CN107921565B - 电弧焊接方法以及电弧焊接装置 - Google Patents

电弧焊接方法以及电弧焊接装置 Download PDF

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Abstract

在与对母材的热输入相关的焊接参数小于第一阈值的情况下，用第一焊接法对所述母材进行焊接。在所述焊接参数小于第二阈值且大于所述第一阈值的情况下，用第二焊接法对所述母材进行焊接。在所述焊接参数大于所述第二阈值的情况下，用第三焊接法对所述母材进行焊接。根据该电弧焊接方法，通过根据母材的厚度调整焊接条件，从而能够设定适合于母材的厚度的焊接法，能够进行溅射少且没有母材的熔落的焊接。

Description

电弧焊接方法以及电弧焊接装置
技术领域
本发明涉及一边进给作为自耗电极的焊丝一边进行电弧焊接的电弧焊接方法以及电弧焊接装置。
背景技术
近年来，在焊接业界中，为了提高生产性，对焊接的高品位化以及生产效率提高的要求提高。其中，溅射的降低、焊接的高速化在市场期望之中是尤其重要的项目。伴随着溅射的产生增加，溅射附着到作为焊接对象的母材的情况变多。当溅射附着到母材时，需要用于除去附着的溅射的后处理，焊接生产性下降。此外，当存在未实施后处理而以溅射附着于母材的状态作为产品而流出的情况，则产品价值显著受损。
专利文献1公开了一种交替地重复脉冲焊接和短路焊接的混合焊接。混合焊接具有热输入比短路焊接高且热输入比脉冲焊接低的中间的特性。
图1示出在专利文献1公开的混合焊接中的焊接电流。在图1中，纵轴表示焊接电流，横轴表示时间。在图1中，在短路过渡期间Ta中进行短路焊接，并在脉冲过渡期间Tb中进行脉冲焊接。在短路焊接中，预先设定有能够以焊丝的所设定的进给速度稳定地进行短路焊接的焊接电压，其短路次数(一次以上)也被预先设定。另一方面，在脉冲焊接中，预先设定了焊接电流的平均电流不会超过临界电流的焊丝的进给速度。此外，脉冲次数(一次以上)也被预先设定。
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
发明内容
在与对母材的热输入相关的焊接参数小于第一阈值的情况下，用第一焊接法对所述母材进行焊接。在所述焊接参数小于第二阈值且大于所述第一阈值的情况下，用第二焊接法对所述母材进行焊接。在所述焊接参数大于所述第二阈值的情况下，用第三焊接法对所述母材进行焊接。
根据该电弧焊接方法，通过根据母材的厚度调整焊接条件，从而能够设定适合于母材的厚度的焊接法，能够进行溅射少且没有母材的熔落的焊接。
附图说明
图1是示出以往的电弧焊接法的焊接电流的图。
图2是示出电弧焊接中的焊接电流与焊接电压的关系的图。
图3是实施方式中的电弧焊接装置的概略结构图。
图4是示出实施方式中的电弧焊接方法中的焊接电流与焊接电压的关系的图。
图5A是示出实施方式中的另一个电弧焊接方法中的焊接电流与焊接电压的关系的图。
图5B是示出图5A所示的电弧焊接方法中的混合焊接中的焊接电流的图。
图6是示出实施方式中的电弧焊接方法中的焊接电流和焊接的结果的图。
图7是示出实施方式中的电弧焊接方法中的焊接电流和焊接的结果的图。
具体实施方式
在将短路焊接法、脉冲焊接法组合到焊接设备的情况下，按各个焊接法中的每一个，从焊接设备的最低电流到最大额定电流，按每个焊接电流或焊丝进给量来关联波形控制参数，并设定焊接电流以及焊接电压的设定值，从而能够容易地对母材进行焊接。
发挥低溅射性能的焊接电流的范围在各个焊接法中均不同。
在母材22由铁类金属材料的软钢类材料构成的情况下，在短路焊接法中，例如，如果焊接电流的区域为200A以下，则溅射少，但是伴随着焊接电流超过200A而变高，溅射增加。特别是，220A至300A之间是熔珠区域，会产生大粒溅射，因此溅射的附着量增多。若不使用产生大量该溅射的电流区域而在低的电流区域中进行焊接，则虽为低溅射，但是为了确保相同的焊丝熔接量，需要降低焊接速度，因此生产时间会变长，生产性会降低。
此外，在脉冲焊接法中，例如，如果板厚为3.2mm以上的母材的焊接电流的区域为大约270A以上，则溅射少，但是伴随着为了对板厚小于2.3mm的薄板进行焊接而使焊接电流低于大约200A，因为脉冲焊接的热输入高，所以在焊接时，在母材22的作为被焊接的部分的焊接部中，例如会产生熔落，熔落主要是母材的熔融金属关于母材熔落到相对于焊丝相反侧的现象。此外，当焊接电流成为200A以下时，电弧的指向性变低，会产生电弧偏吹而使电弧中断的产生增多，导致溅射的增加，因此该低电流区域的使用并不优选。
图2示出在母材22由铁类金属材料的软钢类材料构成的情况下，短路焊接中的相对于焊接电流的适当的焊接电压的范围25和脉冲焊接中的相对于焊接电流的适当的焊接电压的范围26。在图2中，纵轴表示焊接电压，横轴表示焊接电流。如图2所示，例如，即使是相同的200A的焊接电流，短路焊接中的适当的焊接电压为例如17～18V，相对于此，在脉冲焊接中适当的焊接电压例如高至23～24V，脉冲焊接的热输入比短路焊接高。因此，在脉冲焊接中进行与200A的焊接电流下的短路焊接相同的热输入的情况下，若脉冲焊接中的焊接电流为200A，则过高，因此使脉冲焊接的焊接电流低至150A左右。但是，若为该150A的脉冲焊接的焊接电流的值，则由于产生电弧偏吹等而使溅射增加，因此难以使用。
在专利文献1公开的交替地重复脉冲焊接和短路焊接的混合焊接中，在低电流区域中热输入比短路焊接高，因此由于产生熔落、脉冲输出时的电弧偏吹而使溅射增加，在高电流区域中热输入比脉冲焊接低，因此不能提高焊接速度，特别是，在厚的母材的焊接中，存在生产性下降的情况。此外，以往的焊接设备在进行焊接时首先由用户设定焊接法。如果是对焊接法熟练的工作人员，则能够根据母材的板厚来切换焊接法而设定焊接条件。但是，大多数工作人员并不怎么理解焊接法的特征，例如，存在如下情况，即，在设定为脉冲焊接的状态下降低焊接电流的设定值而对薄的母材进行焊接，或者在设定为短路焊接的状态下将焊接电流的设定值提高为200A～300A而对厚的母材进行焊接。此外，在母材的厚度在许多的焊接部位互不相同的情况下，按每个焊接部位切换焊接法等的设定将变得繁杂，因此存在因为未设定适合于厚度的焊接法而产生溅射的增加、熔滴的掉落等的情况。
(实施方式)
图3是实施方式中的电弧焊接装置1001的概略结构图。电弧焊接装置1001构成为，通过使作为自耗电极的焊丝19与作为焊接对象物的母材22之间产生电弧21，从而通过短路焊接和脉冲焊接中的至少任一者对母材22进行焊接。换言之，构成为用短路焊接、脉冲焊接、或交替地重复脉冲焊接和短路焊接的混合焊接对母材22进行焊接。
电弧焊接装置1001具备一次侧整流部2、开关部3、主变压器4、二次侧整流部5、电抗器(DCL)6、驱动部7、电压检测部8、电流检测部9、脉冲波形控制部10、短路焊接控制部11、混合焊接控制部12、焊接条件设定部14、存储部15、进给速度控制部16、切换部17、23、进给电机18、以及芯片20。
一次侧整流部2对输入电源1的输出进行整流并输出。开关部3通过将来自一次侧整流部2的直流输出变换为交流，从而对由焊接电压和焊接电流构成的焊接输出进行控制。主变压器4对开关部3输出的交流的电压进行变换。主变压器4的输出经由对主变压器4的二次侧输出进行整流的二次侧整流部5和电抗器6作为焊接输出而输出。电压检测部8检测焊接电压V，电流检测部9检测焊接电流I。焊接条件设定部14对包含焊接电流I和焊接电压V的焊接条件进行设定。存储部15存放阈值，并基于来自焊接条件设定部14的输出，输出预先存储的焊接法以及适当的控制值、焊丝19的进给速度。根据存储部15的输出，切换部17输出用于短路焊接控制部11、脉冲波形控制部10、以及混合焊接控制部12中的任一个的焊接输出的信号。另外，进给速度控制部16根据在焊接条件设定部14中设定的焊接电流的设定电流对焊丝19的进给速度进行控制。进给速度与焊接电流相互处于相关关系。驱动部7对开关部3进行控制。驱动部7、脉冲波形控制部10、短路焊接控制部11、混合焊接控制部12、焊接条件设定部14、存储部15、进给速度控制部16、以及切换部17、23构成对开关部3进行控制的控制部1001A。
根据存储部15的输出，切换部23对进行短路焊接的控制的短路焊接控制部11、进行脉冲焊接的控制的脉冲波形控制部10、以及进行混合焊接的控制的混合焊接控制部12中的任一个的进给速度的输出进行选择。存储部15具有的阈值是与提供给母材22的热输入相关的焊接参数中的阈值，是焊接电流I、进给速度或焊接电压V。
接着，对使用了实施方式的电弧焊接装置1001的电弧焊接控制方法进行说明。
图4示出实施方式中的电弧焊接方法中的焊接电流I以及焊接电压V。在图4中，纵轴表示焊接电压V，横轴表示焊接电流I。
存储部15(参照图3)存放阈值28。在焊接电流I为阈值28以下的情况下，电能低，因此切换部17选择适合于薄的母材22的短路焊接控制部11的输出并进行短路焊接。在焊接电流I大于阈值28的情况下，电能高，因此切换部17选择适合于厚的母材22的脉冲波形控制部10的输出并进行脉冲焊接。如图4所示，当焊接电流I大于阈值28时，从短路焊接切换到脉冲焊接，从而提高对母材22的热输入。
图5A示出实施方式中的另一个电弧焊接方法中的焊接电流I以及焊接电压V。在图5A中，纵轴表示焊接电压V，横轴表示焊接电流I。
存储部15(参照图3)存放阈值28和大于阈值28的阈值29。在焊接电流I为阈值28以上且阈值29以下的情况下，切换部17选择混合焊接控制部12的输出，并进行交替地重复短路焊接和脉冲焊接的混合焊接。
图5B示出图5A所示的电弧焊接方法中的混合焊接中的焊接电流I。在图5B中，纵轴表示焊接电流I，横轴表示时间。在混合焊接中，控制部1001A以切换周期Tm交替地重复短路焊接和脉冲焊接。控制部1001A对开关部3进行控制，使得在切换周期Tm中的期间Ts用短路焊接对母材22进行焊接，并对开关部3进行控制，使得在切换周期Tm中的期间Tp用脉冲焊接对母材22进行焊接。期间Ts、Tp之和为切换周期Tm。随着焊接电流I从阈值28增大至阈值29，提高脉冲焊接的期间Tp相对于切换周期Tm的比例。由此，能够随着焊接电流I慢慢地变大而慢慢地提高适当的焊接电压V，从而能够抑制使焊接电流I变化的情况下的热输入的急剧的变化，能够平滑地协同短路焊接和脉冲焊接，即使使焊接电流I变化，也能够稳定地对母材22进行焊接。
另外，图4、图5A示出母材22由铁类材料构成的情况下的焊接电流I、焊接电压V、以及阈值28、29。
在实施方式中的电弧焊接装置1001中，阈值28、29是焊接电流I的值。在实施方式中，阈值28、29是与提供给母材22的热输入相关的焊接参数。该焊接参数是焊接电流I或焊接电压V或作为焊丝19的进给速度的进给量或母材22的厚度。即，阈值28、29是焊接电流I或焊接电压V或作为焊丝19的进给速度的进给量或母材22的厚度，控制部1001A将焊接参数与阈值28、29进行比较。
图6示出在母材22由铁类金属材料的软钢类材料构成的情况下的焊接电流I的值和这些值下的母材22的焊接结果。图6示出按焊接电流I的每个值来改变焊接方法的情况下的焊接结果。在图6中，“G”表示良好的焊接结果，“NG”表示不良好的焊接结果。在图6中的焊接中，进行MAG焊接(Metal active gas Welding，熔化极活性气体保护焊)，焊丝19由软钢构成，并具有φ1.2的直径。在焊接电流I作为焊接参数的情况下，如果母材22为铁类材料，则如图6所示，阈值28优选为180A以上且200A以下，阈值29优选为270A以上且290A以下。
使用图6对为了说明母材22由软钢类材料构成的情况下的阈值28、29而按焊接电流I的每个值将焊接方法改变为短路焊接、混合焊接、脉冲焊接的情况下的焊接结果进行说明。
在焊接电流I为150A以上且小于180A的150A的区域中，若用短路焊接对母材22进行焊接，则电弧稳定，溅射少，是良好的。另一方面，若用以给定的比例交替地输出脉冲焊接和短路焊接的混合焊接对母材22进行焊接，则在短路焊接中形成的焊缝的形状虽然良好，但是因为焊接电流I低，所以在短路焊接中形成的焊缝的宽度变得比在脉冲焊接中形成的焊缝的宽度窄，在从短路焊接切换到脉冲焊接时，电弧不会扩展，熔滴不规则地脱离而使溅射增多。因此，在焊接电流I为150A以上且小于180A的情况下，短路焊接比混合焊接更合适。另外，若用脉冲焊接对母材22进行焊接，则热输入增多，根据母材22的厚度，会产生熔滴熔落。
在焊接电流I为180A以上且小于200A的180A的区域和焊接电流I为200A以上且小于220A的200A的区域中，即，在焊接电流I为180A以上且小于220A的区域A1中，若用短路焊接对母材22进行焊接，则电弧稳定，溅射少，从而是良好的。此外，若用混合焊接对母材22进行焊接，则在短路焊接中形成的焊缝的形状良好。进而，因为焊接电流I在增加，所以在混合焊接中的短路焊接中形成的焊缝的宽度宽，变得与在脉冲焊接中形成的焊缝的宽度大致相同。因此，在混合焊接中，在从短路焊接切换到脉冲焊接时，在脉冲焊接中形成的熔滴会规则地脱离，从而溅射少。因此，在焊接电流I为180A的区域和200A的区域中，短路焊接和混合焊接均良好。另外，若在180A的区域和200A的区域中不使用混合焊接而使用脉冲焊接对母材22进行焊接，则热输入增多，根据母材22的厚度，会产生熔滴掉落。
由此，在母材22由软钢材类材料构成的情况下，作为选择焊接法的阈值的阈值28，优选为作为180A的区域和200A的区域的180A以上且小于220A。在阈值28的区域内，在对母材22进行短路焊接以及混合焊接的情况下，因为在短路焊接中热输入低，所以在焊接时能够降低熔落，溅射也少，能够良好地对母材22进行焊接，熔落是如下现象，即，在母材22的作为被焊接的部分的焊接部中，熔融金属从母材熔落到相对于焊丝19相反侧。
在焊接电流I为220A以上且小于250A的220A的区域中，若进行短路焊接，则虽然电弧稳定，但是溅射多。此外，在脉冲焊接中，热输入高，因此根据母材22的厚度，存在产生熔滴的熔落的情况。在以给定的比例交替地重复脉冲焊接和短路焊接的混合焊接中，因为在短路焊接中形成的焊缝宽，所以电弧扩展，焊丝19的熔滴会规则地脱离到脉冲焊接中形成的焊缝，从而溅射少。因此，在220A的区域中，混合焊接良好。另外，若不使用混合焊接而使用脉冲焊接对母材22进行焊接，则热输入增多，根据母材22的厚度，会产生熔落。
在焊接电流I为250A以上且小于270A的250A的区域中，若对母材22进行短路焊接，则虽然电弧稳定，但是溅射多。此外，若用脉冲焊接对母材22进行焊接，则因为热输入高，所以根据母材22的厚度，在焊接时，存在产生熔落的情况，熔落是如下现象，即，在母材22的作为被焊接的部分的焊接部中，熔融金属从母材熔落到相对于焊丝19相反侧。在以给定的比例交替地重复脉冲焊接和短路焊接的混合焊接中，在短路焊接中形成的焊缝的宽度宽，具有冷却效果，因此抑制了对母材的热输入，从而抑制了熔落，且因为焊缝的宽度扩展，所以电弧扩展，焊丝19的熔滴规则地脱离到脉冲焊接中形成的焊缝，从而溅射少。因此，在250A的区域中，混合焊接是良好的。在250A的区域以下，母材22的厚度例如优选为小于3.2mm。
此外，在200A、180A的区域中，母材22的厚度例如优选为1.6mm以上且2.3mm以下，在150A的区域以下，母材22的厚度优选为小于1.6mm。
在焊接电流I为270A以上且小于290A的270A的区域和290A以上且小于320A的290A的区域中，即，在焊接电流I为270A以上且小于320A的区域A2中，母材22的厚度厚至3.2mm以上且小于8mm，因此即使是脉冲焊接，也没有熔落，是良好的。此外，若用短路焊接对母材22进行焊接，则虽然电弧稳定，但是溅射多。在以给定的比例交替地重复脉冲焊接和短路焊接的混合焊接中，在短路焊接中形成的焊缝的宽度宽，具有冷却效果，因此抑制了熔落，因为焊缝扩展，所以电弧扩展，焊丝19的熔滴向在脉冲焊接中形成的焊缝规则地脱离，从而溅射少。若不使用混合焊接而使用脉冲焊接对母材22进行焊接，则溅射少，且没有熔落，因此是良好的。因此，在270A的区域和290A的区域中，混合焊接和脉冲焊接均是良好的。
在焊接电流I为320A以上且小于400A的320A的区域中，母材22的厚度厚至8mm以上且小于20mm，因此即使是脉冲焊接，也不会产生熔落，是良好的。此外，若用短路焊接对母材22进行焊接，则虽然电弧稳定，但是溅射多。在以给定的比例交替地重复脉冲焊接和短路焊接的混合焊接中，因为焊接电流I高，所以即使是短路焊接，焊丝与母材也不会短路，焊丝的熔滴会熔落而转移到母材，熔滴不稳定地脱离，从而溅射多。此外，另一方面，若不使用混合焊接而使用脉冲焊接对母材22进行焊接，则能够通过脉冲焊接对厚的母材22充分施加热输入，因此能够得到熔深较深的焊缝，溅射少且没有熔落，因此是良好的。因此，在320A的区域中，脉冲焊接是良好的。此外，如果母材22的厚度更厚，则脉冲焊接也能够应用于超过320A的区域的焊接电流区域。
由此，在母材22由软钢类材料构成的情况下，选择焊接法的阈值29是焊接电流I为从270A的区域到290A的区域，优选为270A以上且小于320A。在将阈值29设为320A以上且对母材22的厚度进行短路焊接以及混合焊接的情况下，在进行短路焊接时，由于对母材22的低的热输入不能得到较深的熔深，溅射增多。
图7示出母材22由铝类材料构成的情况下的焊接电流I的值和这些值下的焊接结果。图7示出按焊接电流I的每个值改变了焊接方法的情况下的焊接结果。在图7中，“G”表示良好的焊接结果，“NG”表示不良好的焊接结果。在图7中的焊接中，进行MAG焊接，焊丝19由硬质铝构成，并具有φ1.2的直径。母材22由硬质铝构成。
在母材22由非铁类金属材料的铝类材料构成的情况下，阈值28优选为80A以上且小于120A。此外，阈值29优选为150A以上且小于200A。
使用图7，为了对母材22由铝类材料构成的情况下的阈值28、29进行说明而按焊接电流I的每个值使焊接方法改变为短路焊接、混合焊接、脉冲焊接的情况下的焊接结果进行记载。在图7中，焊接方法为MIG焊接(metal inert gas welding，金属电极惰性气体保护焊)。
在焊接电流I为60A以上且小于80A的60A的区域中，用短路焊接对母材22进行焊接的电弧稳定，溅射少，是良好的。若用以给定的比例交替地重复脉冲焊接和短路焊接的混合焊接对母材22进行焊接，则虽然在短路焊接中形成的焊缝的形状良好，但是因为焊接电流I低，所以在短路焊接中形成的焊缝的宽度变得比在脉冲焊接中形成的焊缝的宽度窄。由此，在混合焊接中从短路焊接切换到脉冲焊接时，电弧不会扩展，熔滴不规则地脱离，从而溅射增多。因此，在焊接电流为60A的区域中，短路焊接比混合焊接更合适。另外，若不使用混合焊接而使用脉冲焊接对母材22进行焊接，则热输入增多，根据母材22的厚度，在焊接时，存在产生熔落的情况，熔落是如下现象，即，在母材22的作为被焊接的部分的焊接部中，熔融金属从母材熔落到相对于焊丝19相反侧。
在焊接电流I为80A以上且小于100A的80A的区域和100A以上且小于120A的100A的区域中，即，在焊接电流I为80A以上且小于120A的区域A1中，若进行短路焊接，则电弧稳定，溅射少，是良好的。若用以给定的比例交替地重复脉冲焊接和短路焊接的混合焊接对母材22进行焊接，则在短路焊接中形成的焊缝的宽度宽，因此电弧扩展，在脉冲焊接中形成的熔滴规则地脱离，从而溅射少。因此，在80A的区域、100A的区域中，短路焊接、混合焊接均是良好的。另外，若不使用混合焊接而使用脉冲焊接进行焊接，则热输入增多，根据母材22的厚度，存在产生熔落的情况。
由此，在母材由铝类材料构成的情况下，选择焊接方法的阈值28是从焊接电流为80A的区域到100A的区域，优选为80A以上且小于120A。在阈值28的区域内，在对母材22进行短路焊接以及混合焊接的情况下，通过短路焊接时的低的热输入能够抑制母材22的焊接部的熔落，此外，溅射也少，能够使得良好。
此外，在焊接电流I为120A以上且小于130A的120A的区域和130A以上且小于150A的130A的区域中，若用短路焊接对母材22进行焊接，则电弧虽然稳定，但是溅射多。若用脉冲焊接对母材22进行焊接，则因为热输入高，所以根据母材22的厚度，存在产生熔落的情况。在以给定的比例交替地重复脉冲焊接和短路焊接的混合焊接中，在短路焊接中形成的焊缝的宽度宽，因此电弧扩展，在脉冲焊接时焊丝19的熔滴规则地脱离，从而溅射少。因此，在120A的区域、130A的区域中，混合焊接是良好的。在130A的区域以下，母材22的厚度例如优选为小于4mm。此外，在100A、80A的区域中，母材22的厚度例如优选为1.5mm以上且3mm以下，在60A的区域以下，母材22的厚度优选为小于1.5mm。
另外，若不使用混合焊接而使用脉冲焊接对母材22进行焊接，则热输入增多，根据母材22的厚度，存在产生熔落的情况。
在焊接电流I为150A以上且小于180A的150A的区域和180A以上且小于200A的180A的区域中，即，在焊接电流I为150A以上且小于200A的区域A2中，母材22的厚度例如厚至4mm以上且小于8mm，因此即使是脉冲焊接，也不会产生母材22的焊接部的熔落，是良好的。此外，若用短路焊接对母材22进行焊接，则虽然电弧稳定，但是溅射多。在以给定的比例交替地重复脉冲焊接和短路焊接的混合焊接中，在短路焊接中形成的焊缝的宽度宽，具有冷却效果，因此抑制了母材22的焊接部的熔落，因为焊缝扩展，所以电弧扩展，在脉冲焊接时焊丝19的熔滴规则地脱离，从而溅射少。若不使用混合焊接而使用脉冲焊接对母材22进行焊接，则溅射少，且没有熔落，因此是良好的。因此，在150A的区域、180A的区域中，混合焊接、脉冲焊接均是良好的。
在焊接电流I为200A以上且小于300A的200A的区域中，母材22的厚度例如厚至8mm以上且小于20mm，因此即使是脉冲焊接，也不会产生母材22的焊接部的熔落，是良好的。此外，若用短路焊接对母材22进行焊接，则虽然电弧稳定，但是溅射多。在以给定的比例交替地重复脉冲焊接和短路焊接的混合焊接中，因为焊接电流I高，所以即使是短路焊接，熔滴也会成为滴落的状态，熔滴不稳定地脱离，从而溅射多。若不使用混合焊接而使用脉冲焊接进行焊接，则溅射少，没有母材22的焊接部的熔落，因此是良好的。因此，在200A的区域中，脉冲焊接是良好的。
此外，如果母材22的厚度更厚，则脉冲焊接也能够应用于超过200A的区域的焊接电流区域。
由此，在母材由铝类材料构成的情况下，选择焊接方法的阈值29是焊接电流为150A的区域和180A的区域，优选为150A以上且小于200A。在焊接电流I为200A以上且对母材22实施短路焊接以及混合焊接的情况下，通过短路焊接中的低的热输入不能得到较深的熔深，此外，溅射也会增多。
如上所述，对基于阈值28和大于阈值28的阈值29的焊接方法的选择进行说明。
在焊接参数为阈值28以下的情况下，能够作为第一焊接方法而选择短路焊接，其中，焊接参数是焊接电流I。
此外，在焊接参数小于阈值28或为阈值28以下的情况下，能够作为第一焊接法而选择短路焊接，在焊接参数为阈值28的区域内的情况下，能够选择作为第一焊接法的短路焊接、作为第二焊接法的混合焊接中的任一者。
或者，在焊接参数超过阈值28的情况下，选择作为第二焊接法的混合焊接或作为第三焊接法的脉冲焊接。此外，若焊接参数为阈值28与阈值29之间，则选择与作为第一焊接法的短路焊接以及作为第三焊接法的脉冲焊接不同的作为第二焊接法的混合焊接。在焊接参数为阈值29的区域内的情况下，能够选择作为第二焊接法的混合焊接、作为第三焊接法的脉冲焊接中的任一者。在焊接参数超过阈值29或为阈值29以上的情况下，作为第三焊接法而选择脉冲焊接。
在母材22由软钢材类材料构成的情况下，阈值28为180A以上且小于220A，在母材22由铝类材料构成的情况下，阈值28为80A以上且小于120A。此外，在母材22由软钢材类材料构成的情况下，阈值29为270A以上且小于320A，在母材22为铝类材料的情况下，阈值29为150A以上且小于200A。
像这样，使阈值28、29分别具有宽度，在阈值28、29中的各自的宽度的区域内，能够选择多种焊接方法，能够选择至少两种焊接方法中的任一者。由此，能够对应至少阈值前后的任一种焊接方法。
焊丝19按每个制造商、品牌具有不同的金属组成，且短路产生状况、熔滴脱离所需的电流值不同，因此为了扩大与各种各样的焊丝19对应的余量，使阈值28、29具有宽度。
若突然切换焊接方法，则焊接状况突然改变，从而焊接变得不稳定(母材22的焊接部的熔落、熔深不足等)，因此关于选择焊接方法的阈值28、29的区域，如上所述，使用多种焊接法的区域越大，焊接状况的变化变得越慢，从而具有焊接稳定的效果。
此外，例如，作为将母材22的厚度作为焊接参数的情况，在母材22由铁类金属材料的软钢材料构成的情况下，阈值28优选落入1.6mm以上且小于2.3mm的范围，阈值29优选落入3.2mm以上且小于8mm的范围。
此外，在母材22由非铁类金属材料的铝类材料构成的情况下，阈值28优选落入1.5mm以上且小于3.0mm的范围，阈值29优选落入4mm以上且小于8mm的范围。
此外，在短路焊接和混合焊接中的短路焊接中，可以交替地实施朝向母材22进给焊丝19的前进进给和从母材22远离地进给焊丝19的后退进给。在该情况下，在根据存储在存储部15的阈值28、29而选择了短路焊接或混合焊接的情况下，在进行短路焊接的期间，切换部23通过以后退进给对焊丝19进行进给而与母材22之间重复短路和开路，从而能够机械地进行短路和开路，能够降低溅射。
此外，混合焊接控制部12使脉冲焊接的期间Tp相对于作为短路焊接的期间Ts与脉冲焊接的期间Tp之和的切换周期Tm的比例随着焊接参数增大而增加，焊接参数是焊接电流I或焊接电压V或焊丝19的进给量。
通过使用了实施方式中的电弧焊接装置1001的电弧焊接方法，特别是，在不怎么了解焊接的工作人员的情况下，或者即使是厚度在许多的焊接部位互不相同的母材22，也能够通过调整焊接条件，从而根据与对母材22的热输入相关的焊接参数(焊接电流I或焊接电压V或焊丝19的进给速度或母材22的厚度)来设定焊接方法，能够以低溅射进行抑制了母材22的焊接部的熔落等的生产性高的、高品质的焊接。
表1示出在焊接参数Pw与阈值28、29的关系中能够选择的焊接方法。在此，第一焊接法是短路焊接，第二焊接法是以给定的比例交替地重复脉冲焊接和短路焊接的混合焊接，第三焊接方法是脉冲焊接。
[表1]
像这样，在本实施方式中的焊接方法中，在焊接参数Pw小于阈值28的情况下，用作为第一焊接法的短路焊接对母材22进行焊接，其中，焊接参数Pw是焊接电流I。此外，在焊接参数Pw与阈值28相等的情况下，用作为第一焊接法的短路焊接和作为第二焊接法的混合焊接中的一者对母材22进行焊接。在焊接参数Pw大于阈值28且小于阈值29的情况下，用作为第二焊接法的混合焊接对母材22进行焊接。在焊接参数Pw与阈值29相等的情况下，用作为第二焊接法的混合焊接和作为第三焊接法的脉冲焊接中的一者对母材22进行焊接。此外，在焊接参数Pw大于阈值29的情况下，用作为第三焊接法的脉冲焊接对母材22进行焊接。
在焊接参数处于阈值28的区域A1内的情况下，能够选择作为第一焊接法的短路焊接和作为第二焊接法的混合焊接中的任一者。
或者，在焊接参数大于阈值28的情况下，选择作为第二焊接法的混合焊接和作为第三焊接法的脉冲焊接中的一者。此外，在焊接参数在阈值28与阈值29之间的情况下，选择与作为第一焊接法的短路焊接和作为第三焊接法的脉冲焊接不同的作为第二焊接法的混合焊接。在焊接参数为阈值29的区域A2内的情况下，能够选择作为第二焊接法的混合焊接和作为第三焊接法的脉冲焊接中的任一者。
如上所述，在与对母材22的热输入相关的焊接参数小于阈值28的情况下，用第一焊接法对母材22进行焊接。在所述焊接参数与第一阈值28相等的情况下，用所述第一焊接法和第二焊接法中的一者对所述母材22进行焊接。在焊接参数小于阈值29且大于阈值28的情况下，用第二焊接法对母材22进行焊接。在所述焊接参数与第二阈值29相等的情况下，用所述第二焊接法和第三焊接法中的一者对所述母材22进行焊接。在焊接参数大于阈值29的情况下，用第三焊接法对母材22进行焊接。
阈值28能够取区域A1内的值。在焊接参数处于区域A1内的情况下，母材22能够用第一焊接法和第二焊接法中的任一者进行焊接。阈值29能够取区域A2内的值。在焊接参数处于区域A2内的情况下，母材22能够用第二焊接法和第三焊接法中的任一个进行焊接。
第一焊接法可以是短路焊接，第三焊接法可以是脉冲焊接。
焊接参数是焊接电流I、焊接电压V、焊丝19的进给速度、以及母材22的厚度中的一者。
第一焊接法可以是短路焊接，第三焊接法可以是脉冲焊接。在该情况下，第二焊接法是以切换周期Tm交替地重复短路焊接和脉冲焊接的混合焊接。在焊接参数小于阈值29且大于阈值28的情况下，可以根据焊接电流I或焊接电压V来变更切换周期Tm中的用短路焊接对母材22进行焊接的期间Ts与切换周期Tm中的用脉冲焊接对母材22进行焊接的期间Tp的比例，从而对母材22进行焊接。
在焊接参数小于阈值29且大于阈值28的情况下，也可以使利用脉冲焊接对母材22进行焊接的期间Tp相对于切换周期Tm的比例与焊接电流I或焊接电压V增大相应地增加，从而对母材22进行焊接。
在焊接参数小于阈值28的情况下，可以一边交替地重复朝向母材22进给焊丝19的前进进给和使焊丝19远离母材地进给焊丝19的后退进给，一边用第一焊接法对母材22进行焊接。此外，在焊接参数小于阈值29且大于阈值28的情况下，可以一边交替地重复前进进给和后退进给，一边用第二焊接法对母材22进行焊接。
焊接参数可以是焊接电流I，母材22可以由软钢材类材料构成。在该情况下，阈值28为180A以上且小于220A，阈值29为270A以上且小于320A。
焊接参数可以是焊接电流I，母材22可以由铝类材料构成。在该情况下，阈值28为80A以上且小于120A，阈值29为150A以上且小于200A。
电弧焊接装置1001使用焊丝19对母材22进行焊接。电弧焊接装置1001具备：对焊接电流I和焊接电压V进行控制的开关部3；检测焊接电流I的电流检测部9；检测焊接电压V的电压检测部8；以进给速度进给焊丝19的进给电机18；以及对开关部3进行控制的控制部1001A。控制部1001A构成为对开关部3进行控制，使得在焊接参数小于阈值28的情况下，用第一焊接法对母材22进行焊接，其中，焊接参数是焊接电流I或进给速度。控制部1001A构成为对开关部3进行控制，使得在焊接参数与阈值28相等的情况下，用第一焊接法和第二焊接法中的一者对母材22进行焊接。控制部1001A构成为对开关部3进行控制，使得在焊接参数小于阈值29且大于阈值28的情况下，用第二焊接法对母材22进行焊接。控制部1001A构成为对开关部3进行控制，使得在焊接参数与阈值29相等的情况下，用第二焊接法和第三焊接法中的一者对母材22进行焊接。控制部1001A构成为对开关部3进行控制，使得在焊接参数大于阈值29的情况下，用第三焊接法对母材22进行焊接。
附图标记说明
1：输入电源；
2：一次侧整流部；
3：开关部；
4：主变压器；
5：二次侧整流部；
6：电抗器；
7：驱动部；
8：电压检测部；
9：电流检测部；
10：脉冲波形控制部；
11：短路焊接控制部；
12：混合焊接控制部；
14：焊接条件设定部；
15：存储部；
16：焊丝进给速度控制部；
17：切换部；
18：进给电机；
19：焊丝；
20：芯片；
21：电弧；
22：母材；
23：切换部；
28：阈值(第一阈值)；
29：阈值(第二阈值)；
1001：电弧焊接装置；
1001A：控制部；
Tm：切换周期。

Claims (24)

1.一种电弧焊接方法，包括：
在与对母材的热输入相关的焊接参数小于第一阈值的情况下，用第一焊接法对所述母材进行焊接的步骤；
在所述焊接参数与第一阈值相等的情况下，用所述第一焊接法和第二焊接法中的一者对所述母材进行焊接的步骤；
在所述焊接参数小于第二阈值且大于所述第一阈值的情况下，用所述第二焊接法对所述母材进行焊接的步骤；
在所述焊接参数与第二阈值相等的情况下，用所述第二焊接法与第三焊接法中的一者对所述母材进行焊接的步骤；以及
在所述焊接参数大于所述第二阈值的情况下，用所述第三焊接法对所述母材进行焊接的步骤，
所述第一焊接法是短路焊接，
所述第三焊接法是脉冲焊接，
所述第二焊接法是以切换周期交替地重复短路焊接和脉冲焊接的混合焊接，
在所述焊接参数小于所述第二阈值且大于所述第一阈值的情况下，用所述第二焊接法对所述母材进行焊接的所述步骤包括：
在所述焊接参数小于所述第二阈值且大于所述第一阈值的情况下，根据焊接电流或焊接电压来变更所述切换周期中的用所述短路焊接对所述母材进行焊接的期间与所述切换周期中的用所述脉冲焊接对所述母材进行焊接的期间的比例，从而对所述母材进行焊接的步骤。
2.根据权利要求1所述的电弧焊接方法，其中，
所述第一阈值能够取第一区域内的值，
在所述焊接参数处于所述第一区域内的情况下，所述母材能够用所述第一焊接法和所述第二焊接法中的任一者进行焊接，
所述第二阈值能够取第二区域内的值，
在所述焊接参数处于所述第二区域内的情况下，所述母材能够用所述第二焊接法和所述第三焊接法中的任一者进行焊接。
3.根据权利要求1或2所述的电弧焊接方法，其中，
所述第一焊接法是短路焊接，
所述第三焊接法是脉冲焊接。
4.根据权利要求3所述的电弧焊接方法，其中，
所述焊接参数是焊接电流，
所述母材由软钢材类材料构成，
所述第一阈值是180A以上且小于220A，
所述第二阈值为270A以上且小于320A。
5.根据权利要求3所述的电弧焊接方法，其中，
所述焊接参数是焊接电流，
所述母材由铝类材料构成，
所述第一阈值为80A以上且小于120A，
所述第二阈值为150A以上且小于200A。
6.根据权利要求1或2所述的电弧焊接方法，其中，
所述焊接参数是焊接电流、焊接电压、焊丝的焊丝进给速度、以及所述母材的厚度中的一个。
7.根据权利要求6所述的电弧焊接方法，其中，
所述焊接参数是焊接电流，
所述母材由软钢材类材料构成，
所述第一阈值是180A以上且小于220A，
所述第二阈值为270A以上且小于320A。
8.根据权利要求6所述的电弧焊接方法，其中，
所述焊接参数是焊接电流，
所述母材由铝类材料构成，
所述第一阈值为80A以上且小于120A，
所述第二阈值为150A以上且小于200A。
9.根据权利要求1所述的电弧焊接方法，其中，
所述焊接参数是焊接电流，
所述母材由软钢材类材料构成，
所述第一阈值是180A以上且小于220A，
所述第二阈值为270A以上且小于320A。
10.根据权利要求1所述的电弧焊接方法，其中，
所述焊接参数是焊接电流，
所述母材由铝类材料构成，
所述第一阈值为80A以上且小于120A，
所述第二阈值为150A以上且小于200A。
11.根据权利要求1所述的电弧焊接方法，其中，
在所述焊接参数小于所述第二阈值且大于所述第一阈值的情况下，根据所述焊接电流或所述焊接电压来变更所述切换周期中的用所述短路焊接对所述母材进行焊接的所述期间与用所述脉冲焊接对所述母材进行焊接的所述期间的比例，从而用所述第二焊接法对所述母材进行焊接的步骤包括：
在所述焊接参数小于所述第二阈值且大于所述第一阈值的情况下，使利用所述脉冲焊接对所述母材进行焊接的所述期间相对于所述切换周期的比例与所述焊接电流或所述焊接电压变大相应地增加，从而对所述母材进行焊接的步骤。
12.根据权利要求11所述的电弧焊接方法，其中，
所述焊接参数是焊接电流，
所述母材由软钢材类材料构成，
所述第一阈值是180A以上且小于220A，
所述第二阈值为270A以上且小于320A。
13.根据权利要求11所述的电弧焊接方法，其中，
所述焊接参数是焊接电流，
所述母材由铝类材料构成，
所述第一阈值为80A以上且小于120A，
所述第二阈值为150A以上且小于200A。
14.根据权利要求1所述的电弧焊接方法，其中，
在所述焊接参数小于所述第一阈值的情况下，用所述第一焊接法对所述母材进行焊接的步骤包括：
在所述焊接参数小于所述第一阈值的情况下，一边交替地重复朝向所述母材进给焊丝的前进进给和进给所述焊丝以使所述焊丝从所述母材远离的后退进给，一边用所述第一焊接法对所述母材进行焊接的步骤，
在所述焊接参数小于所述第二阈值且大于所述第一阈值的情况下，用所述第二焊接法对所述母材进行焊接的所述步骤包括：
在所述焊接参数小于所述第二阈值且大于所述第一阈值的情况下，一边交替地重复所述前进进给和所述后退进给，一边用所述第二焊接法对所述母材进行焊接的步骤。
15.根据权利要求14所述的电弧焊接方法，其中，
所述焊接参数是焊接电流，
所述母材由软钢材类材料构成，
所述第一阈值是180A以上且小于220A，
所述第二阈值为270A以上且小于320A。
16.根据权利要求14所述的电弧焊接方法，其中，
所述焊接参数是焊接电流，
所述母材由铝类材料构成，
所述第一阈值为80A以上且小于120A，
所述第二阈值为150A以上且小于200A。
17.根据权利要求1或2所述的电弧焊接方法，其中，
所述焊接参数是焊接电流，
所述母材由软钢材类材料构成，
所述第一阈值为180A以上且小于220A，
所述第二阈值为270A以上且小于320A。
18.根据权利要求1或2所述的电弧焊接方法，其中，
所述焊接参数是焊接电流，
所述母材由铝类材料构成，
所述第一阈值为80A以上且小于120A，
所述第二阈值为150A以上且小于200A。
19.一种电弧焊接装置，使用焊丝对母材进行焊接，所述电弧焊接装置具备：
开关部，对焊接电流和焊接电压进行控制；
电流检测部，对所述焊接电流进行检测；
电压检测部，对所述焊接电压进行检测；
进给电机，以进给速度进给所述焊丝；以及
控制部，对所述开关部进行控制，
所述控制部构成为对所述开关部进行控制，使得：
在作为所述焊接电流或所述进给速度的焊接参数小于第一阈值的情况下，用第一焊接法对所述母材进行焊接，
在所述焊接参数与第一阈值相等的情况下，用所述第一焊接法和第二焊接法中的一者对所述母材进行焊接，
在所述焊接参数小于第二阈值且大于所述第一阈值的情况下，用所述第二焊接法对所述母材进行焊接，
在所述焊接参数与第二阈值相等的情况下，用所述第二焊接法和第三焊接法中的一者对所述母材进行焊接，
在所述焊接参数大于所述第二阈值的情况下，用所述第三焊接法对所述母材进行焊接，
所述第二焊接法是以切换周期交替地重复短路焊接和脉冲焊接的混合焊接，
所述控制部构成为对所述开关部进行控制，使得在所述焊接参数小于所述第二阈值且大于所述第一阈值的情况下，根据焊接电流或焊接电压来变更所述切换周期中的用所述短路焊接对所述母材进行焊接的期间与所述切换周期中的用所述脉冲焊接对所述母材进行焊接的期间的比例，从而用所述混合焊接对所述母材进行焊接。
20.根据权利要求19所述的电弧焊接装置，其中，
所述第一阈值能够取第一区域内的值，
在所述焊接参数处于所述第一区域内的情况下，所述母材能够用所述第一焊接法和所述第二焊接法中的任一者进行焊接，
所述第二阈值能够取第二区域内的值，
在所述焊接参数处于所述第二区域内的情况下，所述母材能够用所述第二焊接法和所述第三焊接法中的任一者进行焊接。
21.根据权利要求19或20所述的电弧焊接装置，其中，
所述母材由软钢材类材料构成，
所述焊接参数是所述焊接电流，
所述第一阈值为180A以上且小于220A，
所述第二阈值为270A以上且小于320A。
22.根据权利要求19或20所述的电弧焊接装置，其中，
所述母材由铝类材料构成，
所述焊接参数为所述焊接电流，
所述第一阈值为80A以上且小于120A，
所述第二阈值为150A以上且小于200A。
23.根据权利要求19所述的电弧焊接装置，其中，
所述第一焊接法为短路焊接，
所述第三焊接法为脉冲焊接，
所述控制部构成为对所述开关部进行控制，使得：
在所述焊接参数小于所述第一阈值的情况下，一边交替地重复朝向所述母材进给所述焊丝的前进进给和进给所述焊丝以使所述焊丝从所述母材远离的后退进给，一边用短路焊接对所述母材进行焊接，
在所述焊接参数小于第二阈值且大于所述第一阈值的情况下，一边交替地重复所述前进进给和所述后退进给，一边用所述混合焊接对所述母材进行焊接。
24.根据权利要求19或23所述的电弧焊接装置，其中，
所述控制部构成为对所述开关部进行控制，使得在所述焊接参数小于第二阈值且大于所述第一阈值的情况下，使利用所述脉冲焊接对所述母材进行焊接的所述期间相对于所述切换周期的比例与所述焊接电流或所述焊接电压变大相应地增加，从而用所述混合焊接对所述母材进行焊接。
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