[发明专利]电弧焊接装置以及电弧焊接方法

说明书

电弧焊接装置具备：对焊丝(5)与母材(4)间施加焊接电压来提供焊接电流的电源电路(11)；和使焊接电压所涉及的电源电路(11)的设定电压周期性变动的控制部(12)。电弧焊接装置通过焊接电流的提供使焊丝(5)的前端部与母材(4)间产生电弧，使前端部进入通过电弧形成于母材(4)的被凹状的熔融部分包围的空间来对母材(4)进行焊接。电弧焊接装置具备检测焊接电压的电压检测部(13)和检测焊接电流的电流检测部(14)，控制部(12)基于检测到的焊接电压以及焊接电流来控制焊接电流的提供，从而得到恒电压特性，在焊接电流的降低时暂时容许从恒电压特性的背离从而维持给定的下限电流值以上的焊接电流。

技术领域

本发明涉及电弧焊接装置以及电弧焊接方法。

背景技术

在焊接方法之一中有自耗电极式的电弧焊接法。自耗电极式电弧焊接法是使进给到母材的被焊接部的焊丝与母材之间产生电弧、用电弧的热来焊接母材的手法。已知在母材是磁性材料的情况下，由于在母材产生的磁场而引起称作磁偏吹的电弧偏转现象或电弧中断现象，这成为焊接的不稳定化以及焊接缺陷的原因。

特别在焊接中使焊接电流周期性变动的电弧焊接中，在焊接电流的降低时易于产生磁偏吹引起的电弧中断。在产生磁偏吹的情况下，电弧因磁而较大偏转，结果是电弧长度伸长，因此电弧的电阻变大，焊接电流降低，处于电弧电压上升的倾向。

在现有的脉冲电弧焊接技术中，根据焊接电流的降低或电弧电压的上升倾向来探测磁偏吹的产生，通过将焊接电流保持得高来增强电弧的刚直性，或控制焊丝进给速度来缩短电弧长度，来防止磁偏吹(例如专利文献1-4)。

另一方面，研讨如下技术：与一般的气体保护电弧焊接法相比，通过高速进行焊丝的进给，提供大电流，来实现9～30mm的厚板的单道焊接。具体地，通过以约5～100m/分进给焊丝，提供300A以上的大电流，能实现厚板的单道焊接。若进行焊丝的高速进给以及大电流提供，就会因电弧的热而在母材形成凹状的熔融部分，焊丝的前端部进入到被熔融部分包围的空间。通过焊丝的前端部进入到比母材表面更深部，熔融部分贯通到母材的厚度方向背面侧，能进行单道焊接。以下将被凹状的熔融部分包围的空间称作埋空间，将在进入到埋空间的焊丝的前端部与母材或熔融部分之间产生的电弧适宜称作埋弧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2015-147245号公报

专利文献2：JP特开2015-157298号公报

专利文献3：JP特开2016-2564号公报

专利文献4：JP特开2016-13573号公报

但在现有的方法中，由于需要用于探测磁偏吹的时间，因此在从发生磁偏吹起到电弧中断防止控制发挥作用为止出现延迟，有不能有效果地防止磁偏吹的情况。另外，在400A以上的大电流焊接中，焊接电流自身产生出的磁场变大，与不足400A的情况比较易于产生磁偏吹，在现有的电流控制中有不能充分维持电弧的刚直性的情况。特别在埋弧焊接中，由于因电弧力而在熔融金属内形成空间，因此难以缩短电弧长度。另外，即使过度降低电弧电压来强制缩短电弧长度，电弧也会成为埋得非常深的状态，不能担保焊接稳定性，根据情况会出现短路，从而电弧非常不稳定化。因此在现有的方法中不能有效果地抑制磁偏吹。

发明内容

本发明的目的在于，提供电弧焊接装置以及电弧焊接方法，通过进行焊接控制，使得在恒电压特性的埋弧焊接中焊接电流不会低于给定的下限电流值，能有效果地抑制埋弧焊接中的磁偏吹以及电弧中断的产生。