CN107073623A - 电弧焊接的控制方法 - Google Patents

Abstract

在交替地反复进行脉冲焊接和短路焊接的自耗电极式的电弧焊接的控制中，通过在短路焊接期间(Ts)周期性地反复焊接电极的正向传送和反向传送，并在焊接电流比脉冲期间刚要结束之前的基值电流小的时间点开始进行焊接电极的正向传送，从而能够抑制溅射的产生，能够实现稳定的焊接。

Description

电弧焊接的控制方法

技术领域

本发明涉及交替地反复脉冲焊接期间和短路焊接期间的自耗电极式的电弧焊接的控制方法。

背景技术

在自耗电极式的电弧焊接方法中，代表性的有脉冲焊接和短路焊接，可供实际使用。但是，脉冲焊接和短路焊接存在如下的问题。

虽然与利用超过临界电流的固定电流的喷射过渡相比，脉冲焊接的线能量低，但是为了维持稳定的脉冲过渡，电弧长度需要长至某种程度，因此不能将线能量抑制得较低。因此，在立焊、仰焊等所谓的姿势焊接中，容易产生焊道的下垂等不良形状焊道。

在短路焊接中，电弧长度短，且在短路期间中，电弧的线能量小，因此容易产生熔合不良等焊接缺陷。此外，经常发生短电弧长度以及短路所引起的溅射。

作为抑制上述问题的方法，提出了进行控制使得将脉冲焊接和短路焊接交替地各反复任意的次数的电弧焊接方法(参照专利文献1)。图4示出专利文献1公开的以往的电弧焊接控制中的焊接电流波形。控制焊接电流，使得交替地各进行设定次数的脉冲焊接、短路焊接。此外，在脉冲焊接、短路焊接中，分别以成为最佳值的固定的进给速度进给焊丝。专利文献1中记载了，由此，进行线能量控制和焊道形状控制，从而能够抑制产生熔合不良等焊接缺陷、姿势焊接中的焊道的下垂等不良形状焊道。

此外，作为用于在短路焊接中抑制产生溅射和可靠地进行短路过渡的方法，公开了如下的焊接方法，即，检测电弧的产生和短路，从而根据电弧的产生来进给(正向传送)焊丝，并根据短路的产生而收回(进行反向传送)焊丝(参照专利文献2)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭60-255276号公报

专利文献2：日本特公昭48-11463号公报

发明内容

在交替地反复进行脉冲焊接期间和短路焊接期间的自耗电极式的电弧焊接中，在短路焊接期间以固定的周期反复焊丝的正向传送和反向传送。在从脉冲焊接期间向短路焊接期间转移时，在电流比脉冲焊接期间刚要结束之前的基值电流小时开始向正向传送方向进给焊丝。

附图说明

图1A是实施方式1中的电弧焊接装置的概略结构图。

图1B是示出实施方式1中的电弧焊接的焊接部位的示意性放大剖视图。

图2是示出实施方式1中的电弧焊接中的焊接电流、焊接电压、以及焊丝的进给速度的图。

图3是示出实施方式2中的电弧焊接中的焊接电流、焊接电压、以及焊丝的进给速度的图。

图4是示出以往的电弧焊接中的焊接电流的图。

具体实施方式

(实施方式1)

图1A是实施方式1中的电弧焊接装置50的概略结构图。电弧焊接装置50主要由对作为自耗性电极且作为焊接电极的焊丝15与焊接对象物18之间供给电力的焊接电源部19、焊炬16、进给焊丝15的进给部14构成。另外，焊炬16例如安装在焊接机器人，由焊接机器人使用焊炬16进行焊接。或者，焊炬16例如由作业人员保持，由作业人员使用焊炬16进行焊接。进给部14能够向朝向焊接对象物18的正向传送方向D101和与正向传送方向D101相反的从焊接对象物18远离的反向传送方向D102进给焊丝15。在焊接电源部19中，从输入电源1输入的交流电在1次整流部2进行整流，通过开关部3变换为交流，通过变压器4进行降压，并通过2次整流部5和DCL(电感)6进行整流，从而施加在焊丝15与焊接对象物18之间。通过所施加的电力，在焊丝15与焊接对象物18之间产生焊接电弧17，从而进行焊接。此外，焊接电源部19具备检测焊丝15的电压即焊接电压V的焊接电压检测部7、检测流过焊丝15的焊接电流I的焊接电流检测部8、以及对脉冲焊接期间和短路焊接期间的经过时间或脉冲的输出次数进行计数的计数部9。此外，具备基于计数部9进行计数的数目对焊接输出的控制进行切换的控制切换部10、用于设定焊接条件等的设定部20、控制脉冲焊接期间中的电流的脉冲焊接时的电流控制部12、控制短路焊接期间中的电流的短路焊接时的电流控制部11、以及驱动部13。另外，计数部9对通过操作设置在焊炬16的焊炬开关或者通过执行焊接机器人的动作程序而指示了开始焊接之后最初产生的焊丝15与焊接对象物18的接触进行检测，并进行时间的计数、脉冲的输出次数的计数。此外，设定部20用于设定为了进行焊接而设定的设定焊接电流、为了进行焊接而设定的设定焊接电压、焊丝15的进给速度、保护气体的种类、焊丝15的材质、焊丝15的直径、脉冲焊接的期间、波形输出次数、短路焊接的期间、波形输出次数等。另外，构成焊接电源部19的各构成部可以根据需要而分别独立地构成，也可以复合多个构成部而构成。

接着，对电弧焊接装置50的动作进行说明。图1B是示出实施方式1中的电弧焊接的焊接部位的示意性放大剖视图。

在电弧焊接装置50中，从气体供给口供给保护气体，从而对电弧和焊接部屏蔽外部气体，并且通过焊接电源部19对焊丝15与焊接对象物18之间供给电流。由此，使焊丝15与焊接对象物18产生焊接电弧17，用电弧17的热熔解焊丝15的顶端和焊接对象物18的一部分。熔解的焊丝15滴下到焊接对象物18上，与由于焊接电弧17的热而熔解的焊接对象物18的一部分一同形成熔融池15P。通过焊炬16相对于焊接对象物18的向焊接方向D15的相对移动，形成熔融池15P并且相对于焊接对象物18在焊接方向D15上相对地移动，从而形成焊道18A同时熔敷焊接对象物18。

该焊接的焊接条件由设定部20预先设定，此外，焊丝15的进给速度也同样地由设定部20预先设定。可控制焊接电源部19的输出和进给部14的电动机的旋转，使得成为该设定条件。一边监视焊接电源部19一边进行焊接电源部19的控制，使得焊接条件成为设定条件，从而进行焊接条件的控制，成为该控制的基础的焊接电流I和焊接电流I的波形通过焊接电流检测部8的输出来得到。

图2示出实施方式1中的电弧焊接装置50的焊接电流I、焊接电压V、以及焊丝15的进给速度WF。在图2中，纵轴示出焊接电流I、焊接电压V、以及进给速度WF，横轴示出时间。进给速度WF可取正值，也可取负值。即，在向正向传送方向D101进给作为焊接电极的焊丝15的情况下，进给速度WF的值为正，在向反向传送方向D102进给焊丝15的情况下，进给速度WF的值为负。

在脉冲焊接期间Tp中，控制焊接电流I，使得流过焊丝15的焊接电流I形成交替地反复峰值电流Ip的值Ip1～Ip6和基值电流Ib的值Ib1～Ib5的多个脉冲Pp1～Pp6。在短路焊接期间Ts中，控制焊接电流I，使得交替地分别过渡到使焊丝15与焊接对象物18短路的一个以上的短路期间Tss1～Tss3和在焊丝15与焊接对象物18之间产生电弧17的一个以上的电弧期间Tsa1～Tsa2。交替地反复脉冲焊接期间Tp和短路焊接期间Ts，使得继短路焊接期间Ts之后为脉冲焊接期间Tp，且继脉冲焊接期间Tp之后为短路焊接期间Ts。

可根据由焊接电流检测部8检测的焊接电流I的波形来检测脉冲焊接期间Tp。例如，通过检测焊接电流I从大于预先设定的阈值Is的值变化为小于阈值Is的值的情况，从而能够检测脉冲焊接期间Tp。因此，通过对阈值Is和焊接电流I进行比较，从而能够检测脉冲焊接期间Tp的脉冲Pp1～Pp6。脉冲Pp1～Pp6的检测方法不限于该例子，只要能够检测脉冲Pp1～Pp6，可以是任何方法。

例如，通过检测由焊接电压检测部7检测的焊接电压V从大于预先设定的阈值Vs的值变化为小于阈值Vs的值的情况，从而能够检测短路焊接期间Ts。此时，为了使得不会将短路期间Tss1～Tss3判定为非常短的微小短路，也可以将在焊接电压V持续高于阈值Vs的期间经过了预先设定的时间的情况判定为一次短路。短路的检测方法不限于该例子，只要能够检测每次短路，可以是任何方法。

在脉冲焊接期间Tp中，与设定部20的脉冲条件相组合，在设定部20预先设定焊接电流I的平均值不会超过临界电流那样的焊丝15的进给速度WF的值。此外，该脉冲的数目或脉冲焊接期间Tp的长度也预先设定在设定部20。另一方面，预先设定有能够在短路焊接期间Ts中以由设定部20设定的进给速度WF稳定地进行短路焊接的焊接电压V的值。此外，短路焊接期间Ts中的焊丝15与焊接对象物18的短路的次数，即，短路期间Tss1～Tss3的数目或短路焊接期间Ts的长度也预先设定在设定部20。因此，在电弧焊接装置50中，通过控制切换部10对脉冲焊接的电流控制部12和短路焊接的电流控制部11进行切换，从而从电流控制部11、12发出控制输出，使得当基于由设定部20设定的上述的数目以及时间的长度进行了脉冲焊接时，由控制切换部10切换为短路焊接，接着，基于同样由设定部20设定的上述的数目或时间的长度进行短路焊接。然后，接受了电流控制部11、12的控制输出的驱动部13对开关部3提供控制输出，使得得到与控制输出相应的焊接电流I的波形。由此，焊接电源部19输出图2所示的焊接电流I并提供给焊丝15和焊接对象物18。

同样地，控制切换部10对进给部14提供控制输出，使得在脉冲焊接期间Tp和短路焊接期间Ts中焊丝15的进给速度WF成为预先设定的进给速度。由此，进给部14对进给部14的电动机进行旋转驱动，使得焊丝15的进给速度WF成为与脉冲焊接期间Tp和短路焊接期间Ts对应的进给速度。此时，在脉冲焊接期间Tp中，以预先在设定部20设定的最佳的给定的固定的进给速度WF3来进给焊丝15。另一方面，控制切换部10使短路焊接期间Ts中的焊丝15的进给速度WF按照具有由设定部20预先决定的振幅和周期的周期性波形变化。图2所示的进给速度WF作为周期性波形而按照正弦波变化。也可以使进给速度WF按照梯形波等其它周期性波形变化。在计数了在设定部20预先设定的次数的短路或者经过了在设定部20预先设定的时间的脉冲开始时间点tps将短路开路，控制切换部10从脉冲焊接期间Tp开始产生多个脉冲Pp1～Pp6中的最初的脉冲Pp1。在脉冲开始时间点tps之后，进给速度WF仍以继续按照短路焊接期间Ts中的上述周期性波形变化的状态向在设定部20预先设定的脉冲焊接期间Tp中的焊丝15的给定的进给速度WF3变化，当进给速度WF在脉冲焊接期间Tp中达到给定的进给速度WF3时，进给部14以给定的进给速度WF3进给焊丝15。此后，当在脉冲焊接期间Tp中计数了在设定部20预先设定的次数的脉冲Pp1～Pp6或者经过了在设定部20预先设定的时间时，电流控制部12在形成最后的脉冲Pp6之后使焊接电流I变化为与脉冲Pp1～Pp6中的基值电流Ib的值Ib1～Ib5不同的电流I3。将在形成最后的脉冲Pp6之后焊接电流I变化为电流I3的时间点作为触发，在焊接电流I为电流I3的进给切换时间点tvs使进给速度WF从脉冲焊接期间Tp中的给定的进给速度WF3起按照上述的周期性波形向正向传送方向D101和反向传送方向D102开始进给焊丝15。在实施方式1中，电流I3比脉冲焊接期间Tp刚要结束之前的基值电流Ib的值Ib5小。像这样，在实施方式1中，电流I3比基值电流Ib的值Ib1～Ib5中的至少一个值小。电流I3可以比基值电流Ib的值Ib1～Ib5的平均值小，也可以比基值电流Ib的值Ib1～Ib5小。

另外，在图2中，将焊接电流I变化为电流I3的时间点作为从脉冲焊接期间Tp向短路焊接期间Ts转移的触发。在实施方式1中的电弧焊接中，可以将在脉冲焊接期间Tp结束之前焊接电流I降低为比脉冲Pp1～Pp6中的基值电流Ib小的值的时期的任意的时间点作为触发，即，作为进给切换时间点tvs。通过这样，从而以设定条件交替地反复脉冲焊接期间Tp和短路焊接期间Ts，且以此时的各模式中的最佳的进给速度WF一边进给焊丝15一边进行焊接。如图2所示，在短路期间Tss1～Tss3与电弧期间Tsa1、Tsa2稍微存在偏差的情况下，在判定短路之后或判定电弧(短路的开路)之后使进给速度WF按照周期性波形向正向传送方向D101和反向传送方向D102进给焊丝15的控制中，上述的偏差容易表现得显著。在实施方式1中的电弧焊接中，通过使进给速度WF按照具有固定周期的周期性波形变化，从而按照周期性波形来促进短路和电弧的动作，因此不易产生短路期间Tss1～Tss3和电弧期间Tsa1、Tsa2的长度的偏差。

接着，对实施方式1中的焊接电流I进行说明。实施方式1中的焊接电流I被控制为，在从脉冲焊接向短路焊接切换时的最后的脉冲Pp6之后成为比脉冲Pp6的基值电流Ib小的电流I3。此外，在从脉冲焊接向短路焊接切换时的最初的短路期间Tss1，在检测到焊丝15与焊接对象物18的短路之后，焊接电流I被控制为比脉冲Pp1～Pp6的基值电流Ib小的值。此外，在短路焊接期间Ts中检测到短路的时间点和检测到缩颈15A的时间点中的至少一个时间点，使焊接电流I急剧地降低。交替地反复在设定部20预先确定的峰值电流Ip和基值电流Ib，在输出了给定的次数或给定的时间的脉冲Pp1～Pp6之后，使焊接电流I变化为与基值电流Ib不同的电流I3，从而进行从脉冲焊接期间Tp向短路焊接期间Ts的切换。具体地，将焊接电流I降低为比基值电流Ib小的电流I3，并等到作为短路焊接期间Ts的开始的、短路期间Tss1的开始的短路。此后，当焊接电压检测部7检测到短路时，为了抑制在短路之后短路立刻开路的微小短路，且为了抑制短路时产生溅射，在开始短路期间Tss1的短路检测时间点tsp将焊接电流I急剧地降为电流I4并在给定的期间Tsp1保持为电流I4。此后，增加焊接电流I而促进短路的开路。此外，在由焊接电压检测部7在短路刚要开路之前检测到焊丝15的缩颈15A(参照图1B)时，进行将焊接电流I急剧地降低的缩颈控制为宜。由此，能够降低短路开路时的电流I，能够抑制溅射的产生。电流控制部11在开始电弧期间Tsa1的短路开路时间点tap将短路开路之后，将电流I提升为电流I5并保持给定的期间Tsp2，使得在电弧期间Tsa1中不会产生微小短路，此后降低焊接电流I，使得促进下一个短路的产生，即，使得开始下一个短路期间Tss2。然后，反复该动作，在进行了在设定部20预先设定的次数或时间的短路之后，与短路的开路同时进入到脉冲焊接的模式而开始脉冲焊接期间Tp，并控制焊接电流I，使得焊接电流I形成交替地反复峰值电流Ip和基值电流Ib的脉冲Pp1～Pp6。另外，在实施方式1中的电弧焊接中，在最后的短路开路之后，即，在最后的短路期间Tss3之后，从短路焊接期间Ts过渡到脉冲焊接期间Tp。在最后的短路开路之后，即，在最后的短路期间Tss3之后，且在焊丝15的进给速度WF达到脉冲焊接期间Tp中的固定的给定的进给速度WF3之后，从短路焊接期间Ts过渡到脉冲焊接期间Tp为宜。

在交替地反复脉冲焊接期间和短路焊接期间的自耗电极式电弧焊接中，在将作为自耗电极的焊丝在脉冲焊接期间和短路焊接期间分别进行固定进给的电弧焊接方法中，在短路焊接期间中在短路的开路时容易产生溅射。

在实施方式1中的电弧焊接中，在从脉冲焊接期间Tp向短路焊接期间Ts过渡时的最后的脉冲Pp6之后，换言之，在从脉冲焊接期间Tp转移到短路焊接期间Ts时，通过比脉冲焊接期间Tp刚要结束之前的脉冲焊接期间Tp中的基值电流Ib小的电流I3的焊接电流I，对按照具有固定的给定的周期的周期性波形向正向传送方向D101开始进给焊丝15的时间点进行控制。由此，能够促进下一个短路，能够在抑制了熔滴的生长的状态下进行短路，能够抑制短路时产生溅射。此外，通过在给定的期间内将焊接电流I保持为比基值电流Ib小的电流I3，从而能够抑制从脉冲焊接期间Tp的峰值电流Ip朝向短路焊接期间Ts的短路期间Tss1的初始电流时的下冲(undershoot)，能够实现稳定的焊接。在从脉冲焊接期间Tp切换为短路焊接期间Ts时的最初的短路期间Tss1中，对检测到短路后的电流I进行控制，使其为比脉冲焊接期间Tp的基值电流Ib小的电流I3。由此，能够将焊丝15和焊接对象物18可靠地进行短路，能够抑制短路之后紧接着短路开路的微小短路的产生，能够抑制产生溅射。在短路焊接期间Ts中检测到短路的时间点和检测到缩颈15A的时间点中的至少一个时间点使焊接电流I急剧下降，从而能够降低短路时和短路开路时的电流I，能够与其相应地抑制短路时和短路开路时产生溅射。

通过像以上那样控制焊接电流I，从而即使在短时间交替地反复高线能量的脉冲焊接和低线能量的短路焊接，也不易产生在各焊接期间Tp、Ts的切换时期产生溅射等的现象，因此能够实现同时具备两种焊接法的优点的焊接法。此外，通过适当地组合脉冲Pp1～Pp6的数目或时间和短路期间Tss1～Tss3的次数或时间，从而能够容易地控制线能量。此外，因为在短路焊接期间Ts中周期性地进给焊丝15，所以短路和电弧的周期固定，能够实现稳定的焊接。在从短路焊接期间Ts向脉冲焊接期间Tp的切换以及反过来从脉冲焊接期间Tp向短路焊接期间Ts的切换中，也是继续按照短路焊接期间Ts中的周期性波形进给焊丝15，因此进给速度WF不会不连续地变化，能够实现稳定的焊接。

如上所述，在使用具备作为焊接电极的焊丝15的电弧焊接装置50的自耗电极式的电弧焊接中，交替地分别过渡到进行脉冲焊接的多个脉冲焊接期间Tp和进行短路焊接的多个短路焊接期间Ts。在多个脉冲焊接期间Tp的各个脉冲焊接期间Tp中，控制焊接电流I，使得流过焊丝15的焊接电流I形成交替地分别过渡到峰值电流Ip的一个以上的值Ip1～Ip6和基值电流Ib的一个以上的值Ib1～Ib5的多个脉冲Pp1～Pp6，并在形成多个脉冲Pp1～Pp6之后的进给切换时间点tvs变得比基值电流Ib的一个以上的值Ib1～Ib5中的至少一个值小(是电流I3)。在继各个脉冲焊接期间Tp之后的多个短路焊接期间Ts的各个短路焊接期间Ts中，控制焊接电流I，使得交替地分别过渡到使焊丝15与焊接对象物18短路的一个以上的短路期间Tss1～Tss3和在焊丝15与焊接对象物18之间产生电弧17的一个以上的电弧期间Tsa1、Tsa2。控制电弧焊接装置50，使得向朝向焊接对象物18的正向传送方向D101和与正向传送方向D101相反的反向传送方向D102进给焊丝15。控制电弧焊接装置50，使得在进给切换时间点tvs开始进行以固定的周期向正向传送方向D101和反向传送方向D102交替地反复进行的焊丝15的进给，从进给切换时间点tvs起经各个短路焊接期间Ts以上述的周期向正向传送方向D101和反向传送方向D102交替地反复进给焊丝15。

也可以在脉冲焊接期间Tp中控制电弧焊接装置50，使得直到进给切换时间点tvs为止，以固定的给定的进给速度WF3进给焊丝15。

也可以在短路焊接期间Ts中检测焊接对象物18与焊丝15的短路或焊丝15的缩颈15A。在该情况下，当检测到短路或缩颈15A时，也可以降低焊接电流I。

也可以在脉冲焊接期间Tp中控制焊接电流I，使得焊接电流I在进给切换时间点tvs变得比基值电流Ib的一个以上的值Ib1～Ib5的平均值小。

此外，也可以在脉冲焊接期间Tp中控制焊接电流I，使得焊接电流I在进给切换时间点tvs变得比基值电流Ib的一个以上的值Ib1～Ib6小。

像以上详细说明的那样，在实施方式1中的电弧焊接中，为了线能量的控制和焊道18A的形状控制，通过将脉冲焊接和短路焊接交替地各反复任意的给定的次数，从而能够实现同时具备两种焊接法的优点的焊接法。此外，通过适当地组合短路焊接的次数和脉冲焊接的次数，从而可容易地进行线能量的控制，除此之外，能够由此改善焊道18A的形状，可容易地进行姿势焊接。

(实施方式2)

图3示出实施方式2中的焊接电流I、焊接电压V、以及焊丝15的进给速度WF。图3所示的焊接电流I、焊接电压V、以及进给速度WF可由图1A和图1B所示的电弧焊接装置50得到。在图3中，对与图2所示的实施方式1相同的部分标注相同的附图标记。在图3所示的实施方式2中的电弧焊接中，在以下方面与图2所示的实施方式1中的电弧焊接不同。在从短路焊接期间Ts向脉冲焊接期间Tp过渡时，在焊丝15的进给速度WF达到脉冲焊接期间Tp中的正向传送方向D101的给定的进给速度WF3的时间点tps，焊接电流I开始形成最初的脉冲Pp1，从而开始脉冲焊接期间Tp。在时间点tps以后，进给速度WF维持为给定的进给速度WF3。大致在时间点tps之后紧接着产生峰值电流Ip。在短路焊接期间Ts中同步地进行焊丝15的进给控制和焊接电流I的控制。

以下，对在焊丝15的进给速度WF达到脉冲焊接期间Tp中的给定的进给速度WF3时从短路焊接期间Ts过渡到脉冲焊接期间Tp的理由进行说明。如前所述，在向正向传送方向D101进给作为焊接电极的焊丝15的情况下进给速度WF的值为正，在向反向传送方向D102进给焊丝15的情况下进给速度WF的值为负。在以低的进给速度WF进给焊丝15的情况下，焊丝15以小的进给速度向正向传送方向D101进给，或者向反向传送方向D102进给。当在进给速度WF达到给定的进给速度WF3之前产生脉冲Pp1的峰值电流Ip时，将成为在焊丝15的进给速度WF低且进给焊丝15的进给速度小或者向反向传送方向D102进给时产生脉冲Pp1的峰值电流Ip的情况，因此焊丝15燃起且产生电弧断开等，不能继续进行稳定的焊接。相反，在从焊丝15的进给速度WF达到脉冲焊接期间Tp中的给定的进给速度WF3的时间点tps起在短暂的期间在不产生脉冲Pp1中的峰值电流Ip的情况下输出基值电流Ib的情况下，焊接电流I小，因此焊丝15会与焊接对象物18短路，存在不能进行稳定的脉冲焊接的情况。

接着，对在短路焊接期间Ts中使焊丝15的进给控制与焊接电流I的控制同步的控制进行说明。例如，在图3中，进行控制，使得在短路焊接期间Ts中的焊丝的进给速度为最高进给速度WF1时焊接电流I成为最低电流I1。然后，进行控制，使得随着进给速度WF减速，使焊接电流I增加，在进给速度WF为最低进给速度WF2时，焊接电流I成为最大电流I2。然后，周期性地反复该循环。若基于作为可取正、负的值的进给速度WF的绝对值的进给速率，则最高进给速度WF1是正向传送方向D101上的最大的进给速率，最低进给速度WF2是反向传送方向D102上的最大的进给速率。

接着，对在短路焊接期间Ts中同步进行焊丝15的进给控制和焊接电流I的控制的理由进行说明。通过上述的控制，在短路焊接期间Ts中进给速度WF为最高进给速度WF1时焊接电流I成为最小电流I1，因此焊丝15以难以熔融的状态朝向焊接对象物18，且焊丝15以大的最高进给速度WF1朝向焊接对象物18，因此可促进焊丝15与焊接对象物18的短路。在进给速度WF为最低进给速度WF2时焊接电流I成为最大电流I2，因此在焊丝15向反向传送方向D102进给的状态下焊接电流I成为最大电流I2。因此，焊丝15熔融且向反向传送方向D102进给，因此可促进短路的开路。通过使焊接电流I与进给速度WF同步而进行控制，从而即使存在由焊丝15与焊接对象物18之间的距离的变化等造成的电弧长度的变动等外部干扰，也能够实现周期性的、且稳定的焊接。而且，当以给定的次数实施短路时，焊丝15的进给速度WF按照前述的周期性波形从最低进给速度WF2过渡到由设定部20预先设定的脉冲焊接期间Tp中的固定的给定的进给速度WF3。然后，将进给速度WF达到脉冲焊接期间Tp中的给定的进给速度WF3的时间点作为触发，输出脉冲焊接的峰值电流Ip。即，在进给速度WF达到给定的进给速度WF3的时间点，焊接电流I开始形成脉冲Pp1，从而开始脉冲焊接期间Tp。然后，当以由设定部20预先决定的次数/时间输出脉冲Pp1～Pp6时，在最后的脉冲Pp6中焊接电流I从峰值电流Ip降低至比基值电流Ib小的电流I3，并保持给定的期间Tsp3。然后，将焊接电流I达到电流I3的进给切换时间点tvs作为触发，焊丝15的进给速度WF从脉冲焊接期间Tp的给定的固定的进给速度WF3起被加速，在进给切换时间点tvs切换为按照交替地反复正向传送方向D101和反向传送方向D102的周期性波形变化的控制。另外，在图3所示的电弧焊接中，将焊接电流I达到电流I3的时间点作为触发，即，作为进给切换时间点tvs。在实施方式2中的电弧焊接中，也可以将焊接电流I比基值电流Ib小的时期的任意的时间点作为触发，即作为进给切换时间点tvs。像这样，在实施方式2中的电弧焊接中，在从短路焊接期间Ts切换为脉冲焊接期间Tp和从脉冲焊接期间Tp切换为短路焊接期间Ts时均能够按照周期性波形维持焊丝15的进给，因此能够实现稳定的焊接。另外，使电流I3比基值电流Ib的一个以上的值(Ib1～Ib5)中的至少一个值小。电流I3可以比基值电流Ib的一个以上的值(Ib1～Ib5)的平均值小，也可以比基值电流Ib的一个以上的值(Ib1～Ib5)小。

此外，在实施方式2中的电弧焊接中，也可以与实施方式1中的电弧焊接同样地，在检测到短路的时间点或检测到缩颈15A的时间点使焊接电流I急剧地降低。在该情况下，焊接电流I也可以为最小电流I1以下的值。通过在检测到短路的时间点或检测到缩颈15A的时间点急剧地降低焊接电流I，从而能够进一步抑制溅射的产生。在实施方式2中，在短路焊接期间Ts中同步地控制焊丝15的进给和焊接电流I，因此即使存在由电弧长度的变动等造成的外部干扰，也能够实现周期性的、且稳定的焊接。

如上所述，在短路焊接期间Ts中，控制电弧焊接装置50，使得以固定的周期向正向传送方向D101和反向传送方向D102交替地反复进给焊丝15。在脉冲焊接期间Tp中，控制电弧焊接装置50，使得以给定的进给速度WF3向正向传送方向D101进给焊丝15。控制电弧焊接装置50，使得在短路焊接期间Ts中从一个以上的电弧期间Tsa1、Tsa2中的一个电弧期间Tsa2过渡到一个以上的短路期间Tss1～Tss3中的一个短路期间Tss3之后，在进给焊丝15的进给速度WF达到给定的进给速度WF3的时间点，焊接电流I开始形成多个脉冲Pp1～Pp6中的最初的脉冲Pp1。

也可以在短路焊接期间Ts中控制电弧焊接装置50，使得进给速度WF以固定的周期反复最高进给速度WF1和最低进给速度WF2。在该情况下，在短路焊接期间Ts中，在进给速度WF达到最高进给速度WF1的时间点使焊接电流I为最小电流I1。在短路焊接期间Ts中，在进给速度WF达到最低进给速度WF2的时间点使焊接电流I为最大电流I2。

在交替地反复脉冲焊接期间和短路焊接期间的电弧焊接方法中，当在短路焊接期间使用在专利文献2公开的方法时，能够根据短路的检测对焊丝进行反向传送，从而能够以机械方式将短路开路，能够降低短路开路时的电流，能够降低溅射的产生。但是，进给速度的正向传送和反向传送的周期可根据电弧的产生进行控制。因此，如果短路的时间变长，则焊丝的反向传送量会增大，如果电弧的时间变长，则焊丝的正向传送方向的进给速度增大。因此，当电弧变化时，焊丝的进给速度中的平均进给速度、短路的周期、短路的次数会变化，因此难以使焊接稳定。此外，在切换脉冲焊接期间和短路焊接期间时会产生焊丝的进给控制与焊接电流的电流控制的不连续，因此存在焊接变得不稳定、产生溅射的情况。

在实施方式1、2中的交替地反复进行脉冲焊接期间Tp和短路焊接期间Ts的自耗电极式的电弧焊接的控制中，在短路焊接期间Ts向正向传送方向D101和反向传送方向D102进给焊丝15。由此，能够以机械方式将短路开路，且能够降低短路的开路时的焊接电流I，因此能够降低短路焊接期间Ts中的溅射的产生。在短路焊接期间Ts中，按照周期性波形进给焊丝15，因此短路与电弧的周期的偏差少，能够实现稳定的焊接。进而，通过同步地对焊丝15的进给和焊接电流I进行控制，从而即使稍微存在外部干扰，也能够可靠地进行短路和短路的开路，实现稳定的焊接。通过交替地反复短路焊接和脉冲焊接，从而进行线能量控制和焊道18A的形状控制，由此，能够抑制产生熔合不良等焊接缺陷、姿势焊接中的焊道18A的下垂等不良形状的焊道。在脉冲焊接期间Tp和短路焊接期间Ts均能够实现溅射的产生量少的焊接。即使在脉冲焊接和短路焊接的切换中，也不会产生焊丝15的进给的控制和焊接电流I的控制的不连续，因此能够以低溅射实现稳定的焊接。因此，能够减少溅射除去等后续工序。

产业上的可利用性

本发明中的电弧焊接的控制方法能够实现稳定的焊接，在对焊接对象物进行焊接的电弧焊接中是有用的。

符号说明

1 输入电源

2 1次整流部

3 开关部

4 变压器

5 2次整流部

6 DCL(电感)

7 焊接电压检测部

8 焊接电流检测部

9 计数部

10 控制切换部

11 电流控制部

12 电流控制部

13 驱动部

14 进给部

15 焊丝(焊接电极)

15A 缩颈

16 焊炬

17 焊接电弧

18 焊接对象物

19 焊接电源部

20 设定部

50 电弧焊接装置

D101 正向传送方向

D102 反向传送方向

I1 最大电流

I2 最小电流

Ib 基值电流

Ip 峰值电流

Pp1～Pp6 脉冲

Tp 脉冲焊接期间

Ts 短路焊接期间

Tss1～Tss3 短路期间

Tsa1～Tsa3 电弧期间

tvs 进给切换时间点

Claims (9)

1.一种电弧焊接的控制方法，其是使用了具备焊接电极的电弧焊接装置的自耗电极式的电弧焊接的控制方法，交替地分别过渡到进行脉冲焊接的多个脉冲焊接期间和进行短路焊接的多个短路焊接期间，所述电弧焊接的控制方法包括：

在所述多个脉冲焊接期间的各个脉冲焊接期间中，对流过所述焊接电极的焊接电流进行控制，使得所述焊接电流形成交替地反复峰值电流的一个以上的值和基值电流的一个以上的值的多个脉冲，并在形成了所述多个脉冲之后的进给切换时间点变得比所述基值电流的所述一个以上的值的至少一个值小的步骤；

在继所述各个脉冲焊接期间之后的所述多个短路焊接期间的各个短路焊接期间中，控制所述焊接电流，使得交替地分别过渡到使所述焊接电极与焊接对象物短路的一个以上的短路期间和在所述焊接电极与所述焊接对象物之间产生电弧的一个以上的电弧期间的步骤；以及

控制所述电弧焊接装置，使得向朝向所述焊接对象物的正向传送方向和与所述正向传送方向相反的反向传送方向进给所述焊接电极的步骤，

控制所述电弧焊接装置使得进给所述焊接电极的步骤包括：控制所述电弧焊接装置，使得在所述进给切换时间点开始进行以固定的周期向所述正向传送方向和所述反向传送方向交替地反复进行的所述焊接电极的进给，并从所述进给切换时间点起经所述各个短路焊接期间以所述固定的周期向所述正向传送方向和所述反向传送方向交替地反复进给所述焊接电极的步骤。

2.根据权利要求1所述的电弧焊接的控制方法，控制所述电弧焊接装置使得进给所述焊接电极的步骤包括：控制所述电弧焊接装置，使得在所述各个短路焊接期间中进给所述焊接电极的进给速度以所述固定的周期反复最高进给速度和最低进给速度的步骤，

在所述各个短路焊接期间中控制所述焊接电流的步骤包括：

在所述各个短路焊接期间中，在所述进给速度达到所述最高进给速度的时间点使所述焊接电流为最小电流的步骤；以及

在所述各个短路焊接期间中，在所述进给速度达到所述最低进给速度的时间点使所述焊接电流为最大电流的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的电弧焊接的控制方法，控制所述电弧焊接装置使得进给所述焊接电极的步骤还包括：在所述各个脉冲焊接期间中，控制所述电弧焊接装置，使得直到所述进给切换时间点为止以固定的给定的进给速度进给所述焊接电极的步骤。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电弧焊接的控制方法，还包括：在所述各个短路焊接期间中，检测所述焊接对象物与所述焊接电极的短路或所述焊接电极的缩颈的步骤，

在所述各个短路焊接期间中控制所述焊接电流的步骤包括：当检测到所述短路或所述缩颈时，降低所述焊接电流的步骤。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电弧焊接的控制方法，在所述各个脉冲焊接期间中控制所述焊接电流的步骤包括：在所述各个脉冲焊接期间中，控制所述焊接电流，使得所述焊接电流在所述进给切换时间点变得比所述基值电流的所述一个以上的值的平均值小的步骤。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的电弧焊接的控制方法，在所述各个脉冲焊接期间中控制所述焊接电流的步骤包括：在所述各个脉冲焊接期间中，控制所述焊接电流，使得所述焊接电流在所述进给切换时间点变得比所述基值电流的所述一个以上的值小的步骤。

7.一种电弧焊接的控制方法，是使用了具备焊接电极的电弧焊接装置的自耗电极式的电弧焊接的控制方法，交替地分别过渡到进行脉冲焊接的多个脉冲焊接期间和进行短路焊接的多个短路焊接期间，所述电弧焊接的控制方法包括：

在所述多个短路焊接期间的各个短路焊接期间中，控制所述焊接电流，使得交替地分别过渡到使所述焊接电极与焊接对象物短路的一个以上的短路期间和在所述焊接电极与所述焊接对象物之间产生电弧的一个以上的电弧期间的步骤；

在继所述各个短路焊接期间之后的所述多个脉冲焊接期间的各个脉冲焊接期间中，控制流过所述焊接电极的焊接电流，使得所述焊接电流形成交替地反复峰值电流和基值电流的多个脉冲的步骤；以及

控制所述电弧焊接装置，使得向朝向所述焊接对象物的正向传送方向和与所述正向传送方向相反的反向传送方向进给所述焊接电极的步骤，

控制所述电弧焊接装置使得进给所述焊接电极的步骤包括：

在所述各个短路焊接期间中，控制所述电弧焊接装置，使得以固定的周期向所述正向传送方向和所述反向传送方向交替地反复进给所述焊接电极的步骤；以及

在所述各个脉冲焊接期间中，控制所述电弧焊接装置，使得以给定的进给速度向所述正向传送方向进给所述焊接电极的步骤，

在所述各个短路焊接期间中控制所述焊接电流的步骤包括：

在所述各个短路焊接期间中，从所述一个以上的电弧期间中的一个电弧期间过渡到所述一个以上的短路期间中的一个短路期间之后，在进给所述焊接电极的进给速度达到所述给定的进给速度的时间点过渡到所述各个脉冲焊接期间，

在所述各个脉冲焊接期间中，控制所述电弧焊接装置，使得所述焊接电流开始形成所述多个脉冲中的最初的脉冲的步骤。

8.根据权利要求7所述的电弧焊接的控制方法，控制所述电弧焊接装置使得进给所述焊接电极的步骤包括：在所述各个短路焊接期间中，控制所述电弧焊接装置，使得所述进给速度以所述固定的周期反复最高进给速度和最低进给速度的步骤，

在所述各个短路焊接期间中控制所述焊接电流的步骤包括：

在所述各个短路焊接期间中，在所述进给速度达到所述最高进给速度的时间点使所述焊接电流为最小电流的步骤；以及

在所述各个短路焊接期间中，在所述进给速度达到所述最低进给速度的时间点使所述焊接电流为最大电流的步骤。

9.根据权利要求6至8中的任一项所述的电弧焊接的控制方法，还包括：在所述各个短路焊接期间中，检测所述焊接对象物与所述焊接电极的短路或所述焊接电极的缩颈的步骤，

在所述各个短路焊接期间中控制所述焊接电流的步骤包括：当检测到所述短路或所述缩颈时，降低所述焊接电流的步骤。