电弧焊接方法以及电弧焊接装置.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102271853 A (43)申请公布日 2011.12.07 CN 102271853 A *CN102271853A* (21)申请号 201080003935.5 (22)申请日 2010.07.12 2009-176137 2009.07.29 JP B23K 9/073(2006.01) B23K 9/12(2006.01) (71)申请人 松下电器产业株式会社 地址 日本大阪府 (72)发明人 藤原润司 向井康士 川本笃宽 古和将 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任 公司 11021 代理人 汪惠民 (54) 发明名称 电弧焊接方法以及电弧焊

2、接装置 (57) 摘要 本发明的电弧焊接方法根据设定电压与输出 电压之差， 控制短路电流的增加斜率 (di/dt) 或 者短路电流的增加斜率 (di/dt) 变化的临界点或 者峰值期间和基本期间的电流或峰值期间的时 间。 由此， 即使是使输出电压符合于设定电压来使 电弧稳定， 并基于焊接电压来输出焊接电流的方 法， 也能够实现稳定的电弧焊接方法。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.07.04 (86)PCT申请的申请数据 PCT/JP2010/004506 2010.07.12 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/013305 JA 2011.02.03

3、(51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 4 页 说明书 14 页 附图 7 页 CN 102271862 A1/4 页 2 1. 一种电弧焊接方法， 使用作为消耗电极的焊丝， 重复短路状态和电弧状态来进行焊 接， 其中， 决定对应于设定电流的短路电流的增加斜率， 基于所述设定电压与输出电压之差， 随着时间改变对应于所述设定电流的所述短路电 流的增加斜率， 从而控制为所述输出电压的电压值与所述设定电压的电压值一致。 2. 如权利要求 1 所述的电弧焊接方法， 其中， 在所述输出电压小于所述设定电压的情况下， 使所述短路电流的增加斜率变化得比

4、对 应于所述设定电流的短路电流的增加斜率更陡， 在所述输出电压大于所述设定电压的情况 下， 使所述短路电流的增加斜率变化得比对应于所述设定电流的短路电流的增加斜率更缓 慢。 3. 如权利要求 1 所述的电弧焊接方法， 其中， 与所述设定电压和所述输出电压的差分值所对应的绝对值成比例地改变所述短路电 流的增加斜率， 或者将所述短路电流的增加斜率改变为基于与所述设定电压和所述输出电 压的差分值对应的变化率的值。 4. 如权利要求 1 所述的电弧焊接方法， 其中， 在改变所述短路电流的增加斜率的情况下， 设置了所述增加斜率的上限值或下限值中 的至少任一个。 5. 如权利要求 1 所述的电弧焊接方法，

5、 其中， 作为对应于所述设定电流的所述短路电流的增加斜率， 决定对应于所述设定电流的短 路电流的第一阶段的增加斜率、 和与所述短路电流的第一阶段的增加斜率相连的短路电流 的第二阶段的增加斜率， 根据所述设定电压和所述输出电压的差分值， 随着时间改变所述短路电流的第一阶段 的增加斜率和所述短路电流的第二阶段的增加斜率， 从而控制为所述输出电压的电压值与 所述设定电压的电压值一致。 6. 如权利要求 5 所述的电弧焊接方法， 其中， 所述短路电流的第一阶段的增加斜率和所述短路电流的第二阶段的增加斜率不同。 7. 如权利要求 6 所述的电弧焊接方法， 其中， 所述短路电流的第一阶段的增加斜率比所述短

6、路电流的第二阶段的增加斜率大。 8. 如权利要求 5 所述的电弧焊接方法， 其中， 根据所述设定电流， 决定成为所述增加斜率从所述短路电流的第一阶段的增加斜率变 化成所述短路电流的第二阶段的增加斜率的临界点的电流值， 并根据所述输出电压和所述 设定电压的差分值， 随着时间改变成为所述临界点的电流值。 9. 如权利要求 8 所述的电弧焊接方法， 其中， 在所述输出电压小于所述设定电压的情况下， 使成为所述临界点的电流值变化得比成 为对应于所述设定电流的临界点的电流值还大， 在所述输出电压大于所述设定电压的情况下， 使成为所述临界点的电流值变化得比成 为对应于所述设定电流的临界点的电流值还小。 1

7、0. 如权利要求 8 所述的电弧焊接方法， 其中， 与所述设定电压和所述输出电压的差分值所对应的绝对值成比例地改变成为所述临 权 利 要 求 书 CN 102271853 A CN 102271862 A2/4 页 3 界点的电流值， 或者将成为所述临界点的电流值改变为基于与所述设定电压和所述输出电 压的差分值对应的变化率的值。 11. 如权利要求 8 所述的电弧焊接方法， 其中， 在成为所述临界点的电流值中设置了上限值和下限值。 12. 如权利要求 1 所述的电弧焊接方法， 其中， 决定对应于所述设定电流的电弧期间内的峰值期间的电流值、 和所述电弧期间内的基 本期间的电流值， 根据所述设定电

8、压和所述输出电压的差分值， 随着时间改变所述峰值期间的电流值和 所述基本期间的电流值。 13. 如权利要求 12 所述的电弧焊接方法， 其中， 在所述输出电压小于所述设定电压的情况下， 使所述峰值期间的电流值和所述基本期 间的电流值变化得比对应于所述设定电流的峰值期间的电流值和基本期间的电流值还大， 在所述输出电压大于所述设定电压的情况下， 使所述峰值期间的电流值和所述基本期 间的电流值变化得比对应于所述设定电流的峰值期间的电流值和基本期间的电流值还小。 14. 如权利要求 12 所述的电弧焊接方法， 其中， 使所述峰值期间的电流值和所述基本期间的电流值变化成与所述设定电压和所述输 出电压的差

9、分值对应的绝对值， 或者使所述峰值期间的电流值和所述基本期间的电流值变 化成基于与所述设定电压和所述输出电压的差分值对应的变化率的值。 15. 如权利要求 12 所述的电弧焊接方法， 其中， 在所述峰值期间的电流值和所述基本期间的电流值中设置了上限值和下限值。 16. 如权利要求 1 所述的电弧焊接方法， 其中， 决定对应于所述设定电流的电弧期间内的峰值期间的时间， 根据所述设定电压和所述输出电压的差分值， 改变所述峰值期间的时间。 17. 如权利要求 16 所述的电弧焊接方法， 其中， 在所述输出电压小于所述设定电压的情况下， 使所述电弧期间内的所述峰值期间的时 间变化得比对应于所述设定电流

10、的电弧期间内的峰值期间的时间还长， 在所述输出电压大 于所述设定电压的情况下， 使所述电弧期间内的所述峰值期间的时间变化得比对应于所述 设定电流的电弧期间内的峰值期间的时间还短。 18. 如权利要求 16 所述的电弧焊接方法， 其中， 使所述电弧期间内的所述峰值期间的时间变化成与所述设定电压和所述输出电压的 差分值对应的绝对值， 或者使所述电弧期间内的所述峰值期间的时间变化成基于与所述设 定电压和所述输出电压的差分值对应的变化率的值。 19. 如权利要求 16 所述的电弧焊接方法， 其中， 在所述电弧期间内的所述峰值期间的时间上设置了上限值和下限值。 20. 如权利要求 1 所述的电弧焊接方法

11、， 其中， 将对应于所述设定电流的焊丝进给速度作为平均进给速度， 并以规定的频率和规定的 振幅， 使焊丝进给周期性地重复正向传送和反向传送， 从而周期性地产生短路状态和电弧 状态来进行焊接。 21. 一种电弧焊接装置， 其在作为消耗电极的焊丝和被焊接物之间重复电弧状态和短 权 利 要 求 书 CN 102271853 A CN 102271862 A3/4 页 4 路状态来进行焊接， 该电弧焊接装置包括 ： 开关元件， 其控制焊接输出 ； 焊接电压检测部， 其检测焊接电压 ； 状态检测部， 其基于所述焊接电压检测部的输出， 检测是短路状态还是电弧状态 ； 短路控制部， 其接收来自所述状态检测部

12、的短路的信号， 在短路期间进行短路电流的 控制 ； 电弧控制部， 其接收来自所述状态检测部的电弧的信号， 在电弧期间进行电弧电压的 控制 ； 设定电流设定部， 其用于设定设定电流 ； 以及 设定电压设定部， 其用于设定设定电压， 所述短路控制部包括 ： 增加斜率基本设定部， 其基于操作者设定的设定电流， 决定短路电流的增加斜率 ； 以及 增加斜率控制部， 其基于由所述设定电压设定部设定的电压与所述焊接电压检测部检 测出的电压之差， 改变在所述增加斜率基本设定部中决定的所述短路电流的增加斜率， 基于由所述设定电压设定部设定的设定电压与由所述焊接电压检测部检测出的电压 之差， 所述短路控制部改变短

13、路电流的增加斜率。 22. 一种电弧焊接装置， 其在作为消耗电极的焊丝和被焊接物之间重复电弧状态和短 路状态来进行焊接， 该电弧焊接装置包括 ： 开关元件， 其控制焊接输出 ； 焊接电压检测部， 其检测焊接电压 ； 状态检测部， 其基于所述焊接电压检测部的输出， 检测是短路状态还是电弧状态 ； 短路控制部， 其接收来自所述状态检测部的短路的信号， 在短路期间进行短路电流的 控制 ； 电弧控制部， 其接收来自所述状态检测部的电弧的信号， 在电弧期间进行电弧电压的 控制 ； 设定电流设定部， 其用于设定设定电流 ； 以及 设定电压设定部， 其用于设定设定电压， 所述短路控制部包括 ： 增加斜率基本

14、设定部， 其基于操作者设定的设定电流， 决定短路电流的第一阶段的增 加斜率和短路电流的第二阶段的增加斜率 ； 临界点基本设定部， 其基于操作者设定的设定电流， 决定短路电流的增加斜率从所述 短路电流的第一阶段的增加斜率变化为所述短路电流的第二阶段的增加斜率的临界点 ； 增加斜率控制部， 其基于由所述设定电压设定部设定的电压与所述焊接电压检测部检 测出的电压之差， 改变由所述增加斜率基本设定部决定的所述短路电流的第一阶段的增加 斜率和所述短路电流的第二阶段的增加斜率 ； 以及 临界点控制部， 其基于由所述设定电压设定部设定的电压和所述焊接电压检测部检测 出的电压之差， 改变由所述临界点基本设定部

15、决定的短路电流的增加斜率的临界点， 基于由所述设定电压设定部设定的设定电压与由所述焊接电压检测部检测出的电压 之差， 所述短路控制部改变所述短路电流的第一阶段的增加斜率、 所述短路电流的第二阶 权 利 要 求 书 CN 102271853 A CN 102271862 A4/4 页 5 段的增加斜率以及所述临界点的电流值中的至少任一个。 23. 如权利要求 21 或 22 所述的电弧焊接装置， 其中， 所述电弧控制部包括 ： 电流基本设定部， 其基于操作者设定的设定电流， 设定峰值期间和基本期间的电流 ； 时间基本设定部， 其基于操作者设定的设定电流， 设定峰值期间的时间 ； 电流控制部， 其

16、基于由所述设定电压设定部设定的电压与所述焊接电压检测部检测出 的电压之差， 改变由所述电流基本设定部设定的峰值期间和基本期间的电流 ； 以及 时间控制部， 其基于由设定电压设定部设定的电压与焊接电压检测部检测出的电压之 差， 改变所述峰值期间的由时间基本设定部设定的峰值期间的时间， 所述电弧控制部改变所述电弧期间内的所述峰值期间的电流值、 所述基本期间的电流 值以及所述电弧期间内的所述峰值期间的时间中的至少任一个。 24. 如权利要求 21 或 22 所述的电弧焊接装置， 包括 ： 焊丝进给的频率基本设定部和振幅基本设定部， 用于以正弦波状或梯形波状周期性地 对所述焊丝的进给重复进行正向传送和

17、反向传送的控制， 将对应于所述设定电流的焊丝进给速度作为平均进给速度， 并以规定的频率和规定的 振幅， 使所述焊丝进给周期性地重复正向传送和反向传送的方向， 从而周期性地产生短路 状态和电弧状态来进行焊接。 权 利 要 求 书 CN 102271853 A CN 102271862 A1/14 页 6 电弧焊接方法以及电弧焊接装置 技术领域 0001 本发明涉及将作为消耗电极的焊丝重复正向传送和反向传送的同时交替地产生 短路状态和电弧状态来进行焊接的电弧焊接控制方法以及电弧焊接装置。 背景技术 0002 以往， 公知一种消耗电极式电弧焊接， 其为了减少焊接作业工序中的损耗工序即 溅射物除去工序

18、， 以降低溅射为目的， 对焊丝进给速度重复进行正向传送和反向传送， 交替 地产生短路状态和电弧状态来进行焊接。 0003 图 9 是表示在以往的电弧焊接控制方法中， 焊丝进给速度和焊接输出的时间变化 的时间波形的图。 0004 例如， 关于供给作为消耗电极的焊丝的同时交替地产生短路状态和电弧状态来进 行焊接的电弧焊接控制方法， 公知有如下的方法。 即， 设置 ： 进给速度控制器， 其控制焊丝进 给电动机， 使得对焊丝进给速度周期性地重复正向传送和反向传送 ； 以及输出控制器， 其接 收该进给速度控制器的增减信号， 从而如图 9 所示那样控制成在焊丝进给量少的期间， 使 焊接输出成为低输出， 在

19、焊丝进给量多的期间， 使焊接输出成为高输出。由此， 在短路状态 时， 能够利用降低焊丝进给速度而带来的脱离力作为焊丝熔融块的过渡力， 即使是降低了 成为产生溅射的主要原因的短路电流， 也能够持续稳定的短路过渡焊接 ( 例如， 参照专利 文献 1)。 0005 在一般的电弧焊接控制中， 进行如下控制 ： 以固定速度输出相当于设定电流的焊 丝进给速度， 并基于电弧期间的焊接电压来输出焊接电流， 使输出电压与设定电压一致。 0006 根据专利文献1所示的技术， 如图9所示， 对焊丝进给速度周期性地重复正向传送 Z1 和反向传送 Z2 而使其增减。由此， 在焊丝进给量少的期间将焊接输出设为低输出、 在

20、焊 丝进给量多的期间将焊接输出设为高输出的控制方法中， 在短路的一个周期中以一定的比 率产生短路期间和电弧期间。由此， 由于电弧稳定， 所以能够降低溅射的产生。但是， 若采 用一般的基于电弧期间的恒压控制即焊接电压来输出焊接电流的方法， 则认为焊接电压很 难与设定电压一致。这是因为， 由于电弧期间固定， 所以需要在决定的时间内控制焊接电 压。 此外， 若过度控制焊接电压， 会增加增益， 电弧长度变动变大， 存在引起电弧的不稳定的 可能性。通过这些问题可知， 存在难以稳定地控制焊接电流和焊接电压的课题。 0007 专利文献 1 ： 日本特开昭 62-6775 号公报 发明内容 0008 本发明是

21、用于解决上述课题的， 提供一种在使焊丝进给速度周期性地重复正向传 送和反向传送来周期性地产生短路状态和电弧状态， 从而进行焊接的电弧焊接控制方法 中， 实现稳定地控制焊接电压的方法以及实现该方法的装置。 0009 本发明的电弧焊接方法使用作为消耗电极的焊丝， 重复短路状态和电弧状态来进 行焊接， 并决定对应于设定电流的短路电流的增加斜率， 基于上述设定电压与输出电压之 说 明 书 CN 102271853 A CN 102271862 A2/14 页 7 差， 随着时间改变对应于上述设定电流的上述短路电流的增加斜率， 从而控制为上述输出 电压的电压值与上述设定电压的电压值一致。 0010 根据

22、这个方法， 通过使输出电压对准设定电压， 从而能够稳定地控制焊接电压。 0011 此外， 本发明的电弧焊接装置在作为消耗电极的焊丝和被焊接物之间重复电弧状 态和短路状态来进行焊接， 该电弧焊接装置包括 ： 开关元件， 其控制焊接输出 ； 焊接电压检 测部， 其检测焊接电压 ； 状态检测部， 其基于焊接电压检测部的输出， 检测是短路状态还是 电弧状态 ； 短路控制部， 其接收来自状态检测部的短路的信号， 在短路期间进行短路电流的 控制 ； 电弧控制部， 其接收来自状态检测部的电弧的信号， 在电弧期间进行电弧电压的控 制 ； 设定电流设定部， 其用于设定设定电流 ； 以及设定电压设定部， 其用于设

23、定设定电压， 短路控制部包括 ： 增加斜率基本设定部， 其基于操作者设定的设定电流， 决定短路电流的增 加斜率 ； 以及增加斜率控制部， 其基于由设定电压设定部设定的电压与焊接电压检测部检 测出的电压之差， 改变由增加斜率基本设定部决定的短路电流的增加斜率 ； 基于由设定电 压设定部设定的设定电压与由焊接电压检测部检测出的电压之差， 短路控制部改变短路电 流的增加斜率。 0012 根据这个结构， 通过使输出电压对准设定电压， 从而能够稳定地控制焊接电压。 0013 此外， 本发明的电弧焊接装置在作为消耗电极的焊丝和被焊接物之间重复电弧状 态和短路状态来进行焊接， 该电弧焊接装置包括 ： 开关元

24、件， 其控制焊接输出 ； 焊接电压检 测部， 其检测焊接电压 ； 状态检测部， 其基于焊接电压检测部的输出， 检测是短路状态还是 电弧状态 ； 短路控制部， 其接收来自状态检测部的短路的信号， 在短路期间进行短路电流的 控制 ； 电弧控制部， 其接收来自状态检测部的电弧的信号， 在电弧期间进行电弧电压的控 制 ； 设定电流设定部， 其用于设定设定电流 ； 以及设定电压设定部， 其用于设定设定电压， 短路控制部包括 ： 增加斜率基本设定部， 其基于操作者设定的设定电流， 决定短路电流的第 一阶段的增加斜率和短路电流的第二阶段的增加斜率 ； 临界点基本设定部， 其基于操作者 设定的设定电流， 决定

25、短路电流的增加斜率从短路电流的第一阶段的增加斜率变化为短路 电流的第二阶段的增加斜率的临界点 ； 增加斜率控制部， 其基于由设定电压设定部设定的 电压与焊接电压检测部检测出的电压之差， 改变由增加斜率基本设定部决定的短路电流的 第一阶段的增加斜率和短路电流的第二阶段的增加斜率 ； 以及临界点控制部， 其基于由设 定电压设定部设定的电压和焊接电压检测部检测出的电压之差， 改变由临界点基本设定部 决定的短路电流的增加斜率的临界点 ； 基于由设定电压设定部设定的设定电压与由焊接电 压检测部检测出的电压之差， 短路控制部改变短路电流的第一阶段的增加斜率、 短路电流 的第二阶段的增加斜率以及临界点的电流

26、值中的至少任一个。 0014 根据这个结构， 通过使输出电压高精度地对准设定电压， 从而能够进一步稳定地 控制焊接电压。 0015 如上所述， 根据本发明， 在产生短路状态和电弧状态来进行焊接的控制方法中， 控 制短路电流的增加斜率或短路电流的增加斜率变化的临界点、 峰值期间和基本期间的电流 值或峰值期间的时间。 由此， 能够使短路期间和电弧期间的比率随着时间变动， 能够使输出 电压对准设定电压。因此， 能够稳定地控制焊接电压。 0016 此外， 是一种通过对焊丝进给速度周期性地重复正向传送和反向传送来产生短路 状态和电弧状态从而进行焊接的控制方法， 焊丝进给速度的正向传送和反向传送的波形也

27、说 明 书 CN 102271853 A CN 102271862 A3/14 页 8 是正弦波或梯形波。由此， 能够减小对进给电动机或齿轮等电动机周边部件的负荷。 附图说明 0017 图 1 是表示本发明的实施方式 1 中的焊丝进给速度、 焊接电压以及焊接电流的时 间波形的图。 0018 图 2 是表示本发明的实施方式 1 中的焊丝进给速度、 焊接电压以及焊接电流的时 间波形的图。 0019 图3是表示本发明的实施方式1中的输出电压与短路电流的增加斜率的关系的一 例的图。 0020 图4是表示本发明的实施方式1中的输出电压与短路电流临界点的关系的一例的 图。 0021 图 5 是表示本发明的

28、实施方式 1 中的输出电压与峰值电流值的关系的一例的图。 0022 图 6 是表示本发明的实施方式 1 中的输出电压与峰值电流时间的关系的一例的 图。 0023 图 7 是表示本发明的实施方式 1 中的电弧焊接装置的示意结构的结构图。 0024 图 8 是表示本发明的实施方式 2 中的焊丝进给速度、 焊接电压以及焊接电流的时 间波形的图。 0025 图 9 是表示以往的焊丝进给速度和焊接输出的时间波形的图。 具体实施方式 0026 以下， 参照附图说明本发明的实施方式。 在以下的附图中， 由于对相同的结构元件 附加了相同的符号， 所以有时省略说明。另外， 本发明并不是由该实施方式所限定的。 0

29、027 ( 实施方式 1) 0028 在本实施方式中， 首先说明焊接控制方法， 之后说明焊接装置。 0029 图1和图2表示交替地重复短路状态和电弧状态的消耗电极式电弧焊接中的焊丝 进给速度、 焊接电压以及焊接电流的时间波形。 0030 在图 1 和图 2 中， P1 表示开始了短路的时刻， 而且也是短路初期时间的开始的时 刻。P2 表示短路初期时间的结束时刻， 而且也是开始了短路电流的每个单位时间的电流增 加量、 即短路电流的增加斜率 (di/dt) 的输出的时刻。此外， P3 是成为短路电流的第一阶 段的增加斜率 (di1/dt) 和第二阶段的增加斜率 (di2/dt) 的临界点的时刻。此

30、外， P4 表示 短路电流的第二阶段的增加斜率 (di2/dt) 的输出结束的时刻， 而且也是检测出在熔池和焊 丝前端之间出现的熔滴的中间变细部分 ( ) 并瞬间过渡到低电流的时刻。此外， P5 是熔滴的中间变细部分脱离且短路状态结束而产生了电弧的时刻。 而且也是在电弧产生之 后立即开始输出峰值电流的焊接电流的时刻。此外， P6 是开始了从峰值电流到基本电流的 过渡的时刻。从 P6 到 P7， 既可以是电流控制， 也可以是电压控制。从 P7 输出基本电流， P8 表示产生了下一个短路的时刻。 0031 此外， 在图1和图2所示的焊丝进给控制中， 是以规定的频率和规定的振幅周期性 地重复作为基本

31、波形的正弦波状的正向传送和反向传送的焊丝进给控制。因此， 在出现正 向传送侧的峰值时， 在P1周边产生短路， 在出现反向传送侧的峰值时， 在P5周边产生电弧。 说 明 书 CN 102271853 A CN 102271862 A4/14 页 9 由此， 短路状态或电弧状态的产生基本上依赖于周期性地重复焊丝进给速度的正向传送和 反向传送的焊丝进给控制。 0032 图 1 是在输出电压大于设定电压时想要立即将输出电压控制得较小的情况。即， 以短路电流的第一阶段的斜率 (di1/dt)( 以下， 设为图 1 所示的 “IS1” )、 短路电流的第二阶 段的增加斜率 (di2/dt)( 以下， 设为

32、图 1 所示的 “IS2” )、 从短路电流的第一阶段的斜率 IS1 变化为短路电流的第二阶段的增加斜率 IS2 的临界点的电流值 ( 图 1 所示的 “ISC” )、 峰值 电流和峰值时间以及基本电流分别大于对应于设定电流的各个基准值的方式， 表示了短路 的一个周期的控制例。 0033 另外， 例如， 将多个周期的平均值或规定期间的电压的平均值求出多个， 并对这些 多个平均值取平均， 从而能够求出输出电压。 0034 图 2 是在输出电压小于设定电压时想要立即将输出电压控制得较大的情况。即， 以短路电流的第一阶段的斜率 IS1、 短路电流的第二阶段的增加斜率 IS2、 从短路电流的第 一阶段

33、的斜率IS1变化为短路电流的第二阶段的增加斜率IS2的临界点的电流值(ISC)、 峰 值电流和峰值时间以及基本电流分别大于对应于设定电流的各个基准值的方式， 表示了短 路的一个周期的控制例。 0035 另外， 在图1和图2中， 用虚线表示了使输出电压符合设定电压时的电流波形和电 压波形， 作为基本波形。 并且， 用实线表示了按照输出电压符合设定电压的方式进行恒压控 制的控制例。 0036 首先， 以下说明在图 1 和图 2 中用虚线表示的、 P1 至 P8 的期间即短路的一个周期 的基本控制。 0037 在 P1 周边的时刻， 在正弦波状的焊丝进给控制的正向传送的峰值时， 焊丝接触到 被焊接物

34、而产生短路。然后， 在从 P1 至 P2 的短路初期时间， 输出比产生短路时的 P1 之前 的电流还低的短路初期电流。 0038 这里， 说明将从 P1 至 P2 为止的短路初期时间设为低电流的目的。若在产生短路 之后立即向高电流增加短路电流， 则短路立即变开路， 之后会立即再次产生短路， 因此会破 坏短路的周期性。 因此， 通过就在产生短路之后设置输出低电流的期间， 从而可靠地确保短 路的状态。 若是在这样确保了短路的状态之后， 就能够进行向高电流增加短路电流的控制。 0039 另外， 短路初期时间和短路初期电流值是通过实验验证等导出后采用的。 并且， 这 些短路初期时间和短路初期电流的基本

35、设定值采用通过实验验证等导出的、 以某一焊接速 度 ( 在该实施方式中， 设为 1m/min) 进行了焊接时短路期间与电弧期间的比率分别为 50 且能够进行稳定的焊接的适当的值。并且， 在未图示的存储部中与设定电流对应地存储短 路初期时间和短路初期电流值， 作为表格等。 0040 接着， 在 P2 时刻， 从焊丝与被焊接物可靠地短路的的状态， 基于设定电流来决定 短路电流的第一阶段的增加斜率IS1。 并且， 实际的短路电流沿着该短路电流的第一阶段的 增加斜率IS1上升， 达到作为P3时刻的短路电流的临界点的电流值ISC。 于是， 实际的短路 电流沿着根据设定电流决定的短路电流的第二阶段的增加斜

36、率 IS2 而增加。另外， 短路电 流的第一阶段的增加斜率 IS1、 短路电流的第二阶段的增加斜率 IS2 以及成为短路电流的 临界点的电流值 ISC 的基本设定值采用通过实验验证导出的、 以某一焊接速度 ( 在该实施 方式中， 设为 1m/min) 进行了焊接时短路期间 Ts 与电弧期间 Ta 的比率分别为 50且能够 说 明 书 CN 102271853 A CN 102271862 A5/14 页 10 进行稳定的焊接的适当的值。并且， 在未图示的存储部中与设定电流对应地存储这些短路 电流的增加斜率 (di/dt) 以及临界点， 作为表格或数学式等。另外， 利用短路期间 Ts 和电 弧期

37、间 Ta 之和 ( 周期 T) 的倒数来表示焊丝进给的频率 F， 利用振幅速度 AV 来表示正向传 送和反向传送之和。 0041 接着， 从 P4 至 P5， 如现有技术那样， 进行检测熔融的焊丝的中间变细部分来使短 路电流急剧降低的控制。 0042 接着， 在 P5 周边， 在出现基于正弦波状的焊丝进给控制的反向传送的峰值时， 焊 丝脱离被焊接物， 短路变成开路。此外， 在从 P5 至 P6 的电弧期间， 从电弧产生初期时刻的 P5 开始通过电流控制， 使电流以规定的斜率上升至峰值电流 IP。此外， 若需要维持峰值电 流 IP 来进行输出， 则还能够继续必要的时间。 0043 接着， 从 P

38、6 至 P7， 既可以通过电压控制， 根据焊接电压来输出焊接电流， 也可以进 行电流控制来输出规定的电流。 不论是哪种控制， 若使熔滴增大， 则都需要稳定地维持适当 的电弧长度。 0044 接着， 从 P7 至 P8， 通过电流控制来保持基本电流 IB 的状态， 并作为等待产生下一 个短路 P8 的状态。在 P8 周边， 在出现基于正弦波状的焊丝进给控制的正向传送的峰值时， 焊丝与被焊接物接触， 从而产生短路。通过保持基本电流 IB 的状态， 从而具有如下的效果 ： 确保容易产生短路的状态， 并且即使产生了微小短路， 也因焊接电流低而不易产生大粒溅 射物。 0045 另外， 从 P5 至 P6

39、 的峰值电流 IP 和峰值电流时间 PW、 以及从 P7 至 P8 的基本电流 IB 是通过实验验证等导出之后采用的。并且， 这些峰值电流 IP 和峰值电流时间 PW 以及基 本电流 IB 的基本设定值采用通过实验验证等导出的、 以某一焊接速度 ( 在该实施方式中， 设为1m/min)进行了焊接时短路期间Ts与电弧期间Ta的比率分别为50且能够进行稳定 的焊接的适当的值。并且， 在未图示的存储部中与设定电流对应地存储峰值电流 IP 和峰值 电流时间 PW 以及基本电流 IB， 作为表格等。 0046 如以上所述， 将 P1 至 P8 的控制作为一个周期， 重复该周期来进行焊接。 0047 以下

40、说明图 1 和图 2 中的、 按照输出电压符合设定电压的方式在时间上进行自动 调整的控制。 0048 焊丝进给控制以规定的频率和规定的振幅、 以正弦波状周期性地重复正向传送和 反向传送的同时进行焊丝进给， 且将该状态设为基本波形。 0049 因此， 由于周期性地供给焊丝， 所以通过控制短路的每一周期的短路期间和电弧 期间的比率， 能够控制输出电压。 0050 例如， 在软钢 MAG 焊接中设定电流为 120A 时， 当短路期间为 50、 电弧期间为 50时， 若将电压设为 15V， 则通过将短路期间调整为 40、 将电弧期间调整为 60， 从而 能够设成17V。 此外， 相反地， 通过将短路期

41、间调整为60、 将电弧期间调整为40， 能够设 成 13V， 能够根据短路期间与电弧期间的比率， 将电压控制得较大。 0051 通过在每隔数 s 或数十 s， 在时间上控制该短路期间和电弧期间的比率， 从而 能够对准设定电压。 0052 如图 1 所示， 在为了降低电压而延长短路期间的情况下， 通过减小第一阶段和第 二阶段的短路电流的增加斜率 IS1、 IS2 以及短路电流的增加斜率的临界点 IPC， 从而能够 说 明 书 CN 102271853 A CN 102271862 A6/14 页 11 延迟短路变开路， 由此延长短路期间。 0053 通过减小电弧期间Ta的峰值电流IP和基本电流I

42、B， 能够缩短电弧长度， 所以能够 缩短电弧期间 Ta。 0054 如上所述， 在焊接期间内输出电流大于设定电流的情况下， 减小短路电流的第一 阶段的斜率 IS1 和短路电流的第二阶段的增加斜率 IS2、 从短路电流的第一阶段的斜率变 成短路电流的第二阶段的增加斜率的临界点的电流值ISC、 以及电弧期间Ta的峰值电流IP 和基本电流 IB。由此， 能够将短路期间 Ta 调整得较长、 将电弧期间 Ta 调整得较短， 可在时 间上自动调整成输出电压降低。 0055 与此相反， 如图2所示， 在为了提高电压而缩短短路期间Ts的情况下， 通过将第一 阶段和第二阶段的短路电流的增加斜率IS1、 IS2以

43、及短路电流的增加斜率的临界点ISC设 置成比与设定电流对应的值还大， 从而能够提前短路变开路、 缩短短路期间 Ts。 0056 通过将电弧期间 Ta 的峰值电流 IP 和基本电流 IB 的电流设置成比与设定电流对 应的值还大， 从而能够延长电弧长度、 延长电弧期间 Ta。 0057 如上所述， 在焊接期间内输出电流小于设定电流的情况下， 通过增加短路电流的 第一阶段的斜率 IS1 和短路电流的第二阶段的增加斜率 IS2、 从短路电流的第一阶段的斜 率变成短路电流的第二阶段的增加斜率的临界点的电流值 ISC、 以及电弧期间 Ta 的峰值电 流IP和基本电流IB， 从而能够将短路期间Ta调整得较长

44、、 将电弧期间Ta调整得较短， 可在 时间上自动调整成输出电压变高。 0058 另外， 作为自动调整的例子， 也可以对电压差分值与短路电流的第一阶段的斜率 IS1 和短路电流的第二阶段的增加斜率 IS2 以及临界点的电流值 ISC 建立关联后存储在未 图示的存储部中， 并根据电压差分值来决定短路电流的第一阶段的斜率 IS1 和短路电流的 第二阶段的增加斜率IS2以及临界点的电流值ISC。 或者， 也可以将对电压差分值与短路电 流的第一阶段的斜率 IS1 和短路电流的第二阶段的增加斜率 IS2 以及临界点的电流值 ISC 建立关联后的数学式存储在未图示的存储部中， 并根据电压差分值来决定短路电流

45、的增加 斜率 (di/dt) 以及临界点的电流值 ISC。 0059 也可以与上述的短路电流的第一阶段的斜率 IS1 和短路电流的第二阶段的增加 斜率 IS2 以及临界点的电流值 ISC 相同地， 将峰值电流 IP 和峰值电流时间 PW 以及基本电 流 IB 也存储在存储部中， 从而进行决定。 0060 即， 本发明的电弧焊接方法使用作为消耗电极的焊丝， 重复短路状态和电弧状态 来进行焊接， 且包括以下方法 ： 决定对应于设定电流的短路电流的增加斜率， 基于设定电压 和输出电压之差， 随着时间改变对应于设定电流的短路电流的增加斜率 (di/dt)， 从而将输 出电压的电压值控制成与设定电压的电

46、压值一致。 0061 根据该方法， 通过使输出电压符合设定电压， 从而能够稳定地控制焊接电压。 0062 此外， 也可以是如下的方法， 即 ： 在输出电压小于设定电压的情况下， 使短路电流 的增加斜率 (di/dt) 变化得比对应于设定电流的短路电流的增加斜率 (di/dt) 更陡， 在输 出电压大于设定电压的情况下， 使短路电流的增加斜率 (di/dt) 变化得比对应于设定电流 的短路电流的增加斜率 (di/dt) 更缓。 0063 根据该方法， 能够进一步高精度且稳定地控制焊接电压。 0064 此外， 也可以是如下的方法， 即 ： 与对应于设定电压和输出电压的差分值的绝对值 说 明 书 C

47、N 102271853 A CN 102271862 A7/14 页 12 成比例地改变短路电流的增加斜率 (di/dt)， 或者将短路电流的增加斜率 (di/dt) 改变为 基于与设定电压和输出电压的差分值对应的变化率的值。 0065 根据这个方法， 能够进一步高精度且稳定地控制焊接电压。 0066 接着， 使用图 3 说明控制短路电流的增加斜率 (di/dt) 的例子。图 3 是表示本发 明的实施方式 1 中的输出电压与短路电流的增加斜率 (di/dt) 的关系的一例的图。关于短 路电流的增加斜率 (di/dt)， 例示了第一阶段的增加斜率 IS1。 0067 例如， 在设定电压与输出电压

48、相同的情况下， 如图 3 所示， 短路电流的第一阶段的 增加斜率 IS1 是一元值 150A/ms。这里， 一元值意味着输出电压的初期值， 该输出电压的初 期值成为设定电压。但是， 考虑输出电压为设定电压 -( 这里， 2V) 的情况。即， 在 输出电压比设定电压小2V的输出情况下， 为了提高输出电压， 如图3的曲线图所示， 短路电 流的第一阶段的增加斜率 IS1 从一元值 150A/ms 增加 40A/ms 而成为 190A/ms。由此， 控制 短路期间 Ts 缩短。 0068 此外， 还可以通过对如图 3 所示的特性乘以系数等来增加或减小调整量。 0069 另外， 关于短路电流的第一阶段的

49、斜率 IS1 和短路电流的第二阶段的增加斜率 IS2 的变更， 也可以在第一阶段和第二阶段增加或减少相同值来进行变更， 也可以单独进行 变更。例如， 也可以仅在第一阶段增加或减少， 在第二阶段不变更。 0070 此外， 在图 3 中， 举例说明了在输出电压和设定电压之差为 1V 时将短路电流的 增加斜率设为20A/ms的绝对值方式， 但也可以是1V时设为20/ms的变动率方式。 0071 此外， 在图3中， 表示了输出电压和短路电流的增加斜率(di/dt)的关系为一次函 数的例子， 但并不限于此， 只要是增加斜率的符号相同， 则例如也可以是二次曲线等一次函 数以外的函数。 0072 接着， 使用图 4 说明第一阶段的短路电流的增加斜率 IS1 和第二阶段的短路电流 的增加斜率 IS2 的临界点 ISC 的变更。图 4 是表示本发明的实施方式 1 中的输出电压与短 路电流的临界点的电流值 ISC 的关系的一例的图。 0073 例如， 在设定电压与输