电弧焊接装置以及电弧焊接控制方法_2

文档序号:8268337阅读:来源:国知局
3B是表示本发明的实施方式中的紧跟短路断开之后的峰值电流期间TP的开始时的状态的、与熔接线方向平行的剖面的图。
[0026]图3C是表示本发明的实施方式中的峰值电流期间TP的结束时的状态的、与熔接线方向平行的剖面的图。
[0027]图4A是表示本发明的实施方式中的搭接角焊缝的焊接状态和焊接电流的图。
[0028]图4B是表示本发明的实施方式中的水平角焊缝的焊接状态和焊接电流的图。
[0029]图4C是表示本发明的实施方式中的水平角焊缝的焊接状态和焊接电流的图。
[0030]图5是表示本发明的实施方式中的基于接头形状的不同的峰值电流的应用范围的图。
[0031]图6是表示本发明的实施方式中的焊接镀锌钢板前的剖面的图。
[0032]图7是表示本发明的实施方式中的焊接了镀锌钢板的情况下的焊缝剖面的图。
[0033]图8是表示本发明的实施方式中的送丝速度(梯形波状)和焊接电压和焊接电流的波形的图。
[0034]图9是表示本发明的实施方式中的送丝速度和焊接电压和焊接电流的波形的图。
[0035]图10是表示通过现有的电弧焊接性控制方法焊接了镀锌钢板的情况下的焊缝剖面的图。
[0036]图11是表示与现有的电弧焊接控制方法相关的焊接电流1、焊接电压V、送丝速度WS、电动机启动/停止切换信号N和电动机极性切换信号K的时间变化的图。
【具体实施方式】
[0037]以下,参照图1至图9来说明本发明的实施方式中的自耗电极式的电弧焊接装置和电弧焊接控制方法。
[0038](实施方式)
[0039]图1中示出本实施方式中的电弧焊接装置的概略构成。在图1中,焊接电源装置16具有I次整流部2、开关部3、变压器4、2次整流部5、电抗器6、驱动部7、焊接电压检测部8、焊接电流检测部9、短路/电弧检测部10、短路控制部11、电弧控制部12、送丝速度控制部13、波形参数决定部14和波形参数存储部15。I次整流部2对输入电源I的输出进行整流。开关部3通过对I次整流部2的输出进行控制来控制焊接输出。变压器4对来自开关部3的电力进行变换。2次整流部5对变压器4的2次侧输出进行整流。电抗器6与2次整流部5串联连接。驱动部7对开关部3进行驱动。焊接电压检测部8对焊接电压进行检测。焊接电流检测部9对焊接电流进行检测。短路/电弧检测部10基于焊接电压检测部8的输出和焊接电流检测部9的输出中的任意一方或双方,来判定焊接状态是短路状态还是电弧状态。短路控制部11在短路期间中对驱动部7进行控制。电弧控制部12在电弧期间中对驱动部7进行控制。波形参数存储部15存储焊接条件、每种接头形状的波形参数。波形参数决定部14决定焊接条件、与每种接头形状相应的波形参数。送丝速度控制部13基于从波形参数决定部14输出的送丝速度来控制焊丝的进给。
[0040]在焊接电源装置16中,短路控制部11若从短路/电弧检测部10接受表示焊接状态是短路状态的信号,则控制短路电流以使短路断开。电弧控制部12若从短路/电弧检测部10接受表示焊接状态是电弧状态的信号,则输出以峰值电流IP为首的电弧期间中的焊接波形参数。另外,峰值电流IP是短路断开后的最大焊接电流值。
[0041]此外,控制机器人20的动作的机器人控制装置19具有焊接条件设定部17和接头形状设定部18。焊接条件设定部17对焊接条件进行设定。接头形状设定部18设定作为搭接接头的搭接角焊缝、作为T接头的水平角焊缝这样的接头形状。而且,机器人控制装置19与焊接电源装置16以能够通信的方式进行连接。
[0042]在波形参数决定部14中,基于由焊接条件设定部17设定的设定焊接电流和由接头形状设定部18设定的设定接头形状,来决定波形参数。由波形参数决定部14决定的波形参数输出到短路控制部11、电弧控制部12和送丝速度控制部13。被输入了波形参数的送丝速度控制部13将送丝速度Wf的控制信号输出到机器人20。
[0043]另外,例如,作业人员操作焊接条件设定部17对设定焊接电流进行设定,操作接头形状设定部18对设定接头形状进行设定。此外,所谓波形参数指的是,例如进行周期性的变化的送丝速度的给定周期以及给定振幅的参数、峰值电流或基础电流这样的焊接电流的参数等。此外,在波形参数存储部15中,存储有将设定焊接电流、设定接头形状和波形参数建立了对应的多个组合模式。
[0044]电弧控制部12通过从波形参数决定部14输入包含峰值电流IP在内的波形参数,并将以峰值电流IP为首的电弧期间中的参数输出到驱动部7,来控制焊接输出。另外,在机器人20,安装了具有芯片24的焊接用的焊炬22。然后,具有进给辊的送丝部23基于来自送丝速度控制部13的送丝速度Wf的控制信号,对焊丝21的进给进行控制。另外,焊丝21收纳于焊丝保存部25。
[0045]图2示出了交替地反复短路状态和电弧状态的自耗电极式的电弧焊接中的送丝速度、焊接电流和焊接电压的时间变化的波形。
[0046]首先,在图2中,关于送丝控制进行说明。
[0047]在图2中,送丝速度Wf具有给定固定基准速度Wfl、给定周期WF (给定频率)和给定速度振幅WV。送丝按照如下方式进行控制:周期性地反复正送和逆送,使送丝速度Wf成为设为基本波形的正弦波状。然后,送丝速度Wf在正送侧的峰值时为正送峰值速度Wf2,在时间点Pl的周边产生短路。送丝速度Wf在逆送侧的峰值时为逆送峰值速度Wf3,在时间点P2的周边产生电弧。此外,在时间点P2之后的正送的峰值时即时间点P3的周边产生下一次短路。
[0048]将时间点Pl到时间点P3设为控制的I个周期,反复其来进行焊接。这样,短路状态或电弧状态的产生基本上依赖于周期性地反复送丝速度的正送和逆送的送丝控制。
[0049]接着,在图2中说明焊接控制。
[0050]时间点Pl表示开始了短路的时间点。从时间点Pl起,在给定期间的期间中,焊接电流以短路初始电流SA输出后,以短路电流的第I段的增加斜率di/dt增加。接下来,焊接电流以与短路电流的第I段的增加斜率di/dt相比斜率较平缓的短路电流的第2段的增加斜率di/dt增加。
[0051]然后,在时间点P2的近前的时间点,若接近短路的断开,则在形成于被焊接物26上的熔池与焊丝21的前端之间形成熔滴的缩颈。若检测到该熔滴的缩颈,则使焊接电流瞬间下降到比检测到熔滴的缩颈的时间点的电流更低的电流的缩颈电流NA。在下降到缩颈电流NA之前,焊接电流为短路峰值电流IA。
[0052]时间点P2表示远离熔滴的缩颈而短路断开、短路状态结束而产生了电弧状态的时间点。在从时间点P2起的电弧期间中,焊接电流在紧跟短路断开之后(紧跟电弧产生之后)以峰值电流IP在峰值电流期间TP的期间中输出。然后,焊接电流从峰值电流IP向基础电流IB下降。然后,焊接电流达到基础电流IB,并维持基础电流IB直到成为下一个短路状态为止。
[0053]时间点P3表示时间点Pl的下一次短路产生的时间点,是与时间点Pl的时间点同样的状态。
[0054]在此,关于镀锌钢板的焊接,说明为了使锌蒸气放出的机理。
[0055]图3A?3C表示相对于熔接线方向呈平行方向的剖面图。
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