专利名称：脉冲电弧焊接控制方法
技术领域：
本发明主要涉及在通过周期地改变电弧长度来使熔池摇动，由此在 控制气泡的发生的焊接方法中用于提高焊接性能的脉冲电弧焊接控制 方法。
背景技术：
在脉冲电弧焊接中经常使用通过周期地改变脉冲参数、焊接电压等
来周期地改变电弧长度，由此使熔融范围变化得到图8所示的鳞状的漂 亮的焊缝外观的焊接方法(以下，称之为电弧长度变化脉冲电弧焊接控 制方法)。另外，在该电弧长度变化脉冲电弧焊接中，通过电弧长度的 变化可以使熔池摇动，可以控制发生气泡。该电弧长度变化脉冲电弧焊 接方法主要多用于铝或铝合金的焊接。这是由于铝材的导热性良好可以 形成具有锐力的鳞状焊缝，但是钢材的导热性差难以形成具有锐力的鳞 状焊缝的缘故。以下，对现有技术的电弧长度变化的脉冲电弧焊接方法 进行说明(例如，参照专利文献l、 2)。
图9是表示以往技术的电弧长度变化脉冲电弧焊接方法的波形图。 该图(A)表示切换信号sTC，该图(B)表示焊接电流Iw，该图(C) 表示焊接电压Vw，该图(D)表示电弧长度La。以下参照该图进行说 明。
如图(A)所示，切换信号Stc在预定的高脉冲期间HT中为高电 平脉冲，在预定的低脉冲期间LT中为低电平脉冲。该高脉冲期间HT 和低脉冲期间LT相加后的期间为切换周期Tc。
高脉冲期间HT中，如图(B)所示，通电由高峰值期间HTp中 的高峰值电流HIp以及高基值期间HTb中的高基值电流HIb构成的高 脉冲电流组。该高峰值期间HTp和高基值期间HTb相加成为高脉冲期 间HTf。而且，与该高脉冲电流组的通电相对应，如该图(C)所示，
在高峰值期间HTp中对焊丝/母材之间施加高峰值电压HVp，高基值期 间HTb中施加高基值电压HVb。
低脉冲期间LT中，如该图(B)所示，通电低峰值期间LTp中的 低峰值电流LIp以及低基值期间LTb中的低基值电流Ub构成的低脉冲 电流组。该低峰值期间LTp和低基值期间LTb相加为低脉冲周期LTf。 而且，与该低脉冲电流组的通电相对应，如该图(C)所示，在低峰值 期间LTp中对焊丝/母材之间施加低峰值电压LVp，在低基值期间LTb 中施加低基值电压LVb。
在包括脉冲电弧焊接的熔化电极电弧焯接中，为了得到良好的焊接 质量要进行使电弧长度维持在适当值的电弧长度控制。通常，该电弧长 度控制，利用焊接电压Vw与电弧长度大致成正比例的关系，按照焊接 电压Vw与预定的电压设定值相等的方式控制焊接电源的输出。在该图 所示的脉冲电弧焊接中，同样对焊接电压Vw进行反馈控制来控制焊接 电源的输出。此时，根据反馈控制的方法，可以分为以下三种。
(1) 按照焊接电压Vw的平均值与电压设定值相等的方式改变脉 冲周期。此时，峰值期间、峰值电流值以及基值电流值为脉冲参数，设 定在预定的适当值。
(2) 按照焊接电压Vw的平均值与电压设定值相等的方式改变峰 值期间。此时，峰值电流值、脉冲周期以及基值电流值为脉冲参数，设 定在预定的适当值。
(3) 按照焊接电压Vw的峰值电压值与电压设定值相等的方式改 变峰值电流。此时，峰值期间、脉冲周期以及基值电流值为脉冲参数， 设定在预定的适当值。
如上所述，在脉冲电弧焊接的电弧长度控制中，对焊接电压Vw进
行反馈控制，将脉冲参数之一作为操作量使其变化来控制焊接电源的输 出，其他脉冲参数设定在规定值。在该图中，如上述(1)所示，按照 焊接电压Vw的平均值与电压设定值相等的方式改变脉冲周期。因此， 此时，峰值期间、峰值电流以及基值电流为规定值的脉冲参数。在该图 所示的电弧长度脉冲电弧焊接中，在高脉冲期间HT和低脉冲期间LT 中，未图示但是使电压设定值(高电压设定值和低电压设定值)变化。
进而，在高脉冲期间HT中设定为高峰值期间HTp、高峰值电流HIp 以及高基值电流HIb，在低脉冲期间LT中，设定为低脉冲期间LTp、 低脉冲电流LIp以及低基值电流LIb，来改变脉冲参数。其结果，如该 图(D)所示，电弧长度La，在高电弧长度HLa和低电弧长度LLa中 周期地变化。
专利文献l:专利第2993174号公报
专利文献2:日本特开2003 — 260565号公报
在以往技术的电弧长度脉冲电弧焊接中，在将送给速度设为一定值 之后通过周期地改变电压设定值以及脉冲参数来周期地变化电弧长度。 从气泡减少效果看该以往技术时，如果能使熔池更剧烈地摇动则其降低 效果可以进一步提高。但是，在以往技术中，由于将电压设定值以及脉 冲参数在这以上变化较大时电弧稳定性差，所以熔池的摇动作用存在界 限。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种可以通过使熔池的摇动作用更剧 烈，来进一步增大气泡减少效果的脉冲电弧焊接控制方法。
为了解决上述问题，本发明技术方案一的脉冲电弧焊接控制方法， 在送给焊丝的同时将峰值期间中的峰值电流的通电与基值期间中的基 值电流的通电作为脉冲周期反复进行通电，按照焊接电压值与电压设定 值大致相等的方式进行电弧长度控制，通过与切换信号同步地使上述电 压设定值周期地变化而使电弧长度周期地变化，并且与上述切换信号同 步地使上述峰值期间、上述峰值电流或上述脉冲周期至少一个以上的脉 冲参数变化，并且与上述切换信号同步地改变焊丝的送给速度。
本发明技术方案二的脉冲电弧焊接控制方法，根据技术方案一所述 脉冲电弧焊接控制方法，上述送给速度从上述切换信号变化的时刻开始 延迟了上述电弧长度的过渡变化大致收敛的期间后再变化。
本发明技术方案三的脉冲电弧焊接控制方法，根据技术方案一所述 的脉冲电弧焊接控制方法，上述电压设定值和上述脉冲参数，从上述切 换信号变化的时刻开始延迟了上述送给速度的过渡变化大致收敛的期
间后再变化。
本发明技术方案四的脉冲电弧焊接控制方法，根据技术方案一到技 术方案三中的任一项所述脉冲电弧焊接控制方法，设定上述电压设定值 使电弧长度如下变化按照上述切换信号进行变化的上述送给速度慢的 期间中的电弧长度比上述送给速度快的期间的电弧长度长。
本发明技术方案五的脉冲电弧焊接控制方法，根据技术方案一到技 术方案四中的任一项所述脉冲电弧焊接控制方法，使在上述送给速度的 变化时具有斜率。 (发明效果)
根据上述技术方案一，与切换信号同步地改变电压设定值、脉冲参 数以及送给速度，可以使对熔池的电弧力变化较大，因此可以使熔池摇 动剧烈。因此与以往的技术相比可以提高气泡减少效果，可以进行高质 量的焊接。
根据上述技术方案二，在切换信号变化的时刻使电压设定值和脉冲 参数先行变化，延迟到电弧长度的过渡变化大致收敛的时刻，送给速度 再变化。因此，在技术方案一的效果的基础上，可以提高切换时的电弧 稳定性。
根据上述技术方案三，在切换信号变化的时刻先行使送给速度变 化，延迟到送给速度的过渡变化大致收敛的时刻并使电压设定值和脉冲 参数变化。因此除技术方案一的效果之外，还可以提高切换时的电弧稳 定性。
根据上述技术方案四，通过改变电压设定值，以使送给速度快时的 电弧长度短，送给速度慢时的电弧长度长，由此可以使电弧力变化得更 大。因此，可以使熔池的摇动作用更剧烈，进一步提高气泡减少效果。
根据上述技术方案五，在技术方案一到技术方案四的基础上，使在 送给速度变化时具有斜率，由此可以抑制送给速度的欠调和超调。因此 可以抑制随欠调和超调的电弧不稳定。
图1是表示本发明的实施方式1的脉冲电弧焊接控制方法的时序
图2是本发明的实施方式1的焊接电源的框图。
图3是表示本发明的实施方式2的脉冲电弧焊接控制方法的时序
图4是表示本发明的实施方式2的焊接电源的框图。
图5是表示本发明的实施方式3的脉冲电弧焊接控制方法的时序
图6是表示本发明的实施方式3的焊接电源的框图。
图7是表示本发明实施方式4的脉冲电弧焊接控制方法的时序图。
图8是表示以往技术的鳞状焊缝的图。
图9是表示以往技术的电弧长度变化脉冲电弧焊接方法的波形图。
图中符号说明 l一焊丝；
2 —母材； 3—电弧； 4一焊枪； 5 —送丝辊；
DLf—送给速度延迟电路；
EI—电流误差放大电路；
Ei—电流误差放大信号；
EV—电压误差放大电路；
Ev—电压误差放大信号；
FC —送给速度控制电路；
Fd —送给速度检测信号；
Fs —送给速度设定信号；
HFs —高送给速度设定值；
HIb—高基值电流；
HIp—高峰值电流；
HIps—高峰值电流设定值；
HLa—高电弧长度；
HPS—高脉冲参数设定值；
HT—高脉冲期间；
HTb—高基值期间；
HTf—高脉冲周期；
HTp—高峰值期间；
HTps —高峰值期间设定值; HTs —高脉冲期间设定值；
HVb—高基值电压；
HVp—高峰值电压；
HVS—高电压设定值；
IBS —基值电流设定电路；
Ibs —基值电流设定信号；
ID—电流检测电路；
Id—电流检测信号；
IPS —峰值电流设定电路；
Ips—峰值电流设定信号；
ISC—电流设定控制电路；
Isc—电流设定控制信号；
Iw —焊接电流；
La—电弧长度；
LFs —低送给速度设定值；
LIb —低基值电流；
LIp —低峰值电流；
LIps —低峰值电流设定值；
LLa—低电弧长度；
LPs —低脉冲参数设置值；
LT一低脉冲期间；
LTb —低基值期间；
LTf一低脉冲周期；
LTp —低峰值期间；
LTps —低峰值期间设定值； LTs —低脉冲期间设定值；
LVb —低基值电压；
LVp —低峰值电压；
LVS —低电压设定值；
PM—电源主电路；
PS —脉冲参数设定信号；
Sa—第一延迟切换信号；
Sb —第二延迟切换信号；
STC —切换信号生成电路；
STC —切换信号；
Tc一切换周期；
Tf一脉冲周期信号；
TP —峰值期间计时电路；
Tp—峰值期间信号；
TPS —峰值期间设定电路；
Tps—峰值期间设定信号；
VAV—电压平均值计算电路;
Vav—电压平均值信号；
VD—电压检测电路；
Vd—电压检测信号；
VF—电压/频率变换电路；
VS—电压设定电路；
Vs—电压设定信号；
Vw—焊接电压；
WM—送给电动机
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。 (实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1的脉冲电弧焊接控制方法的时序
图。该图(A)表示切换信号Stc,该图(B)表示脉冲参数设定信号 Ps，该图(C)表示电压设定信号Vs，该图(D)表示送给速度设定信 号Fs，该图(E)表示焊接电流Iw，该图(F)表示焊接电压Vw，该 图(G)表示电弧长度La。以下，参照该图进行说明。
切换信号Stc，如该图(A)所示，在预定的时刻tl t2的低脉冲 期间LT中为低电平，在预定的时刻t2 t3的高脉冲期间HT中为高电 平。
脉冲参数设定信号Ps，如该图(B)所示，在低脉冲期间LT中为 低脉冲参数设定值LPs，在高脉冲期间HT中为高脉冲参数设定值HPs。 如该图(C)所示，低脉冲参数设定值LPs虽然未图示，但由低峰值期 间LTp、低峰值电流LIp以及低基值电流LIb形成。如上所述，脉冲参 数，有时为峰值电流、脉冲周期以及基值电流的组合或峰值期间、脉冲 周期以及基值电流的组合。此时，低脉冲周期中周期长，高脉冲周期中 周期短。
电压设定信号Vs，如该图(C)所示，在低脉冲期间LT中为低电 压设定值LVs，在高脉冲期间HT中为高电压设定值HVs。这里， LVs〈Hvs。对这些值在后面进行进一步说明。
送给速度设定信号Fs，如图(D)所示，在低脉冲期间LT中为低 送给速度设定值LFs，在高脉冲期间HT中为高送给速度设定值HFs。 在送给速度快时焊接电流Iw的平均值大。因此，低脉冲期间LT和高 脉冲期间HT中焊接电流平均值变化。
焊接电流Iw，如该图(E)所示，在低脉冲期间LT和高脉冲期间 HT中脉冲参数变化，因此波形与此对应地变化。另外，焊接电压Vw 如该图(F)所示，其波形与焊接电流Iw的变化对应地变化。进而由 于电压设定信号Vs变化，所以脉冲周期也变化。
如上所述，低脉冲期间LT中，由于为低脉冲参数设定值LPs，所 以由峰值电流所引起的对熔池的电弧力减弱。进而，由于为低送给速度 设定值LFs，所以焊接电流平均值变小，对熔池的电弧力减弱。这里， 如果将针对低送给速度设定值LFs的低电压设定值LVs按照电弧长度 La长的方式进行设定，则该低脉冲期间LT中的对熔池的电弧力因为距 离而减弱。
另一方面，在高脉冲期间HT中，由于为高脉冲参数设定值HPs， 所以由峰值电流引起的对熔池的电弧力加强。进而由于为高送给速度设 定值HFs，所以焊接电流平均值增大，对熔池的电弧力加强。这里，如 果将针对高送给速度设定值HFs的高电压设定值HVs按照电弧长度La 短的方式进行设定，则该高脉冲期间HT中的对熔池的电弧力由于距离 短而被加强。
其结果，电弧长度La，如该图(G)所示，在低脉冲期间LT中为 高电弧长度HLa，在高脉冲期间HT中为低电弧长度LLa。通过使电弧 力急剧地变化，可以增大对熔池的摇动作用，提高气泡减少效果。但是， 此时，由于高电弧长度HLa时的电弧力的扩散不是那么大，所以难以 形成尖锐的鳞状焊缝。因此，在欲使气泡减少效果特别大的情况下，上 述方法有效。与以往技术相比，除了提高气泡减少效果之外而且还形成 鳞状焊缝的情况下，在该图中，按照高脉冲期间HT中电弧长度比低脉 冲期间LT的电弧长度长的方式设定电压设定信号Vs即可。因此在本 实施方式中，按照高脉冲期间HT中的电弧长度比低脉冲期间LT中的 电弧长度长的方式设定或短的方式设定，均能使该气泡减少效果比以往 技术好。
图2是用于实施本发明的实施方式1的脉冲电弧焊接控制方法的焊 接电源的框图。以下，参照该图对各个功能块进行说明。
电源主电路PM，以三相200V等商用电源为输入，按照后述的电 流误差放大信号Ei进行变换器控制等输出控制，输出焊接电压Vw和 焊接电流Iw。焊丝1通过与送丝电动机WM结合的送丝辊5通过焊枪 4内被送给，在与母材2之间发生电弧3。
电压检测电路VD，检测焊接电压Vw，输出电压检测信号Vd。电 压平均值计算电路VAV，计算该电压检测信号Vd的平均值，输出电压 平均值信号Vav。
切换信号生成电路S TC输出切换信号Stc ，该切换信号Stc在由预 定的低脉冲期间设定值LTs所规定的期间中为低电平，在由预定的高脉
冲期间设定值HTs所规定的期间中为高电平。送给速度控制电路FC输 出送给速度设定信号Fs，该送给速度设定信号Fs用于在上述切换信号 Stc为低电平(低脉冲期间)时以预定的低送给速度设定值LFs送给焯 丝l，在上述切换信号Stc为高电平(低脉冲期间)时以预定的高送给 速度设定值HFs送给焊丝1。
电压设定电路VS，在上述切换信号Stc为低电平(低脉冲期间) 时以预定的低电压设定值LVs为电压设定信号Vs进行输出，在高电平 (高脉冲期间)时以预定的高电压设定值HVs为电压设定值Vs进行输 出。电压误差放大电路EV，对上述电压设定信号Vs和电压平均值信 号Vav之间的误差进行放大，输出电压误差放大信号Ev。电压/频率变 换电路VF输出脉冲周期信号Tf，该脉冲周期信号Tf具有与该电压误 差放大信号Ev的值对应的频率。该脉冲周期信号Tf，为在每个脉冲周 期仅短时间为高电平的触发信号。
峰值期间设定电路TPS，在上述切换信号Stc为低电平(低脉冲期 间)时将预定的低峰值期间设定值LTps作为峰值期间设定值Tps输出， 在高电平(高脉冲期间)时将预定的高峰值期间设定值HTps作为峰值 期间设定信号Tps输出。峰值期间计时电路TP，在上述脉冲周期信号 Tf为高电平时输出峰值期间信号Tp，该峰值期间信号Tp仅在由上述 峰值期间设定信号Tps的值规定的期间内为高电平。该峰值期间信号 Tp为高电平时为峰值期间，低电平时为基值期间。
基值电流设定电路IBS,输出预定的基值电流设定信号Ibs。在上 述图1中，该基值电流也变化，但是在该图中例示了不变化为一定值的 情况。峰值电流设定电路IPS，在上述切换信号Stc为低电平(低脉冲 期间)时以预定的低峰值电流设定值Lips作为峰值电流设定信号Ips 进行输出，在高电平(高脉冲期间)时以预定的高峰值电流设定值HIps 作为峰值电流设定信号Ips进行输出。电流设定控制电路ISC，在上述 峰值期间信号Tp为低电平时，将上述基值电流设定信号lbs作为电流 设定控制信号Isc进行输出，在高电平时将上述峰值电流设定信号Ips 作为电流设定信号Isc进行输出。
电流检测电路ID检测焊接电流Iw，输出电流检测信号Id。电流误
差放大电路EI，对上述电流设定控制信号Isc和电流检测信号Id之间
的误差进行放大，输出电流误差放大信号Ei。按照该电流误差放大信 号E'i进行焊接电源的输出控制，由此通电图1所示的低脉冲电流组和 高脉冲电流组。
根据上述实施方式l，通过与切换信号同步地改变电压设定值、脉 冲参数以及送给速度，可以使对熔池的电弧力变化较大，因此可以使熔 池摇动剧烈，由此可以得到比以往技术更好的气泡减少效果，得到高质 量焊接。进而，通过改变电压设定值以使在送给速度快时的电弧长度短， 在送给速度慢时电弧长度长，从而使电弧力变动更大。由此，可以进一 步增强熔池的摇动作用，提高气泡减少效果。 (实施方式2)
图3是表示本发明的实施方式2的脉冲电弧焊接控制方法的时序 图。该图与上述的图1对应，该图(A) (G)所示的信号相同。以 下对与图1不同的部分参照该图进行说明。
在时刻tl，如该图(A)所示，在切换信号Stc为低电平(低脉冲 期间)时，与实施方式l同样，如该图(B)所示，脉冲参数设定信号 Ps为低脉冲参数设定值LPs,如该图(C)所示，电压设定信号Vs为 低电压设定值LVs。其结果，如该图(G)所示，电弧长度La从低电 弧长度LLa变为高电弧长度HLa，在时刻tll从过渡状态收敛为稳定状 态。在该电弧长度La的过渡状态大致收敛的时刻tll如该图(D)所示， 送给速度设定信号Fs变为低送给速度设定值LFs。由此，脉冲参数设 定信号Ps、电压设定信号Vs以及送给速度设定信号Fs均变为低脉冲 期间的值，对熔池的电弧力为弱的状态。
在时刻t2，切换信号Stc为高电平(高脉冲期间)的情况下与上述 同样。即在电弧长度La的过渡变化大致收敛的时刻t21，脉冲参数设 定信号Ps、电压设定信号Vs以及送给速度设定信号Fs均变为高脉冲 期间的值。因此对熔池的电弧力增大。
在上述中，切换时仅使送给速度延迟变化的理由如下。即，在时 刻tl和t2的切换时，使脉冲参数设定信号Ps、电压设定信号Vs以及 送给速度设定信号Fs同时变化时，电弧长度La的过渡变化期间的电弧
稳定性存在稍微恶化的情况。为了改善该情况，预先使前二者(Ps和
Vs)先行变化，电弧长度La的过渡变化大致收敛之后，再使余下的一 个(Fs)变化，可以改善电弧稳定性。这里延迟送给速度设定信号Fs 的期间，也可以判断电弧长度La的过渡变化处于大致收敛再进行设定。 该判断可以根据焊接电压Vw的平滑值、峰值电压值等的变化进行。另 外，预先测量电弧长度La的过渡期间，可以设为规定值的延迟期间。
图4是用于实施本发明的实施方式2的脉冲电弧焊接控制方法的焊 接电源的框图。在该图中，与上述图2相同的功能块赋予同一标号，分 别省略其说明。以下对与图2不同的用虚线表示的功能块进行说明。
送给速度延迟电路DLf，根据焊接电压Vw的变化判断电弧长度的 过渡变化大致收敛的时刻，将切换信号Stc的变化延迟到该时刻，输出 第一延迟切换信号Sa。根据该第一延迟切换信号Sa来改变送给速度设 定信号Fs。
根据上述的实施方式2，在切换信号变化的时刻使电压设定值和脉 冲参数先行变化，电弧长度的过渡变化延迟到大致收敛的时刻改变送给 速度。因此，除了实施方式1的效果之外，可以提高切换时的电弧稳定 性。
(实施方式3)
图5是本发明的实施方式3的脉冲电弧焊接控制方法的时序图。该 图与上述图l相对应，该图(A) (G)表示的信号相同。以下，对 与图1不同的部分参照该图进行说明。
在时刻tl，如该图(A)所示，切换信号Stc为低电平(低脉冲期 间)时，与实施方式1同样，如该图(D)所示，送给速度设定信号Fs 为低送给速度设定值LFs。其结果，送给速度从与高送给速度设定值 HFs相当的速度变化为与低送给速度设定值LFs相当的速度，在时刻t12
送给速度从过渡状态收敛为稳定状态。在该送给速度的过渡状态大致收 敛的时刻tl2，如该图(B)所示，脉冲参数设定信号Ps变为低脉冲参 数设定值LPs，如该图(C)所示，电压设定信号Vs变为低电压设定 值LVs。由此脉冲参数设定信号Ps、电压设定信号Vs以及送给速度设 定信号Fs均变为低脉冲期间的值，对熔池的电弧力处于弱的状态。在时刻t2，切换信号Stc为高电平(高脉冲期间)的情况下也与上 述同样。即在送给速度的过渡变化大致收敛的时刻t22，脉冲参数设定 信号Ps、电压设定信号Vs以及送给速度设定信号Fs均变为高脉冲期 间的值。因此，增大了对熔池的电弧力。
在上述中，切换时延迟脉冲参数和电压设定值并变化的理由如下。 即在时刻tl和t2的切换时，使脉冲参数设定信号Ps、电压设定信号 Vs以及送给速度设定信号Fs同时变化时，存在电弧长度La的过渡变 化期间的电弧稳定性稍微恶化的情况。为了改善该情况，预先使前一个 (Fs)先行变化，送给速度的过渡变化大致收敛之后，再改变余下两个 (Ps和Vs)，由此可以改善电弧稳定性。这里，延迟期间可以判断送 给速度的过渡变化大致收敛再进行设定。该判断可以检测送给速度进 行。另外，也可以预先测量送给速度的过渡期间，设定为规定值的延迟 期间。
图6是用于实施本发明的实施方式3相关的脉冲电弧焊接控制方法 的焊接电源的框图。在该图中与上述图2相同的功能块赋予相同的标 号，省略其说明。以下对与图2的不同的用虚线表示的功能块进行说明。
脉冲参数/电压设定延迟电路DLPV，根据送给速度检测信号Fd的 变化来判断送给速度的过渡变化大致收敛的时刻，将切换信号Stc的变 化延迟到该时刻，输出第二延迟切换信号Sb。脉冲参数设定信号Ps和 电压设定信号Vs根据该第二延迟切换信号Sb变化。送给速度设定信 号Fs与实施方式l同样，与切换信号Stc同步地变化。
根据上述实施方式3，在切换信号变化的时刻先行变化送给速度， 延迟到送给速度的过渡变化大致收敛的时刻再使电压设定值和脉冲参 数变化。由此，除了实施方式l的效果之外，还可以提高切换时的电弧 稳定性。
(实施方式4)
图7是表示本发明的实施方式4相关的脉冲电弧焊接控制方法的时 序图。该图与上述图l对应，该图(A) (G)所示的信号相同。以 下，对与图1不同的部分参照该图迸行说明。
在时刻tl，如该图(A)所示，切换信号Stc为低电平(低脉冲期
间)时，如该图(D)所示，送给速度设定信号Fs从高送给速度设定 值HFs开始具有斜率地变化到低送给速度设定值LFs。其结果，送给速 度从与高送给速度设定值HFs相当的速度具有斜率地变化到与低送给 速度设定值LFs相当的速度。另外，在时刻tl，与实施方式1同样， 如该图(B)所示，脉冲参数设定信号Ps变为低脉冲参数设定值LPs， 如该图(C)所示，电压设定信号Vs变为低电压设定值LVs。即与实 施方式1不同点在于，在送给速度设定信号Fs变化时使其具有斜率。
在时刻t2，如该图(A)所示，切换信号Stc为高电平(高脉冲期 间)时，如该图(D)所示，送给速度设定信号Fs从低送给速度设定 值LFs开始具有斜率地变为高送给速度设定值HFs。其结果，送给速度 从与低送给速度设定值LFs相当的速度具有斜率地变为与高送给速度 设定值HFs相当的速度。另外，在时刻t2，与实施方式1同样，如该 图(B)所示，脉冲参数设定信号Ps变为高脉冲参数设定值HPs，如该 图(C)所示，电压设定信号Vs变为高电压设定值HVs。即与实施方 式1不同点在于，送给速度设定信号Fs变化时使之具有斜率。
在上述中，送给速度设定信号Fs的变化时使之具有斜率的理由如 下。即在送给速度设定信号Fs的变化幅度大时，使之阶梯状地快速变 化时，存在欠调或超调增大，此时存在电弧状态不稳定的情况。为了改 善该情况，在送给速度设定信号Fs变化时使之具有斜率，抑制欠调或 超调。因此，该倾斜期间设定在可以抑制欠调和超调的值。另外也可以 设定倾斜值(变化率)来代替设定倾斜期间。进而，与送给速度设定信 号Fs的倾斜期间同步，在如图(C)所示的电压设定信号Vs变化时也 可以使之具有斜率。
用于实施上述的实施方式4的脉冲电弧焊接控制方法的焊接电源 的框图，除了以下的几点外与图2相同。即送给速度控制电路FC，在 切换信号Stc为低电平(低脉冲期间)时输出用于以预定的低送给速度 设定值LFs送给焊丝1的送给速度设定信号Fs，在高电平(高电平期 间)时输出用于以预定的高送给速度设定值HFs送给焊丝1的送给速 度设定信号Fs。且该送给速度控制电路FC，在送给速度设定信号Fs 从低送给速度设定值LFs向高送给速度设定值HFs变化时和从高送给
速度设定值HFs向低送给速度设定值LFs变化时使之具有斜率而变化。 在上述中，以实施方式1为基础，使送给速度设定信号Fs的变化 时具有斜率的情况进行说明。除此之外，也可以以实施方式2、 3为基 础在送给速度设定信号Fs的变化时使之具有斜率。
根据上述实施方式4，除了实施方式1 3的效果之外，通过送给 速度设定信号的变化时使之具有斜率，可以抑制送给速度的欠调和超 调。因此可以抑制伴随欠调和超调的不稳定。
上述的实施方式1 4的发明，可以适用于铝材、不锈钢、钢铁材 料等各种金属的脉冲电弧焊接。特别是在钢铁材料的脉冲电弧焊接中， 在以往技术的电弧长度变化脉冲电弧焊接方法中存在熔池的摇动作用 不够充分的情况，要求进一步改善气泡减少效果。通过在该钢铁材料的 脉冲电弧焊接中适用本发明，可以使熔池的摇动作用足够大，提高气泡 减少效果。进而，本发明也可以适用于交流脉冲电弧焊接。另外，在实 施方式2、 3中在将延迟期间设定为规定值的情况下，优选按照母材材 质、焊接电流平均值、焊丝的直径、保护气体的种类、焊接接头等将该 值变为适当值。
权利要求
1、一种脉冲电弧焊接控制方法，在送给焊丝的同时将峰值期间中的峰值电流的通电与基值期间中的基值电流的通电作为脉冲周期反复进行通电，按照焊接电压值与电压设定值大致相等的方式进行电弧长度控制，其特征在于，通过与切换信号同步地使上述电压设定值周期地变化而使电弧长度周期地变化，并且，与上述切换信号同步地使上述峰值期间、上述峰值电流或上述脉冲周期的至少一个以上的脉冲参数变化，并且，与上述切换信号同步地改变焊丝的送给速度。
2、 根据权利要求l所述的脉冲电弧焊接控制方法，其特征在于， 上述送给速度从上述切换信号变化的时刻开始延迟了上述电弧长度的过渡变化大致收敛的期间后再变化。
3、 根据权利要求l所述的脉冲电弧焊接控制方法，其特征在于， 上述电压设定值和上述脉冲参数，从上述切换信号变化的时刻开始延迟了上述送给速度的过渡变化大致收敛的期间后再变化。
4、 根据权利要求1 3中任一项所述的脉冲电弧焊接控制方法，其特征在于，设定上述电压设定值使电弧长度如下变化..按照上述切换信号进行 变化的上述送给速度慢的期间中的电弧长度比上述送给速度快的期间 的电弧长度长。
5、 根据权利要求1 4中任一项所述的脉冲电弧焊接控制方法，其特征在于，使在上述送给速度的变化时具有斜率。
全文摘要
一种脉冲电弧焊接控制方法，将峰值期间中的峰值电流的通电与基值期间中的基值电流的通电作为脉冲周期反复进行通电，按照焊接电压值(Vw)与电压设定值(Vs)大致相等的方式进行电弧长度控制，通过与切换信号(Stc)同步地使电压设定值(Vs)周期地变化而使电弧长度(La)周期地变化，且与切换信号(Stc)同步地使脉冲参数(Ps)变化，且通过切换信号(Stc)的变化开始到电弧长度(La)的过渡变化大致收敛的时刻改变送给速度(Fs)。由此由于电弧力较大地变化而熔池的摇动作用变得剧烈，所以提高了气泡减少效果。从而在使电弧长度周期性地变化的脉冲电弧焊接方法中，使气泡减少效果更强。
文档编号B23K9/09GK101376191SQ200810144598
公开日2009年3月4日 申请日期2008年8月22日 优先权日2007年8月27日
发明者上园敏郎, 藤井督士 申请人:株式会社大亨