电弧焊接方法以及电弧焊接装置的制造方法_2

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[0034]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。
[0035]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的斜率ISl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。
[0036]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。
[0037]首先,以下说明在图1和图2中用虚线表示的、Pl至P8的期间即短路的一个周期的基本控制。
[0038]在Pl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而产生短路。然后,在从Pl至P2的短路初期时间,输出比产生短路时的Pl之前的电流还低的短路初期电流。
[0039]这里,说明将从Pl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。
[0040]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lm/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。
[0041]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ISl。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ISl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lm/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。
[0042]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。
[0043]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。
[0044]接着,从P6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。
[0045]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。
[0046]另外,从P5至P6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lm/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。
[0047]如以上所述,将Pl至P8的控制作为一个周期,重复该周期来进行焊接。
[0048]以下说明图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。
[0049]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。
[0050]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。
[0051]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。
[0052]通过在每隔数μ s或数十μ 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。
[0053]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,从而能够延迟短路变开路,由此延长短路期间。
[0054]通过减小电弧期间Ta的峰值电流IP和基本电流IB,能够缩短电弧长度,所以能够缩短电弧期间Ta。
[0055]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ISl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。
[0056]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。
[0057]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。
[0058]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ISl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、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。
[0059]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ISl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ISl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ISl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的增加斜率(di/dt)以及临界点的电流值ISC。
[0060]也可以与上述的短路电流的第一阶段的斜率ISl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。
[0061 ] 即,本发明的电弧焊接方法使用作为自耗电极的焊丝,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压值一致。
[0062]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。
[0063]此外,也可以是如下的方法,SP: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。
[0064]根据该方法,能够进一步高精度且稳定地控制焊接电压。
[0065]此外,也可以是如下的方法,S卩:与对应于设定电压和输出电压的差分值的绝对值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。
[0066]根据这个方法,能够进一步高精度且稳定地控制焊接电压。
[0067]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I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ISl。
[0068]例如,在设定电压与输出电压相同的情况下,如图3所示,短路电流的第一阶段的增加斜率ISl是一元值150A/ms。这里,一元值意味着输出电压
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