CN111315520A - 电弧焊接控制方法 - Google Patents

Abstract

使用碳酸气作为保护气体，交替地重复短路期间(Ts)和电弧期间(Ta)来焊接母材(17)。在短路期间(Ts)，使焊接电流(I)从电弧即将再产生之前的电流值(I0)向第一电流值(I1)上升。通过在焊接电流达到作为短路释放时的电弧产生时的电流值时产生电弧(20)，进行从短路期间(Ts)向电弧期间(Ta)的切换。在电弧期间(Ta)的第一期间(T1)，通过使焊接电流(I)以第一斜率(α)上升到第一电流值(I1)，使电弧(20)的电弧长为第一长度(L1)。在第二期间(T2)，通过使焊接电流(I)以第二斜率(β)下降到第二电流值(I2)(I0＜I2＜I1)，来使对焊丝(18)的前端的熔滴(21)施加的电弧反作用力降低。在第三期间(T3)，通过使焊接电流(I)以第三斜率(γ)上升到第三电流值(I3)(I2＜I3＜I1)，使电弧(20)的电弧长为第二长度(L2)。

Description

电弧焊接控制方法

技术领域

本公开涉及一种电弧焊接控制方法，特别地，涉及一种使用以碳酸气为主要成为的气体作为保护气体，交替地重复短路期间和电弧期间来进行母材的焊接的电弧焊接控制方法。

背景技术

作为以往的电弧焊接方法，广泛已知一种交替地重复使被焊接物即母材与焊丝短路来将在焊丝的前端形成的熔滴过渡到母材的短路期间、以及在母材和焊丝之间使电弧产生来对母材进行热输入的电弧期间的方法。

另一方面，在上述方法中，在短路释放时瞬间产生的电流的影响下，在焊丝残存的熔滴的一部分引起与母材的瞬间微小时间内的短路，该熔滴的一部分产生飞散而附着于母材，即引起溅射的产生，有时损坏焊接质量。因此，作为为了提高焊接质量而降低溅射的方法，以往，提出了各种方法。以下，将因在短路释放时瞬间产生的电流的影响，在形成于焊丝的前端的熔滴与母材之间或者焊丝与母材之间例如2.5msec以下的微小时间的短路产生的现象，称为微小短路。此外，微小短路是，相比于以周期的焊接波形的通常的短路时间而极短的、瞬间产生的微小时间内的异常短路现象。

例如，专利文献1中公开了一种通过提高电弧产生后紧接着的电弧期间初期的电流值来确保电弧长，抑制微小短路来降低溅射的方法。

此外，专利文献2中公开了一种在电弧期间中通过电子电抗器控制来使电弧长稳定的方法。该方法对微小短路的抑制也是有效的。

此外，专利文献3中公开了一种在电弧期间初期将焊接电流维持在比短路期间的电流高的值之后，使电流值下降到给定的值并以给定期间维持，进而使电流值上升并维持的方法。通过设为这样，在确保电弧长之后，使焊接电流下降来抑制在微小短路容易产生的期间中的微小短路以及溅射的产生。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-016482号公报

专利文献2：国际公开第2013/145569号

专利文献3：日本特开2015-016482号公报

发明内容

发明要解决的课题

在将以碳酸气为主要成分的气体用作保护气体的电弧焊接中，已知对形成于焊丝的前端的熔滴施加的电弧反作用力变大。该情况下，熔滴的举动不稳定，微小短路以及伴随其的溅射容易产生。

特别地，在熔滴向母材进行溶滴过渡的焊接电流区，这样的现象是明显的，因此，在专利文献1、2公开的以往的方法中，微小短路以及溅射的抑制有时并不充分。

此外，在专利文献3公开的方法中，将在电弧期间中为了抑制溅射而使焊接电流下降之后再次使电流值上升后的状态，以给定期间进行维持。

然而，这样的情况下，有时在电弧期间中熔滴会过渡到母材，可能无法固定地保持熔滴的过渡周期。

本公开是鉴于上述内容而做出的，其目的在于，提供一种能够抑制微小短路以及溅射的产生，并且使熔滴的过渡周期固定的电弧焊接控制方法。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本公开的电弧焊接控制方法是一种将以碳酸气为主要成分的气体用作保护气体，交替地重复短路期间和电弧期间来进行母材的焊接的电弧焊接控制方法，其特征在于，在所述短路期间，使焊接电流从低于作为短路释放时的电弧产生时的电流值的电弧即将再产生之前的电流值向所述电弧期间的第一电流值上升，通过在所述焊接电流达到所述电弧产生时的电流值时，在所述母材与焊丝之间产生电弧，来进行从所述短路期间向所述电弧期间的切换，所述电弧期间按顺序包含第一期间、第二期间、第三期间以及第四期间，在所述第一期间，通过使所述焊接电流以第一斜率上升到所述第一电流值，使所述电弧的电弧长成为第一长度，在所述第二期间，通过使所述焊接电流从所述第一电流值以第二斜率下降到比所述电弧即将再产生之前的电流值高且比所述第一电流值低的第二电流值，使对形成于所述焊丝的前端的熔滴施加的电弧反作用力降低，在所述第三期间，通过使所述焊接电流从所述第二电流值以第三斜率上升到比所述第一电流值低且比所述第二电流值高的第三电流值，使所述电弧的电弧长成为第二长度。

根据该方法，通过设为在第一期间使电弧长成为第一长度，来抑制微小短路以及溅射的产生。通过在第二期间使电弧反作用力降低，能够使形成于焊丝的前端的熔滴的举动稳定化。此外，在第三期间，通过在熔滴稳定的状态下使电弧长成为第二长度，能够抑制微小短路以及溅射的产生，并且使熔滴进一步成长为给定大小来使熔滴的过渡周期固定。

发明的效果

根据本公开的电弧焊接控制方法，能够抑制微小短路以及溅射的产生，并且使熔滴的过渡周期固定来实现高质量的焊接。

附图说明

图1是表示本公开的一实施方式的电弧焊接装置的结构的概略图。

图2A是表示电弧焊接时的焊接电流输出波形的时序图。

图2B是将图2A的一部分放大的时序图。

图3是表示变形例的电弧焊接时的焊接电流输出波形的时序图。

具体实施方式

以下，基于附图来详细说明本公开的实施方式。以下的优选实施方式的说明本质上不过是例示，本公开完全不意图限制其应用物或者其用途。

(实施方式)

[电弧焊接装置的结构]

图1是本实施方式中的电弧焊接装置100的概略结构图。电弧焊接装置100具备：对从输入电源1输入的交流电力进行整流的一次整流部2、对焊接输出进行控制的开关部3、以及输入开关部3的输出来变换成适合于焊接的电力的变压器4。

电弧焊接装置100还具备：对变压器4的二次侧输出进行整流的二次整流部5、使二次整流部5的输出平滑的电抗器6、对开关部3进行驱动的驱动部7、检测焊接电流的焊接电流检测部8、检测焊接电压的焊接电压检测部9、以及根据焊接电流检测部8和焊接电压检测部9的输出，来检测使在焊丝18的前端形成的熔滴21(参照图2A、图2B)产生缩颈这一情况的缩颈检测部10。

电弧焊接装置100还具备：焊接条件设定部13、和存储部12。焊接条件设定部13设定：设定电流、设定电压、焊丝进给量、保护气体种类、焊丝种类、焊丝直径等焊接条件。此外，设定电流相当于焊接电流的移动平均值，设定电压是相当于焊接电压的移动平均值的值。这里，所谓移动平均值是指，对每个某一定区间的平均值，一边错开区间一边求取而得的值。

存储部12存储由焊接条件设定部13设定出的焊接条件、按每个进给焊丝18的速度即进给量、焊丝进给速度的电子电抗器控制的电抗器的电感值等各种参数。此外，与作业者所设定的设定电流成比例地来决定焊丝18的进给量。

电弧焊接装置100还具备电弧控制部11。电弧控制部11根据来自焊接电流检测部8、焊接电压检测部9、缩颈检测部10、存储部12的输出，来输出对焊接电流以及焊接电压进行控制的信号。驱动部7根据电弧控制部11的输出来控制开关部3。

焊丝18通过由焊丝进给部19控制的进给马达而被进给。经由在焊炬14设置的焊嘴(tip)15，对焊丝18供给焊接用的电力，在焊丝18与母材17之间使电弧20产生，来进行焊接。

此外，图1中示出的构成电弧焊接装置100的各结构部可以各自单独地构成，也可以复合多个结构部来构成。

[关于电弧焊接时的焊接电流输出控制]

图2A表示本实施方式的电弧焊接时的焊接电流输出波形，图2B表示图2A的一部分，具体地，表示放大了从短路期间Ts切换到电弧期间Ta的期间的时序图。此外，图2A、图2B中还示出了在焊丝18的前端形成的熔滴21的状态。

此外，在本实施方式所示的电弧焊接中，根据设定焊接电压的输出的设定电压以及设定焊接电流I的输出的设定电流，来控制作为焊接力的焊接电压和焊接电流I。此外，设定电流以及设定电压在焊接作业前被预先设定。

此外，在本实施方式中，焊丝18的焊丝直径是1.2mm。此外，母材17是由低碳钢构成的板材，其板厚在2.3mm～4.5mm的范围，即，是中板厚。此外，对母材17喷射的保护气体是以碳酸气为主要成分的气体。这里，所谓“以碳酸气为主要成分的气体”是指包含碳酸气90％以上的气体，优选地，碳酸气为100％。此外，在包含碳酸气以外的成分的情况下，例如包含氩气等惰性气体。在本实施方式中，设定电流以160A～240A的范围设定，在该条件下，控制成熔滴21向母材17进行短路过渡。

本实施方式所示的电弧焊接包含多个焊接期间T。各焊接期间T包含短路期间Ts和随后的电弧期间Ta。也就是说，焊接期间T的长度等于短路期间Ts的长度和电弧期间Ta的长度的和。此外，在短路期间Ts中，电弧焊接装置100通过使焊丝18与母材17接触，将在焊丝18的前端形成的熔滴21短路过渡到母材17。此外，电弧焊接装置100通过连续地重复焊接期间T，换言之，通过交替地重复短路期间Ts和电弧期间Ta，来进行对母材17的直流电弧焊接。此外，尽管未图示，但是以基于设定电流的固定速度，将焊丝18向母材17正向输送。

若根据焊接电压检测部9中的检测结果来检测焊丝18与母材17的短路(图2A中的(a)以及图2B)，则从紧挨在之前的电弧期间Ta切换到短路期间Ts。在该切换时间点t4，电弧控制部11将电弧焊接从基于设定电压的电压控制切换成基于设定电流的电流控制，来使焊接电流I下降至第四电流值I4。此外，电弧控制部11在给定期间保持第四电流值I4，使在母材17形成的熔融池22与焊丝18的短路加强。

接着，电弧控制部11使焊接电流I上升到第五电流值I5，并使焊丝18燃烧来促进母材17与焊丝18的短路释放。此外，若焊接电流I上升，则通过电磁夹紧力在形成于焊丝18的前端的熔滴21中开始产生缩颈(图2A的(b))。与之伴随地，焊接电压检测部9所检测的焊接电压的时间变化量开始变化。在根据焊接电压检测部9的输出，缩颈检测部10检测到该变化(缩颈)的时间点t6，电弧控制部11控制成使焊接电流I从第六电流值I6下降到电弧即将再产生之前的电流值I0。将焊接电流I达到电弧即将再产生之前的电流值I0的时间点设为时间点t0。此外，电弧即将再产生之前的电流值I0是比检测到缩颈的时间点的电流值I6低的电流值，且是电弧即将产生之前的时间点的给定的电流值。电弧即将再产生之前的电流值I0低于作为短路释放时的电弧产生时的电流。

此外，将电弧即将再产生之前的电流值I0设定为比通过实验等预先求出的作为短路释放时的电弧产生时的电流低的值。

在焊接电流I是电弧即将再产生之前的电流值I0的情况下，在母材17与焊丝18之间尚未产生电弧20，因此，焊接期间T仍是短路期间Ts。电弧即将再产生之前的电流值I0例如被设定为50A左右。

若从时间点t0起经过了给定的时间(＝期间T0)，则电弧控制部11使焊接电流I相对于时间以第一斜率α上升。换言之，电弧控制部11在短路期间Ts中使焊接电流I从电弧即将再产生之前的电流值I0起向电弧期间Ta的第一电流值I1上升。焊接电流I在从电弧即将再产生之前的电流值I0上升到第一电流值I1的过程中，达到作为短路释放时的电弧产生时的电流值。电弧控制部11通过在焊接电流I达到所述电弧产生时的电流值时在母材17与焊丝18之间产生电弧，从短路期间Ts切换到电弧期间Ta。电弧控制部11控制成，在时间点t1a使焊接电流I达到第一电流值I1。此外，达到第一电流值I1的焊接电流I在从时间点t1a到时间点t1的期间T1b，保持第一电流值I1。此外，焊接电流I被保持为电弧即将再产生之前的电流值I0的期间T0被设定为0.5msec以下。此外，在从焊接电流I达到电弧即将再产生之前的电流值I0的时间点t0起经过给定的时间(期间T0)之后，从电弧即将再产生之前的电流值I0向第一电流值I1的焊接电流I的上升开始。在从焊接电流I的上升开始起直到达到第一电流值I1的时间点t1a为止的期间T1a中，在焊接电流I变得稍微比电弧即将再产生之前的电流值I0高的时间点，在母材17与焊丝18之间电弧20开始产生(图2A的(c))。通过在母材17与焊丝18之间产生作为短路释放时的电弧20，从短路期间Ts切换到电弧期间Ta。此外，电弧控制部11通过控制成焊接电流I在期间T1b保持第一电流值I1，使电弧20的电弧长确保第一长度L1(图2A的(d))。此外，有时将从电弧产生的时间点起到时间点t1为止的期间称为第一期间T1。

此外，在本实施方式中，控制焊接电流I等，以使第一电流值I1为400A、从电弧即将再产生之前的电流值I0向第一电流值I1的上升斜率即第一斜率α为400A/msec、焊接电流I被保持为第一电流值I1的期间T1b成为0.5msec以上。

在经过期间T1b后，电弧控制部11控制成，在时间点t1使焊接电流I相对于时间以第二斜率β下降，并在从时间点t1起经过期间T2(以下，称为第二期间T2)后的时间点t2，使其达到第二电流值I2。此时，控制焊接电流I，以使第二电流值I2成为100A，并且从第一电流值I1向第二电流值I2的下降斜率即第二斜率β成为200A/msec。

通过这样进行控制，对在焊丝18的前端形成的熔滴21施加的电弧反作用力降低(图2A的(e))。此外，比第一电流值I1低的第二电流值I2被设定成高于电弧即将再产生之前的电流值I0。也就是说，即使焊接电流I下降到第二电流值I2，电弧20也不会消失(消弧)而是稳定地维持。

在焊接电流I达到用于降低电弧反作用力的第二电流值I2的时间点t2，电弧控制部11立即使焊接电流I相对于时间以第三斜率γ上升。电弧控制部11使焊接电流I在从时间点t2起经过期间T3(以下，称为第三期间T3)后的时间点t3达到比第一电流值I1低的第三电流值I3。此时，控制焊接电流I，以使第三电流值I3成为250A，并且从第二电流值I2向第三电流值I3的上升斜率即第三斜率γ成为250A/msec。也就是说，第三电流值I3是比第一电流值I1低、并且比第二电流值I2高的值。此外，电弧控制部11控制成，通过使焊接电流I达到第三电流值I3，来使电弧20的电弧长确保第二长度L2。此外，电弧控制部11控制成第二长度L2短于第一长度L1。此外，若从第一电流值I1下降的焊接电流I在时间点t2达到用于降低电弧反作用力的第二电流值I2，则电弧控制部11立即控制成例如在1msec以内焊接电流I再次开始上升。

在焊接电流I从第二电流值I2达到第三电流值I3的时间点t3，电弧控制部11立即将电弧焊接从电流控制切换成电压控制，并进行恒电压控制以使焊接电压成为固定。该电压控制经过从时间点t3起直到从电弧期间Ta切换成短路期间Ts的时间点t4为止的期间T4(以下，称为第四期间T4)来进行，在第四期间T4中，熔滴21进一步成长(图2A的(f))。此外，在第四期间T4，电弧长是固定的值，该情况下，进行电弧焊接控制以使其成为与第二长度L2基本上相等的值。

此外，通过变更电抗器6的电感值与基于电子电抗器控制的电子电抗器的电感值的加法运算值，具体地，通过从存储部12中存储的电子电抗器的电感值中选择合适的值，电弧控制部11控制成焊接电压为固定。此外，若在时间点t3焊接电流I达到第三电流值I3，则电弧控制部11立即控制成切换成电压控制。由此，在第四期间T4控制成，在达到第三电流值I3之后，立即例如在0.1msec以内使焊接电流I下降。

此外，如前述那样，第三期间T3中的从焊接电流I达到第二电流值I2的时间点t2起直到使焊接电流I上升为止的期间(第一反转期间，1msec以内)与第四期间T4中的从焊接电流I达到第三电流值I3的时间点t3起直到使焊接电流I下降为止的期间(第二反转期间，0.1msec以内)相比，相对较长。换言之，第一反转期间比所述第二反转期间长。由此，在用于降低电弧反作用力的第一反转期间的稳定时间比第二反转期间长的情况下，在第三期间T3中的熔滴21的举动更稳定。具体来说，这是由于，时间点t2的电弧反作用力的降低更稳定，到随后的时间点t3的熔滴成长更稳定。

[效果等]

如以上说明的那样，本实施方式的电弧焊接控制方法是使用以碳酸气为主要成分的气体来作为保护气体，交替地重复短路期间Ts和电弧期间Ta来进行母材17的焊接的电弧焊接控制方法。

在短路期间Ts，电弧控制部11使焊接电流I从低于作为短路释放时的电弧产生时的电流值的电弧即将再产生之前的电流值I0向电弧期间Ta的第一电流值I1上升。电弧控制部11通过在焊接电流I达到作为短路释放时的电弧产生时的电流值时，在母材17与焊丝18之间产生电弧20，来进行从短路期间Ts向电弧期间Ta的切换。

电弧期间Ta按顺序包含第一～第四期间T1～T4。在第一期间T1，电弧控制部11通过使焊接电流I以第一斜率α上升到第一电流值I1，使电弧20的电弧长成为第一长度L1。

此外，在第二期间T2，电弧控制部11通过使焊接电流I从第一电流值I1以第二斜率β下降到比电弧即将再产生之前的电流值I0高且比第一电流值I1低的第二电流值I2(I0＜I2＜I1)，使对形成于焊丝18的前端的熔滴21施加的电弧反作用力降低。

在第三期间T3，电弧控制部11通过使焊接电流I从第二电流值I2以第三斜率γ上升到比第一电流值I1低且比第二电流值I2高的第三电流值I3(I2＜I3＜I1)，控制成电弧20的电弧长成为第二长度L2。

根据本实施方式，通过在第一期间T1使焊接电流I上升到第一电流值I1，使电弧长成为第一长度L1，由此，能够抑制在从短路期间Ts向电弧期间Ta切换时产生的微小短路。由此，能够降低溅射的产生量，并能够实现高质量的焊接。

此外，电弧控制部11通过在第二期间丁2使焊接电流I1下降到第二电流值I2，使对形成于焊丝18的前端的熔滴21施加的电弧反作用力降低。由此，能够抑制对熔滴21施加的振动等来使熔滴21的举动稳定，其结果，能够防止微小短路的产生。

此外，电弧控制部11在第三期间T3使焊接电流I1上升到第三电流值I3，来使电弧的电弧长成为第三长度L2。由此，能够防止成长后的熔滴21非意图地过渡到母材17。此外，能够确保相对于母材17的给定的热输入量，并能够进行所期望的电弧焊接。

此外，电弧控制部113设为：在第一期间T1控制焊接电流I以便以给定期间T1b保持第一电流值I1，在第三期间T3控制成在达到第二电流值I2之后立即使焊接电流I上升，并在第四期间T4控制成在达到第三电流值T3之后立即使焊接电流I下降。

通过设为以给定期间T1b保持第一电流值I1，能够可靠地使电弧长成为第一长度L1，并能够可靠地抑制微小短路的产生。

此外，电弧控制部11设为在第三期间T3，在达到第二电流值I2之后，立即使焊接电流I上升。通过设为这样，能够抑制微小短路的产生，并且抑制熔滴21的过度成长，并且在第四期间T4容易控制熔滴21的大小。同样地，电弧控制部11设为在第四期间T4，在达到第三电流值I3之后，立即使焊接电流I下降。通过设为这样，能够抑制熔滴21的过度成长，并在第四期间T4容易控制熔滴21的大小。电弧焊接装置100通过在电弧期间Ta的第四期间T4之后，使焊丝18与母材17接触而使它们短路，来从电弧期间Ta切换到短路期间Ts。对于在电弧期间Ta中稳定地成长的熔滴21，电弧焊接装置100能够可靠地在短路期间Ts中使熔滴21从焊丝18向母材17进行短路过渡。其结果，能够使熔滴21的过渡周期成为固定。换言之，在使用以碳酸气为主要成分的气体作为保护气体，并交替地重复短路期间和电弧期间来进行母材的焊接的电弧焊接中，能够使熔滴21的过渡周期成为固定。这是由于，熔滴21不会从焊丝18向母材17在电弧期间Ta中进行溶滴(globule)过渡，而在短路期间Ts中可靠地进行短路过渡。由此，能够防止例如在高速焊接时焊缝变得不均匀、或者母材17熔落，来提高焊接质量。

此外，在本实施方式中，电弧控制部11控制焊接电流I，以使第一斜率α大于二斜率β的绝对值以及第三斜率γ，并且第二斜率β的绝对值小于第一斜率α以及第三斜率γ。

为了防止在短路释放后紧接着的焊丝18对母材17的微小短路，期望以短时间使电弧长为给定的值(第一长度L1)。因此，期望第一斜率α在某程度上大，即陡峭。

与此相对地，在第三期间T3的开始时间点t2，尽管电弧反作用力下降，然而熔滴21相比于第一期间T1的电弧产生的时间点，较大地成长。因此，若设第三斜率γ与第一斜率α相同，则有可能对熔滴21施加的电弧反作用力变得过强，而产生因熔滴21的非意图的振动、落下等导致的短路。因此，期望第三斜率γ小于第一斜率α。

另一方面，如前述那样，将焊丝18以固定速度向母材进行正向输送。焊接电流I决定了焊丝18的前端的燃烧量。若第二斜率β的绝对值过大即下降的倾斜坡度过于陡峭，则焊丝18的前端的燃烧量急剧减小。其结果，相比于焊丝18的前端的燃烧量，焊丝18向母材17的进给量相对较大。由此，在第二期间T2，焊丝18可能会插入熔融池22而产生短路。

为了防止该情况，期望第二斜率β的绝对值小于给定值。此外，在第三斜率γ小于第二斜率β的绝对值的情况下，即焊接电流I的上升的倾斜坡度平缓的情况下，难以将在时间点t2的电弧长延长到第二长度L2。根据以上，期望第二斜率β的绝对值小于第一斜率α以及第三斜率γ(β＜α、β＜γ)。此外，期望第一斜率α大于第二斜率β的绝对值以及第三斜率γ(α＞β、α＞γ)。

此外，若使第二斜率β的绝对值太过于小，则电弧反作用力的降低效果减小，因而熔滴21的举动变得不稳定。因此，期望在不产生微小短路的程度上确保第二斜率β的绝对值。关于该情况，后文进行叙述。

此外，在本实施方式的电弧焊接中，电弧控制部11在短路期间Ts以及第一～第三期间T1～T3，根据对焊接电流I的输出进行设定的设定电流即作为焊接电流的移动平均值的设定电流值，来控制焊接电流I。电弧控制部11在第四期间T4，根据对焊接电压的输出进行设定的设定电压即作为焊接电压的移动平均值的设定电压值，来控制成焊接电压成为固定。

通过设为这样，在第一～第三期间T1～T3，能够抑制微小短路，并降低溅射。此外，在使熔滴21成长为给定大小的第四期间T4，在各时间点反馈紧挨在之前的焊接电压来进行恒电压控制，因此能够减小外部干扰的影响。

一般，在电弧期间Ta会产生从焊炬14突出的焊丝18的突出长度的变动、或者母材17的位置偏离等的外部干扰。在这样的情况下，例如，通过使焊接电压成为固定，能够吸收上述外部干扰来将电弧20的电弧长维持为固定。此外，能够使熔滴21稳定地成长为所希望的大小。此外，通过进行恒电压控制，能够降低对母材17的热输入偏差。

此外，在第四期间T4，电弧控制部11可以控制成，通过调整与焊丝18电连接的电抗器6的电感值和基于电子电抗器控制的电子电抗器的电感值的加法运算值，使焊接电压成为固定。

通过设为这样，能够将焊接电流的时间变化速度调整为所期望的值，并能够进一步抑制溅射的产生。

此外，通过将以碳酸气为主要成分的气体用作保护气体，能够使用廉价的保护气体，并能够降低焊接成本。

通过将焊丝18向母材的进给设为固定速度且一方向，该情况下设为正向输送，能够使焊丝18的进给控制简便。

<变形例>

图3表示变形例的电弧焊接时的焊接电流输出波形。此外，图3中，关于与图2A、图2B所示的相同部位赋予同一符号并省略详细说明。此外，与图2B对应的图、也就是说关于从短路期间Ts切换到电弧期间Ta的期间的放大图与实施方式1所示的相同，因此在本变形例中省略。

在图3所示的本变形例的控制方法、以及图2A、图2B所示的实施方式的控制方法中，第四期间T4的焊接电流的波形是不同的。具体地，在本变形例中，电弧控制部11在使焊接电流I从第三电流值I3下降到第七电流值I7之后(时间点t3a)，使其上升到第八电流值I8(时间点t3b)。

由于在焊丝18的前端形成的熔滴21的尺寸，因而有时在第二期间T2无法一次来充分降低对熔滴21施加的电弧反作用力。这样的情况下，如本变形例所示那样，在使焊接电流I上升到第三电流值I3之后，再次使电流值下降，由此，能够可靠地降低电弧反作用力，并抑制微小短路以及伴随其的溅射的产生。

此外，在使焊接电流I从第三电流值I3下降到第七电流值I7的情况下、以及使其上升到第八电流值I8的情况下，与实施方式所示的方法同样地，可以通过电流控制来进行，也可以设为电压控制。在电压控制的情况下，电弧控制部11反馈紧挨在之前的焊接电压来进行输出控制。因此，能够简便地进行电弧焊接的控制。此外，在时间点t2，电弧反作用力被某程度上降低。因此，在电流控制以及电压控制的任一种情况下，也可以设为如图3所示那样，第七电流值I7高于第二电流值I2。此外，电弧控制部11也可以控制成第八电流值I8低于第三电流值I3。通过设为这样，能够可靠地降低对熔滴21施加的电弧反作用力。此外，使焊接电流I下降到第七电流值I7的时间斜率也可以不一定与第二斜率β相同，使焊接电流I从第七电流值I7上升到第八电流值I8的时间斜率也可以不同于第三斜率γ。

(其他实施方式)

在包含变形例的上述实施方式中，各种条件均不限于上述的值，例如，第一～第三电流值I1～I3也可以在各自给定的范围内变化。例如，也可以设为，第一电流值I1在350A～450A的范围内进行变化，第二电流值I2在70A～150A的范围内进行变化，第三电流值I3在200A～300A的范围内进行变化。

但是，在该情况下，也优选满足由式(1)表示的关系。

I1＞I3＞I2＞I0···(1)

同样地，第一～第三斜率α～γ也可以分别在给定的范围内变化。例如还可以设为，第一斜率α在400A/msec～500A/msec的范围内进行变化，第二斜率β在200A/msec～300A/msec的范围内进行变化，第三斜率γ在250A/msec～350A/msec的范围内进行变化。

但是，在该情况下，也优选满足由式(2)表示的关系。

α＞γ＞β···(2)

此外，由于斜率α、γ与斜率β的变化的方向相反，因此式(2)所示的β以绝对值来表示。

此外，关于第二斜率β，在实施方式所示的条件下，位于上述的范围内是优选的。特别地，由于斜率β是200A/msec以上，因此熔滴21的举动稳定，并且抑制了微小短路以及伴随其的溅射的产生。

相反地，若斜率β小于200A/msec，则熔滴21的举动不稳定，并且容易产生微小短路以及伴随其的溅射。

此外，可以将母材I7的材质设为高强度钢或者镀锌钢，还可以包含低碳钢以及这些材质，并设母材17的厚度为2mm以上且5mm以下。

此外，设为在第一期间T1中，焊接电流I被保持为第一电流值I1的期间T1b为0.5msec以上是优选的。根据该范围，能够稳定地维持电弧20，并能够可靠地抑制微小短路以及溅射的产生。

根据上述实施方式的电弧焊接控制方法，在将以碳酸气为主要成分的气体用作保护气体的情况下，当进行在电弧期间使熔滴21成长，并在短路期间将熔滴21向母材17进行短路过渡的电弧焊接时，能够抑制微小短路以及溅射的产生，并且能够实现保持了熔滴21的过渡周期的高质量的电弧焊接。

产业上的可利用性

本公开的电弧焊接控制方法能够降低电弧反作用力的影响，并实现了低溅射且保持了熔滴过渡的周期性的电弧焊接，因此，在应用于使用以碳酸气为主要成分的保护气体的电弧焊接方面是有用的。

符号说明

1 输入电源

2 一次整流部

3 开关部

4 变压器

5 二次整流部

6 电抗器

7 驱动部

8 焊接电流检测部

9 焊接电压检测部

10 缩颈检测部

11 电弧控制部

12 存储部

13 焊接条件设定部

14 焊炬

15 焊嘴

17 母材

18 焊丝

19 焊丝进给部

20 电弧

21 熔滴。

Claims (8)

1.一种电弧焊接控制方法，将以碳酸气为主要成分的气体用作保护气体，交替地重复短路期间和电弧期间来进行母材的焊接，

在所述短路期间，使焊接电流从低于作为短路释放时的电弧产生时的电流值的电弧即将再产生之前的电流值向所述电弧期间的第一电流值上升，

通过在所述焊接电流达到所述电弧产生时的电流值时，在所述母材与焊丝之间产生电弧，来进行从所述短路期间向所述电弧期间的切换，

所述电弧期间按顺序包含第一期间、第二期间、第三期间以及第四期间，

在所述第一期间，通过使所述焊接电流以第一斜率上升到所述第一电流值，使所述电弧的电弧长成为第一长度，

在所述第二期间，通过使所述焊接电流从所述第一电流值以第二斜率下降到比所述电弧即将再产生之前的电流值高且比所述第一电流值低的第二电流值，使对形成于所述焊丝的前端的熔滴施加的电弧反作用力降低，

在所述第三期间，通过使所述焊接电流从所述第二电流值以第三斜率上升到比所述第一电流值低且比所述第二电流值高的第三电流值，使所述电弧的电弧长成为第二长度。

2.根据权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，

控制所述焊接电流，以使所述第一斜率大于所述第二斜率的绝对值以及所述第三斜率，并且使所述第二斜率的绝对值小于所述第一斜率以及所述第三斜率。

3.根据权利要求1或2所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，

在所述短路期间以及所述第一期间、第二期间以及第三期间，根据设定所述焊接电流的输出的设定电流来控制所述焊接电流，

在所述第四期间，控制成根据设定焊接电压的输出的设定电压来使所述焊接电压成为固定。

4.根据权利要求3所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，

在所述第四期间，控制成通过调整与所述焊丝电连接的电抗器的电感值和基于电子电抗器控制的电子电抗器的电感值的加法运算值，使所述焊接电压成为固定。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，

所述母材是从低碳钢、高强度钢以及镀锌钢的任意一种中选择的板材，该板材的厚度是2mm以上且5mm以下。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，

在所述第一期间，控制所述焊接电流以便将所述第一电流值保持给定期间，

在所述第三期间，控制成在达到所述第二电流值之后立即使所述焊接电流上升，

在所述第四期间，控制成在达到所述第三电流值之后立即使所述焊接电流下降。

7.根据权利要求6所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，

在所述电弧期间的所述第四期间之后，通过使所述焊丝与所述母材接触而短路，从所述电弧期间切换到所述短路期间，

在所述短路期间中，使所述熔滴从所述焊丝向所述母材进行短路过渡。

8.根据权利要求6所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，

从所述焊接电流达到所述第二电流值起直到所述焊接电流上升为止需要第一反转期间，

从所述焊接电流达到所述第三电流值起直到所述焊接电流下降为止需要第二反转期间，

所述第一反转期间比所述第二反转期间长。

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