルミ、ワイヤ径に
１．２ｍｍとφ１．０ｍｍで溶接を行った場合の各電流
指令値における図１のｔ１ｑ期間のパルス周波数と時間
の評価結果である。表１のパルス周波数の数値は本溶接
時のパルス周波数を１としたときの割合を示している。
評価の結果表１に記載されているｔ１ｑ期間のパルス周
波数よりも高く設定した場合または時間を短く設定した
場合には本発明の効果が薄れてしまうことがわかった。
また、表１に記載されているパルス周波数よりも低くし
た場合または時間を長くした場合にはアークスタート時
に短絡が起こりやすくなり、スパッタ発生の原因になる
ことがわかった。さらに、従来例のパルス溶接装置の制
御方法では電流指令値によって燃え上がりやすい電流領
域または燃え上がった際のアーク長が異なる。また、ワ
イヤ径によってもワイヤ送給速度が異なるため、同様の
ことが言える。このことと表１よりｔ１ｑ期間の時間及
びパルス周波数は出力電流値に対し、可変にすることに
より効果が高まることがわかる。
１．２ｍｍとφ１．０ｍｍで溶接を行った場合の各電流
指令値における図１のｔ１ｑ期間のパルス周波数と時間
の評価結果である。表１のパルス周波数の数値は本溶接
時のパルス周波数を１としたときの割合を示している。
評価の結果表１に記載されているｔ１ｑ期間のパルス周
波数よりも高く設定した場合または時間を短く設定した
場合には本発明の効果が薄れてしまうことがわかった。
また、表１に記載されているパルス周波数よりも低くし
た場合または時間を長くした場合にはアークスタート時
に短絡が起こりやすくなり、スパッタ発生の原因になる
ことがわかった。さらに、従来例のパルス溶接装置の制
御方法では電流指令値によって燃え上がりやすい電流領
域または燃え上がった際のアーク長が異なる。また、ワ
イヤ径によってもワイヤ送給速度が異なるため、同様の
ことが言える。このことと表１よりｔ１ｑ期間の時間及
びパルス周波数は出力電流値に対し、可変にすることに
より効果が高まることがわかる。
【００２０】（実施の形態３）以下、本発明の実施の形
態３について表２を参照しながら説明する。
態３について表２を参照しながら説明する。
【００２１】
【表２】
【００２２】表２はワイヤ材質にアルミ、ワイヤ径が
１．２ｍｍにおける図１のｔｉｎｉ期間のパルス周波数
を変化させた場合の評価表である。表２のパルス周波数
は本溶接条件のパルス周波数を１としたときの割合を表
している。また、表２の評価はアークスタート時のビー
ド外観（焼け具合）とビード形状（溶込み具合）とワイ
ヤ２が母材３に接触した際のトーチに伝わる振動を表
し、評価のレベルとして◎は優、○は良、△は可、×は
不可としている。この時の図１におけるｔ１ｑ期間のパ
ルス周波数並びに時間は表１に沿って評価を行った。ま
た、図１におけるｔｈ期間の時間を１５ｍｓ、ｔｉｎｉ
期間の時間は９０ｍｓに固定し、溶接施工条件は隅肉溶
接で行った。表２によりｔｉｎｉ期間のパルス周波数は
本溶接時のパルス周波数とした場合にはスタート時のビ
ード外観、ビード形状が良くなることがわかる。
１．２ｍｍにおける図１のｔｉｎｉ期間のパルス周波数
を変化させた場合の評価表である。表２のパルス周波数
は本溶接条件のパルス周波数を１としたときの割合を表
している。また、表２の評価はアークスタート時のビー
ド外観（焼け具合）とビード形状（溶込み具合）とワイ
ヤ２が母材３に接触した際のトーチに伝わる振動を表
し、評価のレベルとして◎は優、○は良、△は可、×は
不可としている。この時の図１におけるｔ１ｑ期間のパ
ルス周波数並びに時間は表１に沿って評価を行った。ま
た、図１におけるｔｈ期間の時間を１５ｍｓ、ｔｉｎｉ
期間の時間は９０ｍｓに固定し、溶接施工条件は隅肉溶
接で行った。表２によりｔｉｎｉ期間のパルス周波数は
本溶接時のパルス周波数とした場合にはスタート時のビ
ード外観、ビード形状が良くなることがわかる。
【００２３】（実施の形態４）以下、本発明の実施の形
態４について、図２を参照しながら説明する。
態４について、図２を参照しながら説明する。
【００２４】本実施の形態は、本発明のアークスタート
制御方法をアーク電圧値を検出してピーク幅またはベー
ス幅を制御することによってアーク電圧値を一定にする
ことによって実施するパルスＭＩＧ溶接装置に関するも
のである。
制御方法をアーク電圧値を検出してピーク幅またはベー
ス幅を制御することによってアーク電圧値を一定にする
ことによって実施するパルスＭＩＧ溶接装置に関するも
のである。
【００２５】図２において、１はノズル、２はワイヤ、
３は母材であり、駆動回路１８は５から９より構成さ
れ、５は三相交流電源、６は交流電圧を整流するための
１次ダイオード、７は整流された直流電圧を交流出力に
変換し、溶接出力を駆動するためのスイッチング素子、
８は交流出力を変圧するためのトランス、９は変圧され
た交流出力を整流するための２次ダイオード、２５は溶
接電流出力を検知するための電流検出器、１０は溶接電
圧出力値を得るための電圧検出器、１１は電流検出器２
５からの電流検出信号を得て駆動する第一スイッチング
素子、１２はホット電流値指令、１４はピーク電流制御
部、１５はベース電流制御部、１７は出力電圧値指令、
２０は図１のｔ１ｑ期間中のＩ１ｑパルス周波数指令
部、２２は図１のｔｉｎｉ期間とｔ１ｑ期間の時間を決
めるためのタイマー、２３は初期電流出力期間であるｔ
ｉｎｉ期間でのＩｉｎｉパルス周波数指令部、２４は本
溶接中の電流出力を行うためのＩｗパルス周波数指令
部、１９ならびに２１は前記タイマー２２によって駆動
する第二スイッチング素子と第三スイッチング素子、１
６は出力電圧指令１７と電圧検出器１０とのフィードバ
ック値と第三スイッチング素子１９の出力信号によりピ
ーク電流制御部１４とベース電流制御部１５を選択する
ためのパルス波形演算部、１３はパルス波形演算部１６
により駆動する第四スイッチング素子である。本実施の
形態４は、以上のように構成され、動作について次に説
明する。
３は母材であり、駆動回路１８は５から９より構成さ
れ、５は三相交流電源、６は交流電圧を整流するための
１次ダイオード、７は整流された直流電圧を交流出力に
変換し、溶接出力を駆動するためのスイッチング素子、
８は交流出力を変圧するためのトランス、９は変圧され
た交流出力を整流するための２次ダイオード、２５は溶
接電流出力を検知するための電流検出器、１０は溶接電
圧出力値を得るための電圧検出器、１１は電流検出器２
５からの電流検出信号を得て駆動する第一スイッチング
素子、１２はホット電流値指令、１４はピーク電流制御
部、１５はベース電流制御部、１７は出力電圧値指令、
２０は図１のｔ１ｑ期間中のＩ１ｑパルス周波数指令
部、２２は図１のｔｉｎｉ期間とｔ１ｑ期間の時間を決
めるためのタイマー、２３は初期電流出力期間であるｔ
ｉｎｉ期間でのＩｉｎｉパルス周波数指令部、２４は本
溶接中の電流出力を行うためのＩｗパルス周波数指令
部、１９ならびに２１は前記タイマー２２によって駆動
する第二スイッチング素子と第三スイッチング素子、１
６は出力電圧指令１７と電圧検出器１０とのフィードバ
ック値と第三スイッチング素子１９の出力信号によりピ
ーク電流制御部１４とベース電流制御部１５を選択する
ためのパルス波形演算部、１３はパルス波形演算部１６
により駆動する第四スイッチング素子である。本実施の
形態４は、以上のように構成され、動作について次に説
明する。
【００２６】まず、溶接開始時に駆動回路１８の動作に
よりワイヤ２と母材３の間に無負荷電圧が印加され、無
負荷電圧出力中は第一スイッチング素子１１はホット電
流指令１２を選択する。次にワイヤ２が母材４に接触し
た際、電流検出器２５は出力電流を検出し第一スイッチ
ング素子１１に信号を送り、第一スイッチング素子１１
は第二スイッチング素子１３から受ける信号をスイッチ
ング素子７に出力し駆動する。この時、ワイヤ２が母材
３に接触してから第一スイッチング素子１１が切り替わ
るまでが図１のｔｈ期間であり、この際、ｔｈ期間から
ｔｉｎｉ期間に切り替わる。ｔｉｎｉ期間では、第四ス
イッチング素子１３はパルス波形演算部１６からの信号
を受けてピーク電流制御部１４とベース電流制御部１５
を交互に切り替えて出力する。この時、タイマー２２の
信号により第二スイッチング素子２１はＩｉｎｉパルス
周波数指令部２３の出力信号を出力し、第三スイッチン
グ素子１９は第二スイッチング素子２１から出力される
指令信号を出力する。
よりワイヤ２と母材３の間に無負荷電圧が印加され、無
負荷電圧出力中は第一スイッチング素子１１はホット電
流指令１２を選択する。次にワイヤ２が母材４に接触し
た際、電流検出器２５は出力電流を検出し第一スイッチ
ング素子１１に信号を送り、第一スイッチング素子１１
は第二スイッチング素子１３から受ける信号をスイッチ
ング素子７に出力し駆動する。この時、ワイヤ２が母材
３に接触してから第一スイッチング素子１１が切り替わ
るまでが図１のｔｈ期間であり、この際、ｔｈ期間から
ｔｉｎｉ期間に切り替わる。ｔｉｎｉ期間では、第四ス
イッチング素子１３はパルス波形演算部１６からの信号
を受けてピーク電流制御部１４とベース電流制御部１５
を交互に切り替えて出力する。この時、タイマー２２の
信号により第二スイッチング素子２１はＩｉｎｉパルス
周波数指令部２３の出力信号を出力し、第三スイッチン
グ素子１９は第二スイッチング素子２１から出力される
指令信号を出力する。
【００２７】次にｔｉｎｉ期間の時間をタイマー２２が
カウントし、一定の時間が経過すると第三スイッチング
素子１９はＩ１ｑパルス周波数信号２０を選択しパルス
波形演算部１６へ信号を送る。この時、ｔｉｎｉ期間か
らｔ１ｑ期間に切り替わる。また、ｔ１ｑ期間では、パ
ルス波形演算部１６はＩ１ｑパルス周波数信号とフィー
ドバックされた信号を受けてピーク期間、ベース期間を
決定している。また、ｔ１ｑ期間中のパルス周波数はＩ
１ｑパルス周波数指令部２０の出力信号の周波数とな
る。
カウントし、一定の時間が経過すると第三スイッチング
素子１９はＩ１ｑパルス周波数信号２０を選択しパルス
波形演算部１６へ信号を送る。この時、ｔｉｎｉ期間か
らｔ１ｑ期間に切り替わる。また、ｔ１ｑ期間では、パ
ルス波形演算部１６はＩ１ｑパルス周波数信号とフィー
ドバックされた信号を受けてピーク期間、ベース期間を
決定している。また、ｔ１ｑ期間中のパルス周波数はＩ
１ｑパルス周波数指令部２０の出力信号の周波数とな
る。
【００２８】次にｔ１ｑ期間の時間をタイマー２２がカ
ウントし、一定の時間が経過すると第三スイッチング素
子１９は第二スイッチング素子２１から出力される信号
に切り替わり、第二スイッチング素子２１は本溶接パル
ス周波数であるＩｗパルス周波数指令部２４の出力信号
を選択する。この時、ｔ１ｑ期間からｔｗ期間に切り替
わる。
ウントし、一定の時間が経過すると第三スイッチング素
子１９は第二スイッチング素子２１から出力される信号
に切り替わり、第二スイッチング素子２１は本溶接パル
ス周波数であるＩｗパルス周波数指令部２４の出力信号
を選択する。この時、ｔ１ｑ期間からｔｗ期間に切り替
わる。
【００２９】上記の動作により、このブロック図は駆動
し、ｔｈ期間ではホット電流を出力し、ｔｉｎｉ期間で
はＩｉｎｉパルス周波数指令部２３を出力し、ｔ１ｑ期
間ではＩ１ｑパルス周波数を出力する。また、この時の
アーク長の移行は実施の形態１に付随する。また、第二
スイッチング素子２１の出力信号をＩｗパルス周波数指
令部２４に固定することで、ｔｉｎｉ期間のパルス周波
数を本溶接と同じにすることができる。
し、ｔｈ期間ではホット電流を出力し、ｔｉｎｉ期間で
はＩｉｎｉパルス周波数指令部２３を出力し、ｔ１ｑ期
間ではＩ１ｑパルス周波数を出力する。また、この時の
アーク長の移行は実施の形態１に付随する。また、第二
スイッチング素子２１の出力信号をＩｗパルス周波数指
令部２４に固定することで、ｔｉｎｉ期間のパルス周波
数を本溶接と同じにすることができる。
【００３０】このようにして、実施の形態１及び実施の
形態３と同様な効果を得ることができる。
形態３と同様な効果を得ることができる。
【００３１】（実施の形態５）以下、本発明の実施の形
態５について、図３を参照しながら説明する。
態５について、図３を参照しながら説明する。
【００３２】本実施の形態は、本発明のアークスタート
制御方法をアーク電圧を検出してパルス周波数を制御す
ることによってアーク電圧を一定にすることによって実
施するパルスＭＩＧ溶接装置に関するものである。図３
の１から２５の詳細な説明は省略し、２７はｔ１ｑ期間
に本溶接中であるｔｗ期間の電圧指令に対し低い電圧指
令を出力するための低電圧出力指令、２６は第三スイッ
チング素子１９からの電圧信号を受けて出力電圧を決定
する出力電圧調整回路である。
制御方法をアーク電圧を検出してパルス周波数を制御す
ることによってアーク電圧を一定にすることによって実
施するパルスＭＩＧ溶接装置に関するものである。図３
の１から２５の詳細な説明は省略し、２７はｔ１ｑ期間
に本溶接中であるｔｗ期間の電圧指令に対し低い電圧指
令を出力するための低電圧出力指令、２６は第三スイッ
チング素子１９からの電圧信号を受けて出力電圧を決定
する出力電圧調整回路である。
【００３３】以下、動作について、図３を用い、実施の
形態４と同様な動作は省略し説明する。ｔｈ期間ではホ
ット電流を出力する。また、ｔｉｎｉ期間ではＩｉｎｉ
パルス周波数指令部２３からのパルス周波数条件を受け
て第四スイッチング素子１３により、ピーク電流指令部
１４とベース電流指令部１５の指令信号を出力してい
る。
形態４と同様な動作は省略し説明する。ｔｈ期間ではホ
ット電流を出力する。また、ｔｉｎｉ期間ではＩｉｎｉ
パルス周波数指令部２３からのパルス周波数条件を受け
て第四スイッチング素子１３により、ピーク電流指令部
１４とベース電流指令部１５の指令信号を出力してい
る。
【００３４】また、ｔｗ期間ではＩｗパルス周波数指令
部２４からのピーク幅をうけてフィードバック電圧値に
よりベース電流期間をかえることでパルス周波数を制御
しアーク電圧を一定にしている。
部２４からのピーク幅をうけてフィードバック電圧値に
よりベース電流期間をかえることでパルス周波数を制御
しアーク電圧を一定にしている。
【００３５】ここで、ｔ１ｑ期間では第三スイッチング
素子１９が低電圧出力指令信号２７を選択し、出力電圧
指令調整回路２６に信号を送る。また、出力電圧指令調
整回路１６と電圧検出器１０のフィードバック信号をパ
ルス波形演算部１６は受ける。この時、パルス波形演算
部１６は本溶接時よりも低く設定するためのフィードバ
ック信号を受けるため、出力電圧を抑えるためにベース
期間を長くする。この時のパルス周波数はベース期間が
長くなった分だけ低くなる。このようにして実施の形態
５のアークスタートは実施の形態４と同様な動作を行う
ことができる。また、実施の形態１及び実施の形態３と
同様な効果を得ることができる。
素子１９が低電圧出力指令信号２７を選択し、出力電圧
指令調整回路２６に信号を送る。また、出力電圧指令調
整回路１６と電圧検出器１０のフィードバック信号をパ
ルス波形演算部１６は受ける。この時、パルス波形演算
部１６は本溶接時よりも低く設定するためのフィードバ
ック信号を受けるため、出力電圧を抑えるためにベース
期間を長くする。この時のパルス周波数はベース期間が
長くなった分だけ低くなる。このようにして実施の形態
５のアークスタートは実施の形態４と同様な動作を行う
ことができる。また、実施の形態１及び実施の形態３と
同様な効果を得ることができる。
【００３６】
【発明の効果】以上の説明から明らかのように、本発明
のパルス溶接装置およびその制御方法によれば、燃え上
がった状態から本溶接時の適正なアーク長に至るまでの
時間を短縮できるのでアークスタートから本溶接までを
円滑に移行することが出来る。また、燃え上がった状態
の期間が短くなるためアークが母材に集中することで単
位面積あたりの溶着量を増やすことができる。
のパルス溶接装置およびその制御方法によれば、燃え上
がった状態から本溶接時の適正なアーク長に至るまでの
時間を短縮できるのでアークスタートから本溶接までを
円滑に移行することが出来る。また、燃え上がった状態
の期間が短くなるためアークが母材に集中することで単
位面積あたりの溶着量を増やすことができる。
【図１】本発明の実施の形態１におけるアークスタート
時のワイヤ先端の位置とアーク発生との時間経過と溶接
電流の時間経過の説明図
時のワイヤ先端の位置とアーク発生との時間経過と溶接
電流の時間経過の説明図
【図２】同実施の形態４におけるパルス溶接装置のブロ
ック図
ック図
【図３】同実施の形態５におけるパルス溶接装置のブロ
ック図
ック図
【図４】従来例におけるアークスタート時のワイヤ先端
の位置とアーク発生との時間経過と溶接電流の時間経過
の説明図
の位置とアーク発生との時間経過と溶接電流の時間経過
の説明図
２ ワイヤ
３ 母材
４ アーク
１０ 電圧検出器
１１ 第一スイッチング素子
１２ ホット電流値指令
１３ 第四スイッチング素子
１４ ピーク電流制御部
１５ ベース電流制御部
１６ パルス波形演算部
１７ 出力電圧値指令
１８ 駆動回路
１９ 第三スイッチング素子
２０ Ｉ１ｑパルス周波数指令部
２１ 第二スイッチング素子
２２ タイマー
２３ Ｉｉｎｉパルス周波数指令部
２４ Ｉｗパルス周波数指令部
２５ 電流検出器
２６ 出力電圧調整回路
２７ 低電圧出力指令信号
ｔｈ ホット電流出力期間
ｔｉｎｉ 初期電流出力期間
ｔ１ｑ 本溶接移行電流出力期間
ｔｗ 本溶接電流出力期間
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−270069（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−305366（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−6277（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−13674（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23K 9/09
B23K 9/067
B23K 9/12
H02M 9/00
Claims (10)
- 【請求項１】ワイヤを送給する送給手段と、前記ワイヤ
と母材間にパルス電流を供給するパルス電流供給手段
と、このパルス電流供給手段を制御する制御手段とを有
し、前記制御手段はアークスタート時には、前記ワイヤ
を本溶接電流のパルス周波数以上の周波数で燃え上がら
せるよう前記パルス電流供給手段を制御した後、本溶接
電流のパルス周波数よりも低い周波数のパルス電流とな
るよう前記パルス電流供給手段を制御するパルス溶接装
置。 - 【請求項２】制御手段がアークスタート時に、本溶接電
流のパルス周波数よりも低い周波数のパルス電流に移行
させた後は、ワイヤの送給量を増す請求項１記載のパル
ス溶接装置。 - 【請求項３】アークスタート時、ワイヤを燃え上がらせ
るよう供給される溶接電流と本溶接電流のパルス周波数
を同じにする請求項２記載のパルス溶接装置。 - 【請求項４】アークスタートに続いて、本溶接電流のパ
ルス周波数以上の周波数でワイヤを燃え上がらせる初期
電流出力期間を経て、本溶接電流出力期間に至る間に、
前記本溶接電流のパルス周波数より低いパルス周波数の
電流を出力する本溶接移行電流出力期間を設けるパルス
溶接装置の制御方法。 - 【請求項５】ワイヤを母材に接触させ、ホット電流を出
力し、アークを発生させる請求項４記載のパルス溶接装
置の制御方法。 - 【請求項６】ワイヤと母材にアルミ主体の材料を用いる
請求項４または５に記載のパルス溶接装置の制御方法。 - 【請求項７】本溶接移行電流出力期間が溶接条件により
可変とできる請求項４から６のいづれかに記載のパルス
溶接装置の制御方法。 - 【請求項８】本溶接移行電流のパルス周波数を溶接電流
指令値により可変とできる請求項４から６のいづれかに
記載のパルス溶接装置の制御方法。 - 【請求項９】ワイヤと母材間に溶接出力を供給する駆動
回路と、溶接電流出力を検知するための電流検出器と、
溶接電圧出力値を得るための電圧検出器と、前記電流検
出器からの電流検出信号を得て駆動する第一スイッチン
グ素子と、ワイヤが母材に短絡した直後のホット電流出
力期間ホット電流を出力するためのホット電流値指令
と、ピーク電流制御部と、ベース電流制御部と、出力電
圧値指令と、本溶接移行電流出力期間中のＩ１ｑパルス
周波数司令部と、初期電流出力期間および前記本溶接移
行電流出力期間の時間を決めるためのタイマーと、前記
初期電流出力期間でのＩｉｎｉパルス周波数司令部と、
本溶接中の電流出力を行うためのＩｗパルス周波数指令
部と、前記タイマーによって駆動する第二スイッチング
素子および第三スイッチング素子と、前記出力電圧指令
信号および前記電圧検出器から得られるフィードバック
値および前記第三スイッチング素子の出力信号により前
記ピーク電流制御部およびベース電流制御部を選択する
ためのパルス波形演算部と、前記パルス波形演算部によ
り駆動する第四スイッチング素子を内部に備え、前記ホ
ット電流出力期間ではホット電流を出力し、前記初期電
流出力期間では前記Ｉｉｎｉパルス周波数指令部で決定
される本溶接電流のパルス周波数以上の周波数でＩｉｎ
ｉパルス周波数を出力し、前記本溶接移行電流出力期間
では本溶接のパルス周波数よりも低いパルス周波数であ
るＩ１ｑパルス周波数を出力することを特徴としたパル
ス溶接装置。 - 【請求項１０】ワイヤと母材間に溶接出力を供給する駆
動回路と、溶接電流出力を検知するための電流検出器
と、溶接電圧出力値を得るための電圧検出器と、前記電
流検出器からの電流検出信号を得て駆動する第一スイッ
チング素子と、ワイヤが母材に短絡した直後のホット電
流出力期間ホット電流を出力するためのホット電流値指
令と、ピーク電流制御部と、ベース電流制御部と、出力
電圧値指令と、本溶接移行電流出力期間中に本溶接中の
電圧指令に対し低い電圧指令を出力するための低電圧出
力指令と、初期電流出力期間および本溶接移行電流出力
期間の時間を決めるためのタイマーと、前記初期電流出
力期間でのＩｉｎｉパルス周波数指令部と、本溶接中の
電流出力を行うためのＩｗパルス周波数指令部と、前記
タイマーによって駆動する第二スイッチング素子および
第三スイッチング素子と、前記出力電圧指令信号および
前記電圧検出器から得られるフィードバック値により前
記ピーク電流制御部およびベース電流制御部を選択する
ためのパルス波形演算部と、前記パルス波形演算部によ
り駆動する第四スイッチング素子と、前記第三スイッチ
ング素子からの電圧信号を受けて出力電圧を決定する出
力電圧調整回路とを内部に備え、前記ホット電流出力期
間ではホット電流を出力し、前記初期電流出力期間では
前記Ｉｉｎｉパルス周波数指令部で決定される本溶接電
流 のパルス周波数以上の周波数でＩｉｎｉパルス周波数
を出力し、前記本溶接移行電流出力期間では前記低電圧
指令を前記出力調整回路に出力しパルス周波数を低くし
たことを特徴としたパルス溶接装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33717998A JP3368851B2 (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | パルス溶接装置とその制御方法 |
| DE69916403T DE69916403T2 (de) | 1998-11-27 | 1999-11-02 | Impulsschweissgerät und Steuerverfahren |
| EP99308676A EP1004388B1 (en) | 1998-11-27 | 1999-11-02 | Pulse welding equipment and its control method |
| US09/450,998 US6344627B1 (en) | 1998-11-27 | 1999-11-29 | Pulse welding equipment and its control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33717998A JP3368851B2 (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | パルス溶接装置とその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000158133A JP2000158133A (ja) | 2000-06-13 |
| JP3368851B2 true JP3368851B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=18306202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33717998A Expired - Fee Related JP3368851B2 (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | パルス溶接装置とその制御方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
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| EP (1) | EP1004388B1 (ja) |
| JP (1) | JP3368851B2 (ja) |
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| WO2005110658A2 (de) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Fronius International Gmbh | Verfahren zum betreiben einer schweissvorrichtung, schweissvorrichtung und schweissbrenner für eine solche schweissvorrichtung |
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| WO2012032703A1 (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-15 | パナソニック株式会社 | アーク溶接制御方法 |
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| EP2718052B1 (en) * | 2011-05-26 | 2016-08-31 | Victor Equipment Company | System for and method of generating a weld during a start of a welding process by restricting output power |
| EP3772389A1 (de) * | 2019-08-06 | 2021-02-10 | Fronius International GmbH | Verfahren und vorrichtung zur stabilisierung eines überganges zwischen verschiedenartigen schweissprozessphasen eines schweissprozesses |
| US20210060679A1 (en) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | Illinois Tool Works Inc. | Methods and apparatus for pulse arc starting phase for welding |
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|---|---|---|---|---|
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| GB2269495B (en) * | 1989-02-27 | 1994-09-28 | Mitsubishi Electric Corp | Pulse welding apparatus |
| DE4023155C2 (de) * | 1989-07-21 | 1997-02-06 | Hitachi Seiko Kk | Wechselstrom-Schutzgaslichtbogenschweißverfahren und Vorrichtung mit verbrauchbarer Elektrode |
| JP3132024B2 (ja) * | 1991-02-26 | 2001-02-05 | 株式会社ダイヘン | パルスｍａｇ溶接アークスタート制御方法 |
-
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- 1998-11-27 JP JP33717998A patent/JP3368851B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-11-02 EP EP99308676A patent/EP1004388B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-02 DE DE69916403T patent/DE69916403T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-29 US US09/450,998 patent/US6344627B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| EP1004388B1 (en) | 2004-04-14 |
| DE69916403D1 (de) | 2004-05-19 |
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| DE69916403T2 (de) | 2004-08-26 |
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