CN111902234A - 气体保护电弧焊接的控制方法以及控制装置 - Google Patents

Abstract

提供熔滴和熔池不发生短路地抑制熔滴脱落时的溅射的发生、并且改善了焊道外观的气体保护电弧焊接的控制方法。通过检知焊丝前端的熔滴的脱落时期来控制焊接电流的气体保护电弧焊接的控制方法具有：设置通常电弧期间的工序，该通常电弧期间是在设定电流Icc下保持焊接电流的期间；以及设置脱落控制期间的工序，该脱落控制期间具有：当在通常电弧期间中检知到熔滴的脱落时期后，在给定的条件下控制焊接电流的期间。在脱落控制期间中，进行(a)给定的输出电压控制、(b)给定的进给速度控制以及(c)给定的气体比率控制中的至少任意一个短路防止控制。

Description

气体保护电弧焊接的控制方法以及控制装置

技术领域

本发明涉及在使用了以给定量以上含有CO₂的保护气体的消耗电极式气体保护电弧焊接中，能够抑制在熔滴的脱落后紧接着发生的溅射的发生的气体保护电弧焊接的控制方法以及控制装置。

背景技术

一般地，熔滴(或者也称为“熔融部”)的过渡方式之一即溶滴(globular)过渡是与焊丝直径(线直径)相比尺寸大的熔滴过渡到熔池的现象。当在CO₂的含有量为100体积％的碳酸气体、或者CO₂的含有量为30体积％以上其余部分为Ar的混合气体气氛中，在中～大电流条件(例如，使用了

的线直径的情况下，250A以上)下进行了气体保护电弧焊接的情况下，由于电弧的紧缩，因而电弧反作用力集中于熔滴正下方，将熔滴推起的斥力变大。

并且，通过电弧反作用力而被推起的熔滴无法容易地脱落，当该熔滴成长得比焊丝直径大之后，因自身重量而导致脱落。脱落后的熔滴一边示出不规则且不稳定的举动一边向熔池过渡，并且有时会发生大粒的溅射，此外，脱落后的熔滴本身有时也会成为溅射。此外，熔滴脱落后，当电弧移动到焊丝(也简称为“焊丝”或者“消耗式电极”)时，有时会将在焊丝前端残留的熔融液吹飞，并使小粒的溅射发生。

考虑这样的状况，作为抑制上述溅射的发生的方法，进行了以下那样的各种提案。

例如，在专利文献1中提出了如下一种技术，其中，在碳酸气体保护电弧焊接方法中，设置峰值期间和基本期间，使峰值期间中的峰值电流振动，将熔滴形成所期望的尺寸，并在基本期间中使该形成的熔滴短路，由此，与直流的碳酸气体电弧焊接方法相比，能够抑制溅射的发生。

然而，在专利文献1中，在使熔滴振动的峰值期间中，在熔滴的振动中可能会发生微小的溅射。此外，关于成长成所期望尺寸的熔滴，在基本期间中，通过使其短路来使其过渡，因此，当短路解除时，存在溅射发生的可能性。

此外，在专利文献2公开了如下一种方法，其中，基于脉冲波形控制来推起短路或熔滴的过大，在一边抑制熔滴的变形一边形成了熔滴过渡之后，通过脉冲峰值电流而在熔滴上部形成缩颈，并在低电流时的脉冲基本期间使熔滴脱落。并且，提出了一种使用该方法在熔滴形成以及熔滴脱落的各定时输出最佳的脉冲电流，由此，使一定尺寸的熔滴规则准确地过渡的方法。

然而，在专利文献2的方法中，为了保持熔滴过渡的规则性，积极地使熔滴形成，作为用于使熔滴脱落的电流脉冲，使用了基本调制波形控制方式，因此，脉冲的峰值期间中的电弧长的控制是困难的，不会获得充分的溅射降低效果。此外，在专利文献2中，尽管描述为具有一定的溅射降低效果，然而还存在设置了与焊接条件或焊接姿势等相关的制约这样的课题。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-88209号公报

专利文献1：日本特开2009-233728号公报

发明内容

发明要解决的课题

如上述，在碳酸气体保护电弧焊接方法中，提出了各种的用于使熔滴的形成以及脱落状态稳定化，并对熔滴脱落时的飞散溅射进行抑制的技术，然而，关于一边大致固定地维持电弧长一边抑制熔滴脱落后紧接着的溅射，并未考虑。更具体地，在中～大电流条件的碳酸气体保护电弧焊接方法中，关于熔滴和熔池不发生短路地抑制熔滴脱落时的大粒溅射发生来进行焊接，并未考虑。

本发明是着眼于这样的状况而作出的，其目的在于，提供一种气体保护电弧焊接的控制方法，每当进行使用以给定量以上含有CO₂的保护气体的消耗电极式气体保护电弧焊接时，能够熔滴和熔池不发生短路地抑制熔滴脱落时的溅射的发生，并且改善了焊道外观。

用于解决课题的手段

解决上述课题的本发明的气体保护电弧焊接的控制方法是作为保护气体使用CO₂的含有量为100体积％的碳酸气体、或者CO₂的含有量为30体积％以上其余部分是Ar的混合气体，并且检知通过电弧而被熔融的焊丝前端的熔滴的脱落时期，由此来控制焊接电流的气体保护电弧焊接的控制方法，特征在于，具有如下工序：

设置通常电弧期间的工序，该通常电弧期间是在预先设定出的设定电流Icc下保持所述焊接电流的期间；以及

设置脱落控制期间的工序，该脱落控制期间具有：当在所述通常电弧期间中检知到所述熔滴的脱落时期后，使所述焊接电流下降的电流下降区间；在所述电流下降区间后，在一定的脱落保持电流Ih1下保持所述焊接电流的电流保持区间；以及在所述电流保持区间后使所述焊接电流上升的电流上升区间，

在所述脱落控制期间中，进行下述(a)～(c)的至少任意一个短路防止控制，

(a)将焊接中的电弧电压相对于设定电压维持在±10％以内的输出电压控制；

(b)使焊接中的焊丝进给速度Fs相对于设定焊丝进给速度减速到40～95％的范围的进给速度控制；

(c)将所述保护气体中的Ar比率提高到50～100体积％的范围的气体比率控制。

在本发明的优选实施方式中，上述气体保护电弧焊接的控制方法中，在进行所述(a)的控制的情况下，将所述电弧电压相对于设定电压维持在±5％以内；在进行所述(b)的控制的情况下，使所述焊丝进给速度Fs相对于所述设定焊丝进给速度减速到50～95％的范围；在进行所述(c)的控制的情况下，将所述保护气体中的Ar比率提高到80～100体积％的范围。

在本发明的优选实施方式中，上述气体保护电弧焊接的控制方法中，所述电流下降区间中的、所述焊接电流的每单位时间的变化量即所述焊接电流的倾斜度是-200～-50A/ms，所述电流保持区间中的、所述焊接电流的脱落保持时间Th1是2～8ms，所述电流上升区间中的、所述焊接电流的倾斜度是50～300A/ms，并且，所述电流保持区间中的、所述脱落保持时间Th1[ms]、焊丝直径d[mm]以及所述焊丝进给速度Fs[m/min]的关系满足下述式(1)：0.4≤(1.2/d)×(Fs/15)×Th1≤10…(1)。

在本发明的优选实施方式中，上述气体保护电弧焊接的控制方法中，所述电流保持区间中的、所述脱落保持电流Ih1[A]以及所述焊丝进给速度Fs[m/min]的关系满足下述式(2)：50≤(15/Fs)×Ih1≤280…(2)。

在本发明的优选实施方式中，上述气体保护电弧焊接的控制方法中，具有：设置强制脱落控制期间的工序，该强制脱落控制期间是以所述脱落控制期间以及所述通常电弧期间的合计期间作为熔滴的脱落周期，在所述熔滴的脱落周期经过了预先设定出的监视时间Tarc的情况下，用于强制地促使所述熔滴的脱落的期间，所述监视时间Tarc是10～60ms，所述监视时间Tarc[ms]、所述设定电流Icc[A]以及所述焊丝的焊丝直径d[mm]的关系满足下述式(3)：10≤(d/1.2)×(350/Icc)×Tarc≤80…(3)。

在本发明的优选实施方式中，上述气体保护电弧焊接的控制方法中，所述强制脱落控制期间具有：使所述焊接电流下降的强制电流下降区间；在所述强制电流下降区间后，以一定的强制脱落保持电流Ih2来保持所述焊接电流的强制电流保持区间；以及在所述强制电流保持区间后使所述焊接电流上升的强制电流上升区间，所述强制电流下降区间中的、所述焊接电流的倾斜度是-100A/ms以下，所述强制电流保持区间中的、所述焊接电流的强制脱落保持时间Th2是1～5ms，所述强制电流上升区间中的、所述焊接电流的倾斜度是10～300A/ms，并且，所述气体保护电弧焊接的控制方法具有：设置强制脱落电弧期间的工序，该强制脱落电弧期间是在所述设定电流Icc的1.20～2.50倍的强制电弧保持电流Ih3以及3～10ms的强制电弧保持时间Th3的条件下，保持所述强制脱落控制期间后的所述焊接电流的期间。

在本发明的优选实施方式中，上述气体保护电弧焊接的控制方法中，当在所述强制脱落控制期间中检知到所述熔滴的脱落时期的情况下，过渡到所述脱落控制期间中的所述电流下降区间。

在本发明的优选实施方式中，上述气体保护电弧焊接的控制方法中，当在所述强制脱落电弧期间中检知到所述熔滴的脱落时期的情况下，过渡到所述脱落控制期间中的所述电流下降区间。

在本发明的优选实施方式中，上述气体保护电弧焊接的控制方法中，使用所述电弧电压来检知所述强制脱落控制期间或者所述强制脱落电弧期间中的所述熔滴的脱落时期。

在本发明的优选实施方式中，上述气体保护电弧焊接的控制方法中，使用电弧电阻来检知所述通常电弧期间中的所述熔滴的脱落时期。

此外，解决上述课题的本发明的气体保护电弧焊接的控制装置是

作为保护气体使用CO₂的含有量为100体积％的碳酸气体、或者CO₂的含有量为30体积％以上其余部分是Ar的混合气体，并且，检知通过电弧而被熔融的焊丝前端的熔滴的脱落时期，由此来控制焊接电流的气体保护电弧焊接的控制装置，特征在于，具有如下工序：

设置通常电弧期间的工序，该通常电弧期间是在预先设定出的设定电流Icc下保持所述焊接电流的期间；以及

设置脱落控制期间的工序，该脱落控制期间具有：当在所述通常电弧期间中检知到所述熔滴的脱落时期后，使所述焊接电流下降的电流下降区间；在所述电流下降区间后，在一定的脱落保持电流Ih1下保持所述焊接电流的电流保持区间；以及在所述电流保持区间后使所述焊接电流上升的电流上升区间，

在所述脱落控制期间中，进行下述(a)～(c)的至少任意一个短路防止控制，

(a)将焊接中的电弧电压相对于设定电压维持在±10％以内的输出电压控制；

(b)使焊接中的焊丝进给速度Fs相对于设定焊丝进给速度减速到40～95％的范围的进给速度控制；

(c)将所述保护气体中的Ar比率提高到50～100体积％的范围的气体比率控制。

发明效果

根据本发明所涉及的气体保护电弧焊接的控制方法，每当进行使用以给定量以上含有CO₂的保护气体的消耗电极式气体保护电弧焊接时，能够熔滴和熔池不发生短路地抑制熔滴脱落时的溅射的发生，并且改善了焊道外观。

附图说明

图1是说明了本发明的实施方式所涉及的气体保护电弧焊接的控制方法的流程图。

图2是表示本发明的第1实施方式所涉及的气体保护电弧焊接的控制方法中的、与时间轴(t)相对的焊接电流的波形图及脱落检知信号的波形图、以及在波形图中的给定时间点处的熔滴的状态的示意图。

图3是表示本发明的第2实施方式所涉及的气体保护电弧焊接的控制方法中的、与时间轴(t)相对的焊接电流的波形图及脱落检知信号的波形图、以及在波形图中的给定时间点处的熔滴的状态的示意图。

图4是表示本发明的第3实施方式所涉及的气体保护电弧焊接的控制方法中的、与时间轴(t)相对的焊接电流的波形图及脱落检知信号的波形图、以及在波形图中的给定时间点处的熔滴的状态的示意图。

图5是表示本实施方式所涉及的气体保护电弧焊接的焊接系统的概略结构的一例的图。

图6是表示在使用电弧电压来进行熔滴的脱落检知的情况下的焊接电流控制装置的框图。

图7是表示在使用电弧电阻来进行熔滴的脱落检知的情况下的焊接电流控制装置的框图。

具体实施方式

以下，对用于实施本发明所涉及的气体保护电弧焊接的控制方法的方式(实施方式)进行说明。此外，本发明并不限定于以下说明的实施方式。此外，在本说明书中，所谓“～”意味着是其下限值以上且其上限值以下。

首先，使用流程图对本发明的实施方式所涉及的气体保护电弧焊接的控制方法的整体的流程进行说明。

如图1所示那样，焊接开始后，过渡至在预先设定的设定电流Icc下保持焊接电流的通常电弧期间(步骤S1)。

在通常电弧期间中，总是进行是否能够检知到熔滴的脱落时期的判定(步骤S2)，在能够检知到熔滴的脱落时期的情况下(步骤S2中，是)，向后述的脱落控制期间过渡(步骤S8)。在脱落控制期间结束后，再次返回到通常电弧期间(步骤S1)。

另一方面，在无法检知熔滴的脱落时期的情况下(步骤S2中，否)，在确认熔滴的脱落周期(详细内容，参照后述)经过了监视时间之后(步骤S3)，向强制脱落控制期间过渡(步骤S4)。

在强制脱落控制期间中，也总是进行是否能够检知到熔滴的脱落时期的判定(步骤S5)，在能够检知到熔滴的脱落时期的情况下(步骤S5中，是)，向脱落控制期间过渡(步骤S8)。在脱落控制期间结束后，再次返回到通常电弧期间(步骤S1)。

另一方面，在无法检知熔滴的脱落时期的情况下(步骤S5中，否)，在强制脱落控制期间结束后，过渡到强制脱落电弧期间(步骤S6)。

在强制脱落电弧期间中，也总是进行是否能够检知到熔滴的脱落时期的判定(步骤S7)，在能够检知到熔滴的脱落时期的情况下(步骤S7中，是)，向脱落控制期间过渡(步骤S8)。在脱落控制期间结束后，再次返回到通常电弧期间(步骤S1)。

另一方面，在无法检知熔滴的脱落时期的情况下(步骤S7中，否)，在确认强制脱落电弧期间经过了给定时间之后(步骤S9)，再次返回到通常电弧期间(步骤S1)。

如在上述流程中说明的那样，在本实施方式的气体保护电弧焊接的控制方法中，当在通常电弧期间、强制脱落控制期间以及强制脱落电弧期间中均进行了熔滴的脱落检知的情况下，立即过渡到脱落控制期间。然后，在该脱落控制期间中，进行后述那样的给定的短路防止控制。

接下来，区分第1实施方式、第2实施方式以及第3实施方式地，对本实施方式的气体保护电弧焊接的控制方法的详情进行说明。此外，第1实施方式是在通常电弧期间中进行了熔滴的脱落检知的情况下(步骤S2中，是)的示例。此外，第2实施方式是在强制脱落电弧期间中进行了熔滴的脱落检知的情况下(步骤S7中，是)的示例。此外，第3实施方式是在强制脱落控制期间中进行了熔滴的脱落检知的情况下(步骤S5中，是)的示例。

<第1实施方式>

首先，对第1实施方式所涉及的气体保护电弧焊接的控制方法进行说明。如上述，第1实施方式是在通常电弧期间中进行了熔滴的脱落检知的情况下(步骤S2中，是)的示例。

图2是表示本发明的第1实施方式所涉及的气体保护电弧焊接的控制方法中的、与时间轴(t)相对的焊接电流的波形图及脱落检知信号的波形图、以及在波形图中的给定时间点处的熔滴的状态的示意图。以下，参照该图来详细地说明。

在第1实施方式所涉及的气体保护电弧焊接的控制方法中，熔滴的脱落周期由通常电弧期间和脱落控制期间这两个期间构成。此外，一边重复该熔滴的脱落周期一边进行焊接。

[通常电弧期间]

在通常电弧期间中，为了在焊丝前端形成熔滴并使其过渡，通电预先设定的设定电流Icc。本控制方法在中电流～大电流的范围下是适合的。作为对控制最有效果的范围，设定电流Icc的值是250～500A。更优选的上限是380A，更优选的下限是280A。

此外，在通常电弧期间中，检知在焊丝前端形成的熔滴的脱落时期。此时，为了调查熔滴的脱落时期，使用在检知到熔滴的脱落或者其即将脱落之前(以下，总称为“熔滴的脱落检知”)的情况下输出的信号即脱落检知信号。

若具体地说明其一示例，则在熔滴脱落的情况下，在焊丝前端存在的熔滴的根部发生缩颈，该缩颈发展的结果是，电弧电压以及电弧电阻(＝电弧电压/焊接电流)上升。此外，若熔滴脱落，则电弧长变长，因此，电弧电压以及电弧电阻上升。并且，它们的时间微分值、时间二阶微分值当然也上升。熔滴开始缩颈而脱落之前的期间，电弧电压以及电弧电阻、进而它们的时间微分值、时间二阶微分值总是上升。由此，对它们中的至少任意一者进行检知，进行给定的运算，将该结果与给定的阈值进行比较，作为脱落检知信号而输出，由此，能够判断熔滴的脱落时期。

更详细地，例如能够参照日本特开2008-246524号中记载的熔滴脱落检知方法。

[脱落控制期间]

在上述通常电弧期间中，在进行了熔滴的脱落检知的情况下，立即进行向比检知时的焊接电流(即，设定电流Icc)低的焊接电流的切换，并向脱落控制期间过渡。脱落控制期间包括如下三个区间：在给定的条件下使焊接电流下降的电流下降区间；在电流下降区间后，以一定的脱落保持电流Ih1以及给定的脱落保持时间Th1来保持焊接电流的电流保持区间；以及在电流保持区间后，在给定的条件下使焊接电流上升的电流上升区间。

(电流下降区间)

为了通过通常电弧期间中的电弧反作用力来使飞散的溅射降低，设置电流下降区间。更详细地，通过在熔滴的脱落检知后立即设置电流下降区间，使电弧反作用力降低，并抑制熔滴的振动以便在后述的电流保持期间中熔滴能够稳定地脱落。

电流下降区间中的、焊接电流的每单位时间的变化量即焊接电流的倾斜度优选是-200～-50A/ms。在上述焊接电流的倾斜度超过-50A/ms的情况下，在熔滴脱落后紧接着的电流下降区间中熔滴脱落，因电弧反作用力导致溅射变得容易发生，因此并不优选。上述焊接电流的倾斜度优选是-120A/ms以下，更优选是-100A/ms以下。

另一方面，在上述焊接电流的倾斜度低于-200A/ms的情况下，焊丝可能会与熔池短路，因此并不优选。上述焊接电流的倾斜度优选是-180A/ms以上，更优选是-150A/ms以上。

此外，在电流下降区间中，如图2中的熔滴的状态的示意图所示那样，成为熔滴的缩颈发展后的悬垂状态(参照图中的(A))。

(电流保持区间)

为了抑制脱落的熔滴发生溅射化，设置电流保持区间以便确保用于供熔滴完全滴落到熔池的时间。电流保持区间中的焊接电流的脱落保持时间Th1优选是2～8ms。在脱落保持时间Th1超过8ms的情况下，因焊丝与熔池短路而可能导致溅射发生，因此并不优选。脱落保持时间Th1优选是5ms以下。

另一方面，在脱落保持时间Th1低于2ms的情况下，保持熔滴不向熔池过渡的状态，前进到后述的电流上升区间，因增强了的电弧反作用力导致熔滴爆炸，溅射变得容易发生，因此并不优选。脱落保持时间Th1优选是3ms以上。

此外，电流保持区间中的、脱落保持时间Th1[ms]、焊丝直径d[mm]以及焊丝进给速度Fs[m/min]的关系优选满足下述式(1)。

0.4≤(1.2/d)×(Fs/15)×Th1≤10…(1)

如果脱落保持时间Thl、焊丝直径d以及焊丝进给速度Fs的关系是上述数值的范围内，则稳定的熔滴的脱落控制变得可能，结果，实现溅射发生的降低。

然而，在(1.2/d)×(Fs/15)×Th1超过10的情况下，焊丝和熔池变得容易短路，因此，溅射可能会增加，因而并不优选。上述关系式优选是4.4以下，更优选是2.6以下。

另一方面，在(1.2/d)×(Fs/15)×Th1低于0.4的情况下，在电流保持区间中熔滴并不脱落，在后述的电流上升区间中熔滴脱落，因电弧反作用力导致大粒的溅射变得容易发生，因而并不优选。上述关系式优选是1.8以上，更优选是2.2以上。

此外，电流保持区间中的、脱落保持电流Ih1[A]以及焊丝进给速度Fs[m/min]的关系优选满足下述式(2)。

50≤(15/Fs)×Ih1≤280…(2)

如果脱落保持电流Ih1[A]以及焊丝进给速度Fs[m/min]的关系是上述数值的范围内，则稳定的熔滴的脱落控制变得可能，结果，实现溅射发生的降低。

然而，在(15/Fs)×Ih1超过280的情况下，因在电流保持区间中熔滴成长并与熔池短路，导致大粒的溅射变得容易发生，因而并不优选。上述关系式优选是250以下，更优选是200以下。

另一方面，在(15/Fs)×Ih1低于50的情况下，在电流保持区间中电弧中断发生，焊丝与熔池可能短路，因而并不优选。上述关系式优选是120以上，更优选是140以上。

此外，在电流保持区间中，如图2中的熔滴的状态的示意图所示那样，进行在电流下降区间中变成了悬垂状态的熔滴的脱落(参照图中的(B))，之后紧接着，是电弧柱小的状态(参照图中的(C))。

(电流上升区间)

为了实现防止焊丝和熔池的短路，设置电流上升区间以便执行平缓的上升斜率。电流上升区间中的、焊接电流的每单位时间的变化量即焊接电流的倾斜度优选是50～300A/ms。当上述焊接电流的倾斜度超过300A/ms的情况下，存在焊丝前端的熔滴因电弧反作用力而导致爆炸的可能性，因而并不优选。上述焊接电流的倾斜度优选是200A/ms以下，更优选是150A/ms以下。

另一方面，在上述焊接电流的倾斜度低于50A/ms的情况下，焊丝可能与熔池短路，因而并不优选。上述焊接电流的倾斜度优选是100A/ms以上，更优选是120A/ms以上。

此外，在电流上升区间中，如图2中的熔滴的状态的示意图所示那样，通过使焊接电流上升而电弧柱变大，熔滴不断成长下去(参照图中的(D))。

[短路防止控制]

在本实施方式中，如上述说明的那样，通过作为脱落控制期间设置电流下降区间、电流保持区间以及电流上升区间，并对熔滴的脱落检知后的焊接电流进行控制，从而抑制熔滴脱落时的溅射的发生，并且，如以下说明的那样，通过在脱落控制期间中导入给定的短路防止控制，从而也抑制熔滴和熔池的短路。

在脱落控制期间中，为了抑制熔滴脱落时的溅射的发生而使焊接电流下降，与之相伴地，电弧长变短，成为熔滴和熔池容易短路的状态。在熔滴和熔池短路的情况下，若引起急剧的电流上升，则因电弧反作用力导致溅射变得容易发生。

因此，在为了抑制熔滴脱落时的溅射的发生而使焊接电流下降了的情况下，抑制熔滴和熔池的短路在有效地抑制焊接时的溅射的发生方面是重要的观点。

因此，在本实施方式中，作为脱落控制期间中的短路防止控制，进行下述(a)～(c)中的至少任一者。

(a)将焊接中的电弧电压相对于设定电压维持在±10％以内的输出电压控制；

(b)使焊接中的焊丝进给速度Fs相对于设定焊丝进给速度减速到40～95％的范围的进给速度控制；

(c)将所述保护气体中的Ar比率提高到50～100体积％的范围的气体比率控制。

在上述(a)～(c)的任意的短路防止控制中，作为用于使电弧长变长(变宽)的手段是共通的。在脱落控制期间中，通过控制成使电弧长变长，能够有效地抑制熔滴和熔池的短路。

这样，通过在以给定条件控制了焊接电流的脱落控制期间内导入短路防止控制，从而抑制熔滴的脱落时的溅射发生，并且通过抑制熔滴和熔池的短路，还能够将短路时的溅射发生防患于未然。结果，能够从两方面来抑制熔融脱落时的溅射发生、和短路时的溅射发生，并能够使焊接后的焊道外观改善。

此外，上述(a)～(c)的短路防止控制可以各自单独地使用，或者也可以组合两种以上来使用。

关于上述(a)的输出电压控制，在电弧电压超过设定电压的+10％的情况下，因电弧长变动导致电弧的指向性变弱。因此，电弧偏转变得剧烈，陷于不稳定的状态。结果，焊道形状变差。

另一方面，在电弧电压低于设定电压的-10％的情况下，焊丝前端的熔滴可能会与熔池短路。上述数值优选是±5％以下，更优选是±3％以下。

关于上述(b)的进给速度控制，在与设定焊丝进给速度相对的焊丝进给速度Fs的减速比例超过95％的情况下，焊丝前端的熔滴可能会与熔池短路，因而并不优选。上述数值优选是85％以下，更优选是75％以下。另一方面，在与设定焊丝进给速度相对的焊丝进给速度Fs的减速比例低于40％的情况下，焊丝并不熔融，电弧长变得不稳定，对焊道外观造成影响，因而并不优选。上述数值优选是50％以上。

关于上述(c)的气体比率控制，在提高的保护气体中的Ar比率低于50体积％的情况下，因短路过渡导致溅射发生，因而并不优选。保护气体中的Ar比率优选是80体积％以上，更优选是95体积％以上。

<第2实施方式>

接下来，对第2实施方式所涉及的气体保护电弧焊接的控制方法进行说明。如上述，第2实施方式是在强制脱落电弧期间中进行了熔滴的脱落检知的情况下(步骤S7中，是)的示例。

图3是表示本发明的第2实施方式所涉及的气体保护电弧焊接的控制方法中的、与时间轴(t)相对的焊接电流的波形图及脱落检知信号的波形图、以及在波形图中的给定时间点处的熔滴的状态的示意图。以下，参照该图来详细说明。

在第2实施方式所涉及的气体保护电弧焊接的控制方法中，作为熔滴的脱落周期，包括通常电弧期间和脱落控制期间这两个期间，在这一点与第1实施方式是共通的。但是，设置有在熔滴的脱落周期经过了预先设定的监视时间Tarc的情况下用于强制地促使熔滴的脱落的强制脱落控制期间、以及其后的强制脱落电弧期间，在这一点是不同的。

[监视时间Tarc]

为了防止成长了的熔滴不容易脱落，因熔滴的肥大化导致熔滴和熔池的短路，设置监视时间Tarc。通常，在以设定电流Icc通电的通常电弧期间中，熔滴的缩颈成长，之后，自发地进行脱落，然而，当即使在熔滴成长到某程度大小的阶段也不进行脱落的情况下，肥大化了的熔滴可能会与熔池发生短路。为了防止该情况，在熔滴的脱落周期超过预先设定的监视时间Tarc的情况下，进行用于强制地促使熔滴的脱落的给定的焊接电流控制。

监视时间Tarc优选是10～60ms。在监视时间Tarc是10～60ms以内的情况下，能够抑止熔滴的肥大化，因此，对于因熔滴与熔池的短路导致的大粒溅射发生的抑制是有效的。

此外，监视时间Tarc[ms]、设定电流Icc[A]以及焊丝的焊丝直径d[mm]的关系优选满足下述式(3)。

10≤(d/1.2)×(350/Icc)×Tarc≤80…(3)

如果监视时间Tarc[ms]、设定电流Icc[A]以及焊丝直径d[mm]的关系是上述数值的范围内，则会抑制肥大化了的熔滴与熔池的短路，因而是优选的。然而，在(d/1.2)×(350/Icc)×Tarc超过80的情况下，未脱落的熔滴进一步变得肥大化，因而并不优选。上述关系式优选是30以下，更优选是25以下。

另一方面，在(d/1.2)×(350/Icc)×Tarc低于10的情况下，熔滴未成长到理想的大小而进行脱落，因而并不优选。上述关系式优选是10以上，更优选是15以上。

[强制脱落控制期间]

在熔滴的脱落周期经过了监视时间Tarc的情况下，立即进行向比检知时的焊接电流(即，设定电流Icc)低的焊接电流的切换，并向强制脱落控制期间过渡。强制脱落控制期间包括如下三个区间：在给定的条件下使焊接电流下降的强制电流下降区间；在强制电流下降区间后，以一定的强制脱落保持电流Ih2以及给定的强制脱落保持时间Th2来保持焊接电流的强制电流保持区间；以及在强制电流保持区间后，在给定的条件下使焊接电流上升的强制电流上升区间。

(强制电流下降区间)

为了防止成长的熔滴的摇动，设置强制电流下降区间。更详细地，在熔滴的脱落周期经过了监视时间Tarc的情况下，立即设置强制电流下降区间，由此，熔滴难以受到电弧反作用力，稳定地过渡到悬垂状态。

强制电流下降区间中的、焊接电流的每单位时间的变化量即焊接电流的倾斜度优选是-100A/ms以下。在上述焊接电流的倾斜度超过-100A/ms的情况下，电弧斥力大，在强制电流下降区间中熔滴进一步肥大化，熔滴和熔池可能短路，因而并不优选。在上述焊接电流的倾斜度低于-500A的情况下，熔滴变得不稳定，并且焊丝可能并未熔融地与熔池短路，因而并不优选。上述焊接电流的倾斜度优选是-150A/ms以下，更优选是-200A/ms以下。此外，在强制电流下降区间中，成为熔滴的缩颈发展后的悬垂状态。

(强制电流保持区间)

为了促进熔滴的缩颈形成，设置强制电流保持区间。更详细地，通过在强制电流下降区间后设置强制电流保持区间，变得容易形成熔滴的缩颈，有助于后述的强制电流上升区间、强制脱落电弧期间中的熔滴的脱落促进。

强制电流保持区间中的、焊接电流的强制脱落保持时间Th2优选是1～5ms。在强制脱落保持时间Th2超过5ms的情况下，熔滴过于接近熔池，熔滴和熔池可能短路，因而并不优选。强制脱落保持时间Th2优选是8ms以下，更优选是6ms以下。

另一方面，在强制脱落保持时间Th2低于1ms的情况下，存在如下可能性：熔滴在强制电流保持区间中无法脱落，在后述的强制电流上升区间中因增强的电弧反作用力导致熔滴爆炸并溅射化。强制脱落保持时间Th2优选是3ms以上，更优选是4ms以上。

此外，在强制电流保持区间中，与强制电流下降区间同样地，成为熔滴的缩颈发展后的悬垂状态。

(强制电流上升区间)

为了促进熔滴的稳定的成长，设置强制电流上升区间。更详细地，通过在强制电流保持区间后设置强制电流上升区间，熔滴难以受到电弧斥力，稳定地成长变得可能，并可有效地抑制悬垂的熔滴的摇动。

强制电流上升区间中的、焊接电流的每单位时间的变化量即焊接电流的倾斜度优选是10～300A/ms。在上述焊接电流的倾斜度超过300A/ms的情况下，熔滴通过斥力而被上抬，大粒的溅射变得容易发生，因而并不优选。上述焊接电流的倾斜度优选是250A/ms以下，更优选是200A/ms以下。

另一方面，在上述焊接电流的倾斜度低于10A/ms的情况下，熔滴进一步肥大化，可能会使熔滴和熔池的短路发生，因而并不优选。上述焊接电流的倾斜度优选是100A/ms以上，更优选是150A/ms以上。

此外，在强制电流上升区间中，通过使焊接电流上升而电弧柱变大，熔滴进一步成长下去。

[强制脱落电弧期间]

在强制脱落电弧期间中，为了使在监视时间Tarc内并未完全脱落的熔滴强制地脱落，通电比设定电流Icc大的焊接电流即强制电弧保持电流Ih3。也就是说，是如下结构：通过以比在通常电弧期间中通电的设定电流Icc大的一恒电流进行通电，对熔滴施加强大的电磁收缩力，强制地使熔滴脱落。

强制电弧保持电流Ih3优选是设定电流Icc的1.20～2.50倍。在强制电弧保持电流Ih3超过设定电流Icc的2.50倍的情况下，悬垂的熔滴变得容易摇动，大粒的溅射变得容易发生，因而并不优选。上述值优选是2.30倍以下，更优选是2.00倍以下。

另一方面，在强制电弧保持电流Ih3低于设定电流Icc的1.20倍的情况下，难以对熔滴施加强大的电磁收缩力，熔滴可能变得难以脱落，因而并不优选。上述值优选是1.60倍以上，更优选是1.80倍以上。

此外，在强制脱落电弧期间中，在检知到熔滴的脱落的情况下，立即进行向比检知时的焊接电流低的焊接电流的切换，并向上述的脱落控制期间过渡，与在第1实施方式中说明的同样地，将熔滴的脱落周期重复进行下去。此外，在强制脱落控制期间以及强制脱落电弧期间中成为了悬垂状态的熔滴因电磁收缩力的影响而强制地进行脱落(参照图3中的(A)、(B))。

[脱落检知手段]

如上述，作为用于调查熔滴的脱落时期的方法，适当使用了利用了电弧电压或者电弧电阻的脱落检知信号，然而，在强制脱落电弧期间中，优选使用电弧电压(还包含电弧电压的时间微分值以及时间二阶微分值)来进行检知。在上述期间中，由于是恒电流控制区间，且焊接电流值的变动小，因此，能够仅利用电弧电压的变动来精度良好地检知熔滴的脱落时期。此外，由于不需要考虑焊接电流的变动来进行给定的运算，因此能够使运算时间缩短化，进行迅速的脱落检知变得可能。

另一方面，在通常电弧期间中，优选使用电弧电阻(还包含电弧电阻的时间微分值以及时间二阶微分值)、即电弧电压/焊接电流来进行检知。在上述期间中，为了精度良好地检知溶適的脱落时期，需要添加焊接电流的变动的影响。由此，优选使用添加了电弧电压和焊接电流这二者的影响的电弧电阻来进行检知。

<第3实施方式>

此外，接下来，对第3实施方式所涉及的气体保护电弧焊接的控制方法进行说明。如上述，第3实施方式是在强制脱落控制期间中进行了熔滴的脱落检知的情况下(步骤S5中，是)的示例。

图4是表示本发明的第3实施方式所涉及的气体保护电弧焊接的控制方法中的、与时间轴(t)相对的焊接电流的波形图及脱落检知信号的波形图、以及在波形图中的给定时间点处的熔滴的状态的示意图。以下，参照该图，以与第2实施方式的差异点为中心来详细说明。

在第3实施方式所涉及的气体保护电弧焊接的控制方法中，设置了用于在熔滴的脱落周期经过了预先设定的监视时间Tarc的情况下强制地促使熔滴的脱落的强制脱落控制期间，在这一点与第2实施方式是共通的。

但是，在本实施方式中，当在强制脱落控制期间的任意的定时(在图4的示例中，强制电流保持区间内)进行了熔滴的脱落检知的情况下，中断强制脱落控制期间中的电流控制过程，立即进行向比检知时的焊接电流低的焊接电流的切换，并向上述的脱落控制期间过渡，与在第1实施方式中说明的同样地，将熔滴的脱落周期重复进行下去。

<气体保护电弧焊接的控制系统>

此外，对本实施方式所涉及的气体保护电弧焊接的控制系统进行说明。图5是表示本实施方式所涉及的气体保护电弧焊接的焊接系统的概略结果的一例的图。

如图5所示那样，本实施方式所涉及的焊接系统具备有焊接机器人100、机器人控制器200、焊接电源300、进给装置400、以及气体控制器(混合机)500。焊接电源300经由正的电源线(1)与电极侧连接，并经由负的电源线(2)与工件W连接。此外，图中的电源线(3)将焊接电源300与焊丝的进给装置400连接，对焊丝的进给速度进行控制。

焊接机器人100从电极发出电弧，利用其热对焊接的对象即工件W进行焊接。这里，焊接机器人100作为对电极进行保持的焊接焊炬，具有焊接焊炬110。

在焊接焊炬110的前端，将电极即焊丝从被称为导电嘴的圆筒形的导体的前端起保持一定的突出长度。关于在本实施方式中应用的焊接方法，导电嘴与焊丝接触，并施加电弧电压来进行通电，由此，在工件W和焊丝前端之间电弧发生，成为使焊丝熔融来进行的消耗电极式。

此外，焊接焊炬110具备有保护气体喷嘴(喷出保护气体的机构)，并且与气体控制器500连接，该气体控制器500经由气体软管(4)来控制CO₂气体或Ar气体等保护气体的气体供给量、气体比率。此外，气体控制器500与含有CO₂气体或者Ar气体的气体高压储气瓶连接。

机器人控制器200进行如下指令：用于操作焊接机器人100的指令；用于针对焊接电源300而控制电源(电流值、电压值等)的指令；用于针对气体控制器500而控制气体供给量、气体比率的指令等。此外，如后述那样，在机器人控制器200中还具备有焊接电流控制装置，其用于通过给定的手段来检知熔滴的脱落，并控制对焊丝供电的焊接电流。

焊接电源300通过来自机器人控制器200的指令，对电极以及工件W供给电力，由此使电极和工件W之间发生电弧。此外，焊接电源300通过来自机器人控制器200的指令，对进给装置400供给电力。此外，焊接作业时的电流可以是直流或者交流，关于其波形，并不特别讨论，然而可以是矩形波、三角波等脉冲波。

进给装置400与焊接作业的进行相配合地向焊接焊炬110送给焊丝。通过进给装置400送给的焊丝不受特别的限定，通过工件W的性质、焊接形态等来选择，例如，使用实心焊丝或药芯焊丝。此外，焊丝的材质也不讨论，例如，可以是软钢，也可以是不锈钢或铝、钛这样的材质。此外，焊丝的直径也不特别讨论。

<焊接电流控制装置>

图6是表示使用电弧电压的时间二阶微分值对熔滴的脱落或者即将脱落之前进行检测，来进行给定的控制的情况下的焊接电流控制装置的框图。在三相交流电源(未图示)连接有输出控制元件1，被施加给该输出控制元件1的电流，经由变压器2、包括二极管的整流部3、直流扼流圈8以及对焊接电流进行检测的电流检测器9，被施加给导电嘴4。被焊接件7与变压器2的低位电源侧连接，在在导电嘴4内插通而被供电的焊丝5和被焊接件7之间产生焊接电弧6。

导电嘴4和被焊接件7之间的电弧电压通过电压检测器10来检测，并被输入给输出控制器15。在输出控制器15，还从电流检测器9输入焊接电流的检测值，输出控制器15根据电弧电压以及焊接电流来控制对焊丝5供电的焊接电流。

通过电压检测器10检测到的电弧电压被输入给熔滴脱落检测部18的焊接电压微分器11，并在焊接电压微分器11中运算时间一阶微分。接下来，该焊接电压的一阶微分值被输入给二阶微分器12，并在该二阶微分器12中运算电弧电压的时间二阶微分。之后，该时间二阶微分值被输入给比较器14。二阶微分设定值(阈值)被输入给二阶微分值设定器13，并被设定，比较器14将来自二阶微分器12的二阶微分值与来自二阶微分值设定器13的设定值(阈值)进行比较，在二阶微分值超过设定值的瞬间，输出熔滴脱落检测信号。该二阶微分值超过设定值的瞬间被判定为，熔滴从焊丝端脱落了，或者是即将脱落之前。

该熔滴脱落检测信号被输入给波形生成器20，在波形生成器20中控制熔滴脱落后的焊接电流波形，输出修正信号被输入给输出控制器15。

该波形生成器20若被输入熔滴脱落检测信号，则对输出控制器15输出控制信号(输出修正信号)，以使在波形生成器20中设定出的期间成为比检测时的焊接电流值(即，设定电流值Icc)低的给定的焊接电流值。其结果，进行上述那样的脱落控制期间中的电流下降区间的电流控制。之后，从波形生成器20输出给定的控制信号，以便接续于电流保持区间以及电流上升区间。

波形设定器19是在波形生成器20中输入对输出修正信号进行输出的期间、焊接电流的控制条件的波形设定器，通过波形设定器19，在波形生成器20中设定对输出修正信号进行输出的期间、以及焊接电流的控制条件。

此外，熔滴脱落检测信号是在检测到熔滴的脱落或者其即将发生之前的情况下输出的信号。当熔滴脱落时，在焊丝前端存在的熔滴的根部发生缩颈，该缩颈发展的结果是，电弧电压以及电弧电阻上升。此外，若熔滴脱落，则电弧长变长，因此，电弧电压以及电弧电阻上升。在将其利用电弧电压以及电弧电阻或者它们的微分值而检测出的情况下，焊接中，若焊接条件变化，则对该焊接条件的变化产生影响，熔滴脱落检测部会频发误检测，并使溅射增大。

然而，在基于二阶微分值的检测的情况下，即使在焊接中焊接条件发生变化，也能够不对该变化产生影响地，准确地检测熔滴的脱落。此外，如果由二阶微分值设定器13设定基于熔滴即将脱落之前的缩颈的电弧电压或者电弧电阻的变化所相当的二阶微分值，则能够对熔滴即将脱落之前进行检测，并能够控制焊接波形，因此，能够完全消除将在焊丝前端残留的熔融液吹飞而发生小粒溅射这样的问题。

图7是表示在使用电弧电阻的时间二阶微分值对熔滴的脱落或者即将脱落之前进行检测，来进行给定的控制的情况下的焊接控制装置的框图。本图中的熔滴脱落检测部18替代焊接电压微分器11地设置了电弧电阻微分器17。电压检测器10以及电流检测器9的输出被输入给电弧电阻算出器16，并在电弧电阻算出器16中，通过用电流除电压，来算出电弧电阻。该电弧电阻的算出值被输入给电弧电阻微分器17，在利用电弧电阻微分器17进行一阶微分后，在二阶微分器12中进行二阶微分。将该电弧电阻的二阶微分值在比较器14中与从二阶微分设定器13输入的二阶微分设定值(阈值)进行比较，并在电弧电阻的二阶微分值超过了设定值的瞬间，输出熔滴脱落检测信号。

实施例

以下，举出实施例来进一步具体地说明本发明。本发明并不限定于这些实施例，在可适合本发明的主旨的范围内能够添加变更来实施，这些均包含在本发明的技术范围内。

<焊接条件>

对于母材，焊炬斜率角度设为45°，焊丝(消耗式电极)设为以适合于JIS Z3312：2009 YGW11的组成是共通。

此外，关于焊接的初始条件、焊丝、短路防止控制以及脱落控制期间的各条件，汇总在表1～表4中。

(焊接的初始条件)

·保护气体的种类(“％”表示体积％)

·设定电流Icc(A)

·设定电压(V)

(焊丝)

·设定进给速度Fs(m/min)

·突出长度(mm)

·焊丝直径d(mm)

(短路防止控制)

·输出电压控制

控制条件(相对于设定电压，将电弧电压维持在哪个％以内)

该控制的应用有无(控制ON/OFF)

·进给速度控制

控制条件(相对于设定焊丝进给速度，使进给速度焊丝进给速度减速到哪个％)

该控制的应用有无(控制ON/OFF)

·气体比率控制

控制条件(将保护气体中的Ar比率提高高哪个体积％)

该控制的应用有无(控制ON/OFF)

(脱落控制期间)

·电流下降区间

焊接电流的倾斜度(A/ms)

·电流保持区间

脱落保持时间Th1(ms)

脱落保持电流Ih1(A)

由式(1)示出的值：(1.2/d)×(Fs/15)×Th1)

由式(2)示出的值：(15/Fs)×Ih1

·电流上升区间

焊接电流的倾斜度(A/ms)

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

此外，关于熔滴的强制脱落控制、强制脱落控制期间、强制脱落电弧期间、脱落检知手段的各条件，汇总在表5～表8中。

(熔滴的强制脱落控制)

·监视时间Tarc(ms)

·由式(3)示出的值：(d/1.2)×(350/Icc)×Tarc

·该控制的应用有无(强制脱落控制期间的ON/OFF)

(强制脱落控制期间)

·强制电流下降区间

焊接电流的倾斜度(A/ms)

·强制电流保持区间

强制脱落保持时间Th2(ms)

强制脱落保持电流Ih2(A)

·强制电流上升区间

焊接电流的倾斜度(A/ms)

(强制脱落电弧期间)

·强制电弧保持时间Th3(ms)

·强制电弧保持电流Ih3(A)

·强制电弧保持电流Ih3与设定电流Icc的比(Ih3/Icc)

(脱落检知手段)

·通常电弧期间中的脱落检知手段

·强制脱落电弧期间中的脱落检知手段

<评价方法>

(焊道外观)

通过测定焊道时的波的最大值与最小值的差，来进行焊道外观的评价。判定为，将最大值与最小值的差(绝对值)为2mm以上的评价“×”(不良)，将1mm以上且不足2mm的评价“○”(良)，将不足1mm的评价“◎”(优良)。

(溅射发生量)

对焊接后的焊道外观进行照片拍摄，将该焊道外观照片取入到计算机中通过图像解析软件进行二值化处理，在焊道表面对发生的溅射与未发生溅射的区域进行区分。然后，以相距电弧开始50mm的位置为起点，测定在焊接长100mm×宽75mm的区域内的溅射的个数。

判定为，相对于未进行本发明所涉及的短路防止控制的试验No.82(比较例)中的溅射的个数，将溅射的个数不足40％的评价“◎”(优良)，将40％以上且不足50％的评价“○”(良)，将50％以上且不足70％的评价“Δ”(可)，将70％以上的评价“×”(不良)。

将焊道外观以及溅射发生量的评价结果示出在表5～表8中。

[表5]

[表6]

[表7]

[表8]

表1～表3以及表5～表7中的试验No.1～No.78是满足本发明的要件的实施例，在焊道外观以及溅射发生量的至少一者中获得了优异的结果。

此外，满足上述优选的实施方式的要件的实施例在焊道外观以及溅射发生量的至少一者中获得了更加优异的结果。

另一方面，表4以及表8中的试验No.79～No.84是不满足本发明的要件的比较例，具有以下的不良。

对于试验No.79，关于输出电压控制，由于电弧电压超过了设定电压的+10％，因此，在焊道外观以及溅射发生量中评价均为×。

对于试验No.80，关于输出电压控制，由于电弧电压低于设定电压的-10％，因此，在焊道外观以及溅射发生量中评价均为×。

对于试验No.81，关于气体比率控制，由于提高的保护气体中的Ar比率低于50体积％，因此，在焊道外观以及溅射发生量中评价均为×。

对于试验No.82，由于输出电压控制、进给速度控制以及气体比率控制中均未进行短路防止控制，因此，在焊道外观以及溅射发生量中评价均为×。

对于试验No.83，关于进给速度控制，由于与设定焊丝进给速度相对的焊丝进给速度Fs的减速比例低于40％，因此，在焊道外观以及溅射发生量中评价均为×。

对于试验No.84，关于进给速度控制，由于与设定焊丝进给速度相对的焊丝进给速度Fs的减速比例超过了95％，因此，在焊道外观以及溅射发生量中评价均为×。

以上，参照附图对各种实施方式进行了说明，然而，自不必说，本发明并不限定于该示例。明确的是，如果是本领域技术人员，则在权利要求书中记载的范畴内会想到各种变更例或者修正例，可知关于这些当然也属于本发明的技术范围。此外，在不脱离发明的主旨的范围内，还可以将上述实施方式中的各结构要素进行任意组合。

此外，本申请基于2018年3月28日提出申请的日本专利申请(特愿2018-062123)，其内容被援用到本申请中作为参照。

-符号说明-

1 输出控制元件

2 变压器

3 整流部

4 导电嘴

5 焊丝

6 焊接电弧

7 被焊接件

8 直流扼流圈

9 焊接电流检测器

10 焊接电压检测器

11 焊接电压微分器

12 二阶微分器

13 二阶微分值设定器

14 比较器

15 输出控制器

16 电弧电阻算出器

17 电弧电阻微分器

18 熔滴脱落检测部

19 波形设定器

20 波形生成器

100 焊接机器人

110 焊接焊炬

200 机器人控制器

300 焊接电源

400 进给装置

500 气体控制器。

Claims (11)

1.一种气体保护电弧焊接的控制方法，其特征在于，

作为保护气体，使用CO₂的含有量为100体积％的碳酸气体、或者CO₂的含有量为30体积％以上且其余部分是Ar的混合气体，并且，检知通过电弧而被熔融的焊丝前端的熔滴的脱落时期，由此来控制焊接电流，

所述气体保护电弧焊接的控制方法具有如下工序：

设置通常电弧期间的工序，该通常电弧期间是在预先设定出的设定电流Icc下保持所述焊接电流的期间；以及

设置脱落控制期间的工序，该脱落控制期间具有：当在所述通常电弧期间中检知到所述熔滴的脱落时期后，使所述焊接电流下降的电流下降区间；在所述电流下降区间后，在一定的脱落保持电流Ih1下保持所述焊接电流的电流保持区间；以及在所述电流保持区间后使所述焊接电流上升的电流上升区间，

在所述脱落控制期间中，进行下述(a)～(c)的至少任意一个短路防止控制，

(a)将焊接中的电弧电压相对于设定电压维持在±10％以内的输出电压控制；

(b)使焊接中的焊丝进给速度Fs相对于设定焊丝进给速度减速到40～95％的范围的进给速度控制；

(c)将所述保护气体中的Ar比率提高到50～100体积％的范围的气体比率控制。

2.根据权利要求1所述的气体保护电弧焊接的控制方法，其特征在于，

在进行所述(a)的控制的情况下，将所述电弧电压相对于设定电压维持在±5％以内，

在进行所述(b)的控制的情况下，使所述焊丝进给速度Fs相对于所述设定焊丝进给速度减速到50～95％的范围，

在进行所述(c)的控制的情况下，将所述保护气体中的Ar比率提高到80～100体积％的范围。

3.根据权利要求1或2所述的气体保护电弧焊接的控制方法，其特征在于，

所述电流下降区间中的、所述焊接电流的每单位时间的变化量即所述焊接电流的倾斜度是-200～-50A/ms，

所述电流保持区间中的、所述焊接电流的脱落保持时间Th1是2～8ms，

所述电流上升区间中的、所述焊接电流的倾斜度是50～300A/ms，并且，

所述电流保持区间中的、所述脱落保持时间Th1[ms]、焊丝直径d[mm]以及所述焊丝进给速度Fs[m/min]的关系满足下述式(1)：

0.4≤(1.2/d)×(Fs/15)×Th1≤10…(1)。

4.根据权利要求1或2所述的气体保护电弧焊接的控制方法，其特征在于，

所述电流保持区间中的、所述脱落保持电流Ih1[A]以及所述焊丝进给速度Fs[m/min]的关系满足下述式(2)：

50≤(15/Fs)×Ih1≤280…(2)。

5.根据权利要求1或2所述的气体保护电弧焊接的控制方法，其特征在于，

所述气体保护电弧焊接的控制方法具有：设置强制脱落控制期间的工序，该强制脱落控制期间是以所述脱落控制期间以及所述通常电弧期间的合计期间作为熔滴的脱落周期，在所述熔滴的脱落周期经过了预先设定出的监视时间Tarc的情况下，用于强制地促使所述熔滴的脱落的期间，

所述监视时间Tarc是10～60ms，

所述监视时间Tarc[ms]、所述设定电流Icc[A]以及所述焊丝的焊丝直径d[mm]的关系满足下述式(3)：

10≤(d/1.2)×(350/Icc)×Tarc≤80…(3)。

6.根据权利要求5所述的气体保护电弧焊接的控制方法，其特征在于，

所述强制脱落控制期间具有：使所述焊接电流下降的强制电流下降区间；在所述强制电流下降区间后，以一定的强制脱落保持电流Ih2来保持所述焊接电流的强制电流保持区间；以及在所述强制电流保持区间后使所述焊接电流上升的强制电流上升区间，

所述强制电流下降区间中的、所述焊接电流的倾斜度是-100A/ms以下，

所述强制电流保持区间中的、所述焊接电流的强制脱落保持时间Th2是1～5ms，

所述强制电流上升区间中的、所述焊接电流的倾斜度是10～300A/ms，并且，

所述气体保护电弧焊接的控制方法具有：设置强制脱落电弧期间的工序，该强制脱落电弧期间是在所述设定电流Icc的1.20～2.50倍的强制电弧保持电流Ih3以及3～10ms的强制电弧保持时间Th3的条件下，保持所述强制脱落控制期间后的所述焊接电流的期间。

7.根据权利要求5所述的气体保护电弧焊接的控制方法，其特征在于，

当在所述强制脱落控制期间中检知到所述熔滴的脱落时期的情况下，过渡到所述脱落控制期间中的所述电流下降区间。

8.根据权利要求6所述的气体保护电弧焊接的控制方法，其特征在于，

当在所述强制脱落电弧期间中检知到所述熔滴的脱落时期的情况下，过渡到所述脱落控制期间中的所述电流下降区间。

9.根据权利要求6所述的气体保护电弧焊接的控制方法，其特征在于，

使用所述电弧电压来检知所述强制脱落控制期间或者所述强制脱落电弧期间中的所述熔滴的脱落时期。

10.根据权利要求1或2所述的气体保护电弧焊接的控制方法，其特征在于，

使用电弧电阻来检知所述通常电弧期间中的所述熔滴的脱落时期。

11.一种气体保护电弧焊接的控制装置，其特征在于，

作为保护气体，使用CO₂的含有量为100体积％的碳酸气体、或者CO₂的含有量为30体积％以上且其余部分是Ar的混合气体，并且，检知通过电弧而被熔融的焊丝前端的熔滴的脱落时期，由此来控制焊接电流，

所述气体保护电弧焊接的控制装置具有如下工序：

设置通常电弧期间的工序，该通常电弧期间是在预先设定出的设定电流Icc下保持所述焊接电流的期间；以及

设置脱落控制期间的工序，该脱落控制期间具有：当在所述通常电弧期间中检知到所述熔滴的脱落时期后，使所述焊接电流下降的电流下降区间；在所述电流下降区间后，在一定的脱落保持电流Ih1下保持所述焊接电流的电流保持区间；以及在所述电流保持区间后使所述焊接电流上升的电流上升区间，

在所述脱落控制期间中，进行下述(a)～(c)的至少任意一个短路防止控制，

(a)将焊接中的电弧电压相对于设定电压维持在±10％以内的输出电压控制；

(b)使焊接中的焊丝进给速度Fs相对于设定焊丝进给速度减速到40～95％的范围的进给速度控制；

(c)将所述保护气体中的Ar比率提高到50～100体积％的范围的气体比率控制。

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