CN109715336B - 电弧焊接装置以及电弧焊接控制方法 - Google Patents

Abstract

具备：存储部(15)，对将短路频率、峰值电流以及峰值电流期间建立对应的组进行存储；和确定部(14)，基于被设定的短路频率和存储于存储部(15)的组，确定峰值电流以及峰值电流期间。焊接输出部基于由确定部(14)确定的峰值电流以及峰值电流期间来进行焊接输出。

Description

电弧焊接装置以及电弧焊接控制方法

技术领域

本发明涉及反复正向进给和反向进给来作为消耗电极即焊丝的送给、并且交替产生短路状态和电弧状态从而进行焊接的电弧焊接装置以及电弧焊接控制方法。

背景技术

在进行镀锌钢板的焊接的情况下，一般地，短路过渡焊接(CO₂焊接、MAG焊接)、脉冲MAG焊接被广泛使用。图8是用于对进行镀锌钢板的焊接的现有的电弧焊接控制方法进行说明的图。

被镀覆于镀锌钢板的表面的镀锌的锌的沸点是907度，低于铁的熔点1536度。若对镀锌钢板进行电弧焊接，则锌气化，该锌蒸气通过熔池的熔融金属并扩散到外部。但是，在熔融金属的凝固速度较快的情况下，锌蒸气未充分扩散至外部，在焊缝内以及焊缝表面残存为气孔。在气孔留在焊缝内的情况下成为吹孔，在焊缝的表面开口的情况下成为坑。吹孔、坑等的气孔均可能降低焊接的强度。因此，例如，在较多使用镀锌钢板的汽车业界，需要抑制气孔的产生，特别是规定并管理坑的产生量的情况较多。

图8中表示基于现有技术的短路电弧焊接的波形的例子。表示焊接电流I、焊接电压V、丝线送给速度WS、电机接通/断开切换信号N、电机极性切换信号K的时间变化。

图8中，在从时刻t1到时刻t2的短路期间，从短路产生初始的时刻t1进行电流控制，使焊接电流I以规定的斜率上升。此外，将丝线送给速度WS减速到低于基本丝线送给速度WS1的丝线送给速度WS2。另外，在刚刚短路期间的终端之前、即刚刚时刻t2之前，如以往已知那样，控制为检测熔融的焊丝的缩颈并使焊接电流I急剧地减少。

在电弧期间之中从时刻t2到时刻t3的期间，从电弧产生初始的时刻t2进行电流控制，使焊接电流I以规定的斜率上升。另外，焊接电流I的峰值电流IP上升到200A以上。此外，将丝线送给速度WS从丝线送给速度WS2加速到基本丝线送给速度WS1。

这里，例如，在对保护气体使用CO₂气体的CO₂气体电弧焊接的情况下，由于电弧的集中性较好，因此焊接电流I的峰值电流IP越高，熔池被电弧按压并挖入的趋势变高。并且，在最坏的情况下，也可能产生被焊接物的开孔(烧穿)。另一方面，若峰值电流IP过低则也可能产生微小短路。因此，需要将峰值电流IP设为必要最低限度的焊接电流I，以使得难以产生微小短路，此外，熔池不会被挖入。此外，也可以在焊接电流I成为峰值电流IP之后维持规定时间该峰值电流IP，将该维持的末端的时间设为时刻t3。

并且，刚刚电弧产生之后，丝线送给速度WS处于开始从丝线送给速度WS2向基本丝线送给速度WS1加速的低速状态。因此，即使不使峰值电流IP高到必要以上，也能够将焊丝点燃并确保电弧长。因此，能够抑制微小短路。

电弧期间之中的从时刻t3到时刻t4的期间，进行恒定电压控制，输出焊接电流I以使得能够输出基本焊接电压VP。通过进行恒定电压控制从而能够维持电弧长。因此，能够维持难以产生微小短路的电弧状态。

电弧期间之中的从时刻t4到时刻t5的期间，进行电流控制，使焊接电流I向即使产生微小短路也难以产生大粒的溅射的电流值即100A以下的基值电流IB减少。另外，从时刻t4到时刻t5以规定的斜率减少焊接电流I。这样，通过持有规定的斜率而减少以使得从电弧开始时规定时间后焊接电流I成为基值电流IB，从而能够缓和电弧状态的急剧的变化。

电弧期间之中的从时刻t5到时刻t6的期间，进行恒定电流控制来保持基值电流IB的状态，设为等待下个短路产生的时刻即时刻t6的状态。通过这样将焊接电流I保持于基值电流IB的状态，具有确保容易产生短路的状态、和即使产生微小短路也由于焊接电流I较低而难以产生大粒溅射的效果

现有技术的电弧焊接控制方法反复上述的短路期间和电弧期间的循环。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2007-216268号公报

发明内容

-发明要解决的课题-

在使用图8来说明的现有的电弧焊接控制方法中，记载了在电弧期间之中的从时刻t2到时刻t3的期间，从电弧产生初始时刻即时刻t2进行电流控制并使焊接电流I以规定的斜率上升，使其上升直到焊接电流I的峰值电流IP成为200A以上。另外，此前的焊接装置一般都是焊丝的丝线材质、丝线直径、保护气体等使用气体的组合与峰值电流建立对应并存储于焊接装置内部，输出基于丝线材质、丝线直径、使用气体等而被确定的峰值电流。

但是，在镀锌钢板的焊接中，需要用于使锌蒸气容易放出的适当的峰值电流。峰值电流越高，越容易放出锌蒸气。但是，根据峰值电流以及峰值电流期间的组合，锌蒸气可能不能良好地放出，可能产生坑或吹孔等气孔、溅射的增加、或者被焊接物的开孔(烧穿)。

另外，若锌蒸气不能良好地放出，则锌蒸气在熔池内浮起并从熔池表面放出。因此，锌蒸气的放出时喷出的熔融金属直接作为溅射而飞散到外部。或者，锌蒸气的放出时喷出的熔融金属与焊丝短路，而通过电能作为溅射飞散。由于这些，也具有溅射异常大量产生的课题。

-解决课题的手段-

本发明的一方式的电弧焊接装置是一种交替反复焊丝与被焊接物短路的短路期间和短路断开而产生电弧的电弧期间来对被焊接物进行焊接的电弧焊接装置。电弧焊接装置具备焊接输出部、存储部、确定部。存储部存储一个或者多个将短路的短路频率、峰值电流以及峰值电流期间建立对应的组。确定部基于由短路频率设定部设定的短路频率和存储于存储部的一个或者多个组，确定与被设定的短路频率建立对应的峰值电流以及峰值电流期间。焊接输出部基于由确定部确定的峰值电流以及峰值电流期间来进行焊接输出。

另外，短路频率也可以根据焊接速度而被确定，以使得以焊接线上的0.5mm间隔以下短路一次。更优选地，短路频率以0.4mm间隔以下短路一次。

另外，峰值电流可以设为300A以上且700A以下。

另外，可以使丝线送给速度以规定的周期和规定的振幅周期性地变化。

另外，可以将被焊接物设为被进行了表面处理的钢板。

另外，可以将被焊接物设为镀锌钢板。

此外，本发明的一方式的电弧焊接控制方法是交替反复焊丝与被焊接物短路的短路期间和短路断开而产生电弧的电弧期间来对被焊接物进行焊接的电弧焊接控制方法。电弧焊接控制方法具备：对短路的短路频率进行设定的步骤；从将短路频率、峰值电流以及峰值电流期间建立对应的一个或者多个组中，确定与被设定的短路频率建立对应的峰值电流以及峰值电流期间的步骤；和基于被确定的峰值电流以及峰值电流期间来控制焊接输出的步骤。

另外，短路频率也可以根据焊接速度而被确定，以使得以焊接线上的0.5mm间隔以下短路一次。

另外，峰值电流也可以为300A以上且700A以下。

另外，可以使丝线送给速度以规定的周期和规定的振幅周期性地变化。

另外，可以将被焊接物设为被进行了表面处理的钢板。

另外，可以将被焊接物设为镀锌钢板。

本发明的一方式所涉及的电弧焊接装置是交替反复焊丝与被焊接物短路的短路期间和所述短路断开而产生电弧的电弧期间来对所述被焊接物进行焊接的电弧焊接装置。电弧焊接装置具备焊接输出部、存储部、波形参数确定部。存储部存储一个或者多个将短路的短路频率与波形参数建立对应的组。波形参数确定部基于由短路频率设定部设定的短路频率和存储于存储部的一个或者多个组，确定波形参数。焊接输出部基于由波形参数确定部确定的波形参数来进行焊接输出。短路频率根据焊接速度而被确定，以使得以焊接线上的0.5mm间隔以下短路一次。

-发明效果-

根据本发明，焊接输出可基于与短路频率相应的适当的峰值电流以及峰值电流期间来进行。由此，能够抑制向被焊接物的开孔(烧穿)、吹孔等气孔以及溅射的产生。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1中的电弧焊接装置的概略结构的图。

图2是表示本发明的实施方式1中的丝线送给速度(正弦波状)、焊接电压和焊接电流的波形的图。

图3A是表示本发明的实施方式1中的短路状态下的与被焊接物的焊接线方向垂直的剖面的图。

图3B是表示本发明的实施方式1中的刚刚短路断开之后的峰值电流期间TP的开始时的状态下的与被焊接物的焊接线方向垂直的剖面的图。

图3C是表示本发明的实施方式1中的峰值电流期间TP的结束时的状态下的与被焊接物的焊接线方向垂直的剖面的图。

图4是表示基于本发明的实施方式1中的短路频率的不同的峰值电流以及峰值电流期间的应用范围的图。

图5A是表示本发明的实施方式1中的水平角焊的焊接状态与焊接电流的图。

图5B是表示本发明的实施方式1中的水平角焊的焊接状态与焊接电流的图。

图5C是表示本发明的实施方式1中的水平角焊的焊接状态与焊接电流的图。

图6是表示本发明的实施方式1中的丝线送给速度(梯形波状)、焊接电压和焊接电流的波形的图。

图7是表示本发明的实施方式1中的丝线送给速度(矩形波状)、焊接电压和焊接电流的波形的图。

图8是表示与现有的电弧焊接控制方法有关的焊接电流I、焊接电压V、丝线送给速度WS、电机接通/断开切换信号N、电机极性切换信号K的时间变化的图。

具体实施方式

以下，用图1至图7来对本发明的实施方式中的消耗电极式的电弧焊接装置和电弧焊接控制方法进行说明。

(实施方式1)

图1中表示本实施方式1中的电弧焊接装置的概略结构。图1中，焊接电源装置16是交替反复焊丝21与被焊接物26短路的短路期间TS和短路断开并产生电弧的电弧期间TA从而焊接被焊接物的电弧焊接装置，作为焊接输出部，具备：初级整流部2、开关部3、变压器4、次级整流部5、电抗器6(也称为DCL)。初级整流部2对输入电源1的输出进行整流。开关部3通过控制初级整流部2的输出来控制焊接输出。变压器4对来自开关部3的电力进行绝缘并变换。次级整流部5对变压器4的次级侧输出进行整流。电抗器6与次级整流部5串联连接。其中，焊接输出部并不局限于该电路结构，能够采用公知的电路结构。

此外进一步地，焊接电源装置16具备：用于使开关部3驱动的驱动部7、检测焊接电压的焊接电压检测部8、检测焊接电流的焊接电流检测部9、基于焊接电压检测部8的输出以及/或者焊接电流检测部9的输出来判定焊接状态是短路状态(短路期间)还是电弧状态(电弧期间)的短路/电弧检测部10、在短路期间中控制驱动部7的短路控制部11、和在电弧期间中控制驱动部7的电弧控制部12。

此外进一步地，焊接电源装置16具备：对每个焊接条件、短路频率的波形参数进行存储的波形参数存储部15、确定与焊接条件、短路频率相应的波形参数的波形参数确定部14、基于从波形参数确定部14输出的丝线送给速度Wf来控制焊丝21的送给的丝线送给速度控制部13。

在焊接电源装置16中，短路控制部11对短路电流进行控制，以使得若从短路/电弧检测部10接受表示短路的信号，则能够使短路断开。电弧控制部12若从短路/电弧检测部10接受表示短路被断开并且是电弧的信号，则输出以峰值电流IP为主的电弧期间中的焊接波形参数。另外，峰值电流IP是短路断开后的电弧期间中的最大焊接电流值。

此外，对机器人20的动作进行控制的机器人控制装置19具备：用于设定焊接条件的焊接条件设定部17、和用于设定短路频率SFRQ的短路频率设定部18。并且，机器人控制装置19与焊接电源装置16可通信地连接。另外，电弧焊接装置也可以包含焊接电源装置16和机器人控制装置19。或者，也可以在焊接电源装置16中包含焊接条件设定部17以及/或者短路频率SFRQ。

在波形参数确定部14中，基于由焊接条件设定部17设定的作为焊接条件之一的设定焊接电流、和由短路频率设定部18设定的短路频率SFRQ，确定波形参数。由波形参数确定部14确定的波形参数被输出到短路控制部11、电弧控制部12、丝线送给速度控制部13。输入了波形参数的丝线送给速度控制部13将与丝线送给速度Wf有关的控制信号输出到设置于机器人20的丝线送给部23。

另外，例如，操作者操作焊接条件设定部17来对设定焊接电流进行设定，操作短路频率设定部18来对短路频率SFRQ进行设定。此外，波形参数例如包含：使其周期性地变化的丝线送给速度Wf的规定的周期WF以及规定的振幅WV、峰值电流IP或基值电流IB、峰值电流期间TP、基值电流期间TB等的焊接电流的参数、丝线送给速度Wf等。峰值电流期间TP是在电弧期间中输出峰值电流IP的期间。此外，波形参数存储部15存储一个或者多个将设定焊接电流、短路频率SFRQ、波形参数建立对应的组。与短路频率SFRQ建立对应的波形参数至少包含峰值电流IP以及峰值电流期间TP。

另外，所谓将短路频率SFRQ与波形参数建立对应，换言之可以将短路频率SFRQ与波形参数直接建立对应，也可以将作为短路频率SFRQ的倒数的短路周期TSC与波形参数直接建立对应，从而将短路频率SFRQ与波形参数间接建立对应。

电弧控制部12通过从波形参数确定部14输入包含峰值电流IP的波形参数，将以峰值电流IP为主的电弧期间中的参数输出到驱动部7从而进行焊接输出的控制。另外，在机器人20安装有引导焊接用的焊炬22以及焊丝21并且提供焊接电流的芯片24。并且，具备送给辊的丝线送给部23基于来自丝线送给速度控制部13的丝线送给速度Wf的控制信号，进行焊丝21的送给的控制。焊丝21被从丝线保存部25补给。

图2表示交替反复短路期间(短路状态)与电弧期间(电弧状态)的消耗电极式的电弧焊接中的丝线送给速度Wf、焊接电压Vw、焊接电流Aw的时间变化的波形。

首先，图2中，对丝线送给控制进行说明。

图2中，表示进行丝线送给控制的例子，该丝线送给控制以规定的一定的丝线送给速度Wf1为基准，按照具有规定的周期WF(规定的频率)和规定的速度振幅WV的正弦波状的基本波形，周期性地反复正向进给和反向进给。丝线供给速度Wf具有正向进给时的峰值Wf2以及反向进给时的峰值Wf3。并且，在正向进给侧的峰值时，在时刻P1的周边产生短路，在反向进给侧的峰值时，在时刻P2的周边产生电弧。此外，在时刻P2之后的正向进给的峰值时即时刻P3的周边，产生下个短路。

将从时刻P1到时刻P3设为控制的一个周期，反复该控制来进行焊接。

换言之，反复作为短路状态的短路期间TS和作为电弧状态的电弧期间TA，在将从该短路期间到下个短路期间的周期设为一个周期的情况下，规定的周期WF相当于短路周期TSC。该短路周期TSC的倒数(1/TSC)为表示每规定时间的短路次数的短路频率SFRQ。

这样，短路状态或者电弧状态的产生基本上取决于周期性地反复丝线送给速度的正向进给和反向进给的丝线送给控制。

接下来，图2中，对焊接控制进行说明。

时刻P1表示开始短路的时刻。从时刻P1起规定期间之间，输出短路初始电流SA之后，作为短路电流的第一段的增加斜率di/dt，增加短路电流，接着，作为斜率比第一段的增加斜率di/dt平缓的短路电流的第二段的增加斜率di/dt，增加短路电流。

然后，在时刻P2的近前的时刻，若检测到随着短路的断开接近而在形成于被焊接物26的熔池与焊丝21的前端侧之间形成的熔滴的缩颈，则使焊接电流瞬间降低到比检测到缩颈的时刻的电流IA更加低电流即缩颈电流NA。

时刻P2表示熔滴的缩颈分离、短路断开、短路状态结束并产生电弧状态的时刻。在从时刻P2起的电弧期间，在刚刚短路断开之后(刚刚产生电弧之后)在峰值电流期间TP之间输出作为峰值电流IP的焊接电流，然后，从峰值电流IP向基值电流IB降低焊接电流。然后，在达到基值电流IB的阶段维持基值电流IB，等待下个短路。

时刻P3表示产生时刻P1的下个短路的时刻，是与时刻P1的时刻相同的状态。

这里，关于进行了镀覆处理等的表面处理的钢板即镀锌钢板的焊接，对用于使锌蒸气放出的机理进行说明。

图3A至图3C表示水平角焊的焊接中与焊接线方向垂直的被焊接物的剖视图。图3A表示短路状态(图2的时刻P1)，图3B表示刚刚短路断开之后的峰值电流期间TP的开始时的状态(图2的时刻P2)，图3C表示峰值电流期间TP的结束时的状态(图2的时刻P2-2)。

在图3A的短路状态中，作为焊接被焊接物26的路线即焊接线的路线部32被熔融金属33覆盖。但是，表示出在图3B的刚刚短路断开之后的峰值电流期间TP的开始时的状态下，电弧34开始按压处于被焊接物26的路线部32的熔融金属33，在图3C的短路断开后的峰值电流期间TP的结束时的状态下，能够由电弧34完全挤出处于被焊接物26的路线部32的熔融金属33。

这样，在电弧34的正下方，处于被焊接物26的路线部32的熔池(焊接时焊丝21、被焊接物26熔化并且熔融金属33积存的部分)被电弧34的电弧力挤出，路线部32露出。由此，是锌蒸气30容易从作为被焊接物26的上板与下板的重叠部分即镀锌的气化部分向外部放出的机理。即，熔池被电弧34按压以使得被焊接物26的路线部32露出。从被焊接物26产生的锌蒸气30能够从露出的部分脱离。由此，能够抑制吹孔等气孔以及溅射的产生。

为了实现这样的机理，如CO₂电弧焊接那样使用电弧的集中性较高的气体更容易能够挤出被焊接物26的路线部32的熔融金属33，因此优选。此外，将焊炬22的姿势设为后倾角能够向焊接行进方向的相反方向按压熔融金属33，因此进一步能够发挥锌蒸气30的放出效果。

另外，在通过电弧34的电弧力，图3C所示的路线部32完全露出的情况下，在锌蒸气30的放出时，能够没有溅射的产生等的情况下，锌蒸气30被容易地放出。此外，即使熔融金属33的一部分覆盖路线部32，只要是其厚度约0.5mm左右以下的较薄的状态，就不会阻碍锌蒸气30的放出，被焊接物26的路线部32通过基于锌的体积膨胀的放出而容易露出，锌蒸气30容易被放出到外部。即，也可以通过基于电弧34的电弧力来按压熔融金属33，以使得成为从作为被焊接物26的上板或下板产生的锌蒸气30可突破由于体积膨胀而覆盖被焊接物26的路线部32的熔融金属33的厚度。

另外，所谓路线部32，如图3A至图3C所示，是将作为被焊接物26的上板和下板重叠时的重叠部分的端的部分，是与被焊接物26的焊接方向的长度相同的长度的部分。

如以上那样，通过控制焊接电流、即控制基于电弧34的电弧力，以使得锌蒸气30被规则地适当地放出，从而能够大幅度地抑制溅射的产生。

为了使这样的机理规则地稳定，最好进行反复正向进给和反向进给的丝线送给控制。通过反复正向进给和反向进给能够使短路状态和电弧状态规则地产生，并且能够瞬时增长刚刚短路断开之后的电弧长。通过能够增长电弧长，能够抑制微小短路的产生，并且通过电弧34能够在宽范围按压熔融金属33。

这里，在现有技术中，在峰值电流IP不适当的情况下，在熔融金属33中滞留锌蒸气30，使吹孔(坑)。此外，在锌蒸气30较猛烈地从熔融金属33放出时与焊丝21短路，从而导致溅射的产生增加。

接下来，在镀锌钢板的焊接中，使用图4、图5A、图5B、图5C来说明根据每规定时间的短路的次数即短路频率SFRQ来分开使用适当的峰值电流IP以及峰值电流期间TP的必要性。另外，图5A、图5B、图5C是针对焊接线方向的剖视图。另外，通过针对短路频率SFRQ的、峰值电流IP以及峰值电流期间TP的组合，有可能锌蒸气30不能很好地放出，或者在被焊接物26产生开孔。并且，针对短路频率SFRQ，难以使锌蒸气30的放出和被焊接物26的开孔的抑制这两者都满足。

因此，需要适合于短路频率SFRQ的峰值电流IP以及峰值电流期间TP。因此，不能根据焊接电流的设定值即设定焊接电流，仅仅通过一个峰值电流IP以及峰值电流期间TP来对应。即，需要加上短路频率SFRQ来进行峰值电流IP以及峰值电流期间TP的确定。换言之，需要与短路频率SFRQ相应的峰值电流IP以及峰值电流期间TP的确定。

图5A表示在水平角焊的焊接中能够稳定地排出锌蒸气30的状态。图5B表示在水平角焊的焊接中能够稳定地排出锌蒸气30但在被焊接物26产生开孔的状态。图5C表示在水平角焊的焊接中能够稳定地排出锌蒸气30的状态。

如图5A所示，在短路频率SFRQ较低为60Hz的情况下，最好峰值电流IP较低为400A且峰值电流期间TP长为6.0ms。其原因是，通过将峰值电流IP设为400A，将峰值电流期间TP设为6.0ms，从而在电弧34的正下方，处于被焊接物26的路线部32的熔融金属33被电弧34的电弧力长时间挤出，路线部32露出。通过路线部32露出，容易从上板与下板的重叠部分即镀锌气化部31向外部放出锌蒸气30。

例如，在短路频率SFRQ较低为60Hz的情况下，峰值电流IP高为700A且峰值电流期间TP短为2.0ms的情况下，电弧力非常高，路线部32能够容易露出，但由于电弧力较弱的基值电流期间TB变长，因此露出次数较少且露出时间较短，因此可以说是不适合于锌蒸气30的排出的波形参数。

另外，如图5B所示，若将峰值电流IP设为700A且将峰值电流期间TP设为6.0ms，则低于峰值电流IP且电弧力相对较弱的基值电流期间TB能够较短，但由于强电弧力下路线部32的露出时间较长，因此特别是对于上板侧来讲电弧力过强，产生熔透。并且，在最坏的情况下，产生被焊接物26的开孔(烧穿)。峰值电流IP与峰值电流期间TP的平衡较为重要。

如图5C那样，通过使短路频率SFRQ较高为120Hz，短路周期TSC变短，通过使峰值电流IP为700A，使峰值电流期间TP较短为2.0ms，从而基于强电弧力的路线部32的露出时间变短，并且电弧力弱的基值电流期间TB变短，路线部32的露出次数也变多。由此，特别是没有上板侧的开孔，在电弧正下方，在被焊接物26的路线部32，熔融金属33被挤出，能够使路线部32露出。并且，能够容易从被焊接物26的上板与下板的重叠部分的镀锌气化部31向外部放出锌蒸气30。因此，路线部32的露出时间较短，但短路频率SFRQ较高，从而能够提高路线部32的露出次数，能够提高累积露出时间，能够促进锌蒸气30的排出。

图4中，表示相对于短路频率SFRQ的峰值电流IP以及峰值电流期间TP的相关表。图4所示的相关表作为一个例子，是使用CO₂来作为使用气体并进行焊接的CO₂电弧焊接中设定焊接电流是250A时的情况下的各参数的例子。

根据图4，在短路频率SFRQ是60Hz的情况下，峰值电流IP为400A、峰值电流期间TP为6.0ms是适当的参数的组合。在80Hz的情况下，峰值电流IP为500A、峰值电流期间TP为4.0ms是适当的参数的组合，在120Hz的情况下，峰值电流IP为700A、峰值电流期间TP为2.0ms是适当的参数的组合。

例如，针对短路频率SFRQ的一个周期，在短路期间TS与电弧期间TA设为1∶1的情况下，是相对于电弧期间TA，峰值电流期间TP占1/2至2/3以上的形式。换言之，表示使电弧力较弱的基值电流期间TB在电弧期间TA中比峰值电流期间TP相对较短对于镀锌焊接来讲较好。

如以上那样，需要根据短路频率SFRQ，将峰值电流IP以及峰值电流期间TP设定为适当的值。另外，上述的适当范围是实际通过预先实验等而导出的数值。

另外，短路频率SFRQ的选择最好根据焊接速度而分开使用。通过路线部32露出，容易从被焊接物26即上板与下板的重叠部分即镀锌的气化部分向外部放出锌蒸气30。为此，最好根据焊接速度来设定短路频率，以使得将熔融金属33通过较强的电弧力，在作为焊接线的路线部32上以高频度按压、换言之以密集的间隔按压。

例如，在焊接速度是1.2m/min的情况下，若短路频率为80Hz，则每隔0.25mm间隔短路一次。换言之，每隔0.25mm间隔，能够以较强的电弧力按压熔融金属33，锌蒸气30的排出可顺利地进行，能够抑制吹孔。

但是，在相同的焊接速度1.2m/min的情况下，若短路频率大于40Hz，则每隔大于2倍的间隔即0.5mm的间隔，以较强的电弧力按压熔融金属33，因此锌蒸气30的排出难以顺利地进行。换言之，若以超过0.5mm间隔的稀疏的间隔按压熔融金属33，则锌蒸气30的排出不能顺利地进行，容易产生吹孔。最好能够选择短路频率以使得尽量以密集且较强的电弧力按压熔融金属33。

另外，在焊接速度是0.6m/min的情况下，只要是能够以每0.25mm间隔的密集间隔且以较强的电弧力按压熔融金属33的短路频率即40Hz以上，则锌蒸气30的排出就能够顺利地进行，没有问题。

此外，在焊接速度是0.96m/min的情况下，只要是能够以每0.4mm间隔的密集间隔且以较强的电弧力按压熔融金属33的短路频率即40Hz以上，则锌蒸气30的排出就能够顺利地进行，没有问题。

此外，在焊接速度是1.44m/min的情况下，只要是能够以每0.4mm间隔的密集间隔且以较强的电弧力按压熔融金属33的短路频率即60Hz以上，则锌蒸气30的排出就能够顺利地进行，没有问题。

如以上那样，更加优选根据焊接速度来设定短路频率，以使得优选以0.5mm间隔以下、更加优选以0.4mm间隔以下短路一次。

机器人控制装置19(参照图1)也可以能够将焊接速度与短路频率SFRQ独立地设定。在该情况下，操作者确定焊接速度以及短路频率SFRQ，以使得在焊接线上以0.5mm间隔以下(优选以0.4mm间隔以下)短路一次。并且，操作者将所确定的焊接速度以及短路频率输入到机器人控制装置19。

也可以取代此，焊接电源装置16以及/或者机器人控制装置19(以下，称为“电弧焊接装置或者焊接装置”)接受基于操作者的短路频率SFRQ的设定，自动地确定适合于该短路频率SFRQ的焊接速度。所谓适合于短路频率SFRQ的焊接速度，是指用于在焊接线上以0.5mm间隔以下(优选为0.4mm间隔以下)短路一次的焊接速度。在该情况下，焊接装置按照每个短路频率SFRQ预先存储适当的焊接速度。并且，焊接装置接受基于操作者的短路频率SFRQ的设定，确定适合于该短路频率SFRQ的焊接速度。另外，焊接装置也可以对一个短路频率SFRQ预先存储多个适当的焊接速度。在该情况下，焊接装置接受基于操作者的短路频率SFRQ的设定，将适合于该短路频率SFRQ的多个焊接速度作为焊接速度的候选而提示给操作者。焊接装置接受基于操作者的候选的选择，将选择的候选确定为焊接速度。

在本实施方式1的电弧焊接装置中，为了设定与短路频率SFRQ相应的适当的峰值电流IP，焊接电源装置16的波形参数存储部15存储与每个短路频率对应的适当的至少包含峰值电流IP以及峰值电流期间TP的波形参数。并且，基于由处于机器人控制装置19内的焊接条件设定部17设定的设定内容和由短路频率设定部18设定的设定内容，波形参数确定部14确定包含适合于该短路频率的峰值电流IP以及峰值电流期间TP的焊接参数。另外，基本地，用于设定焊接条件的焊接条件设定部17对适合于预先持有的标准的短路频率SFRQ的峰值电流IP以及峰值电流期间TP进行输出，短路频率SFRQ的变更根据微调命令等而变更。

波形参数存储部15对包含多个例如将短路频率SFRQ、峰值电流IP以及峰值电流期间TP建立对应的组的表进行存储。表例如是基于图4所示的相关表而被制作的。该表中，短路频率SFRQ越大，则峰值电流IP越大。此外，短路频率SFRQ越大，则峰值电流期间TP越小。

另外，在本实施方式1中，表示了基于设定焊接电流和短路频率SFRQ来确定峰值电流IP以及峰值电流期间TP的例子。但是，设定焊接电流与丝线送给速度Wf、丝线送给量处于成正比的关系。因此，即使取代设定焊接电流，而基于丝线送给速度Wf、丝线送给量来确定与峰值电流IP以及峰值电流期间TP有关的参数等，也能够得到相同的效果。

此外，上述中，说明了丝线送给速度Wf的变化如图2所示，是正弦波状的情况下的例子。但是，如图6所示，即使在丝线送给速度Wf的变化是梯形波状的情况下，也能够得到相同的效果。

此外，即使不是图2、图6所示的周期性的送给控制，而是如图7所示，根据焊接状态来矩形波状地进行送给控制，也能够得到相同的效果。即，即使进行若检测到焊接状态是短路状态则进行反向进给、若检测到焊接状态是电弧状态则进行正向进给的送给控制，也能够得到相同的效果。

此外，上述中，说明了进行缩颈控制的例子，该缩颈控制中，若在时刻P2的近前，检测到在形成于随着短路的断开接近而在被焊接物形成的熔池与焊丝之间的焊丝的前端侧形成的熔滴的缩颈，则使焊接电流瞬时过渡到低于检测到缩颈的时刻的电流IA的低电流即缩颈电流NA。但是，虽未图示，但即使在不进行所述缩颈控制的情况下，通过进行本实施方式1的焊接控制，减少针对吹孔等的气孔、溅射的镀锌的影响的效果较大。

产业上的可利用性

根据本发明，在使用焊丝来对镀锌钢板等进行了表面处理的被焊接物进行焊接的情况下，在电弧期间采用与短路频率建立对应的峰值电流以及峰值电流期间。由此，能够防止被焊接物的开孔(烧穿)。并且，能够通过电弧来按压熔池以使得被焊接物的路线部露出，从被焊接物产生的气体能够从露出部脱离。因此，能够显著地抑制吹孔等的产生以及溅射的产生。因此，本发明作为对镀锌钢板等那样被进行表面处理并在焊接时产生气体的被焊接物进行焊接的电弧焊接装置以及电弧焊接控制方法，在产业上有用。

-符号说明-

1 输入电源

2 初级整流部

3 开关部

4 变压器

5 次级整流部

6 DCL

7 驱动部

8 焊接电压检测部

9 焊接电流检测部

10 短路/电弧检测部

11 短路控制部

12 电弧控制部

13 丝线送给速度控制部

14 波形参数确定部(确定部)

15 波形参数存储部(存储部)

16 焊接电源装置

17 焊接条件设定部

18 短路频率设定部

19 机器人控制装置

20 机器人

21 焊丝

22 焊炬

23 丝线送给部

24 芯片

25 丝线保存部

26 被焊接物

30 锌蒸气

31 镀锌气化部

32 路线部

33 熔融金属

34 电弧

Claims (11)

1.一种电弧焊接装置，交替反复焊丝与被进行了表面处理的钢板即被焊接物短路的短路期间和所述短路断开而产生电弧的电弧期间，来对所述被焊接物进行焊接，

所述电弧焊接装置具备：

焊接输出部，进行焊接输出；

存储部，存储一个或者多个将峰值电流以及峰值电流期间针对每规定时间的所述短路的次数即短路频率预先建立对应的组，以使得促进焊接时的从所述被焊接物产生的气体的排出；和

确定部，基于由短路频率设定部设定的短路频率和存储于所述存储部的一个或者多个所述组，确定与所设定的所述短路频率建立对应的峰值电流以及峰值电流期间，

所述焊接输出部基于由所述确定部确定的所述峰值电流以及所述峰值电流期间，来进行促进焊接时的从所述被焊接物产生的气体的排出的所述焊接输出。

2.根据权利要求1所述的电弧焊接装置，其中，

所述短路频率根据焊接速度而被确定，以使得以焊接线上的0.5mm间隔以下短路一次。

3.根据权利要求1或者2所述的电弧焊接装置，其中，

所述峰值电流是300A以上且700A以下。

4.根据权利要求1或者2所述的电弧焊接装置，其中，

使丝线送给速度以规定的周期和规定的振幅周期性地变化。

5.根据权利要求1所述的电弧焊接装置，其中，

所述被焊接物是镀锌钢板。

6.一种电弧焊接控制方法，交替反复焊丝与被进行了表面处理的钢板即被焊接物短路的短路期间和所述短路断开而产生电弧的电弧期间，来对所述被焊接物进行焊接，所述电弧焊接控制方法具备：

设定每规定时间的所述短路的次数即所述短路的短路频率的步骤；

从将峰值电流以及峰值电流期间针对所述短路频率预先建立对应的一个或者多个组之中，确定与被设定的所述短路频率建立对应的所述峰值电流以及所述峰值电流期间，以使得促进焊接时的从被焊接物产生的气体的排出的步骤；和

基于被确定的所述峰值电流以及所述峰值电流期间，来控制促进焊接时的从被焊接物产生的气体的排出的焊接输出的步骤。

7.根据权利要求6所述的电弧焊接控制方法，其中，

所述短路频率根据焊接速度而被确定，以使得以焊接线上的0.5mm间隔以下短路一次。

8.根据权利要求6或者7所述的电弧焊接控制方法，其中，

所述峰值电流是300A以上且700A以下。

9.根据权利要求6或者7所述的电弧焊接控制方法，其中，

使丝线送给速度以规定的周期和规定的振幅周期性地变化。

10.根据权利要求6所述的电弧焊接控制方法，其中，

所述被焊接物是镀锌钢板。

11.一种电弧焊接装置，交替反复焊丝与被进行了表面处理的钢板即被焊接物短路的短路期间和所述短路断开而产生电弧的电弧期间，来对所述被焊接物进行焊接，

所述电弧焊接装置具备：

焊接输出部，进行焊接输出；

存储部，存储一个或者多个将每规定时间的所述短路的次数即短路频率与至少包含峰值电流以及峰值电流期间的波形参数预先建立对应的组，以使得促进焊接时的从所述被焊接物产生的气体的排出；和

波形参数确定部，基于由短路频率设定部设定的短路频率和存储于所述存储部的一个或者多个所述组，确定所述波形参数，

所述焊接输出部基于由所述波形参数确定部确定的所述波形参数来进行所述焊接输出，

所述短路频率根据焊接速度而被确定，以使得以焊接线上的0.5mm间隔以下短路一次。

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