[发明专利]双电极电弧焊接的起弧控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及在使用具有配置于保护气体喷嘴内的熔化电极和非熔化电极的焊枪，产生熔化电极电弧和非熔化电极电弧的双电极电弧焊接中，迅速过渡到稳定焊接状态，且形成良好的焊缝的双电极电弧焊接的起弧控制方法。

背景技术

图3表示现有的双电极电弧焊接中所使用的焊接装置。该图所示的焊接装置X，具备焊枪Y、GMA电弧焊接电源PSM及等离子电弧焊接电源PSP。焊枪Y，为在保护气体喷嘴94内同轴配置等离子喷嘴93、等离子电极92及接触芯片91。从设置在接触芯片91中的贯通孔送给作为熔化电极的焊丝W。接触芯片91和焊丝W互相导通。焊丝W由以电动机M作为驱动源的送给辊95供给。焊枪Y通常以被机器人(图示略)保持的状态相对焊接母材P进行移动。

GMA电弧焊接电源PSM为通过对焊丝W与焊接母材P之间施加GMA电弧焊接电压Vwa而流过GMA电弧焊接电流Iwa的电源。从电压设定电路VR对GMA电弧焊接电源PSM输送电压设定信号Vr。还从焊接开始电路ST对GMA电弧焊接电源PSM输送焊接开始信号St。从GMA电弧焊接电源PSM对电动机M供给送给控制信号Fc。自GMA电弧焊接电源PSM施加GMA电弧焊接电压Vwa时，焊丝W为+侧。

等离子电弧焊接电源PSP，是通过对等离子电极92和焊接母材P之间施加等离子电弧焊接电压Vwb，使中心气体Gc及等离子气体Gp等离子化，流过等离子电弧焊接电流Iwb的电源。自焊接开始电路ST对等离子电弧焊接电源PSP发送焊接开始信号St。在稳定焊接状态下，自等离子电弧焊接电源PSP施加等离子电弧焊接电压Vwb时，等离子电极92为+侧。

图4是表示使用焊接装置Y的双电极电弧焊接的起弧控制方法的时序图。在时刻tp1，焊接开始信号St为高电平时，如该图(Gp1)所示，以将送给速度Fw设定为非常慢的低速(slow down)送给速度的状态下开始送给焊丝W。与此同时，焊接电极电弧焊接电压Vwa设定为无负载电压，施加频率为数MHz左右、电压为数kV左右的高频放电高电压作为等离子电弧焊接电压Vwb。

接着，在时刻tp2，焊丝W以低速送给速度与焊接母材P接触时，GMA电弧焊接电压Vwa取数V左右的短路电压值，流过GMA电弧焊接电流Iwa。而且，将送给速度Fw设定为稳定焊接中的速度。

到达时刻tp3时，由在时刻tp2～tp3的短路期间中的通电而产生的焦耳热被加热的焊丝W发生弯曲、熔断。由此，边产生大量的飞溅边发生GMA电弧96a。在产生GMA电弧96a时，GMA电弧焊接电压Vwa自短路电压被恒压控制为由电压设定信号Vr所指示的电弧电压。另外，GMA电弧焊接电流Iwa，低到稳定焊接电流值。此时的GMA电弧96a与稳定焊接状态相比电弧长度为较短状态。

另外，在发生GMA电弧96a之后，如该图(Gp2)所示，产生等离子电弧96b，通过等离子电弧焊接电流Iwb。此时，等离子电弧焊接电压Vwb，从无负载电压降低到电弧电压。而且，在产生等离子电弧96b时，存在GMA电弧96a的长度急剧增长的趋势。从时刻tp3经过适当的时间时，如图(Gp3)所示，GMA电弧96a的长度收敛到使送给速度Fw和等离子电弧焊接电压Vwb平衡的长度。其结果，由焊接装置X所进行的双电极电弧焊接，结束向稳定焊接状态的过渡。

但是，在上述双电极电弧焊接的起弧控制方法中，存在以下问题。

第一，过渡到稳定焊接状态的时间变长的问题。即，在产生GMA电弧96a之后，GMA电弧焊接电压Vwa和送给速度Fw与稳定焊接状态的大小相同。因此，在GMA电弧96a为稳定状态之前，GMA电弧焊接电压Vwa与送给速度Fw未确切地平衡，处于过渡状态。在该过渡状态中，GMA电弧96a的长度容易不稳定。该GMA电弧96a的长度收敛到稳定焊接状态的长度为止，自时刻tp3之后有时需要相当长时间，在该期间必需等待稳定焊接状态的开始。

第二，在焊接母材P的焊接开始位置难以得到良好的焊缝。即，从时刻tp3开始至少经过规定的时间后成为稳定焊接状态时，由上述机器人开始移动焊枪Y，形成良好的焊缝。但是，从GMA电弧96a的产生开始到过渡至稳定焊接状态的期间中，焊丝W的熔滴附着在焊接母材P，然后开始等离子电弧96b的焊接。在该过渡状态中所形成的焊缝与稳定焊接状态下形成的焊缝相比，存在形状杂乱或熔深深度不稳定的问题。

专利文献1：日本特开昭63-168283号公报

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