[发明专利]电弧焊接控制方法及电弧焊接装置

说明书

技术领域

本发明涉及一边将作为自耗电极的焊丝(welding wire)连续地进给、一边进行短路焊接的电弧焊接控制方法及电弧焊接装置。

背景技术

图8是表示进行焊丝的周期性的进给且伴随着短路的现有的电弧焊接的焊丝进给控制方法的输出的时间波形。具体是，图8表示线丝(wire)进给速度WS、焊接电流I及焊接电压V的时间变化。

如图8所示，时间点P1表示开始了短路的时间点。在时间点P1以后的短路期间内，电弧焊接装置将短路初始电流输出了规定时间之后，作为焊接电流I而输出短路电流的第1级的增加斜率di/dt，接下来，输出短路电流的第2级的增加斜率di/dt。然后，在检测到熔融池与焊丝前端之间产生的熔滴的缩颈时，电弧焊接装置瞬时地使焊接电流I移行至低电流。时间点P2表示熔滴的缩颈分离，且短路状态结束而产生了电弧的时间点。

在自时间点P2起的电弧期间内，电弧焊接装置在产生电弧之后马上输出峰值电流的焊接电流，然后从峰值电流IP向基础电流IB移行。该电弧期间是无论为电流控制还是为电压控制、哪种控制都能进行的期间，在移行至基础电流的阶段等待下一次短路。时间点P3表示下一次短路产生的时间点。

再有，以规定的频率和规定的速度振幅，进行以作为基本波形的正弦波状周期性地重复正送与反送的线丝进给控制。而且，在正送侧的峰值时，在时间点P1周边产生短路，在反送侧的峰值时，在时间点P2周边产生电弧。还有，在时间点P2之后的正送的峰值时，在时间点P3周边产生下一短路。如上所述，将时间点P1~时间点P3设为控制的1个周期WF，重复该周期来进行焊接。

这样，短路状态或电弧状态的产生基本上依存于周期性地重复线丝进给速度的正送与反送的线丝进给控制。

上述现有的控制采用的是以下控制方法:通过使线丝进给速度以正弦波状周期性地重复正送与反送，从而使短路状态与电弧状态周期性地产生来焊接进行。该控制方法通过以适于每个设定电流的线丝进给速度的平均进给速度为基准来设定频率及速度振幅，从而可以应对低电流至高电流(例如参照专利文献1)。

再有，因为线丝进给速度的正送与反送是正弦波状，所以与矩形波状不同，对线丝进给电动机或齿轮等电动机周边零件的负担小，与矩形波状的情况相比可以延长这些部件的寿命。

在上述现有的进给控制方法中，如图8所示，在正送侧的峰值时在时间点P1周边产生短路，在反送侧的峰值时在时间点P2周边产生电弧。再有，在时间点P2之后的正送的峰值时在时间点P3周边产生下一短路。这样，将时间点P1~时间点P3设为控制的1个周期WF，重复该周期来进行焊接。为此，(从时刻t1到时刻t2为止的短路期间):(从时刻t2到时刻t3为止的电弧期间)＝50:50(时间比率为50对50)。相对于此，在不进行焊丝的周期性进给的、以往的焊丝的恒定进给的普通的短路焊接中，是短路期间:电弧期间＝20:80(20对80)~30:70(30对70)的范围的比率。

这样，在现有的周期性地进行正送与反送的电弧焊接控制方法中，与普通的短路焊接相比，短路期间所占的比率高至50％，由于电弧期间所占的比率降低，故难以提高焊接电压。因此，形成问被焊接物的热输入低、焊缝宽度细、熔接量浅这样的焊接结果。现有的周期性地进行正送与反送的电弧焊接控制方法可消除电弧不稳定且可改善焊缝缺陷、飞溅增加、熔接不良(熔接的偏差)等。但是，因为提高焊接电压比较困难，所以存在无法确保与以往的普通的短路焊接同等宽的焊缝宽度或同等深的熔接量的课题。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】国际公开第2011/013321号

发明内容

本发明提供一种在焊丝的周期性进给控制中可以适度地提高焊接电压，且能确保宽的焊缝宽度或深的熔接量的电弧焊接控制方法及电弧焊接装置。

为了解决上述课题，本发明的电弧焊接控制方法是一边自动进给焊丝、一边交替地重复短路和电弧，以进行短路焊接的自耗电极式的电弧焊接控制方法。而且，本发明的电弧焊接控制方法以与设定电流相应的基本线丝进给速度为基准，以规定的频率和规定的速度振幅周期性地重复所述焊丝的进给的正送和反送，使短路状态与电弧状态产生。而且，本发明的电弧焊接控制方法是按照进给波形在所述焊丝的周期性进给的正送侧与反送侧不同的方式来进行所述焊丝的进给速度控制的方法。

根据该方法，可以适度地提高焊接电压，可确保宽的焊缝宽度或深的熔接量。