CN102371415B - 电弧焊接方法和电弧焊接*** - Google Patents

Abstract

提供一种电弧焊接方法和电弧焊接***。在重复包括熔滴过渡期间、电弧持续准备期间(T2)和电弧持续期间(T3)的单位焊接期间的电弧焊接方法中，包括：在熔滴过渡期间内，在消耗电极和母材之间，按照绝对值的时间平均值为第一值且绝对值的最大值为第二值的方式使焊接电流流过，从而使熔滴从消耗电极过渡到母材的工序；在期间(T2)内，按照绝对值的最大值为比第二值大的值的方式使焊接电流流过的工序；以及在期间(T3)内，按照绝对值的时间平均值为比第一值小的值的方式使焊接电流流过，从而使在消耗电极和母材之间产生了电弧的状态继续的工序。由此，能够抑制消耗电极和母材在电弧持续期间内短路的情况。

Description

电弧焊接方法和电弧焊接***

技术领域

本发明涉及电弧焊接方法和电弧焊接***。

背景技术

从以往开始已知使由熔滴过渡期间和电弧持续期间构成的单位焊接期间重复的焊接方法(例如参照专利文献1)。这样的焊接方法被称为脉冲叠焊(stitch pulse welding)法。在该焊接方法的熔滴过渡期间内，使保持消耗电极的焊炬(welding torch)相对母材停止。然后，通过使比较大的焊接电流流过消耗电极与母材之间，从而在消耗电极与母材之间产生电弧，并且使熔滴从消耗电极过渡到母材。此外，在熔滴过渡期间内，从焊炬以较大的进给速度进给消耗电极。另一方面，在电弧持续期间内，使焊炬相对母材向规定的焊接行进方向移动。然后，通过使比较小的焊接电流流过消耗电极与母材之间，从而持续产生电弧的状态，但实质上并不进行熔滴过渡。此外，在电弧持续期间内，从焊炬以较小的进给速度进给消耗电极。通过重复由这样的熔滴过渡期间和电弧持续期间构成的单位焊接期间，形成鳞状的焊缝(bead)。

在该焊接方法中，存在以下的可能性，即在电弧持续期间内，消耗电极的一部分成为熔滴，在消耗电极和母材之间产生意想不到的短路。若在电弧持续期间内产生短路，则存在所形成的焊缝的形状被破坏的可能性。

专利文献1：日本特开平11-267839号公报

发明内容

本发明是基于上述的情况而完成的，其课题在于，提供一种在电弧持续期间内消耗电极和母材之间不易短路的电弧焊接方法和电弧焊接***。

通过本发明的第1侧面而提供的电弧焊接方法重复包括熔滴过渡期间、所述熔滴过渡期间之后的电弧持续准备期间和所述电弧持续准备期间之后的电弧持续期间的单位焊接期间，该电弧焊接方法包括：在所述熔滴过渡期间内，在消耗电极和母材之间，按照绝对值的时间平均值为第一值且绝对值的最大值为第二值的方式使焊接电流流过，从而使熔滴从所述消耗电极过渡到所述母材的工序；在所述电弧持续准备期间内，按照绝对值的最大值为比所述第二值大的值的方式使所述焊接电流流过的工序；以及在所述电弧持续期间内，按照绝对值的时间平均值为比所述第一值小的值的方式使所述焊接电流流过，从而使在所述消耗电极和所述母材之间产生了电弧的状态继续的工序。

在本发明的优选的实施方式中，在使产生了所述电弧的状态继续的工序中，使直流电流流过，作为所述焊接电流。

在本发明的优选的实施方式中，还包括：在所述熔滴过渡期间和所述电弧持续准备期间这两个期间内，始终以恒定的速度从保持所述消耗电极的焊炬进给所述消耗电极的工序。

通过本发明的第2侧面而提供的电弧焊接***，包括：电源电路，其重复包括熔滴过渡期间和所述熔滴过渡期间之后的电弧持续期间的单位焊接期间，在所述熔滴过渡期间内，在消耗电极和母材之间，按照绝对值的时间平均值为第一值且绝对值的最大值为第二值的方式使焊接电流流过，在所述电弧持续期间内，按照绝对值的时间平均值为比所述第一值小的电弧持续电流值的方式使所述焊接电流流过；电弧持续准备电流值存储部，其存储比所述第二值大的电弧持续准备电流值；电流控制电路，其基于所述电弧持续准备电流值，向所述电源电路发送指示所述焊接电流的值的焊接电流设定信号；移动机构，其使保持所述消耗电极的焊炬沿着所述母材进行相对移动；以及进给机构，其从所述焊炬进给所述消耗电极，所述电源电路接受所述焊接电流设定信号，并在各个单位焊接期间中的所述熔滴过渡期间和所述电弧持续期间之间的电弧持续准备期间内，按照绝对值的最大值为所述电弧持续准备电流值的方式使所述焊接电流流过。

在本发明的优选的实施方式中，还包括：电弧持续电流值存储部，其存储所述电弧持续电流值，所述电流控制电路基于所述电弧持续电流值，向所述电源电路发送所述焊接电流设定信号，所述电源电路在所述电弧持续期间之内，始终使直流电流流过，作为所述焊接电流。

在本发明的优选的实施方式中，还包括：电压控制电路，其向所述电源电路发送指示在所述消耗电极与所述母材之间施加的焊接电压的值的焊接电压设定信号，所述电源电路包括电源特性切换电路，该电源特性切换电路在所述熔滴过渡期间内，从基于所述焊接电流设定信号而使所述焊接电流流过的恒流特性切换为基于所述焊接电压设定信号而施加所述焊接电压的恒压特性。

在本发明的优选的实施方式中，所述进给机构在所述熔滴过渡期间和所述电弧持续准备期间这两个期间内，始终以恒定的速度从所述焊炬进给所述消耗电极。

通过以下参照附图进行的详细说明，本发明的其他的特征和优点会变得更加清楚。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的焊接***的一例的结构的图。

图2是表示图1所示的焊接***的内部结构的图。

图3是关于本实施方式的方法中的各信号等的一部分的时序图。

图4是本实施方式的方法中的各信号等的时序图。

图5是本实施方式的方法中的各信号等的时序图。

符号说明：A1-电弧焊接***；1-焊接机器人；11-基础部件；12-臂；13-电动机(移动机构)；14-焊炬(welding torch)；15-消耗电极；151-熔滴；16-焊丝进给装置；161-进给机构；19-线性线圈(coil-liner)；2-机器人控制装置；21-动作控制电路；23-示教器(teachpendant)；3-焊接电源装置；31-电源电路；32-电流控制电路；33-设定值存储部；34-电压控制电路；35-细部(くびれ)检测电路；36-电阻；37-开关电路；38-进给控制电路；Ea-误差信号；EI-电流误差计算电路；Ei-电流误差信号；EV-电压误差计算电路；Ev-电压误差信号；Fc-进给速度控制信号；Fw-进给速度；ID-电流检测电路；Id-电流检测信号；IHR1-高电弧电流值存储部；ih1-高电弧电流值；IHR2-电弧持续准备电流值存储部；ih2-电弧持续准备电流值；IMR1-低细部电流值存储部；im1-低细部电流值；im2-第一值；IMR2-电弧持续电流值存储部；im2-电弧持续电流值；Ir-电流设定信号；Iw-焊接电流；MC-电力产生电路；Ms-动作控制信号；Nd-细部检测信号；SW-电源特性切换电路；Sw-电源特性切换信号；T1-熔滴过渡期间；T2-电弧持续准备期间；T3-电弧持续期间；Ta-电弧产生期间；TDR1-第一延迟时间存储部；td1-第一延迟时间；TDR2-第二延迟时间存储部；td2-第二延迟时间；Ts-短路期间；TUR1-高电弧期间存储部；tu1-高电弧期间；TUR2-电弧持续准备电流输出期间存储部；tu2-电弧持续准备电流输出期间；Tα-单位焊接期间；va-短路/电弧判别值；VD-电压检测电路；Vd-电压检测信号；Vr-电压设定信号；VR-机器人移动速度；Vw-焊接电压；Va-值；W-母材。

具体实施方式

以下，参照附图具体说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明的实施方式的焊接***的一例的结构的图。

本实施方式的电弧焊接***A1包括焊接机器人1、机器人控制装置2以及焊接电源装置3。焊接机器人1对母材W自动进行例如电弧焊接。焊接机器人1包括基础部件11、多个臂12、多个电动机13、焊炬14、焊丝进给装置16以及线性线圈19。

基础部件11固定在地面等适当的地方。各个臂12经由轴而与基础部件11相连。焊炬14将消耗电极15(焊丝)引导至母材W附近的规定的位置。在焊炬14中设有保护气体喷嘴(省略图示)。保护气体喷嘴用于供给氩气等保护气体。电动机13是移动机构，是通过机器人控制装置2来旋转驱动的。通过该旋转驱动，各个臂12的移动受到控制，焊炬14能够向上下前后左右自由地移动。

在电动机13中设有编码器(encoder)(省略图示)。将编码器的输出发送到机器人控制装置2。焊丝进给装置16设置在焊接机器人1中的上部。焊丝进给装置16用于向焊炬14送出消耗电极15。焊丝进给装置16包括进给机构161(电动机)、焊丝卷筒(wire reel)(省略图示)以及焊丝推进装置(省略图示)。以进给机构161为驱动源，上述焊丝推进装置将卷绕在所述焊丝卷筒上的消耗电极15提供给焊炬14。

线性线圈19的一端与焊丝进给装置16连接，另一端与焊炬14连接。线性线圈19呈管状，在其内部***并贯通了消耗电极15。线性线圈19将从焊丝进给装置16送出的消耗电极15引导至焊炬14。被送出的消耗电极15从焊炬14突出。

图2是表示图1所示的焊接***A1的内部结构的图。

机器人控制装置2包括动作控制电路21和示教器23。机器人控制装置2用于控制焊接机器人1的动作。

动作控制电路21包括未图示的微型计算机和存储器。在该存储器中存储有设定了焊接机器人1的各种动作的作业程序。此外，动作控制电路21设定后述的机器人移动速度VR。动作控制电路21基于所述作业程序、来自上述编码器的坐标信息以及机器人移动速度VR等，向焊接机器人1发送动作控制信号Ms。焊接机器人1接受动作控制信号Ms，使各个电动机13旋转驱动。由此，焊炬14移动至母材W中的规定的焊接开始位置，或者沿着母材W的面内方向移动。

示教器23与动作控制电路21连接。示教器23是用于使电弧焊接***A1的用户设定各种动作的设备。

焊接电源装置3包括电源电路31、电流控制电路32、设定值存储部33、电压控制电路34、细部检测电路35、电阻36、开关电路37以及进给控制电路38。焊接电源装置3是如下的装置：用于在消耗电极15与母材W之间施加焊接电压Vw来使焊接电流Iw流过，并且用于进行消耗电极15的进给。

电源电路31包括电力产生电路MC、电源特性切换电路SW、电流误差计算电路EI、电压误差计算电路EV、电流检测电路ID以及电压检测电路VD。电源电路31用于在消耗电极15和母材W之间以被指示的值施加焊接电压Vw，或者以从消耗电极15向母材W指示的值使焊接电流Iw流过。

电力产生电路MC例如以三相200V等的商用电源作为输入，根据后述的误差信号Ea进行逆变器(inverter)控制、半导体开关元件(thyristor)相位控制等输出控制，输出焊接电压Vw和焊接电流Iw。

电流检测电路ID是用于检测在消耗电极15与母材W之间流过的焊接电流Iw的值的电路。电流检测电路ID发送对应于焊接电流Iw的电流检测信号Id。电流误差计算电路EI是用于计算实际流过的焊接电流Iw的值与被设定的焊接电流的值之差ΔIw的电路。具体地说，电流误差计算电路EI接受电流检测信号Id和与被设定的焊接电流的值对应的后述的电流设定信号Ir，发送对应于差ΔIw的电流误差信号Ei。另外，电流误差计算电路EI也可以发送与放大了差ΔIw的值对应的信号作为电流误差信号Ei。

电压检测电路VD是用于检测在消耗电极15与母材W之间施加的焊接电压Vw的值的电路。电压检测电路VD发送对应于焊接电压Vw的电压检测信号Vd。电压误差计算电路EV是用于计算实际施加的焊接电压Vw的值与被设定的焊接电压的值之差ΔVw的电路。具体地说，电压误差计算电路EV接受电压检测信号Vd和与被设定的焊接电压的值对应的后述的电压设定信号Vr，并发送对应于差ΔVw的电压误差信号Ev。另外，电压误差计算电路EV也可以发送与放大了差ΔVw的值对应的信号作为电压误差信号Ev。

电源特性切换电路SW是切换电源电路31的电源特性(恒流特性或恒压特性)的电路。在电源电路31的电源特性为恒流特性的情况下，在电源电路31中控制输出，以便焊接电流Iw的值成为设定的值。另一方面，在电源电路31的电源特性为恒压特性的情况下，电源电路31按照焊接电压Vw的值成为设定的值的方式，在电源电路31中控制输出。更具体地说，电源特性切换电路SW接受后述的电源特性切换信号Sw、电流误差信号Ei以及电压误差信号Ev。在电源特性切换电路SW接受的电源特性切换信号Sw为高电平的情况下，电源特性切换电路SW中的开关被连接到图2的a侧。此时，电源电路31的电源特性为恒压特性，电源特性切换电路SW将电压误差信号Ev作为误差信号Ea而发送到电力产生电路MC。此时，电力产生电路MC按照焊接电压Vw的值成为设定的值(即，上述的差ΔVw成为零)的方式进行控制。另一方面，在电源特性切换电路SW接受到的电源特性切换信号Sw为低电平的情况下，电源特性切换电路SW中的开关被连接到图2的b侧。此时，电源电路31的电源特性为恒流特性，电源特性切换电路SW将电流误差信号Ei作为误差信号Ea而发送到电力产生电路MC。此时，电力产生电路MC按照焊接电流Iw的值成为设定的值(即，上述的差ΔIw成为零)的方式进行控制。

设定值存储部33包括第一延迟时间存储部TDR1、第二延迟时间存储部TDR2、高电弧期间存储部TUR1、电弧持续准备电流输出期间存储部TUR2、低细部电流值存储部IMR1、高电弧电流值存储部IHR1、电弧持续准备电流值存储部IHR2以及电弧持续电流值存储部IMR2。

第一延迟时间存储部TDR1存储第一延迟时间td1的值。第二延迟时间存储部TDR2存储第二延迟时间td2的值。高电弧期间存储部TUR1存储高电弧期间tu1的值。电弧持续准备电流输出期间存储部TUR2存储电弧持续准备电流输出期间tu2的值。低细部电流值存储部IMR1存储低细部电流值im1的值。高电弧电流值存储部IHR1存储高电弧电流值ih1的值。电弧持续准备电流值存储部IHR2存储电弧持续准备电流值ih2的值。电弧持续电流值存储部IMR2存储电弧持续电流值im2的值。第一延迟时间td1、第二延迟时间td2、高电弧期间tu1、电弧持续准备电流输出期间tu2、低细部电流值im1、高电弧电流值ih1、电弧持续准备电流值ih2以及电弧持续电流值im2的各个值例如从示教器23输入且经由动作控制电路21而被存储在各个存储部中。

电流控制电路32是用于设定在消耗电极15与母材W之间流过的焊接电流Iw的值的电路。电流控制电路32基于在各个存储部中存储的第一延迟时间td1、第二延迟时间td2、高电弧期间tu1、电弧持续准备电流输出期间tu2、低细部电流值im1、高电弧电流值ih1、电弧持续准备电流值ih2以及电弧持续电流值im2的各个值中的至少一个，生成用于指示焊接电流Iw的值的焊接电流设定信号Ir。然后，电流控制电路32将生成的焊接电流设定信号Ir发送到电源电路31。此外，电流控制电路32从细部检测电路35接受细部检测信号Nd，向电源特性切换电路SW发送电源特性切换信号Sw。

电压控制电路34是用于设定在消耗电极15与母材W之间施加的焊接电压Vw的值的电路。电压控制电路34基于在未图示的存储部中存储的设定电压值，将用于指示焊接电压Vw的值的电压设定信号Vr发送到电源电路31。

细部检测电路35是用于检测在消耗电极15和母材W短路之后产生的熔滴正上方的细部的电路。在本实施方式中，细部检测电路35通过检测焊接电压Vw的值来检测细部的产生。例如在消耗电极15和母材W短路之后，焊接电压Vw增加至某一值以上的情况下，细部检测电路35判断为产生了细部。或者，例如在消耗电极15和母材W短路之后，焊接电压Vw的时间微分值超过某一值的情况下，细部检测电路35判断为产生了细部。然后，细部检测电路35将在某一期间之间成为低电平的细部检测信号Nd发送到电流控制电路32。此外，在消耗电极15和母材W短路之后，焊接电压Vw的值超过了规定的值Va时，细部检测电路35判断为再一次产生了电弧a1。

电阻36与电力产生电路MC连接。并且，在本实施方式中，电阻36与消耗电极15连接。电阻36也可以与母材W连接。开关电路37例如包括晶体管。开关电路37与电阻36并联连接。开关电路37接受细部检测信号Nd，进行接通或断开的切换。在接受到的细部检测信号Nd为高电平的情况下，开关电路37成为接通状态，电阻36被短路。另一方面，在接受到的细部检测信号Nd为低电平的情况下，开关电路37成为断开状态，电阻36被***到焊接电流Iw的通电路径中。

进给控制电路38是用于控制从焊炬14送出消耗电极15的速度(进给速度Fw)的电路。进给控制电路38向进给机构161发送用于指示进给速度Fw的进给速度控制信号Fc。

接着，进一步使用图3～图5，说明使用了电弧焊接***A1的电弧焊接方法。图3表示关于本实施方式的方法中的各信号等的一部分的时序图。

在本实施方式的方法中，重复包括(1)熔滴过渡期间T1、(2)电弧持续准备期间T2、(3)电弧持续期间T3的单位焊接期间Tα。

(1)熔滴过渡期间T1

图4表示熔滴过渡期间T1中的时序图。与图3中的时间刻度相比，图4中的时间刻度极其小。熔滴过渡期间T1是用于使熔滴从消耗电极15过渡到母材W的期间。在本实施方式中，如图3、图4所示，在熔滴过渡期间T1内，机器人移动速度VR始终为一定的值v1，进给速度Fw始终为一定的值fw1。值v1为0(即，焊炬14相对母材W停止)，值fw1例如为200～800cm/min。熔滴过渡期间T1中的焊接电流Iw的绝对值的时间平均值为第一值iw1。第一值iw1例如为100～250A。此外，熔滴过渡期间T1中的焊接电流Iw的绝对值的最大值为第二值ip1。第二值ip1例如为200～400A。如图4所示，在熔滴过渡期间T1内，交替地重复消耗电极15和母材W短路的短路期间Ts、和在消耗电极15与母材W之间产生电弧的电弧产生期间Ta。

<短路期间Ts(时刻t1～时刻t3)>

在图4的短路期间Ts内，处于消耗电极15和母材W短路的状态。

在时刻t1中，熔滴151与母材W接触，消耗电极15和母材W短路。若消耗电极15和母材W短路，则焊接电流Iw不经由电弧a1，而是直接从消耗电极15流向母材W。因此，如图4(c)所示，若消耗电极15和母材W短路，则焊接电压Vw急剧下降，变化成值vw1(例如，数V左右)。如图4(b)所示，在时刻t1～时刻t2内，电源特性切换信号Sw成为高电平。即，电源电路31的电源特性成为恒压特性。

在时刻t1～时刻t2内，焊接电流Iw的值逐渐变大。从现有技术可知，若消耗电极15与母材W之间的短路变成开路时(在本实施方式中是时刻t3)的焊接电流Iw的值越大，则短路变成开路时的溅射产生量就越多。为了减少短路变成开路时的溅射的产生量，按如下方式在短路变成开路之前减小焊接电流Iw的值。

如图4(s2)所示，在时刻t1～时刻t2内，消耗电极15的一部分变成熔滴151。之后，通过流过熔滴151的焊接电流Iw所产生的电磁收缩力，在熔滴151的上部产生细部a2。若产生细部a2，则其直径急剧减小。并且，从产生了细部a2的时刻起经过极其短的时间(数100μsec)之后，消耗电极15和母材W之间的短路变成开路的同时，在消耗电极15和母材W之间再次产生电弧a1。即，可以说细部a2的产生是短路变成开路的前兆现象。在本实施方式中，在时刻t2，细部检测电路35检测成为这样的前兆现象的细部a2的产生。

如上所述，通过检测焊接电压Vw的值来进行细部检测电路35的细部的检测。例如，在消耗电极15和母材W短路之后焊接电压Vw从值vw1增加至某一值vth以上的情况下，细部检测电路35判断为产生了细部。或者，例如在消耗电极15和母材W短路之后焊接电压Vw的时间微分值超过了某一值的情况下，细部检测电路35判断为产生了细部。

如图4(g)所示，若细部检测电路35在时刻t2判断为产生了细部，则将某一期间之间成为低电平的细部检测信号Nd发送给电流控制电路32和开关电路37。如图4(b)所示，若电流控制电路32在时刻t2接受低电平的细部检测信号Nd，则将发送给电源特性切换电路SW的电源特性切换信号Sw从高电平切换为低电平。此外，如图4(f)所示，电流控制电路32向电流误差计算电路EI发送用于使焊接电流Iw以低细部电流值im1流过的电流设定信号Ir。此外，若接受到低电平的细部检测信号Nd，则开关电路37成为断开状态。由此，在消耗电极15和母材15构成的电路中包括电阻36。因此，该电路的时间常数变小，焊接电流Iw急剧降低至低细部电流值im1。

<电弧产生期间Ta(时刻t3～时刻t6)>

在图4的电弧产生期间Ta内，处于在消耗电极15和母材W之间产生了电弧a1的状态。

如图4(c)所示，在时刻t3，在焊接电压Vw超过了短路/电弧判别值va时，细部检测电路35判断为在消耗电极15和母材W之间再次产生了电弧a1。此时，如图4(g)所示，细部检测电路35将细部检测信号Nd变化为高电平。

如图4(f)所示，若电流控制电路32在时刻t3接受高电平的细部检测信号Nd，则在时刻t3至第一延迟期间Td1为止的期间内，继续向电流误差计算电路EI发送用于使焊接电流Iw以低细部电流值im1流过的电流设定信号Ir。由此，等待因熔滴过渡到熔池的影响而引起的熔池的振动结束。熔池的振动结束之后，在下一个工序中使焊接电流Iw上升。因此，能够抑制由熔池的振动与基于电流变化的电弧力的变化的谐振所引起的溅射的产生。

电流控制电路32在从时刻t4(从时刻t3起经过了第一延迟期间Td1的时刻)到高电弧期间tu1的期间，将用于使焊接电流Iw以高电弧电流值ih1流过的电流设定信号Ir发送到电流误差计算电路EI。此外，如图4(b)所示，由于一直到时刻t5电源特性切换信号Sw为低电平，所以电源电路31的电源特性为恒流特性。因此，如图4(d)所示，焊接电流Iw急剧上升而达到高电弧电流值ih1。

之后，在时刻t5(从时刻t4起经过了高电弧期间tu1的时刻)，电源特性切换信号Sw从低电平变化为高电平。于是，电源电路31的电源特性切换为恒压特性。然后，一直到达到时刻t6为止，继续在消耗电极15与母材W之间产生了电弧a1的状态，在时刻t6，消耗电极15和母材W短路。在时刻t6之后，再次重复上述的时刻t1～时刻t6的工序。

这样重复多次短路期间Ts和电弧产生期间Ta，过渡到电弧持续准备期间T2。另外，在一次熔滴过渡期间T1中，短路期间Ts和电弧产生期间Ta例如重复30～100次左右。

图5表示从熔滴过渡期间T1过渡到电弧持续准备期间T2时的时序图。与图3中的时间刻度相比，图5中的时间刻度极其小。

<电弧持续准备期间T2跟前的短路期间Ts(时刻t7～时刻t9)>

与上述的时刻t1～时刻t3为止的工序同样地进行时刻t7～时刻t9为止的工序，所以省略说明。

<电弧持续准备期间T2跟前的电弧产生期间Ta(时刻t9～时刻t10)>

如图5(c)所示，在时刻t9，在焊接电压Vw超过了短路/电弧判别值va时，细部检测电路35判断为在消耗电极15和母材W之间再次产生了电弧a1。此时，如图5(g)所示，细部检测电路35使细部检测信号Nd变化为高电平。细部检测电路35使细部检测信号Nd从低电平变化为高电平的时刻并不限定于这个时刻，也可以是时刻t10之后(例如时刻t11)。

如图5(f)所示，若电流控制电路32在时刻t9接受高电平的细部检测信号Nd，则在从时刻t9到第二延迟期间Td2的期间内，将用于使焊接电流Iw以低细部电流值im1流过的电流设定信号Ir继续发送到电流误差计算电路EI。由此，等待因熔滴过渡到熔池的影响引起的熔池的振动结束。从熔池的振动结束之后，在下一个工序中使焊接电流Iw上升。因此，能够抑制由熔池的振动和基于电流变化的电弧力的变化的谐振所引起的溅射的产生。

(2)电弧持续准备期间T2(时刻t10～时刻t11)

电流控制电路32在从时刻t10(从时刻t9起经过了第二延迟期间Td2的时刻)到电弧持续准备期间T2之间，向电流误差计算电路EI发送用于使将绝对值的最大值设为电弧持续准备电流值ih2的焊接电流Iw流过的电流设定信号Ir。在本实施方式中，电弧持续准备期间T2中的焊接电流Iw的波形为一个矩形波。电弧持续准备电流输出期间tu2例如为10～数十msec。电弧持续准备电流值ih2比上述的第二值ip1大。电弧持续准备电流值ih2例如为400～600A。如图5(b)所示，由于一直到时刻t11为止电源特性切换信号Sw为低电平，所以电源电路31的电源特性为恒流特性。因此，如图5(d)所示，焊接电流Iw急剧上升，从而达到电弧持续准备电流值ih2。由此，消耗电极15燃烧，消耗电极15和母材W之间的相隔距离变得比较大。在本实施方式中，如图3、图5所示，在电弧持续准备期间T2内，机器人移动速度始终为一定的值v1(＝0)，进给速度Fw始终为一定的值fw1。

(3)电弧持续期间T3(时刻t11～时刻t12)

从时刻t11起开始电弧持续期间T3。如图5(d)所示，在电弧持续期间T3内，电流控制电路32向电流误差计算电路EI发送用于使焊接电流Iw以绝对值的平均值即电弧持续电流值im2流过的电流设定信号Ir。在电弧持续期间T3内，优选使焊接电流Iw作为直流电流而流过。在电弧持续期间T3内，电源特性切换信号Sw一直维持低电平。因此，使焊接电流Iw以电弧持续电流值im2流过。电弧持续电流值im2比上述的第一值iw1小。电弧持续电流值im2例如为30～100A。在本实施方式中，如图3、图5所示，在电弧持续期间T3内，机器人移动速度VR始终为一定的值v2，进给速度Fw始终为一定的值fw2。值v2比上述的值v1大，例如为100cm/min。值fw2比上述的值fw1小，例如为70cm/min。

如上所述，通过重复包括(1)熔滴过渡期间T1、(2)电弧持续准备期间T2、(3)电弧持续期间T3的单位焊接期间Tα，从而进行焊接。

在这样的结构中，在电弧持续期间T3开始之前的电弧持续准备期间T2内，流过将绝大值的最大值设为电弧持续准备电流值ih2的焊接电流Iw。电弧持续准备电流值ih2比熔滴过渡期间T1中的焊接电流Iw的绝对值的最大值即峰值电流值ip1大。因此，在电弧持续准备期间T2内，消耗电极15燃烧，能够增大电弧持续期间T3开始时的、消耗电极15与母材W之间的相隔距离。由此，在电弧持续期间T3内，消耗电极15和母材W不易接触。因此，能够抑制在电弧持续期间T3内消耗电极15和母材W短路。

在电弧持续期间T3内，焊接电流Iw的绝对值的平均电流值成为比熔滴过渡期间T1内的第一值iw1小的电弧持续电流值ih2。因此，若在电弧持续期间T3内消耗电极15和母材W短路，则该短路暂时不会变成开路，鳞状的焊缝形状被破坏。因此，在本实施方式中，由于能够抑制消耗电极15和母材W短路的情况，所以能够防止焊缝形状被破坏。

本发明的范围并不限于上述的实施方式。可对本发明的各个部分的具体结构自由地进行各种设计变更。例如，在上述的说明中，例示了在熔滴过渡期间T1内进行重复短路期间Ts和电弧产生期间Ta的短路焊接，但本发明并不限于此。例如，也可以在熔滴过渡期间T1内，使消耗电极15和母材W不产生短路，从而进行焊接。此外，此时，在熔滴过渡期间T1内，既可以将焊接电流Iw作为交流的脉冲电流来进行输出，也可以将焊接电流Iw作为直流的脉冲电流来进行输出。

此外，也可以根据消耗电极15的直径的大小或者熔滴过渡期间T1的进给速度fw1的大小，变更电弧持续准备电流值Ih2的大小和/或电弧持续准备电流输出期间tu2的长度。或者，也可以根据消耗电极15的直径的大小或者熔滴过渡期间T1的进给速度fw1的大小，将在电弧持续准备期间T2内输出的焊接电流Iw作为多个脉冲波(更具体地说是矩形波)。

在消耗电极15的直径大的情况下等，通过一次脉冲过渡的熔滴151的尺寸变大。若过渡的熔滴151的尺寸变大，则有时会在熔滴过渡时产生溅射。若将焊接电流Iw作为多个脉冲波来进行输出，则能够使熔滴151分成多个而过渡到母材W。由此，即使在消耗电极15的直径大的情况下等需要过渡较多的熔滴151时，也能够抑制溅射的产生。

Claims (8)

1.一种电弧焊接方法，该电弧焊接方法重复包括熔滴过渡期间、所述熔滴过渡期间之后的电弧持续准备期间和所述电弧持续准备期间之后的电弧持续期间的单位焊接期间，所述电弧焊接方法包括：

在所述熔滴过渡期间内，在消耗电极和母材之间，按照绝对值的时间平均值为第一值且绝对值的最大值为第二值的方式使焊接电流流过，从而使熔滴从所述消耗电极过渡到所述母材的工序；

在所述电弧持续准备期间内，按照绝对值的最大值为比所述第二值大的值的方式使所述焊接电流流过的工序；以及

在所述电弧持续期间内，按照绝对值的时间平均值为比所述第一值小的值的方式使所述焊接电流流过，从而使在所述消耗电极和所述母材之间产生了电弧的状态继续的工序。

2.如权利要求1所述的电弧焊接方法，其中，

在使产生了所述电弧的状态继续的工序中，使直流电流流过，作为所述焊接电流。

3.如权利要求1或2所述的电弧焊接方法，还包括：

在所述熔滴过渡期间和所述电弧持续准备期间这两个期间内，始终以恒定的速度从保持所述消耗电极的焊炬进给所述消耗电极的工序。

4.一种电弧焊接***，包括：

电源电路，其重复包括熔滴过渡期间和所述熔滴过渡期间之后的电弧持续期间的单位焊接期间，在所述熔滴过渡期间内，在消耗电极和母材之间，按照绝对值的时间平均值为第一值且绝对值的最大值为第二值的方式使焊接电流流过，在所述电弧持续期间内，按照绝对值的时间平均值为比所述第一值小的电弧持续电流值的方式使所述焊接电流流过；

电弧持续准备电流值存储部，其存储比所述第二值大的电弧持续准备电流值；

电流控制电路，其基于所述电弧持续准备电流值，向所述电源电路发送指示所述焊接电流的值的焊接电流设定信号；

移动机构，其使保持所述消耗电极的焊炬沿着所述母材进行相对移动；以及

进给机构，其从所述焊炬进给所述消耗电极，

所述电源电路接受所述焊接电流设定信号，并在各个单位焊接期间中的所述熔滴过渡期间和所述电弧持续期间之间的电弧持续准备期间内，按照绝对值的最大值为所述电弧持续准备电流值的方式使所述焊接电流流过。

5.如权利要求4所述的电弧焊接***，其中，

所述电弧焊接***还包括电弧持续电流值存储部，该电弧持续电流值存储部存储所述电弧持续电流值，

所述电流控制电路基于所述电弧持续电流值，向所述电源电路发送所述焊接电流设定信号，所述电源电路在所述电弧持续期间之内，始终使直流电流流过作为所述焊接电流。

6.如权利要求4所述的电弧焊接***，其中，

所述电弧焊接***还包括电压控制电路，该电压控制电路向所述电源电路发送指示在所述消耗电极与所述母材之间施加的焊接电压的值的焊接电压设定信号，

所述电源电路包括电源特性切换电路，该电源特性切换电路在所述熔滴过渡期间内，从基于所述焊接电流设定信号而使所述焊接电流流过的恒流特性切换为基于所述焊接电压设定信号而施加所述焊接电压的恒压特性。

7.如权利要求5所述的电弧焊接***，其中，

所述电弧焊接***还包括电压控制电路，该电压控制电路向所述电源电路发送指示在所述消耗电极与所述母材之间施加的焊接电压的值的焊接电压设定信号，

所述电源电路包括电源特性切换电路，该电源特性切换电路在所述熔滴过渡期间内，从基于所述焊接电流设定信号而使所述焊接电流流过的恒流特性切换为基于所述焊接电压设定信号而施加所述焊接电压的恒压特性。

8.如权利要求4至7的任一项所述的电弧焊接***，其中，

所述进给机构在所述熔滴过渡期间和所述电弧持续准备期间这两个期间内，始终以恒定的速度从所述焊炬进给所述消耗电极。