电弧焊接装置以及电弧焊接控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电弧焊接装置以及电弧焊接控制方法，作为自耗电极即焊丝的进给，反复进行正送和逆送，并且使短路状态和电弧状态交替地产生来进行焊接。
【背景技术】
[0002]在进行镀锌钢板的焊接的情况下，一般广泛使用短路过渡焊接(CO2焊接、MAG焊接)、脉冲MAG焊接。图10和图11是用于说明进行镀锌钢板的焊接的现有的电弧焊接控制方法的图。图10示出了作为焊接法通过一般的自耗电极式电弧焊接对镀锌钢板进行焊接时的焊缝剖面。
[0003]在镀锌钢板26的表面，镀覆有镀锌27。镀锌27中所包含的锌的沸点是907 °C，低于铁的熔点1536°C。若对镀锌钢板26进行电弧焊接，则锌气化，该锌蒸气要通过熔池向外部扩散。但是，在熔融金属的凝固速度较快的情况下，锌蒸气不能充分地扩散到外部，会作为气孔28而残存于焊缝35内以及焊缝35表面。在气孔28留在焊缝35内的情况下形成气泡。在气孔28开口于焊缝35表面的情况下形成凹坑。气泡、凹坑都有损于焊接部位的强度。因此，例如，在较多使用镀锌钢板26的汽车业界，需要抑制气孔28的产生，尤其是规定凹坑的产生量来进行管理的情况很多。
[0004]图11中示出基于现有技术的短路焊接的各参数的波形的示例。图11示出了焊接电流1、焊接电压V、送丝速度WS、电动机启动/停止(ON/OFF)切换信号N、电动机极性切换信号K的时间变化。
[0005]在图11中，从时刻tl到时刻t2是短路期间。从短路产生初始时刻tl进行电流控制，使焊接电流I以给定斜率上升。此外，使送丝速度WS减速至比基本送丝速度WSl低的送丝速度WS2。另外，在即将到短路期间的终点之前，S卩，在即将到时刻t2之前，如从现有已知的那样，探测熔融的焊丝的缩颈从而控制为使焊接电流I急剧降低。
[0006]在图11中，从时刻t2到时刻t6是电弧期间。在电弧期间中时刻t2到时刻t3的期间中，从电弧产生初始时刻t2开始进行电流控制，使焊接电流I以给定斜率上升。另外，焊接电流I的峰值电流IP上升至成为200A以上。此外，使送丝速度WS从送丝速度WS2加速至基本送丝速度WS1。在此，例如，在CO2焊接的情况下，因为电弧集中性好，所以焊接电流I的峰值电流IP越高，电弧力压挤被焊接物熔融了的部分即熔池，作为结果，被焊接物掘入的倾向就越高。而且，在最差的情况下，也有时发生被焊接物的开孔(焊穿)。另一方面，若峰值电流IP过低则有时也会产生微短路。因此，为了难以产生微短路，同时又不掘入熔池，需要使峰值电流IP成为必要最低限度的焊接电流I。此外，也可以在焊接电流I成为峰值电流IP之后使该峰值电流IP维持给定时间，将该维持的末端的时间设为时刻t3。
[0007]然后，在电弧产生之后不久的时刻t2，送丝速度WS处于从送丝速度WS2向基本送丝速度WSl开始了加速的低速状态。因此即使不使峰值电流IP增高至必要以上，也能够使焊丝燃烧来确保电弧长度。因此，能够抑制微短路。
[0008]在电弧期间中时刻t3到时刻t4的期间中，对焊接电压进行恒压控制。按照能够输出作为恒压控制的基本电压的基本焊接电压VP的方式输出焊接电流I。通过进行恒压控制能够维持电弧长度。因此，能够维持难以产生微短路的电弧状态。
[0009]在电弧期间中时刻t4到时刻t5的期间中，进行电流控制，使焊接电流I向基础电流IB降低。基础电流IB为即使产生微短路也难以产生大粒的溅射的电流值即100A以下。另外，从时刻t4 一直到时刻t5以给定斜率进行焊接电流I的降低。这样，通过使焊接电流I以给定斜率减少以便从电弧开始时起在给定时间后焊接电流I成为基础电流IB，能够缓和电弧状态的急剧的变化。
[0010]在电弧期间中时刻t5到时刻t6的期间中，成为如下状态:进行恒流控制以保持基础电流IB的状态，等待下一个短路产生的时刻即时刻t6。通过像这样使焊接电流I保持为基础电流IB的状态，从而具有确保容易产生短路的状态以及即使产生微短路也由于焊接电流I较低而难以产生大粒溅射这样的效果。
[0011]现有技术的电弧焊接控制方法反复上述的短路期间和电弧期间的循环，例如有专利文献I等。
[0012]现有技术文献
[0013]专利文献
[0014]专利文献1:JP特开2007-216268号公报
【发明内容】
[0015]在现有的电弧焊接控制方法中，在电弧期间中时刻t2到时刻t3的期间中，从电弧产生初始时刻即时刻t2开始进行电流控制，使焊接电流I以给定斜率上升到200A以上的峰值电流IP。现有的焊接装置将与焊丝材质、使用气体、丝径的组合相应的峰值电流存储在焊接装置内部，并输出基于焊丝材质、使用气体、丝径等而决定的峰值电流。
[0016]但是，对于镀锌钢板的焊接而言，需要为了使锌蒸气容易放出的适当的峰值电流。峰值电流越高就越容易放出锌蒸气。但是，根据接头形状，存在由于峰值电流较高而产生开孔的情况。不能针对各种接头形状使锌蒸气的放出与被焊接物的开孔的抑制并存。
[0017]因此，虽需要适于接头形状的峰值电流，但现有那样的存储在焊接装置内部的一个峰值电流不能对应。即，现有技术中没有考虑接头形状来决定峰值电流。因此，对于接头形状不同的被焊接物，例如若设定电流相同则峰值电流为相同值。
[0018]另外，若不能顺利地放出锌蒸气，则锌蒸气浮出熔池内从熔池表面放出。因此，在锌蒸气的放出时喷出的熔融金属就那样作为溅射向外部飞散。或者，在锌蒸气的放出时喷出的熔融金属与焊丝进行短路而通过电能作为溅射飞散。由于这些情况，异常地大量产生溅射。
[0019]为了解决上述课题，本发明的电弧焊接装置是交替地反复焊丝与被焊接物短路的短路期间和在焊丝与被焊接物之间产生电弧的电弧期间的电弧焊接装置。该电弧焊接装置具有焊接输出部、接头形状设定部、存储部和波形参数决定部。焊接输出部进行焊接输出，接头形状设定部设定接头形状。存储部存储接头形状和波形参数的多个组合。波形参数决定部基于由接头形状设定部设定的接头形状以及多个组合，来决定波形参数。焊接输出部基于由波形参数决定部决定的波形参数来进行焊接输出。
[0020]此外，本发明的电弧焊接控制方法是交替地反复焊丝与被焊接物短路的短路期间和在焊丝与被焊接物之间产生电弧的电弧期间的电弧焊接控制方法。该电弧焊接控制方法具有设定接头形状的步骤、基于接头形状来决定波形参数的步骤、和基于波形参数来控制焊接输出的步骤。
[0021]根据本发明，在使用焊接用的焊丝对镀锌钢板等进行了表面处理的被焊接物进行焊接的情况下，能够根据接头形状来输出适当的峰值电流。由此，没有对被焊接物的开孔(焊穿)，并且通过压挤熔池以使被焊接物的根部露出从而从被焊接物产生的气体从露出部脱离。由此，能够抑制气泡、凹坑的产生以及溅射的产生。
【附图说明】
[0022]图1是表示本发明的实施方式中的电弧焊接装置的概略构成的图。
[0023]图2是表示本发明的实施方式中的送丝速度(正弦波状)和焊接电压和焊接电流的波形的图。
[0024]图3A是表示本发明的实施方式中的短路状态的与熔接线方向平行的剖面的图。
[0025]图