CN101045266B - 熔化电极电弧焊接的缩颈检测控制方法 - Google Patents

Abstract

一种熔化电极电弧焊接的缩颈检测控制方法，根据熔化电极/母材间电压值(Vw)或电阻值的微分值(Dv)达到预定的缩颈检测基准值(Vtn)，自短路状态(Ts)中检测作为再次产生电弧的前兆现象的熔滴缩颈现象，检测到该缩颈现象时，按照使通电短路负载的焊接电流(Iw)骤减并降为低电流值(Im)，在再次产生电弧时增加焊接电流(Iw)的方式进行输出控制，通过所述微分值(Dv)达到比所述缩颈检测基准值(Vtn)大的值即达到预定电弧再次产生基准值(Vta)来判断所述电弧再次产生。

Description

熔化电极电弧焊接的缩颈检测控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于在短路期间中，检测熔滴的缩颈现象，在电弧再次产生之前，使焊接电流急剧减少，降低飞溅的发生的熔化电极电弧焊接的缩颈检测控制方法。 

背景技术

图5是表示重复短路期间Ts和电弧期间Ta的熔化电极电弧焊接中的电流/电压波形图和熔滴过渡图。该图(A)表示通电熔化电极(以下称为焊丝1)的焊接电流Iw，该图(B)表示外加在导电嘴/母材2间的焊接电压Vw，该图(C)～(E)表示各个时刻中的熔滴1a的过渡的状况。以下，参照该图进行说明。 

在时刻t1～t3的短路期间Ts中，处于焊丝1的前端的熔滴1a与母材2短路的状态，如该图(A)所示，逐渐增加焊接电流Iw，如该图(B)所示，因为处于短路状态，所以焊接电压Vw为数V左右的低值。另外，如该图(C)所示，在时刻t1中，熔滴1a与母材2接触进入短路状态。然后，如该图(D)所示，由于通电熔滴1a的焊接电流Iw所产生的电磁收缩(pinch)力，在熔滴1a上部产生缩颈1b。而且，该缩颈1b迅速发展，在时刻t3如图(E)所示，熔滴1a从焊丝1脱离进入熔池2a，随后再次产生电弧3。 

在产生上述的缩颈现象时，数十～数百μs左右的极短时间后短路被断开，再次产生电弧3。即该缩颈现象是短路断开的前兆现象。在缩颈1b产生时，因为焊接电流Iw的通电路径在缩颈部分变窄，所以在缩颈部分的电阻值r增加。该电阻值r的增大，随缩颈的进行缩颈部分越变窄而变得越大。因此，通过在短路期间Ts中检测焊丝1/母材2间的电阻值r的变化可以检测到缩颈现象的发生。该电阻值r的变化，可以根据算出r＝ Vw/Iw，由其微分值dr/dt＝d(Vw/Iw)计算出来。另外，如上所述，因为缩颈期间为极短时间，所以如该图(A)所示，该缩颈发生当中的焊接电流Iw的变化小。因此，即使由焊接电压Vw的变化dVw/dt来代替电阻值r的变化也可以检测缩颈现象的发生。作为具体的缩颈检测方法，计算短路期间Ts中的电阻值r或焊接电压值Vw的微分值，通过判断该微分值达到预定的缩颈检测基准值Vtn而进行缩颈检测。在以下的说明中，缩颈检测方法以根据上述焊接电压值的微分值dVw/dt进行的情况为例进行说明，也可以是根据电阻值的微分值dr/dt的方法或其他现有的方法。 

时刻t3的电弧再次产生的检测，通过判断焊接电压Vw达到短路判断值Vts以上而进行。即，Vw＜Vts期间为短路期间Ts，Vw≥Vts的期间为电弧期间Ta。为了除去高频噪声成份，对用于该短路/电弧判断的焊接电压Vw进行低通滤波处理。这样电弧期间Ta中电弧长度由于电弧负载的变动常常变化，随着该电弧长度的变化焊接电压Vw和焊接电流Iw也变化很大。其结果，在进行短路/电弧判断时，对焊接电压Vw不进行滤波处理时存在误检测。这样，为了对焊接电压Vw实施滤波处理，短路/电弧判断会延迟数十μs左右。在一般的熔化电极电弧焊接中，进行适合于短路期间/电弧期间的各个期间的焊接电流Iw和焊接电压Vw控制，该短路/电弧判断的延迟问题并不严重。 

接着，在时刻t3中再次产生电弧时，如图(A)所示，焊接电流Iw逐渐减少，如图(B)所示，焊接电压Vw变为数十V左右的电弧电压值。该电弧期间Ta中，由于电弧热等熔化焊丝1的前端形成熔滴1a，同时熔化母材2。一般，在熔化电极电弧焊接中，为了使电弧长度最佳化使用恒压特性的焊接电源。在伴随短路的熔化电极电弧焊接中，焊接电流平均值(送丝速度)低时，变为短路过渡焊接，在焊接电流平均值高时变为熔滴过渡焊接等。 

在伴有短路的焊接中，在时刻t3再次产生电弧3时的电流值Ia大时，自电弧3到熔池2a的压力(电弧力)非常大，产生大量的飞溅。即与电弧再次产生时的焊接电流值Ia大致成比例地增加飞溅发生量。因此，为了抑制飞溅的发生，需要减小电弧再次产生时的焊接电流值Ia。作为其方法，现已提出各种方案，检测上述缩颈现象发生，使焊接电流Iw急剧减少， 减小电弧再次产生时的焊接电流Ia的缩颈检测控制方法。以下对该现有技术进行说明。 

图6是应用了现有技术的缩颈检测控制方法的焊接电源的方框图。在该图中，省略了与送丝相关的模块。以下，参照该图对各个模块进行说明。 

电源主电路PM，以三相200V等的商用电源作为输入，根据后述的误差放大信号Ea进行逆变控制、晶闸管相位控制等的输出控制，输出电压Eo和焊接电流Iw。晶体管TR和电阻器R的并联电路被插入通电路径，如后面所述，通过在缩颈检测时晶体管TR为截止状态、经过电阻器R而通电，使焊接电流Iw骤减。在该短路负载状态中，因为在检测缩颈时停止从电源主电路PM的输出，所以焊接电流Iw由于蓄积在电源主电路PM内的电抗器中的电能被放电而减小。该减小速度根据短路负载的电阻值和电抗器的电感值决定。因此，为了加速减小速度，在缩颈检测时在通电路径中插入上述电阻器R。该电阻器R的值，为短路负载(0.01Ω左右)的数十倍左右。由此，在缩颈检测时，焊接电流Iw在100μs左右的时间内骤减。焊丝1以恒定速度供给，在其与母材2之间产生电弧3。 

电压检测电路VD，检测焊接电压Vw并输出电压检测信号Vd。电压微分电路DV，对该电压检测信号Vd进行微分，输出电压微分信号Dv＝dVw/dt。上述电压检测信号Vd通入低通滤波器，由电压滤波电路VF除去高频率噪声成份，并输出电压滤波信号Vf。短路判断电路SD比较该电压滤波信号Vf和预定的短路判断值Vts，在短路期间中输出高电平的短路判断信号Sd。缩颈检测电路ND，在短路期间中的上述电压微分信号Dv达到预定的缩颈检测基准值Vtn时刻(缩颈检测时刻)，输出短时间为高电平的缩颈检测信号Nd。触发器电路FF输出缩颈检测期间信号Tn，该缩颈检测期间信号Tn由上述缩颈检测信号Nd置位变为低电平，由上述短路判断信号Sd的下降沿(电弧再次产生时)复位返回为高电平。 

驱动电路DR，在上述缩颈检测期间信号Tn为高电平时，输出将上述晶体管TR置为导通状态的驱动信号Dr。缩颈检测期间信号Tn从缩颈检测时刻开始到电弧再次产生时刻的缩颈期间中为低电平，该期间中，晶体管TR为截止状态，焊接电流Iw因为经由电阻器R通电而急剧减少。 

上升期间设定电路TUR，输出预定的上升期间设定信号Tur。低缩颈 电流设定电路IMR输出预定的低缩颈电流设定信号Imr。高电弧电流设定电路IHR输出预定的高电弧电流设定信号Ihr。缩颈检测时电流控制电路NIC将上述的各个设定信号Tur、Imr、Ihr和上述的缩颈检测期间信号Tn作为输入，输出图7中后述的电源特性切换信号Sw和电流设定信号Ir。 

输出电压设定电路ER输出预定的输出电压设定信号Er。电流检测电路ID检测焊接电流Iw，输出电流检测信号Id。输出电压检测电路ED检测输出电压Eo，将输出电压检测信号Ed输出。电压误差放大电路EV放大上述输出电压设定信号Er和上述输出电压检测信号Ed之间的误差，输出电压误差放大信号Ev。电流误差放大电路EI放大上述电流设定信号Ir和上述电流检测信号Id之间的误差，输出电流误差放大信号Ei。电源特性切换电路SW，以上述电源特性切换信号Sw作为输入，在图7后述的缩颈期间和上升期间Tu中，切换到b侧，输出上述电流误差放大信号Ei作为误差放大信号Ea，除此之外的期间中，切换到a侧，输出上述电压误差放大信号Ev作为误差放大信号Ea。因此，切换到a侧的期间为恒流特性期间，切换到b侧的期间为恒压特性期间。 

图7是图6所述的焊接电源中的各个信号的时序图。该图(A)表示焊接电流Iw，该图(B)表示焊接电压Vw，该图(C)表示短路判别信号Sd，该图(D)表示缩颈检测信号Nd，该图(E)表示电压微分信号Dv，该图(F)表示缩颈检测期间信号Tn，该图(G)表示电流设定信号Ir。以下，参照该图进行说明。 

时刻t1～t3的短路期间Ts中，如该图(C)所示，短路判断信号Sd，由于上述低通滤波器的影响，上升沿和下降沿延迟了Td而变为高电平。因此，短路判断信号Sd变为低电平是从电弧再次产生时刻t3延迟Td后的时刻t4开始。该延迟时间Td如上所述，为数百μs左右。 

在时刻t2中，如图(B)所示，熔滴中发生缩颈、焊接电压值Vw上升时，如图(D)所示，电压微分信号Dv＝dVw/dt急剧变大，达到预定的缩颈检测基准值Vtn。其结果，如图(E)所示，缩颈检测期间信号Tn变为低电平。该缩颈检测期间信号Tn，直至该图(C)所示的短路判断信号Sd变为低电平的时刻t4之前继续为低电平。如图(G)所示，电流设定信号Ir，自图(C)所示的短路判断信号Sd在时刻t4变为低电平的时 刻开始，在由图6的上升期间设定信号Tur所决定的上升期间Tu中，变为图6的高电弧电流设定信号Ihr的值，此外的期间中，为低缩颈电流设定信号Imr的值。另外，同时，在图中未示出的图6的电源特性切换信号Sw在时刻t2～t5的期间为高电平，具有恒流特性，除此之外的期间为低电平，具有恒压特性。 

如该图(E)所示，缩颈检测期间信号Tn为低电平时刻t2～t4的期间中，图6的晶体管TR为截止状态，如图(A)所示，焊接电流Iw从时刻t2开始骤减，维持在由该图(G)所示的低缩颈电流设定信号Imr所设定的低缩颈电流Im。在时刻t3中，如图(B)所示，在时刻t3再次产生电弧，焊接电压Vw急剧上升。在该电弧再次产生时刻，如该图(A)所示，焊接电流值Iw为数十A的低缩颈电流值Im，降低飞溅的发生。在时刻t4，如图(G)所示，因为电流设定信号Ir变为高电弧电流设定信号Ihr，所以如图(A)所示，焊接电流Iw上升到由高电弧电流设定信号Ihr设定的高电弧电流值Ih，在时刻t5过渡到由恒压特性决定的电弧电流。但是，如图(D)所示，电压微分信号Dv急剧上升直至时刻t2，从时刻t2开始随着焊接电流Iw的骤减而急剧下降，在电弧再次产生时由于焊接电压Vw急剧上升而再次急剧上升，在时刻t3之后由于焊接电压Vw的变化变小而大致为零。 

如上所述，在现有技术中，通过将电弧再次产生时刻的焊接电流值控制为低缩颈电流值Im，可以降低飞溅的发生(参照专利文献1)。 

专利文献1：特开2006-26718号公报。 

在上述图7中，如该图(C)所示，短路判断信号Sd的下降沿的时刻(时刻t4)从再次产生电弧时刻(时刻t3)开始仅延迟了Td。其原因是如上所述，为了防止短路的误判断，根据通过低通滤波器的焊接电压Vw进行判断的缘故。由于该延迟时间Td，如图(A)所示，即使在时刻t3再次产生电弧，焊接电流Iw也不增加始终为低值。而且，上述延迟时间Td通过低通滤波器的设定而固定，其值也为数十μs不可忽视的大小。 

在比较小的电流区域的短路过渡焊接中，上述的延迟时间Td对焊接稳定性不会成为大问题。但是，在中/大电流区域的短路过渡和熔滴过渡混在的焊接、熔滴过渡焊接、射流过渡焊接等焊接中，该延迟时间Td往往 会对焊接稳定性带来很大的影响。这是由于在中/大电流区域焊接中，短路多为不规则地发生，由此发生短路时的熔滴大小存在很大的偏差。因此，在缩颈现象的进展状态也发生偏差，缩颈检测精度中也发生偏差。其最终结果，也常常在缩颈现象的最后阶段进行缩颈检测，在这种情况下，在缩颈刚刚检测之后(数十μs以内)再次产生电弧。 

图8是上述的缩颈检测之后再次产生电弧时的与图7对应的时序图。该图(A)～(G)的各个信号和图7相同。以下，参照该图进行说明。 

在时刻t2缩颈开始，如该图(B)所示，焊接电压Vw上升，如该图(D)所示，电压微分信号Dv急剧上升，达到缩颈检测基准值Vtn，如该图(E)所示，缩颈检测信号Nd短时间为高电平。响应该动作，如该图(F)所示，缩颈检测期间信号Tn变为低电平，晶体管TR变为截止状态，因此，如该图(A)所示，焊接电流Iw骤减。 

在时刻t2之后的时刻t3中，再次产生电弧时，如该图(B)所示，焊接电压Vw急剧上升。但是，如该图(C)所示，短路判断信号Sd由于低通滤波器的影响，下降沿延迟Td直至时刻t4为止一直为高电平。在该期间中，因为该图(F)所示的缩颈检测期间信号Tn一直为低电平，所以晶体管TR一直处于截止状态，如图(A)所示，焊接电流Iw为低缩颈电流值Im。在时刻t4中，如图(C)所示，因为经过了延迟时间Td，所以短路判断信号Sd变为低电平(电弧状态)。响应该动作，如该图(E)所示，缩颈检测期间信号Tn为高电平，晶体管TR为导通状态。同时，如该图(F)所示，因为电流设定信号Ir变为高电弧电流设定值Ihr，所以如该图(A)所示，焊接电流Iw开始增加。 

在中/大电流区域焊接中，送丝速度比小电流区域焊接快，且熔池的振动也很大。因此，在时刻t3再次产生电弧之后直至时刻t5为止的期间中焊接电流Iw为低值，熔化速度比送丝速度慢，电弧长度变短，由于熔池振动在时刻t5发生再次短路。该再次短路是在焊丝前端未熔化的状态(没有熔滴的状态)下发生的。 

在时刻t5发生短路时，如该图(B)所示，焊接电压Vw变为低值。如该图(A)所示，焊接电流Iw响应短路负载而增加，如该图(C)所示，短路判断信号Sd稍微延迟变为高电平。如上所述，该再次短路因为是在 焊丝前端未熔化的状态下，所以即使是过去了到时刻t6之前的规定时间短路也未解除。因此，在时刻t6，如该图(A)所示，使焊接电流Iw逐步增加为大值(短路解除电流值)、通过熔断焊丝进行强制的短路解除。其结果，在时刻t7中焊丝熔断而再次产生电弧。此时，因为焊丝熔断所以不发生缩颈。另外，时刻t6之后因为进入短路强制解除处理，所以如图(D)所示，电压微分信号Dv的值即使达到缩颈检测基准值Vtn，也不会输出该图(E)所示的缩颈检测信号Nd。 

在进行上述的短路强制解除时，随着以大电流值的焊丝熔断，产生大量的飞溅且焊接状态也不稳定。该焊接状态的不稳定将会助长短路发生的不规则性，引起时刻t2～t7的状态频发，焊接品质大幅度地恶化。 

发明内容

因此，本发明提供一种可以解决上述问题的熔化电极电弧焊接的缩颈检测控制方法。 

为了解决上述问题，本发明第一方案的熔化电极电弧焊接的缩颈检测控制方法，在熔化电极和母材之间重复电弧产生状态和短路状态的熔化电极电弧焊接中，根据熔化电极/母材间的电压值或者电阻值的微分值达到预定的缩颈检测基准值，自短路状态中检测作为再次产生电弧的前兆现象的熔滴缩颈现象，检测到该缩颈现象时，按照使通电短路负载的焊接电流骤减并降为低电流值，在再次产生电弧时增加焊接电流的方式进行输出控制，在所述微分值达到所述缩颈检测基准值的时刻的所述微分值的变化率小于规定值时，判断为通常的缩颈期间，进行所述焊接电流的骤减，在所述微分值达到所述缩颈检测基准值的时刻的所述微分值的变化率在所述规定值以上时，判断为比所述通常短的缩颈期间，不进行所述焊接电流的骤减，通过所述微分值达到比所述缩颈检测基准值大的值、即达到预定的电弧再次产生基准值来判断所述电弧再次产生。 

本发明第二方案，根据第一方案所述的熔化电极电弧焊接的缩颈检测控制方法，所述焊接电流的骤减仅在所述微分值达到所述缩颈检测基准值时刻的所述微分值的变化率小于规定值时进行。 

发明效果 

根据上述本发明第一方案，通过焊接电压的微分值达到预定的电弧再次产生基准值可以无延迟地检测出电弧再次产生。因此，缩颈检测控制中，从电弧再次产生开始可以无延迟地增加焊接电流。其结果，在缩颈检测之后再次产生电弧时，因为能够从电弧再次产生的瞬间增加焊接电流，所以 电弧长度缩短，也不会发生再次短路，可以提高焊接状态的稳定性。特别是在中/大电流区域的焊接中其效果更明显。 

根据上述发明第二方案，在缩颈检测时刻的焊接电压的二阶微分值(焊接电压的微分值的变化率)在基准值以上时，判断电弧再次产生临近、缩颈期间短，不进行焊接电流的骤减。另一方面，在焊接电压的二阶微分值小于基准值时，判断为通常的缩颈期间，使焊接电流骤减。由此，除了发明第一方案的效果之外，提高缩颈期间短时的稳定性且进一步提高焊接整体的稳定性。此时，在短缩颈期间和通常的缩颈期间的短路混在的中/大电流区域的焊接中，其效果更明显。 

附图说明

图1是表示本发明的实施方式一相关的熔化电极电弧焊接的缩颈检测控制方法的时序图。 

图2是用于实施与实施方式一有关的熔化电极电弧焊接的缩颈检测控制方法的焊接电源的方框图。 

图3是实施本发明的实施方式二相关的熔化电极电弧焊接的缩颈检测控制方法的时序图。 

图4是用于实施本发明的实施方式二相关的熔化电极电弧焊接的缩颈检测控制方法的焊接电源中的第二缩颈检测电路ND2的详细方框图。 

图5是重复短路期间Ts和电弧期间Ta的熔化电极电弧焊接中的电流/电压波形图和熔滴过渡图。 

图6是应用了现有技术的缩颈检测控制方法的焊接电源的方框图。 

图7是图6的焊接电源中的各个信号的时序图。 

图8是用于说明问题的、与图7对应的时序图。 

图中：1-焊丝，1a-熔滴，2-母材，2a-熔池，3-电弧，AD-电弧再次产生判断电路，Ad-电弧再次产生判断信号，CP-比较电路，D2V-变化率计算电路，D2v-变化率信号，DR-驱动电路，Dr-驱动信号，DV-电压微分电路，Dv-电压微分信号，Ea-误差放大信号，ED-输出电压检测电路，Ed-输出电压检测信号，EI-电流误差放大电路，Ei-电流误差放大信号，Eo-输出电压，ER-输出电压设定电路，Er-输出电压 设定信号，EV-电压误差放大电路，Ev-电压误差放大信号，FF-触发电路，FF2-第二触发电路，Ia-电弧再次产生时焊接电流值，ID-电流检测电路，Id-电流检测信号，Ih-高电弧电流值，IHR-高电弧电流设定电路，Ihr-高电弧电流设定信号，Im-低缩颈电流值，IMR-低缩颈电流设定电路，Imr-低缩颈电流设定信号，Ir-电流设定信号，Iw-焊接电流，ND-缩颈检测电路，Nd-缩颈检测信号，ND2-第二缩颈检测电路，NIC-缩颈检测时电流控制电路，PM-电源主电路，R-电阻器，r-(导电嘴/母材间的)电阻值，SD-短路判断电路，Sd-短路判断信号，SW-电源特性切换电路，Sw-电源特性切换信号，Ta-电弧期间，Td-延迟时间，Tn-缩颈检测期间信号，TR-晶体管，Ts-短路期间，Tu-上升期间，TUR-上升期间设定电路，Tur-上升期间设定信号，VD-电压检测电路，Vd-电压检测信号，VF-电压滤波电路，Vf-电压滤波信号，Vta-电弧再次产生基准值，Vtm-变化率基准值，Vtn-缩颈检测基准值，Vts-短路判断值，Vw-焊接电压。 

具体实施形式 

以下参照附图详细说明本发明的实施方式。 

(实施方式一) 

图1是表示本发明的实施方式一相关的熔化电极电弧焊接的缩颈检测控制方法的时序图。该图(A)表示焊接电流Iw，该图(B)表示焊接电压Vw，该图(C)表示电弧再次产生判断信号Ad，该图(D)表示电压微分信号Dv，该图(E)表示缩颈检测信号Nd，该图(F)表示缩颈检测期间信号Tn，该图(G)表示电流设定信号Ir。该图与上述图8对应，该图(C)的电弧再次产生判断信号Ad在图7中为短路判断信号Sd。该图，与上述图8同样，是缩颈检测之后再次产生电弧的情况。以下，参照该图进行说明。 

在时刻t2产生缩颈时，如该图(D)所示，电压微分信号Dv急剧上升，达到缩颈检测基准值Vtn。对此进行响应，如该图(E)所示，缩颈检测信号Nd在短时间为高电平，如该图(F)所示，因为缩颈检测期间信号Tn变为低电平，图2的晶体管TR变为截止状态，所以如该图(A)所 示，焊接电流Iw减少。 

在时刻t3再次产生电弧时，如该图(B)所示，焊接电压Vw急剧上升。其上升率为时刻t2的缩颈发生时的至少1.5倍以上。因此，在时刻t3，如该图(D)所示，电压微分信号Dv达到预定的电弧再次产生基准值Vta。这里，电弧再次产生基准值Vta是比缩颈检测基准值Vtn大的值。在时刻t3变为Dv≥Vta时，如该图(C)所示，电弧再次产生判断信号Ad短时间变为高电平。对此进行响应，如该图(E)所示，缩颈检测期间信号Tn变为高电平，晶体管TR成为导通状态。同时，如该图(G)所示，电流设定信号Ir变为高电弧电流设定值Ihr。其结果，不会自时刻t3时刻开始延迟地增加焊接电流Iw。 

如上所述，时刻t2的缩颈检测之后的时刻t3即使再次产生电弧，因为焊接电流Iw立即上升到高电弧电流值Ih，所以不会发生再次短路、焊接状态稳定。 

图2是用于实施与上述实施方式一相关的熔化电极电弧焊接的缩颈检测控制方法的焊接电源的方框图。在该图中，与上述图6相同的方框赋予相同的符号省略其说明。以下，对用虚线表示的与图6不同的方框进行说明。 

在短路期间中的电压微分信号Dv的值达到预定的电弧再次产生基准值Vta时刻，电弧再次产生判断电路AD短时间输出为高电平的电弧再次产生判断信号Ad。第二触发电路FF2输出缩颈检测期间信号Tn，该缩颈检测期间信号Tn根据缩颈检测信号Nd变为低电平，根据上述电弧再次产生判断信号Ad变为高电平。 

(实施方式二) 

图3是表示本发明的实施方式二相关的熔化电极电弧焊接的缩颈检测控制方法的时序图。该图(A)～(G)所示的各信号，与上述图1相同。该图为，自缩颈检测时刻开始到电弧再次产生为止的缩颈期间短的情况。通常，该缩颈期间为数百μs左右，但是在该图中为100μs以下左右的情况。在中/大电流区域的焊接中，继续保持原值的焊接电流Iw的通电，比在该缩颈期间短的情况下使焊接电流Iw骤减，焊接状态往往更加稳定。这是由于，缩颈期间通常的短路和缩颈期间短的少数的短路混在，缩颈期 间短的短路时，使焊接电流Iw不骤减一方反而提高焊接整体的稳定性的缘故。以下，参照附图，对该情况的动作进行说明。 

在时刻t2发生缩颈时，如该图(B)所示，焊接电压Vw上升，如该图(D)所示，电压微分信号Dv急剧上升达到缩颈检测基准值Vtn。在该时刻，计算电压微分信号Dv的变化率D2v，将该值与预定的变化率基准值Vtm比较。而且，在D2v≥Vtm时，不输出如图(E)所示的缩颈检测信号Nd(维持低电平)，在D2v＜Vtm时，输出缩颈检测信号Nd(变化为高电平)。因为该图为D2v≥Vtm的情况，所以不输出缩颈检测信号Nd。因此，该图(F)所示的缩颈检测期间信号Tn保持高电平，晶体管TR保持导通状态。因此，如该图(A)所示，焊接电流Iw不骤减而保持原值。而且，在时刻t2之后的时刻t3再次产生电弧时，如该图(D)所示，电压微分信号Dv的值为电弧再次产生基准值Vta以上，如该图(C)所示，电弧再次产生判断信号Ad短时间变为高电平。但是，如该图(E)所示，因为缩颈检测期间Tn是高电平所以维持其状态不变。因此，如该图(A)所示，在时刻t3再次产生电弧时焊接电流Iw按照电弧负载缓慢减少。 

在上述中，电压微分信号Dv的变化率D2v为D2v＝dDv/dt。因此，电压微分信号Dv的变化率D2v为焊接电压Vw的二阶微分值D2v＝d²Vw/dt²。在时刻t2的缩颈检测时刻，该变化率D2v越大缩颈进行得越快，预示电弧再次产生临近。因此，根据该变化率D2v的值推测缩颈期间是否短，可以进行判断。 

图4是用于实施与上述实施方式二相关的熔化电极电弧焊接的缩颈检测控制方法的焊接电源中的第二缩颈检测电路ND2的详细方框图。焊接电源整体的方框图与上述图2相同。但是，图2的缩颈检测电路ND置换成该图的第二缩颈检测电路ND2。以下，参照该图进行说明。 

变化率计算电路D2V，计算电压微分信号Dv的变化率(微分值)，输出变化率信号D2v。比较电路CP，在电压微分信号Dv的值与缩颈检测基准值Vtn相等，且该瞬间的上述变化率信号D2v的值小于变化率基准值Vtm时，输出短时间为高电平的缩颈检测信号Nd。因此，变化率信号D2v的值在变化率基准值Vtm以上时，不输出缩颈检测信号Nd(仍维持低电平)。 

根据上述实施方式二，在缩颈检测时刻的焊接电压的二阶微分值D2v为基准值Vtm以上时，判断为电弧再次产生临近，不进行焊接电流Iw的骤减。在焊接电压的二阶微分值D2v小于基准值Vtm时，判断为通常的缩颈期间，使焊接电流Iw骤减。由此，除了实施方式一的效果之外，特别是在中/大电流区域的焊接中，进一步提高焊接稳定性。 

在上述实施方式1～2中，以根据焊接电压Vw的变化进行缩颈检测为例进行说明，但是如上所述，可以根据导电嘴/母材之间的电阻值r的变化进行缩颈检测。本发明在中/大电流区域的焊接中效果显著，但是在小电流区域的焊接中也可以起到焊接稳定化的效果。 

Claims (1)

1.一种熔化电极电弧焊接的缩颈检测控制方法，在熔化电极和母材之间重复电弧产生状态和短路状态的熔化电极电弧焊接中，根据熔化电极/母材间的电压值或者电阻值的微分值达到预定的缩颈检测基准值，自短路状态中检测作为再次产生电弧的前兆现象的熔滴缩颈现象，检测到该缩颈现象时，按照使通电短路负载的焊接电流骤减并降为低电流值，在再次产生电弧时增加焊接电流的方式进行输出控制，

在所述微分值达到所述缩颈检测基准值的时刻的所述微分值的变化率小于规定值时，判断为通常的缩颈期间，进行所述焊接电流的骤减，在所述微分值达到所述缩颈检测基准值的时刻的所述微分值的变化率在所述规定值以上时，判断为比所述通常短的缩颈期间，不进行所述焊接电流的骤减，

通过所述微分值达到比所述缩颈检测基准值大的值、即达到预定的电弧再次产生基准值来判断所述电弧再次产生。

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