專利名稱：電弧焊接控制方法以及電弧焊接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進給作為消耗電極的焊絲的同時交替地產(chǎn)生短路狀態(tài)和電弧狀態(tài)來進行焊接的消耗電極式電弧焊接控制方法以及電弧焊接裝置
背景技術(shù)：
近年來，在焊接業(yè)界內(nèi)，為了提高生產(chǎn)性，對于焊接的高質(zhì)量化的要求變得越來越高。尤其是，要求降低引弧(arc start)時的濺射。由于在引弧時，在母材中形成熔池為止需要時間，所以電弧穩(wěn)定為止需要時間，由此大多情況下濺射物的產(chǎn)生會增加且會附著在母材上。因此，需要用于除去附著的濺射物的后處理，存在焊接生產(chǎn)性降低的情況。此外， 若存在不實施后處理而是以在母材上附著有濺射物的狀態(tài)作為產(chǎn)品輸出的情況，則還存在顯著降低產(chǎn)品價值的情況。作為以往的引弧控制，已知如下的控制在引弧時，通過脈沖控制來供給至少一個脈沖波狀的電流，從而通過脫離并過渡來形成最初在母材中形成的熔池，并在供給脈沖波狀的電流之后，從脈沖焊接控制切換為短路焊接控制。這樣的以往的引弧控制在電弧焊接機器人的手臂的前端搭載進給作為電極的焊絲的焊炬(torch)，并在引弧時提起手臂前端的抬起開始時，進行起動控制。以在該引弧初期母材上沒有熔池的狀態(tài)下，從焊絲前端開始使熔滴脫離并過渡來形成熔池為目的，通過輸出脈沖波狀的電流來降低了濺射的產(chǎn)生(例如，參照專利文獻1)。圖4表示以往的電弧焊接裝置的示意結(jié)構(gòu)。在圖4中，初級側(cè)整流元件3對輸入電源1的輸出進行整流后輸出。開關(guān)元件4通過將來自初級側(cè)整流元件3的直流輸出轉(zhuǎn)換為交流，從而控制焊接輸出。主變壓器2對來自開關(guān)元件4的交流輸出進行轉(zhuǎn)換。主變壓器2的輸出經(jīng)由對主變壓器2的次級側(cè)輸出進行整流的次級側(cè)整流元件6和電抗器 (reactor) 5，作為焊接輸出而被輸出。設(shè)定部35基于由未圖示的輸入部等輸入的設(shè)定電流、設(shè)定電壓、焊絲進給量、保護氣體的種類、焊絲的種類、焊絲直徑、焊接法等設(shè)定條件，例如設(shè)定脈沖電流的大小或脈沖時間等各種參數(shù)并輸出。另外，設(shè)定部35包括用于存儲求出上述參數(shù)的表格或式子的未圖示的存儲部、以及用于進行運算等的未圖示的運算部，通過這些來設(shè)定參數(shù)。焊接電壓檢測部9檢測焊接電壓，焊接電流檢測部8檢測焊接電流。脈沖焊接控制部37以焊接電流檢測部8的輸出、焊接電壓檢測部9的輸出以及設(shè)定部35的輸出作為輸入，輸出用于進行脈沖焊接控制的指令。如后所述，脈沖焊接控制部37進行控制，使得在流過用于產(chǎn)生電弧的引弧電流之后，在規(guī)定時間的期間內(nèi)流過脈沖狀的電流。短路焊接控制部36以焊接電流檢測部8的輸出、焊接電壓檢測部9的輸出以及設(shè)定部35的輸出作為輸入，輸出用于進行短路控制的指令。另外，作為一例，脈沖焊接控制部37和短路焊接控制部36具有如下功能比較焊接電流檢測部8和焊接電壓檢測部9的各自的輸出信號和參數(shù)值(指令值)，使得成為從設(shè)定部35輸入的參數(shù)值(指令值)，并按照與參數(shù)值一致的方式控制焊接電流和焊接電壓。
切換部38以設(shè)定部35的輸出作為輸入，將從脈沖焊接控制切換為短路焊接控制的時刻輸出給驅(qū)動部34。切換部38具有計時功能，能夠?qū)妮斎肓嗽O(shè)定部35的輸出的時刻起經(jīng)過規(guī)定的時間為止的時間進行計時。驅(qū)動部34具有如下功能以短路焊接控制部 36的輸出、脈沖焊接控制部37的輸出以及切換部38的輸出作為輸入，根據(jù)切換部38的輸出而切換向開關(guān)元件4是輸出短路焊接控制部36的輸出還是輸出脈沖焊接控制部37的輸出ο使用


如上所述那樣構(gòu)成的以往的電弧焊接裝置中的引弧控制方法。圖5表示消耗電極電弧焊接進行焊接時的焊絲進給速度、焊接電壓以及焊接電流的波形的一例。在圖5中例示了如下的波形在時刻200指示焊接啟動開始，在時刻201流過電弧產(chǎn)生電流而產(chǎn)生電弧，之后通過脈沖焊接控制而流過兩次脈沖波狀的焊接電流Aw， 然后，在時刻202切換為短路焊接控制。在作為電弧產(chǎn)生時刻的時刻201，基于來自切換部38的輸入，驅(qū)動部34向開關(guān)元件4輸出脈沖焊接控制部37的輸出。此外，在切換部38中，對從檢測出焊接電流Aw的時刻201開始的經(jīng)過時間進行計時。之后，在經(jīng)過預(yù)先設(shè)定的時間的時刻202，從脈沖焊接控制切換為短路焊接控制，所以驅(qū)動部34控制成向開關(guān)元件4輸出短路焊接控制部36的輸
出ο
通過該控制，在區(qū)間203，基于脈沖焊接控制部37的輸出而進行脈沖控制，并使焊絲(未圖示)的前端的熔滴脫離并過渡到母材(未圖示)，其中，上述區(qū)間203是以產(chǎn)生電弧的時刻即時刻201為時間起點一直到成為切換時刻即時刻202為止的區(qū)間。之后，在從電弧產(chǎn)生時刻、即時刻201開始經(jīng)過規(guī)定的時間而到達(dá)了切換時刻、即時刻202時，通過切換部38對驅(qū)動部34進行切換指示，從而向開關(guān)元件4輸出短路控制部36的輸出，焊接輸出控制從脈沖焊接控制被切換為短路焊接控制。之后，在切換時刻202以后的區(qū)間204內(nèi)， 通過短路焊接控制部36進行短路控制。如上所述，在以往的引弧控制方法和電弧焊接裝置中，在流過引弧電流之后，通過脈沖控制來供給至少一個脈沖波狀的電流，從而能夠通過脫離并過渡而形成最初在母材中形成的熔池。由此，焊絲前端的熔滴能夠順利地進行短路過渡，能夠減少從產(chǎn)生電弧之后到電弧穩(wěn)定為止的濺射的產(chǎn)生和濺射物的附著。此外，還可以組合上述電弧焊接機和電弧焊接機器人，在電弧焊接機器人的手臂前端搭載作為電極的焊絲，并在引弧時提起手臂前端的抬起開始執(zhí)行時，進行如上所述的引弧控制。通過在電弧產(chǎn)生時刻即時刻201抬起，能夠防止在短路狀態(tài)下焊絲熔化而成為濺射物的情況，從而降低電弧產(chǎn)生時刻即時刻201的濺射，并且通過抬起，能夠瞬間得到焊絲前端與母材之間的距離。即，由于能夠瞬間得到比脈沖控制時的熔滴的大小更寬的距離， 所以不會成為短路過渡，能夠順利地實施脫離并過渡，能夠進一步降低濺射物的產(chǎn)生和附著。由此，在以往的電弧焊接機的輸出控制中，通過脈沖焊接控制，使熔滴從焊絲前端脫離并過渡，從而在母材中形成熔池，由此，對引弧時的濺射物產(chǎn)生量的減少很有效。使用

在形成了熔池時的熔滴過渡。在形成了熔池時的熔滴過渡中，例如圖6(上段表示熔滴過渡的狀態(tài)，下段表示焊接電流(A))所示，為了從母材50上的熔池51 整體產(chǎn)生電弧52，而成為寬的電弧52，并覆蓋焊絲53前端部的熔滴53a下部的寬的范圍。因此，由于電流密度低的脈沖電流54的峰值電流55引起的電磁收縮力更大，所以按壓熔滴的力的影響小，熔滴順利地從焊絲53前端脫離并過渡到熔池51。另外，由頂端(tip)56保持并進給焊絲53。但是 ，例如圖7(上段表示熔滴過渡的狀態(tài)，下段表示焊接電流(A))所示，對于引弧初期的電弧產(chǎn)生部位而言，由于在母材50中沒有熔池，所以電弧52微細(xì)地集中，焊絲53 的前端部的熔滴53a下部的電流密度變高，按壓熔滴53a的力會起作用。由于該按壓力比電磁收縮力大的情況較多，所以大的熔滴53a不會向母材50的方向過渡，而是被按壓到不同于母材50的方向的方向上。因此，在熔滴53a脫離焊絲53的前端的情況下，如圖7所示， 還存在成為濺射物53b而飛散的情況。若濺射物53b飛散，則發(fā)生附著在母材50中而不能被移除的狀態(tài)。即，雖然在以往的控制中也能夠減少濺射物53b的產(chǎn)生量，但不能充分應(yīng)對有時因上述的按壓力而產(chǎn)生的濺射物53b，存在有時產(chǎn)生較大的濺射物53b而附著在母材 50上的課題。專利文獻1 日本特開2006-116561號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種減少從產(chǎn)生電弧之后一直到電弧穩(wěn)定為止的濺射物的產(chǎn)生量的弓丨弧控制方法以及電弧焊接裝置。本發(fā)明的電弧焊接控制方法是一種在作為消耗電極的焊絲和被焊接物之間產(chǎn)生電弧來進行焊接的電弧焊接控制方法，從指示了焊接的開始的時刻起，或者從指示了焊接的開始之后的某一時刻起，基于以規(guī)定的頻率和振幅周期性地重復(fù)正向傳送和反向傳送的焊絲進給速度，進行焊絲的進給，之后，將焊絲進給速度切換成固定速度來進行焊接。此外，本發(fā)明的電弧焊接裝置在作為消耗電極的焊絲和被焊接物之間產(chǎn)生電弧來進行焊接，該電弧焊接裝置包括開關(guān)元件，其控制焊接輸出；焊接電壓檢測部，其檢測焊接電壓；焊接電流檢測部，其檢測焊接電流；焊接條件設(shè)定部，其用于設(shè)定設(shè)定電流和設(shè)定電壓；以及短路/電弧檢測部，其基于焊接電壓檢測部的輸出，檢測焊絲和所述被焊接物之間是短路狀態(tài)還是電弧狀態(tài)。本發(fā)明的電弧焊接裝置還包括焊接開始指示部，其用于指示焊接的開始；計時部，其以檢測出開始焊接以后因焊絲和被焊接物接觸而流動的電流的時刻作為起點，對規(guī)定時間進行計時；焊絲進給速度控制部，其以短路/電弧檢測部的輸出和計時部的輸出作為輸入，控制焊絲進給速度；以及輸出控制部，其根據(jù)短路/電弧檢測部的輸出和焊絲進給速度，進行焊接電流或焊接電壓的輸出控制。并且，本發(fā)明的電弧焊接裝置從由焊接開始指示部指示了焊接的開始的時刻起，或者從指示了焊接的開始之后的某一時刻起，基于以規(guī)定的頻率和振幅周期性地重復(fù)正向傳送和反向傳送的焊絲進給速度，進行焊絲的進給，之后，將焊絲進給速度切換成固定速度來進行焊接。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在引弧過程中，以規(guī)定的頻率和振幅，使焊絲進給速度周期性地重復(fù)正向傳送和反向傳送來控制焊絲進給速度，從而能夠與電磁收縮力無關(guān)地強制性地使短路變開路，除了能夠減少大的濺射物之外，還能夠減少濺射物的產(chǎn)生量。

圖1是表示本發(fā)明的實施方式1中的電弧焊接裝置的示意結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示本發(fā)明的實施方式1中的焊接電流、焊接電壓以及焊絲進給速度的波形的圖。圖3是表示本發(fā)明的實施方式2中的焊接電流、焊接電壓以及焊絲進給速度的波形的圖。圖4是表示以往的電弧焊接裝置的示意結(jié)構(gòu)的圖。圖5是表示以往的電弧焊接中的焊接電流、焊接電壓以及焊絲進給速度的波形的圖。圖6是表示以往的電弧焊接中的在母材中具有熔池時的熔滴的舉動的圖。圖7是表示以往的電弧焊接中的在母材中沒 有熔池時的熔滴的舉動的圖。
具體實施例方式(實施方式1)圖1表示本實施方式中的電弧焊接裝置的示意結(jié)構(gòu)。在圖1中，焊接電源14包括主變壓器2、初級側(cè)整流元件3、開關(guān)元件4、電抗器5、次級側(cè)整流元件6、焊接電流檢測部8、焊接電壓檢測部9、短路/電弧檢測部10、輸出控制部11、焊絲進給速度控制部13以及計時部20。初級側(cè)整流元件3對輸入電源1的輸出進行整流后輸出。開關(guān)元件4通過將來自初級側(cè)整流元件3的直流輸出轉(zhuǎn)換為交流，從而控制焊接輸出。主變壓器2對開關(guān)元件4 的交流輸出進行轉(zhuǎn)換。主變壓器2的輸出經(jīng)由對主變壓器2的次級側(cè)輸出進行整流的次級側(cè)整流元件6和電抗器5，作為焊接輸出而被輸出。焊接電壓檢測部9檢測焊接電壓，焊接電流檢測部8檢測焊接電流。短路/電弧檢測部10基于來自焊接電壓檢測部9的信號，判定焊接狀態(tài)是焊絲和母材接觸而短路的短路狀態(tài)，還是短路變成開路而產(chǎn)生電弧的電弧狀態(tài)。輸出控制部11控制開關(guān)元件4來控制焊接輸出。焊絲進給速度控制部13控制焊絲進給部19來控制焊絲16 的進給速度。計時部20從引弧開始就對規(guī)定時間tl計時。另外，由焊接開始指示部21開始焊接并向母材15進給焊絲16，且在焊絲16和母材15之間施加電壓，焊絲16和母材15 接觸而流過電流，而檢測出該電流的時刻就是引弧的開始。另外，在焊接裝置由焊接電源14、焊絲進給部19以及未圖示的焊接用焊炬等構(gòu)成的情況下，焊接開始指示部21由焊接用焊炬的焊炬開關(guān)(torch switch)等構(gòu)成。此外，在焊接裝置由焊接電源14、焊絲進給部19、保持未圖示的焊接用焊炬的未圖示的產(chǎn)業(yè)用機器人以及用于指示產(chǎn)業(yè)用機器人等的未圖示的示教器(teaching pendant)等構(gòu)成的情況下， 焊接開始指示部21由在示教器上設(shè)置的開關(guān)等構(gòu)成。通過有線或者無線來以可通信地方式與焊接電源14連接的焊接條件設(shè)定部12用于設(shè)定焊接電流或焊接電壓等。另外，焊接電源14的兩個輸出端子14a、14b中的一個輸出端子14a與保持焊絲16的頂端18連接，經(jīng)由頂端18向焊絲16提供電力。此外，焊接電源 14的兩個輸出端子14a、14b中的另一個輸出端子14b與母材15連接，向母材15提供電力。 在焊絲16的前端部和母材15之間產(chǎn)生電弧17。另外，焊絲進給部19從保存焊絲16的焊絲保存部16a向頂端18進給焊絲16。接著，使用圖2說明本實施方式的電弧焊接裝置中的焊絲進給速度Wf、焊接電壓Vw以及焊接電流Aw。圖2表示焊絲進給速度Wf、焊接電壓Vw以及焊接電流Aw的波形，表示隨著時間的經(jīng)過而變化的例子。在圖2中，在時刻100進行電弧焊接裝置的啟動(焊接開始指示)。然后，通過焊絲進給速度控制部13控制焊絲進給部19，從而如焊絲進給速度Wf所示，對焊絲16以預(yù)先設(shè)定的周期和振幅進行正向傳送和反向傳送。另外，圖2中的焊絲進給速度Wf的虛線部分表示平均焊絲進給速度Wfa。該平均焊絲進給速度Wfa是根據(jù)由焊接條件設(shè)定部12設(shè)定的焊接電流而決定的。在未圖示的存儲部中存儲有使平均焊絲進給速度Wfa和設(shè)定焊接電流建立了對應(yīng)關(guān)系的表格或者式子，根據(jù)該存儲部的內(nèi)容和由焊接條件設(shè)定部12設(shè)定的焊接電流，決定平均焊絲進給速度Wfa。 時刻101是引弧開始的時刻，若焊絲16和母材15接觸而流過焊接電流，則焊接電流檢測部8檢測該電流。由此，能夠檢測出是引弧開始的時刻。以時刻101為時間起點一直到經(jīng)過規(guī)定時間tl為止，焊絲進給速度控制部13控制焊絲進給部19，使得以預(yù)先設(shè)定的周期和振幅進給焊絲16。然后，對從時刻101開始的經(jīng)過時間進行計時的計時部20向焊絲進給速度控制部13輸出到達(dá)了從時刻101開始經(jīng)過了規(guī)定時間tl的時刻102的情況。焊絲進給速度控制部13在經(jīng)過了規(guī)定時間tl之后， 將焊絲進給速度從周期性的速度切換成固定的焊絲進給速度Wfl (固定值)來控制焊絲進給。具體地說，在經(jīng)過規(guī)定時間tl之后，焊絲進給速度從反向傳送成為正向傳送，在成為與由焊接條件設(shè)定部12設(shè)定的焊接電流對應(yīng)地決定的固定的焊絲進給速度Wfl的時刻102a 以后，以固定的焊絲進給速度Wfl進給焊絲16。在從時刻101到時刻102為止的規(guī)定期間tl內(nèi)，作為焊絲進給，正向傳送和反向傳送周期性地變化。因此，通過焊絲16的正向傳送來強制性地產(chǎn)生焊絲16和母材15的短路，且通過焊絲16的反向傳送來強制性地使短路變成開路而再次產(chǎn)生電弧。由此，能夠與焊接電流的電磁收縮力無關(guān)地使短路變成開路，能夠降低濺射的產(chǎn)生。作為熔滴的過渡方式，由于通過焊絲16的周期性的進給而可靠地產(chǎn)生短路，所以成為短路過渡。因此，由于不是通過以往的脈沖控制進行脫離并過渡，所以不會受到電弧反作用力的影響，能夠抑制濺射物的飛散來形成熔池。另外，在要輸出的焊接電流和焊接電壓中，由短路/電弧檢測部10根據(jù)焊接電壓檢測部9的檢測值檢測是短路狀態(tài)還是電弧狀態(tài)，并通過輸出控制部11進行適合各個狀態(tài)的焊接電流的波形控制或者焊接電壓的波形控制，驅(qū)動開關(guān)元件4來控制焊接輸出。此外，在圖2中，表示了將焊絲進給速度的周期性變化設(shè)為正弦波狀的例子，但并不限定于此，也可以是梯形波狀，只要是周期性地重復(fù)正向傳送和反向傳送的波形，可以是任意的波形。此外，規(guī)定期間tl的時間大約是0. 1秒 2. 0秒左右，只要在引弧的初期階段存在能夠形成熔池的時間即可。該規(guī)定期間tl可對每個焊接對象預(yù)先進行實驗等來決定。該規(guī)定期間tl存儲在未圖示的存儲部中，且能夠由焊接條件設(shè)定部12進行設(shè)定。在這里，說明在時刻102以后(在本實施方式中是時刻102a)將焊絲進給速度從周期性的速度切換成固定速度的理由。與固定焊絲進給速度來進行焊接的情況相比，使焊絲進給速度周期性地產(chǎn)生變化來進行焊接時的焊縫(weld bead)形狀的焊入深度淺，且焊縫寬度也窄。因此，存在不能用作穩(wěn)定焊接條件(本焊接條件)的母材或焊接部位的情況較多。因此，在焊接這樣的母材或焊接部位的情況下，需要切換焊絲進給速度Wf的方式。另外，在要輸出的焊接電流和焊接電壓中，與周期性地改變焊絲進給速度Wf時的波形控制不同，根據(jù)短路狀態(tài)或電弧狀態(tài)，進行適合于固定焊絲進給速度的情況的波形控制。
另外，在圖2中表示了在周期性的焊絲進給速度時和固定的焊絲進給速度時都進行短路焊接的例子。另外，在圖2中示出從指示了焊接開始的時刻100開始設(shè)成周期性的焊絲進給速度的例子，但也可以在指示了焊接開始后焊絲16和母材15接觸的時刻101 (即，檢測出焊絲16和作為被焊接物的母材15的接觸的時刻101)開始設(shè)成周期性的焊絲進給速度。并且，也可以在設(shè)成周期性的焊絲進給速度之前，設(shè)成比周期性的焊絲進給速度還小且也比 102a以后的焊絲進給速度低的焊絲進給速度，例如從時刻100到時刻101為止的某一固定的焊絲進給速度Wf2?；蛘?，也可以從時刻104開始設(shè)成周期性的焊絲進給速度，該時刻104是在時刻 101指示焊接開始后焊絲16和母材15在時刻101相接觸而產(chǎn)生了電弧之后發(fā)生了第一次短路的時刻。此時，優(yōu)選周期性的焊絲進給速度從反向傳送開始。其理由是，通過在短路時設(shè)成反向傳送，從而能夠在早期實現(xiàn)短路開放?；蛘?，也可以從時刻104a開始設(shè)成周期性的焊絲進給速度，該時刻104a是在時刻 101指示焊接開始后焊絲16和母材15在時刻101接觸而產(chǎn)生了電弧之后發(fā)生了第一次短路變開路的時刻。此時，優(yōu)選周期性的焊絲進給速度從正向傳送開始。其理由是，通過在短路變開路時設(shè)成正向傳送，從而能夠在早期實現(xiàn)短路。(實施方式2)在本實施方式中，對于與實施方式1相同的部分附加相同的符號，并省略詳細(xì)的說明。與實施方式1的不同點主要在于，在經(jīng)過了規(guī)定時間tl之后進行脈沖焊接。在本實施方式中，使用圖1和圖3進行說明。若計時部20對從時刻101開始經(jīng)過了規(guī)定期間tl的情況進行計時，則在時刻102，從計時部20接收到表示經(jīng)過了規(guī)定期間tl 的信號的焊絲進給速度控制部13進行如下的控制，即從周期性的正向傳送和反向傳送的焊絲進給控制切換成固定的焊絲進給速度Wfl (固定值)的焊絲控制。具體地說，在經(jīng)過規(guī)定時間tl之后，焊絲進給速度從反向傳送變成正向傳送，在時刻102a以后，以固定的焊絲進給速度Wfl進給焊絲16，其中所述時刻102a是成為與由焊接條件設(shè)定部12設(shè)定的焊接電流對應(yīng)地決定的固定的焊絲進給速度Wfl的時刻。另外，在經(jīng)過了規(guī)定時間tl的時刻102，周期性的焊絲進給速度為正向傳送的情況下，繼續(xù)進行周期性的焊絲進給，在從正向傳送成為反向傳送并再次成為正向傳送之后 (即，例如，從時刻102開始將焊絲周期性地進給一個周期之后)設(shè)成固定的焊絲進給速度 Wfl。接著，說明焊接輸出的切換。如圖3所示，若焊絲進給狀態(tài)到達(dá)時刻103的正向傳送開始時刻，則輸出控制部11將焊接輸出從短路控制切換成脈沖控制，并在此之后進行脈沖輸出控制。由此，通過焊絲進給狀態(tài)在正向傳送的狀態(tài)下被切換成脈沖焊接，從而在切換成脈沖焊接時也能夠防止濺射物的產(chǎn)生和附著。其理由是，若以反向傳送進行焊接來使熔滴脫離并過渡，則在焊絲16的前端形成的熔滴容易向反向方向過渡。即，熔滴容易向遠(yuǎn)離母材15的方向過渡，易成為濺射物。因此，期望以正向傳送進行脈沖焊接來使熔滴脫離并過渡，使得熔滴不會成為濺射物。另外，也可以在從反向傳送成為正向傳送的時刻103暫時停止焊絲進給并輸出一個脈沖，在使熔滴脫離并確保電弧長度之后開始正向傳送。說明如上所述那樣構(gòu)成的電弧焊接裝置的引弧控制方法。在母材15的板厚例如超過3mm的情況下，為了進行良好的焊接，需要焊深(weld penetration)和焊縫寬度，所以必須在時刻102以后切換成脈沖焊接。此時，如圖3所示，通過從達(dá)到時刻102的切換時刻后焊絲進給速度從反向傳送加速而成為正向傳送的時刻103的正向開始時刻起，施加脈沖，從而能夠降低濺射。這是因為，若在反向傳送中輸出脈沖，則力作用于提起焊絲的方向， 所以熔滴會向提起焊絲的方向脫離，不會脫離到熔池而是向外部飛散。此外，在圖2和圖3中，從時刻100的焊接開始指示(焊接啟動)起，將焊絲進給速度周期性地設(shè)為正向傳送和反向傳送。但也可以控制成比周期性的焊絲進給速度還小且也比時刻102a以后的焊絲進給速度Wfl低的焊絲進給速度，例如從時刻100到時刻101為止的低的規(guī)定的低的固定值Wf2，并在時刻101檢測出電流之后，執(zhí)行將電弧焊接機器人的手臂前端提起的抬起起動，之后，以規(guī)定的周期對焊絲進給速度進行正向傳送和反向傳送控制。(產(chǎn)業(yè)上的可利用性)本發(fā)明能夠減少引弧時的濺射物的產(chǎn)生和濺射物的附著來提高焊接作業(yè)的生產(chǎn)性，所以尤其作為進行使用了消耗電極的引弧控制的電弧焊接控制方法以及電弧焊接裝置很有用。符號說明1 輸入電源2 主變壓器3 初級側(cè)整流元件4 開關(guān)元件5 電抗器6 次級側(cè)整流元件8 焊接電流檢測部9 焊接電壓檢測部10 短路/電弧檢測部11 輸出控制部12 焊接條件設(shè)定部13 焊絲進給速度控制部14 焊接電源14a、14b 輸出端子15 母材16 焊絲16a焊絲保存部17 電弧
18頂端 19焊絲進給部20計時部21焊接開始指示部
權(quán)利要求
1.一種電弧焊接控制方法，該電弧焊接控制方法是在作為消耗電極的焊絲和被焊接物之間產(chǎn)生電弧來進行焊接的，其中，從指示了所述焊接的開始的時刻起，或者從指示了所述焊接的開始之后的某一時刻起，基于以規(guī)定的頻率和振幅周期性地重復(fù)正向傳送和反向傳送的焊絲進給速度，進行所述焊絲的進給，之后，將所述焊絲進給速度切換成固定速度來進行焊接。
2.如權(quán)利要求1所述的電弧焊接控制方法，其中，指示了所述焊接的開始之后的某一時刻是指示所述焊接的開始后檢測出所述焊絲與所述被焊接物的接觸的時刻。
3.如權(quán)利要求2所述的電弧焊接控制方法，其中，從指示了所述焊接的開始的時刻起、或者從指示所述焊接的開始后檢測出所述焊絲與所述被焊接物的接觸的時刻起經(jīng)過了規(guī)定時間之后，并且，從所述周期性的焊絲進給速度從反向傳送成為正向傳送，所述周期性的焊絲進給速度達(dá)到了根據(jù)焊接電流的設(shè)定值而決定的所述固定速度的正向傳送的所述焊絲進給速度的時刻起，以所述固定速度進行所述焊絲的進給。
4.如權(quán)利要求2所述的電弧焊接控制方法，其中，從指示了所述焊接的開始的時刻起、或者從指示所述焊接的開始后檢測出所述焊絲與所述被焊接物的接觸的時刻起，經(jīng)過規(guī)定時間之后，并且在周期性的焊絲進給速度從反向傳送成為正向傳送的正向傳送期間內(nèi)，開始脈沖焊接。
5.如權(quán)利要求2所述的電弧焊接控制方法，其中，從指示所述焊接的開始后所述焊絲與所述被焊接物接觸之后所產(chǎn)生的電弧以后的第一次的短路產(chǎn)生的時刻起，根據(jù)以所述規(guī)定的頻率和振幅周期性地重復(fù)正向傳送和反向傳送的焊絲進給速度，進行所述焊絲的進給，之后，將所述焊絲進給速度切換成固定速度來進行焊接。
6.如權(quán)利要求5所述的電弧焊接控制方法，其中，所述周期性地重復(fù)的焊絲進給速度是從反向傳送開始的。
7.如權(quán)利要求2所述的電弧焊接控制方法，其中，從指示所述焊接的開始后所述焊絲與所述被焊接物接觸之后所產(chǎn)生的電弧以后的第一次短路變開路的時刻起，根據(jù)以所述規(guī)定的頻率和振幅周期性地重復(fù)正向傳送和反向傳送的焊絲進給速度，進行所述焊絲的進給，之后，將所述焊絲進給速度切換成固定速度來進行焊接。
8.如權(quán)利要求7所述的電弧焊接控制方法，其中，所述周期性地重復(fù)的焊絲進給速度是從正向傳送開始的。
9.如權(quán)利要求1所述的電弧焊接控制方法，其中，以所述規(guī)定的頻率和振幅周期性地重復(fù)正向傳送和反向傳送的焊絲進給速度的平均焊絲進給速度是根據(jù)所述焊接電流的設(shè)定值決定的。
10.一種電弧焊接裝置，其在作為消耗電極的焊絲和被焊接物之間產(chǎn)生電弧來進行焊接，所述電弧焊接裝置包括開關(guān)元件，其控制焊接輸出；焊接電壓檢測部，其檢測焊接電壓；焊接電流檢測部，其檢測焊接電流；焊接條件設(shè)定部，其用于設(shè)定設(shè)定電流和設(shè)定電壓；短路/電弧檢測部，其基于所述焊接電壓檢測部的輸出，檢測所述焊絲和所述被焊接物之間是短路狀態(tài)還是電弧狀態(tài)；焊接開始指示部，其用于指示所述焊接的開始；計時部，其以檢測出開始所述焊接以后因所述焊絲和所述被焊接物接觸而流動的電流的時刻作為起點，對規(guī)定時間進行計時；焊絲進給速度控制部，其以所述短路/電弧檢測部的輸出和所述計時部的輸出作為輸入，控制所述焊絲進給速度；以及輸出控制部，其根據(jù)所述短路/電弧檢測部的輸出和所述焊絲進給速度，進行所述焊接電流或所述焊接電壓的輸出控制，從由所述焊接開始指示部指示了所述焊接的開始的時刻起，或者從指示了所述焊接的開始之后的某一時刻起，基于以規(guī)定的頻率和振幅周期性地重復(fù)正向傳送和反向傳送的所述焊絲進給速度，進行所述焊絲的進給，之后，將所述焊絲進給速度切換成固定速度來進行焊接。
11.如權(quán)利要求10所述的電弧焊接裝置，其中，指示了所述焊接的開始之后的某一時刻是指示所述焊接的開始后檢測出所述焊絲與所述被焊接物的接觸的時刻。
12.如權(quán)利要求11所述的電弧焊接裝置，其中，從指示了所述焊接的開始的時刻起，或者從指示所述焊接的開始后檢測出焊絲與所述被焊接物的接觸的時刻起，經(jīng)過了規(guī)定時間之后，并且，從所述周期性的焊絲進給速度從反向傳送變成正向傳送，所述周期性的焊絲進給速度達(dá)到了根據(jù)所述焊接電流的設(shè)定值而決定的所述固定速度的正向傳送的所述焊絲進給速度的時刻起，以所述固定速度進行所述焊絲的進給。
全文摘要
一種在焊絲和母材之間產(chǎn)生電弧來進行焊接的焊接控制方法，從指示了焊接的開始的時刻(100)起，或者從指示了焊接的開始之后的某一時刻(101)起，基于以規(guī)定的頻率和振幅周期性地重復(fù)正向傳送和反向傳送的焊絲進給速度(Wf)，進行焊絲的進給，之后，切換成固定速度來進行焊接，由此在引弧過程中周期性地重復(fù)正向傳送和反向傳送來控制焊絲進給速度，所以能夠與電磁收縮力無關(guān)地使短路變開路，能夠減少由于在引弧初期沒有熔池而產(chǎn)生的濺射。
文檔編號B23K9/073GK102264500SQ20108000372
公開日2011年11月30日 申請日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者三島俊之, 古和將, 向井康士, 川本篤寬, 藤原潤司 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社