CN102794543A - 消耗电极电弧焊接的缩颈检测控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种消耗电极电弧焊接的缩颈检测控制方法，在消耗电极电弧焊接中可提高熔滴的缩颈的检测精度。在通过消耗电极(1)与母材(2)之间的电阻值的变化到达缩颈检测基准值Vtn来检测熔滴的缩颈，若检测到该缩颈现象则按照使焊接电流Iw减少而以低电流值的状态再产生电弧的方式来进行输出控制的方法中，在每次短路中检测从缩颈现象检测时间点至电弧再产生时间点的缩颈检测时间，在该缩颈检测时间为下限时间以下时从计数器值中减1，在缩颈检测时间为上限时间以上时在计数器值上加1，在计数器值到达负基准值时减少缩颈检测基准值Vtn，在计数器值到达正基准值时增加缩颈检测基准值Vtn。由此，能使缩颈检测基准值Vth适当化，提高缩颈的检测精度。

Description

消耗电极电弧焊接的缩颈检测控制方法

技术领域

本发明涉及用于检测短路期间中的熔滴的缩颈现象以减少焊接电流来提高焊接品质的消耗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的消耗电极电弧焊接中的电流·电压波形及熔滴过渡的图。图5(A)表示对消耗电极(以下称为焊丝1)进行通电的焊接电流Iw的时间变化，图5(B)表示在焊丝1与母材2之间施加的焊接电压Vw的时间变化，图5(C)～(E)表示熔滴1a的过渡样态。以下，参照图5进行说明。

在时刻t1～t3的短路期间Ts中，处于焊丝1前端的熔滴1a与母材2短路的状态，如图5(A)所示，焊接电流Iw逐渐增加，如图5(B)所示，由于处于短路状态，所以焊接电压Vw为几V程度的较低的值。如图5(C)所示，在时刻t1，熔滴1a与母材2接触而进入短路状态。然后，如图5(D)所示，基于对熔滴1a进行通电的焊接电流Iw引起的电磁收缩力，使得在熔滴1a上部产生了缩颈1b。并且，该缩颈1b急速行进，在时刻t3，如图5(E)所示，熔滴1a从焊丝1向熔池2a过渡，再产生电弧3。

当发生上述的缩颈现象时，在几百μs程度的短时间之后短路被开放，再产生电弧3。即、该缩颈现象成为短路开放的前兆现象。在产生缩颈1b时，由于焊接电流Iw的通电路径在缩颈部分变窄，所以缩颈部分的电阻值增大。该电阻值的增大使得缩颈行进，缩颈部分越窄则该电阻值变得越大。因此，通过在短路期间Ts中检测焊丝1与母材2之间的电阻值的变化，能够检测缩颈现象的产生及行进。该电阻值的变化能够通过焊接电压Vw除以焊接电流Iw的除法运算而算出。另外，如图5(A)所示，短的缩颈产生期间中的焊接电流Iw的变化小。为此，也能取代电阻值的变化而根据焊接电压Vw的变化来检测缩颈现象的产生。作为具体的缩颈检测方法有下述方法：算出短路期间Ts中的电阻值或焊接电压值Vw的变化率(微分值)，通过该微分值到达预先规定的缩颈检测基准值Vtn，由此进行缩颈检测。另外，作为其他方法有下述方法：如图5(B)所示，算出短路期间Ts中的距离缩颈产生前的稳定的短路电压值Vs的电压上升值ΔV，通过在时刻t2该电压上升值ΔV到达预先规定的缩颈检测基准值Vth，由此进行缩颈检测。在以下的说明中，针对缩颈检测方法是基于上述的电压上升值ΔV的方法的情况进行说明，但是也可以是以往种种提议的其他方法。通过判别出焊接电压Vw为短路/电弧判别基准值Vta以上，就能简单地进行时刻t3的电弧再产生的检测。其中，Vw＜Vta的期间成为短路期间Ts，Vw≥Vta的期间成为电弧期间Ta。以下，将从检测时刻t2～t3的缩颈产生到电弧再产生为止的时间称为缩颈检测时间Tn。若在时刻t3再产生电弧，则如图5(A)所示，焊接电流Iw在急速上升之后平缓地减少，如图5(B)所示，焊接电压Vw为几十V程度的电弧电压值。在时刻t3～t4的电弧期间Ta中，焊丝1前端被熔融，形成了熔滴1a。以后，重复时刻t1～t4期间的动作。

在伴有上述的短路的焊接中，若在时刻t3再产生电弧3之时的电弧再产生时电流值Ia为大电流值，则从电弧3向熔池2a的电弧力急剧变大，产生大量的飞溅。即、飞溅产生量与电弧再产生时电流值Ia的值大致成比例地增加。因此，为了抑制飞溅的产生，需要减小该电弧再产生时电流值Ia。作为用于解决该问题的方法，以往有各种关于附加了缩颈检测控制方法的焊接电源的提议，在这样的缩颈检测控制方法中，检测上述的缩颈现象的产生以减少焊接电流Iw来减小电弧再产生时电流值Ia。以下，对该现有技术进行说明。

图6是现有技术的搭载了缩颈检测控制方法的焊接装置的框图。焊接电源PS是一般的消耗电极电弧焊接用的焊接电源。晶体管TR被串联插入至焊接电源PS的输出，电阻器R与晶体管TR并联地连接。缩颈检测基准值设定电路VTN输出预先规定的缩颈检测基准值信号Vtn。缩颈检测电路ND以该缩颈检测基准值信号Vtn及焊接电压Vw作为输入，并输出缩颈检测信号Nd，该缩颈检测信号Nd如上述那样在短路期间中的电压上升值ΔV到达了缩颈检测基准值信号Vtn的值的时间点变为高(High)电平，在再产生电弧时变为低(Low)电平。因此，该缩颈检测信号Nd为高电平的期间成为上述的缩颈检测时间Tn。如上述那样，也可在短路期间中的焊接电压Vw的微分值到达了与其对应地设定的缩颈检测基准值信号Vtn的值的时间点，使缩颈检测信号Nd变化成高电平。而且，除了焊接电压Vw之外，还以焊接电流Iw作为输入，通过焊接电压Vw除以焊接电流Iw的除法运算而算出熔滴的电阻值，在该电阻值的微分值到达了与其对应地设定的缩颈检测基准值信号Vth的值的时间点，也可使缩颈检测信号Nd变化成高电平。驱动电路DR在该缩颈检测信号Nd为低电平时(非缩颈检测时)，输出使上述的晶体管TR处于导通(on)状态的驱动信号Dr。因此，在上述的缩颈检测信号Nd为高电平时(缩颈检测时)，上述的晶体管TR处于截止(off)状态。

图7是上述的焊接装置的各信号的时序图。图7(A)表示焊接电流Iw的时间变化，图7(B)表示焊接电压Vw的时间变化，图7(C)表示缩颈检测信号Nd的时间变化，图7(D)表示驱动信号Dr的时间变化。以下，参照附图进行说明。

在该图7中，时刻t2～t3的缩颈检测时间Tn以外的期间如图7(C)所示，因为缩颈检测信号Nd为低电平，所以如图7(D)所示，驱动信号Dr为高电平。其结果，因为晶体管TR处于导通状态，所以是与通常的消耗电极电弧焊接用的焊接装置相同的动作。

在时刻t2，如图7(B)所示，在短路期间Ts中焊接电压Vw上升，检测电压上升值ΔV是否为预先规定的缩颈检测基准值Vtn以上，若检测到电压上升值ΔV为预先规定的缩颈检测基准值Vtn以上，则判别出熔滴产生了缩颈，如图7(C)所示，缩颈检测信号Nd变为高电平。与之相应地，如图7(D)所示，因为驱动信号Dr变为低电平，所以晶体管TR处于截止状态。其结果，电阻器R被插入到焊接电流Iw的通电路径。为使该电阻器R的值设定成短路负载(几十mΩ)的10倍以上大小的值，如图7(A)所示，在焊接电源内的直流电抗器及线缆的电抗器中所蓄积的能量被急速放电，焊接电流Iw急剧减少。在时刻t3，若短路被开放而再产生电弧，则如图7(B)所示，焊接电压Vw变为预先规定的短路/电弧判别基准值Vta以上。若检测到焊接电压Vw变为预先规定的短路/电弧判别基准值Vta以上，则如图7(C)所示，缩颈检测信号Nd变为低电平，如图7(D)所示，驱动信号Dr变为高电平。其结果，晶体管TR处于导通状态，成为通常的消耗电极电弧焊接的控制。根据该动作能够减小电弧再产生时(时刻t3)的电弧再产生时电流值Ia，能够抑制飞溅的产生。按照上述的焊接电流的减少速度变为1000～50000A/ms程度的方式，设定上述的电阻器R的值。在没有插入电阻器R的通常的焊接装置的情况下，该焊接电流的减少速度为100A/ms程度。作为在检测到缩颈之时急速减少焊接电流Iw的方法，上述说明了将电阻器R插入通电路径的方法。作为除此以外的方法也有下述方法：经由开关元件在焊接装置的输出端子之间并联连接电容器，在检测到缩颈时使开关元件处于导通状态，由电容器通电放电电流，由此急速减少焊接电流Iw(例如，参照专利文献1)。

在上述的缩颈检测控制方法中，为了增大飞溅产生量的抑制效果，准确地检测缩颈的产生较为重要。缩颈的产生及其行进状态根据保护气体的种类、焊丝的种类、母材的形状、焊丝的进给速度、焊接姿势等的焊接条件而变化。因此，需要根据焊接条件使检测缩颈产生的灵敏度适当化。能够通过增减上述的缩颈检测基准值Vtn来调整该缩颈检测的灵敏度。即、若使缩颈检测基准值Vtn增加则灵敏度变低，相反地若使缩颈检测基准值Vth减少则灵敏度变高。若缩颈检测基准值Vth过大则灵敏度过低，上述的缩颈检测时间Tn变得过短，直到电弧再产生为止都无法充分地减少焊接电流，所以飞溅产生量的抑制效果变小。相反地，若缩颈检测基准值Vtn过小则灵敏度变得过高，上述的缩颈检测时间Tn变得过长，不容易再产生电弧，所以焊接状态变得不稳定。因此，可以说上述的缩颈检测时间Tn处于50～1000μs程度的范围之时是缩颈检测基准值Vtn被设定为适当值之时。

在上述这种的附加了缩颈检测控制方法的焊接电源中，能够根据保护气体的选择信号、焊丝的选择信号及进给速度的设定信号来切换缩颈检测基准值Vtn而成为适当值。可是，在实际的焊接工序中，是在上述的多个焊接条件被复合之后决定缩颈检测基准值Vth的适当值的。因此，需要使缩颈检测基准值Vtn从初始值向与焊接工序相应的适当值自动调整的功能。以下，对该自动调整功能相关的现有技术(例如，参照专利文献2及3)进行说明。

在专利文献2的发明中，在每次短路时检测缩颈检测时间Tn，存储从当前时刻到以往规定个数的缩颈检测时间Tn，在所存储的各缩颈检测时间Tn为预先规定的下限时间以下的个数在预先规定的下限个数以上之时，使缩颈检测基准值Vtn减少预先规定的减少值，在所存储的各缩颈检测时间Tn为预先规定的上限时间以上的个数在预先规定的上限个数以上之时，使缩颈检测基准值Vtn增加预先规定的增加值，由此使缩颈检测基准值Vtn适当化。因而，各缩颈检测时间Tn落入下限时间与上限时间之间的适当范围内，能够根据焊接条件使缩颈检测基准值Vtn适当化。

在专利文献3的发明中，在每次短路时检测缩颈检测时间Tn，在该缩颈检测时间Tn为预先规定的上限时间以上之时判别出误检测缩颈，这种情况下，通过使缩颈检测基准值Vtn增加来进行适当化。在专利文献3的发明中，在缩颈检测时间Tn为上限时间以上之时(灵敏度过高之时)，通过使缩颈检测基准值Vtn增加来降低灵敏度，由此谋求适当化。但是，在专利文献3的发明中，在缩颈检测时间Tn较短时(灵敏度过低之时)，无法使缩颈检测基准值Vtn适当化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-288540号公报

专利文献2：日本特开2006-281219号公报

专利文献3：日本特开2009-125760号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

通过应用上述的专利文献2及3的发明，能够根据焊接条件自动地使缩颈检测基准值适当化。然而，在进给速度为较低的低速之时(焊接电流平均值不足约200A之时)，熔滴过渡样态处于短路过渡样态，短路期间和电弧期间有规则地重复，所以缩颈的产生状态也稳定。在这种状况下，根据专利文献2及3的发明，能够将缩颈检测基准值快速地收敛于适当值。

可是，若进给速度变为较高的高速(焊接电流平均值为约200A以上)。则熔滴过渡样态变为焊珠(g1obule)过渡样态，短路不规则地产生，所以缩颈的产生状态也发生较大变动。为此，在缩颈检测时间为下限时间以下的短路产生的下一短路中，也发生了缩颈检测时间为上限时间以上的状态。这样，在缩颈产生状态的变动大时，若应用专利文献2及3的发明，则发生了缩颈检测基准值变动较大且未收敛于适当值的状态的情况。其结果，也产生了下述情况，飞溅产生量的抑制效果变小，因缩颈检测控制使得焊接状态变得不稳定。作为缩颈产生状态的变动大的焊接条件，除了上述情况之外，也存在焊接速度较快之时、焊丝的材质为不锈钢之时、焊丝突出长度较长之时等的情况。

因此，在本发明中，其目的在于提供一种即便在缩颈产生状态的变动大的焊接条件下也能将缩颈检测基准值迅速地收敛至适当值的消耗电极电弧焊接的缩颈检测控制方法。

用于解决技术问题的技术手段

为了解决上述的技术问题，技术方案1的发明为一种消耗电极电弧焊接的缩颈检测控制方法，所述消耗电极电弧焊接是在消耗电极与母材之间重复电弧产生状态和短路状态的消耗电极电弧焊接，在该消耗电极电弧焊接的缩颈检测控制方法中，通过消耗电极与母材之间的电压值或电阻值的变化到达缩颈检测基准值来检测从短路状态起再产生电弧的前兆现象、即熔滴的缩颈现象，若检测到该缩颈现象，则按照使对短路负载进行通电的焊接电流减少而以低电流值的状态再产生电弧的方式来进行输出控制，该消耗电极电弧焊接的缩颈检测控制方法的特征在于，

在每次短路时检测从所述缩颈现象检测时间点至电弧再产生时间点为止的缩颈检测时间，在该缩颈检测时间为预先规定的下限时间以下时，从计数器值中减去1，在所述缩颈检测时间为比所述下限时间长的时间、即预先规定的上限时间以上时，在所述计数器值上相加1，

在所述计数器值到达了预先规定的负的值、即负基准值时，使所述缩颈检测基准值减少预先规定的减少值，并且将所述计数器值重置为0，在所述计数器值到达了预先规定的正的值、即正基准值时，使所述缩颈检测基准值增加预先规定的增加值，并且将所述计数器值重置为0，在焊接中继续进行所述缩颈检测基准值的修正。

技术方案2的发明在技术方案1所述的消耗电极电弧焊接的缩颈检测控制方法中，其特征在于，

使所述减少值根据从所述计数器值被重置为0的时间点至到达所述负基准值为止的时间而变化，使所述增加值根据从所述计数器值被重置为0的时间点至到达所述正基准值为止的时间而变化。

技术方案3的发明在技术方案1或2所述的消耗电极电弧焊接的缩颈检测控制方法中，其特征在于，

在从前次的短路被开放而电弧再产生的时间点起的规定期间内产生了短路时，不基于该短路的所述缩颈检测时间来进行所述计数器值的增减。

发明效果

根据本发明，通过计数器值判别缩颈检测时间的趋势，在该趋势变为规定状态以上之时修正缩颈检测基准值。即、在计数器值变为负基准值以下之时，缩颈检测时间作为趋势而被判别为处于比适当范围还短的状态，减少缩颈检测基准值来提高灵敏度。在计数器值变为正基准值以上之时，缩颈检测时间作为趋势而被判别为处于比适当范围还长的状态，增加缩颈检测基准值来降低灵敏度。这样一来，即便在缩颈产生状态的变动大的焊接条件下，也能迅速且稳定地使缩颈检测基准值适当化。由此，能够增大抑制飞溅产生量的抑制效果，焊接状态也稳定。

附图说明

图1是用于实施本发明的实施方式1涉及的消耗电极电弧焊接的缩颈检测控制方法的焊接装置的框图。

图2是用于实施本发明的实施方式2涉及的消耗电极电弧焊接的缩颈检测控制方法的焊接装置的框图。

图3是表示图2的减少值设定修正电路DDS中内置的减少值修正函数的一例的图。

图4是用于实施本发明的实施方式3涉及的消耗电极电弧焊接的缩颈检测控制方法的焊接装置的框图。

图5是表示在现有技术中重复短路期间Ts和电弧期间Ta的消耗电极电弧焊接中的电流·电压波形及熔滴过渡的图。

图6是用于实施现有技术的缩颈检测控制方法的焊接装置的框图。

图7是图6的焊接装置中的各信号的时序图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式。

[实施方式1]

在本发明的实施方式1涉及的缩颈检测控制方法中，在每次短路时检测缩颈检测时间Tn，在该缩颈检测时间Tn为下限时间Lt以下之时，从计数器值Cn中减去1，在该缩颈检测时间Tn为上限时间Ht以上之时，在计数器值Cn上加上1，在计数器值到达了负基准值Lc之时，使缩颈检测基准值Vtn减少减少值Δd，且将计数器值Cn重置为0，在计数器值Cn到达了正基准值Hc之时，使缩颈检测基准值Vtn增加增加值Δu，且将计数器值Cn重置为0，在焊接中继续进行上述的缩颈检测基准值Vtn的修正。以下，对该实施方式1进行说明。

图1是用于实施本发明的实施方式1涉及的消耗电极电弧焊接的缩颈检测控制方法的焊接装置的框图。该图1与图6相对应，针对同一块赋予同一符号，并省略这些说明。图1是：在图6中追加了虚线所示的计数器电路CN、计数器值判别电路CD、减少值设定电路DD及增加值设定电路DU，并将图6的缩颈检测基准值设定电路VTN置换成虚线所示的缩颈检测基准值设定修正电路VTNS。以下，参照该图，说明这些块。

计数器电路CN将缩颈检测信号Nd及重置信号Rs作为输入，测量该缩颈检测信号Nd变为高电平的时间(缩颈检测时间Tn)，在该缩颈检测时间Tn为预先规定的下限时间Lt以下之时，从计数器值中减去1，在缩颈检测时间Tn为预先规定的上限时间Ht以上之时，在计数器值上加上1，然后输出计数器值信号Cn。另外，若输入重置信号Rs，则该计数器电路CN将计数器值重置为0。计数器值信号Cn的值成为计数器值。计数器值在焊接开始时为初始值0。当然，上限时间Ht被设定成比下限时间还长的时间。上述的下限时间Lt被设定在0～200μs程度的范围内。另外，上限时间Ht被设定在500～800μs程度的范围内。这些设定值根据焊接条件，以成为适当值的方式通过实验来决定。

减少值设定电路DD输出预先规定的减少值信号Δd。增加值设定电路DU输出预先规定的增加值信号Δu。计数器值判别电路CD以该减少值信号Δd、增加值信号Δu及上述的计数器值信号Cn作为输入，在计数器值信号Cn的值变为预先规定的负基准值Lc以下的时间点，将减少值信号Δd作为修正信号Δud输出，并且输出重置信号Rs，在计数器值信号Cn的值变为预先规定的正基准值以上的时间点，将增加值信号Δu作为修正信号Δud输出，并且输出重置信号Rs。上述的负基准值Lc被设定成负的值，例如被设定在-5～-20程度的范围内。另外，上述的正基准值Hc被设定成正的值，例如被设定在+5～+20程度的范围内。这些设定值根据缩颈产生状态的变动大小，通过实验决定成适当值。负基准值Lc和正基准值Hc的绝对值不一定是同一值。上述的减少值信号Δd的值被设定成负的值，其绝对值例如被设定在缩颈检测基准值的初始值Vtn0的10～30％程度的范围内。上述的增加值信号Δu的值被设定成正的值，例如被设定在缩颈检测基准值的初始值Vtn0的10～30％程度的范围内。这些设定值相当于反馈系的增益，所以在考虑缩颈检测基准值Vtn的修正状态的过渡响应性及正常稳定性的基础上，通过实验来设定。

缩颈检测基准值设定修正电路VTNS以上述的修正信号Δud作为输入，基于修正信号Δud的值来进行修正，并输出缩颈检测基准值信号Vtn。其中，Vtn＝Vtn0+∑Δud。其中，Vtn0为初始值。另外，在每次输入修正信号Δud时，进行Δud的加法运算。

整理上述块的动作，则缩颈检测基准值Vth的修正方法如下。

(1)在每次短路时检测缩颈检测时间Tn。

(2)在Tn≤Lt之时进行Cn-1，在Lt＜Tn＜Ht之时进行Cn+0，在Tn≥Ht之时进行Cn+1。其中，Lt为下限时间，Ht为上限时间，Cn为计数器值。计数器值Cn在焊接开始时被重置为0。

(3)在变为Cn≤Lc的时间点输出修正信号Δud＝Δd，并且将Cn重置为0。在变为Cn≥Hc的时间点输出修正信号Δud＝Δu，并且将Cn重置为0。其中，Lc为负基准值，Hc为正基准值，Δd为减少值，Δu为增加值。

(4)进行缩颈检测基准值Vtn＝Vtn0+∑Δud的运算，来修正缩颈检测基准值Vtn。其中，Vtn0为初始值。

(5)在焊接中继续进行上述(1)～(4)的修正动作。

如上述，在缩颈产生状态的变动大的焊接条件下，每次短路的缩颈检测时间Tn发生较大变动。发生下述这样的情况：第n次短路中的缩颈检测时间Tn为下限时间Lt以下，第n+1次短路中的缩颈检测时间Tn为上限时间Ht以上，第n+2次短路中的缩颈检测时间Tn为下限时间Lt与上限时间Ht之间的适当范围。这样，在缩颈检测时间Tn的变动大的情况下，若应用上述的现有技术，则针对缩颈检测时间Tn的变动而言反应过剩，导致缩颈检测基准值Vtn发生较大变动。当到达这种状态时，焊接状态变得不稳定。

与之相对，根据上述的实施方式1，不是针对每次短路的缩颈检测时间Tn直接修正缩颈检测基准值Vtn。通过计数器值Cn来判别缩颈检测时间Tn的趋势，在该趋势变为规定状态以上之时修正缩颈检测基准值Vth。即、在计数器值Cn变为负基准值Lc以下之时，缩颈检测时间Tn作为趋势而被判别为处于比适当范围还短的状态，减少缩颈检测基准值Vtn来提高灵敏度。在计数器值Cn变为正基准值Hc以上之时，缩颈检测时间Tn作为趋势而被判别为处于比适当范围还长的状态，增加缩颈检测基准值Vtn来降低灵敏度。这样一来，即便在缩颈产生状态的变动大的焊接条件下，也能迅速且稳定地使缩颈检测基准值Vth适当化。由此，能够增大抑制飞溅产生量的抑制效果，焊接状态也稳定。

[实施方式2]

在本发明的实施方式2涉及的缩颈检测控制方法中，使上述的减少值Δd根据从上述的计数器值Cn被重置为0的时间点至到达上述的负基准值Lc为止的负基准值到达时间Td而变化，使上述的增加值Δu根据从上述的计数器值Cn被重置为0的时间点至到达上述的正基准值Hc为止的正基准值到达时间Tu而变化。以下，对该实施方式2进行说明。

图2是用于实施实施方式2涉及的消耗电极电弧焊接的缩颈检测控制方法的焊接装置的框图。该图2与上述的图6及图1相对应，针对同一块赋予同一符号，并省略这些说明。图2是：在图1中追加了虚线所示的基准值到达时间测量电路TUD，将图1的减少值设定电路DD置换成虚线所示的减少值设定修正电路DDS，将增加值设定电路DU置换成虚线所示的增加值设定修正电路DUS。以下，参照该图，说明这些块。

基准值到达时间测量电路TUD将计数器值信号Cn作为输入。测量从计数器值信号Cn的值被重置为0的时间点至到达负基准值Lc为止的时间，并将其作为负基准值到达时间信号Td输出，测量从计数器值信号Cn的值被重置为0的时间点至到达正基准值Hc为止的时间，并将其作为正基准值到达时间信号Tu输出。

减少值设定修正电路DDS将上述的负基准值到达时间信号Td作为输入，输出按预先规定的减少值修正函数所算出的减少值信号Δd。增加值设定修正电路DUS将上述的正基准值到达时间信号Tu作为输入，输出按预先规定的增加值修正函数所算出的增加值信号Δu。图3示出上述的减少值修正函数的一例。

图3是表示将负基准值到达时间Td作为输入并算出减少值Δd的减少值修正函数的一例的图。该图3的横轴表示负基准值到达时间Td(ms)。纵轴表示减少值Δd(V)。如图3所示，关于减少值Δd，在0ms≤Td＜10ms的范围内为固定值、即-0.1V，在10ms≤Td＜50ms的范围内呈右上增长的直线状地变化，在50ms≤Td的范围内为固定值、即-0.01V。即、按照若负基准值到达时间Td变长则减少值Δd的绝对值大致变小的方式变化。这样做的理由如下。在负基准值到达时间Td短的情况下，是缩颈检测时间Tn为下限时间Lt以下的短路频繁发生的状态。因为这种状态是缩颈检测基准值Vtn与适当值相比相当大之时，所以可以增大减少值Δd的绝对值，而大幅度减小缩颈检测基准值Vtn。在缩颈检测基准值Vtn的修正控制系中，增大了增益。由此，使得过渡响应性高速化。相反地，在负基准值到达时间Td长的情况下，是缩颈检测时间Tn为下限时间Lt以下的短路偶尔发生的状态。因为这种状态是缩颈检测基准值Vtn与适当值相比略大之时，所以可以减小减少值Δd的绝对值，而小幅度减小缩颈检测基准值Vtn。在缩颈检测基准值Vtn的修正控制系中，减小了增益。由此，正常稳定性良好。该图3的变化曲线只是一例，也可以曲线状、直线状、阶段状地变化。

关于增加值修正函数，也与上述的图3相同。其中，横轴被置换成正基准值到达时间Tu(ms)，纵轴被置换成增加值Δu(V)。横轴相同，但纵轴的增加值Δu为正的值。因此，关于增加值Δu，虽然其绝对值与减少值Δd相同，但是符号却不同。关于作用效果，也与图3相同。当然，也可按照使绝对值的变化曲线不同的方式来设定减少值Δd和增加值Δu。减少值修正函数及增加值修正函数根据缩颈产生状态的变动大小而被设定成适当的函数。该设定根据实验进行。

根据上述的实施方式2，使减少值根据从计数器值被重置为0的时间点至到达负基准值为止的时间而变化，使增加值根据从计数器值被重置为0的时间点至到达正基准值为止的时间而变化。由此，除了实施方式1的效果之外，还能使缩颈检测基准值的修正控制系中的增益可变，所以能够提高过渡响应性及正常稳定性。

[实施方式3]

在本发明的实施方式3涉及的缩颈检测控制方法中，在上述的实施方式1及2上进行追加，在从前次的短路被开放而电弧再产生的时间点起的规定期间Ti内产生了短路之时，不基于该短路的缩颈检测时间Tn进行计数器值Cn的增减。以下，对该实施方式3进行说明。

图4是用于实施本发明的实施方式3涉及的消耗电极电弧焊接的缩颈检测控制方法的焊接装置的框图。该图4与图6及图1相对应，针对同一块赋予同一符号，并省略这些说明。图4是：在图1中追加了虚线所示的短路/电弧判别电路SA及双重短路判别电路SS，将图1的计数器电路CN置换成虚线所示的第2计数器电路CN2。以下，参照该图，说明这些块。

短路/电弧判别电路SA以焊接电压Vw作为输入，并输出短路/电弧判别信号Sa，该短路/电弧判别信号Sa在该焊接电压Vw的值不足预先规定的短路/电弧判别基准值Vta之时，被判别为是短路期间而变为高电平，在该焊接电压Vw的值为预先规定的短路/电弧判别基准值Vta以上之时，被判别为是电弧期间而变为低电平。该短路/电弧判别基准值Vta被设定成10V程度。双重短路判别电路SS将该短路/电弧判别信号Sa作为输入，在该短路/电弧判别信号Sa的信号变化成高电平(短路)的时间点，测量从该短路/电弧判别信号Sa的信号前次变化成低电平(电弧)的时间点至该短路/电弧判别信号Sa本次变化成高电平(短路)的时间点为止的时间(电弧期间的长度)，并输出在测量出的时间不足规定期间Ti之时变化成高电平、在测量出的时间为规定期间Ti以上之时变化成低电平的双重短路判别信号Ss。即，在从前次的短路被开放而电弧再产生的时间点起的规定期间Ti内产生了本次的短路之时，被判别为间隔有短的电弧期间而产生了2次短路(双重短路)，将双重短路判别信号Ss设置为高电平。规定期间Ti例如被设定成100～500μs程度。该值根据焊接法、焊丝的种类、进给速度等，以成为适当值的方式根据实验来设定。

第2计数器电路CN2以缩颈检测信号Nd、重置信号Rs及上述的双重短路判别信号Ss作为输入，测量缩颈检测信号Nd变为高电平的时间(缩颈检测时间Tn)，在双重短路判别信号Ss为低电平、且缩颈检测时间Tn为预先规定的下限时间Lt以下之时，从计数器值中减去1，在缩颈检测时间Tn为预先规定的上限时间Ht以上之时，在计数器值上相加1，然后输出计数器值信号Cn。在输入重置信号Rs时，该第2计数器电路CN2将计数器值重置为0。计数器值信号Cn的值如下变化。

1)在Ss＝低电平、且Tn≤Lt之时，Cn仅减1。

2)在Ss＝低电平、且Tn≥Ht之时，Cn仅加1。

3)在Ss＝低电平、且Lt＜Tn＜Ht之时，Cn不增减。

4)在Ss＝高电平之时，不依赖于Tn的值且Cn不增减。

该图4是以实施方式1的图1作为基础来追加实施方式3的发明而得到的，以实施方式2的图2作为基础来追加实施方式3的发明的情况也同样。如上述，在实施方式3中，不同于实施方式1及2，在产生了双重短路之时，不依赖于缩颈检测时间且不增减计数器值。双重短路是指，如上述那样从前次的短路被开放而电弧再产生起的较短的规定期间Ti内产生下一短路的状态。即、是指以较短时间的瞬间产生电弧之后立即再次产生短路的状态。这种双重短路由熔池的不规则运动、焊丝的进给速度的变动、电弧再产生之时的电弧状态等的各种要因引起，且时时产生。因为双重短路是在以较短的瞬间产生电弧之后而产生的，所以与通常的短路产生时不同，没有焊丝的前端熔融而形成熔滴的时间。因而，在产生了双重短路之时，在焊丝的前端几乎没有熔融的状态下与熔池短路。在这种短路中，不是熔滴形成缩颈且熔滴过渡的通常状态，而是在焊丝的突出部通电焊接电流，由焦耳热发热使其熔断，再产生电弧的状态。因此，若基于这种双重短路时的缩颈检测时间Tn使计数器值增减，则导致缩颈检测基准值的修正控制系不稳定化。为了防止这种情况，可以在双重短路时不依赖于缩颈检测时间且不增减计数器值。

根据上述的实施方式3，可以在从前次的短路被开放而电弧再产生的时间点起的规定期间内产生了短路(双重短路)之时，不基于该短路的缩颈检测时间进行计数器值的增减。由此，能够抑制伴随双重短路产生而导致的缩颈检测基准值的修正控制系不稳定。因此，能够迅速且稳定地将缩颈检测基准值收敛为适当值。

符号说明：

1     焊丝

1a    熔滴

1b    缩颈

2     母材

2a    熔池

3     电弧

CD    计数器值判别电路

CN    计数器电路

Cn    计数器值(信号)

CN2   第2计数器电路

DD    减少值设定电路

DDS   减少值设定修正电路

DR    驱动电路

Dr    驱动信号

DU    增加值设定电路

DUS   增加值设定修正电路

Hc   正基准值

Ht   上限时间

Ia   电弧再产生时电流值

Iw   焊接电流

Lc   负基准值

Lt   下限时间

ND   缩颈检测电路

Ndv  缩颈检测信号

PS   焊接电源

R    电阻器

Rs   重置信号

SA   短路/电弧判别电路

Sa   短路/电弧判别信号

SS   双重短路判别电路

Ss   双重短路判别信号

Ta   电弧期间

Td   负基准值到达时间(信号)

Ti   规定期间

Tn   缩颈检测时间

TR   晶体管

Ts   短路期间

Tu   正基准值到达时间(信号)

TUD  基准值到达时间测量电路

Vs   短路电压值

Vta  短路/电弧判别基准值

VTN  检测基准值设定电路

Vth  缩颈检测基准值(信号)

Vtn0 缩颈检测基准值的初始值

VTNS 检测基准值设定修正电路

Vw   焊接电压

Δd   减少值(信号)

Δu   增加值(信号)

Δud  修正信号

ΔV   电压上升值

Claims (3)

1.一种消耗电极电弧焊接的缩颈检测控制方法，所述消耗电极电弧焊接是在消耗电极与母材之间重复电弧产生状态和短路状态的消耗电极电弧焊接，在该消耗电极电弧焊接的缩颈检测控制方法中，通过消耗电极与母材之间的电压值或电阻值的变化到达缩颈检测基准值来检测从短路状态起再产生电弧的前兆现象、即熔滴的缩颈现象，若检测到该缩颈现象，则按照使对短路负载进行通电的焊接电流减少而以低电流值的状态再产生电弧的方式来进行输出控制，该方法的特征在于，

在每次短路时检测从所述缩颈现象检测时间点至电弧再产生时间点为止的缩颈检测时间，在该缩颈检测时间为预先规定的下限时间以下时，从计数器值中减去1，在所述缩颈检测时间为比所述下限时间长的时间、即预先规定的上限时间以上时，在所述计数器值上相加1，

在所述计数器值到达了预先规定的负的值、即负基准值时，使所述缩颈检测基准值减少预先规定的减少值，并且将所述计数器值重置为0，在所述计数器值到达了预先规定的正的值、即正基准值时，使所述缩颈检测基准值增加预先规定的增加值，并且将所述计数器值重置为0，在焊接中继续进行所述缩颈检测基准值的修正。

2.根据权利要求1所述的消耗电极电弧焊接的缩颈检测控制方法，其特征在于，

使所述减少值根据从所述计数器值被重置为0的时间点至到达所述负基准值为止的时间而变化，使所述增加值根据从所述计数器值被重置为0的时间点至到达所述正基准值为止的时间而变化。

3.根据权利要求1或2所述的消耗电极电弧焊接的缩颈检测控制方法，其特征在于，

在从前次的短路被开放而电弧再产生的时间点起的规定期间内产生了短路时，不基于该短路的所述缩颈检测时间来进行所述计数器值的增减。

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