[发明专利]电弧焊接控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及以给定的周期以及给定的振幅重复焊丝的进给速度的正向进给和反向进给来产生短路期间和电弧期间从而进行焊接的电弧焊接控制方法。

背景技术

在一般的消耗电极式电弧焊接中，将作为消耗电极的焊丝以恒定速度进给，使焊丝与母材之间产生电弧来进行焊接。在消耗电极式电弧焊接中，多成为焊丝和母材交替重复短路期间和电弧期间的焊接状态。

为了进一步提升焊接品质，提出周期性地重复焊丝的正向进给和反向进给来进行焊接的方法(例如参考专利文献1)。以下说明该焊接方法。

图4是周期性重复进给速度的正向进给和反向进给的焊接方法中的波形图。图4(A)表示进给速度Fw的波形，图4(B)表示焊接电流Iw的波形，图4(C)表示焊接电压Vw的波形。以下参考图4来进行说明。

如图4(A所示那样，进给速度Fw在0的上侧成为正向进给期间，下侧成为反向进给期间。所谓正向进给，是指使焊丝向接近母材的方向进给，所谓反向进给，是指向从母材背离的方向进给。进给速度Fw正弦波状变化，成为向正向进给侧移位的波形。为此，进给速度Fw的平均值成为正的值，焊丝平均被正向进给。

如图4(A)所示那样，进给速度Fw在时刻t1时间点为0，时刻t1～t2的期间成为正向进给加速期间，在时刻t2成为正向进给的最大值，时刻t2～t3的期间成为正向进给减速期间，在时刻t3成为0，时刻t3～t4的期间成为反向进给加速期间，在时刻t4成为反向进给的最大值，时刻t4～t5的期间成为反向进给减速期间。然后，时刻t5～t6的期间再度成为正向进给加速期间，时刻t6～t7的期间再度成为正向进给减速期间。因此，进给速度Fw以时刻t1～t5的周期Tf(ms)、时刻t2的正向进给的最大值与时刻t4的反向进给的最大值之差即振幅Wf(mm/min)以及正向进给侧移位量Sf(mm/min)被设定为给定值的进给速度型式进行重复。

焊丝与母材的短路多在时刻t2的正向进给最大值的前后发生。在图4中，是正向进给最大值之后的正向进给减速期间中的时刻t21发生的情况。若在时刻t21发生短路，则如图4(C)所示那样，焊接电压Vw剧减到数V的短路电压值，如图4(B)所示那样，焊接电流Iw逐渐增加。

如图4(A)所示那样，由于进给速度Fw从时刻t3起成为反向进给期间，因此焊丝被反向进给。通过该反向进给短路被解除，从而在时刻t31再次产生电弧。电弧的再产生多在时刻t4的反向进给最大值的前后发生。在图4中，是在反向进给峰值之前的反向进给加速期间中的时刻t31发生的情况。因此，时刻t21～t31的期间成为短路期间。

若在时刻t31再产生电弧，则如图4(C)所示那样，焊接电压Vw剧增到数十V的电弧电压值。如图4(B)所示那样，焊接电流Iw从短路期间中的最大值的状态起开始变化。

在时刻t31～t5的期间中，由于如图4(A)所示那样，进给速度Fw是反向进给状态，因此焊丝被提升而电弧长度逐渐变长。若电弧长度变长，则焊接电压Vw变大，由于进行恒电压控制，因此焊接电流Iw变小。因此，时刻t31～t5的电弧期间反向进给期间Tar中，如图4(C)所示那样，焊接电压Vw逐渐变大，如图4(B)所示那样，焊接电流Iw逐渐变小。

然后，下一短路在时刻t6～t7的正向进给减速期间中的时刻t61发生。但在时刻t61发生的短路相比于在时刻t21发生的短路，从正向进给最大值起的时间(相位)出现滞后。如此发生短路的定时有某种程度的偏差。时刻t31～t61的期间成为电弧期间。在时刻t5～t61的期间中，由于如图4(A)所示那样，进给速度Fw是正向进给状态，因此焊丝被正向进给，电弧长度逐渐变短。若电弧长度变短，则焊接电压Vw变小，由于进行恒电压控制，因此焊接电流Iw变大。因此，在时刻t5～t61的电弧期间正向进给期间Tas中，如图4(C)所示那样，焊接电压Vw逐渐变小，如图4(B)所示那样，焊接电流Iw逐渐变大。

如上述那样，在重复焊丝的正向进给和反向进给的焊接方法中，由于能实现恒速进给的现有技术中不可能的将短路和电弧的重复的周期设定为所期望值，因此能谋求溅射产生量的削减、焊缝外观的改善等焊接品质的提升。

在专利文献1的发明中，设定与焊接电流设定值相应的进给速度的平均值，将焊丝的正向进给和反向进给的频率以及振幅设为与焊接电流设定值相应的值。由此即使焊接电流设定值发生变化也能进行稳定的焊接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5201266号公报

发明内容

发明要解决的课题