CN110023021B - 电弧焊接方法以及电弧焊接装置 - Google Patents

Abstract

通过对母材(4)的被焊接部进给焊丝(5)并对焊丝(5)提供平均电流300A以上的焊接电流来使焊丝(5)的前端部与被焊接部间产生电弧，来焊接母材(4)，在这样的自耗电极式的电弧焊接方法中，以前端部进入被通过在前端部与被焊接部间产生的电弧而形成于母材(4)的凹状的熔融部分包围的埋没空间(6a)的速度进给焊丝(5)，使焊接电流变动，控制大电流期间中的焊接电流，使得在各大电流期间多次进行从焊丝(5)的前端部向熔融部分的侧部的熔滴过渡。

Description

电弧焊接方法以及电弧焊接装置

技术领域

本发明涉及自耗电极式的电弧焊接方法以及电弧焊接装置。

背景技术

焊接方法之一有自耗电极式的保护气体电弧焊接法(例如专利文献1)。保护气体电弧焊接法，是使进给到母材的被焊接部的焊丝与母材之间产生电弧、通过电弧的热焊接母材的手法，特别为了防止成为高温的母材的氧化，有一边对焊接部周边喷射惰性气体一边进行焊接的方案。若是5mm程度的薄板，还能以单道焊接母材的对接接头。

然而若为9～30mm的厚板，在现有的保护气体电弧焊接法中就不能以单道焊接母材。为此，通过重复进行多次焊接操作的多层焊接来进行厚板的焊接。但在多层焊接中，焊接工时的增大成为问题。另外，热输入量变大，母材的变形、焊接部分的脆化成为问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2007-229775号公报

发明内容

发明要解决的课题

本申请发明者等为了解决相关问题而进行锐意研讨的结果，得到如下见解：与一般的保护气体电弧焊接法相比，通过以高速进行焊丝的进给，提供大电流，能实现厚板的单道焊接。具体地，通过以约5～100m/分进给焊丝，提供300A以上的大电流，能实现厚板的单道焊接。若进行焊丝的高速进给以及大电流提供，就会因电弧的热而在母材形成凹状的熔融部分，焊丝的前端部进入被熔融部分包围的空间。通过焊丝的前端部进入比母材表面更深部，熔融部分贯通到母材的厚度方向背面侧，能进行单道焊接。以下将被凹状的熔融部分包围的空间称作埋没空间，将在进入埋没空间的焊丝的前端部与母材或熔融部分之间产生的电弧适宜称作埋弧。

另外，本申请发明者等发现，在埋弧焊接中，通过使焊接电流周期性变动，能稳定地维持埋没空间。通常，埋没空间闭口，因电弧的热而熔融的母材以及焊丝的熔融金属流向焊丝的前端部被埋没的方向。若焊丝的前端部接触到闭口的熔融部分而短路，焊接就会显著不稳定化。但若使焊接电流周期性变动，则进入埋没空间的焊丝的前端部的位置就会在电流变动1周期中上下移动。在焊丝前端位置高的状态下，电弧照射到熔融部分的侧部，通过该电弧的力抑制熔融部分的闭口。如此，通过使焊接电流周期性变动，能使埋没状态稳定化，并维持。

但在上述方法中，由于以一次熔滴过渡实现从埋没空间中的焊丝前端位置低的状态到高的状态的状态过渡，因此需要短时间内急速使焊丝5熔融，在焊丝的前端部形成长的液柱。该长的液柱受到电磁力、重力、电弧力等力而大幅到处活动，进而根据情况不同，会出现与熔融部分的侧部进行短路等显著不稳定的举动。不稳定化的液柱的一部分或整体被吹跑到埋没空间的外部，就会成为大粒的溅射粒子。

本发明鉴于相关的事情而提出，其目的在于，在使用300A以上的大电流进行的埋弧焊接中，能稳定地维持埋没空间并抑制溅射的产生，提供能进行稳定的焊接的电弧焊接方法以及电弧焊接装置。

用于解决课题的手段

本发明所涉及的电弧焊接方法是自耗电极式的电弧焊接方法，通过对母材的被焊接部进给焊丝并对该焊丝提供平均电流300A以上的焊接电流，来使所述焊丝的前端部与被焊接部间产生电弧，来焊接所述母材，在所述电弧焊接方法中，以所述前端部进入被通过在所述前端部与被焊接部间产生的电弧而形成于所述母材的凹状的熔融部分包围的空间的速度进给所述焊丝，使所述焊接电流的平均值小且从所述前端部向所述熔融部分的底部进行熔滴过渡的小电流期间、和所述焊接电流的平均值大且从所述前端部向所述熔融部分的侧部进行熔滴过渡的大电流期间周期性变动，进而控制所述大电流期间的所述焊接电流，使得在各大电流期间多次进行从所述前端部向所述侧部的熔滴过渡。

在本发明中，焊丝的前端部进入被凹状的熔融部分包围的埋没空间，产生埋弧。具体地，焊丝的前端部成为被熔融部分包围的状态，通过使焊接电流周期性变动，能使埋没空间中的焊丝前端位置上下，在焊丝的前端部与熔融部分的底部以及侧部之间产生电弧。

在小电流期间中，在焊丝的前端部与熔融部分的底部之间产生电弧，通过照射到熔融部分的底部的电弧而能得到深的熔深。

在大电流期间，在焊丝的前端部与熔融部分的侧部之间产生电弧。通过电弧的热而熔融的母材以及焊丝的熔融金属流向焊丝的前端部被埋没的方向，但被从焊丝的前端部向熔融部分的侧部照射的电弧的力推回，前端部在被熔融部分包围的状态下稳定化。

进而，在焊丝前端位置上下的埋弧焊接中，通过在从焊丝前端位置低的状态向高的状态过渡的过程中分多次进行熔滴过渡，能将在一次熔滴过渡形成的液柱的长度限制得短，能抑制溅射的产生。

如以上那样，根据本发明，在埋弧焊接中，能稳定地维持埋没空间并抑制溅射的产生。

本发明所涉及的电弧焊接方法在所述大电流期间多次提供脉冲状的大电流。

在本发明中，在从焊丝前端位置低的状态向高的状态进行过渡的过程中，每当提供脉冲状的大电流，就一点一点地进行焊丝的熔滴过渡。因此，能将在埋弧焊接的熔滴过渡中形成的液柱的长度限制得短，能抑制溅射的产生。

本发明所涉及的电弧焊接方法中，所述大电流期间比所述小电流期间长，该大电流期间中的所述焊接电流固定。

在本发明中，设置长的大电流期间，在该大电流期间提供固定的焊接电流。为此，在从焊丝前端位置低的状态向高的状态进行过渡的过程中一点一点地进行焊丝的熔滴过渡。因此，能将在埋弧焊接中的熔滴过渡形成的液柱的长度限制得短，能抑制溅射的产生。

本发明所涉及的电弧焊接方法在所述大电流期间使所述焊接电流阶段性增大。

在本发明中，通过使大电流期间焊接电流阶段性增大，在从焊丝前端位置低的状态向高的状态进行过渡的过程中抑制了焊丝的急剧的熔融，一点一点地进行焊丝的熔滴过渡。因此，能将在埋弧焊接中的熔滴过渡形成的液柱的长度限制得短，能抑制溅射的产生。

本发明所涉及的电弧焊接方法中，所述大电流期间中被提供最大的焊接电流的阶段的前阶段中的所述焊接电流与所述小电流期间中的所述焊接电流的电流差大于所述前阶段中的所述焊接电流与所述最大的焊接电流的电流差。

在本发明中，通过在焊丝的前端部较深地侵入埋没空间的阶段提供比较大的焊接电流，来使熔滴过渡大部分完成。在焊丝的前端部的位置低的状态下、即焊丝的前端部较深侵入埋没空间的状态下，焊丝的液柱生长得长，即使进行熔滴过渡，从埋没空间飞出溅射粒子的可能性也低。然后，通过在成为焊丝的前端部的位置高的状态、即向埋没空间的焊丝的侵入浅的状态的最终阶段提供最大的焊接电流，来进行少量的熔滴过渡。因此，能将在埋弧焊接中的熔滴过渡形成的液柱的长度限制得短，能抑制溅射的产生。

本发明所涉及的电弧焊接方法使所述大电流期间以及所述小电流期间以10Hz以上1000Hz以下的周期变动。

在本发明的埋弧焊接中，通过电弧的热熔融的母材以及焊丝的熔融金属增加，出现电弧引起的熔融金属的起伏，该熔融金属凝固的焊道的形状也有可能周期性大幅错乱。

但通过以所述频率使焊接电流周期性变动来以比大的起伏周期更高的周期使熔融金属微振动，能抑制熔融金属的大的起伏。

本发明所涉及的电弧焊接装置是自耗电极式的电弧焊接装置，具备对母材的被焊接部进给焊丝的焊丝进给部和对该焊丝提供焊接电流的电源部，通过对所述焊丝提供平均电流300A以上的焊接电流来使所述焊丝的前端部与被焊接部间产生电弧，来焊接所述母材，在所述电弧焊接装置中，所述焊丝进给部以所述前端部进入被通过在所述前端部与被焊接部间产生的电弧而形成于所述母材的凹状的熔融部分包围的空间的速度进给所述焊丝，所述电源部使所述焊接电流的平均值小且从所述前端部向所述熔融部分的底部进行熔滴过渡的小电流期间和所述焊接电流的平均值大且从所述前端部向所述熔融部分的侧部进行熔滴过渡的大电流期间周期性变动，并且控制所述大电流期间的所述焊接电流，使得在各大电流期间多次进行从所述前端部向所述侧部的熔滴过渡。

在本发明中，如上述电弧焊接方法中说明的那样，在埋弧焊接中能稳定地维持埋没空间并抑制溅射的产生。

发明的效果

根据本发明，在使用300A以上的大电流进行的埋弧焊接中，能稳定地维持埋没空间并抑制溅射的产生，能进行稳定的焊接。

附图说明

图1是表示本实施方式1所涉及的电弧焊接装置的一个结构的示意图。

图2是表示本实施方式1所涉及的电弧焊接方法的次序的流程图。

图3是表示焊接对象的母材的侧截面图。

图4是表示使焊接电流周期性变动所引起的熔滴过渡的情形的示意图。

图5是表示本实施方式1所涉及的焊接电流的变动的图表。

图6是表示比较例所涉及的焊接电流的变动的图表。

图7是表示本实施方式2所涉及的焊接电流的变动的图表。

图8是表示本实施方式3所涉及的焊接电流的变动的图表。

图9是表示本实施方式3的实施例所涉及的焊接电流值的图表。

图10是表示本实施方式4所涉及的焊接电流的变动的图表。

具体实施方式

以下对本发明基于表示其实施方式的附图进行详述。

(实施方式1)

图1是表示本实施方式1所涉及的电弧焊接装置的一个结构的示意图。本实施方式1所涉及的电弧焊接装置是能将板厚9～30mm的母材4以单道进行对接焊接的自耗电极式的保护气体电弧焊接机。特别本实施方式1所涉及的电弧焊接装置通过焊接电流Iw的控制使进入埋没空间6a(参考图4)的焊丝5的前端部5a的位置上下，通过在从焊丝5的前端部5a的位置低的状态向高的状态过渡的过程中份多次进行熔滴过渡，能稳定地维持埋没空间6a，能抑制溅射的产生。

本实施方式1所涉及的电弧焊接装置具备焊接电源1、焊枪2以及焊丝进给部3。

焊枪2由铜合金等导电性材料构成，具有圆筒形状的导电嘴，向母材4的被焊接部引导焊丝5，并提供电弧7(参考图4)的产生所需的焊接电流1w。导电嘴与插通其内部的焊丝5接触，将焊接电流Iw提供给焊丝5。另外，焊枪2形成围绕导电嘴的中空圆筒形状，具有向被焊接部喷射保护气体的喷嘴。保护气体用于防止通过电弧7熔融的母材4以及焊丝5的氧化。保护气体例如是碳酸气体、碳酸气体以及氩气体的混合气体、氩等的惰性气体等。

焊丝5例如是实芯焊丝，其直径为0.9mm以上1.6mm以下，作为自耗电极发挥功能。焊丝5例如是以卷成螺旋状的状态收容于桶包的包装焊丝、或卷绕成焊丝卷筒的卷筒焊丝。

焊丝进给部3具有将焊丝5向焊枪2进给的进给辊和使该进给辊旋转的电动机。焊丝进给部3通过使进给辊旋转来从焊丝卷筒拉出焊丝5，将拉出的焊丝5提供到焊枪2。另外，相关的焊丝5的进给方式是一例，并没有特别的限定。

焊接电源1具备：经由供电线缆与焊枪2的导电嘴以及母材4连接并提供焊接电流Iw的电源部11；和控制焊丝5的进给速度的进给速度控制部12。另外，可以分体构成电源部11以及进给速度控制部12。电源部11具备输出被PWM控制的直流电流的电源电路11a、输出电压设定电路11b、频率设定电路11c、电流振幅设定电路11d、平均电流设定电路11e、电压检测部11f、电流检测部11g以及比较电路11h。

电压检测部11f检测焊接电压Vw，将表示检测到的电压值的电压值信号Ed输出到比较电路11h。

电流检测部11g例如检测从焊接电源1经由焊枪2提供到焊丝5并流过电弧7的焊接电流Iw，将表示检测到的电流值的电流值信号Id输出到输出电压设定电路11b。

频率设定电路11c将用于设定使母材4与焊丝5间的焊接电压Vw以及焊接电流Iw周期性变动的频率的频率设定信号输出到输出电压设定电路11b。在实施本实施方式1所涉及的电弧焊接方法的情况下，频率设定电路11c输出表示10Hz以上1000Hz以下的频率、优选50Hz以上300Hz以下的频率、更优选80Hz以上200Hz以下的频率的频率设定信号。

电流振幅设定电路11d将用于设定周期性变动的焊接电流Iw的振幅的振幅设定信号输出到输出电压设定电路11b。振幅是变动的焊接电流Iw的最小电流值与最大电流值的电流差。在实施本实施方式1所涉及的电弧焊接方法的情况下，电流振幅设定电路11d输出表示50A以上的电流振幅、优选100A以上500A以下的电流振幅、更优选200A以上400A以下的电流振幅的振幅设定信号。

平均电流设定电路11e将用于设定周期性变动的焊接电流Iw的平均电流的平均电流设定信号输出到输出电压设定电路11b以及进给速度控制部12。在实施本实施方式1所涉及的电弧焊接方法的情况下，平均电流设定电路11e输出表示300A以上的平均电流、优选300A以上1000A以下的平均电流、更优选500A以上800A以下的平均电流的平均电流设定信号。

输出电压设定电路11b基于从各部输出的电流值信号Id、频率设定信号、振幅设定信号、平均电流设定信号来生成例如表示矩形波状的目标电压的输出电压设定信号Ecr，使得焊接电流Iw成为设为目标的频率、电流振幅以及平均电流，将生成的输出电压设定信号Ecr输出到比较电路11h。

比较电路11h将从电压检测部11f输出的电压值信号Ed和从输出电压设定电路11b输出的输出电压设定信号Ecr进行比较，将表示其差分的差分信号Ev输出到电源电路11a。

电源电路11a具备将商用交流交直变换的AC-DC转换器、将交直变换的直流通过开关变换成所需的交流的逆变电路、对变换的交流进行整流的整流电路等。电源电路11a按照从比较电路11h输出的差分信号Ev来对逆变器进行PWM控制，将电压输出到焊丝5。其结果，在母材4与焊丝5间施加周期性变动的焊接电压Vw，接通焊接电流Iw。另外，构成为对焊接电源1经由未图示的控制通信线从外部输入输出指示信号，电源部11以输出指示信号为触发来使电源电路11a开始焊接电流Iw的提供。输出指示信号例如从焊接机器人向焊接电源1输出。另外，在手动的焊接机的情况下，输出指示信号在操作设于焊枪2侧的手边操作开关时从焊枪2侧向焊接电源1输出。

图2是表示本实施方式1所涉及的电弧焊接方法的次序的流程图，图3是表示焊接对象的母材4的侧截面图。首先，将要通过焊接接合的一对母材4配置于电弧焊接装置，进行焊接电源1的各种设定(步骤S11)。具体地，如图3所示那样准备板状的第1母材41以及第2母材42，使被焊接部即端面41a、42a对接，配置在给定的焊接作业位置。第1以及第2母材41、42例如是软钢、机械结构用碳素钢、机械结构用合金钢等的钢板，厚度为9mm以上30mm以下。

然后焊接电源1在频率10Hz以上1000Hz以下、平均电流300A以上、电流振幅50A以上的范围内设定焊接电流Iw的焊接条件。

另外，焊接电流Iw的条件设定可以全都由焊接作业者进行，也可以构成为焊接电源1在操作部接受本实施方式1所涉及的焊接方法的实施，自动进行全部条件设定。另外，也可以构成为焊接电源1在操作部接受平均电流等一部分焊接条件，决定与接受的一部分焊接条件相适的剩下的焊接条件，半自动地进行条件设定。

在进行各种设定后，焊接电源1判定是否满足焊接电流Iw的输出开始条件(步骤S12)。具体地，焊接电源1判定是否被输入焊接的输出指示信号。在判定为未被输入输出指示信号、不满足焊接电流Iw的输出开始条件的情况下(步骤S12“否”)，焊接电源1在等待输出指示信号的输入的状态下待机。

在判定为满足焊接电流Iw的输出开始条件的情况下(步骤S12“是”)，焊接电源1的进给速度控制部12将指示焊丝的进给的进给指示信号向焊丝进给部3输出，以给定速度使焊丝5进给(步骤S13)。焊丝5的进给速度在例如约5～100m/分的范围内设定。进给速度控制部12对应于从平均电流设定电路11e输出的平均电流设定信号决定进给速度。另外，焊丝5的进给速度可以是固定速度，也可以使之周期性变动。另外，也可以构成为焊接作业者直接设定焊丝的进给速度。

接下来焊接电源1的电源部11用电压检测部11f以及电流检测部11g检测焊接电压Vw以及焊接电流Iw(步骤S14)，进行PWM控制，以使检测到的焊接电流Iw的频率、电流振幅以及平均电流与设定的焊接条件一致，焊接电流Iw周期性变动(步骤S15)。

接下来焊接电源1的电源部11判定是否停止焊接电流Iw的输出(步骤S16)。具体地，焊接电源1判定是否继续输出指示信号的输入。在判定为输出指示信号的输入继续、不停止焊接电流Iw的输出的情况下(步骤S16“否”)，电源部11使处理回到步骤S13，继续焊接电流Iw的输出。

在判定为停止焊接电流Iw的输出的情况下(步骤S16“是”)，电源部11使处理回到步骤S12。

以下说明焊接电流Iw的周期的变动和熔滴过渡的概要。

在本实施方式1所涉及的电弧焊接方法中，电源部11控制焊接电流Iw，使得焊接电流Iw的频率成为10Hz以上1000Hz以下，平均电流成为300A以上，电流振幅成为50A以上。

优选地，电源部11控制焊接电流Iw，使得焊接电流Iw的频率成为50Hz以上300Hz以下，平均电流成为300A以上1000A以下，电流振幅成为100A以上500A以下。

图4是表示使焊接电流Iw周期性变动所引起的熔滴过渡的情形的示意图。若上述焊接条件下使焊接电流Iw周期性变动，则在母材4形成通过在焊丝5的前端部5a与被焊接部间产生的电弧7的热而熔融的母材4以及焊丝5的熔融金属所构成的凹状的熔融部分6。然后用高速度摄像机拍摄电弧7的情形的结果，如图4左图所示那样，确认到周期性变动为：在焊丝5的前端部5a与熔融部分6的底部61间产生电弧7的第1状态、和在前端部5a与熔融部分6的侧部62间产生电弧7的第2状态。

具体地，重复电弧7从焊丝5的前端部5a飞向熔融部分6的底部61的第1状态、和电弧7从焊丝5的前端部5a飞向熔融部分6的侧部62的第2状态。在焊接电流Iw的平均值小的小电流期间成为第1状态，在焊接电流Iw的平均值大的大电流期间成为第2状态。第1状态的焊丝5的熔滴过渡形态是下垂过渡的状态。第2状态例如焊丝5的熔滴过渡形态是旋转过渡或钟摆过渡的状态。

下垂过渡是焊丝5的前端部5a向熔融部分6的底部61进行熔滴过渡的形态的一例，旋转过渡是从焊丝5的前端部5a向熔融部分6的侧部62进行熔滴过渡的形态的一例。另外，钟摆过渡是形成于焊丝5的前端部5a的液柱以及电弧7，在同一平面上钟摆状摇动，并以焊丝5突出的方向为中心轴将该平面作为整体一点一点旋转的特征性的熔滴过渡形态。

埋没空间6a闭口，熔融金属流向焊丝5的前端部5a被埋没的方向，但在第2状态下，电弧7飞到熔融部分6的侧部62，熔融部分6的熔融金属被推向从焊丝5隔离的方向，埋没空间6a在凹状的状态下稳定化。另外，在图4右图中，通过大电流熔融的焊丝5的前端部5a的熔滴过渡的结果，焊丝5的前端部5a变短。

通过使这样的第1状态以及第2状态以80Hz以上200Hz以下变动，能以比大的起伏周期更高的周期使熔融金属微振动，抑制了熔融金属的起伏。

接下来说明焊接电流Iw的控制和熔滴过渡的详细。

图5是表示本实施方式1所涉及的焊接电流Iw的变动的图表。图表的横轴表示时间，纵轴表示焊接电流Iw。另外，在图表的上部示意地图示了与焊接电流Iw的变化相伴的熔滴过渡的情形。各示意图表示被提供以虚线的圆圈示出的焊接电流Iw时的焊丝5以及熔滴过渡的状态。以下的图6、图7、图8、图10中的示意图也同样地示出焊丝5以及熔滴过渡的状态。

在本实施方式1中，电源部11对大电流期间中的焊接电流Iw进行控制，使得在各大电流期间多次进行从焊丝5的前端部5a向熔融部分6的侧部62的熔滴过渡。具体地，电源部11如图5所示那样控制焊接电流Iw，使得在大电流期间多次提供脉冲状的大电流。例如电源部11在大电流期间提供3次的脉冲状的大电流。脉冲状的电流的大小在各次大致相同。小电流期间中的焊接电流Iw例如为200A，大电流期间中的脉冲状的大电流例如为800A。

在小电流期间，如图5左端的示意图所示那样，焊丝5的前端部5a较深地侵入埋没空间6a，电弧7照射到熔融部分6的底部61。若电弧7照射到熔融部分6的底部61，就能得到深的熔深。

在大电流期间，如图5中央的3个示意图所示那样，每当提供脉冲状的大电流，就从焊丝5的前端部5a向熔融部分6的侧部62，每次少量地进行溶液过渡，从焊丝前端位置低的状态向高的状态过渡。在焊丝5的前端部5a位于高的位置的情况下，电弧7照射到熔融部分6的侧部62，使埋没空间6a稳定化。另外，由于每次少量地进行熔滴过渡，因此有效果地抑制了溅射的产生。

若再度成为小电流期间，则如图5右端以及左端的示意图所示那样，从焊丝前端位置高的状态再度向低的状态过渡。

以后，重复进行上述状态过渡。通过如此使焊接电流Iw变动，在埋弧焊接中稳定地维持埋没空间6a并能得到深的熔深，并且能抑制溅射的产生，能进行稳定的厚板的单道贯通焊接。

图6是表示比较例所涉及的焊接电流Iw的变动的图表。图表的横轴表示时间，纵轴表示焊接电流Iw。另外，在图表的上部示意地图示了与焊接电流Iw的变化相伴的熔滴过渡的情形。

在比较例中，大电流期间以及小电流期间是相同长度，在大电流期间一下子让所需的大电流稳态地提供。在焊丝5的前端部5a进入埋没空间6a的状态下，焊接电流Iw急剧增大，若一下子提供大电流，就会如图6中央2个示意图所示那样，焊丝5急剧熔融而形成长的液柱，在埋没空间6a的开口部附近，大的熔滴进行过渡。图中在虚线星形标记所示的时间点发生焊丝5与熔融部分6的短路，其结果产生大粒的溅射粒子。

如比较图5以及图6获知的那样，在大电流期间，通过分多次提供脉冲状的大电流，能每次少量地使熔滴过渡，能抑制溅射的产生。

如以上那样，根据如此构成的实施方式1所涉及的电弧焊接方法以及电弧焊接装置，在使用300A以上的大电流进行的埋弧焊接中，能稳定地维持埋没空间6a并抑制溅射的产生，能进行稳定的厚板的单道贯通焊接。

另外，即使是使用300A以上的大电流进行埋弧焊接的情况，也能通过使焊接电流Iw周期性变动来抑制熔融金属的起伏，能防止焊道的错乱以及下垂的发生。

(实施方式2)

实施方式2所涉及的电弧焊接方法以及电弧焊接装置在焊接电流Iw的控制方法上与实施方式1不同，因此以下主要说明相关的相异点。其他结构以及作用效果由于与实施方式1同样，因此在对应的部位标注同样的附图标记并省略详细的说明。

图7是表示本实施方式2所涉及的焊接电流Iw的变动的图表。图表的横轴表示时间，纵轴表示焊接电流Iw。另外，在图表的上部示意地图示与焊接电流Iw的变化相伴的熔滴过渡的情形。

在本实施方式2中，电源部11进行控制，使得大电流期间比小电流期间长，大电流期间中的焊接电流Iw固定。大电流期间的长度以及电流值是能在该大电流期间多次进行熔滴过渡的期间以及电流值。例如小电流期间的焊接电流Iw是200A，大电流期间中的焊接电流Iw为500A。

根据如此构成的实施方式2所涉及的电弧焊接方法以及电弧焊接装置，能一点一点地进行焊丝5的熔滴过渡，能减低液柱的长度，抑制溅射的产生。因而在埋弧焊接中，能稳定地维持埋没空间6a，且抑制溅射的产生，能进行稳定的厚板的单道贯通焊接。

(实施方式3)

实施方式3所涉及的电弧焊接方法以及电弧焊接装置在焊接电流Iw的控制方法上与实施方式1不同，以下主要说明相关的相异点。其他结构以及作用效果由于与实施方式1同样，因此在对应的部位标注同样的附图标记并省略详细的说明。

图8是表示本实施方式3所涉及的焊接电流Iw的变动的图表。图表的横轴表示时间，纵轴表示焊接电流Iw。另外，在图表的上部示意地图示了与焊接电流Iw的变化相伴的熔滴过渡的情形。

在本实施方式3中，电源部11控制焊接电流Iw的输出，使得在大电流期间，焊接电流Iw阶段性增大。例如电源部11如图8所示那样使焊接电流Iw以3阶段增大，直到到达最大的焊接电流Iw。在各阶段输出所需的焊接电流Iw的期间大致相同，焊接电流Iw的增加量也大致相同。

(实施例)

焊丝5的直径是1.2mm，焊接电源1在焊丝5的进给速度为40m/分、焊接电流Iw的平均电流为540A、平均电压为51V的焊接条件下执行母材4的埋弧焊接。

图9是表示实施例所涉及的焊接电流Iw值的图表。图表的横轴表示时间，纵轴表示焊接电流Iw。焊接电源1如图9所示那样，在小电流期间提供200A的焊接电流Iw，在大电流期间一边使电流值以400A、600A、800A这3阶段增大一边提供焊接电流Iw。重复小电流期间以及大电流期间所构成的单位波形的周期是100Hz。由于在大电流期间在焊接电流Iw增大的各阶段一次一次地引起熔滴过渡，因此抑制了焊丝5形成长的液柱，能将焊丝5的前端位置抬高，能使埋没空间6a稳定化。

根据如此构成的实施方式3所涉及的电弧焊接方法以及电弧焊接装置，在埋弧焊接中，能稳定地维持埋没空间6a并抑制溅射的产生，能进行稳定的厚板的单道贯通焊接。

(实施方式4)

实施方式4所涉及的电弧焊接方法以及电弧焊接装置由于焊接电流Iw的控制方法与实施方式1不同，因此以下主要说明相关的相异点。由于其他结构以及作用效果与实施方式1同样，因此在对应的部位标注同样的附图标记并省略详细的说明。

图10是表示本实施方式4所涉及的焊接电流Iw的变动的图表。图表的横轴表示时间，纵轴表示焊接电流Iw。另外在，图表的上部示意地图示了与焊接电流Iw的变化相伴的熔滴过渡的情形。

在本实施方式4中，电源部11控制焊接电流Iw的输出，使得在大电流期间焊接电流Iw阶段性增大。例如电源部11如图10所示那样，使焊接电流Iw以2阶段增大，直到到达最大的焊接电流Iw。前阶段的期间比后段的期间长，前阶段中的焊接电流Iw的增加量比后段中的焊接电流Iw的增加量大。具体地，前阶段的期间是后段的期间的约2倍，前阶段中的焊接电流Iw的增加量是从前阶段到后段的焊接电流Iw的增加量的约2倍。

在焊丝5的前端部5a较深或中等程度侵入埋没空间6a的状态下，即使液柱长也不会产生溅射。为此，在通过使焊丝5熔融来将焊丝5的前端部5a从埋没空间6a的下部向上部抬高时，如图10所示那样，在其初始阶段使焊丝5比较急剧地熔融来使熔滴过渡，之后进一步使焊接电流Iw增大来引起少量的熔滴过渡，由此能更有效率地将焊丝5抬高。

根据如此构成的实施方式4所涉及的电弧焊接方法以及电弧焊接装置，能在埋弧中稳定地维持埋没空间6a，能抑制溅射的产生，能进行稳定的厚板的单道贯通焊接。

本次公开的实施方式在全部点上都是例示，而不应认为是限制。本发明的范围并非由上述的意义，而是由权利要求书示出，意图包含与权利要求书等同的意义以及范围内的全部变更。

附图标记的说明

1 焊接电源

2 焊枪

3 焊丝进给部

4 母材

5 焊丝

5a 前端部

6 熔融部分

6a 埋没空间

61 底部

62 侧部

7 电弧

11 电源部

11a 电源电路

11b 输出电压设定电路

11c 频率设定电路

11d 电流振幅设定电路

11e 平均电流设定电路

11f 电压检测部

11g 电流检测部

11h 比较电路

12 进给速度控制部

41 第1母材

42 第2母材

Vw 焊接电压

Iw 焊接电流

Ecr 输出电压设定信号

Ed 电压值信号

Id 电流值信号

Ev 差分信号

Claims (7)

1.一种电弧焊接方法，是自耗电极式的电弧焊接方法，通过对母材的被焊接部进给焊丝并对该焊丝提供平均电流300A以上的焊接电流，使所述焊丝的前端部与被焊接部间产生电弧，来焊接所述母材，

所述自耗电极式的电弧焊接方法的特征在于，

以所述前端部进入被通过在所述前端部与被焊接部间产生的电弧而形成于所述母材的凹状的熔融部分包围的空间的速度进给所述焊丝，

使小电流期间和大电流期间周期性变动，该小电流期间中所述焊接电流的平均值小且从所述前端部向所述熔融部分的底部进行熔滴过渡，该大电流期间中所述焊接电流的平均值大且从所述前端部向所述熔融部分的侧部进行熔滴过渡，

进而控制所述大电流期间的所述焊接电流，使得在一个大电流期间多次进行从所述前端部向所述侧部的熔滴过渡。

2.根据权利要求1所述的电弧焊接方法，其特征在于，

在所述大电流期间多次提供脉冲状的大电流。

3.根据权利要求1所述的电弧焊接方法，其特征在于，

所述大电流期间比所述小电流期间长，该大电流期间中的所述焊接电流固定。

4.根据权利要求1所述的电弧焊接方法，其特征在于，

在所述大电流期间使所述焊接电流阶段性增大。

5.根据权利要求4所述的电弧焊接方法，其特征在于，

所述大电流期间中被提供最大的焊接电流的阶段的前阶段中的所述焊接电流、与所述小电流期间中的所述焊接电流的电流差，大于所述前阶段中的所述焊接电流与所述最大的焊接电流的电流差。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的电弧焊接方法，其特征在于，

使所述大电流期间以及所述小电流期间以10Hz以上1000Hz以下的周期变动。

7.一种电弧焊接装置，是自耗电极式的电弧焊接装置，具备对母材的被焊接部进给焊丝的焊丝进给部和对该焊丝提供焊接电流的电源部，通过对所述焊丝提供平均电流300A以上的所述焊接电流，使所述焊丝的前端部与被焊接部间产生电弧，来焊接所述母材，

所述电弧焊接装置的特征在于，

所述焊丝进给部以所述前端部进入被通过在所述前端部与被焊接部间产生的电弧而形成于所述母材的凹状的熔融部分包围的空间的速度进给所述焊丝，

所述电源部使小电流期间和大电流期间周期性变动，其中该小电流期间中所述焊接电流的平均值小且从所述前端部向所述熔融部分的底部进行熔滴过渡，该大电流期间中所述焊接电流的平均值大且从所述前端部向所述熔融部分的侧部进行熔滴过渡，并且控制所述大电流期间的所述焊接电流，使得在一个大电流期间多次进行从所述前端部向所述侧部的熔滴过渡。

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