CN109715335B - 电弧焊接控制方法 - Google Patents

Abstract

一种通过依次反复进行电弧焊接的短路焊接期间(Ts)、进行脉冲焊接的脉冲焊接期间(Tp)和冷却期间(Tn)的循环来进行焊接的自耗电极式的电弧焊接控制方法，将冷却期间(Tn)中的焊接电流(I)的输出设为0。

Description

电弧焊接控制方法

技术领域

本发明涉及在作为自耗电极的焊丝与作为焊接对象物的母材之间产生电弧并进行焊接输出控制的电弧焊接控制方法。

背景技术

近年来，在自行车、摩托车、汽车的框架焊接中，从外观设计性的高度出发，需要漂亮的波纹状的焊道(以下，设为鳞状焊道)。为了得到鳞状焊道，控制向母材的输入热量，并控制焊道形状。作为该方法，存在将焊接电流、焊接电压等的焊接条件以几Hz程度的周期在峰值条件与低于峰值条件的基准条件周期性地变化并进行焊接的低脉冲焊接(例如，参照专利文献1)。利用峰值条件与基底条件的输入热量差，能够抑制不同板厚的焊接中的熔穿、熔合不良。

但是，在用于低脉冲的自耗电极式的电弧焊接法中，代表性的方法中存在短路焊接和脉冲焊接而被实用，但分别具有缺点。

首先，短路焊接由于是焊丝与母材短路，因此基于电弧的向母材的输入热量较低，容易导致凸形状的焊道的生成、熔合不良的产生。此外，由于电弧长较短，因此焊丝前端的熔滴在电弧期间中生长，从而基于微小短路等的不规则的短路的溅射的产生较多。接下来，脉冲焊接相比于基于超过临界电流的恒定电流的喷射过渡，是低输入热量，但为了维持稳定的脉冲过渡，需要较长的电弧长。因此，容易导致下切的产生，并且不能减少输入热量而在薄板焊接、间隙焊接中容易导致熔穿的产生。

作为抑制上述缺点的手段，提出了进行控制以使得将短路过渡期间与脉冲过渡期间交替反复的电弧焊接方法(例如，参照专利文献1)。此外，作为短路焊接中的溅射减少的方法，提出了控制焊丝的进给并反复正向进给和反向进给的方法。(例如，参照专利文献2)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开昭62-279087号公报

专利文献2：JP特开2007-216268号公报

发明内容

-发明要解决的课题-

在以将短路焊接期间和脉冲焊接期间交替反复为特征的自耗电极式电弧焊接方法中，对于作为自耗电极的焊丝在短路焊接期间和脉冲焊接期间，通过分别恒定进给的电弧焊接方法而言，在短路焊接期间中在短路的断开时容易产生溅射。

专利文献2是在短路焊接中对焊丝进行正向进给、反向进给的焊接控制方法。通过在短路焊接期间使用该方法，能够根据焊丝的短路的检测来反向进给焊丝，能够将短路机械地断开，能够减少短路断开时的电流，能够减少溅射的产生。

但是，由于在短路焊接期间、脉冲焊接期间的切换时产生焊丝的进给控制以及/或者焊接电流的电流控制的不连续，则焊接变得不稳定并产生溅射，存在鳞状焊道的外观变得不均匀的课题。

此外，为了得到波纹清晰的鳞状焊道外观，需要增大高输入热量的焊接条件与低输入热量的焊接条件的输入热量差。但是，在高输入热量的焊接条件下若增大输入热量，也容易产生熔穿，在低输入热量的焊接条件下若减小输入热量，则存在变得电弧不稳定的课题。

-解决课题的手段-

为了解决上述课题，本发明的一方式的电弧焊接控制方法是通过依次反复进行短路电弧焊接的短路焊接期间、进行脉冲焊接的脉冲焊接期间和冷却期间的循环来进行焊接的自耗电极式的电弧焊接控制方法，在冷却期间中，将焊接电流的输出设为0。

本发明的一方式的电弧焊接控制方法也可以在上述基础上，在冷却期间，进一步将焊接电压的输出设为0。

本发明的一方式的电弧焊接控制方法也可以在上述基础上，对于短路焊接期间中的自耗电极式的焊丝的进给，以预先决定的周期反复正向进给和反向进给，将脉冲焊接期间中的焊丝的进给控制为恒定的进给速度。

本发明的一方式的电弧焊接控制方法也可以在上述基础上，使以预先决定的周期反复短路焊接期间中的正向进给和反向进给的焊丝的平均进给速度逐渐增加到脉冲焊接期间的恒定进给速度。

本发明的一方式的电弧焊接控制方法也可以在上述基础上，使以预先决定的周期反复短路焊接期间中的正向进给和反向进给的焊丝的平均进给速度增加到脉冲焊接期间的恒定进给速度并进行保持。

本发明的一方式的电弧焊接控制方法也可以在上述基础上，根据从短路焊接期间中的焊丝的进给开始到短路检测为止的时间，调整短路开始焊接期间来使脉冲焊接期间的周期恒定。

本发明的一方式的电弧焊接控制方法也可以在上述基础上，通过对焊丝的平均进给速度的斜率进行控制来进行短路开始焊接期间的调整。

本发明的一方式的电弧焊接控制方法也可以在上述基础上，通过变更从焊丝的增加的平均进给速度切换为恒定进给速度的弯折点来进行短路开始焊接期间的调整。

本发明的一方式的电弧焊接控制方法也可以在上述基础上，短路焊接期间从紧前的焊炬SW信号被设为接通持续到经过规定期间后，使以预先决定的周期反复短路焊接期间中的正向进给和反向进给的焊丝的平均进给速度增加到脉冲焊接期间的恒定进给速度，将循环中的脉冲焊接期间与脉冲焊接期间的周期即脉冲焊接期间的周期设为恒定。

本发明的一方式的电弧焊接控制方法也可以在上述基础上，在脉冲焊接期间与冷却期间之间设置第2短路焊接期间，在第2短路焊接期间进行使焊丝与被焊接物短路的短路焊接，根据从短路焊接期间中的焊丝的进给开始到短路检测的时间，调整第2短路焊接期间，以使得脉冲焊接期间的周期恒定。

本发明的一方式的电弧焊接控制方法也可以在上述基础上，以预先决定的周期反复正向进给和反向进给的第2短路焊接期间中的焊丝的进给，使以预先决定的周期反复正向进给和反向进给的焊丝的平均进给速度逐渐减少。

本发明的一方式的电弧焊接控制方法也可以在上述基础上，冷却期间是10msec以上且250msec以下。

本发明的一方式的电弧焊接控制方法也可以在上述基础上，焊接开始时的冷却期间的时间长小于反复多次循环的连续焊接中的焊接区间的中途的冷却期间的时间长。

-发明效果-

一种依次反复进行短路焊接期间、脉冲焊接期间和冷却期间的自耗电极式的电弧焊接控制方法，反复输入热量较低的短路焊接、输入热量较高的脉冲焊接、输入热量为0的冷却期间。由此，能够进行宽范围的输入热量控制，能够进行精密的焊道形状控制，并能够实现波纹清晰的漂亮的外观的鳞状焊道。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1中的焊丝的进给速度W、焊接电压V、焊接电流I和熔滴过渡状态D的图。

图2是表示本发明的实施方式1中的电弧焊接装置的概略结构的图。

图3是表示本发明的实施方式1中的焊丝的进给速度W、焊接电压V、焊接电流I和熔滴过渡状态D的图。

图4是表示本发明的实施方式2中的焊接电流I和熔滴过渡状态D的图。

图5是表示本发明的实施方式2中的焊接电流I和熔滴过渡状态D的图。

图6是表示本发明的实施方式2中的焊丝的进给速度W、焊接电压V和焊接电流I的图。

图7是表示本发明的实施方式2中的焊道外观的图。

图8是表示本发明的实施方式2中的焊道外观的图。

图9是表示本发明的实施方式3中的焊炬SW信号、焊接电压V和焊接电流I的图。

图10是表示本发明的实施方式4中的焊丝的进给速度W、焊接电压V、焊接电流I和熔滴过渡状态D的图。

图11是表示与本发明的实施方式5中的冷却期间Tn相应的鳞状焊道的清晰度以及缺陷产生的图。

具体实施方式

以下，使用图1至图11来对本发明的实施方式进行说明。

(实施方式1)

首先，使用图2来对进行本实施方式的电弧焊接控制方法的电弧焊接装置进行说明。图2是表示电弧焊接装置的概略结构的图。电弧焊接装置16在作为自耗电极的焊丝18与作为被焊接物的母材17之间，反复电弧状态和短路状态来进行焊接。

电弧焊接装置16具有：主变压器2、初级侧整流部3、开关部4、DCL(电抗器)5、次级侧整流部6、焊接电流检测部7、焊接电压检测部8、控制切换部9、输出控制部10、焊丝进给速度控制部13。

输出控制部10具有短路焊接控制部11和脉冲焊接控制部12。焊丝进给速度控制部13具有焊丝进给速度检测部14和运算部15。初级侧整流部3对从处于电弧焊接装置16的外部的输入电源1输入的输入电压进行整流。开关部4将初级侧整流部3的输出控制为适合于焊接的输出。主变压器2将开关部4的输出变换为适合于焊接的输出。

次级侧整流部6对主变压器2的输出进行整流。DCL(电抗器)5将次级侧整流部6的输出平滑为适合于焊接的电流。焊接电流检测部7对焊接电流进行检测。焊接电压检测部8对焊接电压进行检测。

控制切换部9是向输出控制部10输出从短路焊接的控制切换为脉冲焊接的控制、从脉冲焊接切换为冷却期间的定时的切换部。该控制切换部9具有计时功能，对由焊接条件设定部22设定的规定时间进行计时，并将切换控制的定时输出给输出控制部10和焊丝进给速度控制部13。

输出控制部10向开关部4输出控制信号来控制焊接输出。短路焊接控制部11在控制切换部9指令短路焊接的情况下进行短路焊接的控制。脉冲焊接控制部12在控制切换部9指令脉冲焊接的情况下，进行脉冲焊接的控制。

焊丝进给速度控制部13控制焊丝进给部21来控制焊丝18的进给速度。焊丝进给速度检测部14对焊丝进给速度进行检测。运算部15基于来自焊丝进给速度检测部14的信号，运算焊丝18的进给量的累积量。

在电弧焊接装置16连接焊丝进给部21和焊接条件设定部22。焊接条件设定部22被用于对电弧焊接装置16设定焊接条件。此外，焊接条件设定部22具有短路焊接设定部23、脉冲焊接设定部24和冷却期间设定部25。焊丝进给部21基于来自焊丝进给速度控制部13的信号，进行焊丝18的进给的控制。

电弧焊接装置16的焊接输出是若未图示的焊炬SW(开关)成为接通则经由焊接芯片20而被提供给焊丝18。而且，通过电弧焊接装置16的焊接输出，在焊丝18与作为被焊接物的母材17之间产生电弧19并进行焊接。

接下来，使用图1来对以上那样构成的电弧焊接装置16的动作进行说明。

图1是表示基于本实施方式中的自耗电极式的电弧焊接控制方法的输出波形的图。表示反复短路焊接期间Ts、脉冲焊接期间Tp和冷却期间Tn的电弧焊接中的进给速度W、焊接电压V、焊接电流I、焊丝前端的熔滴过渡状态D的时间变化。

首先，从指示焊接开始的时刻Wst起，以进给速度W1开始焊丝18的进给。并且，从指示焊接开始的时刻Wst起，或者从指示焊接开始并检测到焊丝18与作为被焊接物的母材17的短路产生的时刻Ed起，在由短路焊接设定部23设定的条件下通过短路焊接控制部11来控制焊接输出，进行短路焊接。接下来，若经过预先由短路焊接设定部23设定的规定的时间Ts，则控制切换部9从短路焊接切换为脉冲焊接。然后，在由脉冲焊接设定部24设定的条件下通过脉冲焊接控制部12来控制焊接输出，反复峰值电流和基准电流并从脉冲焊接开始时刻Pst(Pst1、Pst2)进行脉冲焊接。并且，若经过预先由脉冲焊接设定部24设定的规定的时间Tp，则控制切换部9从脉冲焊接切换为冷却期间。在由冷却期间设定部25设定的规定的时间Tn的期间，切断来自输出控制部10的输出。由此，能够将基于电弧的输入热量设为0。将上述的短路焊接期间Ts、脉冲焊接期间Tp和冷却期间Tn作为一个循环，通过依次反复来形成鳞状焊道。

此时，将短路焊接期间Ts、脉冲焊接期间Tp和冷却期间Tn组合进行的顺序如图1中图示那样，在输入热量较高的脉冲焊接期间Tp之后设置输入热量为0的冷却期间Tn。由此，能够提高冷却效果，使输入热量之差最大，并能够实现波纹状清晰的鳞状焊道。在冷却期间Tn，若将焊接电流以及焊接电压的输出设为0，则能够将输入热量设为0并且冷却性最佳。若仅将焊接电流设为0并保持施加焊接电压，则能够维持产生了无负载电压的状态，能够顺利地进行下个电弧开始。将从脉冲焊接期间Tp的脉冲焊接开始时刻Pst1到下个循环的脉冲焊接期间Tp的脉冲焊接开始时刻Pst2的周期设为脉冲焊接期间的周期Pc，该脉冲焊接期间的周期Pc越长则波纹为越疏的形状，越短则波纹为越密的形状。

此外，若在脉冲焊接期间Tp在电弧产生时在电弧正下方未形成熔融池，则脉冲的峰值电流Ip输出时，焊丝18的熔滴飞溅并产生溅射。因此，将短路焊接期间Ts设置在脉冲焊接期间Tp之前。由此，在脉冲焊接期间Tp切换时在电弧正下方形成熔融，能够抑制基于脉冲电流的溅射的产生。

在短路焊接期间Ts的电弧开始时，如图1中图示那样，输出比脉冲焊接期间Tp中的焊接电压高的无负载电压V1，以恒定进给速度W1，焊丝18被进给直到与母材17短路并电流检测。电流检测后的焊接电流I1比本焊接的短路断开时的焊接电流大。焊接电流I1在规定期间被输出。该期间中，焊丝18的进给以预先决定的振幅而被反向进给。短路断开后，具有预先决定的振幅以及频率地反复正向进给以及反向进给，来进行焊丝18的进给。图1是进给波形是正弦波的情况，但只要是周期性的波形，也可以是例如梯形波(未图示)等任何样子的进给波形。此外，频率(周期)可以恒定，也可以变动。此外，尽管若以不具有预先决定的振幅以及频率等的恒定进给速度进行进给则管理容易，但在短路断开时容易产生基于电磁收缩力的溅射。因此，通过以预先决定的振幅以及频率来将焊丝18机械地正向进给以及反向进给，能够抑制短路焊接期间Ts中的短路断开时的溅射产生。

图1的(a)至(e)中表示此时的熔滴过渡状态D。(a)表示短路焊接期间Ts中的短路电弧焊接的电弧期间的熔滴过渡状态，产生电弧并将焊丝18正向进给。(b)表示短路焊接期间Ts中的短路电弧焊接的短路期间的熔滴过渡状态，使焊丝前端的熔滴过渡至母材17之后使焊丝反向进给，并机械地促进短路断开。接下来，脉冲焊接期间Tp中的焊丝18的进给以对于由脉冲焊接设定部24设定的焊接电流最佳的恒定进给速度进行，反复峰值电流和基准电流，同时熔滴过渡状态如(c)所示使焊丝前端的熔滴脱离。然后，在脉冲焊接期间Tp结束的冷却期间Tn，如(d)所示，焊丝18的进给速度停止。从此时的焊丝前端到母材17的距离是WD。进一步地，在冷却期间Tn经过后再次执行下个循环，如(e)所示，焊丝18与母材17接触并电流检测之后再次开始下个短路焊接期间Ts。这样，在短路焊接期间Ts以及脉冲焊接期间Tp维持的电弧在冷却期间Tn消失，在切换为下一个的短路焊接期间Ts时需要使电弧再次产生，因此在电弧开始初始的短路断开时容易产生基于电磁收缩力的溅射。但是，在本发明的短路焊接期间Ts，将焊丝18机械地正向进给以及反向进给，因此能够抑制电弧开始初始的短路断开时的溅射产生。即，在短路焊接期间Ts将焊丝18正向进给以及反向进给，使短路状态机械地断开，从而能够减少基于电磁收缩力的溅射的产生。

如图1中图示那样，短路焊接期间Ts中的焊接电流I与进给速度W时刻地变化。特别地，进给速度的平均进给速度逐渐增加以使得接近于脉冲焊接期间Tp的焊接条件的设定进给量。此外，如图3的进给速度W中图示那样，在短路焊接期间Ts中，短路焊接期间Ts的平均进给速度Ws也可以在达到与脉冲进给速度Wp相同的恒定进给速度之后保持。将此时的平均进给速度Ws达到恒定进给速度的弯折点设为Wc。通过将弯折点Wc控制于短路焊接期间中Ts以使得切换为脉冲焊接之前平均进给速度Ws预先达到脉冲进给速度Wp，从而能够在不产生切换时的焊丝18的进给速度W、焊接电流I的不连续的情况下顺利地切换，关系到溅射产生的减少、电弧的稳定化。

通过依次反复上述的短路焊接期间Ts、脉冲焊接期间Tp、冷却期间Tn的循环进行焊接，由此分别调整低输入热量的短路焊接、高输入热量的脉冲焊接、输入热量为0的冷却期间，能够宽范围地控制向母材17的输入热量，能够更加精密地控制焊道形状。

另外，在短路焊接期间Ts中，焊丝18以预先决定的振幅以及频率而被进给，但并不局限于此。如上述那样，为了容易管理，也可以在短路焊接期间Ts中，以恒定进给速度进给焊丝18。

此外，在脉冲焊接期间Tp中，焊丝18以恒定进给速度而被进给，但并不局限于此。也可以在脉冲焊接期间Tp中，使焊丝18的进给速度变动。

此外，在短路焊接期间Ts中，使平均进给速度Ws增加到脉冲焊接期间Tp中的恒定进给速度，但并不局限于此。也可以短路焊接期间Ts的结束时的平均进给速度Ws与脉冲焊接期间Tp中的恒定进给速度不同。

(实施方式2)

在本实施方式2中，对与实施方式1相同的部分赋予相同的符号并省略详细的说明。以下，使用图4来对本发明的实施方式2进行说明。图4表示本发明的实施方式2中的焊接电流I和熔滴过渡状态D。与本发明的实施方式1不同的点在于，使短路焊接期间Ts根据其紧前的冷却期间Tn的时间来变化。

脉冲焊接期间Tp结束时的焊丝前端的熔滴过渡状态D即具有图4的(1)所示的状态也具有(2)所示的状态的情况，根据焊接现象而偏差。因此，焊丝前端到母材17的距离不是如WD1、WD2那样一直恒定。因此，如从执行切换为下个循环的短路焊接的指令的时刻即开始焊丝18的进给并开始短路焊接的短路焊接开始时刻Wst起，到焊丝前端与母材17接触并检测焊接电流的时刻即检测到短路的电流的电流检测时刻Ed为止的时间Tn1、Tn2那样产生偏差。由此，开始短路焊接的定时延迟，切换为之后的脉冲焊接的定时也延迟，脉冲焊接开始时刻Pst2a成为Pst2b，从脉冲焊接开始时刻Pst1到下个循环的脉冲焊接开始时刻Pst2(Pst2a、Pst2b)的脉冲焊接期间的周期Pc并不恒定。若对图4的(1)和(2)的情况进行比较，则脉冲焊接期间的周期Pc变动Δt的时间。

如图7、图8中图示那样，鳞状焊道是在作为高输入热量的脉冲焊接期间Tp形成圆状的焊道，通过输入热量低于脉冲焊接的短路焊接期间Ts和输入热量为0的冷却期间Tn而被冷却，对此进行反复从而形成波纹状的鳞状。若如图4那样脉冲焊接期间的周期Pc变动，则成为图7中图示的存在疏密的不均匀的波纹状的鳞状焊道，有损外观。

因此，为了使脉冲焊接期间的周期Pc一直恒定，使短路焊接期间Ts根据紧前的冷却期间的时间来变化从而能够形成均匀的鳞状焊道。例如，如图5所示，若是(1)的情况，则控制为短路焊接期间Ts的短路开始焊接期间Tsa1与从短路焊接开始时刻Wst到电流检测时刻Ed的时间Tn1的和为短路焊接期间Ts。此外，若是(2)的情况，则控制为短路焊接期间Ts的短路开始焊接期间Tsa2与从短路焊接开始时刻Wst到电流检测时刻Ed的时间Tn2的和为短路焊接期间Ts。换句话说，在图5的(1)的情况和(2)的情况下，短路焊接期间Ts的时间长相等。由此，即使在熔滴过渡状态D如脉冲焊接期间Tp结束时的焊丝前端到母材17的距离WD1、WD2那样变动的情况下，也能够将脉冲焊接开始时刻Pst1到下个循环的脉冲焊接开始时刻Pst2(Pst2a)的脉冲焊接期间的周期Pc控制为一直恒定。

此时，如图5中图示那样，通过调整短路焊接期间Ts中的短路开始焊接期间Tsa1、Tsa2来吸收从短路焊接开始时刻Wst到电流检测时刻Ed的时间Tn1的变动，因此在变动较大的情况下，短路焊接期间中Ts的焊丝18的进给速度可能未达到脉冲焊接期间Tp中的恒定进给速度。为了防止此情况，如图6所示，也可以使短路焊接期间Ts中的焊丝18的平均进给速度的斜率Ks变化，以使得到脉冲焊接开始时刻Pst1之前使其达到脉冲焊接期间Tp中的恒定进给速度。由此，能够不会引起切换时的焊丝18的进给速度的不连续，将脉冲焊接期间的周期Pc控制为一直恒定。此外，通过将图6的从增加的平均进给速度切换为恒定进给速度的弯折点如Wca、Wcb那样变更，能够不引起切换时的焊丝18的进给速度的不连续，而形成图8所示的均匀的波纹状的鳞状焊道。

(实施方式3)

在本实施方式3中，针对与实施方式1、2相同的部分赋予相同的符号并省略详细的说明。以下，使用图9来对本发明的实施方式3进行说明。图9表示本发明的实施方式3中的焊炬SW(开关)信号、进给速度W、焊接电压V和焊接电流I。与本发明的实施方式1、2不同的点在于，为了使鳞状焊道的波纹均匀，在紧前的焊炬SW信号成为接通起的规定时间tt经过后，从短路焊接期间Ts切换为脉冲焊接期间Tp。

如实施方式2中记载那样，若如图4那样焊丝前端到母材17的距离WD偏差，则形成图7的不均匀的鳞状焊道，因此如图9中图示那样，对焊炬SW信号接通起的时间进行计时，在规定时间tt经过后从短路焊接切换为脉冲焊接，在脉冲焊接期间Tp经过后将焊炬SW信号设为断开。并且对从焊炬SW信号断开起的时间进行计时，在规定时间Tn经过后将焊炬SW信号设为接通。由此，即使焊丝18与母材17的距离出现偏差，从焊丝18的进给开始时刻Wst到电流检测时刻Ed的时间变动，从焊丝18的进给开始时刻Wst到脉冲焊接开始时刻Pst1、Pst2的短路焊接期间Ts也一直恒定。因此，由于脉冲焊接期间的周期Pc一直恒定，因此能够形成图8所示的均匀的波纹状的鳞状焊道。此外，通过对焊炬SW信号的接通/断开的时间进行计时并进行切换，能够设定冷却期间Tn和短路焊接期间Ts，管理容易。

(实施方式4)

在本实施方式4中，对于与实施方式1、2、3相同的部分赋予相同的符号并省略详细的说明。以下，使用图10来对本发明的实施方式4进行说明。图10表示本发明的实施方式4中的焊丝18的进给速度W、焊接电压V、焊接电流I、熔滴过渡状态D。与本发明的实施方式1、2、3不同的点在于，在脉冲焊接期间Tp与冷却期间Tn之间没置在脉冲焊接期间Tp之后连续的短路焊接期间即第2短路焊接期间Tse。即，将脉冲焊接期间Tp前的短路焊接期间Tss、脉冲焊接期间Tp、脉冲焊接期间Tp后的第2短路焊接期间Tse、冷却期间Tn设为一个循环，依次反复来进行焊接。

在第2短路焊接期间Tse中，与短路焊接期间Tss同样地，也可以具有预先决定的振幅以及频率地反复正向进给以及反向进给，来进给焊丝18。

短路焊接相比于脉冲焊接，电弧长较短，能够缩短焊接结束时的焊丝前端到母材17的距离WD，能够减小冷却期间Tn的变动。如图10的熔滴过渡状态D的(d)中图示那样，相比于脉冲焊接期间Tp结束时的焊丝前端到母材17的距离WD1，第2短路焊接期间Tse结束后的焊丝前端到母材17的距离WD2较短。因此，通过减小从焊丝18的进给开始时刻Wst到电流检测时刻Ed的时间，能够减小冷却期间Tn的时间长的偏差，能够使脉冲焊接期间的周期Pc恒定并形成均匀的鳞状焊道。此时，第2短路焊接期间Tse的焊丝18的平均进给速度也可以按斜率Ke来逐渐减少。焊接电流I在检测到最后的电弧之后切断输出。在该第2短路焊接期间Tse，将短路与电弧交替反复的周期设为1周期的情况下，进行控制以使得以从1周期到5周期左右结束第2短路焊接期间Tse的平均进给速度的斜率Ke来使其减少。若第2短路焊接期间Tse过大，则输入热量增加，鳞状焊道的波纹变得不清晰。

如上述那样，通过反复短路焊接期间Tss、脉冲焊接期间Tp、第2短路焊接期间Tse、冷却期间Tn，能够使脉冲焊接期间的周期Pc恒定，能够形成波纹清晰且均匀的鳞状焊道。

另外，第2短路焊接期间Tse的时间长也可以根据短路焊接期间Tss以及/或者第2短路焊接期间Tse的时间长，被调整为脉冲焊接期间的周期Pc更加严格地恒定。也可以根据第2短路焊接期间Tse的时间长，使平均进给速度的斜率Ke变化。

(实施方式5)

在本实施方式5中，针对与实施方式1、2、3、4相同的部分赋予相同的符号并省略详细的说明。以下，使用图1以及图11来对本发明的实施方式5进行说明。图11表示图1中的使冷却期间Tn变化时的鳞状焊道的清晰度和缺陷产生。与本发明的实施方式1、2、3、4不同的点在于，使冷却期间Tn的时间变化来使鳞状焊道的清晰度变化。

冷却期间Tn如图11所示那样越长则冷却效果越大。但是，若超过250ms则冷却期间过长，换言之，焊接电流的停止期间过长，冷却程度变大，冷却量变大，因此熔融金属的凝固速度相对变大，从而在铝焊接中妨碍处于熔融金属中的气孔的放出，产生作为焊接缺陷的麻点、气泡。

此外，若冷却期间Tn小于10ms则冷却效果较小，鳞状焊道的波纹变得不清晰。因此，冷却期间Tn最好为10ms以上并且250ms以下。在该范围中，例如，在对依次反复短路焊接期间Ts、脉冲焊接期间Tp和冷却期间Tn的循环、或者依次反复短路焊接期间Ts、脉冲焊接期间Tp、第2短路期间Tse和冷却期间Tn的循环进行多次反复等的连续焊接中的焊接区间的中途，增大冷却期间Tn并提高冷却效果，将鳞状焊道调整为清晰，由于在焊接开始时，输入热量难以进入到母材17，因此相比于焊接区间的中途的冷却期间Tn，最好减小冷却期间来减少冷却效果，能够相对提高焊接开始时的输入热量。

例如，优选相对于连续焊接中的焊接区间的中途的冷却时间，焊接开始时的冷却时间小为20％以上且60％以下，更加优选为30％以上且50％以下。若相对于焊接区间的中途的冷却时间，焊接开始时的冷却时间小于20％，则焊接开始时的冷却效果过小，输入热量过度，焊接开始时的鳞状焊道变得不清晰。

此外，若超过60％则焊接开始时的冷却性相对过高，输入热量不足，焊接开始时的焊道熔合变差。通过以上，能够进一步实现焊道的熔合的优化、熔深的增加。

另外，也可以应用实施方式2、3、4中公开的结构，通过短路焊接期间的调整来吸收冷却期间Tn的变动，将脉冲焊接的周期Pc维持为恒定。

产业上的可利用性

本发明是反复进行短路焊接期间、脉冲焊接期间和冷却期间的自耗电极式的电弧焊接控制方法，通过在冷却期间将输入热量设为0，能够进行宽范围的输入热量控制。此外，通过使短路焊接期间中的焊丝的进给速度正向进给以及反向进给，能够减少从短路焊接期间以及短路焊接期间切换为脉冲焊接期间时的溅射产生，维持电弧稳定性，并精密地控制焊道形状，作为自耗电极式的电弧焊接控制方法在产业上有用。

-符号说明-

1 输入电源

2 主变压器(变压器)

3 初级侧整流部

4 开关部

5 DCL(电抗器)

6 次级侧整流部

7 焊接电流检测部

8 焊接电压检测部

9 控制切换部

10 输出控制部

11 短路焊接控制部

12 脉冲焊接控制部

13 焊丝进给速度控制部

14 焊丝进给速度检测部

15 运算部

16 电弧焊接装置

17 母材

18 焊丝

19 电弧

20 焊接芯片

21 焊丝进给部

22 焊接条件设定部

23 短路焊接设定部

24 脉冲焊接设定部

25 冷却期间设定部

Claims (12)

1.一种电弧焊接控制方法，是通过依次反复多次进行短路电弧焊接的短路焊接期间、进行脉冲焊接的脉冲焊接期间和冷却期间的循环来进行焊接的自耗电极式的电弧焊接控制方法，

在所述冷却期间中，将焊接电流的输出设为0，

根据从所述短路焊接期间中的焊丝的进给开始到短路检测为止的时间，调整短路开始焊接期间来使脉冲焊接期间的周期恒定。

2.根据权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其中，

在所述冷却期间，进一步将焊接电压的输出设为0。

3.根据权利要求1或者2所述的电弧焊接控制方法，其中，

对于所述短路焊接期间中的所述自耗电极式的焊丝的进给，以预先决定的周期反复正向进给和反向进给，

将所述脉冲焊接期间中的所述焊丝的进给控制为恒定的进给速度。

4.根据权利要求3所述的电弧焊接控制方法，其中，

使以预先决定的周期反复所述短路焊接期间中的正向进给和反向进给的所述焊丝的平均进给速度，逐渐增加到脉冲焊接期间的恒定进给速度。

5.根据权利要求3所述的电弧焊接控制方法，其中，

使以预先决定的周期反复所述短路焊接期间中的正向进给和反向进给的所述焊丝的平均进给速度，增加到脉冲焊接期间的恒定进给速度并进行保持。

6.根据权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其中，

通过对焊丝的平均进给速度的斜率进行控制来进行所述短路开始焊接期间的调整。

7.根据权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其中，

通过变更从焊丝增加的平均进给速度切换为恒定进给速度的弯折点，来进行所述短路开始焊接期间的调整。

8.根据权利要求1或者2所述的电弧焊接控制方法，其中，

所述短路焊接期间从紧前的焊炬开关信号被设为接通持续到经过规定期间后，使以预先决定的周期反复所述短路焊接期间中的正向进给和反向进给的焊丝的平均进给速度增加到脉冲焊接期间的恒定进给速度，将所述循环中的所述脉冲焊接期间与所述脉冲焊接期间的周期即脉冲焊接期间的周期设为恒定。

9.根据权利要求1或者2所述的电弧焊接控制方法，其中，

所述冷却期间是10msec以上且250msec以下。

10.根据权利要求1或者2所述的电弧焊接控制方法，其中，

焊接开始时的所述冷却期间的时间长小于反复多次所述循环的连续焊接中的焊接区间的中途的所述冷却期间的时间长。

11.一种电弧焊接控制方法，是通过依次反复多次进行短路电弧焊接的短路焊接期间、进行脉冲焊接的脉冲焊接期间和冷却期间的循环来进行焊接的自耗电极式的电弧焊接控制方法，

在所述冷却期间中，将焊接电流的输出设为0，

在所述脉冲焊接期间与所述冷却期间之间设置第2短路焊接期间，在所述第2短路焊接期间进行使焊丝与被焊接物短路的短路焊接，根据从所述短路焊接期间中的所述焊丝的进给开始到短路检测为止的时间，调整所述第2短路焊接期间以使得脉冲焊接期间的周期恒定。

12.根据权利要求11所述的电弧焊接控制方法，其中，

对于所述第2短路焊接期间中的所述焊丝的进给，以预先决定的周期反复正向进给和反向进给，使以预先决定的周期反复正向进给和反向进给的所述焊丝的平均进给速度逐渐减少。

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