專利名稱：電弧焊控制方法和電弧焊機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可消耗電極型電弧焊機和一種電弧焊控制方法，它們在由可消耗電極組成的焊條和要焊接的基本金屬或焊件之間產生電弧，由此焊接所述基本金屬和控制焊接輸出。
背景技術：
在電弧焊機中，當濺射的產生增加時，氣化的金屬附著到基本金屬，降低了焊接質量。而且，當濺射的產生超過可允許的頻率時，需要校正焊接部分的操作。如果這樣的校正是不可能的，則必須廢棄具有這樣的焊接部分的焊件，這降低了焊接操作的效率，并且大大地惡化了價格性能比。
傳統上，已經提出了各種方法，其中，濺射被減少以由此減少用于校正焊接部分的步驟數量。例如，在公開的JP-A-10-109163中，披露了一種輸出控制方法，用于執行恒定電流控制，其中，在電弧再發生時間后逐漸地降低的焊接電流值在從電弧再發生時間起過去給定時間后被提高到一個高值，由此控制剛剛在電弧再發生后的短路的發生，因此降低了濺射的產生。
在此，圖4示出了當使用上述傳統輸出控制方法來執行焊接操作時獲得的電流的波形，其中，在水平軸上表示所過去的時間，在垂直軸上表示焊接電流。在圖4中，附圖標號101表示短路時段，其中，焊條和基本金屬彼此短路；102表示電弧時段，其中，在焊條和基本金屬之間產生電弧；103表示當使得短路斷開并且再產生電弧時的電弧再發生時間；104表示剛剛在電弧再發生之前的電流；105表示電弧再發生初始電流；106表示恒定電流控制時段。
接著，下面參照用于隨著時間的過去而控制電流的控制方法來說明圖4所示的電流波形。在圖4中，示出了恒定電流控制，其中，通過電弧控制來逐漸地降低焊接電流值直到從電弧再發生時間103開始過去了給定時間后，而焊接電流值在過去了所述給定時間后被提高到一個高值。如圖4所示，用于執行這個恒定電流控制的電流值被設置為不超過剛剛在電弧再發生之前的電流值的值，由此能夠穩定熔滴的形成。其后，停止恒定電流控制106，并且恢復原始電弧控制。通過使用這樣的恒定電流控制，可以控制剛剛在電弧斷開后發生的短路，由此減少濺射。
發明內容
本發明要解決的問題近來，在焊接業中，已經越來越需要提高焊接速度并且在要焊接的焊件之間允許間隙，以便改善生產能力。換句話說，提高焊接速度可以提高單位時間的產品數量，因此，當出現間隙時可以焊接要焊接的焊件，防止熔化的金屬掉落在凹槽的相對側上，由此能夠提高要焊接的焊件的產出，并且也降低了用于校正步驟的數量。
但是，在上述的傳統輸出控制方法中，因為通過在從電弧再發生時間開始過去給定時間后執行恒定電流控制而提高電流以由此形成熔滴，因此不能將電弧發生時間降低到等于或小于從電弧再發生時間開始的所述給定時間和所述恒定電流控制時間的和值的值。為了提高焊接速度，需要降低提供高壓的電弧發生時段，并且提高提供低壓的短路的數量，由此降低作為平均電壓焊接電壓。但是，在傳統的輸出控制方法中，由于上述原因，不能降低焊接電壓。當在高速焊接操作中不能降低焊接電壓時，熔珠的寬度變得不均勻，因此，不能降低熱輸入，由此引起上述在間隙焊接操作中的熔化金屬的降落。
因此，本發明的目的是提供一種電弧焊控制方法和一種電弧焊機，它們可以降低焊接電壓。
解決所述問題的手段為了解決在傳統的輸出控制方法中發現的上述問題，按照本發明，提供了一種電弧焊控制方法，所述方法通過交錯地重復短路時段和電弧時段來焊接要焊接的焊件，所述短路時段允許焊條與要焊接的焊件短路，所述電弧時段允許電弧再發生和電弧放電，其中，將剛剛在電弧再發生后的焊接輸出電流控制為大于剛剛在電弧再發生之前的焊接輸出電流。并且，本發明的電弧焊控制方法在所述給定時段之前在剛剛在電弧再發生之前，為了將剛剛在電弧再發生后的焊接輸出電流控制為大于剛剛在電弧再發生之前的焊接輸出電流，將焊接輸出電流控制為突然降低。。
而且，按照本發明，提供了一種電弧焊機，所述電弧焊機通過交錯地重復短路時段和電弧時段來焊接要焊接的焊件，所述短路時段允許焊條與要焊接的焊件短路，所述電弧時段允許電弧再發生和電弧放電，所述電弧焊機包括焊接電流檢測部分，用于檢測焊接輸出電流；焊接電壓檢測部分，用于檢測焊接輸出電壓；短路電弧判定部分，用于判定是否焊接狀態在短路時段或電弧時段中；設置部分，用于設置在短路時段和在電弧時段中的電流和電壓的設置值的至少一個，并且輸出所述設置值；電弧初始控制部分，用于向其中輸入所述焊接電流檢測部分、所述焊接電壓檢測部分和所述設置部分的相應輸出，設置在電弧再發生初始時間的焊接輸出電流，并且輸出如此設置的焊接輸出電流；驅動部分，用于向其中輸入所述短路電弧判定部分的輸出，按照電弧狀態來選擇輸入，并且控制所選擇的輸入；以及，定時器部分，用于向其中輸入所述短路電弧判定部分的輸出，定時從電弧再發生時間開始的給定時間，設置電弧初始控制時間，并且向所述驅動部分輸出所述電弧初始控制時間，其中，所述電弧初始控制部分在由所述定時器部分設置的電弧初始控制時間中將電弧再發生時間的焊接電流控制為大于剛剛在電弧再發生之前的焊接電流。而且，在按照本發明的電弧焊機中，所述設置部分使用在設置部分中分別設置的被設置電流值、被設置電壓值、焊條的供應量、密封氣體的種類、焊條的材料、焊條的直徑和焊接方法的至少一個來設置所述電弧初始控制部分的被設置電流值和所述定時器部分的被設置時間。
本發明的效果本發明將剛剛在電弧再發生之后的焊接電流提高為大于剛剛在電弧再發生之前的焊接電流，由此能夠在電弧再發生的早期形成熔滴，因此降低焊接電壓。由此，可以以高速焊接和間隙焊接來擴展本發明的應用范圍。
圖1是按照本發明的電弧焊機的實施例1的總體結構的視圖。
圖2是在按照本發明的電弧焊機的實施例1中使用的焊接電流波形的視圖。
圖3是在按照本發明的電弧焊機的實施例1的修改形式中使用的焊接電流波形的視圖。
圖4是在傳統的電弧焊機的實施例中使用的焊接電流波形的視圖。
附圖標號說明
7短路電弧判定部分8驅動部分9設置部分10焊接電壓檢測部分11焊接電流檢測部分12電弧初始控制部分15定時器部分101短路時段102電弧時段107電弧再發生初始電流108電弧初始控制時間103電弧再發生時間104剛剛在電弧再發生之前的電流107電弧初始電流108電弧初始控制時間具體實施方式
(實施例1)在圖1中，附圖標號1表示市電交流電源，用于輸入交流電流；2表示初級整流部分，用于將從所述市電交流電源輸入的輸入電流整流；3表示開關元焊件，用于控制焊接輸出；4表示變壓器，用于在隔離電源的同時變換電壓；5表示次級整流部分，用于對變壓器的次級輸出進行整流；6表示電抗線圈(DCL)；7表示短路電弧判定部分，用于判定是否焊接狀態在短路時段或電弧時段中；8表示驅動部分；9表示設置部分，用于按照設置條焊件而設置各種參數，所述設置條焊件包括被設置電流、被設置電壓、焊條的供應量、密封氣體的種類、焊條的種類、焊條的直徑和焊接方法等；10表示焊接電壓檢測部分，用于檢測焊接電壓；11表示焊接電流檢測部分，用于檢測焊接電流；12表示電弧初始控制部分，用于僅僅控制從電弧再發生開始起的給定時間；13表示電弧控制部分，用于控制在由所述電弧初始控制部分12控制的給定時間后的電弧時段；14表示用于控制短路時段的短路控制部分；15表示定時器部分，用于設置要由所述電弧初始控制部分12控制的所述給定時間。
下面說明上述構造的電弧焊機的操作。圖2示出了在可消耗電極電弧焊中的短路轉換時間中獲得的焊接電流波形，其中，水平軸表示所過去的時間，垂直軸表示焊接電流。在圖2中，附圖標號101表示短路時段，其中，焊條和基本金屬彼此短路；102表示電弧時段，其中，在焊條和基本金屬之間出現電弧；103表示電弧再發生時間，其中，短路斷開并且重新產生電弧；104表示剛剛在電弧再發生之前的電流值；107表示電弧初始電流值；108表示電弧初始控制時間。并且，在圖2中，在電弧再發生時間103，短路斷開并且重新產生電弧。
按照本實施例，首先，在電弧再發生時間103，以電弧再發生時間103來作為開始點，通過時間設置部分15來設置初始控制時間108。與此同時，在電弧初始控制部分12中，在電弧初始控制時間108的焊接輸出電流被控制使得提供電弧初始電流值107。此時，要被設置為控制目標的電弧初始電流值107被設置為大于剛剛在電弧再發生之前的電流值104的值。按照分別被輸入到設置部分9并且由設置部分9設置的被設置電流、被設置電壓、焊條的供應速度、密封氣體的種類、焊條的種類、焊條的直徑和焊接方法來設置由設置部分9設置并且從設置部分9輸出的電弧初始電流值107。并且，在過去電弧初始控制時間108后，控制切換到由電弧控制部分13執行的輸出控制。
順便提及，也可以以下列的修改形式來實施本實施例即，如圖3中所示的焊接電流波形提供了一種波形，其中，焊接電流在電弧初始控制時間之前剛剛在電弧再發生之前突然降低。換句話說，通過在電弧再發生時間103剛剛電弧再發生之前突然降低焊接電流，可以減少在電弧發生中被稱為“熔化效應”的濺射的產生。術語“熔化效應”表示當焊條和要焊接的基本金屬彼此分離時，在熔化狀態中的焊條向周圍濺射。剛剛在熔化之前的電流越高，則焊條的濺射量越大。這就是為什么剛剛在電弧發生之前焊接電流突然降低的原因。并且，本控制方法也可以被用作用于控制在脈沖焊接操作中的短路后的焊接的控制方法。
下面將說明作為要由電弧初始控制部分12控制的焊接電流的電弧初始電流值107的強度。作為本實施例的一個示例，可以使用這樣的一種方法，其中，要被設置為控制目標的電弧初始電流值107被控制使得提供等于剛剛在電弧再發生之前的電流值104和先前設置的給定值的和的值。而且，作為本實施例的另一個示例，電弧初始控制所設置電流值107也可以是通過將剛剛在電弧再發生之前的電流值104乘以一個系數(例如1.2)而獲得的值。或者，電流值107也可以是預先設置的固定值(例如450A)。或者，可以按照在剛剛在電弧再發生之前的短路時間或直到剛剛在電弧再發生之前的被設置的電壓和輸出焊接電壓之間的差而提高或降低電弧初始控制所設置電流值107。
如上所述，按照本實施例，因為電弧初始控制所設置電流值107在從電弧再發生時間開始的給定時段被控制為大于剛剛在電弧再發生之前的電流值的電流值，因此可以在電弧再發生后早期在焊條前端部分中形成熔滴。這可以便利下一次短路的發生，由此能夠降低焊接電壓。由此，可以提高焊接速度。而且，降低焊接電壓可以降低被輸入到基本金屬的熱量，這可以在因為基本金屬在間隙焊接操作中熔化而導致發生掉落時減少掉落到焊接凹槽的相對側的熔化金屬的數量。并且，因為可以保證剛剛在電弧再發生后的電弧長度，因此可以在電弧時段中控制短路的發生，于是可以有效地控制濺射。
而且，按照被輸入到設置部分9的被設置電流值、被設置電壓值、焊條供應量、密封氣體種類、焊條材料、焊條直徑和焊接方法的至少一個或多個來確定分別被設置部分9設置和從設置部分9輸出的電弧初始控制部分12的被設置電流值、電弧控制部分13的被設置電壓值、短路控制部分14的被設置電流值和定時器部分15的被設置時間。例如，在表1中，示出了被輸入到設置部分9并且被設置部分9設置的輸入條焊件和此時要設置的參數。
如上所述，按照上述方法，因為可以按照各種設置條焊件來正確地設置參數，因此可以拓寬本方法的應用范圍。
雖然以上已經參照特定實施例而詳細說明了本發明，但是對于本領域內的技術人員來說在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，各種改變或修改也是可能的。
本申請基于2004年7月8日提交的日本專利申請(JP申請2004-201525)，因此，其內容被并入在此作為參考。
產業上的實用性按照本發明的電弧焊控制方法和電弧焊機可以擴展高速焊接和間隙焊接的應用范圍，也可以增強焊接操作的生產能力，因此在焊接領域很有益。
權利要求
1.一種電弧焊控制方法，用于焊接要焊接的焊件，包括步驟交錯地重復短路時段和電弧時段，所述短路時段允許焊條與要焊接的焊件短路，所述電弧時段允許電弧再發生和電弧放電；以及在被設置的給定時段，將剛剛在電弧再發生后的焊接輸出電流控制為大于剛剛在電弧再發生之前的焊接輸出電流。
2.按照權利要求1的電弧焊控制方法，其中，在所述給定時段之前在剛剛在電弧再發生之前，為了將剛剛在電弧再發生后的焊接輸出電流控制為大于剛剛在電弧再發生之前的焊接輸出電流，將焊接輸出電流控制為突然降低。
3.按照權利要求1或2的電弧焊控制方法，其中，將剛剛在電弧再發生之后的焊接輸出電流控制為具有等于剛剛在電弧再發生之前的焊接電流值和一個給定值的和的值。
4.按照權利要求1或2的電弧焊方法，其中，將剛剛在電弧再發生之后的焊接輸出電流控制為具有通過將剛剛在電弧再發生之前的焊接電流值乘以給定倍率而獲得的值。
5.按照權利要求1-4的任何一個權利要求的電弧焊控制方法，其中，將剛剛在電弧再發生之后的焊接輸出電流控制為按照在剛剛在電弧再發生之前的焊接輸出電壓和預先設置的所設置電壓之間的差來提高或降低。
6.一種電弧焊機，用于通過交錯地重復短路時段和電弧時段來焊接要焊接的焊件，所述短路時段允許焊條與要焊接的焊件短路，所述電弧時段允許電弧再發生和電弧放電，所述電弧焊機包括焊接電流檢測部分，用于檢測焊接輸出電流；焊接電壓檢測部分，用于檢測焊接輸出電壓；短路電弧判定部分，用于判定焊接狀態是在短路時段還是在電弧時段中；設置部分，用于設置在短路時段和在電弧時段中的電流和電壓的設置值的至少一個，并且輸出所述設置值；電弧初始控制部分，用于向其中輸入所述焊接電流檢測部分、所述焊接電壓檢測部分和所述設置部分的相應輸出，設置在電弧再發生初始時間的焊接輸出電流，并且輸出所設置的焊接輸出電流；驅動部分，用于向其中輸入所述短路電弧判定部分的輸出，并按照電弧狀態來選擇性地控制這樣的輸入；以及，定時器部分，用于向其中輸入所述短路電弧判定部分的輸出，定時從電弧發生開始的給定時間，設置電弧初始控制時間，并且向所述驅動部分輸出所述電弧初始控制時間，其中，所述電弧初始控制部分在由所述定時器部分設置的電弧初始控制時間中將電弧再發生時間的焊接電流控制為大于剛剛在電弧再發生之前的焊接電流。
7.按照權利要求6的電弧焊機，其中，所述設置部分使用在所述設置部分中分別設置的被設置電流值、被設置電壓值、焊條的供應量、密封氣體的種類、焊條的材料、焊條的直徑和焊接方法的至少一個來設置所述電弧初始控制部分的被設置電流值和所述定時器部分的被設置時間。
8.按照權利要求6或7的電弧焊機，其中，在其中將剛剛在電弧再發生后的焊接輸出電流控制為大于剛剛在電弧再發生之前的焊接輸出電流的給定時段之前在剛剛在電弧再發生之前，所述電弧初始控制部分將焊接輸出電流控制為突然降低。
9.按照權利要求6-8的任何一個權利要求的電弧焊機，其中，所述電弧初始控制部分將剛剛在電弧再發生之后的焊接輸出電流控制為具有通過向剛剛在電弧再發生之前的焊接電流值加上一個給定值而獲得的值。
10.按照權利要求6-8的任何一個權利要求的電弧焊機，其中，所述電弧初始控制部分將剛剛在電弧再發生之后的焊接輸出電流控制為具有通過將剛剛在電弧再發生之前的焊接電流值乘以給定倍率而獲得的值。
11.按照權利要求6-8的任何一個權利要求的電弧焊機，其中，所述電弧初始控制部分將剛剛在電弧再發生之后的焊接輸出電流控制為按照在剛剛在電弧再發生之前的焊接輸出電壓和由所述設置部分設置的所設置電壓之間的差來提高或降低。
全文摘要
一種電弧焊控制方法，用于交錯地重復短路時段和電弧時段以由此焊接要焊接的焊件，所述短路時段允許焊條與要焊接的焊件短路，所述電弧時段允許電弧再發生和電弧放電，其中，在被設置的給定時段，將剛剛在電弧再發生后的焊接輸出電流控制為大于剛剛在電弧再發生之前的焊接輸出電流。
文檔編號B23K9/095GK1819887SQ20058000069
公開日2006年8月16日 申請日期2005年6月21日 優先權日2004年7月8日
發明者川本篤寬, 向井康士, 相見圭, 古和將 申請人:松下電器產業株式會社