CN100467183C

CN100467183C - 弧焊的电流控制方法

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Publication number: CN100467183C
Application number: CNB2005100036042A
Authority: CN
Inventors: 西坂太志; 水取裕康; 福岛雅则
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2005-01-11
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2025-01-11
Also published as: CN1640604A

Abstract

一种弧焊的电流控制方法，安装在焊枪(4)上的焊枪开关(TS)闭合就开始焊接电流(Iw)的流通，在此之后，即使焊枪开关(TS)打开，也继续焊接电流(Iw)的流通。在这种电流控制方法中，在焊枪开关(TS)打开的状态下焊接电流(Iw)流通时，焊枪开关(TS)在规定时间内进行闭合打开的单击操作，使焊接电流(Iw)只减少第1规定值，在焊枪开关(TS)打开的状态下焊接电流(Iw)流通时，焊枪开关(TS)在规定的时间内进行闭合打开再闭合打开的双击操作，使焊接电流(Iw)只增加第2规定值，由焊枪开关的操作使焊接电流值增减。因而本发明能够一边进行弧焊一边由焊枪开关的操作使焊接电流(Iw)增减。

Description

弧焊的电流控制方法

技术领域

本发明涉及通过焊枪开关的操作使焊接电流值增减的弧焊电流控制方法。

背景技术

在TIG焊接、熔化极气体保护弧焊等当中，在焊枪上设置焊枪开关，通过该焊枪开关的操作进行开始焊接，结束焊接，切换焊接电流值。例如，闭合焊枪开关后，焊接开始信号就被输入到焊接电源中，开始焊接电流的流通。打开焊枪开关后，焊接结束信号就被输入到焊接电源中，停止焊接电流的流通。另外，在焊接电源的前面板中选择“自保持模式”时，由焊枪开关的闭合开始焊接电流的流通，即使开关打开也保持原状继续焊接电流的流通并进行自保持，在此之后再闭合、打开开关(以下记为闭合/打开)那么停止焊接电流的流通。也有在自保持后通过抬起焊枪使弧焊切断而停止焊接电流流通的方法。

在专利文献1中所记载的现有技术1中，从焊枪开关的第1次闭合到第2次闭合的第1时间中流通第1焊接电流，从第2次闭合到下一次闭合的第2时间中流通第2焊接电流，在此之后每一次焊枪开关的闭合操作就交替重复上述的第1时间和上述的第2时间，将焊枪开关在规定的定时内进行闭合/打开/闭合/打开的双击操作时停止焊接电流的流通。

在专利文献2中所记载的现有技术2中，在焊枪中除了焊枪开关以外还设置有可变电阻器等的焊接电流调节器，焊接操作者一边进行焊接一边通过调整该焊接电流调节器，这样能够使电流值达到期望值。一般通过连接在焊接电源上的遥控箱设定焊接电流值。由此，焊接操作者很难做到一边焊接一边调整焊接电流值，在现有技术2中这个问题得到了改善。

图8表示在被焊接物2上流通一定值的焊接电流Iw进行焊接时的焊道2a的外形以及焊接电流Iw随时间的变化图。由图可知，由于在焊接后半部分中由于焊接使被焊接物的温度上升，所以焊道2a的焊道宽度W随着焊接的进行而变宽。同时熔深也逐渐变深。由此，为了得到保持焊道宽度W以及熔深为一定值的良好的焊接质量，需要随着焊接进行使焊接电流值Iw变换为适当的值。在焊接操作者手动焊接中，焊接操作者一边进行焊接一边目测焊道宽度W调整焊接电流值Iw。根据上述的现有技术2，能够一边进行焊接一边调整焊接电流Iw。然而，焊接操作者一边细致地操作焊枪一边操作焊枪开关，并且必须同时调整上述焊接电流调节器，这样加重了对焊接操作者的负担。进一步，为了将焊道宽度W保持为一定值需要精细地调整焊接电流值Iw，在可变电阻器等的焊接电流调节器中很难精确再现地进行细微的调整。并且，在现有技术2中，需要在焊枪中追加设置焊接电流调节器，也存在焊枪价格提高的问题。

专利文献1：特开2000—218367号公报；

专利文献2：实用新案登录第3030953号公报。

发明内容

因此，在本发明中，提供一种能够解决上述课题的、由焊枪开关的操作而控制弧焊电流的弧焊电流控制方法。

为了解决上述的课题，本发明之一，在闭合在焊枪上安装的焊枪开关就开始焊接电流的流通，然后即使焊枪开关打开也继续焊接电流的流通的弧焊电流控制方法中，其特征在于，

在焊枪开关打开的状态下焊接电流流通时，如果在规定时间内将焊枪开关进行闭合打开的单击操作，就使焊接电流只减少第1规定值；如果在所述规定时间内将焊枪开关进行闭合打开再闭合打开的双击操作，就使焊接电流只增加第2规定值，由此使焊接电流值减少或增加。

另外，根据所述的本发明之一弧焊电流控制方法，本发明之二的特征在于，所述焊接电流是将峰值电流和基值电流的流通在每个脉冲周期中重复的脉冲波形焊接电流，在进行所述单击操作时，通过使所述峰值电流和/或者所述基值电流减少，使所述焊接电流只减少所述第1规定值；在进行所述双击操作时，通过使所述峰值电流和/或者所述基值电流增加，使所述焊接电流只增加所述第2规定值。

再有，根据发明之一或者权利发明之二中所述的弧焊电流控制方法，本发明之三的特征在于，在进行所述单击操作时使所述焊接电流只增加所述第2规定值；在进行所述双击操作时使所述焊接电流只减少所述第1规定值。

(发明的效果)

根据本发明，通过单击操作或者双击操作焊枪开关就能够将焊接电流只增减规定值。由此，由于焊接操作者只根据现有设置的焊枪开关的闭合打开操作就能够简单地增减焊接电流，所以减轻了对焊接操作者的负担。进一步，由于以每个规定值的阶跃值进行增减，所以能够更易于精确再现地进行细微的电流调整。而且，在本发明中能够直接用于一般的焊枪。

另外，根据上述发明之二，在上述的效果的基础上，也能够适用于在脉冲弧焊中由峰值电流以及基值电流所构成的焊接电流的增减。

附图说明

图1是表示有关本发明实施方式1的焊接电源PS的框图。

图2是在图1中所示的焊接电源的各信号的时序图。

图3是表示有关本发明实施方式2的图2所对应的时序图。

图4是表示脉冲弧焊的电流波形图。

图5是表示有关本发明实施方式3的电流设定电路IR的框图。

图6是表示有关实施方式3的焊接电源的各信号的时序图。

图7是表示本发明的效果的一例的焊道2a的外观以及焊接电流Iw的时间变化图。

图8是表示用于说明现有技术课题的焊道2a的外观及焊接电流Iw的时间变化图。

其中：1—非熔化极，2—被焊接物，2a—焊道，3—电弧，4—焊枪，AD—加法电路，EA—误差放大电路，Ea—误差放大信号，Ib—基值电流，IBR—基值电流设定电路，Ibr—基值电流设定信号，ID—电流检测电路，Id—电流检测信号，Ip—峰值电流，IPR—峰值电流设定电路，Ipr—峰值电流设定信号，IR—焊接电流设定电路，Ir—焊接电流设定信号，Irc—电流控制设定信号，Iw—焊接电流，MC—电源主电路，ON—起动电路，On—起动信号，PS—焊接电源，SW—切换电路，Tb—基值时间，Tbr—基值时间设定值，TF—脉冲周期定时电路，Tf—脉冲周期(定时信号)，TM—定时电路，Tm—定时信号，Tp—峰值时间，Tpr—峰值时间设定值，TS—焊枪开关，Ts—焊枪开关信号，UD—电流增减电路，W—焊道宽度，△d—减少值，△I—电流增减信号，△u—增加值。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(实施方式1)

图1表示用于实施有关本发明的实施方式1的弧焊电流控制方法的焊接电源PS的框图。该图是TIG焊接用的焊接电源例。以下，参照该图进行说明。

电源主电路MC，以商用交流电源(3相200V等)为输入，在下述的起动信号On为高电平时，根据下述的误差放大信号Ea进行转换器控制、半导体开关元件相位控制等输出控制，输出用于产生电弧3的焊接电流Iw。在焊枪4的前端安装的非熔化极1和被焊接物2之间产生流通焊接电流Iw的电弧3。

焊枪开关TS安装在焊枪4上，输出焊枪开关信号TS：如果焊枪开关TS闭合则为高电平，如果焊枪开关TS打开则为低电平。起动电路ON，在焊枪开关信号Ts第1次变为高电平后变为高电平，在此之后直到焊接电流Iw不流通为止，输出维持该状态的起动信号On。定时电路TM，在上述的焊枪开关信号Ts从低电平变为高电平的时刻开始，只规定时间内输出变为高电平的定时信号Tm。电流增减电路UD输出电流增减信号△I，该电流增减信号△I在上述的定时信号Tm为高电平的期间、在焊枪开关信号Ts进行高电平/低电平(单击操作)变化时，变为大小为预定的减少值Δd的负值，在上述的定时信号Tm为高电平期间、在焊枪开关信号Ts进行高电平/低电平/高电平/低电平(双击操作)变化时，变为大小为预定的增加值△u的正值。即如果焊枪开关TS被单击操作则电流增减信号△I＝△d(负值)，如果被双击操作则电流增减信号△I＝△u(正值)。

焊接电流设定电路IR输出预先规定的焊接电流设定信号Ir。加法电路AD，在上述的电流增减信号△I每改变一次，将其在上述的焊接电流设定信号Ir中加入一次，输出电流控制设定信号Irc。即Irc＝Ir+△I(1)+△I(2)+…+△I(n)。因此，电流控制设定信号Irc，将焊接电流设定值Ir作为初始值，如果焊枪开关Ts被单击操作那么只减少上述的△d，如果双击操作那么只增加上述的△u。电流检测电路ID检测上述的焊接电流Iw并输出电流检测信号Id。误差放大电路EA放大上述电流控制设定信号Irc与上述电流检测信号Id之间的误差，输出误差放大信号Ea。由此，流通相当于电流控制设定信号Irc的焊接电流Iw。

图2是表示上述焊接电源PS的各信号的时序图。其中，图(A)表示焊枪开关信号Ts的时间变化，图(B)表示起动信号On的时间变化，图(C)表示定时信号Tm的时间变化，图(D)表示电流增减信号△I的时间变化，图(E)表示电流控制设定信号Irc(焊接电流Iw)的时间变化。以下，参照图进行说明。

(1)时刻t1～t3期间

在时刻t1，如图(A)所示，如果焊枪开关闭合焊枪开关信号Ts为高电平，那么如图(B)所示起动信号On为高电平，如图(E)所示由产生电弧的焊接电流设定信号Ir所设定的焊接电流Iw开始流通。在时刻t2即使焊枪开关被打开，焊枪开关信号Ts变为低电平，也维持上述的焊接电流Iw的流通。如图(C)所示的定时信号Tm，从如图(A)所示的焊枪信号Ts变为高电平的时刻开始，只在规定时间内为高电平。在图中，由于时刻t1～t2的期间比上述的规定时间长，也没有进行单击操作，所以如图(D)所示电流增减信号仍为△I＝0。

(2)时刻t3～t7期间

在时刻t3，如果焊枪开关闭合，那么如图(C)所示，定时信号Tm到时刻t4为止的规定时间内为高电平。如果在该规定定时内焊枪开关被打开，焊枪开关信号Ts进行高电平/低电平变化，则判断已进行了单击操作。如图(D)所示，电流增减信号△I在时刻t4为△d(负值)。其结果，如图(E)所示，焊接电流Iw减少为Ir+△d。同样，通过时刻t5～t6的焊枪开关的单击操作，如图(D)所示电流增减信号△I＝△d，如图(E)所示焊接电流Iw进一步减少为Ir+△d+△d。

(3)时刻t7以后的期间

如果在时刻t7焊枪开关闭合，如图(C)所示，定时信号Tm在到时刻t8为止的规定时间内为高电平。在该规定时间内，如果焊枪开关被双击操作，焊枪开关信号Ts进行高电平/低电平/高电平/低电平变化，那么如图(D)所示，电流增减信号△I在时刻t8为△u(正值)。其结果，如图(E)所示，焊接电流Iw增加为Ir+△d+△d+△u。在此之后，重复上述的动作，如果焊枪开关被单击操作则焊接电流Iw减少△d，如果被双击操作则焊接电流增加△u。

(第2实施方式)

图3是表示有关本发明实施方式2的上述图2所对应的时序图。以下，说明与图2的不同之处。在图2中，如果焊枪被单击操作那么焊接电流Iw只减少△d，而在图3中只增加△u。同样，在图2中如果焊枪开关被双击操作那么焊接电流Iw只增加△u，而在图3中只减少△d。即如图(A)所示，在时刻t3～t4的规定时间中如果焊枪开关被双击操作，那么如图(ID)所示，电流增减信号△I＝△d，如图(E)所示，焊接电流Iw只减少△d。另外，如图(A)所示，在时刻t7～t8的规定时间中如果焊枪开关被单击操作，那么如图(D)所示，电流增减信号△I＝△u，如图(E)所示焊接电流Iw只增加△u。除此之外与图2的动作相同。

(实施方式3)

有关本发明的实施方式3的弧焊的电流控制方法，是在实施方式1中的弧焊为脉冲弧焊的情形。图4是表示在脉冲弧焊中的焊接电流Iw的波形图。在预先规定的峰值时间Tp中流通预先规定的峰值电流Ip，在预先规定的基值时间Tb中流通预先规定的基值电流Ib。脉冲周期Tf由峰值时间Tp和基值时间Tb构成。因此，脉冲弧焊的焊接电流Iw是在每个脉冲周期Tf中重复峰值电流Ip的流通和基值电流Ib的流通而形成的脉冲波形焊接电流。

在上述的图2中，如果单击操作焊枪开关，那么焊接电流值Iw只减少预先规定的减少值△d，如果双击操作那么只增加预先规定的增加值△u。在实施方式3中，如果单击操作焊枪开关那么峰值电流Ip和/或者基值电流Ib只减少预先规定的减少值△d而减小焊接电流Iw，如果进行双击操作那么峰值电流Ip和/或者基值电流Ib只增加预先规定的增加值△u而增大焊接电流Iw。

用于实施上述的实施方式3的焊接电源PS，是将上述图1中的电流设定电路IR替换成图5所示的电流设定电路IR的框图。以下，对图5的电流设定电路IR进行说明。

峰值电流设定电路IPR输出预先规定的峰值电流设定信号Ipr。基值电流设定电路IBR输出预先规定的基值电流设定信号Ibr。脉冲周期定时电路TF，在由预先规定的峰值时间设定值Tpr所规定的期间内为高电平，接着在由预先规定的基值时间设定值Tbr所规定的期间内为低电平，之后输出重复该动作的脉冲周期定时信号Tf。切换电路SW，在上述的脉冲周期定时信号Tf为高电平时切换到a侧将上述的峰值电流设定信号Ipr作为电流设定信号Ir输出，在低电平时切换到b侧将上述的基值电流设定信号Ibr作为电流设定信号Ir输出。

图6是表示有关实施方式3的上述图2所对应的时序图。以下，说明与图2的不同之处。如图(A)所示，如果在时刻t1焊枪开关闭合，那么流通相当于预先规定的峰值电流设定信号Ipr及基值电流设定信号Ibr的脉冲波形焊接电流Iw。如图(A)所示，如果在时刻t3～t4的规定时间中焊枪开关被单击操作，那么如图(D)所示电流增减信号△I＝△d，如图(E)所示由峰值电流以及基值电流构成的焊接电流Iw只减少△d。另外，如图(A)所示如果在时刻t7～t8的规定时间中焊枪开关被双击操作，那么如图(D)所示，电流增减信号△I＝△u，如图(E)所示，由峰值电流以及基值电流构成的焊接电流Iw只增加△u。除此之外与图2的动作相同。在上述中，对使峰值电流及基值电流均增减的情况进行了说明，也可以是只使峰值电流或者基值电流中的一方增减。另外，也可以在峰值电流和基值电流中分别设定不同的减小值△d以及增加值△u。

(实施方式4)

在上述的图3中，如果双击操作焊枪开关那么焊接电流值Iw只减少预先规定的减少值△d，如果单击操作那么只增加预先规定的增加值△u。在实施方式4中，与上述的实施方式3相同，在脉冲弧焊中如果双击操作焊枪开关那么峰值电流Ip和/或者基值电流Ib只减少预先规定的减少值△d从而减小焊接电流Iw，如果单击操作那么峰值电流Ip和/或者基值电流Ib只增加预先规定的增加值△u从而增加焊接电流Iw。除此之外与实施方式3相同。

在上述的实施方式3、4中，通过焊枪开关的单击操作或者双击操作使峰值电流Ip和/或者基值电流Ib增减。在此基础上，也可以同时增减峰值时间Tp、基值时间Tb、峰值电流的上升时间、峰值电流的下降时间等电流波形参数。由此，能够根据焊接电流值的增减，使电弧的方向性、电弧的宽度、电弧的触感等更合适。

(效果)

图7是表示本发明的效果之一的上述图8所对应的焊道2a的外观以及焊接电流Iw的时间变化图。焊接操作者一边进行焊接一边监视焊道宽度W，在焊道宽度W变宽时单击操作焊枪开关使焊接电流Iw减小。反之，在焊道宽度W变窄时双击操作焊枪开关使焊接电流Iw增大。在焊接中通过重复上述的操作，能够控制焊接电流Iw的流通值，能够将焊道宽度W保持为一定值。如果焊道宽度为一定值那么熔深也大致为一定值。

在本发明中，作为判断焊枪开关的单击操作以及双单击操作的规定时间在大致0.2～1.0秒比较合适。该值根据焊枪开关的种类开关的操作情况不同，可以设定适当值。另外使电流增减的减少值△d、增加值△u也可以是同一值，该值根据被焊接物的不同而不同，大致可以是数安培～数十安培。另外在实施方式1～4中，对TIG焊接的情况进行了说明，对熔化极气体保护弧焊的情况也相同。但是在熔化极气体保护弧焊的情况下，由于焊接电流值受控于送丝速度，所以也可以由焊枪开关的单击操作或者双击操作将送丝速度增减规定值。

Claims

1.一种弧焊的电流控制方法，在闭合在焊枪上安装的焊枪开关就开始焊接电流的流通，然后即使焊枪开关打开也继续焊接电流的流通的弧焊电流控制方法中，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的弧焊的电流控制方法，其特征在于，

所述焊接电流，是将峰值电流和基值电流的流通在每个脉冲周期中重复的脉冲波形焊接电流，在进行所述单击操作时，通过使所述峰值电流和/或者所述基值电流减少，使所述焊接电流只减少所述第1规定值；在进行所述双击操作时，通过使所述峰值电流和/或者所述基值电流增加，使所述焊接电流只增加所述第2规定值。

3.一种弧焊的电流控制方法，在闭合在焊枪上安装的焊枪开关就开始焊接电流的流通，然后即使焊枪开关打开也继续焊接电流的流通的弧焊电流控制方法中，其特征在于，

在焊枪开关打开的状态下焊接电流流通时，如果在规定时间内将焊枪开关进行闭合打开的单击操作，就使焊接电流只增加第2规定值；如果在所述规定时间内将焊枪开关进行闭合打开再闭合打开的双击操作，就使焊接电流只减少第1规定值，由此使焊接电流值增加或减少。

4.根据权利要求3所述的弧焊的电流控制方法，其特征在于，

所述焊接电流，是将峰值电流和基值电流的流通在每个脉冲周期中重复的脉冲波形焊接电流，在进行所述单击操作时，通过使所述峰值电流和/或者所述基值电流增加，使所述焊接电流只增加所述第2规定值；在进行所述双击操作时，通过使所述峰值电流和/或者所述基值电流减少，使所述焊接电流只减少所述第1规定值。