本發(fā)明涉及電弧焊接方法，進(jìn)行將焊絲的進(jìn)給速度交替切換為正向進(jìn)給期間和反向進(jìn)給期間的正反向進(jìn)給控制來使短路期間和電弧期間產(chǎn)生，從而進(jìn)行焊接。

背景技術(shù)：

在一般的消耗電極式電弧焊接中，將作為消耗電極的焊絲以恒定速度進(jìn)給，使焊絲與母材之間產(chǎn)生電弧來進(jìn)行焊接。在消耗電極式電弧焊接中，焊絲和母材多成為交替重復(fù)短路期間和電弧期間的焊接狀態(tài)。

為了進(jìn)一步提升焊接品質(zhì)，提出周期性重復(fù)焊絲正向進(jìn)給和反向進(jìn)給來進(jìn)行焊接的方法(參考專利文獻(xiàn)1、2)。

在專利文獻(xiàn)1的發(fā)明中，設(shè)定與焊接電流設(shè)定值相應(yīng)的進(jìn)給速度的平均值，將焊絲的正向進(jìn)給和反向進(jìn)給的頻率以及振幅設(shè)為與焊接電流設(shè)定值相應(yīng)的值。

專利文獻(xiàn)2的發(fā)明是一種電弧焊接控制方法，從指示焊接開始而焊接電流開始通電的時(shí)間點(diǎn)起以給定的頻率和振幅在周期性重復(fù)正向進(jìn)給和反向進(jìn)給的焊絲進(jìn)給速度下進(jìn)行焊絲的進(jìn)給，之后將焊絲進(jìn)給速度切換成恒定速度來進(jìn)行焊接。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第5201266號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本專利第4807479號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

如上述那樣，在穩(wěn)態(tài)焊接期間中，通過在給定的正向進(jìn)給期間和給定的反向進(jìn)給期間交替切換進(jìn)給速度來進(jìn)行焊接，能進(jìn)行穩(wěn)定的焊接。但在從焊接開始時(shí)到收斂至穩(wěn)態(tài)焊接期間的過渡焊接期間中，若進(jìn)行與穩(wěn)態(tài)焊接期間相同的正反向進(jìn)給控制，就會(huì)有焊接狀態(tài)變得不穩(wěn)定的問題。

為此在本發(fā)明中，目的在于，提供能在交替切換進(jìn)給速度的正向進(jìn)給期間和反向進(jìn)給期間的焊接中使從焊接開始時(shí)到收斂至穩(wěn)態(tài)焊接期間的過渡焊接期間中的焊接狀態(tài)穩(wěn)定化的電弧焊接控制方法。

用于解決課題的手段

為了解決上述的課題，本發(fā)明的電弧焊接控制方法進(jìn)行將焊絲的進(jìn)給速度交替切換為正向進(jìn)給期間和反向進(jìn)給期間的正反向進(jìn)給控制來使短路期間和電弧期間產(chǎn)生，從而進(jìn)行焊接，該電弧焊接控制方法的特征在于，在焊接開始時(shí)將焊絲正向進(jìn)給，在從焊絲與母材接觸而焊接電流開始通電的時(shí)間點(diǎn)到收斂至穩(wěn)態(tài)焊接期間為止的過渡焊接期間中使所述正向進(jìn)給持續(xù)，所述過渡焊接期間在所述短路期間結(jié)束，在所述過渡焊接期間的結(jié)束后，從所述反向進(jìn)給期間開始所述正反向進(jìn)給控制。

本發(fā)明的電弧焊接控制方法特征在于，將所述過渡焊接期間設(shè)為從所述焊接電流開始通電的時(shí)間點(diǎn)到經(jīng)過給定期間后的最初的所述短路期間中的時(shí)間點(diǎn)為止的期間。

本發(fā)明的電弧焊接控制方法特征在于，將所述過渡焊接期間設(shè)為從所述焊接電流開始通電的時(shí)間點(diǎn)到給定次數(shù)的所述短路期間結(jié)束后的最初的所述短路期間中的時(shí)間點(diǎn)為止的期間。

本發(fā)明的電弧焊接控制方法特征在于，將所述過渡焊接期間設(shè)為從所述焊接電流開始通電的時(shí)間點(diǎn)到焊炬開始移動(dòng)后的最初的所述短路期間中的時(shí)間點(diǎn)為止的期間。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，在過渡焊接期間中，能通過將焊絲正向進(jìn)給來在穩(wěn)定的狀態(tài)下形成熔池。由于若形成熔池，就在短路期間中從反向進(jìn)給期間開始正反向進(jìn)給控制，因此能平滑移轉(zhuǎn)到穩(wěn)態(tài)焊接期間。

附圖說明

圖1是用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的電弧焊接控制方法的焊接電源的框圖。

圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的電弧焊接控制方法的圖1的焊接電源中的焊接開始時(shí)的各信號(hào)的時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

以下參考附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

[實(shí)施方式1]

圖1是用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的電弧焊接控制方法的焊接電源的框圖。以下參考圖1來說明各方塊。

電源主電路PM將3相200V等商用電源(圖示省略)作為輸入，按照后述的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dv進(jìn)行基于逆變器控制等的輸出控制，將輸出電壓E輸出。該電源主電路PM雖圖示省略，但具備對(duì)商用電源進(jìn)行整流的1次整流器、將整流過的直流平滑的平滑電容器、將平滑過的直流變換成高頻交流的由上述的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dv驅(qū)動(dòng)的逆變器電路、將高頻交流降壓到適于焊接的電壓值的高頻變壓器、和將降壓的高頻交流整流成直流的2次整流器。

電抗器WL對(duì)上述的輸出電壓E進(jìn)行平滑。該電抗器WL的電感值例如為200μH。

進(jìn)給電動(dòng)機(jī)WM將后述的進(jìn)給控制信號(hào)Fc作為輸入，周期性重復(fù)正向進(jìn)給和反向進(jìn)給來將焊絲1以進(jìn)給速度Fw進(jìn)給。在進(jìn)給電動(dòng)機(jī)WM中使用過渡響應(yīng)性快的電動(dòng)機(jī)。為了加快焊絲1的進(jìn)給速度Fw的變化率以及進(jìn)給方向的翻轉(zhuǎn)，存在進(jìn)給電動(dòng)機(jī)WM設(shè)置在焊炬4的前端的附近的情況。另外，還有使用2個(gè)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)WM而做出推挽方式的進(jìn)給系統(tǒng)的情況。

焊絲1通過與上述的進(jìn)給電動(dòng)機(jī)WM結(jié)合的進(jìn)給輥5的旋轉(zhuǎn)而在焊炬4內(nèi)被進(jìn)給，在與母材2之間產(chǎn)生電弧3。在焊炬4內(nèi)的供電嘴(圖示省略)與母材2之間施加焊接電壓Vw，通電焊接電流Iw。

焊炬移動(dòng)裝置MD搭載焊炬4并使其移動(dòng)，輸出焊炬移動(dòng)信號(hào)Md，其在移動(dòng)中成為高電平，在停止中成為低電平。該焊炬移動(dòng)裝置MD是機(jī)器人裝置、自動(dòng)平板車等。

輸出電壓設(shè)定電路ER輸出預(yù)先確定的輸出電壓設(shè)定信號(hào)Er。輸出電壓檢測(cè)電路ED檢測(cè)上述的輸出電壓E，進(jìn)行平滑，將輸出電壓檢測(cè)信號(hào)Ed輸出。

電壓誤差放大電路EV將上述的輸出電壓設(shè)定信號(hào)Er以及上述的輸出電壓檢測(cè)信號(hào)Ed作為輸入，將輸出電壓設(shè)定信號(hào)Er(+)與輸出電壓檢測(cè)信號(hào)Ed(-)的誤差放大，輸出電壓誤差放大信號(hào)Ev。通過該電路對(duì)焊接電源進(jìn)行恒電壓控制。

熱起動(dòng)電流設(shè)定電路IHR輸出預(yù)先確定的熱起動(dòng)電流設(shè)定信號(hào)Ihr。電流檢測(cè)電路ID檢測(cè)上述的焊接電流Iw，輸出電流檢測(cè)信號(hào)Id。

電流誤差放大電路EI將上述的熱起動(dòng)電流設(shè)定信號(hào)Ihr以及上述的電流檢測(cè)信號(hào)Id作為輸入，將熱起動(dòng)電流設(shè)定信號(hào)Ihr(+)與電流檢測(cè)信號(hào)Id(-)的誤差放大，輸出電流誤差放大信號(hào)Ei。通過該電路，在熱起動(dòng)電流通電的期間(熱起動(dòng)期間)中，焊接電源被進(jìn)行恒電流控制。

電流通電判別電路CD將上述的電流檢測(cè)信號(hào)Id作為輸入，在該值為閾值(10A程度)以上時(shí)判別為焊接電流Iw通電，輸出成為高電平的電流通電判別信號(hào)Cd。

電源特性切換電路SW將上述的電流誤差放大信號(hào)Ei、上述的電壓誤差放大信號(hào)Ev以及上述的電流通電判別信號(hào)Cd作為輸入，從電流通電判別信號(hào)Cd變化為高電平(通電)的時(shí)間點(diǎn)起在預(yù)先確定的熱起動(dòng)期間中，輸出電流誤差放大信號(hào)Ei作為誤差放大信號(hào)Ea，在這以外的期間中，輸出電壓誤差放大信號(hào)Ev作為誤差放大信號(hào)Ea。

電壓檢測(cè)電路VD檢測(cè)上述的焊接電壓Vw，輸出電壓檢測(cè)信號(hào)Vd。短路判別電路SD將上述的電壓檢測(cè)信號(hào)Vd作為輸入，在該值不足短路判別值(10V程度)時(shí)，判別為是短路期間而輸出成為高電平的短路判別信號(hào)Sd，在該值為上述短路判別值以上時(shí)，判別為是電弧期間而輸出成為低電平的短路判別信號(hào)Sd。

焊接開始電路ST在啟動(dòng)焊接電源時(shí)輸出成為高電平的焊接開始信號(hào)St。該焊接開始電路ST相當(dāng)于焊炬4的啟動(dòng)開關(guān)、控制焊接工序的PLC、機(jī)器人控制裝置等。

驅(qū)動(dòng)電路DV將上述的誤差放大信號(hào)Ea以及上述的焊接開始信號(hào)St作為輸入，在焊接開始信號(hào)St為高電平(焊接開始)時(shí)，基于誤差放大信號(hào)Ea進(jìn)行PWM調(diào)制控制，輸出用于驅(qū)動(dòng)上述的電源主電路PM內(nèi)的逆變器電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dv。

過渡焊接期間計(jì)時(shí)器電路STK，將上述的電流通電判別信號(hào)Cd、上述的短路判別信號(hào)Sd以及上述的焊炬移動(dòng)信號(hào)Md作為輸入，從以下的1)～3)中選擇1個(gè)進(jìn)行處理，輸出過渡焊接期間計(jì)時(shí)器信號(hào)Stk。

1)輸出過渡焊接期間計(jì)時(shí)器信號(hào)Stk，其在電流通電判別信號(hào)Cd變化為高電平(通電)的時(shí)間點(diǎn)被置位成高電平，在這以后經(jīng)過給定期間的時(shí)間點(diǎn)被重置成低電平。

2)輸出過渡焊接期間計(jì)時(shí)器信號(hào)Stk，其在電流通電判別信號(hào)Cd變化為高電平(通電)的時(shí)間點(diǎn)被置位成高電平，在這以后短路判別信號(hào)Sd為給定次數(shù)的高電平(短路)的期間結(jié)束的時(shí)間點(diǎn)被重置成低電平。

3)輸出過渡焊接期間計(jì)時(shí)器信號(hào)Stk，其在電流通電判別信號(hào)Cd變化為高電平(通電)的時(shí)間點(diǎn)被置位成高電平，在這以后焊炬移動(dòng)信號(hào)Md變化為高電平(移動(dòng))的時(shí)間點(diǎn)被重置成低電平。

平均進(jìn)給速度設(shè)定電路FAR輸出預(yù)先確定的平均進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Far。周期設(shè)定電路TFR輸出預(yù)先確定的周期設(shè)定信號(hào)Tfr。振幅設(shè)定電路WFR輸出預(yù)先確定的振幅設(shè)定信號(hào)Wfr。

穩(wěn)態(tài)焊接期間進(jìn)給速度設(shè)定電路FCR將上述的平均進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Far、上述的周期設(shè)定信號(hào)Tfr以及上述的振幅設(shè)定信號(hào)Wfr作為輸入，輸出穩(wěn)態(tài)焊接期間進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fcr，其成為使以根據(jù)振幅設(shè)定信號(hào)Wfr確定的振幅Wf以及根據(jù)周期設(shè)定信號(hào)Tfr確定的周期Tf按照正負(fù)對(duì)稱形狀地變化的預(yù)先確定的梯形波向正向進(jìn)給側(cè)移位平均進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Far的值的波形。關(guān)于該穩(wěn)態(tài)焊接期間進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fcr的詳細(xì)，在圖2中后述。

進(jìn)給速度設(shè)定電路FR將上述的平均進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Far、上述的穩(wěn)態(tài)焊接期間進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fcr、上述的焊接開始信號(hào)St、上述的電流通電判別信號(hào)Cd、上述的過渡焊接期間計(jì)時(shí)器信號(hào)Stk以及上述的短路判別信號(hào)Sd作為輸入，進(jìn)行以下的處理，輸出進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr。

1)若焊接開始信號(hào)St成為高電平(焊接開始)，則輸出從0切換到預(yù)先確定的減速速度的進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr。在Fr＝0時(shí)停止焊絲1的進(jìn)給。

2)若電流通電判別信號(hào)Cd成為高電平(通電)，則輸出進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr，其從上述的減速速度起在預(yù)先確定的加速期間中加速，若達(dá)到平均進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Far則維持該值。

3)若過渡焊接期間計(jì)時(shí)器信號(hào)Stk變化為低電平，之后短路判別信號(hào)Sd成為高電平(短路)，則輸出從反向進(jìn)給期間開始的穩(wěn)態(tài)焊接期間進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fcr作為進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr。在此，上述的加速期間是過渡焊接期間計(jì)時(shí)器信號(hào)Stk為高電平的期間以下的期間。另外，從電流通電判別信號(hào)Cd變化為高電平的時(shí)間點(diǎn)到過渡焊接期間計(jì)時(shí)器信號(hào)Stk變化為低電平、之后短路判別信號(hào)Sd變化為高電平的時(shí)間點(diǎn)的期間成為過渡焊接期間Tk。

進(jìn)給控制電路FC將上述的進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr作為輸入，將用于以相當(dāng)于進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr的值的進(jìn)給速度Fw進(jìn)給焊絲1的進(jìn)給控制信號(hào)Fc輸出到上述的進(jìn)給電動(dòng)機(jī)WM。

圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的電弧焊接控制方法的圖1的焊接電源中的焊接開始時(shí)的各信號(hào)的時(shí)序圖。圖2(A)表示焊接開始信號(hào)St的時(shí)間變化，圖2(B)表示進(jìn)給速度Fw的時(shí)間變化，圖2(C)表示焊接電流Iw的時(shí)間變化，圖2(D)表示焊接電壓Vw的時(shí)間變化，圖2(E)表示電流通電判別信號(hào)Cd的時(shí)間變化，圖2(F)表示短路判別信號(hào)Sd的時(shí)間變化，圖2(G)表示過渡焊接期間計(jì)時(shí)器信號(hào)Stk的時(shí)間變化。以下參考圖2來說明焊接開始時(shí)的各信號(hào)的動(dòng)作。

如圖2(B)所示那樣，進(jìn)給速度Fw的0的上側(cè)成為正向進(jìn)給期間，下側(cè)成為反向進(jìn)給期間。所謂正向進(jìn)給，是指將焊絲1向靠近母材2的方向進(jìn)給，所謂反向進(jìn)給，是指將焊絲1向從母材2背離的方向進(jìn)給。穩(wěn)態(tài)焊接期間中的進(jìn)給速度Fw成為梯形波狀地變化、向正向進(jìn)給側(cè)移位的波形。為此，進(jìn)給速度Fw的平均值成為正的值，焊絲1平均進(jìn)行正向進(jìn)給。

圖2(B)所示的進(jìn)給速度Fw被控制在從圖1的進(jìn)給速度設(shè)定電路FR輸出的進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr的值。穩(wěn)態(tài)焊接期間中的進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr成為：使以根據(jù)振幅設(shè)定信號(hào)Wfr確定的振幅Wf以及根據(jù)周期設(shè)定信號(hào)Tfr確定的周期Tf正負(fù)對(duì)稱形狀地變化的預(yù)先確定的梯形波向正向進(jìn)給側(cè)移位平均進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Far的值的波形。為此如2(B)所示那樣，穩(wěn)態(tài)焊接期間中的進(jìn)給速度Fw成為：以根據(jù)平均進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Far確定的以虛線示出的平均進(jìn)給速度Fa作為基準(zhǔn)線，上下成為對(duì)稱的以振幅Wf以及周期Tf預(yù)先確定的梯形波狀的進(jìn)給速度圖案。即，從基準(zhǔn)線起上側(cè)的振幅和下側(cè)的振幅成為相同值，基準(zhǔn)線的上側(cè)的期間和下側(cè)的期間成為相同值。

在此，若以0為基準(zhǔn)線來觀察穩(wěn)態(tài)焊接期間中的進(jìn)給速度Fw的梯形波，則如圖2(B)所示那樣，時(shí)刻t8～t12的穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給期間，分別由給定的穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給加速期間、穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給峰頂期間、穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給峰值以及穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給減速期間形成，時(shí)刻t12～t16的穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給期間分別由給定的穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給加速期間、穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給峰頂期間、穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給峰值以及穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給減速期間形成。

若在時(shí)刻t1焊接開始信號(hào)St變化為高電平(焊接開始)，則如圖2(B)所示那樣，進(jìn)給速度Fw從0變化到預(yù)先確定的正的值的減速速度，焊絲1被正向進(jìn)給。該減速速度被設(shè)定為1m/min程度的小的值。同時(shí)，由于在時(shí)刻t1啟動(dòng)焊接電源，因此如圖2(D)所示那樣，焊接電壓Vw成為最大輸出電壓值的無負(fù)載電壓值。

若在時(shí)刻t2因上述的正向進(jìn)給而焊絲1與母材2接觸(短路)，則如圖2(D)所示那樣，焊接電壓Vw急減到數(shù)V的短路電壓值，焊接電壓Vw的值變得不足預(yù)先確定的短路判別值(10V程度)，因此如圖2(F)所示那樣短路判別信號(hào)Sd變化為高電平(短路)。同時(shí)，在時(shí)刻t2，如圖2(C)所示那樣，預(yù)先確定的熱起動(dòng)電流值(200～500A程度)的焊接電流Iw開始通電，如圖2(E)所示那樣，電流通電判別信號(hào)Cd變化為高電平(通電)。對(duì)此做出響應(yīng)，如圖2(G)所示那樣，過渡焊接期間計(jì)時(shí)器信號(hào)Stk變化為高電平，如后述那樣在時(shí)刻t7回到低電平。然后如后述那樣，到過渡焊接期間計(jì)時(shí)器信號(hào)Stk變化為低電平后最初發(fā)生短路為止的時(shí)刻t2～t8的期間成為過渡焊接期間Tk。上述的熱起動(dòng)電流在時(shí)刻t2～t4的預(yù)先確定的熱起動(dòng)期間中通電。

如圖2(B)所示那樣，進(jìn)給速度Fw從時(shí)刻t2起在預(yù)先確定的加速期間中加速，若在時(shí)刻t61達(dá)到平均進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Far的值，則維持該值直到過渡焊接期間Tk結(jié)束的時(shí)刻t8為止。

若在時(shí)刻t3因上述的熱起動(dòng)電流的通電而產(chǎn)生電弧3，則如圖2(D)所示那樣，焊接電壓Vw急增到數(shù)十V的電弧電壓值，對(duì)此做出響應(yīng)，如圖2(F)所示那樣，短路判別信號(hào)Sd變化為低電平(電弧)。若在時(shí)刻t3起的電弧期間中的時(shí)刻t4結(jié)束上述的熱起動(dòng)期間，則如圖2(C)所示那樣，焊接電流Iw從熱起動(dòng)電流減少到按照電弧負(fù)荷確定的電流。

若在時(shí)刻t5發(fā)生短路，則如圖2(D)所示那樣，焊接電壓Vw急減到數(shù)V的短路電壓值，對(duì)此做出響應(yīng)，如圖2(F)所示那樣，短路判別信號(hào)Sd變化為高電平(短路)。如圖2(C)所示那樣，焊接電流Iw在短路期間中逐漸增加。

若在時(shí)刻t6產(chǎn)生電弧，則如圖2(D)所示那樣，焊接電壓Vw急增到數(shù)十V的電弧電壓值，對(duì)此做出響應(yīng)，如圖2(F)所示那樣，短路判別信號(hào)Sd變化為低電平(電弧)。如圖2(C)所示那樣，焊接電流Iw在時(shí)刻t6～t8的電弧期間中逐漸減少。

在時(shí)刻t7，如圖2(G)所示那樣，過渡焊接期間計(jì)時(shí)器信號(hào)Stk變化為低電平。過渡焊接期間計(jì)時(shí)器信號(hào)Stk變化為低電平的定時(shí)如上述那樣，是從在時(shí)刻t2電流通電判別信號(hào)Cd變化為高電平(通電)的時(shí)間點(diǎn)起經(jīng)過給定期間的時(shí)間點(diǎn)的時(shí)刻t7。另外，也可以將過渡焊接期間計(jì)時(shí)器信號(hào)Stk變化為低電平的定時(shí)設(shè)為短路判別信號(hào)Sd為給定次數(shù)的高電平(短路)的期間結(jié)束的時(shí)間點(diǎn)。進(jìn)而，也可以將過渡焊接期間計(jì)時(shí)器信號(hào)Stk變化為低電平的定時(shí)設(shè)為焊炬移動(dòng)信號(hào)Md變化為高電平(移動(dòng))的時(shí)間點(diǎn)。

在時(shí)刻t7過渡焊接期間計(jì)時(shí)器信號(hào)Stk變化為低電平后的最初的短路在時(shí)刻t8發(fā)生。時(shí)刻t2～t8的期間成為過渡焊接期間Tk。也可以將過渡焊接期間Tk的結(jié)束定時(shí)設(shè)為從在時(shí)刻t8發(fā)生短路起經(jīng)過預(yù)先確定的延遲期間的短路期間中的時(shí)間點(diǎn)。該延遲期間是直到短路狀態(tài)成為穩(wěn)定的狀態(tài)為止的期間，被設(shè)定為0.5～3ms程度。

上述的過渡焊接期間Tk，被設(shè)定為直到形成與穩(wěn)態(tài)焊接期間相同程度的尺寸的熔池為止的期間。根據(jù)焊接電流Iw的通電開始起經(jīng)過了給定期間、給定次數(shù)的短路期間結(jié)束或焊炬開始移動(dòng)，來判別形成了與穩(wěn)態(tài)焊接期間相同程度的尺寸的熔池。過渡焊接期間Tk成為50～1000ms程度的范圍。在圖2中，描繪了在過渡焊接期間Tk中發(fā)生2次短路的情況，但實(shí)際上發(fā)生5～100次短路。

若在時(shí)刻t8結(jié)束過渡焊接期間Tk而進(jìn)入到穩(wěn)態(tài)焊接期間，則開始焊絲1的正反向進(jìn)給控制。

[時(shí)刻t8～t12的第1次穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給期間的動(dòng)作]

在時(shí)刻t8，如2(B)所示那樣，進(jìn)給速度Fw從平均進(jìn)給速度Fa下的正向進(jìn)給狀態(tài)切換到反向進(jìn)給狀態(tài)。時(shí)刻t8～t9的期間成為穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給加速期間，從0加速到穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給峰值。由于該期間中是短路期間中，因此如圖2(F)所示那樣，短路判別信號(hào)Sd成為高電平(短路)。

若在時(shí)刻t9結(jié)束穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給加速期間，則如圖2(B)所示那樣，進(jìn)給速度Fw進(jìn)入到時(shí)刻t9～t11的穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給峰頂期間，成為上述的穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給峰值。在該期間中的時(shí)刻t10，因反向進(jìn)給以及焊接電流Iw的通電所引起的收縮力而再次產(chǎn)生電弧3。對(duì)此做出響應(yīng)，如圖2(D)所示那樣，焊接電壓Vw急增到數(shù)十V的電弧電壓值，如圖2(F)所示那樣，短路判別信號(hào)Sd變化為低電平(電弧)。如圖2(C)所示那樣，焊接電流Iw在這以后逐漸減少。

若在時(shí)刻t11結(jié)束穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給峰頂期間，則如圖2(B)所示那樣進(jìn)入到時(shí)刻t11～t12的穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給減速期間，從上述的穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給峰值減速到0。

[時(shí)刻t12～t16的第1次穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給期間的動(dòng)作]

如圖2(B)所示那樣，進(jìn)給速度Fw進(jìn)入到時(shí)刻t12～t13的穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給加速期間，從0加速到穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給峰值。該期間中保持電弧期間不變。

若在時(shí)刻t13結(jié)束穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給加速期間，則如圖2(B)所示那樣，進(jìn)給速度Fw進(jìn)入到時(shí)刻t13～t15的穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給峰頂期間，成為上述的穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給峰值。在該期間中的時(shí)刻t14因正向進(jìn)給而發(fā)生短路。對(duì)此做出響應(yīng)，如圖2(D)所示那樣，焊接電壓Vw急減到數(shù)V的短路電壓值，如圖2(F)所示那樣，短路判別信號(hào)Sd變化到高電平(短路)。如圖2(C)所示那樣，焊接電流Iw在這以后逐漸增加。

若在時(shí)刻t15結(jié)束穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給峰頂期間，則如圖2(B)所示那樣進(jìn)入到時(shí)刻t15～t16的穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給減速期間，從上述的穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給峰值減速到0。

這以后的穩(wěn)態(tài)焊接期間中重復(fù)上述的穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給期間以及上述的穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給期間的動(dòng)作。若如上述那樣進(jìn)入到穩(wěn)態(tài)焊接期間，則短路在穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給峰頂期間中發(fā)生，電弧在穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給峰頂期間中產(chǎn)生。其結(jié)果，短路期間和電弧期間的周期、與進(jìn)給速度Fw的正向進(jìn)給期間和反向進(jìn)給期間的周期成為同步狀態(tài)。即，能通過設(shè)定進(jìn)給速度Fw的周期Tf來將短路期間和電弧期間的周期控制在所期望值，能進(jìn)行穩(wěn)定的焊接。

以下示出穩(wěn)態(tài)焊接期間中的進(jìn)給速度Fw的梯形波的數(shù)值例。

若設(shè)定為周期Tf＝10ms、振幅Wf＝60m/min、平均進(jìn)給速度Fa＝5m/min、半周期的各傾斜期間＝1.2ms、峰頂期間＝2.6ms、峰值＝30m/min的梯形波，則成為使該梯形波向正向進(jìn)給側(cè)移位了平均進(jìn)給速度Fa＝5m/min的波形。平均焊接電流成為約250A。該情況下的各波形參數(shù)成為以下那樣。

穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給期間＝4.6ms、穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給加速期間＝1.0ms、穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給峰頂期間＝2.6ms、穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給峰值＝-25m/min、穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進(jìn)給減速期間＝1.0ms

穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給期間＝5.4ms、穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給加速期間＝1.4ms、穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給峰頂期間＝2.6ms、穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給峰值＝35m/min、穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進(jìn)給減速期間＝1.4ms

在上述中說明了穩(wěn)態(tài)焊接期間中的進(jìn)給速度Fw的波形為梯形波的情況，但只要是正弦波、三角波等周期性重復(fù)的波形即可。

在上述的實(shí)施方式1中，在到收斂至穩(wěn)態(tài)焊接期間為止的過渡焊接期間中，將進(jìn)給速度與通常焊接同樣地設(shè)為正向進(jìn)給狀態(tài)，在穩(wěn)態(tài)焊接期間中，對(duì)進(jìn)給速度進(jìn)行交替切換為給定的正向進(jìn)給期間和給定的反向進(jìn)給期間的正反向進(jìn)給控制。若在未充分形成熔池的過渡焊接期間中如穩(wěn)態(tài)焊接期間那樣交替切換給定的正向進(jìn)給期間和給定的反向進(jìn)給期間，則焊接狀態(tài)易于變得不穩(wěn)定。為此在本實(shí)施方式中，在到形成熔池為止的過渡焊接期間中，將進(jìn)給速度設(shè)為正向進(jìn)給狀態(tài)，在形成熔池后切換到正反向進(jìn)給控制，由此能使焊接開始時(shí)的過渡焊接期間中的焊接狀態(tài)穩(wěn)定化。

在上述的實(shí)施方式1中，通過在短路期間中開始反向進(jìn)給期間起的正反向進(jìn)給控制，來進(jìn)行從過渡焊接期間向穩(wěn)態(tài)焊接期間的進(jìn)給控制的切換。若在電弧期間中開始正反向進(jìn)給控制，則焊接狀態(tài)易于變得不穩(wěn)定。為此在本實(shí)施方式中，通過在短路期間中從反向進(jìn)給期間開始正反向進(jìn)給控制，能平滑地進(jìn)行切換。

根據(jù)上述的實(shí)施方式1，在焊接開始時(shí)將焊絲正向進(jìn)給，在從焊絲與母材接觸而焊接電流開始通電的時(shí)間點(diǎn)到收斂至穩(wěn)態(tài)焊接期間的過渡焊接期間中使正向進(jìn)給持續(xù)，過渡焊接期間在短路期間結(jié)束，在過渡焊接期間的結(jié)束后從反向進(jìn)給期間開始所述正反向進(jìn)給控制。由此在本實(shí)施方式中，在過渡焊接期間中，能通過將焊絲正向進(jìn)給來在穩(wěn)定的狀態(tài)下形成熔池。由于若形成熔池，就在短路期間中從反向進(jìn)給期間開始正反向進(jìn)給控制，因此能平滑移轉(zhuǎn)到穩(wěn)態(tài)焊接期間。

產(chǎn)業(yè)上的利用可能性

根據(jù)本發(fā)明，在交替切換進(jìn)給速度的正向進(jìn)給期間和反向進(jìn)給期間的焊接中，能使從焊接開始時(shí)到收斂到穩(wěn)態(tài)焊接期間的過渡焊接期間中的焊接狀態(tài)穩(wěn)定化。

以上通過特定的實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于該實(shí)施方式，能在不脫離公開的發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)進(jìn)行種種變更。

本申請(qǐng)基于2014年11月18日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)(特愿2014-233234)，將其內(nèi)容引入于此。

標(biāo)號(hào)的說明

1 焊絲

2 母材

3 電弧

4 焊炬

5 進(jìn)給輥

CD 電流通電判別電路

Cd 電流通電判別信號(hào)

DV 驅(qū)動(dòng)電路

Dv 驅(qū)動(dòng)信號(hào)

E 輸出電壓

Ea 誤差放大信號(hào)

ED 輸出電壓檢測(cè)電路

Ed 輸出電壓檢測(cè)信號(hào)

EI 電流誤差放大電路

Ei 電流誤差放大信號(hào)

ER 輸出電壓設(shè)定電路

Er 輸出電壓設(shè)定信號(hào)

EV 電壓誤差放大電路

Ev 電壓誤差放大信號(hào)

Fa 平均進(jìn)給速度

FAR 平均進(jìn)給速度設(shè)定電路

Far 平均進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)

FC 進(jìn)給控制電路

Fc 進(jìn)給控制信號(hào)

FCR 穩(wěn)態(tài)焊接期間進(jìn)給速度設(shè)定電路

Fcr 穩(wěn)態(tài)焊接期間進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)

FR 進(jìn)給速度設(shè)定電路

Fr 進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)

Fw 進(jìn)給速度

ID 電流檢測(cè)電路

Id 電流檢測(cè)信號(hào)

IHR 熱起動(dòng)電流設(shè)定電路

Ihr 熱起動(dòng)電流設(shè)定信號(hào)

Iw 焊接電流

MD 焊炬移動(dòng)裝置

Md 焊炬移動(dòng)信號(hào)

PM 電源主電路

SD 短路判別電路

Sd 短路判別信號(hào)

ST 焊接開始電路

St 焊接開始信號(hào)

STK 過渡焊接期間計(jì)時(shí)器電路

Stk 過渡焊接期間計(jì)時(shí)器信號(hào)

SW 電源特性切換電路

Tf 周期

TFR 周期設(shè)定電路

Tfr 周期設(shè)定信號(hào)

Tk 過渡焊接期間

VD 電壓檢測(cè)電路

Vd 電壓檢測(cè)信號(hào)

Vw 焊接電壓

Wf 振幅

WFR 振幅設(shè)定電路

Wfr 振幅設(shè)定信號(hào)

WL 電抗器

WM 進(jìn)給電動(dòng)機(jī)