专利名称：电弧焊接方法及电弧焊接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对作为消耗电极的焊丝重复进行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及电弧焊接装置。
背景技术：
在现有技术中，已知如下的消耗电极式电弧焊接，即为了减少作为焊接作业工序中的损耗工序的溅射除去工序，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，从而交替地产生短路状态和电弧状态(例如，参照专利文献1)。图7是表示在现有的电弧焊接控制方法中，焊丝进给速度和焊接输出随着时间变化的时间波形的图。例如，关于进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，已知如下的方法。即，构成为设置了 进给速度控制器，控制焊丝进给电动机，以使焊丝进给速度周期性地重复正向传送和反向传送；和输出控制器的结构，接受该进给速度控制器的增减信号，从而如图7所示，在焊丝进给量少的期间，将焊接输出控制成低输出，在焊丝进给量多的期间，将焊接输出控制成高输出。由此，在短路状态时，作为焊丝熔滴块的过渡力，能够利用由降低焊丝进给速度而产生的脱离力，即使降低作为发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。在使焊丝进给速度周期性地重复正向传送和反向传送来交替地产生短路状态和电弧状态的控制方法中，主要考虑了使在反向传送时被焊接物和焊丝的短路状态机械式开路的情况。为此，需要以大于焊丝进给速度的平均进给速度的进给速度，使焊丝进给速度反向传送，且需要设定为了实现这种传送的速度振幅。已知一般电流和焊丝传送速度是成比例关系。并且，在周期性的焊丝进给速度的控制中，也考虑使焊丝进给速度的平均进给速度同步(比例)于设定电流的情况。并且，设定电流越高，平均进给速度就越快。因此，需要周期性的焊丝进给的速度振幅也与平均进给速度同步(比例)地增大。另外，在进行周期性的焊丝进给时，达到了进行焊丝进给的电动机的负荷极限等的情况下，需要降低周期性的焊丝进给的频率等来减轻对于进行焊丝进给的电动机或齿轮等电动机周边部件的负荷。但是，若与设定电流无关地，是恒定的频率和速度振幅，则存在只能应对特定的设定电流，即只能在特定的设定电流范围内进行焊接，不能进行对应于设定电流的焊接的课题。专利文献1 日本特开昭62-6775号公报
发明内容
本发明为了解决上述课题，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，从而周期性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中，能够进行与设定电流对应的焊接的电弧焊接方法以及电弧焊接装置。
本发明的电弧焊接方法是将与设定电流对应的焊丝进给速度设为平均进给速度， 以规定的频率和规定的速度振幅来周期性地重复焊丝的正向传送和反向传送，从而产生短路状态和电弧状态来进行焊接的消耗电极式的电弧焊接方法，由将所述规定的频率和所述规定的速度振幅中的至少任一个设为与所述设定电流对应的值的方法构成。通过这个方法，设定适合每个设定电流的频率和速度振幅等，从而能够进行对应于设定电流的焊接。由此，能够对焊接速度的高速化以及突出长度的变化或被焊接物之间的间隙等的干扰，将因电弧不稳定引起的焊缝缺陷、溅射增加、熔入不良等问题抑制为最小限度。此外，能够抑制对生产效率或作业环境的恶劣影响，能够实现良好的电弧焊接方法。此外，本发明的电弧焊接装置是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的电弧焊接装置，由以下结构构成，即包括设定电流设定部， 用于设定设定电流；平均进给速度设定部，决定成为基于设定电流向正向传送和反向传送的方向周期性地重复对焊丝进行进给控制的平均进给速度的焊丝进给速度；频率基本设定部，决定用于基于设定电流向正向传送和反向传送的方向周期性地重复对焊丝进行进给控制的频率；速度振幅基本设定部，决定用于基于设定电流向正向传送和反向传送的方向周期性地重复对焊丝进行进给控制的速度振幅；开关元件，控制焊接输出；焊接电压检测部， 检测焊接电压；状态检测部，基于焊接电压检测部的检测结果，检测处于短路状态或者电弧状态的情况；短路控制部，在接受来自状态检测部的短路的信号而处于短路状态的短路期间内，进行短路电流的控制；以及电弧控制部，在接受来自状态检测部的电弧的信号而处于电弧状态的电弧期间内，进行电弧电压的控制，该电弧焊接装置以基于设定电流的频率和速度振幅来进给焊丝，从而进行焊接。通过这个结构，设定适合每个设定电流的频率和速度振幅等，从而能够进行对应于设定电流的焊接。由此，能够对焊接速度的高速化以及突出长度的变化或被焊接物之间的间隙等的干扰，将因电弧不稳定引起的焊缝缺陷、溅射增加、熔入不良等问题抑制为最小限度。此外，能够抑制对生产效率或作业环境的恶劣影响，能够实现良好的电弧焊接方法。如上所述，根据本发明，在向正向传送和反向传送周期性地重复焊丝进给从而周期性地产生短路状态和电弧状态来进行的焊接中，设定适合每个设定电流的频率和速度振幅等。由此，能够在宽的设定电流的范围内，进行对应于设定电流的焊接。其结果，还能够减轻对进行焊丝进给的电动机或齿轮等电动机周边部件带来的负荷等。
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。图2是表示本发明的实施方式1中的相对于设定电流的、焊丝进给速度的速度振幅的关系的一例的图。图3是表示本发明的实施方式1中的相对于设定电流的、焊丝进给的频率的关系的一例的图。图4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。图5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。
图6是表示本发明的实施方式2中的电弧焊接装置的示意结构的结构图。图7是表示现有技术中的焊丝进给速度和焊接输出的时间波形的图。符号说明1-输入电源；2-初级整流部；3-开关元件；4-变压器；5-次级整流部； 6-DCL ；7-驱动部；8-焊接电压检测部；9-焊接电流检测部；10-状态检测部；11-短路控制部；12-电弧控制部；13-设定电流设定部；14-频率基本设定部；15-速度振幅基本设定部； 16-峰值时间基本设定部；17-峰值上升时间基本设定部；18-峰值下降时间基本设定部； 19-焊丝进给电动机；20-焊丝；21-焊嘴；22-焊接电弧；23-被焊接物；24-平均进给速度设定部。
具体实施例方式以下，参照
本发明的实施方式。在以下的附图中，由于对相同的结构元素赋予相同的符号，所以有时省略其说明。另外，并非由该实施方式来限定本发明。(实施方式1)在本实施方式中，首先，说明电弧焊接方法，之后，说明电弧焊接装置。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。如图1所示，表示在交替地重复短路状态和电弧状态的消耗电极式的电弧焊接中的焊丝进给速度、焊接电流以及焊接电压的时间波形，并表示它们随时间的关系。在图1中，Pl表示开始了短路的时刻。在输出规定时间的短路初始电流ISO之后，输出具有短路电流的第一阶段的增加斜率(di/dt)(以下，设为图1所示的“IS1”)的短路电流，接着，输出具有短路电流的第二阶段的增加斜率(di2/dt)(以下，设为图1所示的“IS2”)的短路电流。之后，若检测出在熔池和焊丝前端之间已形成的熔滴的细部(< t/ Λ )，则焊接电流瞬间过渡到低电流。Ρ2表示焊接电流过渡到低电流之后的、熔滴的细部脱离，短路状态结束，从而产生了电弧的时刻。在从Ρ2开始的电弧期间Ta内，在产生电弧之后立即输出峰值电流IP的焊接电流。之后，从峰值电流IP过渡到基本电流IB的期间是可进行电流控制和电压控制的任一种控制的期间，且在过渡到基本电流IB的阶段，等待下一个短路。Ρ3表示发生了下一个短路的时刻。另外，从Ρ3开始下一个短路期间Ts。此外，在图1中，进行以规定的频率F和规定的速度振幅AV、并以作为基本波形的正弦波状周期性地重复正向传送和反向传送的焊丝进给控制。作为频率的倒数的周期T是由短路期间Ts和电弧期间Ta之和表示的。在正向传送侧的峰值时PP，在Pl周边发生短路，在反向传送侧的峰值时NP，在P2周边发生电弧。此外，在P2之后的正向传送的峰值时 PP，在P3周边发生下一个短路。如上所述，将Pl至P3设为控制的一个周期，重复这个周期来进行焊接。由此，短路状态或电弧状态的发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。接着，使用图2说明重复进行正向传送和反向传送的焊接中的、适合设定电流的速度振幅AV的设定方法。图2是表示本发明的实施方式1中的相对于设定电流的、焊丝进给速度的速度振幅的关系的一例的图。在图2中，例如在设定电流为60A的情况下，速度振幅AV为15m/分钟。并且，随着设定电流的增加，速度振幅AV也增加，若设定电流增加至Μ0Α，则速度振幅需要增加至30m/分钟。这个理由在于，即使设定电流增加，实际上也需要将被焊接物和焊丝前端的距离确保例如Imm 5mm左右的规定的距离，从而稳定地进行反向传送。这是因为若设定电流增加，则焊丝进给速度的平均进给速度也会增加。因此，若速度振幅AV为固定，则反向传送的供给期间缩短。因此，反向传送的距离缩短，所以实际上难以将被焊接物和焊丝前端的距离确保规定的距离。这是因为若与设定电流不同步地使速度振幅AV增加，则不能将焊丝的反向传送的期间、即反向传送的距离确保规定的距离。另外，图2所示的特性是能够根据焊接对象物和焊接条件等，通过实验等而预先求出的。接着，以下使用图3，说明适合重复进行正向传送和反向传送的焊接的设定电流的频率F的设定方法。图3是表示本发明的实施方式1中的相对于设定电流的焊丝进给的频率的关系的一例的图。在图3中，例如，直到设定电流成为180A为止，频率为60Hz且恒定，若设定电流超出180A，则与设定电流的增加相反，频率降低。此外，若设定电流增加至Μ0Α，则频率需要降低至40Hz。这个理由在于，若设定电流增加，则需要如上所述那样提高速度振幅AV，所以存在需要降低频率F的可能性。这是因为通过提高速度振幅，焊丝速度的变化率(焊丝进给的加速度)变大，焊丝进给电动机或齿轮等在焊丝的进给中需要较大的力。由此，焊丝进给电动机或齿轮等电动机周边部件的负荷增加。因此，为了减轻这个负荷，能够抑制并降低频率 F，从而缓和焊丝速度的变化率来应对负荷的增加。另外，在对于焊丝进给电动机或齿轮等电动机周边部件的较大的负荷对电动机周边部件没有影响的情况下，可以将频率F维持恒定，也可以将频率F进一步增加。例如，对于图2所示的速度振幅AV和图3所示的频率F而言，直到设定电流成为 180A为止，速度振幅从15m/分钟增加至25m/分钟，但是以60Hz的频率是没有问题的。但是，也有如下的情况若在设定电流为MOA时速度振幅增加至30m/分钟，则需要将频率降低至40Hz，从而抑制对于焊丝进给电动机或齿轮等电动机周边部件的负荷。此外，在图2和图3中，表示了相对于设定电流的速度振幅AV的关系和相对于设定电流的频率的关系为一次函数的例子，但并不限定于此，例如也可以是二次函数等一次函数以外的函数。此外，如图2和图3所示，也可以对相对于设定电流的速度振幅AV和频率F分别设置上限值或下限值中的至少任一个。设置上限值的理由在于，例如为了安全地使用焊丝进给电动机，使得不会成为焊丝进给电动机的使用极限。此外，设置下限值的理由在于，例如是为了维持适当的电弧焊接的状态来确保焊接性。另外，基于设定电流、进给的消耗电极焊丝的焊丝直径、焊丝的种类、焊丝的突出长度、供给的保护气体中的至少一个，设定图2和图3所示的与设定电流对应的速度振幅AV 和频率F。如上所述，本发明的电弧焊接方法是将与设定电流对应的焊丝进给速度设为平均进给速度，以规定的频率F和规定的速度振幅AV来周期性地重复焊丝的正向传送和反向传送，从而产生短路状态和电弧状态来进行焊接的消耗电极式的电弧焊接方法，由将规定的频率F和规定的速度振幅AV中的至少任一个设为与设定电流对应的值的方法构成。
通过这个方法，设定适合每个设定电流的频率F和速度振幅AV等，从而能够进行对应于设定电流的焊接。由此，针对焊接速度的高速化以及突出长度的变化或被焊接物之间的间隙等的干扰，将因电弧不稳定引起的焊缝(weld bead)缺陷、溅射增加、熔入不良等问题抑制为最小限度。此外，能够抑制对于生产效率或作业环境的恶劣影响，能够实现良好的电弧焊接方法。此外，也可以作为如下方法以正弦波状改变焊丝进给速度来进行焊丝的进给。通过这个方法，与矩形波状不同，对于焊丝进给电动机或齿轮等电动机周边部件的负荷随时间的变化小，与矩形波状的情况相比，能够延长它们的寿命。此外，也可以作为如下方法根据与设定电流对应的焊接电流的峰值时间、上升时间以及下降时间中的至少任一个时间，进行焊接。通过这个方法，能够实现可进一步稳定地进行控制的电弧焊接方法。即，能够防止溅射的大幅增加、电弧不稳定的情况，能够实现稳定的电弧焊接方法。此外，也可以作为如下方法对与设定电流对应的焊接电流的峰值时间、上升时间以及下降时间中的至少任一个时间，设置上限值和下限值中的至少任一个。通过这个方法，能够安全地使用焊丝进给电动机等部件，或者能够维持适当的电弧焊接的状态来确保焊接性。接着，使用图4说明进行本实施方式1的电弧焊接控制的电弧焊接装置。图4是表示本实施方式1中的电弧焊接装置的示意结构的结构图。如图4所示，本实施方式1的电弧焊接装置是在作为消耗电极的焊丝20和被焊接物23之间重复电弧状态和短路状态来进行焊接的电弧焊接装置。并且，该电弧焊接装置由以下结构构成包括设定电流设定部13、平均进给速度设定部M、频率基本设定部14、速度振幅基本设定部15、开关元件3、焊接电压检测部8、状态检测部10、短路控制部11以及电弧控制部12，以基于设定电流的频率F和速度振幅AV进给焊丝20来进行焊接。这里，设定电流设定部13设定设定电流。平均进给速度设定部M决定焊丝进给速度，该焊丝进给速度成为基于设定电流而向正向传送和反向传送的方向周期性地重复对焊丝20进行进给控制的平均进给速度。频率基本设定部14决定频率F，该频率F是基于设定电流而向正向传送和反向传送的方向周期性地重复对焊丝20进行进给控制的频率。速度振幅基本设定部 15决定速度振幅AV，该速度振幅AV是基于设定电流而向正向传送和反向传送的方向周期性地重复对焊丝20进行进给控制的速度振幅。开关元件3控制焊接输出，焊接电压检测部 8检测焊接电压。状态检测部10基于焊接电压检测部8的检测结果，检测处于短路状态或者电弧状态的情况。短路控制部11在接受来自状态检测部10的短路的信号而处于短路状态的短路期间Ts内，进行短路电流的控制。电弧控制部12在接受来自状态检测部10的电弧的信号而处于电弧状态的电弧期间Ta内，进行电弧电压的控制。通过这个结构，通过设定适合每个设定电流的频率和速度振幅等，从而能够如后所述那样进行对应于设定电流的焊接。由此，能够对焊接速度的高速化以及突出长度的变化或被焊接物M之间的间隙等的干扰，将因电弧不稳定引起的焊缝(bead)缺陷、溅射增加、熔入不良等问题抑制为最小限度。此外，能够抑制对于生产效率或作业环境的恶劣影响，能够实现良好的电弧焊接装置。接着，说明本实施方式1的电弧焊接装置的基本动作。如图4所示，来自输入电源1的电力被初级整流部2整流，并通过开关元件3例如变换为交流电压。通过变压器4对该交流电压进行降压，并通过次级整流部5和作为电感器的DCL6进行整流。然后，直流电压施加到经过焊嘴(weld tip) 21的焊丝20和被焊接物23之间，从而对被焊接物23产生焊接电弧22。此外，电弧焊接装置包括驱动部7，用于控制开关元件3 ；焊接电压检测部8，连接在向焊丝20施加直流电压的焊接用电源输出端子之间；以及焊接电流检测部9，检测焊接输出电流。并且，电弧焊接装置包括状态检测部10，基于来自焊接电压检测部8的信号， 判定是否发生了短路或者电弧；以及短路控制部11，从状态检测部10接受短路的信号，从而在短路期间Ts进行短路电流的控制。并且，电弧焊接装置包括电弧控制部12，接受来自状态检测部10的电弧的信号，从而在电弧期间Ta进行电弧电压的控制；以及设定电流设定部13，用于设定电流。此外，由频率基本设定部14决定适合在设定电流设定部13中设定的每个设定电流的焊丝进给的频率F，由速度振幅基本设定部15决定焊丝进给的速度振幅AV。焊丝进给的平均进给速度由平均进给速度设定部M决定。并且，频率基本设定部14的输出、速度振幅基本设定部15的输出以及平均进给速度设定部M的输出被输入到焊丝进给电动机19， 控制焊丝20的进给。另外，在频率基本设定部14中设有将设定电流和频率F相关联的表格或者关系式，基于设定电流，根据该表格等决定频率F。此外，在速度振幅基本设定部15 中设有将设定电流和速度振幅相关联的表格或者关系式，基于设定电流，根据该表格等决定速度振幅AV。此外，在平均进给速度设定部M中设有将设定电流和平均进给速度相关联的表格或者关系式，基于设定电流，根据该表格等决定平均进给速度。首先，以下具体说明电弧焊接装置的焊丝进给控制。焊丝进给的频率基本设定部 14和焊丝进给的速度振幅基本设定部15按照在设定电流设定部13中设定的每个设定电流，将焊丝进给速度指令输出到焊丝进给电动机19。焊丝进给速度指令是根据适合该设定电流的电流值的焊丝进给速度的平均进给速度，重复基于频率F和速度振幅AV的正弦波状的正向传送和反向传送的指令。另外，按每个设定电流设定的频率F和速度振幅AV的关系例如在未图示的存储部中被作为表格或者数学式而存储，并且是基于设定电流利用该表格而决定的。接着，以下具体说明电弧焊接装置的焊接控制。如图4所示，焊接电压检测部8连接在电弧焊接装置的输出端子之间，将对应于检测出的电压的信号输出到状态检测部10。 状态检测部10基于来自焊接电压检测部8的信号，判定焊接输出电压在一定值以上还是小于一定值。通过该判定结果，判定是焊丝20接触被焊接物23而短路的短路状态，还是焊丝 20与被焊接物23以非接触状态发生焊接电弧的电弧状态，并向短路控制部11和电弧控制部12输出判定信号。然后，短路控制部11向驱动部7输出指令，以使基于设定的设定电流，在短路初始电流ISO之后继续输出短路电流的第一阶段的增加斜率ISl和短路电流的第一阶段的增加斜率ISl之后的短路电流的第二阶段的增加斜率IS2。此外，电弧控制部12向驱动部7输出指令，以使在电弧期间Ta，将峰值电流IP和基本电流IB输出规定时间的期间。另外，在电弧期间Ta内，从峰值电流IP过渡到基本电流IB的期间的控制也可以是电压控制或电流控制的任一种控制。
如上所述，通过按每个设定电流设定周期性地重复正向传送和反向传送的频率F 和速度振幅AV，从而从低电流(例如，30A)至高电流(例如，350A)为止都能够应对，可将设定电流设定为宽范围内的期望的电流值来进行焊接。另外，构成图4所示的电弧焊接装置的各个结构部分既可以分别单独地构成，也可以合成多个结构部来构成。如上所述，根据本实施方式1的电弧焊接装置，对于焊丝进给速度而言，例如以正弦波状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。在基于这样的控制方法的焊接动作中，对适合每个设定电流的焊丝进给速度的平均进给速度设定频率F和速度振幅AV。由此，能够对应于低电流至高电流为止的设定电流，从而能够进行稳定的电弧焊接。此外，在将焊丝进给速度的正向传送和反向传送例如设为正弦波状的情况下，与矩形波状不同，对于焊丝进给电动机或齿轮等电动机周边部件的负荷随时间的变化连续且小。因此，与有时负荷随时间的变化不连续且大的矩形波状的情况相比，不会对焊丝进给电动机或齿轮等电动机周边部件急剧施加过大的负荷，能够延长这些电动机周边部件的寿命。另外，在本实施方式1中，表示了基于设定电流决定周期性进行的焊丝进给的频率F和速度振幅AV的例子。但是，设定电流与焊丝进给速度或焊丝进给量具有比例关系， 即使代替设定电流，基于焊丝进给速度或焊丝进给量来决定频率F和速度振幅AV，也能够获得同样的效果。(实施方式2)图5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。在本实施方式2中，与实施方式1的不同点主要在于，焊丝进给不是正弦波状而是梯形波状。并且，基于设定电流，决定梯形波状的焊丝进给控制的峰值时间Tp、上升时间Tr 以及下降时间Tf中的至少任一个。S卩，本实施方式2的电弧焊接方法是如下的消耗电极式的电弧焊接方法将与设定电流对应的焊丝进给速度设为平均进给速度，以规定的频率F和规定的速度振幅AV周期性地重复焊丝的正向传送和反向传送，从而产生短路状态和电弧状态来进行焊接。并且，该电弧焊接方法是如下的方法将规定的频率F和规定的速度振幅AV中的至少任一个设为与设定电流对应的值，以梯形波状改变焊丝进给速度来进行焊丝的供给。通过这个方法，设定适合每个设定电流的频率F和速度振幅AV等，从而能够进行对应于设定电流的焊接。由此，能够对焊接速度的高速化以及突出长度的变化或被焊接物之间的间隙等的干扰，将因电弧不稳定引起的焊缝缺陷、溅射增加、熔入不良等问题抑制为最小限度。此外，能够抑制对于生产效率或作业环境的恶劣影响，能够实现良好的电弧焊接方法。另外，若焊丝进给是以规定的频率F和速度振幅AV来周期性地重复正向传送和反向传送的控制，则即使是这样的梯形波状，也能够得到与正弦波状相同的性能。与正弦波状的控制的不同点在于，能够将梯形波状的峰值时间Τρ、上升时间Tr以及下降时间Tf设定为适合每个设定电流的值。
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如图5所示的焊丝进给控制是以规定的频率F和速度振幅AV、并以作为基本波形的梯形波状周期性地重复正向传送和反向传送的焊丝进给控制。并且，该焊丝进给控制在正向传送侧或反向传送侧的峰值时设置峰值时间Tp，并进一步追加上升至峰值进给速度的上升时间Tr和从峰值进给速度下降的下降时间Tf，能够决定适合每个设定电流的值。通过可调整适合每个设定电流的参数的数目增加，能够容易将被焊接物23和焊丝20的前端的距离确保为规定的距离。另外，虽然未图示，但设定电流和峰值时间Tp之间的关系、设定电流和上升时间 Tr的关系、设定电流和下降时间Tf的关系既可以是一次函数，也可以是二次函数等一次函数以外的函数。此外，虽然未图示，但也可以对峰值时间Tp、上升时间Tr以及下降时间Tf中的至少任一个时间设置上限值和下限值中的至少任一个。此外，基于设定电流、进给的消耗电极焊丝的焊丝直径、焊丝的种类、焊丝突出长度以及供给的保护气体中的至少一个，设定相对于设定电流的峰值时间Tp、上升时间Tr以及下降时间Tf。接着，使用图6具体说明本实施方式2的电弧焊接装置的控制。图6是表示本发明的实施方式2中的电弧焊接装置的示意结构的结构图。另外，与在实施方式1中使用图4 说明的电弧焊接装置的不同点主要在于，设置了峰值时间基本设定部16、峰值上升时间基本设定部17以及峰值下降时间基本设定部18。即，本发明的电弧焊接装置除了实施方式1的图4所示的电弧焊接装置之外，平均进给速度设定部M决定用于向正向传送和反向传送以梯形波状周期性地重复对焊丝20进行进给控制的频率，速度振幅基本设定部15决定用于向正向传送和反向传送以梯形波状周期性地重复对焊丝20进行进给控制的速度振幅。并且，本实施方式2的电弧焊接装置是如下结构包括峰值时间基本设定部16、峰值上升时间基本设定部17以及峰值下降时间基本设定部18，在基于设定电流的峰值时间、上升时间以及下降时间中的至少任一个时间内， 进给焊丝20来进行焊接。这里，峰值时间基本设定部16基于设定电流，决定梯形波状的峰值时间Tp。峰值上升时间基本设定部17基于设定电流，决定梯形波状的上升时间Tr。峰值下降时间基本设定部18基于设定电流，决定梯形波状的下降时间Tf。通过这个结构，设定适合每个设定电流的频率和速度振幅等，从而能够进行对应于设定电流的焊接。由此，能够对焊接速度的高速化以及突出长度的变化或被焊接物23之间的间隙等的干扰，将因电弧不稳定引起的焊缝缺陷、溅射增加、熔入不良等问题抑制为最小限度。此外，能够抑制对于生产效率或作业环境的恶劣影响，能够实现良好的电弧焊接方法。另外，由峰值时间基本设定部16决定适合在设定电流设定部13中设定的每个设定电流的峰值时间Tp。由峰值上升时间基本设定部17决定上升时间Tr，由峰值下降时间基本设定部18决定下降时间Tf。并且，峰值时间基本设定部16的输出、峰值上升时间基本设定部17的输出以及峰值下降时间基本设定部18的输出被输入到焊丝进给电动机19，控制焊丝20的进给。此外，在峰值时间基本设定部16中设有将设定电流和峰值时间Tp相关联的表格或者关系式，利用该表格等，基于设定电流而决定峰值时间Tp。此外，在峰值上升时间基本设定部17中设有将设定电流和上升时间Tr相关联的表格或者关系式，利用该表格等，基于设定电流而决定上升时间Tr。此外，在峰值下降时间基本设定部18中设有将设定电流和下降时间Tf相关联的表格或者关系式，利用该表格等，基于设定电流而决定下降时间Tf。接着，以下说明电弧焊接装置的焊丝进给控制。用于进行梯形波状的焊丝进给控制的峰值时间基本设定部16、峰值上升时间基本设定部17以及峰值下降时间基本设定部 18向焊丝进给电动机19输出焊丝进给速度指令。该焊丝进给速度指令是，重复基于适合由设定电流设定部13设定的每个设定电流的峰值时间Tp、上升时间Tr以及下降时间Tf的梯形波状的正向传送和反向传送的指令。另外，由于电弧焊接装置的焊接控制的说明与实施方式1的电弧焊接装置相同， 所以省略说明。如上所述，根据本实施方式2，在对于焊丝进给速度，以梯形波状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的控制方法中，对适合每个设定电流的焊丝进给速度的平均进给速度，设定频率F和速度振幅AV、峰值时间 Tp、上升时间Tr以及下降时间Tf。由此，能够应对从低电流(例如，30A)至高电流(例如， 350A)为止的宽范围的设定电流。此外，由于焊丝进给速度的正向传送和反向传送是梯形波状，所以与矩形波状不同，对焊丝进给电动机19和齿轮等电动机周边部件的负荷小，与矩形波状的情况相比，能够延长它们的寿命。另外，在本实施方式中，例示了基于设定电流决定峰值时间Tp、上升时间Tr以及下降时间Tf。但是，设定电流与焊丝进给速度和焊丝进给量具有比例关系，即使代替设定电流，基于焊丝进给速度或焊丝进给量来决定峰值时间Tp、上升时间Tr以及下降时间Tf，也能够获得同样的效果。另外，构成图6所示的电弧焊接装置的各个结构部分既可以分别单独地构成，也可以合成多个结构部来构成。(产业上的可利用性)根据本发明，能够对焊接速度的高速化以及突出长度的变化或被焊接物之间的间隙等的干扰，将因电弧不稳定引起的焊缝缺陷、溅射增加、熔入不良等问题抑制为最小限度。由此，能够抑制对生产效率或作业环境的恶劣影响，例如作为进行消耗电极式电弧焊接的施工的、汽车等的以薄板中的高速焊接为主的业界使用的电弧焊接方法以及电弧焊接装置，在产业上很有用。
1权利要求
1.一种电弧焊接方法，是消耗电极式的电弧焊接方法，该电弧焊接方法将与设定电流对应的焊丝进给速度设为平均进给速度，以规定的频率和规定的速度振幅周期性地重复焊丝的正向传送和反向传送，从而产生短路状态和电弧状态来进行焊接，其中，将所述规定的频率和所述规定的速度振幅中的至少任一个设为与所述设定电流对应的值。
2.根据权利要求1所述的电弧焊接方法，其中，对与所述设定电流对应的值、即所述规定的频率和所述规定的速度振幅中的至少任一个，设置了上限值和下限值中的至少任一个。
3.根据权利要求1或2所述的电弧焊接方法，其中，以正弦波状改变所述焊丝进给速度来进行所述焊丝的进给。
4.根据权利要求1或2所述的电弧焊接方法，其中， 以梯形波状改变所述焊丝进给速度来进行所述焊丝的进给。
5.根据权利要求4所述的电弧焊接方法，其中，根据与所述设定电流对应的焊接电流的峰值时间、上升时间以及下降时间中的至少任一个时间，进行焊接。
6.根据权利要求5所述的电弧焊接方法，其中，对与所述设定电流对应的焊接电流的峰值时间、上升时间以及下降时间中的至少任一个时间，设置了上限值和下限值中的至少任一个。
7.一种电弧焊接装置，该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，所述电弧焊接装置包括设定电流设定部，其用于设定设定电流；平均进给速度设定部，其决定成为基于所述设定电流向正向传送和反向传送的方向周期性地重复对所述焊丝进行进给控制的平均进给速度的焊丝进给速度；频率基本设定部，其决定用于基于所述设定电流向正向传送和反向传送的方向周期性地重复对所述焊丝来进行进给控制的频率；速度振幅基本设定部，其决定用于基于所述设定电流向正向传送和反向传送的方向周期性地重复对所述焊丝进行进给控制的速度振幅；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检测结果，检测处于短路状态或者电弧状态的情况；短路控制部，其在接受来自所述状态检测部的短路的信号而处于短路状态的短路期间内，进行短路电流的控制；以及电弧控制部，其在接受来自所述状态检测部的电弧的信号而处于电弧状态的电弧期间内，进行电弧电压的控制，所述电弧焊接装置以基于所述设定电流的所述频率和所述速度振幅，进给所述焊丝， 从而进行焊接。
8.根据权利要求7所述的电弧焊接装置，其中，所述平均进给速度设定部决定用于向正向传送和反向传送以梯形波状周期性地重复对所述焊丝进行进给控制的频率，所述速度振幅基本设定部决定用于向正向传送和反向传送以梯形波状周期性地重复对所述焊丝进行进给控制的速度振幅， 并且，所述电弧焊接装置还包括峰值时间基本设定部，其基于所述设定电流，决定梯形波状的峰值时间； 峰值上升时间基本设定部，其基于所述设定电流，决定梯形波状的上升时间；以及峰值下降时间基本设定部，其基于所述设定电流，决定梯形波状的下降时间， 在基于所述设定电流的峰值时间、上升时间以及下降时间中的至少任一个时间内，进给所述焊丝来进行焊接。
全文摘要
本发明的电弧焊接方法是消耗电极式的电弧焊接方法，该电弧焊接方法将与设定电流对应的焊丝进给速度设为平均进给速度，以规定的频率和速度振幅来周期性地重复焊丝的正向传送和反向传送，从而产生短路状态和电弧状态来进行焊接，其中，将频率和速度振幅中的至少任一个设为与设定电流对应的值。
文档编号B23K9/12GK102361722SQ20108001103
公开日2012年2月22日 申请日期2010年7月16日 优先权日2009年7月29日
发明者古和将, 向井康士, 川本笃宽, 藤原润司 申请人:松下电器产业株式会社