CN102933343B

CN102933343B - 电弧焊接控制方法及电弧焊接装置

Info

Publication number: CN102933343B
Application number: CN201280001460.5A
Authority: CN
Inventors: 松井海斗; 川本笃宽; 广田幸伯
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2014-12-31
Anticipated expiration: 2032-05-10
Also published as: EP2716395B1; WO2012164833A1; JP5408364B2; CN102933343A; US9114472B2; JPWO2012164833A1; EP2716395A4; US20130068744A1; EP2716395A1

Abstract

本发明提供一种电弧焊接控制方法及电弧焊接装置。在该电弧焊接控制方法中反复短路和电弧来进行焊接，在短路期间中按照通电第1极性的焊接电流的方式进行控制，在接着短路期间的电弧期间中进行第1换向，使焊接电流从短路期间中的作为焊接电流的极性的第1极性换向为极性与第1极性相反的第2极性。进而，在进行了第1换向之后的电弧期间中，按照进行使焊接电流从第2极性换向为第1极性的第2换向的方式进行控制，由此能够降低对母材的热输入量，抑制薄板焊接时的烧穿。

Description

电弧焊接控制方法及电弧焊接装置

技术领域

本发明涉及一边进给作为消耗电极的焊丝一边交替发生短路状态和电弧状态来进行焊接的消耗电极式的电弧焊接控制方法及消耗电极式的电弧焊接装置。

背景技术

近年来，在焊接业界，为了提高生产率，焊接速度的高速化和降低飞溅这种的需求越发强烈。并且，正进行用于满足这些需求的消耗电极式的电弧焊接装置的开发和电弧焊接控制方法的设计。但是，还没有设计出一种电弧焊接控制方法，能够实现焊接的低热输入化，以免在薄板的焊接中发生烧穿等。

图4是表示伴有短路的现有的电弧焊接控制方法中的输出波形的图，示出焊丝进给速度Wf与焊接电流Aw的时间变化。对于一边进给作为消耗电极的焊丝一边交替发生短路状态和电弧状态来进行焊接的电弧焊接控制方法而言，按照使焊丝进给速度Wf为正向进给和反向进给周期地反复的方式来控制焊丝进给电动机。并且，公知下述方法：伴随着焊丝进给电动机的控制，如图4所示那样，在焊丝进给量少的期间控制成焊接输出为低输出，在焊丝进给量多的期间控制成焊接输出为高输出(例如参照专利文献1)。

此外，对于焊丝进给速度Wf而言，在一次的周期中正向进给和反向进给各进行一次，伴随于此，短路的发生和短路的断开(电弧发生)各进行一次，成为根据焊丝进给速度的周期性动作而伴随有电弧现象的焊接控制。并且，预先设定的焊丝进给速度的周期的倒数为短路频率，从而能够进行短路频率恒定的稳定的焊接。

在上述现有的电弧焊接控制方法中，例如在对板厚为0.8mm以上的板进行焊接的情况下，能够进行稳定的焊接而不会烧穿。但是，例如在对板厚为0.6mm以下的薄板进行焊接的情况下，对母材的热输入量变高，从而发生了烧穿，存在无法进行满意的焊接这一问题。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭62-6775号公报

发明内容

本发明提供一种降低对母材的热输入量、例如即便是板厚为0.6mm以下的薄板也能够不烧穿地进行焊接的电弧焊接控制方法和电弧焊接装置。

为了解决上述课题，本发明的电弧焊接控制方法是反复短路和电弧来进行焊接的电弧焊接控制方法，在短路期间中，按照通电第1极性的焊接电流的方式来控制焊接电流。在接着上述短路期间的电弧期间中，进行第1换向，该第1换向使焊接电流从上述短路期间中的作为焊接电流的极性的上述第1极性换向为极性与上述第1极性相反的第2极性。进而，在进行了上述第1换向的上述电弧期间中，按照进行第2换向的方式来控制焊接电流，该第2换向使焊接电流从上述第2极性换向为上述第1极性。

通过该方法，降低了对母材的热输入量，由此能够针对现有的电弧焊接控制方法中难以实现的例如板厚为0.6mm以下的薄板进行焊接而不会发生烧穿。

此外，本发明的电弧焊接装置是在焊丝与焊接对象物之间反复短路和电弧来进行焊接的电弧焊接装置，其具备初级侧整流部、开关部、变压器、次级侧整流部、极性切换部、焊接电压检测部、短路电弧判断部、和极性反转设定部。在此，初级侧整流部对所输入的交流电力进行整流。开关部使初级侧整流部的输出成为交流。变压器对开关部的输出进行变压。次级侧整流部对变压器的输出进行整流。极性切换部将次级侧整流部的输出切换至第1极性或者极性与第1极性相反的第2极性的输出。焊接电压检测部检测焊接输出电压。短路电弧判断部基于焊接电压检测部的检测结果来判断短路期间或者电弧期间。极性反转设定部基于短路电弧判断部的判断结果，向极性切换部输出极性反转控制信号。并且，本发明的电弧焊接装置在短路期间中，极性反转设定部按照通电第1极性的焊接电流的方式向极性切换部输出极性反转控制信号，由此输出第1极性的焊接电流。并且，本发明的电弧焊接装置在接着短路期间的电弧期间中，极性反转设定部按照进行第1换向的方式向极性切换部输出极性反转控制信号，由此输出第2极性的焊接电流，该第1换向使焊接电流从短路期间中的作为焊接电流的极性的第1极性换向为极性与第1极性相反的第2极性。并且，本发明的电弧焊接装置在进行了第1换向之后的电弧期间中，极性反转设定部按照进行第2换向的方式向极性切换部输出极性反转控制信号，由此输出第1极性的焊接电流，该第2换向使焊接电流从第2极性换向为第1极性。

通过该构成，降低了对母材的热输入量，由此针对现有的电弧焊接装置中难以实现的例如板厚为0.6mm以下的薄板能够进行焊接而不会发生烧穿。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1至4中的电弧焊接装置的概略构成的图。

图2是表示本发明的实施方式1和2中的电弧焊接控制方法的输出波形的图。

图3是表示本发明的实施方式3和4中的电弧焊接控制方法的输出波形的图。

图4是表示现有的伴有短路的电弧焊接控制方法中的输出波形的图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的一实施方式。在以下的附图中，由于对于相同的构成要素附于相同的符号，因此有时会省略其说明。

(实施方式1)

图1是表示本发明的实施方式1中的消耗电极式的电弧焊接装置1的概略构成的图。图2是表示利用本发明的实施方式1中的消耗电极式的电弧焊接控制方法来进行焊接时的焊丝进给速度和焊接电流的时间波形的图。

如图1所示，电弧焊接装置1具备：初级侧整流部3、开关部4、主变压器5、次级侧整流部6、电抗器7、焊接电流检测部8、焊接电压检测部9、短路/电弧检测部10、输出控制部11、极性反转设定部12、极性反转输出控制部13、极性反转开关部14、和焊丝进给速度控制部16。在此，初级侧整流部3对从处于电弧焊接装置1外部的输入电源2所输入的输入电压(所输入的交流电力)进行整流。开关部4将初级侧整流部3的输出控制为适于焊接的输出(交流)。主变压器5将开关部4的输出绝缘地变换为适于焊接的输出(变压)。次级侧整流部6对主变压器5的输出进行整流。电抗器7将次级侧整流部6的输出平滑为适于焊接的电流。焊接电流检测部8检测焊接电流。焊接电压检测部9检测焊接电压。短路/电弧检测部10根据焊接电压检测部9的输出即焊接电压检测信号，来判断焊接状态是焊丝20与母材22接触从而发生短路的短路状态、还是短路断开从而发生了电弧21的电弧状态。因此，短路电弧判断部包括短路/电弧检测部10，基于焊接电压检测部9的检测结果来判断短路期间或者电弧期间。输出控制部11向开关部4输出控制信号，来控制焊接输出。极性反转设定部12基于短路电弧判断部的判断结果，向极性切换部输出用于决定使焊接输出的极性反转的定时的时间信号(极性反转控制信号)。极性反转输出控制部13基于来自极性反转设定部12的信号，进行使焊接输出的极性反转的控制。极性反转开关部14(极性切换部)基于极性反转输出控制部13的信号，使电抗器7所输出的焊接输出进行极性反转。此外，极性切换部将次级侧整流部6的输出切换至极性与第1极性相反的第2极性的输出。焊丝进给速度控制部16对由焊丝进给部19进给的焊丝20的进给速度进行控制。

此外，焊丝进给速度控制部16具备存储部17和焊丝进给速度决定部18。在此，存储部17中存储将焊接设定电流、焊丝进给速度的平均进给速度、焊丝进给速度的频率和焊丝进给速度的振幅建立对应的公式或者表格。焊丝进给速度决定部18基于与电弧焊接装置1连接且用于设定焊接条件的焊接条件设定部15所设定的焊接设定电流，根据存储部17的公式或者表格来决定焊丝进给速度的平均进给速度、焊丝进给速度的频率和焊丝进给速度的振幅。

再者，与电弧焊接装置1连接的焊接条件设定部15具有对焊接设定电流或焊接设定电压等焊接条件进行设定的功能，此外，还具有对后述的第1规定时间Epta和第2规定时间Enta进行调整的功能。

此外，如图1所示，焊丝进给部19基于来自电弧焊接装置1的焊丝进给速度控制部16的控制信号来进给焊丝20。在焊炬23中设置了用于向焊丝20供给电力的芯片24。电弧焊接装置1的焊接输出的一端与焊丝20电连接，焊接输出的另一端与母材22电连接。并且，通过向焊丝20与母材22之间提供焊接输出，由此在焊丝20与母材22之间发生电弧21，来进行焊接。

利用图2来说明以上述方式构成的消耗电极式的电弧焊接装置1的动作。在图2中以波形示出焊丝进给速度Wf与作为焊接输出电流的焊接电流Aw的时间变化。

在图2中，在时刻t1至时刻t2的短路期间，首先，在作为短路发生初期时刻的时刻t1，通过电流控制将焊接电流Aw降低至电流Ia，以保证短路发生的可靠性。之后，通过电流控制使焊接电流Aw以规定的斜率上升。另一方面，焊丝进给速度Wf与时间无关地始终以恒定速度继续进给。然后，在时刻t2，短路断开，发生电弧从而变为电弧期间。再者，在短路期间被通电的焊接电流作为从焊丝20向母材22流过的第1极性的焊接电流。

在时刻t2至时刻t5的电弧期间，从电弧发生初期的时刻t2开始进行电流控制，使得焊接电流以规定的斜率上升。该上升一直进行到焊接电流变为电流Ib为止。然后，在从电弧发生初期的时刻即时刻t2开始起经过了第1规定时间Epta之后的时刻即时刻t3，进行第1换向(commutation)，即：使焊接电流换向为具有与第1极性的焊接电流相反极性的第2极性。然后，在进行第1换向之后，作为第2极性的焊接电流，从母材22向焊丝20流过正极电流EnIa。进而，在从时刻t3开始起经过了第2规定时间Enta之后的时刻即时刻t4，进行第2换向，即：使焊接电流的极性从第2极性换向为第1极性。

再者，在时刻t3至时刻t4所输出的正极电流EnIa是焊丝20侧为负极而母材22侧为正极的第2极性的焊接电流。在输出第2极性的焊接电流的焊接时，由于焊丝20的熔化被促进，因此能够降低对母材22的热输入。

再者，通过改变正极电流EnIa或第2规定时间Enta的值，能够调整对母材22的熔深。例如，使正极电流EnIa的电流值高于与焊接条件设定部15所设定的焊接设定电流建立对应的在极性反转设定部12内预先存储的值。即、增大正极电流EnIa的电流值的绝对值，使得第2规定时间Enta的时间比与焊接条件设定部15所设定的焊接设定电流建立对应的在极性反转设定部12内预先存储的值还长。这样一来，能够进一步促进焊丝20的熔化，能够进一步降低对母材22的热输入。

此外，为了进一步延长第2规定时间Enta的时间，通过缩短第1规定时间Epta，也能够进一步促进焊丝20的熔化，有效地降低对母材22的热输入量。

再者，第1规定时间Epta、第2规定时间Enta及正极电流EnIa与焊接设定电流建立对应，当设定焊接电流时，所对应的值被决定出。在此，第1规定时间Epta、第2规定时间Enta及正极电流EnIa的值只要设定为通过实验等求出的适合于焊接对象物的值即可。并且，这些值只要作为表格或数学式而与焊接条件设定部15所设定的焊接设定电流值建立对应，并预先存储在极性反转设定部12内即可。

本实施方式1中的消耗电极式的电弧焊接控制方法反复进行上述的短路期间和电弧期间的控制。在此，利用图1来说明用于进行以上这种消耗电极式的电弧焊接控制的电弧焊接装置1的动作。

如图1所示，焊接电压检测部9连接在电弧焊接装置1的输出端子1a间，输出与所检测的电压对应的信号。短路/电弧检测部10基于来自焊接电压检测部9的信号，判断焊接输出电压为恒定值以上还是低于恒定值。基于该判断结果，短路/电弧检测部10判断是焊丝20与作为被焊接物的母材22接触短路的短路状态(短路期间)、还是没有接触而发生了电弧21的电弧状态(电弧期间)，并输出判断信号。

接下来，说明所输出的焊接电流和所输出的焊接电压的控制、即焊接输出控制。通过与电弧焊接装置1连接的焊接条件设定部15来设定焊接设定电流和焊接设定电压。基于所设定的焊接设定电流和焊接设定电压，根据存储部17中保存的公式或者表格来选定焊接波形参数。基于该焊接波形参数，如果是短路期间，则输出控制部11向开关部4输出使用适合于短路期间的参数来控制焊接电流或焊接电压的信号。此外，如果是电弧期间，则输出控制部11向开关部4输出使用适合于电弧期间的参数来控制焊接电流或焊接电压的信号。

开关部4输入了输出控制部11的输出信号，来控制焊接输出。再者，在短路期间输出第1极性的焊接电流，而在电弧期间输出第1极性的焊接电流和与第1极性相反的第2极性的焊接电流。

接下来，说明电弧期间的焊接电流的输出。考虑基于来自焊接电压检测部9的信号，短路/电弧检测部10判断为是电弧状态的情况。在该情况下，具有计时功能的极性反转设定部12将电弧21发生的时间点作为时间起点，直至经过第1规定时间Epta为止，将使第1极性继续的继续信号输出至极性反转输出控制部13。并且，极性反转设定部12在检测到经过了第1规定时间Epta时，将使极性反转为第2极性的极性反转信号输出至极性反转输出控制部13。输入了来自极性反转设定部12的信号的极性反转输出控制部13，向极性反转开关部14输出极性反转控制信号，极性反转开关部14实施第1换向。之后，极性反转设定部12将实施了第1换向的时刻t3作为时间起点，直至经过第2规定时间Enta的时刻t4为止，将使第2极性继续的继续信号输出至极性反转输出控制部13。然后，当处于经过了第2规定时间Enta的时刻t4时，极性反转设定部12将使极性反转为第1极性的极性反转信号输出至极性反转输出控制部13。输入了来自极性反转设定部12的信号的极性反转输出控制部13，向极性反转开关部14输出极性反转控制信号，极性反转开关部14实施第2换向。

再者，第1规定时间Epta、第2规定时间Enta及正极电流EnIa的值与由焊接条件设定部15所设定的焊接设定电流值建立对应的适当值被保存在极性反转设定部12内。并且，当由焊接条件设定部15设定了焊接设定电流值时，在极性反转设定部12中决定出第1规定时间Epta、第2规定时间Enta及正极电流EnIa的值。

如以上，根据本实施方式1，使电弧期间中的焊接电流从第1极性换向为第2极性，将焊丝20侧作为负极。由此，与始终是焊丝20侧为正极而母材22侧为负极的现有的直流焊接相比，可促进焊丝20的熔化从而降低对母材22的热输入量，对于薄板的焊接或母材22间的间隙等，能够在焊接现场容易应对而不会发生烧穿等。再有，通过调整正极电流EnIa的值，能够获得母材22的合适的熔深。

再者，对于正极电流EnIa的调整而言，焊接条件设定部15具有对正极电流EnIa进行调整的功能，从而操作员能够调整正极电流EnIa。更具体而言，针对基于焊接条件设定部15所设定的焊接设定电流而由极性反转设定部12决定出的正极电流EnIa的值，只要在焊接条件设定部15中设置用于进行变更或调整的未图示的电流调整量设定部，并由该电流调整量设定部进行调整即可。

即、本实施方式1的电弧焊接控制方法是反复短路和电弧来进行焊接的电弧焊接控制方法，在短路期间中按照通电第1极性的焊接电流的方式来控制焊接电流。并且，本实施方式1的电弧焊接控制方法由以如下方式控制焊接电流的方法构成，即：在接着短路期间的电弧期间中，进行第1换向，该第1换向使焊接电流从短路期间中的作为焊接电流的极性的第1极性换向为极性与第1极性相反的第2极性，在进行了第1换向之后的电弧期间中进行第2换向，该第2换向使焊接电流从第2极性换向为第1极性。

此外，也可以是从电弧期间的开始起经过了第1规定时间之后进行第1换向的方法。

此外，也可以是在进行第1换向之后经过了第2规定时间后进行第2换向的方法。

此外，本实施方式1的电弧焊接装置是在焊丝与焊接对象物之间反复短路和电弧来进行焊接的电弧焊接装置，具备初级侧整流部、开关部、变压器、次级侧整流部、极性切换部、焊接电压检测部、短路电弧判断部、和极性反转设定部。并且，本实施方式1的电弧焊接装置在短路期间中，极性反转设定部按照通电第1极性的焊接电流的方式向极性切换部输出极性反转控制信号，由此输出第1极性的焊接电流。并且，本实施方式1的电弧焊接装置在接着短路期间的电弧期间，极性反转设定部按照进行第1换向的方式向极性切换部输出极性反转控制信号，由此输出第2极性的焊接电流，该第1换向使焊接电流从短路期间中的作为焊接电流的极性的第1极性换向为极性与第1极性相反的第2极性。并且，本实施方式1的电弧焊接装置在进行了第1换向之后的电弧期间中，极性反转设定部按照进行第2换向的方式向极性切换部输出极性反转控制信号，由此输出第1极性的焊接电流，该第2换向使焊接电流从第2极性换向为第1极性。

通过该构成，降低了对母材的热输入量，由此能够针对现有的电弧焊接装置中难以实现的例如板厚为0.6mm以下的薄板进行焊接而不会发生烧穿。

此外，极性反转设定部也可以构成为：对从所述电弧期间的开始起经过的经过时间进行计时，在所述电弧期间开始之后经过了第1规定时间后，输出进行所述第1换向的所述极性反转控制信号。

此外，极性反转设定部也可以构成为：对进行第1换向之后的经过时间进行计时，在进行第1换向之后经过了第2规定时间后，输出进行第2换向的极性反转控制信号。

(实施方式2)

本发明的实施方式2与实施方式1的主要不同点在于，能够由操作员分别调整在电弧期间中进行第1换向和第2换向的时间即第1规定时间Epta和第2规定时间Enta。

由于本实施方式2的电弧焊接装置由与图1所示的消耗电极式的电弧焊接装置1相同的构成要素构成，因此利用图1来说明其动作。在本实施方式2中，图1所示的焊接条件设定部15具有对第1规定时间Epta、第2规定时间Enta进行调整的功能。由此，操作员能够调整第1规定时间Epta、第2规定时间Enta。更具体而言，针对基于焊接条件设定部15所设定的焊接设定电流而由极性反转设定部12决定出的第1规定时间Epta、第2规定时间Enta的值，用于进行变更或调整的未图示的调整量设定部被设置在焊接条件设定部15中。

第1规定时间Epta和第2规定时间Enta与焊接条件设定部15所设定的焊接设定电流值建立对应之后，被预先存储在极性反转设定部12内。并且，在极性反转设定部12中，决定与焊接条件设定部15所设定的焊接设定电流值对应的第1规定时间Epta和第2规定时间Enta。但是，在极性反转设定部12中，能够根据由焊接条件设定部15的调整量设定部所设定的第1规定时间Epta的调整量、第2规定时间Enta的调整量，调整所决定的第1规定时间Epta及第2规定时间Enta。

例如，考虑较之按照与焊接条件设定部15所设定的焊接设定电流值相应的第1规定时间Epta及第2规定时间Enta来进行焊接的情况，而想要降低对母材22的热输入量从而减少熔深量的情况。在该情况下，操作员使用焊接条件设定部15按照缩短第1规定时间Epta、延长第2规定时间Enta的方式进行调整。由此，能够降低对母材22的热输入量从而减少熔深量。

这样，通过可调整基于焊接设定电流值所决定的第1规定时间Epta、第2规定时间Enta，由此能够在焊接现场容易调整母材22的熔深量，能够扩大对薄板的应用。

再者，极性反转设定部12中存储的第1规定时间Epta、第2规定时间Enta是预先决定的时间，只要根据实验或实证等设定为适合于焊接对象的值即可。例如，第1规定时间是1msec至5msec左右，第2规定时间是1msec至8msec左右。

如以上，根据本实施方式2，能够由操作员分别容易调整第1规定时间Epta、第2规定时间Enta。由此，能够变更对母材22的热输入量及熔深量，能够降低对母材22的热输入量。由此，针对薄板的焊接或母材22间的间隙等，能够在焊接现场容易应对而不会发生烧穿等。

(实施方式3)

本发明的实施方式3与实施方式1主要的不同点在于，作为焊丝20的进给，以规定的周期和规定的振幅周期性地反复正向进给和反向进给。

图3是表示本发明的实施方式3中的电弧焊接控制方法的输出波形的图，是表示在利用消耗电极式的电弧焊接控制方法进行焊接时的焊丝进给速度Wf和焊接电流Aw的时间波形的图。焊丝20的进给如图3的焊丝进给速度Wf所示那样，被控制为反复进行正向进给和反向进给。

在焊丝进给速度Wf为正向进给的情况下、即焊丝20向母材22的方向进给时，成为在正向进给速度较快的焊丝进给速度Wf1的附近处容易发生短路这一趋势。在焊丝进给速度Wf为反向进给的情况下、即焊丝20向远离母材22的方向进给时，成为在反向进给速度较快的焊丝进给速度Wf2的附近处容易使得短路断开而发生电弧这一趋势。并且，通过进行焊丝20的周期性进给，从而焊丝20与母材22接触而发生短路的短路状态、和发生电弧的电弧状态如图3所示那样周期地反复。

如图3所示，在时刻t1至时刻t2的短路期间，焊接电流Aw进行与短路期间对应的合适的控制。在时刻t2至时刻t5的电弧期间，为了在接下来发生的短路期间中使焊丝20的前端所形成的熔滴顺滑地过渡至母材22，按照形成合适大小的熔滴的方式来控制焊接电流Aw。

在此，由于本实施方式3的电弧焊接装置由与图1所示的消耗电极式的电弧焊接装置1相同的构成要素构成，因此利用图1进行说明。对于焊丝进给控制，焊丝进给速度控制部16向焊丝进给部19输出：使焊丝20的进给以预先设定的规定的周期和规定的振幅周期性地进行正向进给控制和反向进给控制的信号。焊丝进给部19基于来自焊丝进给速度控制部16的信号来控制焊丝20的进给。

再者，该周期性焊丝进给控制既可以按照图3所示的这种正弦波来进行，也可以是梯形波形状，只要是周期性形状则也可以是其他的波形形状。

此外，焊丝进给速度控制部16具备存储部17和焊丝进给速度决定部18，向焊丝进给部19输出信号来控制焊丝进给。在此，存储部17存储焊接设定电流、焊丝进给速度的平均进给速度、焊丝进给速度的频率及焊丝进给速度的振幅，存储将它们彼此对应起来的公式或者表格。焊丝进给速度决定部18基于存储部17中存储的公式或者表格、和焊接条件设定部15所设定的焊接设定电流，由存储部17来决定焊丝进给速度的平均进给速度以及正向进给及反向进给的频率和振幅。

如以上，根据本实施方式3的电弧焊接控制方法及电弧焊接装置，在焊丝进给速度Wf的1次正向进给和反向进给的周期中，短路的发生和短路的断开各进行一次，根据焊丝进给速度的周期性动作，短路周期变得稳定。并且，通过短路周期的稳定化，较之图2所示的这种焊丝进给速度Wf为恒定的情况，由于还减少了电弧期间的变动，因此可将第2规定时间Enta设定得较长。

此外，通过进行正向进给和反向进给的周期性焊丝进给，在一次的周期中，如后述那样能够延长短路时间，因此能够降低焊接电压，可实现降低对母材22的热输入量。例如，在焊丝进给速度Wf恒定时，一次周期中的短路时间的比例约为10～30％，而在正向进给和反向进给周期地反复的情况下，该比例约为30～50％。由此，相对于焊丝进给速度Wf恒定的焊接，能够进一步降低对母材22的热输入量，针对薄板的焊接或母材22间的间隙等，能够在焊接现场容易应对而不会发生烧穿等。

再者，也可以基于以规定的周期和规定的振幅周期性地变化的焊丝进给速度来决定第1规定时间Epta、第2规定时间Enta。

此外，本实施方式3的电弧焊接控制方法也可以是下述方法：按照使焊接用焊丝的进给以规定的周期和规定的振幅周期性地变化为朝向焊接对象物的方向进行的正向进给、和朝向与该正向进给相反的方向进行的反向进给的焊丝进给速度来进行焊接。

通过该方法，由于能够延长短路时间，因此能够降低焊接电压，可进一步降低对母材的热输入量。

此外，也可以是基于以规定的周期和规定的振幅周期性地变化的焊丝进给速度来决定第1规定时间的方法。

通过该方法，由于能够延长短路时间，因此能够降低焊接电压，能够进一步降低对母材的热输入量。

此外，本实施方式3的电弧焊接装置也可以构成为：按照使焊接用焊丝的进给以规定的周期和规定的振幅周期性地变化为朝向焊接对象物的方向进行的正向进给、和朝向与该正向进给相反的方向进行的反向进给的焊丝进给速度来进行焊接。

通过该构成，由于能够延长短路时间，因此能够降低焊接电压，能够进一步降低对母材的热输入量。

此外，也可以构成为基于以规定的周期和规定的振幅周期性地变化的焊丝进给速度来决定第1规定时间。

此外，本实施方式3的电弧焊接装置也可以构成为：具备用于设定焊接条件的焊接条件设定部，极性反转设定部存储多个与焊接条件设定部所设定的焊接设定电流建立对应的所述第1规定时间及所述第2规定时间之中的至少其中一个，极性反转设定部基于焊接条件设定部所设定的焊接设定电流来决定第1规定时间和第2规定时间。

通过该构成，由于能够延长短路时间，因此能够降低焊接电压，能够进一步降低对母材的热输入量。由此，针对薄板的焊接或母材间的间隙等，能够在焊接现场容易应对而不会发生烧穿等。

(实施方式4)

本发明的实施方式4与实施方式1、实施方式3的主要不同点在于，根据使用焊接条件设定部15中设置的未图示的时间调整量设定部所设定的第1规定时间Epta的调整量、第2规定时间Enta的调整量，能够调整第1规定时间Epta、第2规定时间Enta。再者，第1规定时间Epta、第2规定时间Enta被预先保存在极性反转设定部12内，基于焊接条件设定部15所设定的焊接设定电流来决定。

本实施方式4的电弧焊接装置由与图1所示的消耗电极式的电弧焊接装置1相同的构成要素构成，因此利用图1进行说明。在图1所示的极性反转设定部12中，第1规定时间Epta、第2规定时间Enta与由焊接条件设定部15设定的焊接设定电流值对应起来进行保存。并且，操作员通过焊接条件设定部15的时间调整量设定部来设定第1规定时间Epta、第2规定时间Enta的调整量。这样一来，在极性反转设定部12中，根据所设定的调整量，对与焊接设定电流值对应的值进行调整，从而能够变更第1规定时间Epta、第2规定时间Enta。例如，在降低对母材22的热输入量从而减少熔深量的情况下，只要按照缩短第1规定时间Epta、延长第2规定时间Enta的方式进行调整即可。

即、本实施方式4的电弧焊接装置的焊接条件设定部也可以构成为：具有调整量设定部，该调整量设定部用于向极性反转设定部输出调整量，该调整量是用于对基于焊接条件设定部所设定的焊接设定电流而由极性反转设定部决定出的第1规定时间和第2规定时间进行调整的调整量。

通过该构成，第1规定时间Epta、第2规定时间Enta的值与焊接电流设定值建立对应，针对其所对应的值进行调整，能够变更第1规定时间Epta、第2规定时间Enta。由此，能够调整对母材的热输入量，能够进一步根据母材的厚度来调整热输入量。因此，对于薄板的焊接或母材间的间隙等，能够在焊接现场容易应对而不会发生烧穿等。

产业上的可利用性

根据本发明，能够降低对母材的热输入量，能够对现有的电弧焊接控制方法中难以实现的薄板(例如，板厚为0.6mm以下)进行焊接而不会烧穿。由此，作为一边连续地向薄板进给作为消耗电极的焊丝一边进行电弧焊接的消耗电极式电弧焊接装置、电弧焊接控制方法等，在产业上是有用的。

符号说明

1电弧焊接装置

1a输出端子

2输入电源

3初级侧整流部

4开关部

5主变压器

6次级侧整流部

7电抗器

8焊接电流检测部

9焊接电压检测部

10短路/电弧检测部

11输出控制部

12极性反转设定部

13极性反转输出控制部

14极性反转开关部

15焊接条件设定部

16焊丝进给速度控制部

17存储部

18焊丝进给速度决定部

19焊丝进给部

20焊丝

21电弧

22母材

23焊炬

24芯片

Claims

1.一种电弧焊接控制方法，包括：

短路焊接工序，使焊丝和焊接对象物短路，通电第1极性的焊接电流；和

电弧焊接工序，使电弧产生在所述焊丝与所述焊接对象物之间，

所述电弧焊接工序具有：

通电所述第1极性的焊接电流的第1规定时间；

继所述第1规定时间之后通电极性与所述第1极性相反的第2极性的焊接电流的第2规定时间；和

继所述第2规定时间之后通电所述第1极性的焊接电流的第3规定时间，

交替地反复所述短路焊接工序和所述电弧焊接工序。

2.根据权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其中，

使所述焊丝的进给以规定的周期和规定的振幅周期性地变化为朝向所述焊接对象物的方向进行的正向进给、和朝向与所述正向进给相反的方向进行的反向进给。

3.根据权利要求2所述的电弧焊接控制方法，其中，

基于所述规定的周期和所述规定的振幅来决定所述第1规定时间。

4.一种电弧焊接装置，在焊丝与焊接对象物之间反复短路和电弧来进行焊接，其具备：

初级侧整流部，其对所输入的交流电力进行整流；

开关部，其使所述初级侧整流部的输出成为交流；

变压器，其对所述开关部的输出进行变压；

次级侧整流部，其对所述变压器的输出进行整流；

极性切换部，其将所述次级侧整流部的输出切换至第1极性或者极性与所述第1极性相反的第2极性的输出；

焊接电压检测部，其检测焊接输出电压；

短路电弧判断部，其基于所述焊接电压检测部的检测结果，来判断短路期间或者电弧期间；和

极性反转设定部，其基于所述短路电弧判断部的判断结果，向所述极性切换部输出极性反转控制信号，

在所述短路期间中，所述极性反转设定部按照通电所述第1极性的焊接电流的方式向所述极性切换部输出极性反转控制信号，由此输出所述第1极性的焊接电流，

在接着所述短路期间的电弧期间中，所述极性反转设定部按照进行第1换向的方式向所述极性切换部输出极性反转控制信号，由此输出第2极性的焊接电流，该第1换向使焊接电流从所述短路期间中的作为焊接电流的极性的所述第1极性换向为极性与所述第1极性相反的第2极性，

在进行了所述第1换向的所述电弧期间中，所述极性反转设定部按照进行第2换向的方式向所述极性切换部输出极性反转控制信号，由此输出所述第1极性的焊接电流，该第2换向使焊接电流从所述第2极性换向为所述第1极性。

5.根据权利要求4所述的电弧焊接装置，其中，

所述极性反转设定部对从所述电弧期间的开始起经过的经过时间进行计时，在从所述电弧期间的开始起经过了第1规定时间之后，输出进行所述第1换向的所述极性反转控制信号。

6.根据权利要求4所述的电弧焊接装置，其中，

所述极性反转设定部对进行所述第1换向之后的经过时间进行计时，在从进行所述第1换向之后经过了第2规定时间后，输出进行所述第2换向的所述极性反转控制信号。

7.根据权利要求4至6任一项所述的电弧焊接装置，其中，

所述电弧焊接装置还具备对所述焊丝的进给进行控制的焊丝进给控制部，

按照使所述焊丝的进给以规定的周期和规定的振幅周期性地变化为朝向焊接对象物的方向进行的正向进给、和朝向与所述正向进给相反的方向进行的反向进给的焊丝进给速度来进行焊接。

8.根据权利要求7所述的电弧焊接装置，其中，

基于以所述规定的周期和所述规定的振幅周期性地变化的所述焊丝进给速度来决定第1规定时间。

9.根据权利要求4所述的电弧焊接装置，其中，

所述电弧焊接装置还具备用于设定焊接条件的焊接条件设定部，

所述极性反转设定部存储多个与所述焊接条件设定部所设定的焊接设定电流建立对应的第1规定时间及第2规定时间之中的至少任意一个，

所述极性反转设定部基于所述焊接条件设定部所设定的焊接设定电流来决定所述第1规定时间和所述第2规定时间。

10.根据权利要求9所述的电弧焊接装置，其中，

所述焊接条件设定部具有调整量设定部，该调整量设定部用于向所述极性反转设定部输出调整量，该调整量是用于对基于所述焊接条件设定部所设定的焊接设定电流而由所述极性反转设定部决定出的所述第1规定时间和所述第2规定时间进行调整的调整量。