[发明专利]脉冲金属电极惰性气体保护焊机

说明书

本发明涉及一种电弧焊机，该电弧焊机使作为熔化电极的焊接用丝自动进给，同时使焊丝熔滴移动到作为被焊的母材上，且使在电弧焊机焊接时所产生的飞溅物发生量减低。

在已有的脉冲MIG（金属电极惰性气体保护）焊接方法中，由于是流过脉冲电流，使焊丝熔融金属积极地作为喷射状态，而过渡到母材金属上，故和用一定的直流电流的所谓通常的MIG焊接方法相比，具有各种的不同特性。大的特性的差异点在于焊接输出低电流时MIG焊接是在反复产生短路和电弧下使焊接进行下去的，而在脉冲MIG焊接法中能使焊丝熔融金属以喷射状态过渡到母材上。如进行在喷射状态下的过渡，则和短路过渡焊接不同，在发生飞溅这一点上产生有很大差别。即如进行喷射过渡焊接，则飞溅物的发生量与通常的短路过渡焊接相比是极小的，这就成为脉冲MIG焊接法的一大特征。但是在脉冲MIG焊接方法中如将电压设定得低，并使弧长缩短，则会使电极丝和母材金属之间发生短路现象，而如果电压过低则短路发生的次数增多，和通常的MIG焊接法相同，飞溅物产生较多，这是不受欢迎的。

而且，在采用恒定直流电流的短路过渡所实现的通常的MIG焊接法中，已经尝试了各种抑制飞溅物的方案。例如，如JP-A-61-253176中所揭示的，按照焊接部位的情况，通过一个电弧/短路判断电路和一至三个定时电路来控制焊接输出，这样，短路消除后重新产生电弧时的焊接输出变得尽可能小，抑制了飞溅物的产生。

顺便提一下，尽管在本发明中使用了第1至第3时限的名称，但是，其中的第2和第3时限在技术上完全是新的，并与JP-A-61-253176中所揭示的第2和第3定时电路中所用的名称有着不同的含义。

但是，这种传统的MIG焊接方法对于抑制飞溅物的产生有着限制，还未达到长电弧的脉冲MIG焊接中那种很少的飞溅物数量。所以，对于弧长缩短和短路出现次数增加的脉冲MIG焊接过程，希望保持长电弧的脉冲MIG焊接过程中那种很少的飞溅物数量。

图1是在已有的脉冲MIG焊机中测定的飞溅物发生量对电弧电压的曲线。如图1所示，如电弧电压降低则飞溅物的发生会激增的理由与焊丝和母材作接触短路、或以不接触方式发生电弧等焊接部分的状态无关，而是由于根据在焊机的内部所作成的定时已施加上了脉冲电流的缘故。以下就此作详细说明。

已有的脉冲MIG焊机，如前所述，为了能在与焊接部分的状态无关下，根据焊机内部所作成的定时来施加脉冲电流，而把电弧电压设定得低时，即并不是在焊丝的前端与母材不接触下，使焊丝前端的熔融块全部成为喷射状而过渡到母材上（喷射过渡），而是在当焊丝的前端与母材接触后焊丝前端的熔融块通过因短路电流而产生的收缩力和熔融金属的表面张力而过渡到母材上短路过渡的概率很高时，因短路过渡而发生的飞溅逐渐增多。将该电弧电压设定得低是为了使焊接速度加快并防止咬边等的焊接缺陷而进行的，但同时其结果是使之发出很大的飞溅，从而有损于脉冲MIG焊接的所谓飞溅物少这一长处。特别由于要在与焊接部分的状态无关下加脉冲电流，使飞溅物的发生更为显著。此事将用图2进行说明。

图2a，b都是将混杂有短路过渡的电弧电压值设定得低时的已有的脉冲MIG焊机的焊接电流波形的时间推移和焊接部分的熔滴过渡状态的时间推移对应地进行表示的。在图2中，9为焊丝，10为母材，91为焊接电弧，92则表示飞溅物。图2a是在焊丝9与母材10接触短路的情况下直接加下一个脉冲电流的场合，熔融金属由于脉冲电流的强力的收缩力在时刻t₆处随着飞溅物的飞散而被解除短路。图2b是在加上下一脉冲电流前的时刻t₅时解除短路的场合，由于在焊丝的前端的熔融部分形状和已过渡的熔融金属的形状成为针状之前加下一脉冲电流，故在时刻t₆处脉冲电流会发生很多的飞溅物92。

以上是有关脉冲MIG焊接的已有技术，也是已有的脉冲MIG焊机中将电弧电压设定得低时，飞溅物激烈增加的原因。

本发明目的是为了解决已有的脉冲MIG焊机存在的问题而作出的，是为了实现如高速焊接时那样即使把电弧电压设定得很低，使之成为混杂有短路过渡的焊接，飞溅物的发生也很少的电弧焊机。