[发明专利]电弧焊接控制方法

说明书

通过推送侧进给电机(PM)以及牵拉侧进给电机(WM)进行的推拉式进给控制来进给焊丝(1)由，此产生短路期间和电弧期间来进行焊接，其中，推送侧进给电机(PM)基于推送进给速度修正信号(Ps)匀速地进行正向旋转，牵拉侧进给电机(WM)基于牵拉进给速度设定信号(Fr)而周期性地反复正向旋转和反向旋转。检测牵拉侧进给电机(WM)的平均进给速度(Fad)，将推送进给速度修正信号(Ps)修正为检测出的牵拉侧进给电机(WM)的平均进给速度(Fad)。由此，即使进给阻抗变动，导致牵拉侧进给电机(WM)的平均进给速度(Fad)也发生变动，由于控制成使推送侧进给电机(PM)的进给速度(Fd)进行跟踪，因此焊丝的进给状态稳定，同时焊接状态也良好。

技术领域

本发明涉及通过推送(Push)侧进给电机和牵拉(Pull)侧进给电机进行的推拉式(Push-Pull)进给控制来进给焊丝，由此产生短路期间和电弧期间来进行焊接的电弧焊接控制方法，其中，推送侧进给电机在基于推送进给速度设定值设定的进给速度下进行正向旋转，牵拉侧进给电机周期性地反复正向旋转和反向旋转。

背景技术

在一般的熔化电极式电弧焊接中，以固定速度进给作为熔化电极的焊丝，在焊丝与母材之间产生电弧来进行焊接。在熔化电极式电弧焊接中，大多情况下，焊丝和母材处于交替地反复短路期间和电弧期间的焊接状态。

为了进一步提高焊接质量，提出了周期性地反复焊丝的正向传送和反向传送来进行焊接的方法(例如，参照专利文献1)。

在该焊接方法中，需要每隔5ms左右高速地切换焊丝的正向传送状态和反向传送状态。为此，将进给电机设置在焊炬的前端附近，缩短从进给电机到焊炬前端为止的进给路径。但是，在焊炬的前端附近因为设置空间的问题而只能设置小容量的进给电机，因而有时进给转矩会不足。为了解决这个问题，使用两个进给电机，在进给路径上游设置其中一个进给电机(推送侧)，在进给路径的下游、即焊炬的前端附近设置另一个进给电机(牵拉侧)，构成推拉式进给控制系统。在该推拉式进给控制系统中，推送侧进给电机被匀速控制成正向传送状态，牵拉侧进给电机进行周期性地反复正向传送和反向传送的进给控制。以下，对该焊接方法进行说明。

图3为采用推拉式控制系统来周期性地反复进给的正向传送和反向传送的焊接方法的波形图。图3(A)表示牵拉(Pull)进给速度设定信号Fr(实线)以及牵拉进给速度Fw(虚线)的波形，图3(B)表示焊接电流Iw的波形，图3(C)表示焊接电压Vw的波形，图3(D)表示推送(Push)进给速度Pw的波形。以下，参照该图来进行说明。

如图3(A)所示，牵拉进给速度设定信号Fr以及牵拉进给速度Fw大于0的上侧是正向传送期间，下侧是反向传送期间。正向传送是指将焊丝朝向靠近母材的方向进给，反向传送是指将焊丝朝向远离母材的方向进给。牵拉进给速度设定信号Fr以正弦波状变化，变成了向正向传送侧偏移的波形。在该牵拉进给速度Fw下，正反向传送焊丝的前端。由于牵拉进给速度设定信号Fr的平均值是正值，因此从平均来看是正向传送焊丝。如图3(D)所示，基于预先确定的推送进给速度设定信号(省略图示)，推送进给速度Pw被匀速控制成正向传送状态。设定成牵拉进给速度设定信号Fr的平均值与推送进给速度设定信号相等。

如图3(A)的实线所示，牵拉进给速度设定信号Fr在时刻t1的时间点是0，时刻t1～t2的期间是正向传送加速期间，在时刻t2出现正向传送的最大值，时刻t2～t3的期间是正向传送减速期间，在时刻t3变为0，时刻t3～t4的期间是反向传送加速期间，在时刻t4出现反向传送的最大值，时刻t4～t5的期间是反向传送减速期间。然后，时刻t5～t6的期间是再次正向传送加速期间，时刻t6～t7的期间是再次正向传送减速期间。例如，正向传送的最大值为50m/min，反向传送的最大值为-40m/min，正向传送的期间是5.4ms，反向传送的期间是4.6ms。在这种情况下，1周期是10ms，以100Hz的频率反复短路期间和电弧期间。此时的牵拉进给速度Fw的平均值约为4m/min(焊接电流平均值约为150A)。