JP2014528360A - パルスアーク溶接プロセスにおいてスパッタを抑制する方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
Description
110 スイッチングモジュール
111 電気スイッチ
112 抵抗路(抵抗パス)
120 電力変換器
121、122 溶接出力
123 インバータ電源
124 フリーホイールダイオード
130 ワイヤフィーダ
140 電流シャント
150 電流フィードバックセンサ
160 電圧フィードバックセンサ
161、162 信号
170 高速コントローラ
171 コマンド信号
172 スイッチングコマンド信号
180 波形発生器
181 波形信号
210 回路インダクタンス
500 波形
510 ピークパルス
520、530 時間
540 短絡期間
610 ボール
620 繋ぎ部(テザー)
630 スパッタ
700 電流波形
710 ピークパルス
720、730 時間
740 短絡期間
900 電流波形
910 ピークパルス
920、930 時間
940 短絡期間
960 ブランキング期間
E 溶接棒(電極)
W ワークピース
Claims (28)
- パルスアーク溶接プロセスにおいてスパッタを抑制する方法であって、
溶接システムのコントローラを用いて、パルスアーク溶接プロセスのパルス周期中の短絡期間の発生時間を追跡し、
前記追跡に基づき、前記パルスアーク溶接プロセスの少なくとも次のパルス周期の短絡期間の時間的位置を推定し、且つ
前記推定に基づき、少なくとも次のパルス周期のブランキング期間を決定する、
ことを有する方法。 - 前記ブランキング期間に基づき、少なくとも次のパルス周期のブランキング信号を生成すること、を更に有する請求項1に記載の方法。
- 前記ブランキング信号に応答して、前記ブランキング期間中に前記溶接システムの溶接回路経路の抵抗を増大させて、前記ブランキング期間中に前記溶接回路経路を流れる溶接電流を低減させること、を更に有する請求項2に記載の方法。
- 前記抵抗を増大させることは、前記溶接回路経路内に配置されたスイッチングモジュールの電気スイッチを開くことを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記電気スイッチは抵抗路と並列にされている、請求項4に記載の方法。
- 当該方法は、前記ブランキング期間中に前記溶接プロセスの波形の一部を変更することによって、少なくとも次のパルス周期の前記ブランキング期間中に前記溶接システムの溶接回路経路を流れる溶接電流を低減させること、を更に有し、前記波形は前記溶接システムの波形発生器によって生成される、請求項1乃至5の何れか一項に記載の方法。
- 前記ブランキング期間は、少なくとも次のパルス周期の予期される短絡期間に対して、時間的に長く且つ時間的に重ねられる、請求項1乃至6の何れか一項に記載の方法。
- 前記追跡は、前記パルスアーク溶接プロセスのパルス周期中の短絡の発生及び/又は該短絡の消滅を検出することに基づく、請求項1乃至7の何れか一項に記載の方法。
- パルスアーク溶接プロセスにおいてスパッタを抑制するシステムであって、
当該システムはコントローラを有し、
前記コントローラは、
溶接システムのパルスアーク溶接プロセスのパルス周期中の短絡期間の発生時間を追跡し、
該追跡に基づき、前記パルスアーク溶接プロセスの少なくとも次のパルス周期の短絡期間の時間的位置を推定し、且つ
該推定に基づき、少なくとも次のパルス周期のブランキング期間を決定する
ように構成される
システム。 - 前記コントローラは更に、前記ブランキング期間に基づき、少なくとも次のパルス周期のブランキング信号を生成するように構成される、請求項9に記載のシステム。
- 当該システムは更に、前記溶接システムの溶接回路経路内に配置され且つ前記コントローラに動作的に接続されるスイッチングモジュールを有し、前記スイッチングモジュールは、前記ブランキング信号に応答して、前記ブランキング期間中に前記溶接システムの前記溶接回路経路の抵抗を増大させて、前記ブランキング期間中に前記溶接回路経路を流れる溶接電流を低減するように構成される、請求項10に記載のシステム。
-
前記スイッチングモジュールは電気スイッチと抵抗路とを並列に含む、請求項11に記載のシステム。 - 前記コントローラは更に、前記ブランキング期間中に前記溶接プロセスの波形の一部を変更することによって、少なくとも次のパルス周期の前記ブランキング期間中に前記溶接システムの溶接回路経路を流れる溶接電流を低減させるように、前記溶接システムの波形発生器に命令するように構成される、請求項9乃至12の何れか一項に記載のシステム。
- 前記ブランキング期間は、少なくとも次のパルス周期の予期される短絡期間に対して、時間的に長く且つ時間的に重なる、請求項9乃至13の何れか一項に記載のシステム。
- 前記コントローラは更に、前記パルスアーク溶接プロセスのパルス周期中の短絡の発生及び/又は該短絡の消滅を検出するように構成される、請求項9乃至14の何れか一項に記載のシステム。
- パルスアーク溶接プロセスにおいてスパッタを抑制する、請求項1乃至8の何れか一項に記載の方法であって、
溶接システムのコントローラを用いて、パルスアーク溶接プロセスのパルス周期中の、ワークピースと前進する溶接棒との間の短絡を検出し、
前記短絡を検出したことに応答して、第1の期間、前記溶接システムの溶接回路経路の抵抗を増大させて、該溶接回路経路を流れる溶接電流を低減させ、
前記第1の期間の直後の第2の期間、前記溶接システムの前記溶接回路経路の前記抵抗を低減させて、前記溶接回路経路を流れる前記溶接電流を増大させ、且つ
前記第2の期間の直後の第3の期間、前記短絡の消滅を予期して、前記溶接システムの前記溶接回路経路の前記抵抗を増大させて、前記溶接回路経路を流れる前記溶接電流を低減させる、
ことを有する方法。 - 前記抵抗を増大させることは、前記溶接回路経路内に配置されたスイッチングモジュールの電気スイッチを開くことを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記抵抗を低減させることは、前記溶接回路経路内に配置されたスイッチングモジュールの電気スイッチを閉じることを含む、請求項16又は17に記載の方法。
- 前記短絡が消滅したことを検出することを更に有する請求項16乃至18の何れか一項に記載の方法。
- 前記短絡が消滅したことの検出に応答して、前記溶接システムの前記溶接回路経路の前記抵抗を低減させること、を更に有する請求項19に記載の方法。
- パルスアーク溶接プロセスにおいてスパッタを抑制する、請求項1乃至8の何れか一項に記載の方法であって、
溶接システムのコントローラを用いて、パルスアーク溶接プロセスのパルス周期中の、ワークピースと前進するワイヤ電極との間の短絡を検出し、
前記短絡を検出したことに応答して、決定された期間のうちの少なくとも一部にわたって前記溶接システムの溶接回路経路の電流を低減させ、ここで、前記パルスアーク溶接プロセスの大部分のパルス周期において、前記決定された期間は、前記溶接回路経路の前記電流を先ず増大させる必要なく前記短絡が消滅することが可能な長さの期間である、
ことを有する方法。 - 前記電流を低減させることは、前記溶接回路経路の抵抗を増大させることを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記抵抗を増大させることは、前記溶接回路経路内に配置されたスイッチングモジュールの電気スイッチを開くことを含み、前記スイッチングモジュールは前記電気スイッチを抵抗路と並列に含む、請求項22に記載の方法。
- 前記短絡が消滅していない場合に、前記決定された期間の直後に前記溶接システムの前記溶接回路経路の前記電流を増大させること、を更に有する請求項21乃至23の何れか一項に記載の方法。
- 前記電流を増大させることは、前記溶接回路経路の抵抗を低減させることを含む、請求項24に記載の方法。
- 抵抗を低減させることは、前記溶接回路経路内に配置されたスイッチングモジュールの電気スイッチを閉じることを含み、前記スイッチングモジュールは前記電気スイッチを抵抗路と並列に含む、請求項25に記載の方法。
- 前記電極と前記ワークピースとの間の前記短絡を検出したことに応答して、前記前進するワイヤ電極の速度を遅くすること、を更に有する請求項21乃至26の何れか一項に記載の方法。
- 前記前進するワイヤ電極の速度を遅くすることは、前記ワイヤ電極を前進させるワイヤフィーダのモータをオフに切り換えて該モータに制動をかけることを含み、前記制動は好ましくは機械的制動又は電気的制動の一方である、請求項27に記載の方法。
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