CN103260807B - 电弧焊接控制方法及电弧焊接装置 - Google Patents

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CN103260807B CN201280004258.8A CN201280004258A CN103260807B CN 103260807 B CN103260807 B CN 103260807B CN 201280004258 A CN201280004258 A CN 201280004258A CN 103260807 B CN103260807 B CN 103260807B
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Abstract

本发明提供一种电弧焊接控制方法及电弧焊接装置。是一边自动进给焊丝、一边交替地重复短路和电弧并进行短路焊接的自耗电极式的电弧焊接。以与设定电流相应的基本线丝进给速度为基准,以规定的频率和规定的速度振幅周期性地重复焊丝的进给的正送和反送,使短路状态与电弧状态产生。按照进给波形在焊丝的周期性进给的正送侧和反送侧不同的方式,进行焊丝的进给速度的控制。

Description

电弧焊接控制方法及电弧焊接装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一边将作为自耗电极的焊丝(welding wire)连续地进给、一边进行短路焊接的电弧焊接控制方法及电弧焊接装置。

背景技术

[0002] 图8是表示进行焊丝的周期性的进给且伴随着短路的现有的电弧焊接的焊丝进给控制方法的输出的时间波形。具体是,图8表示线丝(wire)进给速度WS、焊接电流I及焊接电压V的时间变化。

[0003] 如图8所示,时间点Pl表示开始了短路的时间点。在时间点Pl以后的短路期间内,电弧焊接装置将短路初始电流输出了规定时间之后,作为焊接电流I而输出短路电流的第I级的增加斜率di/dt,接下来,输出短路电流的第2级的增加斜率di/dt。然后,在检测到熔融池与焊丝前端之间产生的熔滴的缩颈时,电弧焊接装置瞬时地使焊接电流I移行至低电流。时间点P2表示熔滴的缩颈分离,且短路状态结束而产生了电弧的时间点。

[0004] 在自时间点P2起的电弧期间内,电弧焊接装置在产生电弧之后马上输出峰值电流的焊接电流,然后从峰值电流IP向基础电流IB移行。该电弧期间是无论为电流控制还是为电压控制、哪种控制都能进行的期间,在移行至基础电流的阶段等待下一次短路。时间点P3表示下一次短路产生的时间点。

[0005] 再有,以规定的频率和规定的速度振幅,进行以作为基本波形的正弦波状周期性地重复正送与反送的线丝进给控制。而且,在正送侧的峰值时,在时间点Pi周边产生短路,在反送侧的峰值时,在时间点P2周边产生电弧。还有,在时间点P2之后的正送的峰值时,在时间点P3周边产生下一短路。如上所述,将时间点Pf时间点P3设为控制的I个周期WF,重复该周期来进行焊接。

[0006] 这样,短路状态或电弧状态的产生基本上依存于周期性地重复线丝进给速度的正送与反送的线丝进给控制。

[0007] 上述现有的控制采用的是以下控制方法:通过使线丝进给速度以正弦波状周期性地重复正送与反送,从而使短路状态与电弧状态周期性地产生来焊接进行。该控制方法通过以适于每个设定电流的线丝进给速度的平均进给速度为基准来设定频率及速度振幅,从而可以应对低电流至高电流(例如参照专利文献I)。

[0008] 再有,因为线丝进给速度的正送与反送是正弦波状,所以与矩形波状不同,对线丝进给电动机或齿轮等电动机周边零件的负担小,与矩形波状的情况相比可以延长这些部件的寿命。

[0009] 在上述现有的进给控制方法中,如图8所示,在正送侧的峰值时在时间点Pl周边产生短路,在反送侧的峰值时在时间点P2周边产生电弧。再有,在时间点P2之后的正送的峰值时在时间点P3周边产生下一短路。这样,将时间点Pf时间点P3设为控制的I个周期WF,重复该周期来进行焊接。为此,(从时刻tl到时刻t2为止的短路期间):(从时刻t2到时刻t3为止的电弧期间)=50:50(时间比率为50对50)。相对于此,在不进行焊丝的周期性进给的、以往的焊丝的恒定进给的普通的短路焊接中,是短路期间:电弧期间=20:80 (20对80)〜30:70 (30对70)的范围的比率。

[0010] 这样,在现有的周期性地进行正送与反送的电弧焊接控制方法中,与普通的短路焊接相比,短路期间所占的比率高至50%,由于电弧期间所占的比率降低,故难以提高焊接电压。因此,形成问被焊接物的热输入低、焊缝宽度细、熔接量浅这样的焊接结果。现有的周期性地进行正送与反送的电弧焊接控制方法可消除电弧不稳定且可改善焊缝缺陷、飞溅增加、熔接不良(熔接的偏差)等。但是,因为提高焊接电压比较困难,所以存在无法确保与以往的普通的短路焊接同等宽的焊缝宽度或同等深的熔接量的课题。

[0011]【在先技术文献】

[0012]【专利文献】

[0013]【专利文献I】国际公开第2011/013321号

发明内容

[0014] 本发明提供一种在焊丝的周期性进给控制中可以适度地提高焊接电压,且能确保宽的焊缝宽度或深的熔接量的电弧焊接控制方法及电弧焊接装置。

[0015] 为了解决上述课题,本发明的电弧焊接控制方法是一边自动进给焊丝、一边交替地重复短路和电弧,以进行短路焊接的自耗电极式的电弧焊接控制方法。而且,本发明的电弧焊接控制方法以与设定电流相应的基本线丝进给速度为基准,以规定的频率和规定的速度振幅周期性地重复所述焊丝的进给的正送和反送,使短路状态与电弧状态产生。而且,本发明的电弧焊接控制方法是按照进给波形在所述焊丝的周期性进给的正送侧与反送侧不同的方式来进行所述焊丝的进给速度控制的方法。

[0016] 根据该方法,可以适度地提高焊接电压,可确保宽的焊缝宽度或深的熔接量。

[0017] 再有,本发明的电弧焊接装置是在作为自耗电极的焊丝和被焊接物之间重复进行电弧的产生和短路、以进行焊接的电弧焊接装置。而且,本发明的电弧焊接装置具备焊接条件设定部、线丝进给电动机、开关切换部、焊接电压检测部、短路/电弧检测部、短路控制部、电弧控制部、驱动部和线丝进给电动机控制部。在此,焊接条件设定部至少对设定电流进行设定。线丝进给电动机进给焊丝。开关切换部控制焊接输出。焊接电压检测部对焊接电压进行检测。短路/电弧检测部基于焊接电压检测部的输出来检测是短路状态还是电弧状态。短路控制部输出短路状态时的焊接输出控制信号。电弧控制部输出电弧状态时的焊接输出控制信号。驱动部基于来自短路控制部或电弧控制部的信号来控制所述开关切换部。线丝进给电动机控制部按照以规定的频率和规定的速度振幅周期性地重复焊丝的进给的正送和反送的方式控制线丝进给电动机。而且,上述线丝进给电动机控制部具有基本线丝进给速度控制部、电动机极性切换控制部、线丝速度振幅控制部和线丝速度频率控制部。在此,基本线丝进给速度控制部输出焊丝的周期性进给的基准、即与设定电流相应的基本线丝进给速度。电动机极性切换控制部输出与焊丝的正送或者反送相关且表示线丝进给电动机的旋转方向的信号。线丝速度振幅控制部输出以基本线丝进给速度为基准的反送侧的速度振幅和比反送侧的速度振幅更小的正送侧的速度振幅。线丝速度频率控制部输出与设定电流相应的线丝进给频率。而且,线丝进给电动机控制部基于上述基本线丝进给速度、表示上述线丝进给电动机的旋转方向的信号、上述焊丝的反送侧的速度振幅、上述焊丝的正送侧的速度振幅和上述线丝进给频率来控制上述线丝进给电动机。由此,本发明的电弧焊接装置构成为:按照进给波形在上述焊丝的周期性进给的正送侧和反送侧不同的方式控制上述焊丝的进给速度,以进行焊接。

[0018] 根据该构成,在焊丝的周期性的进给控制中,可以提高适度的焊接电压,可以确保宽的焊缝宽度或深的熔接量。

[0019] 再有,根据该构成,可以实现具备了与短路焊接同等的焊缝宽度或熔接量这样的焊接性的电弧焊接装置。

附图说明

[0020] 图1是表示在焊丝进给的正送侧的速度振幅和反送侧的速度振幅相等时进行了现有的周期性的线丝进给控制的情况下的线丝进给速度、焊接电流及焊接电压的时间波形的图。

[0021] 图2是表示本发明实施方式I中的线丝进给速度、焊接电流及焊接电压的时间波形的图。

[0022] 图3是表示本发明实施方式I中的正送侧的振幅量相对短路期间与电弧期间的比率的关系的图。

[0023] 图4是将本发明实施方式I中的电弧焊接的施工事例和短路焊接或现有的控制的比较事例一起表示的图。

[0024] 图5是表示本发明实施方式I及实施方式2中的电弧焊接装置的概略构成的图。

[0025] 图6是表示在焊丝进给的正送侧的速度振幅和反送侧的速度振幅相等时进行了现有的周期性的线丝进给控制的情况下的线丝进给速度、焊接电流及焊接电压的时间波形的图。

[0026] 图7是表示本发明实施方式2中的线丝进给速度、焊接电流及焊接电压的时间波形的图。

[0027] 图8是表示在焊丝进给的正送侧的速度振幅和反送侧的速度振幅相等时进行了现有的周期性的线丝进给控制时的线丝进给速度、焊接电流及焊接电压的时间波形的图。

具体实施方式

[0028] 以下,参照附图对本发明的一实施方式进行说明。以下的附图中对相同的构成要素附加相同的符号,因此有时省略说明。

[0029](实施方式I)

[0030] 图1是表示在焊丝进给的正送侧的速度振幅和反送侧的速度振幅相等时,进行了现有的周期性的线丝进给控制的情况下的线丝进给速度、焊接电流及焊接电压的时间波形的图。图2是表示本发明实施方式I中的伴随着短路的电弧焊接装置进行的电弧焊接控制方法的输出波形图。图2表示本发明实施方式I中的线丝进给速度、焊接电流及焊接电压的时间波形。通过与表示现有的控制的图1进行比较,来说明表示本实施方式I的控制的图2的效果。

[0031] 图1和图2表示线丝进给速度WS、焊接电压V及焊接电流I的时间变化。

[0032] 图1所示的线丝进给控制基本上如下这样地进行。在图1所示的从时刻tl到时刻t2为止的短路期间内,以平均线丝进给速度WSO为基准,从正送侧的线丝进给速度WS2向反送侧的线丝进给速度WS3进行后退进给。再有,在图1所示的从时刻t2到时刻t3为止的电弧期间内,从线丝进给速度WS3向线丝进给速度WS2进行前进进给。

[0033] 再有,图2所示的线丝进给控制基本上如下这样地进行。在图2所示的从时刻til到时刻t2为止的短路期间内,以根据设定电流而决定的基本线丝进给速度WSl为基准,从正送侧的线丝进给速度WS4向反送侧的线丝进给速度WS3进行后退进给。再有,在图2所示的从时刻t2到时刻tl3为止的电弧期间内,从线丝进给速度WS3向线丝进给速度WS4进行前进进给。另外,基本线丝进给速度WSl是根据设定电流来决定的。在此,可知在焊接开始前被设定的设定电流、线丝进给速度及线丝进给量存在比例的关系。因此,也可以根据所设定的线丝进给速度或者所设定的线丝进给量来决定基本线丝进给速度WS1,而不是设定电流。

[0034] 另外,首先对图1所示的现有的周期性进给控制进行说明,然后对图2所示的本发明实施方式I的周期性进给控制进行说明。

[0035] 在表示现有的控制的图1的从时刻tl到时刻t2为止的短路期间内,时刻tl是焊丝与熔融池可靠地短路之时。而且,向着时刻t2,按照能圆滑地进行短路开放的方式,进给控制从线丝进给速度WS2向线丝进给速度WS3移行至后退进给。

[0036] 再有,短路期间的焊接控制(仅电流控制),自产生短路时的时刻tl起通过电流控制使焊接电流I以规定的斜率上升。另外,在短路期间的末端紧跟前、即时刻t2的紧跟前,如以往所公知的,为了削减飞溅,探测熔融后的焊丝的缩颈,按照使焊接电流I急剧地降低的方式进行控制。

[0037] 在从时刻t2到时刻t3为止的电弧期间内,时刻t2是产生了电弧(短路开放)之时。然后,向着时刻t3,按照容易产生短路的方式,进给控制从线丝进给速度WS3向线丝进给速度WS2移行至前进进给。

[0038] 再有,电弧期间的焊接控制(并用电流控制与电压控制),自产生电弧时的时刻t2起,通过电流控制使焊接电流I以规定的斜率上升。然后,进行电压控制,按照可输出基本焊接电压VP的方式输出焊接电流I。即,电压控制的结果是可输出焊接电流I。而且,通过进行电压控制,从而可维持电弧长度,因此可以维持难以产生微小短路的电弧状态。然后,自电弧开始起经过规定时间后,将控制从电压控制切换为电流控制,通过电流控制,使焊接电流I降低为即便是微小短路也难以产生大粒飞溅的电流值即100A以下的基础电流IB。

[0039] 这样,以规定的斜率使焊接电流减少,从而自电弧开始时起经过规定时间后让焊接电流I变为基础电流IB,由此可以缓和电弧状态的急剧变化。另外,基础电流IB的值例如只要通过实验等设为适于焊接对象的值即可。而且,通过将焊接电流I保持为基础电流IB的状态,从而具有以下效果:确保容易产生短路的状态,并且即便产生了微小短路,也由于焊接电流I低,故难以产生大粒飞溅。

[0040] 现有的电弧焊接控制方法中,周期性地重复上述的短路期间和电弧期间的循环。

[0041] 接着,在利用表示现有的控制的图1的同时进行比较,对图2所示的本实施方式I中的控制进行说明。

[0042] 图2是以与设定电流相应的基本线丝进给速度WSl为基准,将反送侧的速度振幅设为速度振幅WV2、将正送侧的速度振幅WVl缩小到反送侧的速度振幅WV2的0.5倍大小的情况下的线丝进给速度WS、焊接电流I及焊接电压V的时间波形的一例。另外,速度振幅WVl是以基本线丝进给速度WSl为基准时的正送侧的速度振幅。再有,速度振幅WV2是以基本线丝进给速度WSl为基准时的反送侧的速度振幅。

[0043] 焊接控制由于与采用图1而说明的现有的控制相同,故省略说明,针对线丝进给控制进行说明。

[0044] 如果是现有的线丝进给速度,则如图1所示,短路期间为从时刻时刻t2。但是,如果是图2所示的本实施方式I的线丝进给速度,则正送侧的速度振幅WVl比以虚线表示的速度振幅小,正送侧的线丝进给速度WS4比以虚线表示的线丝进给速度WS2低。为此,可以将短路产生的定时从时刻tl推迟至时刻til。因此,短路期间如图2所示成为从时刻tlT时刻t2,与表示现有的控制的图1时的从时刻tl到时刻t2为止的短路期间相比,有所缩短。

[0045] 另一方面,电弧期间通过缩小正送侧的速度振幅WVl,从而如图2所示将产生短路的定时从时刻t3推迟至时刻113。伴随与此,如图2所示电弧期间成为从时刻t2〜时刻113为止,与图1的情况相比,电弧期间增长。

[0046] 如上所述,通过对线丝进给速度的速度振幅进行控制,从而可以将图1所示的现有的控制中的短路期间:电弧期间(短路期间对电弧期间之比)50:50(50对50 = I)变更为图2所示的本实施方式I的控制中的30:70(30对70 = 3/7)。

[0047] 这样,相对于基本线丝进给速度WSl,通过将正送侧的速度振幅WVl调整得比反送侧的速度振幅WV2小,从而可以改变短路期间:电弧期间(短路期间对电弧期间的比率)。而且,可以将适度的焊接电压及热输入调整得较高。

[0048] 在此,图3中表示将以基本线丝进给速度WSl为基准的正送侧的速度振幅WVl调整得比反送侧的速度振幅WV2小时的、短路期间:电弧期间的比率。即,在图3中,横轴为短路期间与电弧期间的比率。纵轴为正送侧的振幅量,以正送侧的速度振幅相对于反送侧的速度振幅的倍率(I以下)来表示。另外,图3表示焊接法为MAG焊接、焊丝的直径为Φ1.2时的、正送侧的振幅量相对于短路期间与电弧期间的比率的关系的一例。

[0049] 如图3所示,将以基本线丝进给速度WSl为基准的正送侧的速度振幅WVl设为与反送侧的速度振幅WV2相同的1.0倍时,短路期间:电弧期间约为50:50。速度振幅WVl为速度振幅WV2的0.75倍时,短路期间:电弧期间约为40:60。速度振幅WVl为速度振幅WV2的0.5倍时,短路期间:电弧期间约为30:70。速度振幅WVl为速度振幅WV2的0.25倍时,短路期间:电弧期间约为25:75。

[0050] 另外,也可以采取基于设定电流、进行进给的焊丝的线丝直径、线丝的种类、线丝的突出长度及所供给的屏蔽气体中的至少一个,来设定使正送侧的速度振幅WVl比以基本线丝进给速度WSl为基准的反送侧的速度振幅WV2更小的倍率的方法。根据该方法,可以适度地提高焊接电压,可确保宽的焊缝(bead)宽度或深的熔接量。

[0051] 而且,倍率也可以将基于这种焊接条件并通过实验等求出的值作为表或数学式而预先求取。

[0052] 此外,当然,与以基本线丝进给速度WSl为基准的反送侧的速度振幅WV2相比,正送侧的速度振幅WVl越小、即用于求取速度振幅WVl的倍率越小,则正送侧的线丝进给速度WS4变得越小。为此,为了使正送侧的线丝进给速度WS4减小时的平均进给速度和正送侧的速度振幅并未减小时的平均进给速度相同,需要提高基本线丝进给速度WS1。另外,根据图2也可知:基本线丝进给速度WSl并不是平均进给速度。

[0053] 例如,在使用了软钢Φ 1.2的焊丝的MAG焊接中,作为设定电流为200A时的例子,基本线丝进给速度WSl在现有的控制中为4.8m/min,而在本实施方式I的控制中为5.4m/

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[0054] 再有,在速度振幅WVl在现有的控制中为10m/min以上、30m/min以下的情况下,在本实施方式I的控制中,若将正送侧的速度振幅相对于反送侧的速度振幅的倍率设为0.5倍,贝1J速度振幅WVl为5m/min以上、15m/min以下。

[0055] 因此,即便为了使平均进给速度相同而使得基本线丝进给速度WSl提高,通过减小正送侧的速度振幅WVl来推迟短路产生的定时的效果也比较大。

[0056] 另外,也可以将以基本线丝进给速度WSl为基准的正送侧的速度振幅WVl设为I倍,通过对该正送侧的速度振幅WVl乘以大于I的倍率,从而决定反送侧的速度振幅WV2。这样,也可以使正送侧的速度振幅WVl比反送侧的速度振幅WV2更小。

[0057] 在此,采用图4对表示本实施方式I的控制产生的效果的施工事例进行说明。图4是将本发明实施方式I中的电弧焊接的施工事例和短路焊接或现有的控制的比较事例一起表示的图。

[0058] 图4表示使用软钢Φ1.2的焊丝并通过MAG焊接以设定电流200A的板上焊缝(bead-on-plate)进行了焊接时的焊缝外观和剖面微距照片。

[0059] 如图4所示,是与现有的控制(进行周期性的进给控制且正送侧与反送侧的速度振幅相同的控制)中的短路期间:电弧期间为50:50的情况进行比较。在本实施方式I的控制中的、相对于反送侧的速度振幅WV2而将正送侧的速度振幅WVl缩小到0.5倍时的短路期间:电弧期间为30:70的情况下,焊缝宽度可以扩展到约1.3倍,熔接量可以加深到约1.5 倍。

[0060] 而且,在进行了本实施方式I的控制的情况下,同样可以获得与不进行图4所示的周期性进给控制而是进行了此前的恒定进给的普通的短路焊接的焊缝外观(在此为焊缝宽度)及熔接量大致同等的结果。

[0061] 另外,在本实施方式I的控制中,示出了以基本线丝进给速度WSl为基准来调整正送侧的速度振幅WVl的例子。但是,不限于此,通过将反送侧的线丝进给速度波形和正送侧的线丝进给速度波形设为不同的波形,也能调整短路期间与电弧期间的比率。例如,也可以将正送侧的进给设为正弦波状、将反送侧的进给设为梯形波状。

[0062] S卩,本实施方式I的电弧焊接控制方法是一边自动进给焊丝、一边交替地重复短路与电弧而进行短路焊接的自耗电极式的电弧焊接控制方法。而且,本实施方式I的电弧焊接控制方法,以与设定电流相应的基本线丝进给速度为基准,以规定的频率和规定的速度振幅周期性地重复焊丝进给的正送与反送,以使短路状态与电弧状态产生。而且,本实施方式I的电弧焊接控制方法,由按照进给波形在焊丝的周期性进给的正送侧与反送侧不同的方式进行所述焊丝的进给速度控制的方法组成。

[0063] 根据该方法,通过使以基本线丝进给速度WSl为基准的正送侧的速度振幅WVl比反送侧的速度振幅WV2更小,从而可以调整为减小短路期间的比率而使电弧期间的比率增大。而且,可以提高适度的焊接电压,还可以提高热输入。再有,通过使焊接性和不进行周期性进给而进行以往的恒定进给的普通的短路焊接同等以上,从而可以确保宽的焊缝宽度或深的熔接量。

[0064] 另外,也可以采取让速度振幅在焊丝的周期性进给的正送侧和反送侧不同来进行焊丝的进给速度控制的方法。根据该方法,可以适度地提高焊接电压,且可确保宽的焊缝宽度或深的熔接量。

[0065] 还有,也可以采取焊丝的正送侧的速度振幅比焊丝的反送侧的速度振幅更小的方法。根据该方法,可以适度地提高焊接电压,且可确保宽的焊缝宽度或深的熔接量。

[0066] 另外,也可以采取:将反送侧的速度振幅乘以比I小的倍率而得到的值作为正送侧的速度振幅,通过将正送侧的速度振幅设定得比反送侧的速度振幅小,从而进行短路期间与电弧期间的比率的调整来进行焊接的方法。根据该方法,可以适度地提高焊接电压,且可确保宽的焊缝宽度或深的熔接量。

[0067] 接着,采用图5对用于进行以上所述的电弧焊接控制的本实施方式I的电弧焊接装置进行说明。图5是表示本发明实施方式I中的电弧焊接装置的概略构成的图。其中,以与线丝进给控制相关的部分为中心进行说明。

[0068] 如图5所示,电弧焊接装置具备:对从输入电源I输入的电力进行整流的初级整流部2、开关切换部3、变压器4、次级整流部5及DCL6、驱动部7、焊接电压检测部8、焊接电流检测部9、短路/电弧检测部10、短路控制部11、电弧控制部12、线丝进给电动机控制部13、和焊接条件设定部18。在此,开关切换部3将初级整流部2的输出变换为交流。变压器4对开关切换部3的输出进行变压。次级整流部5及DCL6对变压器4的输出进行整流。驱动部7对开关切换部3进行控制。焊接电压检测部8对焊接电压进行检测。焊接电流检测部9对焊接电流进行检测。短路/电弧检测部10基于焊接电压检测部8的输出及焊接电流检测部9的输出中的至少任一个来检测焊接状态是短路状态、还是电弧状态。短路控制部11进行短路状态时的焊接输出控制。电弧控制部12进行电弧状态时的焊接输出控制。线丝进给电动机控制部13进行焊丝19的进给控制。焊接条件设定部18对设定电流、焊丝直径或焊丝材质等的焊接条件进行设定。

[0069] 另外,如图5所示,线丝进给电动机控制部13由基本线丝进给速度控制部14、电动机极性切换控制部15、线丝速度振幅控制部16、线丝速度频率控制部17构成。

[0070] 再有,由线丝进给电动机23来进给焊丝19。而且,经由芯片20向焊丝19供给电力,在其与被焊接物22之间产生焊接电弧21来进行焊接。

[0071] 此外,例如芯片20也可以设于未图示的焊炬中,该焊炬被安装于构成未图示的工业用机器人的机械手,通过机械手的动作而使焊炬移动。而且,也可以在构成工业用机器人且控制机械手的动作的未图示的机器人控制装置内部,设置从初级整流部2到焊接条件设定部18为止的各构成要素。

[0072] 焊接电压检测部8被连接在焊接用电源输出端子间,输出与检测出的电压对应的信号。短路/电弧检测部10基于来自焊接电压检测部8的信号,判定焊接输出电压为恒定值以上还是低于恒定值。而且,短路/电弧检测部10根据该判定结果来判定焊丝19与被焊接物22接触短路还是以非接触状态产生焊接电弧21,然后输出判定信号。

[0073] 接着,对线丝进给电动机控制部13进行的焊丝19的进给控制进行说明。

[0074] 线丝进给电动机控制部13,由基本线丝进给速度控制部14、电动机极性切换控制部15、线丝速度振幅控制部16和线丝速度频率控制部17构成。

[0075] 基本线丝进给速度控制部14输出作为焊丝的周期性进给的基准的基本线丝进给速度WSl。该基本线丝进给速度控制部14具有将设定电流和基本线丝进给速度WSl建立了对应的表或者计算式,基于焊接条件设定部18所设定的设定电流来决定基本线丝进给速度WS1。另外,设定电流和基本线丝进给速度WSl的关系,例如也可以通过实验等预先求取。

[0076] 线丝速度振幅控制部16输出:以基本线丝进给速度WSl为基准的反送侧的速度振幅WV2;和以基本线丝进给速度WSl为基准的正送侧的速度振幅WVl。该线丝速度振幅控制部16具有将设定电流和反送侧的线丝进给速度WS3、即反送侧的速度振幅WV2建立了对应的表或者计算式。线丝速度振幅控制部16基于焊接条件设定部18所设定的设定电流,来决定反送侧的线丝进给速度WS3、即反送侧的速度振幅m2。其中,设定电流和反送侧的线丝进给速度WS3、即反送侧的速度振幅WV2的关系,例如也可以通过实验等预先求取。

[0077] 还有,线丝速度振幅控制部16通过将决定完的反送侧的速度振幅WV2乘以比I小的倍率,从而决定正送侧的速度振幅WVl。即,正送侧的速度振幅WVl比反送侧的速度振幅WV2小。另外,该倍率是基于作为焊接条件设定部18所设定的焊接条件即设定电流、所进给的焊丝的线丝直径、线丝的种类、线丝的突出长度及所供给的屏蔽气体中的至少一个来决定的。在此,线丝速度振幅控制部16具有将倍率和焊接条件设定部18所设定的焊接条件建立了对应的表或者计算式,基于焊接条件设定部18所设定的焊接条件来决定倍率。而且,倍率和焊接条件设定部18所设定的焊接条件的关系例如也可以通过实验等预先求取。

[0078] 线丝速度频率控制部17输出正送与反送的周期性线丝进给的频率。该线丝速度频率控制部17,具有将设定电流和周期性进给的频率建立了对应的表或者计算式,基于焊接条件设定部18所设定的设定电流来决定频率。另外,设定电流和频率的关系例如也可以通过实验等预先求取。

[0079] 电动机极性切换控制部15具有计时功能,基于线丝速度频率控制部17所决定的频率和经过时间,来输出与焊丝19的正送或者反送相关的表示线丝进给电动机23的旋转方向的信号。

[0080] 另外,可以在进行焊接之前基于焊接条件设定部18所设定的接条件来决定:基本线丝进给速度WS1、表示线丝进给电动机23的旋转方向的信号、焊丝19的反送侧的速度振幅WV2、焊丝19的正送侧的速度振幅WVl以及周期性进给的频率。

[0081] 然后,线丝进给电动机控制部13基于基本线丝进给速度WS1、表示线丝进给电动机23的旋转方向的信号、焊丝19的反送侧的速度振幅WV2、焊丝19的正送侧的速度振幅WVl和周期性进给的频率来控制线丝进给电动机23。由此,本实施方式I的电弧焊接装置构成为:按照在焊丝19的正送侧与反送侧让速度振幅不同的方式对焊丝19的进给速度进行控制,进行周期性进给控制。

[0082] 根据该构成,通过按照让进给波形在焊丝19的周期性进给的以基本线丝进给速度为基准的正送侧与反送侧不同的方式,来进行进给速度的控制,从而在焊丝19的周期性进给控制中,可以变更焊接的短路期间和电弧期间的比率。

[0083] 而且,在焊丝19的周期性进给控制中,可以提高适度的焊接电压,还可以提高热输入,其结果可以确保宽的焊缝宽度或深的熔接量。

[0084] 再有,可以实现以下焊接性,即:与不进行焊丝19的周期性进给控制而是进行焊丝的恒定速度进给的短路焊接同等的、焊缝宽度或熔接量。

[0085] 另外,也可以构成为:通过将反送侧的速度振幅乘以比I小的倍率而得到的值作为正送侧的速度振幅,将正送侧的速度振幅变更得比反送侧的速度振幅小,从而对短路期间与电弧期间的比率进行调整来进行焊接。根据该构成,在焊丝19的周期性进给控制中,可以提高适度的焊接电压,可以确保宽的焊缝宽度或深的熔接量。

[0086] 此外,如图2所示,在从时刻til到时刻t2为止的短路期间内,利用接收了来自线丝进给电动机控制部13的信号的线丝进给电动机23,将焊丝19的进给速度减速为线丝进给速度WS3。

[0087] 另外,如图2所示,在从时刻t2到时刻tl3为止的电弧期间内,利用接收了来自线丝进给电动机控制部13的信号的线丝进给电动机23,将焊丝19的进给速度加速为线丝进给速度WS4。

[0088] 本实施方式I的电弧焊接装置通过上述的线丝进给控制周期性地重复短路期间与电弧期间的循环。另外,构成电弧焊接装置的各构成部既可以各自单独地构成,也可以将多个构成部复合而构成。

[0089] 如上所述,根据本实施方式I的电弧焊接装置及电弧焊接控制方法,可以使以基本线丝进给速度WSl为基准的正送侧的速度振幅WVl比反送侧的速度振幅WV2更小。由此,可以调整为:缩小短路期间的比率而增大电弧期间的比率。而且,可以提高适度的焊接电压,还可以提高热输入。

[0090] 再有,通过使焊接性与不进行周期性进给而是进行以往的恒定进给的普通的短路焊接同等以上,从而可以确保宽的焊缝宽度或深的熔接量。

[0091](实施方式2)

[0092] 图6是表示焊丝19的进给的正送侧的速度振幅和反送侧的速度振幅相等时、进行了现有的周期性的线丝进给控制的情况下的线丝进给速度、焊接电流及焊接电压的时间波形的图。图7是表示本发明实施方式2中的线丝进给速度、焊接电流及焊接电压的时间波形的图。再有,图5是表示本发明实施方式2中的电弧焊接装置的概略构成的图。本实施方式2中,与实施方式I不同的主要之处在于:线丝进给的波形不是周期性的正弦波状而是设为周期性的梯形波状。

[0093] 如果是以基本线丝进给速度WSl为基准并以规定的频率和速度振幅周期性地重复正送与反送的控制,则即便这样将线丝进给的波形设为梯形波状,也可以达到与正弦波状同样的效果。

[0094] 图6中表示现有的周期性进给控制中将线丝进给的波形设成梯形波状时的、线丝进给速度WS、焊接电流I及焊接电压V的波形。再有,图7中表示本实施方式2中的线丝进给速度WS、焊接电流I及焊接电压V的时间波形。

[0095] 在图6所示的现有的控制的情况下,短路期间是从时刻tl到时刻t2为止的期间。但是,在图7所示的本实施方式2的线丝进给速度的情况下,如图7所示,正送侧的速度振幅WVl比反送侧的速度振幅WV2更小、且线丝进给速度WS4比线丝进给速度WS2更低。为此,产生短路的定时从时刻tl推迟到时刻tll,短路期间成为从时刻til到时刻t2为止的期间,与现有的控制的情况相比,短路期间缩短。

[0096] 再有,在本实施方式2的线丝进给控制的情况下,在电弧期间内,产生短路的定时从时刻t3推迟到时刻tl3。由此,电弧期间成为从时刻t2到时刻tl3为止的期间,与现有的控制的情况相比,电弧期间增长。

[0097] 在现有的控制中,短路期间:电弧期间为50:50 (50对50),但在本实施方式2中,例如可以成为30:70 (30对70)。这样,通过将正送侧的速度振幅WVl调整得比以基本线丝进给速度WSl为基准的反送侧的速度振幅WV2小,从而可改变短路期间:电弧期间的比率,可以调整适度的焊接电压及热输入。

[0098] 再有,也可以采取以下方法:以基本线丝进给速度为基准,使焊丝19的进给波形变化为正弦波状、或使焊丝19的进给波形变化为梯形波状,以进行焊丝19的进给。根据该方法,可以适度地提高焊接电压,可确保宽的焊缝宽度或深的熔接量。

[0099] 另外,电弧焊接装置的构成也可以与实施方式I同样地为图5所示的装置。此外,构成图5示出的电弧焊接装置的各构成部既可以各自单独地构成,也可以将多个构成部复合来构成。

[0100]-工业可用性-

[0101] 根据本发明,按照在以焊丝的周期性进给的基本线丝进给速度为基准的正送侧和反送侧让进给波形不同的方式来进行进给速度的控制。由此,在焊丝的周期性进给控制中,可以变更焊接的短路期间和电弧期间的比率,可以作为通过周期性地进给焊丝而进行焊接的电弧焊接控制方法及电弧焊接装置来利用,在工业上是有用的。

[0102]-符号说明-

[0103] I 输入电源

[0104] 2 初级整流部

[0105] 3 开关切换部

[0106] 4 变压器

[0107] 5 次级整流部

[0108] 6 DCL

[0109] 7 驱动部

[0110] 8 焊接电压检测部

[0111] 9 焊接电流检测部

[0112] 10 短路/电弧检测部

[0113] 11 短路控制部

[0114] 12电弧控制部

[0115] 13线丝进给电动机控制部

[0116] 14基本线丝进给速度控制部

[0117] 15电动机极性切换控制部

[0118] 16线丝速度振幅控制部

[0119] 17线丝速度频率控制部

[0120] 18焊接条件设定部

[0121] 19 焊丝

[0122] 20 芯片

[0123] 21焊接电弧

[0124] 22被焊接物

[0125] 23线丝进给电动机

Claims (6)

1.一种电弧焊接控制方法,是自耗电极式的电弧焊接控制方法,一边自动进给焊丝、一边交替地重复短路和电弧,以进行短路焊接,其中, 以与设定电流相应的基本线丝进给速度为基准,以规定的频率和规定的速度振幅周期性地重复所述焊丝的进给的正送和反送,使短路状态与电弧状态产生, 所述焊丝的周期性进给的正送侧的速度振幅,是对所述焊丝的周期性进给的反送侧的速度振幅乘以比I小的倍率而得到的值, 通过将所述正送侧的速度振幅设定得比所述反送侧的速度振幅小,从而对短路期间与电弧期间的比率进行调整,以进行焊接。
2.根据权利要求1所述的电弧焊接控制方法,其中, 所述倍率是基于设定电流、焊丝的直径、焊丝的种类、焊丝的突出长度及所供给的屏蔽气体中的至少一个来决定的。
3.根据权利要求1或2所述的电弧焊接控制方法,其中, 以所述基本线丝进给速度为基准,使所述焊丝的所述进给波形变化为正弦波状、或使所述焊丝的所述进给波形变化为梯形波状,来进行所述焊丝的进给。
4.一种电弧焊接装置,其在作为自耗电极的焊丝和被焊接物之间重复进行电弧的产生和短路,以进行焊接,其中该电弧焊接装置具备: 焊接条件设定部,其至少用于对设定电流进行设定; 线丝进给电动机,其用于进给所述焊丝; 开关切换部,其对焊接输出进行控制; 焊接电压检测部,其对焊接电压进行检测; 短路/电弧检测部,其基于所述焊接电压检测部的输出来检测是短路状态还是电弧状态; 短路控制部,其输出短路状态时的焊接输出控制信号; 电弧控制部,其输出电弧状态时的焊接输出控制信号; 驱动部,其基于来自所述短路控制部或所述电弧控制部的信号,对所述开关切换部进行控制 '及 线丝进给电动机控制部,其控制所述线丝进给电动机,以便以规定的频率和规定的速度振幅周期性地重复所述焊丝的进给的正送和反送, 所述线丝进给电动机控制部具有: 输出所述焊丝的周期性进给的基准、即与所述设定电流相应的基本线丝进给速度的基本线丝进给速度控制部; 输出与所述焊丝的正送或者反送相关且表示所述线丝进给电动机的旋转方向的信号的电动机极性切换控制部; 输出以所述基本线丝进给速度为基准的反送侧的速度振幅和比所述反送侧的速度振幅更小的正送侧的速度振幅的线丝速度振幅控制部;以及 输出与所述设定电流相应的线丝进给频率的线丝速度频率控制部, 所述线丝进给电动机控制部,基于所述基本线丝进给速度、表示所述线丝进给电动机的旋转方向的信号、所述焊丝的所述反送侧的速度振幅、所述焊丝的所述正送侧的速度振幅及所述线丝进给频率,对所述线丝进给电动机进行控制,由此对所述焊丝的进给速度进行控制,使得进给波形在所述焊丝的周期性进给的正送侧和反送侧不同,以进行焊接。
5.根据权利要求4所述的电弧焊接装置,其中, 将反送侧的速度振幅乘以比I小的倍率而得到的值设为所述正送侧的速度振幅,通过将所述正送侧的速度振幅变更为比所述反送侧的速度振幅小,从而对短路期间与电弧期间的比率进行调整,以进行焊接。
6.根据权利要求5所述的电弧焊接装置,其中, 所述倍率是基于设定电流、所进给的焊丝的直径、焊丝的种类、焊丝的突出长度及所供给的屏蔽气体中的至少一个来决定的。
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