本發(fā)明涉及將焊絲的正向進給期間tp和反向進給期間tn作為1個周期，周期性地重復電弧焊接控制方式中的、熔化極氣體保護電弧焊的控制方法、焊接條件的設定方法、焊接控制裝置、焊接電源、焊接系統(tǒng)、程序、熔化極氣體保護電弧焊方法以及增材制造方法。

背景技術：

1、薄板的焊接被應用于汽車部件等批量生產(chǎn)產(chǎn)品的制造領域，從以縮短焊接時間、節(jié)省人力等為目的的生產(chǎn)系統(tǒng)的最佳化的觀點出發(fā)，使用焊接機器人、自動焊接裝置進行焊接成為主流。在該薄板的焊接中使用的焊接法，使用co2焊接的方法、一般使用了80%ar-20%co2氣體的mag（metal?active?gas：金屬活性氣體）焊接的方法，但任一方法都各有優(yōu)缺點。

2、例如，co2焊接的高速焊接性優(yōu)異，高能效。進而，由于能夠確保穩(wěn)定的熔深，并且難以產(chǎn)生氣孔缺陷，因此具有也能夠應用于鍍鋅鋼板的焊接的優(yōu)點。另一方面，濺射產(chǎn)生較多、或越提高焊接速度則越需要提高焊接電流，其結(jié)果，由于過剩的電弧力的影響，熔深變得更深，因此存在板厚越小，越有可能產(chǎn)生燒穿的缺點。

3、此外，由于mag焊接的濺射少且熔深變小，因此在板厚小的情況下具有能夠抑制燒穿的優(yōu)點，但另一方面，存在高速焊接性差的缺點。mag焊接在提高了焊接速度的情況下，若增大焊接電流，則熔滴過渡方式進入噴射過渡區(qū)域，因此電弧擴展至熔池寬度以上，無法確保足夠的熔深。此外，在鍍鋅鋼板的焊接中，有可能多發(fā)氣孔缺陷。另外，mag焊接有以脈沖電流進行的焊接法（以下也稱為“脈沖mag焊接”），與mag焊接相比，具有能夠進一步減少濺射、熔深也變深這樣的改善點，但無法確保co2焊接那樣的充分的熔深，高速焊接性差。此外，鍍鋅鋼板容易產(chǎn)生氣孔缺陷的缺點與mag焊接相同。

4、這樣，co2焊接和mag焊接各有其優(yōu)點和缺點，但近年來，也有對這些焊接方法應用進給速度控制，來彌補這些焊接方法的缺點的方法。

5、例如，在專利文獻1所記載的技術中，關于脈沖mag焊接，以容易產(chǎn)生燒穿、變形的方面和進行了高速焊接的情況下容易產(chǎn)生咬邊的方面為課題。為了解決該課題，在專利文獻1中公開了：交替地進行正向進給和反向進給，正向進給是在向焊接對象物的方向進行作為自耗電極的焊絲的進給，反向進給是向與正向進給相反的方向進行焊絲的進給，以給定的周期和振幅周期性地進行焊絲的進給，周期性地重復由第一進熱量構(gòu)成的第一熱量輸入期間和由第二進熱量構(gòu)成的第二熱量輸入期間。即，在專利文獻1中公開了如下內(nèi)容：第一熱量輸入期間以及第二熱量輸入期間分別由短路期間和電弧期間構(gòu)成，當在第二熱量輸入期間的短路期間內(nèi)檢測短路開路時，通過使第二熱量輸入期間的短路開路后的焊接電流比第一熱量輸入期間的電弧期間的焊接電流減少來使電弧熄滅，由此維持穩(wěn)定的電弧并實現(xiàn)低熱量輸入化，能夠抑制薄板焊接的燒穿以及提高間隙裕度。

6、在先技術文獻

7、專利文獻

8、專利文獻1：國際公開第2017/169899號

技術實現(xiàn)思路

1、-發(fā)明要解決的課題-

2、然而，專利文獻1所記載的技術并未考慮焊道外觀。對于焊道外觀，焊道的寬度越寬，成為平坦的形狀，在焊接品質(zhì)上可以說越良好，但焊接速度越高速，焊道形狀有越成為凸狀的傾向，特別是，co2焊接的焊道形狀容易成為凸狀。

3、此外，專利文獻1所記載的技術是低熱量輸入，因此熔深小，在鍍鋅鋼板容易產(chǎn)生氣孔缺陷。如上所述，薄板的焊接應用在批量生產(chǎn)產(chǎn)品的制造領域中，要求生產(chǎn)系統(tǒng)的最佳化，因此期望無論母材的種類如何都能夠通用地應用的焊接法。

4、因此，要求即使焊接速度變得高速，也能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的焊道外觀和與狀況相應的最佳的熔深性能的技術。

5、本發(fā)明是鑒于上述的課題而完成的，其目的在于提供一種在薄板的焊接中無論焊接速度如何都能夠得到優(yōu)異的焊道形狀且能夠得到與狀況相應的最佳的熔深性能的熔化極氣體保護電弧焊的控制方法、焊接條件的設定方法、焊接控制裝置、焊接電源、焊接系統(tǒng)、程序、熔化極氣體保護電弧焊方法以及增材制造方法。

6、-用于解決課題的手段-

7、本發(fā)明的上述目的通過熔化極氣體保護電弧焊（gas?metal?arc?welding）的控制方法所涉及的下述[1]的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。

8、[1]一種熔化極氣體保護電弧焊的控制方法，在使用包括30％以上的co2的保護氣體，將薄板作為被焊接材料的情況下的熔化極氣體保護電弧焊中，

9、至少基于焊絲的前端位置或者進給速度信號，將焊接電流至少切換為電流非抑制期間tip或者電流抑制期間tib來進行進給以及焊接電流控制，以使得以正向進給期間tp和反向進給期間tn為1個周期，伴隨這些期間的周期性的切換的同時，所述焊絲的前端朝向母材進行進給，

10、所述熔化極氣體保護電弧焊的控制方法的特征在于，具有：

11、短路時間比率決定步驟，在預先決定的時間內(nèi)包括電弧期間和短路期間的周期有一個以上的情況下，決定所述短路期間相對于所述預先決定的時間的比率；以及

12、焊接條件決定步驟，設定或者修正焊接條件，以使得在所述短路時間比率決定步驟中決定的所述短路期間的比率成為至少預先決定的閾值以下或計算出的閾值以下、或者預先決定的目標值或計算出的目標值。

13、此外，本發(fā)明的上述目的通過焊接條件的設定方法涉及的下述[2]的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。

14、[2]一種焊接條件的設定方法，在使用包括30％以上的co2的保護氣體，將薄板作為被焊接材料的情況下的熔化極氣體保護電弧焊中，

15、用于至少基于焊絲的前端位置或者進給速度信號，將焊接電流至少切換為電流非抑制期間tip或者電流抑制期間tib來進行進給以及焊接電流控制，以使得以正向進給期間tp和反向進給期間tn為1個周期，伴隨這些期間的周期性的切換的同時，所述焊絲的前端朝向母材進行進給，

16、所述焊接條件的設定方法的特征在于，

17、在預先決定的時間內(nèi)包括電弧期間和短路期間的周期有一個以上的情況下，

18、決定所述短路期間相對于所述預先決定的時間的比率，

19、設定焊接條件，以使得所述決定的所述短路期間的比率成為至少預先決定的閾值以下或計算出的閾值以下、或者預先決定的目標值或計算出的目標值。

20、此外，本發(fā)明的上述目的通過焊接控制裝置涉及的下述[3]的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。

21、[3]一種焊接控制裝置，在使用包括30％以上的co2的保護氣體，將薄板作為被焊接材料的情況下的熔化極氣體保護電弧焊中，

22、該焊接控制裝置用于至少基于焊絲的前端位置或者進給速度信號，將焊接電流至少切換為電流非抑制期間tip或者電流抑制期間tib來進行進給以及焊接電流控制，以使得以正向進給期間tp和反向進給期間tn為1個周期，伴隨這些期間的周期性的切換的同時，所述焊絲的前端朝向母材進行進給，

23、所述焊接控制裝置的特征在于，具有：

24、短路時間比率決定單元，在預先決定的時間內(nèi)包括電弧期間和短路期間的周期有一個以上的情況下，決定所述短路期間相對于所述預先決定的時間的比率；以及

25、焊接條件決定單元，設定或者修正焊接條件，以使得所述短路時間比率決定單元所決定的所述短路期間的比率成為至少預先決定的閾值以下或計算出的閾值以下、或者預先決定的目標值或計算出的目標值。

26、此外，本發(fā)明的上述目的通過焊接電源所涉及的下述[4]的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。

27、[4]一種焊接電源，具備[3]所述的焊接控制裝置。

28、此外，本發(fā)明的上述目的通過焊接系統(tǒng)所涉及的下述[5]的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。

29、[5]一種焊接系統(tǒng)，具備[4]所述的焊接電源。

30、此外，本發(fā)明的上述目的通過程序所涉及的下述[6]的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。

31、[6]一種程序，在使用包括30％以上的co2的保護氣體，將薄板作為被焊接材料的情況下的熔化極氣體保護電弧焊中，

32、焊接控制裝置用于至少基于焊絲的前端位置或者進給速度信號，將焊接電流至少切換為電流非抑制期間tip或者電流抑制期間tib來進行進給以及焊接電流控制，以使得以正向進給期間tp和反向進給期間tn為1個周期，伴隨這些期間的周期性的切換的同時，所述焊絲的前端朝向母材進行進給，

33、其特征在于，使至少具備上述焊接控制裝置的焊接系統(tǒng)的計算機執(zhí)行具備如下步驟的功能：

34、短路時間比率決定步驟，在預先決定的時間內(nèi)包括電弧期間和短路期間的周期有一個以上的情況下，所述焊接控制裝置決定所述短路期間相對于所述預先決定的時間的比率；以及

35、焊接條件決定步驟，所述焊接控制裝置設定或者修正焊接條件，以使得在所述短路時間比率決定步驟中決定的所述短路期間的比率成為至少預先決定的閾值以下或計算出的閾值以下、或者預先決定的目標值或計算出的目標值。

36、此外，本發(fā)明的上述目的通過熔化極氣體保護電弧焊方法所涉及的下述[7]的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。

37、[7]一種熔化極氣體保護電弧焊方法，在使用包括30％以上的co2的保護氣體，將薄板作為被焊接材料的情況下的熔化極氣體保護電弧焊中，

38、采用了熔化極氣體保護電弧焊的控制方法，其中至少基于焊絲的前端位置或者進給速度信號，將焊接電流至少切換為電流非抑制期間tip或者電流抑制期間tib來進行進給以及焊接電流控制，以使得以正向進給期間tp和反向進給期間tn為1個周期，伴隨這些期間的周期性的切換的同時，所述焊絲的前端朝向母材進行進給，

39、所述熔化極氣體保護電弧焊方法的特征在于，

40、在預先決定的時間內(nèi)包括電弧期間和短路期間的周期有一個以上的情況下，

41、設定或者修正焊接條件，以使得所述短路期間相對于所述預先決定的時間的比率成為進給速度設定值fw所涉及的下述的式（1）的值以下。

42、0.007×fw+0.249　???式（1）

43、此外，本發(fā)明的上述目的通過增材制造方法所涉及的下述[8]的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。

44、[8]一種增材制造方法，應用了使用包括30％以上的co2的保護氣體、將薄板作為被焊接材料的情況下的熔化極氣體保護電弧焊，

45、采用了熔化極氣體保護電弧焊的控制方法，其中至少基于焊絲的前端位置或者進給速度信號，將焊接電流至少切換為電流非抑制期間tip或者電流抑制期間tib來進行進給以及焊接電流控制，以使得以正向進給期間tp和反向進給期間tn為1個周期，伴隨這些期間的周期性的切換的同時，所述焊絲的前端朝向母材進行進給，

46、所述增材制造方法的特征在于，

47、在預先決定的時間內(nèi)包括電弧期間和短路期間的周期有一個以上的情況下，

48、設定或者修正焊接條件，以使得所述短路期間相對于所述預先決定的時間的比率成為進給速度設定值fw所涉及的下述的式（1）的值以下。

49、0.007×fw+0.249　???式（1）

50、-發(fā)明效果-

51、根據(jù)本發(fā)明，在薄板的焊接中，即使在高速焊接的條件下，焊道形狀也良好，并且也能夠確保與狀況相應的最佳的熔深，因此能夠有助于焊接品質(zhì)的提高和生產(chǎn)系統(tǒng)的最佳化。