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JP5785812B2 - 2-wire welding control method - Google Patents

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JP5785812B2 JP2011172840A JP2011172840A JP5785812B2 JP 5785812 B2 JP5785812 B2 JP 5785812B2 JP 2011172840 A JP2011172840 A JP 2011172840A JP 2011172840 A JP2011172840 A JP 2011172840A JP 5785812 B2 JP5785812 B2 JP 5785812B2
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Description

本発明は、消耗電極と母材との間にアークを発生させて溶融池を形成し、フィラーワイヤを溶融池の後半部に挿入しながら溶接する2ワイヤ溶接制御方法に関するものである。   The present invention relates to a two-wire welding control method in which an arc is generated between a consumable electrode and a base material to form a molten pool, and welding is performed while a filler wire is inserted into the latter half of the molten pool.

消耗電極(以下、溶接ワイヤという)と母材との間にアークを発生させて溶融池を形成すると共に、その溶融池にフィラーワイヤを挿入して溶接する2ワイヤ溶接方法(特許文献1参照)が従来から知られている。この2ワイヤ溶接方法では、溶接ワイヤの溶融金属にフィラーワイヤの溶融金属が加わるために、溶融金属量が増加し、高溶着で高速な溶接が可能となる。特に、2ワイヤ溶接方法によって高速溶接を行うときには、ハンピングビードになるのを防止するために、フィラーワイヤを消耗電極アークよりも後方から溶融池に短絡させて送給することが重要である。これは、フィラーワイヤを消耗電極アーク中に送給して溶融すると、溶融池はほとんど冷却されず、かつ、フィラーワイヤによって溶融池後半部の盛り上がりを押さえることもできないためにハンピングビードを抑制する効果はないからである。これに対して、フィラーワイヤをアーク周縁部の溶融池の後半部に短絡させて送給し、溶融池の熱によって溶融するようにすれば溶融池が冷却され、かつ、フィラーワイヤによって溶融池後半部が抑えられてハンピングビードの形成を抑制することができる。したがって、従来技術の2ワイヤ溶接方法では、フィラーワイヤには電流を通電せずに冷たい状態で溶融池と短絡させることによって、溶融池を冷却するようにしている。   A two-wire welding method in which an arc is generated between a consumable electrode (hereinafter referred to as a welding wire) and a base material to form a molten pool, and a filler wire is inserted into the molten pool for welding (see Patent Document 1). Is conventionally known. In this two-wire welding method, since the molten metal of the filler wire is added to the molten metal of the welding wire, the amount of the molten metal is increased, and high-speed welding can be performed with high welding. In particular, when high-speed welding is performed by the two-wire welding method, it is important to feed the filler wire by short-circuiting it from the rear side of the consumable electrode arc to the molten pool in order to prevent a humping bead. This is because when the filler wire is fed into the consumable electrode arc and melted, the molten pool is hardly cooled and the swell of the latter half of the molten pool cannot be suppressed by the filler wire, thereby suppressing the humping bead. This is because there is no effect. On the other hand, if the filler wire is short-circuited to the second half of the molten pool at the arc peripheral portion and fed and melted by the heat of the molten pool, the molten pool is cooled, and the filler wire cools the second half of the molten pool. The portion is suppressed and the formation of the humping bead can be suppressed. Therefore, in the two-wire welding method of the prior art, the molten pool is cooled by short-circuiting the filler wire in a cold state without passing a current through the filler wire.

2ワイヤ溶接方法では、溶接ワイヤと母材との間にアークを発生させる方法として、炭酸ガスアーク溶接法、マグ溶接法、ミグ溶接法、パルスアーク溶接法、交流アーク溶接法等の種々な消耗電極式アーク溶接法を使用することができる。また、フィラーワイヤは基本的にワイヤ先端が溶融池と短絡しており、溶融池からの熱によって溶融する。したがって、フィラーワイヤと溶融池との間にはアークは発生していない。本発明では、上記の消耗電極式アーク溶接法としてパルスアーク溶接法を使用する場合について説明するが、他の溶接法であっても良い。また、以下の説明において、母材と溶融池とは略同じ意味で使用している。   In the two-wire welding method, various consumable electrodes such as a carbon dioxide arc welding method, a mag welding method, a MIG welding method, a pulse arc welding method, and an AC arc welding method are used as a method for generating an arc between the welding wire and the base material. A type arc welding process can be used. Further, the filler wire basically has a wire tip short-circuited with the molten pool, and is melted by heat from the molten pool. Therefore, no arc is generated between the filler wire and the molten pool. In this invention, although the case where a pulse arc welding method is used as said consumable electrode type arc welding method is demonstrated, another welding method may be sufficient. Moreover, in the following description, the base material and the molten pool are used in substantially the same meaning.

図6は、パルスアーク溶接を使用した2ワイヤ溶接方法における電流・電圧波形図である。同図(A)は溶接ワイヤを通電する溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(B)は溶接ワイヤと母材(溶融池)との間に印加する溶接電圧Vwの時間変化を示し、同図(C)はフィラーワイヤの送給速度Fwの時間変化を示す。溶接ワイヤの送給速度は、図示しないが、所定値で定速送給されている。フィラーワイヤと溶融池との間には電圧は印加されておらず、電流も通電していない。フィラーワイヤは、上述したように、溶融池と短絡した状態で送給されている。フィラーワイヤが溶融池と離反しても、電圧が印加されていないので、フィラーワイヤと溶融池との間にはアークは発生しない。以下、同図を参照して説明する。   FIG. 6 is a current / voltage waveform diagram in the two-wire welding method using pulse arc welding. The figure (A) shows the time change of the welding current Iw which energizes a welding wire, the figure (B) shows the time change of the welding voltage Vw applied between a welding wire and a base material (molten pool), FIG. 5C shows the change over time of the filler wire feed speed Fw. Although the welding wire feeding speed is not shown, it is fed at a constant value at a constant speed. No voltage is applied between the filler wire and the molten pool, and no current is applied. As described above, the filler wire is fed in a state of being short-circuited with the molten pool. Even if the filler wire is separated from the molten pool, no voltage is applied, so no arc is generated between the filler wire and the molten pool. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

時刻t1〜t2のピーク期間Tp中は、同図(A)に示すように、溶接ワイヤから溶滴を移行させるために臨界値以上の大電流値のピーク電流Ipが通電し、同図(B)に示すように、溶接ワイヤと溶融池との間にアーク長に比例したピーク電圧Vpが印加する。   During the peak period Tp from time t1 to t2, a peak current Ip having a large current value equal to or higher than the critical value is energized to transfer droplets from the welding wire as shown in FIG. ), A peak voltage Vp proportional to the arc length is applied between the welding wire and the molten pool.

時刻t2〜t3のベース期間Tb中は、同図(A)に示すように、溶滴を形成しないようにするために臨界値未満の小電流値のベース電流Ibが通電し、同図(B)に示すように、ベース電圧Vbが印加する。時刻t1〜t3までの期間を1周期(パルス周期Tf)として繰り返して溶接が行われる。上記のピーク電流Ipは450〜550A程度であり、上記のベース電流Ibは30〜60A程度である。時刻t3〜t4のピーク期間Tp及び時刻t4〜t5のベース期間Tb中は、再び上記と同様の動作を繰り返す。   During the base period Tb from time t2 to t3, as shown in FIG. 5A, the base current Ib having a small current value less than the critical value is energized in order to prevent the formation of droplets. ), The base voltage Vb is applied. Welding is performed by repeating the period from time t1 to t3 as one period (pulse period Tf). The peak current Ip is about 450 to 550 A, and the base current Ib is about 30 to 60 A. During the peak period Tp from time t3 to t4 and the base period Tb from time t4 to t5, the same operation is repeated again.

他方、同図(C)に示すように、フィラーワイヤの送給速度Fwは、一定値の定常フィラーワイヤ送給速度Fcで溶融池と短絡した状態で送給される。定常フィラーワイヤ送給速度Fcは、安定して溶融するために溶接ワイヤの送給速度の10〜30%程度の範囲に設定されることが多い。   On the other hand, as shown in FIG. 5C, the filler wire feed speed Fw is fed at a constant filler wire feed speed Fc in a short-circuited state with the molten pool. The steady filler wire feeding speed Fc is often set to a range of about 10 to 30% of the welding wire feeding speed in order to melt stably.

ところで、良好なパルスアーク溶接を行うためには、アーク長を適正値に維持することが重要である。アーク長を適正値に維持するために以下のような溶接装置の出力制御(アーク長制御)が行われる。アーク長は、同図(B)で破線で示す溶接電圧平均値Vavと略比例関係にある。このために、溶接電圧平均値Vavを検出し、この検出値が適正アーク長に相当する溶接電圧設定値と等しくなるように同図(A)の破線で示す溶接電流平均値Iavを変化させる出力制御を行う。溶接電圧平均値Vavが溶接電圧設定値よりも大きいときはアーク長が適正値よりも長いときであるので、溶接電流平均値Iavを小さくしてワイヤ溶融速度を小さくしアーク長が短くなるようにする。他方、溶接電圧平均値Vavが溶接電圧設定値よりも小さいときはアーク長が適正値よりも短いときであるので、溶接電流平均値Iavを大きくしてワイヤ溶融速度を大きくしアーク長が長くなるようにする。上記の溶接電圧平均値Vavとしては、一般的に溶接電圧Vwをローパスフィルタ(カットオフ周波数1〜10Hz程度)に通した値が使用される。また、溶接電流平均値Iavを変化させる操作量として、ピーク期間Tp、パルス周期Tf、ピーク電流Ip又はベース電流Ibの少なくとも1つを変化させることが行われている。例えば、パルス周期Tfを操作量としてフィードバック制御するときには、ピーク期間Tp、ピーク電流Ip及びベース電流Ibは所定値に設定される(周波数変調制御方式と呼ばれる)。また、ピーク期間(パルス幅)Tpを操作量としてフィードバック制御するときには、ピーク電流Ip、ベース電流Ib及びパルス周期Tfが所定値に設定される(パルス幅変調制御方式と呼ばれる)。   By the way, in order to perform good pulse arc welding, it is important to maintain the arc length at an appropriate value. In order to maintain the arc length at an appropriate value, the following output control (arc length control) of the welding apparatus is performed. The arc length is substantially proportional to the welding voltage average value Vav indicated by a broken line in FIG. For this purpose, the welding voltage average value Vav is detected, and the output for changing the welding current average value Iav indicated by the broken line in FIG. 5A so that the detected value becomes equal to the welding voltage set value corresponding to the appropriate arc length. Take control. When the welding voltage average value Vav is larger than the welding voltage set value, the arc length is longer than the appropriate value. Therefore, the welding current average value Iav is decreased to reduce the wire melting rate and shorten the arc length. To do. On the other hand, when the welding voltage average value Vav is smaller than the welding voltage set value, the arc length is shorter than the appropriate value, so the welding current average value Iav is increased to increase the wire melting rate and the arc length is increased. Like that. As the welding voltage average value Vav, a value obtained by passing the welding voltage Vw through a low-pass filter (cutoff frequency of about 1 to 10 Hz) is generally used. Further, as an operation amount for changing the welding current average value Iav, changing at least one of the peak period Tp, the pulse period Tf, the peak current Ip, or the base current Ib is performed. For example, when feedback control is performed using the pulse period Tf as an operation amount, the peak period Tp, the peak current Ip, and the base current Ib are set to predetermined values (referred to as a frequency modulation control method). When feedback control is performed using the peak period (pulse width) Tp as an operation amount, the peak current Ip, the base current Ib, and the pulse period Tf are set to predetermined values (referred to as a pulse width modulation control method).

特許文献2の発明は、亜鉛系めっき鋼板のガスシールドメタルアーク溶接において、複数のワイヤを用い、先行ワイヤのみにアークを発生させて溶融池を形成し、該溶融池に後行ワイヤを先行ワイヤとの距離2mm以上で挿入し、振動数0.5回/秒以上、振幅0.3mm以上の条件で振動させて攪拌し、かつシールドガスとして7Vol%未満の酸素を含んでいるアルゴンガスを使用することを特徴とするガスシールドメタルアーク溶接方法である。そして、後行ワイヤの振動方向は、溶接線方向でも、溶接線と直角方向でも、また、弧を描くようにしてもよい。この発明方法によれば、溶接時に多くのガスを発生する亜鉛系めっき鋼板のガスシールドメタルアーク溶接において、ピットおよびブローホールの発生を防止して健全な溶接金属を得ることができる。すなわち、特許文献2の発明では、2つの溶接ワイヤを使用した2ワイヤ溶接方法であって、先行ワイヤ(消耗電極)にはアークを発生させて溶融池を形成し、後行ワイヤ(フィラーワイヤ)にはアークを発生させずに溶接線方向に振動(ウィービング)させて溶融池を撹拌させるものである。   In the invention of Patent Document 2, in gas shield metal arc welding of a zinc-based plated steel sheet, a plurality of wires are used, an arc is generated only on the preceding wire to form a molten pool, and a subsequent wire is placed on the molten pool. Is inserted at a distance of 2 mm or more, and is vibrated and stirred under the conditions of a frequency of 0.5 times / second or more and an amplitude of 0.3 mm or more, and an argon gas containing less than 7 Vol% oxygen is used as a shielding gas. A gas shielded metal arc welding method characterized by: The vibration direction of the trailing wire may be a welding line direction, a direction perpendicular to the welding line, or an arc. According to the method of the present invention, in gas shield metal arc welding of a zinc-based plated steel sheet that generates a large amount of gas during welding, generation of pits and blowholes can be prevented and a sound weld metal can be obtained. That is, the invention of Patent Document 2 is a two-wire welding method using two welding wires, in which an arc is generated on a preceding wire (consumable electrode) to form a molten pool, and a trailing wire (filler wire). In this method, the weld pool is stirred by vibrating (weaving) in the direction of the weld line without generating an arc.

特開2010−167489号公報JP 2010-1647489 A 特開平6−39554号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-39554

上述した従来技術の2ワイヤ溶接方法では、フィラーワイヤを溶融池と短絡させた状態で挿入し、フィラーワイヤは溶融池の熱によって溶融している。このために、フィラーワイヤの送給速度は、溶融池の熱によってフィラーワイヤが溶融する速度(溶融速度)とバランスするように設定される。したがって、フィラーワイヤの送給速度の最大値は、溶融池からの熱によってフィラーワイヤを溶融させることができる値となる。フィラーワイヤの送給速度がこの最大値よりも大きくなると、フィラーワイヤが溶け残り、不良なビードとなる。他方、2ワイヤ溶接方法において、高溶着化及び高速溶接化をさらに向上させるためには、フィラーワイヤの送給速度をさらに大きくする必要がある。 In the above-described conventional 2-wire welding method, the filler wire is inserted in a state of being short-circuited with the molten pool, and the filler wire is melted by the heat of the molten pool. For this reason, the feeding speed of the filler wire is set so as to balance with the speed (melting speed) at which the filler wire is melted by the heat of the molten pool. Therefore, the maximum value of the feeding speed of the filler wire is a value at which the filler wire can be melted by the heat from the molten pool. When the feeding speed of the filler wire becomes larger than this maximum value, the filler wire remains undissolved, resulting in a defective bead. On the other hand, in the two-wire welding method, in order to further improve high welding and high-speed welding, it is necessary to further increase the feeding speed of the filler wire.

そこで、本発明では、溶融池の後半部を冷却し盛り上がりを押さえることによってハンピングビードの形成を抑制し、かつ、良好な溶融状態の下でフィラーワイヤの送給速度を高速化して高溶着化を図ることができる2ワイヤ溶接制御方法を提供することを目的とする。   Therefore, in the present invention, the formation of the humping bead is suppressed by cooling the latter half of the molten pool and suppressing the rise, and the filler wire feeding speed is increased under high melting conditions to achieve high welding. An object of the present invention is to provide a two-wire welding control method capable of achieving the above.

上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、消耗電極と母材との間にアークを発生させて溶融池を形成し、フィラーワイヤを前記溶融池の後半部に挿入しながら溶接する2ワイヤ溶接制御方法において、
前記フィラーワイヤの挿入位置を溶接方向の前後方向にウィービングし、前記フィラーワイヤの送給速度を前記ウィービングに同期して変化させる、
ことを特徴とする2ワイヤ溶接制御方法である。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is directed to welding while forming a molten pool by generating an arc between the consumable electrode and the base material and inserting a filler wire into the latter half of the molten pool. In the two-wire welding control method,
Weaving the insertion position of the filler wire in the front-rear direction of the welding direction, and changing the feeding speed of the filler wire in synchronization with the weaving,
This is a two-wire welding control method.

請求項2の発明は、前記挿入位置が前記ウィービングの中心位置よりも前側方向に変位しているときの変位量を正の値とし、後側方向に変位しているときの前記変位量を負の値とし、前記フィラーワイヤの送給速度を前記変位量に比例して変化させる、
ことを特徴とする請求項1記載の2ワイヤ溶接制御方法である。
According to a second aspect of the present invention, the displacement amount when the insertion position is displaced in the front direction relative to the central position of the weaving is a positive value, and the displacement amount when the insertion position is displaced in the rear direction is negative. And changing the feeding speed of the filler wire in proportion to the amount of displacement,
The two-wire welding control method according to claim 1.

請求項3の発明は、前記フィラーワイヤの送給速度を前記変位量に比例して変化させるときに、両信号間に所定の遅延時間を設ける、
ことを特徴とする請求項2記載の2ワイヤ溶接制御方法である。
The invention of claim 3 provides a predetermined delay time between the two signals when the feeding speed of the filler wire is changed in proportion to the amount of displacement.
The two-wire welding control method according to claim 2.

請求項4の発明は、前記挿入位置がウィービング中心位置よりも前側方向に変位しているときの前記フィラーワイヤの送給速度を後側方向に変位しているときの前記フィラーワイヤの送給速度よりも早くする、
ことを特徴とする請求項1記載の2ワイヤ溶接制御方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, the filler wire feeding speed when the filler wire feeding speed is displaced in the rearward direction when the insertion position is displaced in the frontward direction relative to the weaving center position. Faster than
The two-wire welding control method according to claim 1.

本発明によれば、フィラーワイヤの挿入位置を溶接方向の前後方向にウィービングし、フィラーワイヤの送給速度をウィービングに同期して変化させる。これにより、フィラーワイヤの挿入位置が前側方向にあるときはフィラーワイヤの溶融を促進してフィラーワイヤの送給速度の平均値を高速化し、後側方向にあるときは溶融池の冷却及び盛り上がりを押さえてハンピングビードの形成を抑制している。この結果、本発明では、従来技術よりも高溶着溶接及び高速溶接を行うことが可能となる。   According to the present invention, the filler wire insertion position is weaved in the front-rear direction of the welding direction, and the filler wire feeding speed is changed in synchronization with the weaving. As a result, when the filler wire insertion position is in the forward direction, the filler wire is accelerated to increase the average value of the filler wire feeding speed, and when it is in the rear direction, the molten pool is cooled and raised. It suppresses the formation of humping beads. As a result, in the present invention, it is possible to perform high-weld welding and high-speed welding as compared with the prior art.

本発明の実施の形態に係る2ワイヤ溶接制御方法を示す溶接部の概要図である。It is a schematic diagram of the welding part which shows the 2 wire welding control method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る2ワイヤ溶接制御方法を示す第1パターンの波形図である。It is a waveform diagram of the 1st pattern which shows the 2 wire welding control method concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係る2ワイヤ溶接制御方法を示す第2パターンの波形図である。It is a waveform diagram of the 2nd pattern which shows the 2 wire welding control method concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係る2ワイヤ溶接制御方法を示す第3パターンの波形図である。It is a waveform diagram of the 3rd pattern which shows the 2 wire welding control method concerning an embodiment of the invention. 図1〜図4で上述した本発明の実施の形態に係る2ワイヤ溶接制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。It is a block diagram of the welding apparatus for enforcing the 2-wire welding control method which concerns on embodiment of this invention mentioned above in FIGS. 従来技術において、パルスアーク溶接を使用した2ワイヤ溶接方法における電流・電圧波形図である。In a prior art, it is an electric current and a voltage waveform diagram in the 2 wire welding method using pulse arc welding.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態に係る2ワイヤ溶接制御方法を示す溶接部の概要図である。同図は、溶接部を横から見た図であり、矢印で示すように左方向に溶接は進行している。以下、同図を参照して説明する。   FIG. 1 is a schematic diagram of a welded portion showing a two-wire welding control method according to an embodiment of the present invention. This figure is a view of the welded portion from the side, and welding proceeds in the left direction as indicated by an arrow. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

溶接トーチ4から溶接ワイヤ1が送給されており、溶接ワイヤの先端と母材2との間にはアーク3が発生している。ここでは、溶接トーチ4の前進角は0°の場合であり、溶接ワイヤ1は母材2に垂直に送給されている。このアーク3によって、母材2に溶融池2aが形成されている。溶接ワイヤ1の送給方向を示す中心線を一点鎖線で示しており、この中心線が母材2表面と交わる点が、溶接狙い位置aとなる。   A welding wire 1 is fed from a welding torch 4, and an arc 3 is generated between the tip of the welding wire and the base material 2. Here, the advance angle of the welding torch 4 is 0 °, and the welding wire 1 is fed vertically to the base material 2. The arc 3 forms a molten pool 2 a in the base material 2. A center line indicating the feeding direction of the welding wire 1 is indicated by a one-dot chain line, and a point where the center line intersects the surface of the base material 2 is a welding target position a.

フィラーワイヤ6は、フィラーワイヤガイド7内を送給されて、溶融池2aの後半部の挿入基準位置b0に短絡状態で挿入される。溶接狙い位置aと挿入基準位置b0との距離がワイヤ間距離Lw(mm)となる。さらに、フィラーワイヤ6は、溶接方向の前後方向に所定の振幅Sw(mm)及び所定のウィービング周波数f(Hz)でウィービングされている。したがって、フィラーワイヤ6の挿入位置は、左方向矢印及び右方向矢印で示すように、挿入基準位置b0をウィービング中心位置として振幅Swでウィービングされており、最も前方位置がb1点となり、最も後方位置がb2点となる。b1点とb2点との距離が振幅Swとなる。最前方位置b1は、溶接狙い位置aよりも後方で、かつ、アークの発生部よりも前方となる範囲に設定される。また、最後方位置b2は、溶融池2aの後方端部よりも前方に設定される。例えば、ワイヤ間距離Lwは3〜6mm程度に設定され、振幅Swは3〜6mm程度に設定され、ウィービング周波数fは5〜50Hz程度に設定される。これらの値は、溶接ワイヤの送給速度、直径、材質、溶接速度、継手形状等に応じて実験によって適正値に設定される。   The filler wire 6 is fed through the filler wire guide 7 and inserted into the insertion reference position b0 in the latter half of the molten pool 2a in a short-circuited state. The distance between the welding target position a and the insertion reference position b0 is the inter-wire distance Lw (mm). Further, the filler wire 6 is weaved at a predetermined amplitude Sw (mm) and a predetermined weaving frequency f (Hz) in the front-rear direction of the welding direction. Therefore, as shown by the left arrow and the right arrow, the insertion position of the filler wire 6 is weaved with the amplitude Sw as the insertion reference position b0 as the weaving center position, the frontmost position is b1, and the rearmost position. Becomes b2. The distance between the points b1 and b2 is the amplitude Sw. The foremost position b1 is set in a range behind the welding target position a and ahead of the arc generation part. Further, the rearmost position b2 is set in front of the rear end of the molten pool 2a. For example, the inter-wire distance Lw is set to about 3 to 6 mm, the amplitude Sw is set to about 3 to 6 mm, and the weaving frequency f is set to about 5 to 50 Hz. These values are set to appropriate values by experiments according to the feeding speed, diameter, material, welding speed, joint shape, etc. of the welding wire.

ウィービングによって変位するフィラーワイヤ6の挿入位置と挿入基準位置(ウィービング中心位置)b0との距離を、変位量Lh(mm)として定義する。この変位量Lhの符号は、挿入基準位置b0よりも前方を正の値とし、後方を負の値とする。このように定義すると、最前方位置b1はLh=Sw/2となり、挿入基準位置(ウィービング中心位置)b0はLh=0となり、最後方位置b2はLh=−Sw/2となる。ここで、変位量Lhは、下式のように正弦波状に変化するものとする。
Lh=(Sw/2)・sin(2・π・f・t) …(1)式
tは経過時間(秒)である。
そして、この変位量Lhに同期して、フィラーワイヤ6の送給速度Fwが変化する。以下、フィラーワイヤ6の送給速度Fwの変化パターンについて、図2〜図4を参照して説明する。
The distance between the insertion position of the filler wire 6 displaced by weaving and the insertion reference position (weaving center position) b0 is defined as a displacement Lh (mm). The sign of the displacement Lh is a positive value before the insertion reference position b0 and a negative value behind it. With this definition, the foremost position b1 is Lh = Sw / 2, the insertion reference position (weaving center position) b0 is Lh = 0, and the rearmost position b2 is Lh = −Sw / 2. Here, it is assumed that the displacement amount Lh changes in a sine wave shape as in the following equation.
Lh = (Sw / 2) · sin (2 · π · f · t) (1) Equation t is the elapsed time (seconds).
Then, the feeding speed Fw of the filler wire 6 changes in synchronization with the displacement amount Lh. Hereinafter, the change pattern of the feeding speed Fw of the filler wire 6 will be described with reference to FIGS.

図2は、本発明の実施の形態に係る2ワイヤ溶接制御方法を示す第1パターンの波形図である。同図(A)は溶接ワイヤを通電する溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(B)は溶接ワイヤと母材(溶融池)との間に印加する溶接電圧Vwの時間変化を示し、同図(C)はフィラーワイヤの挿入位置の変位量Lhの時間変化を示し、同図(D)はフィラーワイヤの送給速度Fwの時間変化を示す。溶接ワイヤの送給速度は、図示しないが、所定値で定速送給されている。フィラーワイヤと溶融池との間には電圧は印加されておらず、電流も通電していない。同図は、上述した図6よりも時間軸(横軸)が10倍以上長い場合の波形図である。したがって、同図(A)に示す溶接電流Iwは、本来図6と同様のパルス波形であるが、その平均値を表示しているので、略直線となっている。同様に、同図(B)に示す溶接電圧Vwも、本来はパルス波形であるが、平均値を表示しているので、略直線となっている。以下、同図を参照して説明する。   FIG. 2 is a waveform diagram of a first pattern showing the two-wire welding control method according to the embodiment of the present invention. The figure (A) shows the time change of the welding current Iw which energizes a welding wire, the figure (B) shows the time change of the welding voltage Vw applied between a welding wire and a base material (molten pool), FIG. 6C shows the change over time of the displacement Lh of the filler wire insertion position, and FIG. 6D shows the change over time of the filler wire feed speed Fw. Although the welding wire feeding speed is not shown, it is fed at a constant value at a constant speed. No voltage is applied between the filler wire and the molten pool, and no current is applied. This figure is a waveform diagram in the case where the time axis (horizontal axis) is 10 times or longer than that in FIG. Therefore, the welding current Iw shown in FIG. 6A is essentially the same pulse waveform as that in FIG. 6, but the average value thereof is displayed, so that it is a substantially straight line. Similarly, the welding voltage Vw shown in FIG. 5B is also a pulse waveform, but it is an almost straight line because it displays an average value. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

同図(A)に示すように、溶接ワイヤには溶接電流Iwが通電し、同図(B)に示すように、溶接ワイヤと母材との間には溶接電圧Vwが印加して、アークが発生している。同図(C)に示すように、変位量Lhは上記(1)式で示すように、正弦波状に変化する。したがって、時刻t0においてt=0秒となり、Lh=0となる。時刻t1においてt=1/(4・f)となり、変位量Lh=Sw/2となる。時刻t2においてt=1/(2・f)となり、変位量Lh=0となる。時刻t3においてt=3/(4・f)となり、変位量Lh=−Sw/2となる。時刻t4においてt=1/fとなり、変位量Lh=0となる。これ以降は、繰り返しとなる。例えば、f=10Hzとすると、時刻t1=25msとなり、時刻t2=50msとなり、時刻t3=75msとなり、時刻t4=100msとなる。   As shown in FIG. 6A, a welding current Iw is applied to the welding wire, and as shown in FIG. 5B, a welding voltage Vw is applied between the welding wire and the base metal, and an arc is generated. Has occurred. As shown in FIG. 6C, the displacement amount Lh changes in a sine wave shape as shown in the above equation (1). Therefore, at time t0, t = 0 seconds and Lh = 0. At time t1, t = 1 / (4 · f), and the displacement Lh = Sw / 2. At time t2, t = 1 / (2 · f), and the displacement amount Lh = 0. At time t3, t = 3 / (4 · f), and the displacement Lh = −Sw / 2. At time t4, t = 1 / f, and the displacement amount Lh = 0. From this point on, it is repeated. For example, when f = 10 Hz, time t1 = 25 ms, time t2 = 50 ms, time t3 = 75 ms, and time t4 = 100 ms.

同図(D)に示すように、フィラーワイヤの送給速度Fwは、変位量Lhに比例して、下式のように正弦波状に変化する。
Fw=(Sf/2)・sin(2・π・f・t)+Fwc …(2)式
ここで、Sf(cm/min)は送給速度振幅であり、f(Hz)はウィービング周波数であり、t(秒)は経過時間であり、Fwc(cm/min)は振幅中心送給速度である。
時刻t0においてt=0秒となり、フィラーワイヤの送給速度Fw=Fwcとなる。時刻t1においてt=1/(4・f)となり、フィラーワイヤの送給速度Fw=(Sf/2)+Fwcとなる。時刻t2においてt=1/(2・f)となり、フィラーワイヤの送給速度Fw=Fwcとなる。時刻t3においてt=3/(4・f)となり、フィラーワイヤの送給速度Fw=(−Sf/2)+Fwcとなる。時刻t4においてt=1/fとなり、フィラーワイヤの送給速度Fw=Fwcとなる。これ以降は、繰り返しとなる。
As shown in FIG. 4D, the filler wire feed speed Fw changes in a sinusoidal form as shown in the following equation in proportion to the displacement Lh.
Fw = (Sf / 2) · sin (2 · π · f · t) + Fwc (2) where Sf (cm / min) is the feed speed amplitude and f (Hz) is the weaving frequency. , T (seconds) is the elapsed time, and Fwc (cm / min) is the amplitude center feeding speed.
At time t0, t = 0 seconds, and the filler wire feed speed Fw = Fwc. At time t1, t = 1 / (4 · f), and the filler wire feed speed Fw = (Sf / 2) + Fwc. At time t2, t = 1 / (2 · f), and the filler wire feed speed Fw = Fwc. At time t3, t = 3 / (4 · f), and the filler wire feed speed Fw = (− Sf / 2) + Fwc. At time t4, t = 1 / f, and the filler wire feed speed Fw = Fwc. From this point on, it is repeated.

同図(C)及び(D)に示すように、フィラーワイヤの送給速度Fwの変化は、フィラーワイヤの挿入位置の変位量Lhに比例している。ここで、振幅中心送給速度Fwcは、図6で上述した従来技術における定常フィラーワイヤ送給速度Fcよりも大きな値に設定することができる。振幅中心送給速度Fwcは、送給速度の平均値となるので、本実施の形態は、従来技術よりもフィラーワイヤの送給速度を大きく設定することができる。この理由は、以下のとおりである。時刻t0〜t2の期間中は、変位量Lh≧0となり、フィラーワイヤの挿入位置がアーク発生部の内部に入るか又はアーク発生部に近づくために、フィラーワイヤへの入熱が大きくなり、溶融速度が大きくなる。したがって、この期間中は、フィラーワイヤの送給速度を大きくしても溶融することができる。時刻t2〜t4の期間中は、変位量Lh<0となり、フィラーワイヤの挿入位置がアーク発生部から遠ざかるために、フィラーワイヤの溶融速度は小さくなるので、フィラーワイヤの送給速度も比例して小さくしている。そして、フィラーワイヤは溶融池から熱を受けて溶融することになる。このために、上述したように、溶融池の冷却と盛り上がりを押さえる作用が働き、ハンピングビードの形成を抑制することができる。すなわち、挿入位置が前側方向(Lh≧0)にあるときはフィラーワイヤの溶融を促進してフィラーワイヤの送給速度の平均値を高速化し、後側方向(Lh<0)にあるときは溶融池の冷却及び盛り上がりを押さえてハンピングビードの形成を抑制している。この結果、本実施の形態では、従来技術よりも高溶着溶接及び高速溶接を行うことが可能となる。また、フィラーワイヤは、前側方向にあるときは溶融を促進させれば良いので溶融池と短絡状態にある必要はない。それよりも、フィラーワイヤの挿入位置がアーク発生の内部にあるときは、安定して溶融するために非短絡状態である方が望ましい。他方、フィラーワイヤの挿入位置が後側方向にあるときは、溶融池から熱を受けるために、かつ、盛り上がりを押さえるために、短絡状態であることが必須の条件となる。   As shown in FIGS. 3C and 3D, the change in the filler wire feed speed Fw is proportional to the displacement Lh of the filler wire insertion position. Here, the amplitude center feeding speed Fwc can be set to a value larger than the steady filler wire feeding speed Fc in the prior art described above with reference to FIG. Since the amplitude center feeding speed Fwc is an average value of the feeding speed, this embodiment can set the feeding speed of the filler wire larger than that of the prior art. The reason for this is as follows. During the period from time t0 to t2, the displacement amount Lh ≧ 0, and the filler wire insertion position enters the interior of the arc generator or approaches the arc generator, so the heat input to the filler wire increases and melts. Increases speed. Therefore, during this period, the filler wire can be melted even if the feeding speed of the filler wire is increased. During the period from the time t2 to the time t4, the displacement amount Lh <0 and the filler wire insertion position moves away from the arc generating portion, so that the filler wire melting speed becomes small, and the filler wire feeding speed is also proportional. It is small. The filler wire is melted by receiving heat from the molten pool. For this reason, as above-mentioned, the effect | action which suppresses cooling and a rise of a molten pool acts, and formation of a humping bead can be suppressed. That is, when the insertion position is in the front direction (Lh ≧ 0), the melting of the filler wire is promoted to increase the average value of the feeding speed of the filler wire, and when it is in the rear direction (Lh <0) Humping bead formation is suppressed by suppressing cooling and rising of the pond. As a result, in this embodiment, it becomes possible to perform high-weld welding and high-speed welding as compared with the prior art. In addition, since the filler wire only needs to promote melting when it is in the front direction, it does not need to be in a short circuit state with the molten pool. Instead, when the insertion position of the filler wire is within the generation of the arc, it is preferable that the filler wire is in a non-short-circuit state in order to melt stably. On the other hand, when the insertion position of the filler wire is in the rear direction, in order to receive heat from the molten pool and to suppress the rise, it is an essential condition to be in a short-circuit state.

図3は、本発明の実施の形態に係る2ワイヤ溶接制御方法を示す第2パターンの波形図である。同図(A)は溶接ワイヤを通電する溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(B)は溶接ワイヤと母材(溶融池)との間に印加する溶接電圧Vwの時間変化を示し、同図(C)はフィラーワイヤの挿入位置の変位量Lhの時間変化を示し、同図(D)はフィラーワイヤの送給速度Fwの時間変化を示す。同図は、上述した図2と対応しており、同図(D)に示すフィラーワイヤの送給速度Fw以外は全て同一であるので、それらの説明は省略する。以下、同図を参照して、フィラーワイヤの送給速度Fwの変化パターンについて説明する。   FIG. 3 is a waveform diagram of a second pattern showing the two-wire welding control method according to the embodiment of the present invention. The figure (A) shows the time change of the welding current Iw which energizes a welding wire, the figure (B) shows the time change of the welding voltage Vw applied between a welding wire and a base material (molten pool), FIG. 6C shows the change over time of the displacement Lh of the filler wire insertion position, and FIG. 6D shows the change over time of the filler wire feed speed Fw. This figure corresponds to FIG. 2 described above and is the same except for the filler wire feeding speed Fw shown in FIG. Hereinafter, a change pattern of the feeding speed Fw of the filler wire will be described with reference to FIG.

同図(D)に示すように、フィラーワイヤの送給速度Fwは、同図(C)に示すフィラーワイヤの挿入位置の変位量Lhの変化に対応して、下式のように正弦波状に変化する。
Fw=(Sf/2)・sin(2・π・f・t−α)+Fwc …(3)式
但し、α(秒)は予め定めた遅延時間である。すなわち、フィラーワイヤの送給速度Fwは、変位量Lhよりも遅延時間αだけ遅延した正弦波となる。0<α≦(1/8・f)程度に設定される。f=10Hzの場合、αの上限値は1/8・10=12.5msとなる。同図(D)の波形は、α=(1/8・f)の場合である。したがって、同図(D)に示すように、時刻t0と時刻t1との中間においてt=(1/8・f)秒となり、フィラーワイヤの送給速度Fw=Fwcとなる。時刻t1と時刻t2との中間においてt=(3/8・f)となり、フィラーワイヤの送給速度Fw=(Sf/2)+Fwcとなる。時刻t2と時刻t3との中間においてt=(5/8・f)となり、フィラーワイヤの送給速度Fw=Fwcとなる。時刻t3と時刻t4との中間においてt=(7/8・f)となり、フィラーワイヤの送給速度Fw=(−Sf/2)+Fwcとなる。時刻t4から(1/8・f)だけ経過した時刻においてt=(9/8・f)となり、フィラーワイヤの送給速度Fw=Fwcとなる。これ以降は、繰り返しとなる。
As shown in FIG. 4D, the filler wire feed speed Fw is sinusoidal as shown in the following equation corresponding to the change in the displacement Lh of the filler wire insertion position shown in FIG. Change.
Fw = (Sf / 2) · sin (2 · π · f · t−α) + Fwc (3) where α (second) is a predetermined delay time. That is, the filler wire feed speed Fw is a sine wave delayed by the delay time α from the displacement amount Lh. It is set to about 0 <α ≦ (1/8 · f). In the case of f = 10 Hz, the upper limit value of α is 1/8 · 10 = 12.5 ms. The waveform in FIG. 4D is for the case where α = (1/8 · f). Accordingly, as shown in FIG. 4D, t = (1/8 · f) seconds in the middle between time t0 and time t1, and the filler wire feed speed Fw = Fwc. In the middle between time t1 and time t2, t = (3/8 · f), and the filler wire feed speed Fw = (Sf / 2) + Fwc. In the middle between time t2 and time t3, t = (5/8 · f), and the filler wire feed speed Fw = Fwc. In the middle between time t3 and time t4, t = (7/8 · f), and the filler wire feed speed Fw = (− Sf / 2) + Fwc. At the time when (1/8 · f) has elapsed from time t4, t = (9/8 · f), and the filler wire feed speed Fw = Fwc. From this point on, it is repeated.

同図(C)及び(D)に示すように、フィラーワイヤの送給速度Fwの変化は、フィラーワイヤの挿入位置の変位量Lhに同期して変化し、かつ、遅延時間αだけ遅延した波形となる。同期させていることの効果については、図2と同様である。さらに、遅延させていることによって、振幅中心送給速度Fwcをより大きくすることができ、フィラーワイヤの送給速度の平均値を高速化することができる。これにより、高溶着化及び高速溶接化をより向上させることができる。この理由は、アーク及び溶融池からフィラーワイヤが熱を受けてから、フィラーワイヤの溶融に寄与するまでには時間遅れがある。したがって、この時間遅れに相当する遅延時間αを持たせてフィラーワイヤの送給速度を変化させれば、溶融効率が向上し、フィラーワイヤの送給速度を高速化することができる。したがって、遅延時間Αは、入熱と溶融との時間遅れに相当して設定され、溶接ワイヤの送給速度、直径、材質、溶接速度等に応じて実験によって適正値に設定される。   As shown in FIGS. 3C and 3D, the change in the filler wire feed speed Fw changes in synchronization with the displacement Lh of the filler wire insertion position and is delayed by the delay time α. It becomes. The effect of synchronizing is the same as in FIG. Furthermore, by delaying, the amplitude center feeding speed Fwc can be further increased, and the average value of the feeding speed of the filler wire can be increased. Thereby, high welding and high-speed welding can be further improved. The reason is that there is a time delay from when the filler wire receives heat from the arc and the molten pool until it contributes to the melting of the filler wire. Therefore, if the feeding speed of the filler wire is changed with a delay time α corresponding to this time delay, the melting efficiency can be improved and the feeding speed of the filler wire can be increased. Therefore, the delay time Α is set corresponding to the time delay between heat input and melting, and is set to an appropriate value by experiment according to the feeding speed, diameter, material, welding speed, etc. of the welding wire.

図4は、本発明の実施の形態に係る2ワイヤ溶接制御方法を示す第3パターンの波形図である。同図(A)は溶接ワイヤを通電する溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(B)は溶接ワイヤと母材(溶融池)との間に印加する溶接電圧Vwの時間変化を示し、同図(C)はフィラーワイヤの挿入位置の変位量Lhの時間変化を示し、同図(D)はフィラーワイヤの送給速度Fwの時間変化を示す。同図は、上述した図2と対応しており、同図(D)に示すフィラーワイヤの送給速度Fw以外は全て同一であるので、それらの説明は省略する。以下、同図を参照して、フィラーワイヤの送給速度Fwの変化パターンについて説明する。   FIG. 4 is a waveform diagram of a third pattern showing the two-wire welding control method according to the embodiment of the present invention. The figure (A) shows the time change of the welding current Iw which energizes a welding wire, the figure (B) shows the time change of the welding voltage Vw applied between a welding wire and a base material (molten pool), FIG. 6C shows the change over time of the displacement Lh of the filler wire insertion position, and FIG. 6D shows the change over time of the filler wire feed speed Fw. This figure corresponds to FIG. 2 described above and is the same except for the filler wire feeding speed Fw shown in FIG. Hereinafter, a change pattern of the feeding speed Fw of the filler wire will be described with reference to FIG.

同図(D)に示すように、フィラーワイヤの送給速度Fwは、同図(C)に示すフィラーワイヤの挿入位置の変位量Lhの変化に対応して、下式のように矩形波状に変化する。
Lh≧0のときFw=(Sf/2)+Fwc …(41)式
Lh<0のときFw=(−Sf/2)+Fwc …(42)式
すなわち、ウィービングによってフィラーワイヤの挿入位置が前側方向(Lh≧0)にあるときは、アークに近づき入熱が大きくなるので、フィラーワイヤの送給速度Fwを大きくしている。他方、フィラーワイヤの挿入位置が後側方向(Lh<0)にあるときは、アークから遠ざかり入熱が小さくなるので、フィラーワイヤの送給速度Fwを小さくしている。同図(D)に示すように、時刻t0〜t2の期間中は、変位量Lh≧0となるので、フィラーワイヤの送給速度Fw=(Sf/2)+Fwcとなる。時刻t2〜t4の期間中は、変位量Lh<0となるので、フィラーワイヤの送給速度Fw=(−Sf/2)+Fwcとなる。これ以降は、繰り返しとなる。
As shown in FIG. 4D, the filler wire feeding speed Fw is in the form of a rectangular wave as shown in the following equation corresponding to the change in the displacement Lh of the filler wire insertion position shown in FIG. Change.
When Lh ≧ 0, Fw = (Sf / 2) + Fwc (41) Formula When Lh <0, Fw = (− Sf / 2) + Fwc (42) In other words, the insertion position of the filler wire in the front direction by weaving ( When Lh ≧ 0), the heat input increases as it approaches the arc, so the feeding speed Fw of the filler wire is increased. On the other hand, when the insertion position of the filler wire is in the rear direction (Lh <0), the heat input is reduced away from the arc, so the feeding speed Fw of the filler wire is reduced. As shown in FIG. 4D, during the period from time t0 to time t2, since the displacement amount Lh ≧ 0, the filler wire feed speed Fw = (Sf / 2) + Fwc. During the period from the time t2 to the time t4, since the displacement amount Lh <0, the filler wire feed speed Fw = (− Sf / 2) + Fwc. From this point on, it is repeated.

同図(C)及び(D)に示すように、フィラーワイヤの送給速度Fwは、フィラーワイヤの挿入位置の変位量Lhの変化に同期して、矩形波状に変化する。このようにしたときの効果については、図2と同様である。但し、フィラーワイヤの送給速度Fwを矩形波状に変化させるので、図2のときのように正弦波状に変化させるときに比べて、フィラーワイヤの送給制御回路が簡素化される。   As shown in FIGS. 3C and 3D, the filler wire feed speed Fw changes in a rectangular wave shape in synchronization with the change in the displacement amount Lh of the filler wire insertion position. The effect of doing this is the same as in FIG. However, since the feeding speed Fw of the filler wire is changed to a rectangular wave shape, the filler wire feeding control circuit is simplified as compared with the case where the filler wire feeding speed Fw is changed to a sine wave shape as in FIG.

上述した図2〜図4においては、ウィービングによるフィラーワイヤの挿入位置の変位量Lhが、正弦波状に変化する場合について説明した。しかし、この変位量Lhが、三角波、台形波、矩形波状に変化するようにしても良い。これに対応して、フィラーワイヤの送給速度Fwも、三角波、台形波状に変化するようにしても良い。   2 to 4 described above, the case where the displacement amount Lh of the filler wire insertion position due to weaving changes in a sine wave shape has been described. However, the displacement amount Lh may be changed to a triangular wave, a trapezoidal wave, or a rectangular wave. Correspondingly, the feeding speed Fw of the filler wire may be changed to a triangular wave or a trapezoidal wave.

図5は、図1〜図4で上述した本発明の実施の形態に係る2ワイヤ溶接制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。同図は、消耗電極アーク溶接が、上述したパルスアーク溶接の場合である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。   FIG. 5 is a block diagram of a welding apparatus for carrying out the two-wire welding control method according to the embodiment of the present invention described above with reference to FIGS. This figure shows the case where the consumable electrode arc welding is the pulse arc welding described above. Hereinafter, each block will be described with reference to FIG.

電源主回路PMは、3相200V等の商用電源(図示は省略)を入力として、後述する駆動信号Dvに従ってインバータ制御によって出力制御を行い、アーク3を発生させるための溶接電圧Vw及び溶接電流Iwを出力する。この電源主回路PMは、図示は省略するが、商用電源を整流する1次整流回路、整流された直流を平滑するコンデンサ、平滑された直流を上記の駆動信号Dvに従って高周波交流に変換するインバータ回路、高周波交流をアーク3を発生させるために適正な電圧値に降圧する高周波トランス、降圧された高周波交流を整流する2次整流回路、整流された直流を平滑するリアクトルから構成される。   The power supply main circuit PM receives a commercial power supply (not shown) such as a three-phase 200 V as input, performs output control by inverter control according to a drive signal Dv described later, and generates a welding voltage Vw and a welding current Iw for generating the arc 3. Is output. Although not shown, this power main circuit PM is a primary rectifier circuit that rectifies commercial power, a capacitor that smoothes the rectified direct current, and an inverter circuit that converts the smoothed direct current into high frequency alternating current according to the drive signal Dv. And a high-frequency transformer that steps down the high-frequency alternating current to an appropriate voltage value for generating the arc 3, a secondary rectifier circuit that rectifies the stepped-down high-frequency alternating current, and a reactor that smoothes the rectified direct current.

溶接ワイヤ1は、溶接ワイヤ送給モータWMに結合された溶接ワイヤ送給ロール5の回転によって溶接トーチ4内を送給され、上記の電源主回路PMから給電チップ(図示は省略)を介して給電されて、母材2との間にアーク3が発生する。フィラーワイヤ6は、フィラーワイヤ送給モータFMに結合されたフィラーワイヤ送給ロール8の回転によってフィラーワイヤガイド7内を送給され、アーク3によって形成された溶融池に挿入される。ウィービング信号生成回路WSは、正弦波となるウィービング信号Wsを出力する。ここで、Ws=sin(2・π・f・t)であり、fは予め定めたウィービング周波数、tは経過時間である。ウィービング駆動機構9は、このウィービング信号Wsを入力として、フィラーワイヤ6を溶接方向の前後方向にウィービングさせるためのモータを含む機構である。この機構としては、従来から、モータの回転運動を滑子クランク機構により直線運動に変換する機構、モータの回転運動をクランクと揺動梃により揺動運動に変換する機構等が用いられている。このウィービング駆動機構9によって、フィラーワイヤ6の挿入位置の変位量Lhが、上述した(1)式のように変化することになる。振幅Swは、このウィービング駆動機構9によって設定される。   The welding wire 1 is fed through the welding torch 4 by the rotation of the welding wire feeding roll 5 coupled to the welding wire feeding motor WM, and is fed from the power source main circuit PM through a feeding chip (not shown). Electric power is supplied, and an arc 3 is generated between the base material 2 and the base material 2. The filler wire 6 is fed through the filler wire guide 7 by the rotation of the filler wire feed roll 8 coupled to the filler wire feed motor FM, and is inserted into the molten pool formed by the arc 3. The weaving signal generation circuit WS outputs a weaving signal Ws that is a sine wave. Here, Ws = sin (2 · π · f · t), f is a predetermined weaving frequency, and t is an elapsed time. The weaving driving mechanism 9 is a mechanism including a motor for weaving the filler wire 6 in the front-rear direction of the welding direction with the weaving signal Ws as an input. Conventionally, a mechanism for converting the rotational motion of the motor into a linear motion by a slider crank mechanism, a mechanism for converting the rotational motion of the motor into a swinging motion by a crank and a swing rod, and the like are used. The weaving drive mechanism 9 changes the displacement amount Lh at the insertion position of the filler wire 6 as expressed by the above-described equation (1). The amplitude Sw is set by the weaving drive mechanism 9.

電圧検出回路VDは、上記の溶接電圧Vwを検出して、電圧検出信号Vdを出力する。電圧平滑回路VAVは、この電圧検出信号Vdを入力として、平均化(カットオフ周波数1〜10Hz程度のローパスフィルタを通す)して、溶接電圧平均値信号Vavを出力する。電圧設定回路VRは、予め定めた溶接電圧設定信号Vrを出力する。電圧誤差増幅回路EVは、この溶接電圧設定信号Vrと上記の溶接電圧平均値信号Vavとの誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Evを出力する。   The voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw and outputs a voltage detection signal Vd. The voltage smoothing circuit VAV receives the voltage detection signal Vd as an input, averages it (passes through a low-pass filter having a cutoff frequency of about 1 to 10 Hz), and outputs a welding voltage average value signal Vav. The voltage setting circuit VR outputs a predetermined welding voltage setting signal Vr. The voltage error amplification circuit EV amplifies an error between the welding voltage setting signal Vr and the welding voltage average value signal Vav, and outputs a voltage error amplification signal Ev.

電圧/周波数変換回路VFは、上記の電圧誤差増幅信号Evの値に比例した周波数の信号に変換して、この周波数(パルス周期)ごとに短時間Highレベルになるパルス周期信号Tfを出力する。この電圧/周波数変換回路VFによって上述した周波数変調制御を行っている。ピーク期間設定回路TPRは、予め定めたピーク期間設定信号Tprを出力する。ピーク期間タイマ回路TPは、上記のパルス周期信号Tf及び上記のピーク期間設定信号Tprを入力として、パルス周期信号TfがHighレベルに変化した時点からピーク期間設定信号Tprによって定まる期間だけHighレベルになるピーク期間信号Tpを出力する。したがって、このピーク期間信号Tpは、その周期がパルス周期となり、ピーク期間の間はHighレベルになり、ベース期間の間はLowレベルになる信号である。   The voltage / frequency conversion circuit VF converts the signal into a signal having a frequency proportional to the value of the voltage error amplification signal Ev, and outputs a pulse period signal Tf having a high level for a short time at each frequency (pulse period). The frequency modulation control described above is performed by this voltage / frequency conversion circuit VF. The peak period setting circuit TPR outputs a predetermined peak period setting signal Tpr. The peak period timer circuit TP receives the pulse period signal Tf and the peak period setting signal Tpr as described above, and becomes the High level only for a period determined by the peak period setting signal Tpr from the time when the pulse period signal Tf changes to the High level. The peak period signal Tp is output. Therefore, the peak period signal Tp is a signal whose period is a pulse period, which is at a high level during the peak period and at a low level during the base period.

ピーク電流設定回路IPRは、予め定めたピーク電流設定信号Iprを出力する。ベース電流設定回路IBRは、予め定めたベース電流設定信号Ibrを出力する。電流制御設定回路ICRは、上記のピーク期間信号Tp、上記のピーク電流設定信号Ipr及び上記のベース電流設定信号Ibrを入力として、ピーク期間信号TpがHighレベル(ピーク期間)のときはピーク電流設定信号Iprを電流制御設定信号Icrとして出力し、Lowレベル(ベース期間)のときはベース電流設定信号Ibrを電流制御設定信号Icrとして出力する。電流検出回路IDは、上記の溶接電流Iwを検出して、電流検出信号Idを出力する。電流誤差増幅回路EIは、上記の電流制御設定信号Icrと上記の電流検出信号Idとの誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Eiを出力する。駆動回路DVは、この電流誤差増幅信号Eiを入力として、この信号に基づいてPWM変調制御を行い、その結果に基づいて上記の電源主回路PM内のインバータ回路を駆動するための駆動信号Dvを出力する。   The peak current setting circuit IPR outputs a predetermined peak current setting signal Ipr. The base current setting circuit IBR outputs a predetermined base current setting signal Ibr. The current control setting circuit ICR receives the peak period signal Tp, the peak current setting signal Ipr, and the base current setting signal Ibr, and sets the peak current when the peak period signal Tp is at a high level (peak period). The signal Ipr is output as the current control setting signal Icr, and the base current setting signal Ibr is output as the current control setting signal Icr in the low level (base period). The current detection circuit ID detects the welding current Iw and outputs a current detection signal Id. The current error amplification circuit EI amplifies an error between the current control setting signal Icr and the current detection signal Id, and outputs a current error amplification signal Ei. The drive circuit DV receives the current error amplification signal Ei, performs PWM modulation control based on this signal, and based on the result, outputs a drive signal Dv for driving the inverter circuit in the power supply main circuit PM. Output.

溶接ワイヤ送給速度設定回路WRは、予め定めた溶接ワイヤ送給速度設定信号Wrを出力する。溶接ワイヤ送給制御回路WCは、この溶接ワイヤ送給速度設定信号Wrの値に相当する送給速度で溶接ワイヤ1を送給するための溶接ワイヤ送給制御信号Wcを上記の溶接ワイヤ送給モータWMに出力する。振幅中心送給速度設定回路FWCRは、予め定めた振幅中心送給速度設定信号Fwcrを出力する。送給速度振幅設定回路SFRは、予め定めた送給速度振幅設定信号Sfrを出力する。フィラーワイヤ送給速度設定回路FRは、上記の振幅中心送給速度設定信号Fwcr及びこの送給速度振幅設定信号Sfrを入力として、上述した(2)式に基づいて制限波状に変化するフィラーワイヤ送給速度設定信号Frを出力する。上述したウィービング信号Wsを生成するときの経過時間tと、このフィラーワイヤ送給速度設定信号Frを生成するときの経過時間tとは同一値であるので、これら2つの信号は同期していることになる。上述したように、(2)式の代わりに、(3)式を使用しても良い。さらに、(2)式の代わりに、(41)式及び(42)式を使用しても良い。ィラーワイヤ送給制御回路FCTは、このフィラーワイヤ送給速度設定信号Frの値に相当する送給速度でフィラーワイヤ6を送給するためのフィラーワイヤ送給制御信号Fctを上記のフィラーワイヤ送給モータFMに出力する。   The welding wire feed speed setting circuit WR outputs a predetermined welding wire feed speed setting signal Wr. The welding wire feed control circuit WC supplies the welding wire feed control signal Wc for feeding the welding wire 1 at a feed speed corresponding to the value of the welding wire feed speed setting signal Wr. Output to motor WM. The amplitude center feeding speed setting circuit FWCR outputs a predetermined amplitude center feeding speed setting signal Fwcr. The feed speed amplitude setting circuit SFR outputs a predetermined feed speed amplitude setting signal Sfr. The filler wire feed speed setting circuit FR receives the above-described amplitude center feed speed setting signal Fwcr and the feed speed amplitude setting signal Sfr as input, and fills the filler wire that changes into a limit wave shape based on the above-described equation (2). A feed speed setting signal Fr is output. Since the elapsed time t when generating the weaving signal Ws and the elapsed time t when generating the filler wire feed speed setting signal Fr are the same value, the two signals must be synchronized. become. As described above, equation (3) may be used instead of equation (2). Further, the expressions (41) and (42) may be used instead of the expression (2). The filler wire feed control circuit FCT sends a filler wire feed control signal Fct for feeding the filler wire 6 at a feed speed corresponding to the value of the filler wire feed speed setting signal Fr to the filler wire feed motor. Output to FM.

上述した実施の形態によれば、フィラーワイヤの挿入位置を溶接方向の前後方向にウィービングし、フィラーワイヤの送給速度をウィービングに同期して変化させる。これにより、フィラーワイヤの挿入位置が前側方向にあるときはフィラーワイヤの溶融を促進してフィラーワイヤの送給速度の平均値を高速化し、後側方向にあるときは溶融池の冷却及び盛り上がりを押さえてハンピングビードの形成を抑制している。この結果、本実施の形態では、従来技術よりも高溶着溶接及び高速溶接を行うことが可能となる。   According to the above-described embodiment, the insertion position of the filler wire is weaved in the front-rear direction of the welding direction, and the feeding speed of the filler wire is changed in synchronization with the weaving. As a result, when the filler wire insertion position is in the forward direction, the filler wire is accelerated to increase the average value of the filler wire feeding speed, and when it is in the rear direction, the molten pool is cooled and raised. It suppresses the formation of humping beads. As a result, in this embodiment, it becomes possible to perform high-weld welding and high-speed welding as compared with the prior art.

1 溶接ワイヤ
2 母材
2a 溶融池
3 アーク
4 溶接トーチ
5 溶接ワイヤ送給ロール
6 フィラーワイヤ
7 フィラーワイヤガイド
8 フィラーワイヤ送給ロール
9 ウィービング駆動機構
a 溶接狙い位置
b0 挿入基準位置(ウィービング中心位置)
b1 最前方位置
b2 最後方位置
DV 駆動回路
Dv 駆動信号
EI 電流誤差増幅回路
Ei 電流誤差増幅信号
EV 電圧誤差増幅回路
Ev 電圧誤差増幅信号
f ウィービング周波数
Fc 定常フィラーワイヤ送給速度
FCT ィラーワイヤ送給制御回路
Fct フィラーワイヤ送給制御信号
FM フィラーワイヤ送給モータ
FR フィラーワイヤ送給速度設定回路
Fr フィラーワイヤ送給速度設定信号
Fw フィラーワイヤの送給速度
Fwc 振幅中心送給速度
FWCR 振幅中心送給速度設定回路
Fwcr 振幅中心送給速度設定信号
Iav 溶接電流平均値
Ib ベース電流
IBR ベース電流設定回路
Ibr ベース電流設定信号
ICR 電流制御設定回路
Icr 電流制御設定信号
ID 電流検出回路
Id 電流検出信号
Ip ピーク電流
IPR ピーク電流設定回路
Ipr ピーク電流設定信号
Iw 溶接電流
Lh フィラーワイヤの挿入位置の変位量
Lw ワイヤ間距離
PM 電源主回路
SFR 送給速度振幅設定回路
Sfr 送給速度振幅設定信号
Sw 振幅
t 経過時間
Tb ベース期間
Tf パルス周期(信号)
TP ピーク期間タイマ回路
Tp ピーク期間(信号)
TPR ピーク期間設定回路
Tpr ピーク期間設定信号
VAV 電圧平滑回路
Vav 溶接電圧平均値(信号)
Vb ベース電圧
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
VF 電圧/周波数変換回路
Vp ピーク電圧
VR 電圧設定回路
Vr 溶接電圧設定信号
Vw 溶接電圧
WC 溶接ワイヤ送給制御回路
Wc 溶接ワイヤ送給制御信号
WM 溶接ワイヤ送給モータ
WR 溶接ワイヤ送給速度設定回路
Wr 溶接ワイヤ送給速度設定信号
WS ウィービング信号生成回路
Ws ウィービング信号
Α 遅延時間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding wire 2 Base material 2a Weld pool 3 Arc 4 Welding torch 5 Welding wire feeding roll 6 Filler wire 7 Filler wire guide 8 Filler wire feeding roll 9 Weaving drive mechanism a Welding target position b0 Insertion reference position (weaving center position)
b1 foremost position b2 rearmost position DV drive circuit Dv drive signal EI current error amplification circuit Ei current error amplification signal EV voltage error amplification circuit Ev voltage error amplification signal f weaving frequency Fc steady filler wire feed speed FCT filler wire feed control circuit Fct Filler wire feed control signal FM Filler wire feed motor FR Filler wire feed speed setting circuit Fr Filler wire feed speed setting signal Fw Filler wire feed speed Fwc Amplitude center feed speed FWCR Amplitude center feed speed setting circuit Fwcr Amplitude center feed speed setting signal Iav Welding current average value Ib Base current IBR Base current setting circuit Ibr Base current setting signal ICR Current control setting circuit Icr Current control setting signal ID Current detection circuit Id Current detection signal Ip Peak current IPR Peak current Setting circuit Ipr Peak current Constant signal Iw welding current Lh filler wire displacement Lw wire distance PM main power source circuit SFR feed velocity amplitude setting circuit Sfr feed velocity amplitude of the insertion position setting signal Sw amplitude t elapsed time Tb based period Tf pulse cycle (signal)
TP Peak period timer circuit Tp Peak period (signal)
TPR Peak period setting circuit Tpr Peak period setting signal VAV Voltage smoothing circuit Vav Welding voltage average value (signal)
Vb Base voltage VD Voltage detection circuit Vd Voltage detection signal VF Voltage / frequency conversion circuit Vp Peak voltage VR Voltage setting circuit Vr Welding voltage setting signal Vw Welding voltage WC Welding wire feed control circuit Wc Welding wire feed control signal WM Welding wire feed Feed motor WR Welding wire feed speed setting circuit Wr Welding wire feed speed setting signal WS Weaving signal generation circuit Ws Weaving signal 遅 延 Delay time

Claims (4)

消耗電極と母材との間にアークを発生させて溶融池を形成し、フィラーワイヤを前記溶融池の後半部に挿入しながら溶接する2ワイヤ溶接制御方法において、
前記フィラーワイヤの挿入位置を溶接方向の前後方向にウィービングし、前記フィラーワイヤの送給速度を前記ウィービングに同期して変化させる、
ことを特徴とする2ワイヤ溶接制御方法。
In the two-wire welding control method of generating an arc between the consumable electrode and the base material to form a molten pool and welding while inserting a filler wire into the latter half of the molten pool,
Weaving the insertion position of the filler wire in the front-rear direction of the welding direction, and changing the feeding speed of the filler wire in synchronization with the weaving,
A two-wire welding control method characterized by the above.
前記挿入位置が前記ウィービングの中心位置よりも前側方向に変位しているときの変位量を正の値とし、後側方向に変位しているときの前記変位量を負の値とし、前記フィラーワイヤの送給速度を前記変位量に比例して変化させる、
ことを特徴とする請求項1記載の2ワイヤ溶接制御方法。
The amount of displacement when the insertion position is displaced in the front direction from the center position of the weaving is a positive value, the amount of displacement when the insertion position is displaced in the rear direction is a negative value, and the filler wire To change the feed speed in proportion to the amount of displacement,
The two-wire welding control method according to claim 1.
前記フィラーワイヤの送給速度を前記変位量に比例して変化させるときに、両信号間に所定の遅延時間を設ける、
ことを特徴とする請求項2記載の2ワイヤ溶接制御方法。
When changing the feeding speed of the filler wire in proportion to the amount of displacement, a predetermined delay time is provided between both signals.
The two-wire welding control method according to claim 2.
前記挿入位置がウィービング中心位置よりも前側方向に変位しているときの前記フィラーワイヤの送給速度を後側方向に変位しているときの前記フィラーワイヤの送給速度よりも早くする、
ことを特徴とする請求項1記載の2ワイヤ溶接制御方法。
Making the feeding speed of the filler wire when the insertion position is displaced in the front direction from the weaving center position faster than the feeding speed of the filler wire when displacing in the rear direction;
The two-wire welding control method according to claim 1.
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