CN102430840B - 交流脉冲电弧焊接控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的交流脉冲电弧焊接控制方法，在电极负极性基础期间(Tbn)中，进行小于临界值的电极负极性基础电流(Ibn)的通电；接着在电极负极性峰值期间(Tpn)中进行比所述电极负极性基础电流(Ibn)的值大的电极负极性峰值电流(Ipn)的通电；接着在电极正极性峰值期间(Tp)中进行临界值以上的电极正极性峰值电流(Ip)的通电；接着在电极正极性基础期间(Tb)中进行小于临界值的电极正极性基础电流(Ib)的通电，从而进行焊接。所述电极正极性基础电流(Ib)具有绝对值随着时间经过而变小的倾斜。由于电极正极性基础电流(Ib)的前半部分的电流值变大从而能抑制电弧消失，且由于后半部分的电流值变小从而能减少溅射。

Description

交流脉冲电弧焊接控制方法

技术领域

本发明涉及一种能够在将电极负极性电流比率设定为较大的值时，得到稳定的焊接状态的交流脉冲电弧焊接控制方法。

背景技术

在一般的交流脉冲电弧焊接中，将焊丝以恒定速度进行送给的同时，通过将在电极正极性期间中的峰值电流及基础电流的通电、和在电极负极性期间中的基础电流的通电作为一周期进行反复，来进行焊接。在该交流脉冲电弧焊接中，能够通过调整电极负极性期间并改变电极负极性电流比率，来调整对母材的热量输入。因此，低热量输入焊接成为可能，从而能够进行高品质的薄板焊接。另外，通过改变电极负极性电流比率，能够配合工件(work)而使熔入深度、余高高度等的焊道(Bead)形状恰当。电极负极性电流比率被定义为：电极负极性基础电流的绝对值相对于作为交流的焊接电流的绝对值的平均值所占的百分率。在此，焊接焊道的截面由熔入部、余高部来形成。于是，将作为表示焊道形状的一个指标的稀释率定义为：稀释率(％)＝((熔入部的面积)/(熔入部的面积+余高部的面积))×100。即，表示出稀释率越小，熔入部的面积所占的比例越小。在交流脉冲电弧焊接中，电极负极性电流比率越大，稀释率越小。在一般的交流脉冲电弧焊接中，通常，电极负极性电流比率设定在0～30％的范围内，以获得期望的稀释率的焊道形状。在此，电极负极性电流比率＝0时，意味着是直流的脉冲电弧焊接。

但是，根据工件的不同，有时需要形成为减小了熔入部并增大了余高部的稀释率非常小的焊道形状。例如，在钢铁材料的薄板焊接中，存在有针对焊接结合部有较大缝隙的工件进行高速焊接的情况。在这种情况下，需要对缝隙以熔融金属来填埋，而且，为了减小熔入，而需要成为稀释率非常小的焊道形状。为了形成这样的焊道形状，需要将电极负极性电流比率设定为比上述通常范围更大的值即30％以上。有时也可能发生需要设定为超过50％的值的情况。这样，在将电极负极性电流比率设定为比通常范围更大的值的情况下，在一般的交流脉冲电弧焊接中，由于焊接状态不稳定，从而不能进行良好焊接。为解决该技术问题，提出了以下所示的现有技术(例如，参照专利文献1)。在该现有技术中，通过跨电极正极性与电极负极性这两极性来进行峰值电流的通电，从而即使在电极负极性电流比率被设定为较大的值的情况下，也能够获得稳定的焊接状态。以下，对该现有技术进行说明。

图4是将电极负极性电流比率设定为比通常范围要大的值并使用的交流脉冲电弧焊接方法中的焊接电流Iw的波形图。在图4中，从0A起，其上侧表示电极正极性EP，下侧表示电极负极性EN。图4是将电极负极性电流比率设定为比通常范围(0～30％左右)大的情况。在图4中，为了防止极性切换时的电弧消失，在极性切换时，将短时间的期间高电压施加在焊丝与母材之间。以下，参照图4进行说明。

在以下的说明中所利用的术语“临界值”是指，焊丝的熔滴过渡状态成为雾化过渡状态的焊接电流值(绝对值)，其值因焊丝的材质、直径、保护气体的种类等而不同。在交流脉冲电弧焊接中经常使用直径1.6mm的铝线丝(保护气体是氩气)的情况下，临界值为350A左右。另外，在直径1.2mm的钢铁线丝(保护气体为氩气80％+二氧化碳气体20％)的情况下，临界值为450A左右。

在时刻t1～t2的电极负极性基础期间Tbn中，进行小于临界值的电极负极性基础电流Ibn的通电。在时刻t2～t3的电极负极性峰值期间Tpn中，进行比上述电极负极性基础电流Ibn的值大的电极负极性峰值电流Ipn的通电。在时刻t3，反转极性。在时刻t3～t4的电极正极性峰值期间Tp中，进行临界值以上的电极正极性峰值电流Ip的通电。在时刻t4～t5的电极正极性基础期间Tb中，进行小于临界值的电极正极性基础电流Ib的通电。在时刻t5～t6再次成为上述电极负极性基础期间Tbn，在时刻t6～t7再次成为上述电极负极性峰值期间Tpn，在时刻t7～t8再次成为上述电极正极性峰值期间Tp。时刻t1～t5的期间成为1脉冲周期Tf。另外，时刻t1～t3的期间成为电极负极性期间Ten。

上述电极负极性基础电流Ibn、上述电极负极性峰值期间Tpn、上述电极负极性峰值电流Ipn、上述电极正极性峰值期间Tp、上述电极正极性峰值电流Ip、上述电极正极性基础期间Tb以及上述电极正极性基础电流Ib均被预先设定为恰当值。另外，虽省略了图示，但以使作为交流的焊接电压的绝对值的平均值与预先确定的电压设定值相等的方式来对上述电极负极性基础期间Tbn进行反馈控制，由此来改变脉冲周期Tf。这样，按照将电弧长度维持为恰当值的方式来进行电弧长度控制(焊接电源的输出控制)。该控制方式被称为频率调制控制。

上述电极负极性基础电流Ibn处于80～150A左右的范围，且基于送给速度并通过实验而被设定为恰当值。上述电极负极性峰值期间Tpn处于1～5ms的范围，且基于送给速度以及电极负极性电流比率并通过实验而被设定为恰当值。上述电极负极性峰值电流Ipn处于200～500A的范围，且基于送给速度以及电极负极性电流比率并通过实验而被设定为恰当值。因此，该电极负极性峰值电流Ipn被设定为从小于临界值的值至临界值以上的值。上述电极正极性峰值期间Tp以及电极正极性峰值电流Ip按照成为1脉冲周期1熔滴过渡状态的方式，基于焊丝的材质、直径、保护气体的种类等并通过实验而被设定为恰当值。因此，电极正极性峰值电流Ip被设定为临界值以上。例如，在直径1.2mm的钢铁线丝的情况下，Tp＝1.6ms以及Ip＝460A。上述电极正极性基础期间Tb处于2～6ms的范围，且基于电极负极性电流比率并通过实验而被设定为恰当值。上述电极正极性基础电流Ib处于40～70A的范围，且基于送给速度并通过实验而被设定为恰当值。

在图4中，电极负极性电流比率Ren能够定义为下式。

Ren＝((Tpn·|Ipn|+Tbn·|Ibn|)/(Tp·Ip+Tpn·|Ipn|+Tbn·|Ibn|+Tb·Ib))×100

...(1)式

其次，在图4中，对熔滴的形成以及过渡进行说明。在时刻t4的电极正极性峰值期间Tp的结束时刻，熔滴的缩颈急速推进，在时刻t4～t5的电极正极性基础期间Tb中，熔滴过渡至熔融池。另外，在该电极正极性基础期间Tb中，进行小于临界值的小电流进行通电，且为电极正极性EP，所以，过渡后，也仅产生焊丝前端部的稍许熔融，几乎不形成熔滴。在时刻t5～t6的电极负极性基础期间Tbn中，形成熔滴。由于将电极负极性电流比率设定为变大，而导致电极负极性基础期间Tbn变长，使电极负极性基础电流Ibn也成为比电极正极性基础电流Ib大的值。而且，较之于电极正极性EP，在电极负极性EN中，即使是相同电流值，也会促进焊丝前端部的熔融，所以，形成熔滴。在时刻t6～t7的电极负极性峰值期间Tpn中，由于电极负极性基础电流Ibn以上的大电流进行通电，所以熔滴进一步变大。在该期间的结束附近虽在熔滴中发生缩颈，但熔滴的尺寸较大还不至于使之过渡。在时刻t7～t8的电极正极性峰值期间Tp中，由于临界值以上的大电流进行通电，所以对熔滴的缩颈部会作用较强的电磁性收缩力，急速推进缩颈，在下一电极正极性基础期间Tb中，熔滴过渡。该进行过渡的熔滴尺寸与以直流脉冲电弧焊接以及以通常的电极负电流比率进行的交流脉冲电弧焊接的情况相比变大。如上所述，当电极负极性电流比率设定为较大的值时，在电极负极性基础期间Tbn中也形成熔滴，在峰值期间中应过渡的熔滴的尺寸变大。因此，通过设置2个峰值期间，且将一方设为电极负极性峰值期间Tpn，将另一方设为电极正极性峰值期间Tp，从而能够可靠地向大尺寸的熔滴过渡。而且，通过改变该2个峰值期间的极性，能够将电极负极性电流比率设定为较大的值。

在图4中，在要将电极负极性电流比率调整为期望值时，可通过改变上述电极负极性基础期间Tbn、上述电极负极性基础电流Ibn、上述电极负极性峰值期间Tpn以及上述电极负极性峰值电流Ipn来进行。

专利文献1：JP特开2010-75983号公报

如上所述，在现有技术的交流脉冲电弧焊接中，以使熔滴在电极正极性基础期间Tb中进行过渡的方式，来设定各参数。这是因为在电极正极性基础期间Tb中熔滴进行过渡会使溅射成为最少。在电极正极性峰值期间Tp中，熔滴进行过渡时，通过大电流值的电极正极性峰值电流Ip的通电，会对熔滴作用较强的电弧力，因此易于发生溅射。另外，从电极正极性基础期间Tb至电极负极性基础期间Tbn的极性切换时，在熔滴尚未进行过渡的情况下，会发生由极性切换时电弧力的复杂变化所引起的溅射。因此，为了减少溅射的发生，在电极正极性基础期间Tb中，熔滴进行过渡是重要的。

如上所述，随着增大电极负极性电流比率的设定，也将电极正极性基础期间Tb设定得较长。这是因为电极负极性电流比率越变大，熔滴的尺寸也越变大，过渡定时会随之延迟。即，由于在电极正极性峰值期间Tp中，在熔滴中会形成缩颈，在进入电极正极性基础期间Tb后直至该熔滴进行过渡为止所需的时间会变长。通过这样做，从而即使电极负极性电流比率的设定变大，熔滴尺寸变大，也能够可靠地在电极正极性基础期间Tb中进行过渡。

但是，由于在电极负极性电流比率的设定变大时，熔滴尺寸会变大，所以，在电极正极性基础期间Tb中使之过渡也会发生溅射。这是由于在电极正极性基础期间Tb中，50A左右的电极正极性基础电流Ib进行了通电，从而通过基于该通电的电弧力而在熔滴过渡时会发生溅射的缘故。为了减小该溅射，只要减小电极正极性基础电流Ib即可。但是，在减小电极正极性基础电流Ib时，易于发生电弧消失，从而使焊接状态易于成为不稳定。

发明内容

在此，本发明的目的在于提供一种减少伴随在电极正极性基础期间中的熔滴过渡的溅射的发生且在电极正极性基础期间中不发生因电弧消失造成的焊接不稳定的交流脉冲电弧焊接控制方法。

为解决上述技术问题，技术方案1的发明是一种交流脉冲电弧焊接控制方法，在送给焊丝的同时以下列这些通电作为一周期而进行反复来进行焊接，所述这些通电为：在电极负极性基础期间中进行小于临界值的电极负极性基础电流的通电；接着在电极负极性峰值期间中进行比所述电极负极性基础电流的值大的电极负极性峰值电流的通电；接着在电极正极性峰值期间中进行临界值以上的电极正极性峰值电流的通电；接着在电极正极性基础期间中进行小于临界值的电极正极性基础电流的通电，所述交流脉冲电弧焊接控制方法的特征在于，所述电极正极性基础电流具有绝对值随着时间经过而变小的倾斜(倾斜度)。

技术方案2的发明是基于技术方案1的交流脉冲电弧焊接控制方法，其特征在于，所述电极负极性基础电流在绝对值随着时间经过而变大的倾斜之后，收敛于恒定值。

根据技术方案1的发明，电极正极性基础电流具有绝对值随着时间经过而变小的倾斜。因此，由于在电弧消失易发生的前半部分的电流值较大，所以能够抑制电弧消失。并且，在进行熔滴过渡的后半部分的电流值较小，所以能够减小溅射的发生。

根据技术方案2的发明，除上述效果外，电极负极性基础电流在绝对值随着时间经过而变大的倾斜之后会收敛于恒定值。因此，能够减小在刚极性切换之后的电流值，从而能够减少溅射的发生。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的交流脉冲电弧焊接控制方法的焊接电流波形图。

图2是本发明的实施方式1所涉及的焊接电源的方框图。

图3是图2的焊接电源中的各信号的时序图。

图4是现有技术的交流脉冲电弧焊接中的焊接电流波形图。

附图标号的说明：

1             焊丝

2             母材

3             电弧

4             焊炬

5             送给辊

D2a～D2d      次级整流器

DV            驱动电路

EI            电流误差放大电路

Ei            电流误差放大信号

EN            电极负极性

EP            电极正极性

EV            电压误差放大电路

Ev            电压误差放大信号

FC      送给控制电路

Fc      送给控制信号

FR      送给速度设定电路

Fr      送给速度设定信号

Ib      电极正极性基础电流

Ibc     恒定基础值

IBCR    恒定基础值设定电路

Ibcr    恒定基础值设定信号

Ibe     终端基础值

IBER    终端基础值设定电路

Iber    终端基础值设定信号

Ibn     电极负极性基础电流

IBNR    电极负极性基础电流设定电路

Ibnr    电极负极性基础电流设定信号

IBR     电极正极性基础电流设定电路

Ibr     电极正极性基础电流设定信号

Ibs     起始基础值

IBSR    起始基础值设定电路

Ibsr    起始基础值设定信号

ID      电流检测电路

Id      电流检测信号

INT     变频变压器

INV     变频器电路

Ip      电极正极性峰值电流

Ipn     电极负极性峰值电流

IPNR    电极负极性峰值电流设定电路

Ipnr    电极负极性峰值电流设定信号

IPR     电极正极性峰值电流设定电路

Ipr     电极正极性峰值电流设定信号

Ir      电流设定信号

Iw     焊接电流

Nd     电极负极性驱动信号

NTR    电极负极性晶体管

Pd     电极正极性驱动信号

PTR    电极正极性晶体管

Ren    电极负极性电流比率

RNR    电极负极性电流比率设定电路

Rnr    电极负极性电流比率设定信号

S      倾斜

SW     切换电路

Tb     电极正极性基础期间

Tbn    电极负极性基础期间

TBR    电极正极性基础期间设定电路

Tbr    电极正极性基础期间设定信号

Ten    电极负极性期间

Tf     脉冲周期(信号)

TM     计时器电路

Tm     计时器信号

Tp     电极正极性峰值期间

Tpn    电极负极性峰值期间

TPNR   电极负极性峰值期间设定电路

Tpnr   电极负极性峰值期间设定信号

TPR    电极正极性峰值期间设定电路

Tpr    电极正极性峰值期间设定信号

VAV    电压均衡电路

Vav    电压平均值信号

VD     电压检测电路

Vd     电压检测信号

VF     电压/频率转换电路

VR     电压设定电路

Vr    电压设定信号

Vw    焊接电压

WL    电抗器

WM    线丝送给电动机

具体实施方式

以下，参照图面，对本发明的实施方式进行说明。

实施方式1

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的交流脉冲电弧焊接控制方法的焊接电流Iw的波形图。在图1中，从0A起，其上侧表示电极正极性EP，下侧表示电极负极性EN。图1是表示电极负极性电流比率设定为比通常范围(0～30％左右)大的情况。在图1中，为了防止极性切换时的电弧消失，在极性切换时，将短时间的期间高电压施加至焊丝与母材之间。图1与上述图4对应，且除电极正极性基础期间Tb以及电极负极性基础期间Tbn的动作以外是相同的，所以省略其说明。以下，参照图1进行说明。

(1)电极正极性基础期间Tb的动作

在时刻t4～t5的电极正极性基础期间Tb中，进行具有随着从起始基础值Ibs至终端基础值Ibe的时间经过而变小的倾斜的电极正极性基础电流Ib的通电。预先设定了起始基础值Ibs以及终端基础值Ibe。例如，起始基础值Ibs为50～80A左右，终端基础值Ibe为10～30A左右。这些值与送给速度变大成比例，且在上述范围内设定成较大的值。如在现有技术的事项所说明的那样，电极正极性基础期间Tb与电极负极性电流比率变大成比例，且在2～6ms左右的范围内变长。在此，将电极正极性基础期间Tb的起始时刻(时刻t4)设为0ms，将其后的经过时间设为t(ms)时，在Tb＝2ms的情况下，t＝0ms时Ib＝Ibs，t＝2ms时Ib＝Ibe。相同地，在Tb＝6ms的情况下，t＝0ms时Ib＝Ibs，t＝6ms时Ib＝Ibe。即，

Ib＝((Ibe-Ibs)/Tb)·t+Ibs

...(1)式

在此，Ibs＞Ibe。因此，右侧下降的倾斜S(A/ms)＝(Ibe-Ibs)/Tb，随着电极正极性基础期间Tb的长度而成为不同的值。如上所述，使电极正极性基础电流Ib具有随着时间经过而变小的倾斜的理由为如下所述。即，电弧消失易于发生在电极正极性基础期间Tb的前半部分。尤其是，在电极正极性基础期间Tb的起始部分易于发生。这是因为在从大电流值的电极正极性峰值电流Ip切换为小电流值的电极正极性基础电流Ib时，由于电弧状态成为过渡性状态，从而易于发生电弧消失的缘故。在此，通过将起始基础值Ibs设为较大的值而将电极正极性基础电流Ib的前半部分设定得比后半部分要大，从而防止了电弧消失。另一方面，熔滴过渡是在电极正极性基础期间Tb的后半部分进行的。尤其是在电极正极性基础期间Tb的最后阶段进行的情形较多。为了将电极负极性电流比率设定为较大的值，而优选该电极正极性基础期间Tb较短。其反面，需将电极正极性基础期间Tb设定为在该期间中进行熔滴过渡。为了满足这些条件，将电极正极性基础期间Tb设定为在该期间中进行熔滴过渡的最短时间。其结果是，熔滴过渡的定时成为电极正极性基础期间Tb的后半部分。因此，通过将终端基础值Ibe设定为较小的值，从而将电极正极性基础电流Ib的后半部分的值设定得较小。这样，熔滴过渡时的电流值变小，所以能够减少溅射的发生。

另外，也可以按照以下这样地设定电极正极性基础电流Ib。若设定了倾斜S(A/ms)以及终端基础值Ibe，则电极正极性基础电流Ib能够设定为下式。

Ib＝S·t+(Ibe-S·Tb)

...(2)式

在此，设定为S＝-10A/ms左右，Ibe＝10～30A左右。以与送给速度成比例变大的方式，来设定终端基础值Ibe。例如，若设定为S＝-10A/ms以及Ibe＝20A，则在Tb＝2ms时Ibs＝40A，在Tb＝6ms时Ibs＝80A。

(2)电极负极性基础期间Tbn的动作

在时刻t1～t2以及时刻t5～t6的电极负极性基础期间Tbn中，极性切换后的本期间起始时，其绝对值成为上述终端基础值Ibe，且进行电极负极性基础电流Ibn的通电，该电极负极性基础电流Ibn具有随着时间的经过而绝对值变大的倾斜且收敛于恒定基础值Ibc的负的值。恒定基础值Ibc相当于图4的电极负极性基础电流值Ibn，且如上所述，被设定为80～150A左右的范围。与现有技术相同地，该恒定基础值Ibc被设定为与送给速度成比例地变大。倾斜的期间被设定在1～3ms左右的范围内。这样地减小极性切换后的电流值的理由如下所述。如上所述，熔滴过渡是在电极正极性基础期间Tb中进行的。但是，即使在熔滴过渡进行后，也成为在焊丝前端部留下有少量的残留熔滴的状态。在这样的状态下，在极性切换时，将发生溅射。该溅射的发生量是与极性切换后的电极负极性基础电流值Ibn成比例的。因此，若在电极负极性基础电流Ibn的起始时，使其从绝对值小的值起具有倾斜且向恒定基础值Ibc收敛，则能够减少溅射的发生量。

也可仅实施对上述(1)项的电极正极性基础电流Ib的倾斜控制。而且，也可以附加地实施上述(2)项的电极负极性基础电流Ibn的倾斜控制。

图2表示用于实施图1中上述本发明的实施方式1所涉及的交流脉冲电弧焊接控制方法的焊接电源的方框图。在图2中，为了防止极性切换时电弧消失，将数百V的高电压施加在焊丝1与母材2之间，在此省略了该高电压施加电路。以下，参照图2，对各方框进行说明。

变频器电路INV将3相200V等的交流商用电源AC作为输入，并对整流以及平滑后得到的直流电压，通过基于后述的电流误差放大信号Ei进行的脉冲幅宽调制控制来进行变频器控制，以输出高频交流。变频变压器INT将高频交流电压降压为适合于电弧焊接的电压值。次级整流器D2a～D2d对降压后的高频交流整流成直流。电极正极性晶体管PTR通过后述的电极正极性驱动信号Pd而成为导通状态，此时，焊接电源的输出成为电极正极性EP。电极负极性晶体管NTR通过后述的电极负极性驱动信号Nd而成为导通状态，此时，焊接电源的输出成为电极负极性EN。电抗器WL对有脉动的输出进行平滑处理。焊丝1通过与线丝送给电动机WM结合的送给辊5的旋转而被送给至焊炬4内，在与母材2之间发生电弧3。

电压检测电路VD对焊接电压Vw进行检测，并输出电压检测信号Vd。电压均衡电路VAV对该电压检测信号Vd的绝对值进行均衡化(平滑化、进行通过低通滤波器的处理等)，并输出电压平均值信号Vav。电压设定电路VR输出已预先确定的电压设定信号Vr。电压误差放大电路EV对上述电压设定信号Vr与电压平均值信号Vav的误差进行放大，并输出电压误差放大信号Ev。电压/频率转换电路VF将该电压误差放大信号Ev转换成与该电压误差放大信号Ev成比例的频率的信号，按照每一该频率而输出仅短时间成为High(高)电平的脉冲周期信号Tf。

送给速度设定电路FR输出已预先确定的送给速度设定信号Fr。送给控制电路FC将该送给速度设定信号Fr作为输入，并将用于以对应于该值的送给速度来送给焊丝1的送给控制信号Fc输出给上述线丝送给电动机WM。电极负极性电流比率设定电路RNR输出已预先确定的电极负极性电流比率设定信号Rnr。电极正极性峰值期间设定电路TPR输出已预先确定的电极正极性峰值期间设定信号Tpr。电极正极性基础期间设定电路TBR将上述电极负极性电流比率设定信号Rnr作为输入，并输出与该值对应的电极正极性基础期间设定信号Tbr。例如，针对Rnr＝30～80％的设定，在Tbr＝2～6ms的范围，作为比例关系而进行设定。电极负极性峰值期间设定电路TPNR将上述送给速度设定信号Fr以及上述电极负极性电流比率设定信号Rnr作为输入，并基于后述预先确定的电极负极性峰值期间设定函数来输出电极负极性峰值期间设定信号Tpnr。计时器电路TM将上述脉冲周期信号Tf、上述电极正极性峰值期间设定信号Tpr、上述电极负极性峰值期间设定信号Tpnr以及上述电极正极性基础期间设定信号Tbr作为输入，而输出计时器信号Tm，该计时器信号Tm为：每当脉冲周期信号Tf改变为短时间的高电平时，在通过电极负极性峰值期间设定信号Tpnr而确定的期间中，其值成为2；接着在通过电极正极性峰值期间设定信号Tpr而确定的期间中，其值成为3；接着在通过电极正极性基础期间设定信号Tbr而确定的期间中，其值成为4；接着在至下一脉冲周期信号Tf成为高电平为止的电极负极性基础期间中，其值成为1。

电极正极性峰值电流设定电路IPR输出已预先确定的电极正极性峰值电流设定信号Ipr。电极负极性峰值电流设定电路IPNR将上述送给速度设定信号Fr以及上述电极负极性电流比率设定信号Rnr作为输入，并基于后述的预先确定的电极负极性峰值电流设定函数来输出电极负极性峰值电流设定信号Ipnr。起始基础值设定电路IBSR将上述送给速度设定信号Fr作为输入，而输出与该值对应的起始基础值设定信号Ibsr。终端基础值设定电路IBER将上述送给速度设定信号Fr作为输入，而输出与该值对应的终端基础值设定信号Iber。电极正极性基础电流设定电路IBR将上述计时器信号Tm、上述电极正极性基础期间设定信号Tbr、上述起始基础值设定信号Ibsr以及上述终端基础值设定信号Iber作为输入，测量从计时器信号Tm的值改变为4(电极正极性基础期间)的时刻起的经过时间t，并输出基于上述(1)式而算出的电极正极性基础电流设定信号Ibr。在此，取代(1)式，也可以使用上述(2)式。恒定基础值设定电路IBCR将上述送给速度设定信号Fr作为输入，而输出与该值对应的恒定基础值设定信号Ibcr。电极负极性基础电流设定电路IBNR将上述计时器信号Tm、上述终端基础值设定信号Iber以及上述恒定基础值设定信号Ibcr作为输入，而输出电极负极性基础电流设定信号Ibnr，该电极负极性基础电流设定信号Ibnr，在计时器信号Tm的值改变为1(电极负极性基础期间)的时刻，成为终端基础值设定信号Iber的值，在其后的规定时间，直至恒定基础值设定信号Ibcr的值为止具有倾斜而变大，其以后，成为恒定基础值设定信号Ibcr的值。

切换电路SW将上述计时器信号Tm、上述电极正极性峰值电流设定信号Ipr、上述电极负极性峰值电流设定信号Ipnr、上述电极负极性基础电流设定信号Ibnr以及上述电极正极性基础电流设定信号Ibr作为输入，并在计时器信号Tm＝1时将电极负极性基础电流设定信号Ibnr作为电流设定信号Ir而输出，在计时器信号Tm＝2时将电极负极性峰值电流设定信号Ipnr作为电流设定信号Ir而输出，在计时器信号Tm＝3时将电极正极性峰值电流设定信号Ipr作为电流设定信号Ir而输出，在计时器信号Tm＝4时将电极正极性基础电流设定信号Ibr作为电流设定信号Ir而输出。电流检测电路ID对焊接电流Iw的绝对值进行检测，并输出电流检测信号Id。电流误差放大电路EI放大上述电流设定信号Ir与上述电流检测信号Id之间的误差，并输出电流误差放大信号Ei。

驱动电路DV将上述计时器信号Tm作为输入，在计时器信号Tm＝1或者2时输出上述电极负极性驱动信号Nd，在计时器信号Tm＝3或者4时输出上述电极正极性驱动信号Pd。由此，电极负极性基础期间以及电极负极性峰值期间成为电极负极性，电极正极性峰值期间以及电极正极性基础期间成为电极正极性。

其次，对上述电极负极性峰值期间设定函数以及电极负极性峰值电流设定函数的求取方法进行说明。如上所述，电极负极性电流比率Ren为下式。

Ren＝((Tpn·|Ipn|+Tbn·|Ibn|)/(Tp·Ip+Tpn·|Ipn|+Tbn·|Ibn|+Tb·Ib))×100

在上式中，若确定了焊丝的材质、直径以及保护气体的种类，则电极正极性峰值期间Tp以及电极正极性峰值电流Ip成为规定值。另外，若设定了送给速度(送给速度设定信号Fr)，则电极正极性基础电流Ib以及电极负极性基础电流Ibn成为规定值。而且，若设定了电极负极性电流比率Ren，则电极正极性基础期间Tb成为规定值。在该状态下，设定送给速度(送给速度设定信号Fr的值)并进行焊接，以使电弧长度成为恰当的长度的方式，来调整电压设定信号Vr的值。电极负极性基础期间Tbn以使焊接电压的平均值与电压设定信号Vr的值相等的方式来进行反馈控制。因此，在上式中，电极负极性电流比率Ren成为由电极负极性峰值期间Tpn以及电极负极性峰值电流Ipn来设定。

基于上述，一边设定送给速度并进行焊接，一边以使得电极负极性电流比率Ren成为诸如10％、20％、...、80％、90％来调整电极负极性峰值期间Tpn以及电极负极性峰值电流Ipn，并对这些值进行记录。而且，使送给速度改变为诸如3、5、...、13、15、17m/min，且与上述相同地，对各电极负极性电流比率Ren设定时的电极负极性峰值期间Tpn以及电极负极性峰值电流Ipn进行记录。于是，能基于这些记录数据，来求取以送给速度设定信号Fr以及电极负极性电流比率设定信号Rnr作为输入的电极负极性峰值期间设定函数以及电极负极性峰值电流设定函数。

图3是图2的上述焊接电源中的各信号的时序图。图3(A)表示焊接电流Iw；图3(B)表示脉冲周期信号Tf；图3(C)表示计时器信号Tm；图3(D)表示电流设定信号Ir；图4(E)表示电极正极性驱动信号Pd；图3(F)表示电极负极性驱动信号Nd。以下，参照图3进行说明。

如图3(B)所示，脉冲周期信号Tf仅在时刻t2以及t6处短时间成为高电平。因此，1脉冲周期为时刻t2～t6的期间。成为这样的理由在于，电极负极性基础期间Tbn通过反馈控制来确定，所以，成为一周期的最后的期间。时刻t5～t6的电极负极性基础期间Tbn中的各信号的动作与时刻t1～t2的动作相同。

如图3(A)所示，时刻t1之前成为电极正极性基础期间Tb；时刻t1～t2成为电极负极性基础期间Tbn；时刻t2～t3成为电极负极性峰值期间Tpn；时刻t3～t4成为电极正极性峰值期间Tp；时刻t4～t5成为电极正极性基础期间Tb；时刻t5～t6成为电极负极性基础期间Tbn；时刻t6以后成为电极负极性峰值期间Tpn。如图3(B)所示，脉冲周期信号Tf，如上所述那样，是在时刻t2以及时刻t6处短时间成为高电平的触发信号。该时刻t2～t6的周期成为脉冲周期。如图3(C)所示，计时器信号Tm，在时刻t2，从上述脉冲周期信号Tf成为高电平的时刻起，通过图2的电极负极性峰值期间设定信号Tpnr而确定的期间(时刻t2～t3的期间)，其值为2；从时刻t3起，通过图2的电极正极性峰值期间设定信号Tp而确定的期间(时刻t3～t4的期间)，其值为3；从时刻t4起，通过图2的电极正极性基础期间设定信号Tbr而确定的期间(时刻t4～t5的期间)，其值为4；从时刻t5起，至上述脉冲周期信号Tf成为高电平的时刻t6为止的期间，其值为1；在时刻t6，其值返回至2。因此，时刻t1～t2的电极负极性基础期间中，其值为1；在时刻t1之前的电极正极性基础期间，其值为4。在图3中，呈阶段状地表示出计时器信号Tm的值的变化。

如图3(D)所示，电流设定信号Ir随着上述计时器信号Tm的值而变化，时刻t1之前，成为电极正极性基础电流设定信号Ibr的值；时刻t1～t2的期间，成为电极负极性基础电流设定信号Ibnr的值；时刻t2～t3的期间，成为电极负极性峰值电流设定信号Ipnr的值；时刻t3～t4的期间，成为电极正极性峰值电流设定信号Ipr的值；时刻t4～t5的期间，成为电极正极性基础电流设定信号Ibr的值；时刻t5～t6的期间，成为电极负极性基础电流设定信号Ibnr的值；时刻t6以后的期间，成为电极负极性峰值电流设定信号Ipnr的值。所有电流设定信号Ir的值为正的值。时刻t4～t5的电极正极性基础电流设定信号Ibr成为随着从图2的起始基础值设定信号Ibsr的值变化为终端基础值设定信号Iber的值的时间经过而变小的右侧下降的直线波形。另外，时刻t5～t6的电极负极性基础电流Ibnr成为在规定期间的期间具有随着从上述终端基础值设定信号Iber的值变化为恒定基础值设定信号Ibcr的值的倾斜的波形。在此，Ibcr＞Ibsr＞Iber。

如图3(E)所示，电极正极性驱动信号Pd在时刻t1之前的期间以及时刻t3～t5的期间中被输出，且将图2的电极正极性晶体管PTR设为导通状态。如图3(F)所示，电极负极性驱动信号Nd在时刻t1～t3的期间以及时刻t5以后的期间中被输出，且将图2的电极负极性晶体管NTR设为导通状态。

在上述实施方式1中，电极正极性基础电流具有其绝对值随着时间经过而变小的倾斜。因此，由于电弧消失易发生的前半部分的电流值较大，从而能够抑制电弧消失。并且，由于进行熔滴过渡的后半部分的电流值较小，从而能够减少溅射的发生。

而且，在上述实施方式1中，电极负极性基础电流的绝对值随着时间经过而变大的倾斜之后，会收敛于恒定值。因此，能够减小刚极性切换之后的电流值，所以能够进一步减少溅射的发生。

Claims (2)

1.一种交流脉冲电弧焊接控制方法，在送给焊丝的同时，以下列这些通电作为一周期而反复进行焊接，所述这些通电为：

在电极负极性基础期间中进行小于临界值的电极负极性基础电流的通电；接着

在电极负极性峰值期间中进行比所述电极负极性基础电流的值大的电极负极性峰值电流的通电；接着

在电极正极性峰值期间中进行临界值以上的电极正极性峰值电流的通电；接着

在电极正极性基础期间中进行小于临界值的电极正极性基础电流的通电，

所述临界值是指焊丝的熔滴过渡状态成为雾化过渡状态的呈绝对值的焊接电流值，其值因焊丝的材质、直径、保护气体的种类而不同，

所述交流脉冲电弧焊接控制方法的特征在于，

所述电极正极性基础电流具有绝对值随着时间经过而变小的倾斜。

2.根据权利要求1所述的交流脉冲电弧焊接控制方法，其特征在于，

所述电极负极性基础电流在绝对值随着时间经过而变大的倾斜之后，收敛于恒定值。