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JPH0249829B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0249829B2
JPH0249829B2 JP56014285A JP1428581A JPH0249829B2 JP H0249829 B2 JPH0249829 B2 JP H0249829B2 JP 56014285 A JP56014285 A JP 56014285A JP 1428581 A JP1428581 A JP 1428581A JP H0249829 B2 JPH0249829 B2 JP H0249829B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
current value
welding
value
pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP56014285A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57130770A (en
Inventor
Kiju Endo
Takeshi Araya
Kiroku Fujiwara
Toshiaki Umaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Via Mechanics Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Seiko Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Seiko Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP1428581A priority Critical patent/JPS57130770A/en
Publication of JPS57130770A publication Critical patent/JPS57130770A/en
Publication of JPH0249829B2 publication Critical patent/JPH0249829B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/09Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
    • B23K9/091Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits
    • B23K9/093Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits the frequency of the pulses produced being modulatable

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアーク溶接方法に係り、特にアルゴ
ン、ヘリウムなどの不活性ガスあるいは酸素、炭
酸ガスなどを不活性ガスに混合したガス中で消耗
電極を用いるガスシールドパルスアーク溶接方法
に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an arc welding method, and in particular to a consumable electrode in an inert gas such as argon or helium, or a gas mixed with an inert gas such as oxygen or carbon dioxide. The present invention relates to a gas-shielded pulsed arc welding method using a gas-shielded pulsed arc welding method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、この種の溶接方法では、第1図に示す
ように溶接ワイヤが溶融して被溶接物へ移行する
現象が、ある電流値を境に不連続的に変化する。
この電流値は臨界電流値と呼ばれており、臨界電
流値以下では溶滴(ワイヤ先端から落ちる溶融金
属のこと。同図中の粒子数と同数)の大きさがワ
イヤ径以上の大塊となつて不規則(すなわち大き
く成長して落ちるタイミングが不規則)に移行す
る。しかし、臨界電流値以上になると溶滴が微細
化して落下するから、粒子数は増加し、比較的安
定なスプレー移行をするようになる。したがつて
安定な溶接を行うためには、臨界電流値以上で溶
接する必要があるが、被溶接物が比較的薄い板厚
の場合には入熱過多になり、満足な溶接物を得る
ことが不可能である。
Generally, in this type of welding method, as shown in FIG. 1, the phenomenon in which the welding wire melts and transfers to the workpiece changes discontinuously after a certain current value.
This current value is called the critical current value, and below the critical current value, the size of the droplets (molten metal that falls from the tip of the wire, the same number as the number of particles in the figure) becomes a large lump larger than the wire diameter. The growth becomes irregular (that is, the timing of growth and fall is irregular). However, when the current exceeds the critical current value, the droplets become finer and fall, so the number of particles increases and spray transfer becomes relatively stable. Therefore, in order to perform stable welding, it is necessary to weld at a current higher than the critical current value, but if the workpiece to be welded has a relatively thin plate thickness, excessive heat input may occur, making it difficult to obtain a satisfactory welded workpiece. is not possible.

このため、第2図に示すようにパルス電流を直
流電流に重畳させる方法が行われている。この方
法では、ベース電流値IBを臨界電流値以下にし、
ピーク電流値IPを臨界電流値以上にすることによ
つて溶滴の移行をスムーズにし、かつ溶接電流の
平均値Inを低くして被溶接物への入熱量を少なく
して良好な溶接部を得ようとするものである。
For this reason, a method is used in which a pulse current is superimposed on a direct current as shown in FIG. In this method, the base current value I B is set below the critical current value,
By setting the peak current value I P higher than the critical current value, the transfer of droplets is smoothed, and by lowering the average value I n of the welding current, the amount of heat input to the workpiece is reduced, resulting in good welding. It is an attempt to obtain a division.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、従来のパルスアーク溶接法および装置
は、出力電流の制御にサイリスタを用いる方式の
ため、出力電流波形はおのずから制御されてしま
い、最適な溶接電流波形で溶接することが困難で
ある。すなわち、従累の装置はサイリスタ素子に
よる位相制御がほとんどで、そのパルス周波数は
第3図に示すように一次電源周波数に対応し、
50/60Hzまたはその整数倍の周波数しか出力でき
ず、ピーク電流値IPの立ち上がり速度も限定され
てしまう。またピーク電流値を変えるとピーク電
流時間TPも変化してしまうので、非常に限定さ
れた波形しか出力できない。また溶接電流の平均
値Inを変える場合には、ピーク電流値IP(あるい
はピーク電圧値)とベース電流値IB(あるいはベ
ース電圧値)をそれぞれ個々に調整しなければな
らないといつた実用上の問題点もある。
However, since conventional pulse arc welding methods and devices use thyristors to control the output current, the output current waveform is automatically controlled, making it difficult to weld with an optimal welding current waveform. In other words, most conventional devices use thyristor elements for phase control, and the pulse frequency corresponds to the primary power frequency as shown in Figure 3.
It can only output a frequency of 50/60Hz or an integral multiple thereof, and the rise speed of the peak current value I P is also limited. Furthermore, if the peak current value is changed, the peak current time T P also changes, so only a very limited waveform can be output. Furthermore, when changing the average value I n of welding current, the peak current value I P (or peak voltage value) and base current value I B (or base voltage value) must be adjusted individually. There are also problems with the above.

ところで、トランジスタを制御素子とした溶接
電源を用いて、周波数を任意に変えてアークおよ
び溶滴移行の安定性を確保し、同一入熱量で溶込
み深さを増加させることを目的とする方法があ
る。しかしこの方法では、第4図に示すように、
溶滴がパルス周期と完全に同期できるのは(同
図、直線関係部分)約300Hzまでで、それ以上で
は同期させることが不可能であつた。
By the way, there is a method that uses a welding power source with a transistor as a control element, changes the frequency arbitrarily to ensure the stability of the arc and droplet transfer, and increases the penetration depth with the same amount of heat input. be. However, with this method, as shown in Figure 4,
The droplet could be completely synchronized with the pulse cycle up to about 300 Hz (the linear relationship in the same figure), and it was impossible to synchronize it above that.

本発明は上述の事柄に鑑みなされたもので、不
活性ガスあるいは不活性ガスに酸素、炭酸ガス等
を添加した混合ガスのシールドガス中で、消耗電
極を用いて溶接するパルスアーク溶接方法におい
て、非常に低い電流(例えば50A)から高溶接電
流域(例えば600A)までの広範囲な溶接条件の
中で、どの条件でも常に最適な溶接電流波形を出
力して、1回のパルスで1個の溶滴を確実に移行
せしめ、かつ低騒音のパルスアーク溶接方法を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is a pulsed arc welding method for welding using a consumable electrode in a shielding gas of an inert gas or a mixed gas in which oxygen, carbon dioxide, etc. are added to the inert gas. Under a wide range of welding conditions from very low current (e.g. 50A) to high welding current range (e.g. 600A), the optimal welding current waveform is always output under any condition, and one welding process can be performed with one pulse. It is an object of the present invention to provide a pulse arc welding method that allows droplets to be transferred reliably and has low noise.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成する為、本発明は臨界電流値よ
り小さいベース電流値IBなる直流成分にオン時間
がTP、オフ時間がTBで規定されたパルス電流が
重畳され、時間TPに臨界電流値より大きいピー
ク電流値IPなる溶接電流を流し、溶接条件に応じ
てIP,TPもしくはTBを適宜選定し、平均電流In
を制御する方法であつて、1パルス1溶滴移行せ
しめる、IP K(K=1.9〜2.5)とTPとの積が一定と
なる条件下でIPとTPを定め、かつ、平均電流In
臨界電流値を超えたならベース電流値IBを臨界電
流値以下に維持しつつこのIB値を現時点より大き
な値にするようにしたものである。
In order to achieve the above object, the present invention superimposes a pulse current defined by an on time T P and an off time T B on a DC component having a base current value I B smaller than the critical current value, and Apply a welding current with a peak current value I P larger than the current value, select I P , T P or T B as appropriate depending on the welding conditions, and set the average current I n
In this method, I P and T P are determined under the conditions that the product of I P K (K = 1.9 to 2.5) and T P is constant, and the average droplet is transferred per pulse. When the current I n exceeds the critical current value, the base current value I B is maintained below the critical current value and the I B value is made larger than the current value.

とりわけアルミニウム合金の溶接にあたつて
は、パルス電流値Pの立上がり開始から立下がり
開始までの時間Tを0.2ms≦T≦4msとし、かつ
前記TU,TD夫々を0.1ms≦TU,TD≦4msとする
ことが好ましい。
Particularly when welding aluminum alloys, the time T from the start of the rise to the start of the fall of the pulse current value P should be 0.2ms≦T≦4ms, and each of the above T U and T D should be 0.1ms≦T U , It is preferable that T D ≦4ms.

〔作 用〕[Effect]

本発明は上記解決手段により、1パルスで1個
の溶滴を確実に移行せしめることが可能となる。
The present invention makes it possible to reliably transfer one droplet with one pulse by the above solution.

また、後述の通り溶接電流(平均電流)値が臨
界電流値を超えるといわゆるスプレー移行現象が
発生する。これは1パルス1溶滴に反し1パルス
で多溶滴が移行する現象である。この場合でも本
発明はIB値自体は臨界電流値以下にとどまらせる
が、それだけでなくIB値を現状値よりも大きくす
ることが特徴である。現状値とは、ドロツプ移行
の溶接電流域で設定した値を意味する。すなわち
平均電流値が臨界電流値以下のときに設定したIB
値よりも大きくすることを意味する。これにより
アーク音の低減にも効を奏することになる。
Furthermore, as will be described later, when the welding current (average current) value exceeds the critical current value, a so-called spray transfer phenomenon occurs. This is a phenomenon in which multiple droplets are transferred in one pulse, contrary to one droplet per pulse. Even in this case, the present invention is characterized by not only keeping the I B value itself below the critical current value, but also making the I B value larger than the current value. The current value means the value set in the welding current range of drop transition. In other words, the I B set when the average current value is less than the critical current value
It means to be larger than the value. This is also effective in reducing arc noise.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明の実施例を第5図〜第19図により
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 5 to 19.

第5図はパルス電流波形の定義図であつて、IP
はピーク電流値、TPはピーク電流時間(オン時
間)、IBはベース電流値、TBはベース電流時間
(オフ時間)、Inは溶接電流の平均値(以下、平均
電流という)である。この時、平均電流値Inは次
式で表わすことができる。
Figure 5 is a definition diagram of the pulse current waveform, and is I P
is the peak current value, T P is the peak current time (on time), I B is the base current value, T B is the base current time (off time), and I n is the average value of the welding current (hereinafter referred to as average current). be. At this time, the average current value I n can be expressed by the following equation.

In=IP・TP+IB・TB/TP+TB 以下パルス電流因子IP,TP,IB,TBが溶滴移
行、アークの安定性、溶接部の品質におよぼす影
響についてアルミニウム合金の溶接を例に述べ
る。
Influence of pulse current factors I P , T P , I B , and T B on droplet transfer, arc stability , and weld quality This will be explained using aluminum alloy welding as an example.

第6図は平均電流値In及び入熱を一定としてピ
ーク電流値IPの溶接部の結晶粒径におよぼす影響
を示したものである。結晶粒径は中央部3mm位置
(図示A)での一次晶の数より測定したものであ
る。ピーク電流値IPが大きくなるにつれて結晶粒
径は微細化する傾向を示している。またTP/TB
が小さくなるにつれても結晶粒径は微細化する。
FIG. 6 shows the influence of the peak current value I P on the grain size of the welded portion, assuming that the average current value I n and the heat input are constant. The crystal grain size was measured from the number of primary crystals at the central 3 mm position (A in the figure). The grain size tends to become finer as the peak current value I P increases. Also T P / T B
The crystal grain size also becomes finer as it becomes smaller.

第7図はこの時の溶接ビーム断面マクロ組織を
示したものである。このように溶接部の強度、特
に耐割れ性に重大な影響をおよぼす結晶粒径を微
細化するためには、少なくともピーク電流値IP
300A、望ましくは350A以上にする必要がある。
FIG. 7 shows the cross-sectional macrostructure of the welding beam at this time. In order to refine the grain size, which has a significant effect on the strength of the weld, especially the cracking resistance, it is necessary to at least increase the peak current value I P.
It needs to be 300A, preferably 350A or more.

第8図は、溶滴が確実に1パルスで移行するた
めのピーク電流値IPとピーク電流時間TPとの関係
を、高速度シネカメラで撮影したアーク現象の観
察から求めたものであり、常用対数による両対数
にて示してある。
Figure 8 shows the relationship between the peak current value I P and the peak current time T P to ensure that the droplet moves in one pulse, which was determined from observation of the arc phenomenon photographed with a high-speed cine camera. It is shown in double logarithm based on common logarithm.

図において、線分イより下のAの領域はエネル
ギの入力不足で1パルスで確実に溶滴が移行せ
ず、溶滴の大きさがワイヤ径の2〜4倍となりワ
イヤ先端の溶滴がその大きさによつてふらつくか
らアークが不安定となる領域である。線分ロより
上のB領域は入力過多で数個溶滴が移行したり、
溶接ワイヤ先端がアメ状になつてむち打ち現象に
似た様相を呈してスパツタが多く発生し、アーク
が不安定になる領域である。ワイヤ径1.4mmの場
合、Cの領域が1パルスで確実に溶滴が1個移行
する適正な範囲である。
In the figure, in the region A below line A, the droplet does not transfer reliably with one pulse due to insufficient energy input, and the droplet size is 2 to 4 times the wire diameter, causing the droplet at the tip of the wire to This is a region where the arc becomes unstable because it fluctuates depending on its size. In area B above line segment RO, due to excessive input, several droplets may migrate,
This is the area where the tip of the welding wire becomes candy-like, creating a phenomenon similar to whiplash, where many spatters occur, and where the arc becomes unstable. When the wire diameter is 1.4 mm, the region C is an appropriate range in which one droplet is reliably transferred in one pulse.

IP≧800Aでは、IP=800AにおけるTPの適正範
囲が、0.2msから、長くとつても0.5msであり、
したがつて800A/0.2〜0.5msの非常に速い立ち
上がりが必要でありこれを実現する為には電源の
内部インピーダンスを非常に低くしなければなら
ずその回路構成は複数にせざるを得ず、トランジ
スタ使用の溶接機としては実用的構成ではない。
またアーク音も強くなつて溶接作業上問題とな
る。
When I P ≧ 800 A, the appropriate range of T P at I P = 800 A is from 0.2 ms to 0.5 ms at most.
Therefore, a very fast rise of 800A/0.2 to 0.5ms is required, and to achieve this, the internal impedance of the power supply must be extremely low, and the circuit configuration must be made of multiple transistors. This is not a practical configuration for the welding machine in use.
Additionally, the arc noise becomes stronger, which poses a problem in welding work.

また線分イとロの間でかつIP≦300Aの領域で
は1パルスで1溶滴移行する領域であるが溶接部
の結晶粒が大きくなり強度上問題となる。このこ
とを第19図にて更に説明する。第19図はピー
ク電流値IPと溶接部の結晶粒径との関係を示した
ものである。結晶粒径はピーク電流が大きくなる
につれて微細化する傾向を示している。結晶粒径
と溶接部の強度(特に耐割れ性)とは密接な関係
があり、例えば第19図のピーク電流IP=430A
(結晶粒径約0.18mm)とIP=230A(結晶粒径約0.35
mm)の条件で逆ホールドクラフト法による割れ試
験を行つた場合、IP=430Aの方がIP=230Aより
も約1.5倍耐割れ性が優れていた。この割れ試験
では、ピーク電流IPが300A以上ではほぼ同様の
結果が得られた。
Furthermore, in the region between line segments A and B and where I P ≦300A, one droplet transfers in one pulse, but the crystal grains in the weld become large, which poses a problem in terms of strength. This will be further explained with reference to FIG. FIG. 19 shows the relationship between the peak current value I P and the grain size of the weld. The crystal grain size shows a tendency to become finer as the peak current increases. There is a close relationship between the grain size and the strength (especially cracking resistance) of the weld, for example, the peak current I P = 430A in Figure 19.
(grain size approx. 0.18 mm) and I P = 230A (crystal grain size approx. 0.35
When a cracking test was conducted using the reverse hold-craft method under the conditions of (mm), I P =430A had approximately 1.5 times better cracking resistance than I P =230A. In this cracking test, almost the same results were obtained when the peak current I P was 300 A or more.

第8図からIPの上限は800A、第19図からIP
下限は300Aとなり、このことからピーク電流IP
の適正範囲は、本実施例において300A≦IP
800Aである。またその時1パルスで1溶滴移行
するためのピーク電流時間TPは、IP=300Aでは
1.5ms≦TP300≦4ms、IP=800Aでは0.2ms≦TP800
≦0.5msとなる。したがつてTPの適正範囲は
0.2ms≦TP≦4msとなり、また図中線分イおよび
線分ニで示した適正範囲の下限値および上限値は
IP K×TP=C(但し、k=1.9〜2.5(例えばSUS304
でワイヤ径0.9mmならk=1.9、アルミニウムでワ
イヤ径1.6mmならk=2.5)、kはワイヤ径、材質
によつて決定される定数だが、とりうる範囲が
1.9〜2.5と狭く、ワイヤ材質やワイヤ径では実質
的にほとんど差異がない。Cもワイヤ径、ワイヤ
材質で決まる定数である。)で表わすことができ、
すなわちIP KとTPの積は一定となる。例えば図中
線分イはIP 2.0543×TP=184012となり、図中線分
ロはIP 2.12×TP=714114.7となる。この式は本発
明者等の鋭意検討して得たものであり、k値はワ
イヤの熱伝導率にのみ左右される定数である。要
するに本発明者は1パルス1溶滴移行に際しては
IPとTPとの間に一定の関係があることを究明した
のであり、従来存在しなかつた考え方である。ア
ーク溶接のワイヤは材質、径共に規格化されてお
り、ワイヤ材質もワイヤ径も限られている。この
範囲の全てを検討したところワイヤ材質上はステ
ンレス、軟鋼、アルミニウムの順にk値は大きく
なり、またワイヤ径が大きくなる程k値は大きく
なる。従つて常用されるアーク溶接用ワイヤ中最
もk値の小さいものはワイヤ最小径0.9mmにおけ
るステレンスワイヤの場合で、これが1.9になる。
一方、最もk値の大きいものはワイヤ径の内、ア
ーク溶接に常用される最大径とされる1.6mmにお
けるアルミニウムワイヤの場合であり、これが
2.5となる。
From Fig. 8, the upper limit of I P is 800A, and from Fig. 19, the lower limit of I P is 300A. From this, the peak current I P
In this example, the appropriate range of is 300A≦I P
It is 800A. At that time, the peak current time T P for transferring one droplet with one pulse is at I P = 300A.
1.5ms≦T P300 ≦4ms, 0.2ms≦T P800 for I P = 800A
≦0.5ms. Therefore, the appropriate range of T P is
0.2ms≦T P ≦4ms, and the lower and upper limits of the appropriate range shown by line segment A and line segment D in the figure are
I P K ×T P = C (however, k = 1.9 to 2.5 (for example, SUS304
If the wire diameter is 0.9 mm, k = 1.9; if the wire diameter is aluminum, k = 2.5), k is a constant determined by the wire diameter and material, but the possible range is
It is narrow, ranging from 1.9 to 2.5, and there is virtually no difference in wire material or wire diameter. C is also a constant determined by the wire diameter and wire material. ) can be expressed as
In other words, the product of I P K and T P is constant. For example, line segment A in the figure becomes I P 2.0543 ×T P =184012, and line segment B in the figure becomes I P 2.12 ×T P =714114.7. This formula was obtained through intensive study by the inventors, and the k value is a constant that depends only on the thermal conductivity of the wire. In short, the inventor believes that when transferring one droplet per pulse,
They discovered that there is a certain relationship between I P and T P , an idea that had never existed before. The material and diameter of arc welding wire are standardized, and the wire material and diameter are limited. When examining all of this range, the k value increases in the order of stainless steel, mild steel, and aluminum in terms of wire materials, and the k value increases as the wire diameter increases. Therefore, among commonly used arc welding wires, the one with the smallest k value is the stainless steel wire with a minimum wire diameter of 0.9 mm, which is 1.9.
On the other hand, the largest k value is for aluminum wire at 1.6 mm, which is the largest wire diameter commonly used for arc welding.
It becomes 2.5.

以上をもとめると、溶滴の移行を支配している
のはピーク電流値とピーク電流時間であり、1回
のパルスで溶滴を確実に1つ移行させるにはピー
ク電流IPとピーク電流時間TPをIP K・TP=Cなる
関係になるよう設定することが必要である。換言
すれば、IP KとTPの積が一定となるようなIPとTP
の組合わせならばいずれも1パルスで1溶滴移行
を確実に行わせてスパツタのない安定した溶接を
行うことができる。
Based on the above, what governs droplet transfer is the peak current value and peak current time, and in order to reliably transfer one droplet with one pulse, the peak current I P and the peak current time are It is necessary to set T P so that the relationship I P K ·T P =C holds. In other words, I P and T P such that the product of I P K and T P is constant
With any of these combinations, one droplet transfer can be reliably performed with one pulse, and stable welding without spatter can be performed.

第9図はこの関係に基づき、IP=600A,TP
0.5ms(すなわち第8図の領域C内に位置する)
の条件で溶接を行つた時の電磁オシログラフで記
録した溶接電流I、電圧を示す。溶滴が移行す
ると瞬間的にアーク長が長くなり、アーク電圧が
上昇するのでオシロ波形から溶滴が移行した時期
が確認できる。
Figure 9 is based on this relationship, I P = 600A, T P =
0.5ms (i.e. located within area C in Figure 8)
The welding current I and voltage recorded with an electromagnetic oscilloscope when welding was performed under the following conditions are shown. When a droplet migrates, the arc length momentarily increases and the arc voltage rises, so the time at which the droplet migrates can be confirmed from the oscilloscope waveform.

また第10図はアーク現象観察による溶滴の移
行形態を示したものであるが、実際に確認してみ
ると第9図の結果を裏付けるものとなり、1パル
スで溶滴が確実に1個移行しているのがわかる。
すなわち第9図のホの位置でピークが終わつた時
点を第10図のコマ数1の開始とすると、第9図
のピークへの位置でコマ数11以降の溶滴落下に対
応する。
In addition, Figure 10 shows the form of droplet transfer based on observation of the arc phenomenon, but actual confirmation confirms the results shown in Figure 9, and one droplet is reliably transferred with one pulse. I can see that you are doing it.
That is, if the point at which the peak ends at the position E in FIG. 9 is the start of frame number 1 in FIG. 10, then the position to the peak in FIG. 9 corresponds to the droplet falling from frame number 11 onward.

このような溶滴の移行はピーク電流値IPとピー
ク電流時間TPによつて支配されることが明らか
となつた。このことから、ベース電流値IBはアー
クを安定に維持できるだけの低い電流値(例えば
20〜50A)に設定することが可能となり、平均溶
接電流Inを低くして、母材への入熱過多を防ぐこ
とができる。
It has become clear that such droplet migration is controlled by the peak current value I P and the peak current time T P . Based on this, the base current value I B is a current value low enough to maintain the arc stably (for example,
20 to 50 A), the average welding current I n can be lowered, and excessive heat input to the base metal can be prevented.

以上述べた結果から、第11図に示すようにピ
ーク電流値IP、ピーク電流時間TP、ベース電流値
IBを一定の値に設定し、ベース電流時間TBを調整
することにより平均電流Inを変えることが可能で
あり、いずれの溶接電流でも最適なパルス波形を
得ることができる。
From the results described above, as shown in Figure 11, the peak current value I P , peak current time T P , base current value
It is possible to change the average current I n by setting I B to a constant value and adjusting the base current time T B , and an optimal pulse waveform can be obtained at any welding current.

以上述べたように、ベース電流時間TBを変更
するだけで平均電流Inを調整できる簡単で効果的
な方法を確立したが、ワイヤ送給速度Wfとベー
ス電流時間TBとを関連づけることによつて、さ
らに容易に平均電流Inを調整することができる。
As described above, we have established a simple and effective method for adjusting the average current I n by simply changing the base current time T B , but it is important to relate the wire feeding speed W f to the base current time T B. The average current I n can be adjusted more easily by .

第12図は平均溶接電流Inとベース電流時間
TBとの関係を求めて常用対数による両対数でま
とめた図である。この時ベース電流値IB=50A、
ピーク電流値IP=600A、ピーク電流時間TP
0.5msとした。一方平均溶接電流Inとワイヤ送給
速度Wfとの間には第13図に示すような比例関
係があるので、ここからワイヤ送給速度Wfとベ
ース電流時間TBとの関係を求めると第14図の
ようになる。第14図は常用対数による両対数で
示してある。したがつて、あらかじめ第14図の
ようなワイヤ送給速度Wfとベース電流時間TB
の関係を設定することによつて、ベース電流時間
TBを変更するだけで平均溶接電流Inを変えるこ
とができると時に、その時の平均電流Inに見合つ
た最適ワイヤ送給速度を確保でき、調整が非常に
簡単になる。
Figure 12 shows the average welding current I n and base current time.
This is a diagram summarizing the relationship with T B using common logarithms. At this time, base current value I B = 50A,
Peak current value I P = 600A, peak current time T P =
It was set to 0.5ms. On the other hand, since there is a proportional relationship between the average welding current I n and the wire feed speed W f as shown in Fig. 13, the relationship between the wire feed speed W f and the base current time T B is determined from this. and as shown in Figure 14. FIG. 14 is shown in double logarithm based on common logarithm. Therefore, by setting the relationship between the wire feeding speed W f and the base current time T B in advance as shown in Fig. 14, the base current time can be adjusted.
If the average welding current I n can be changed simply by changing T B , the optimum wire feeding speed commensurate with the average current I n at that time can be ensured, making adjustment very easy.

さらに平均電流Inが臨界電流値以上の領域(ス
プレイ移行の溶接電流領域)ではベース電流IB
時間(ベース電流時間TB)が短かくなり、パル
ス周波数が高くなるため、かなり大きなアーク音
を出す。この場合はベース電流値IBを臨界電流値
より低い範囲で大きくすると平均電流値Inは増大
し、ベース電流時間TBが長くなつてアーク音は
低域に移行するのでアーク音は小さくなる。
Furthermore, in the region where the average current I n is higher than the critical current value (the welding current region for spray transition), the time of the base current I B (base current time T B ) becomes shorter and the pulse frequency becomes higher, which causes a considerably louder arc noise. issue. In this case, if the base current value I B is increased in a range lower than the critical current value, the average current value I n will increase, the base current time T B will become longer, and the arc sound will shift to a lower range, so the arc sound will become smaller. .

第15図はこの具体例を示したもので、140A
以下ではベース電流IB=50Aとし、それ以上の電
流ではIB=130Aに切換える。IB=50Aの場合、溶
接電流200Aではベース電流時間TB=1.4msとな
る。したがつてパルス周波数(1/TP+TB)は526 Hzとなるが、IB=130Aに切換えた場合溶接電流
200Aにおけるベース電流時間はTB=3msとなり、
パルス周波数は285Hzで、IB=50Aの場合の約1/2
の周波数となりアーク音を大幅に低減できる。こ
の場合、ベース電流IBを臨界電流以上にすると、
溶滴はパルス周期と無関係に移行するようになる
ので、好ましくない。
Figure 15 shows a specific example of this, with 140A
In the following, the base current I B is set to 50 A, and for currents higher than that, the base current is switched to I B = 130 A. In the case of I B =50A, the base current time T B =1.4ms when the welding current is 200A. Therefore, the pulse frequency (1/T P + T B ) is 526 Hz, but when switching to I B = 130 A, the welding current
The base current time at 200A is T B = 3ms,
The pulse frequency is 285Hz, approximately 1/2 of that when I B = 50A.
frequency, which can significantly reduce arc noise. In this case, when the base current I B is made higher than the critical current,
This is undesirable because the droplets begin to migrate regardless of the pulse period.

本実施例では、前述の目的達成のため、第16
図のようにトランジスタのアナログ制御による電
源を用い得る。第16図において1は整流器、2
はトランジスタ、3はコントローラ、4は信号設
定器、5は溶接検出器である。また6はワイヤ、
7は被溶接物、8は送給モータである。このよう
な構成により溶接ワイヤ6と被溶接物7との間
に、前述のような波形が出力される。
In this example, in order to achieve the above-mentioned purpose, the 16th
As shown in the figure, a power supply based on analog control of transistors can be used. In Fig. 16, 1 is a rectifier, 2
is a transistor, 3 is a controller, 4 is a signal setting device, and 5 is a welding detector. Also, 6 is a wire,
7 is a workpiece to be welded, and 8 is a feed motor. With such a configuration, the above-mentioned waveform is output between the welding wire 6 and the workpiece 7.

また、前述のピーク電流値IPとピーク電流時間
TPの関係が確保することができれば、第17図
のようにベース電流出力回路とピーク電流出力回
路を設け、トランジスタ2をスイツチング制御す
る方式でも本発明の目的は達成される。
In addition, the peak current value I P and peak current time mentioned above
If the relationship T P can be secured, the object of the present invention can also be achieved by a system in which a base current output circuit and a peak current output circuit are provided as shown in FIG. 17, and transistor 2 is controlled by switching.

第17図において9はベース電流用整流器、1
0はベース電流用コントローラで外部特性を適正
値に設定する。
In Fig. 17, 9 is a base current rectifier, 1
0 is a base current controller that sets external characteristics to appropriate values.

第18図は本発明の施行例を示す。1.4mmφの
溶接ワイヤを用いて、板厚1.6mmのアルミニウム
合金板の突合せ溶接を行つた場合のビード外観を
示したものである。この時の溶接条件は平均溶接
電流In=54A、ピーク電流値IP=600A、ピーク電
流時間TP=0.5ms、ベース電流値IB=400A、ベー
ク電流時間TB=70msである。
FIG. 18 shows an implementation example of the present invention. This figure shows the appearance of a bead when butt welding an aluminum alloy plate with a thickness of 1.6 mm using a 1.4 mmφ welding wire. The welding conditions at this time are average welding current I n =54A, peak current value I P =600A, peak current time T P =0.5ms, base current value I B =400A, and bake current time T B =70ms.

図からわかるように、外観のきわめて良いビー
ドが得られた。
As can be seen from the figure, beads with an extremely good appearance were obtained.

以上述べたように本実施例によれば、従来不可
能であつた、太径ワイヤ(1.4〜1.6mmφ)を用い
て0.8〜1.6mmtの薄板アルミニウムの溶接から中
厚板(6〜12mm)の溶接まで広範囲に亘つて、非
常に安定したアークとスムーズな溶滴の移行を行
なうことができ、このために高品質の溶接部が得
られ、また平均溶接電流の調整が非常に簡単にで
きる。
As described above, according to this embodiment, it is possible to weld thin aluminum plates of 0.8 to 1.6 mm thick to medium thick plates (6 to 12 mm) using large diameter wires (1.4 to 1.6 mmφ), which was previously impossible. A very stable arc and smooth droplet transfer can be achieved over a wide range of welding, resulting in high quality welds, and the average welding current can be adjusted very easily.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように本発明によればピーク電流
IP、ピーク電流の立上がり開始から立下がり開始
までの時間TP、およびこれらの積(IP×TP)を
適正な値にして1パルスで確実に1個の溶滴を移
行せしめることが可能となり、しかも低騒音のパ
ルスアーク溶接が可能となる。
As described above, according to the present invention, the peak current
It is possible to reliably transfer one droplet with one pulse by setting I P , the time T P from the start of the peak current rise to the start of fall, and the product of these (I P ×T P ) to appropriate values. This enables low-noise pulsed arc welding.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はガスシールドアーク溶接法の基本説明
図、第2図は同じく従来のピーク電流及びベース
電流の関係特性図、第3図は従来法によるパルス
周波数の特性図、第4図は同じく従来の周波数と
溶滴移行回数との関係特性図、第5図はピーク電
流、ベース電流、平均電流、ピーク電流時間、ベ
ース電流時間の定義図、第6図はピーク電流の溶
接部の結晶粒径におよぼす影響を示した特性図、
第7図は溶接ビード断面の金属マクロ組織写真、
第8図は本発明のアーク溶接法の実施例における
ピーク電流とピーク電流時間との関係を説明する
特性図、第9図は同じく実施例において電磁オシ
ログラフで記録した結果を示す特性図、第10図
は同実施例におけるアーク現象観察による溶滴の
移行形態を示した模式図、第11図は同実施例に
より得られるパルス波形の模式図、第12図は本
発明の一実施例におけるベース電流時間と平均溶
接電流との関係を示す特性図、第13図は同実施
例における平均溶接電流とワイヤ送給量との関係
を示す特性図、第14図は同実施例におけるベー
ス電流時間とワイヤ送給量との関係を示す特性
図、第15図はベース電流値を変えた場合のベー
ス電位時間と溶接電流の関係を示す特性図、第1
6図、第17図はいずれも本発明の実施例に用い
る制御回路図、第18図は本発明の施行例にて得
られたビードの様子を示す金属組織写真、第19
図は本発明の実施例におけるピーク電流と結晶粒
径との関係を説明する特性図である。 1……整流器、2……トランジスタ、3……コ
ントローラ、4……信号設定器、5……電流検出
器、6……溶接ワイヤ、8……送給モータ、9…
…ベース電流用整流器、10……ベース電流用コ
ントローラ。
Figure 1 is a basic explanatory diagram of the gas-shielded arc welding method, Figure 2 is a conventional peak current and base current relationship characteristic diagram, Figure 3 is a pulse frequency characteristic diagram of the conventional method, and Figure 4 is the same conventional method. Figure 5 shows the definition of peak current, base current, average current, peak current time, and base current time. Figure 6 shows the grain size of the welded area at peak current. A characteristic diagram showing the influence on
Figure 7 is a photograph of the metal macrostructure of the weld bead cross section.
Fig. 8 is a characteristic diagram explaining the relationship between peak current and peak current time in an embodiment of the arc welding method of the present invention, Fig. 9 is a characteristic diagram showing the results recorded with an electromagnetic oscillograph in the same embodiment, Figure 10 is a schematic diagram showing the transfer form of a droplet as observed by observing the arc phenomenon in the same example, Figure 11 is a schematic diagram of a pulse waveform obtained by the same example, and Figure 12 is a base diagram in an example of the present invention. A characteristic diagram showing the relationship between the current time and the average welding current, FIG. 13 is a characteristic diagram showing the relationship between the average welding current and the wire feed amount in the same example, and FIG. 14 is a characteristic diagram showing the relationship between the base current time and the average welding current in the same example. Figure 15 is a characteristic diagram showing the relationship with the wire feed amount, and Figure 15 is a characteristic diagram showing the relationship between base potential time and welding current when the base current value is changed.
Fig. 6 and Fig. 17 are both control circuit diagrams used in the embodiment of the present invention, Fig. 18 is a metal structure photograph showing the state of the bead obtained in the embodiment of the present invention, Fig. 19
The figure is a characteristic diagram illustrating the relationship between peak current and crystal grain size in an example of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Rectifier, 2... Transistor, 3... Controller, 4... Signal setting device, 5... Current detector, 6... Welding wire, 8... Feeding motor, 9...
... Rectifier for base current, 10... Controller for base current.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 臨界電流値より小さいベース電流値IBなる直
流成分にオン時間がTP、オフ時間がTBで規定さ
れたパルス電流が重畳され、時間TPに臨界電流
値より大きいピーク電流値IPなる溶接電流を流
し、溶接条件に応じてIP,TPもしくはTBを適宜
選定し、平均電流Inを制御するアーク溶接方法に
おいて、1パルスで1溶滴移行せしめる、IP K
(K=1.9〜2.5)とTPとの積が一定となる条件下
でIPとTPを定め、かつ、平均電流Inが臨界電流値
を超えたならベース電流値IBを臨界電流値以下に
維持しつつこのIB値を現時点より大きな値にする
ことを特徴とするアーク溶接方法。
1 A pulse current with an on time specified by T P and an off time specified by T B is superimposed on a DC component with a base current value I B smaller than the critical current value, and at time T P a peak current value I P larger than the critical current value is superimposed. In the arc welding method , a welding current of
If I P and T P are determined under the condition that the product of (K = 1.9 to 2.5) and T P is constant, and the average current I n exceeds the critical current value, the base current value I B is changed to the critical current value. An arc welding method characterized by increasing the I B value to a larger value than the current value while maintaining the I B value below the current value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4023155C2 (en) * 1989-07-21 1997-02-06 Hitachi Seiko Kk AC inert gas arc welding process and consumable electrode device
JP4877760B2 (en) * 2006-07-14 2012-02-15 ヤンマー株式会社 Assist bar with lamp for work vehicle

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5024895A (en) * 1973-07-06 1975-03-17
JPS5211947A (en) * 1975-07-18 1977-01-29 Fujitsu Ltd Eccentricity measuring method
JPS5412415A (en) * 1977-06-30 1979-01-30 Toshiba Corp Inverter protection system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5024895A (en) * 1973-07-06 1975-03-17
JPS5211947A (en) * 1975-07-18 1977-01-29 Fujitsu Ltd Eccentricity measuring method
JPS5412415A (en) * 1977-06-30 1979-01-30 Toshiba Corp Inverter protection system

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