本發明涉及在作為消耗電極的焊絲與作為被焊接物的母材之間產生電弧來進行焊接的電弧焊接控制方法。
背景技術:
在焊絲與母材之間產生電弧來進行焊接的電弧焊接中,若超過臨界電流值則焊絲熔融并生成的熔滴的過渡的形態為噴射過渡。通過交替反復高于臨界電流值的峰值電流和低于用于維持電弧的臨界電流值的基準電流來進行的焊接方法被稱為脈沖電弧焊接法,能夠通過低于直流的噴射過渡焊接的平均電流,來進行噴射過渡。
在基準電流流過的基準電流期間,電弧被維持。在脈沖電弧焊接法中,熔滴的過渡在受到電弧力的影響最少的基準電流期間中進行。因此,能夠大幅度地減少濺射。
但是,脈沖電弧焊接法受到保護氣體的組成的制約。若保護氣體中的二氧化碳氣體的比例超過30%,則濺射的減少效果變得薄弱。另一方面,作為主成分,若大量使用濺射的減少效果大但是高價的氬氣,則保護氣體的成本變高。因此,需要能夠使用以二氧化碳氣體為主成分的保護氣體來進行穩定的噴射過渡焊接的電弧焊接法。
另外,若產生濺射,則濺射附著于母材,特別是濺射附著于進行動作的產品的可動部,則限制產品的可動范圍,明顯降低產品價值。因此,需要去除濺射的其它工序,明顯降低焊接生產性。
圖6表示專利文獻1中公開的現有的脈沖電弧焊接控制方法中的電弧部501、焊接電壓和焊接電流波形。在該脈沖電弧焊接控制方法中,進行使用了以二氧化碳氣體為主成分的保護氣體的恒定電流脈沖控制。
如圖6所示,峰值電流ip的輸出被開始,峰值時間tp開始。從熔融開始點t501起,焊絲519的前端519p開始熔融。在從熔融開始點t501開始的生長期間t502中,熔滴523從焊絲519的前端519p生長,在焊絲519的前端519p與熔滴523之間產生縮頸523a,熔滴523開始從前端519p脫離。在熔滴脫離點t503,熔滴523從焊絲519脫離,熔滴523的脫離結束。在脈沖電弧焊接中,從熔融開始點t501,熔滴脫離點t503重復。在熔滴脫離點t503,由于作為電弧517的長度的電弧長在短時間內變長,因此焊接電壓急劇地變高。因此,在焊接電壓v超過規定的電壓閾值的情況下,或者通過檢測到焊接電壓v的每單位時間的變化量(dv/dt)超過規定值,能夠檢測到熔滴523從焊絲519的脫離。
在熔滴523的脫離后,若熔滴523上的電弧力強、即電弧517的密度高,則由于電弧力的反作用力,濺射增加。因此,熔滴523的脫離后,將焊接電流i的值從峰值電流ip降低到低于峰值電流ip的規定的降低電流ir,防止濺射的產生。然后,在降低時間tm,將焊接電流i維持在降低電流ir,在降低時間tm的經過后,將焊接電流i提高到原來的峰值電流ip,使焊絲519的前端部519p熔融。并且,若峰值時間tp結束,則開始輸出基準電流ib,開始基準時間tb。
另一方面,在不使用脈沖電弧焊接法,而通過付與高于臨界電流值的直流的焊接電流來進行噴射過渡焊接的情況下,一般地,在電弧期間控制電壓。專利文獻2中,在反復短路期間和電弧期間來進行短路電弧焊接的電弧焊接控制方法中,作為控制電壓控制中的電壓的變動的方法,公開了一種在電弧期間中調整基于電子電抗器控制的電感值的方法。
在先技術文獻
專利文獻
專利文獻1:專利第5036197號公報
專利文獻2:國際公開第2013/145569號
技術實現要素:
噴射過渡狀態的恒定電壓控制的電弧焊接控制方法使用向焊絲輸出焊接電流的電弧焊接裝置。控制電弧焊接裝置,以使得焊接電流反復焊絲熔融而形成的熔滴從焊絲脫離時的峰值電流、和開始焊絲的熔融并進行促進時的彎曲為凹狀且具有極小值而連續地變化的熔融電流。也可以控制電弧焊接裝置以使得峰值電流和熔融電流進入規定的范圍。
通過該電弧焊接控制方法,能夠減少濺射,并且能夠得到寬度均勻的焊縫。
附圖說明
圖1是實施方式1中的電弧焊接裝置的概略結構圖。
圖2是表示實施方式1中的電弧焊接裝置的電弧部、焊接電壓和焊接電流的圖。
圖3是表示實施方式1中的電弧焊接裝置的焊接電流的電流變動幅度和過渡周期的圖。
圖4是實施方式2中的電弧焊接裝置的概略結構圖。
圖5a是表示實施方式3中的電弧焊接裝置的焊接電流與焊接電壓的關系的圖。
圖5b是表示實施方式3中的電弧焊接裝置的焊接電壓和焊接電流的圖。
圖6是表示現有的電弧焊接控制方法中的電弧部、焊接電壓和焊接電流的圖。
具體實施方式
(實施方式1)
圖1是實施方式1中的電弧焊接裝置101的概略結構圖。電弧焊接裝置101具備電弧部102。圖2將電弧部2的動作表示為示意圖。圖2一并表示電弧焊接裝置101的焊接電壓和焊接電流。
電弧焊接裝置101具備:對從輸入電源1輸入的交流電力進行整流的一次整流部2、控制焊接輸出的開關部3、和輸入開關部3的輸出并變換為適合于焊接的電力的變壓器4。
電弧焊接裝置101還具備:對變壓器4的次級側輸出進行整流的二次整流部5、使二次整流部5的輸出平滑的電抗器(reactor)6、驅動開關部3的驅動部7、檢測焊接電流i的焊接電流檢測部8、檢測焊接電壓v的焊接電壓檢測部9、和熔滴脫離檢測部10。熔滴脫離檢測部10基于焊接電壓檢測部9的輸出來檢測熔滴23從焊絲19的前端部19p的脫離。
電弧焊接裝置101還具備焊接條件設定部14和存儲部13。焊接條件設定部14對焊接電流i的設定電流is、焊接電壓v的設定電壓vs、焊絲19的送給量、保護氣體種類、焊絲19的種類、焊絲19的直徑等焊接條件等進行設定。存儲部13對由焊接條件設定部14設定的信息、分別與焊絲19的送給量的多個值對應的電子電抗器控制的多個電抗器值、峰值電流ip、熔融電流ig等各種參數進行保存。
電弧焊接裝置101還具備電弧控制部12,該電弧控制部12對基于來自焊接電壓檢測部9或存儲部13的輸出來控制電弧17的產生時的電流或電壓的信號進行輸出。驅動部7基于電弧控制部12的輸出來控制開關部3。
焊絲19通過被絲線送給部20控制的絲線送給電機而被送給。經由焊炬15所具備的焊嘴16來向焊絲19提供焊接用的電力,在焊絲19與母材18之間產生電弧17來進行母材18的焊接。
構成圖1中所示的電弧焊接裝置101的各構成部可以分別單獨地構成,也可以復合多個構成部而構成。
以下對電弧焊接裝置101的動作進行說明。電弧焊接裝置101在噴射過渡狀態的恒定電壓控制的電弧焊接中,基于對焊接電壓v的輸出進行設定的設定電壓vs以及對焊接電流i的輸出進行設定的設定電流is,控制包含焊接電壓v和焊接電流i的焊接輸出。在圖2中,在熔融開始點t1,熔滴23從焊絲19的前端部19p脫離,焊絲19的前端部19p的熔滴23開始生長。在熔滴脫離點t3,焊接電流i達到峰值電流ip。在從熔融開始點t1到熔滴脫離點t3的生長期間t2,焊絲19的前端部19p熔融并形成的熔滴23生長。焊接電壓v取決于電弧17的電弧長l17。從焊絲19的熔融開始起,隨著熔滴23生長,電弧長l17變短,焊絲19與母材18之間的電阻值變小,因此焊接電壓v降低。在熔滴脫離點t3,熔滴23從焊絲19的前端部19p脫離,若再次開始焊絲19的熔融,則電弧長l17再次變長。因此,在熔滴脫離點t3,焊絲19與母材18之間的電阻值變高,伴隨于此,焊接電壓v急劇變高。這樣,焊接電壓v的波形成為鋸齒波。隨著沿著鋸齒波的波形的焊接電壓v的變化,焊接電流i交替反復熔融電流ig和突起狀的峰值電流ip。詳細地,焊接電流i在熔滴23脫離時的熔滴脫離點t3為峰值電流ip。熔融電流ig連續地變化為:開始焊絲19的熔融并且進行促進的彎曲成凹狀并具有極小值il。送給焊絲19的速度即絲線送給量由設定電流決定。分別與設定電流的多個值對應的預先實驗地導出的絲線送給量的多個值被保存于存儲部13。分別與絲線送給量的多個值對應的焊接控制參數也被保存于存儲部13。在實施方式1中,選擇充分地成為噴射過渡狀態的設定電流的值所對應的絲線送給量的值。在本實施方式中的電弧焊接控制方法中,在噴射過渡狀態的恒定電壓控制的電弧焊接中,基于對焊接電壓v的輸出進行設定的設定電壓、以及對焊接電流i的輸出進行設定的設定電流,進行焊接輸出的控制,反復熔滴23脫離時的突起狀的峰值電流ip和開始焊絲19的熔融并且進行促進的彎曲成凹狀而連續地變化的曲線波形的熔融電流ig,進行控制以使得峰值電流ip與熔融電流ig的彎曲的極小值il的差值即電流變動幅度it為規定的值,來進行焊接。調整電流變動幅度it,以使得從熔滴23與焊絲19脫離并開始焊絲19的熔融起,到熔滴23從焊絲19脫離為止的過渡周期tt收容于規定的范圍。換言之,調整電流變動幅度it,以使得熔滴23從焊絲19脫離的定時為1次脫離/1個周期。
電流變動幅度it控制為:以設定電流或者焊接電流i的規定期間的移動平均的平均值為中心,換言之,相對于焊接電流為±25%以上且±45%以下的寬度,更優選為±25%以上且±30%以下。具體而言,控制電流變動幅度it,以使得峰值電流ip比焊接電流i的平均值大焊接電流i的平均值的25%以上且45%以下的值,并且熔融電流ig的極小值il比焊接電流i的平均值小焊接電流i的平均值的25%以上且45%以下的值。更優選地,具體而言,控制電流變動幅度it,以使得峰值電流ip比焊接電流i的平均值大焊接電流i的平均值的25%以上且30%以下的值,并且熔融電流ig的極小值il比焊接電流i的平均值小焊接電流i的平均值的25%以上且30%以下的值。計算移動平均的上述的規定期間是過渡周期tt的整數倍。由電流變動幅度it調整的過渡周期tt為15msec以上且35msec以下,更優選為15msec以上且20msec以下。由此,由于過渡周期tt穩定,因此電弧長l19的變動被抑制,實現了焊縫寬度的均勻化。
圖3表示電流變動幅度it與過渡周期tt的關系。在圖3所示的電流變動幅度it與過渡周期tt的上述范圍的電弧穩定區域as內,通過調整電流變動幅度it和過渡周期tt,從而焊接中的電弧穩定。
在圖3中,若電流變動幅度it大到超過±45%,從電弧穩定區域as偏離,電流變動幅度it變大,則彎曲為凹狀而連續變化的曲線波形的熔融電流ig的極小值il變低,因此將焊絲19熔融來使熔滴23生長的生長期間t2中的向焊絲19的輸入熱量不足。因此,向母材18送給的焊絲19的前端部19p與母材18之間的距離在生長期間t2中變短,在熔滴23從焊絲19脫離之前,焊絲19的前端部19p與母材18短路,電弧變得不穩定,并且產生濺射。
此外,若電流變動幅度it小于±25%,從電弧穩定區域as偏離,電流變動幅度it變小,則熔融電流ig的極小值il變高,因此生長期間t2中的向焊絲19的輸入熱量變得過大。由此,生長期間t2中的電弧反作用力變大。因此,使其熔融的焊絲19的前端部19p的熔滴23被向焊絲19壓回,因此電弧變得不穩定,并且從焊絲19的前端部19p飛散并成為濺射。
接下來,使用圖3,來對使用電感值來控制電流變動幅度it的詳細動作進行說明。電感值例如由作為固定值的電抗器6與基于電子電抗器控制的能夠可變的電子電抗器值的加法值構成。另外,雖然在實施方式1中,電抗器6的電感值是固定值,但也可以設為可變。
在圖3中,在電流變動幅度it超過±45%并大到從電弧穩定區域as偏離的情況下,進行調整以使得減小電子電抗器值來增大與焊接的輸出有關的電感的值,使電壓控制的追隨性降低,電流變動幅度it成為電弧穩定區域as內。
此外,在電流變動幅度it小于±25%并小到從電弧穩定區域as偏離的情況下,進行調整以使得增大電子電抗器值,從而減小電感值,使電壓控制的追隨性提高,電流變動幅度it成為電弧穩定區域as內。
如以上那樣,通過調整并控制電流變動幅度it以使得成為圖3所示的電弧穩定區域as內,從而焊絲19的熔融時間變化,伴隨于此,能夠使焊絲19的熔滴23脫離的過渡周期tt為電弧穩定區域as內即15msec以上且35msec以下,能夠得到穩定的電弧17。
進一步地,在本實施方式中,通過變更對焊接電壓v的規定期間的移動平均即平均值進行設定的設定電壓來調整電流變動幅度it。調整電流變動幅度it,以使得焊接中的狀態成為噴射過渡狀態,并且如圖3所示,電流變動幅度it為電弧17穩定的電弧穩定區域as內,焊接電流i的波形進入到以設定電流為中心的規定的范圍。
此外,在噴射過渡狀態的恒定電壓控制的電弧焊接中,通過變更與焊接的輸出相關的電感值來控制電流變動幅度it。電感值是電抗器6與存儲于存儲部13的電子電抗器控制的電子電抗器值的加法值,將與電感值對應的輸出控制信號輸出到驅動部7。由此,能夠極其細致地調整電感值,并能夠調整電流變動幅度it以使得電流變動幅度it成為電弧穩定區域as內。
這樣,在實施方式1中的電弧焊接控制方法中,通過調整恒定電壓控制中的設定電壓和電感值來使電流變動幅度it最佳化,換言之,通過使過渡周期tt穩定,以使得熔滴23的生長的變動幅度合理化,電流變動幅度it成為電弧穩定區域as內,從而能夠抑制濺射的產生,能夠進行更加穩定的電弧焊接。
在圖6所示的脈沖電弧焊接方法中,若電弧長比熔滴523的直徑稍大,則焊絲519的前端部519p與母材518不會短路,因此能夠減少濺射。但是,在焊接中,存在由于焊絲519從焊嘴突出的長度即突出長度的變動、母材518的位置偏移等干擾,導致焊絲519的前端519p與母材518的距離變短的情況。若焊絲519的前端519p與母材518之間的距離變短,則在熔滴523從焊絲519的前端519p脫離之前,產生焊絲519的前端519p與母材518的短路。并且,在短路產生時的焊接電流i是高的峰值電流ip的情況下,短路時產生大量的濺射。這樣,在產生突出長度的變動、母材518的位置偏移等干擾的情況下,存在產生大量的濺射的情況。此外,在焊絲519熔融時的焊接電流i是低的基準電流ib時,容易產生電弧517的指向性欠缺所導致的電弧偏吹(arcblow)。因此,存在電弧長的變動較大、焊縫寬度變得不均勻的情況。
在實施方式1中的電弧焊接裝置101中,由于使用上述那樣的恒定電壓控制來控制電流變動幅度it,因此電弧長l17的變動被抑制。由此,即使產生從焊絲19的焊嘴16突出的突出長度l19的變動、母材18的位置偏移等干擾,電弧長l17的變動也被抑制,過渡周期tt穩定,電弧穩定。因此,焊絲19與母材18之間的微小短路被抑制,濺射減少,能夠得到寬度均勻的焊縫。
如上述那樣,實施方式1中的噴射過渡狀態的恒定電壓控制的電弧焊接控制方法使用向焊絲19輸出焊接電流i的電弧焊接裝置。在該電弧焊接控制方法中,控制電弧焊接裝置101以使得焊接電流i反復焊絲19熔融而形成的熔滴23從焊絲19脫離時的峰值電流ip、和開始焊絲19的熔融并進行促進時的彎曲為凹狀且具有極小值il而連續地變化的熔融電流ig。此外,控制電弧焊接裝置101以使得峰值電流ip比焊接電流i的平均值大焊接電流i的平均值的25%以上且45%以下的值,并且熔融電流ig的極小值il比焊接電流i的平均值小焊接電流i的平均值的25%以上且45%以下的值。
也可以基于對焊接電壓v的輸出進行設定的設定電壓vs,控制電弧焊接裝置101以使得焊接電流i反復峰值電流ip和熔融電流ig。
噴射過渡狀態的恒定電壓控制的電弧焊接控制方法使用向焊絲19輸出焊接電流i的電弧焊接裝置101。在該電弧焊接控制方法中,也可以控制峰值電流ip與極小值il的差值即電流變動幅度it,以使得從焊絲19的熔融的開始到熔滴23從焊絲19脫離為止的過渡周期tt為15msec以上且35msec以下。
(實施方式2)
圖4是實施方式2中的電弧焊接裝置101a的概略結構圖。在圖4中,對與圖1所示的實施方式1中的電弧焊接裝置101相同的部位付與相同的符號。實施方式2中的電弧焊接裝置101a還具備與實施方式1中的電弧焊接裝置101的熔滴脫離檢測部10連接的計時部11。
計時部11通過以下的方法來檢測過渡周期tt。由于在熔滴23從焊絲19的前端部19p脫離的熔滴脫離點t3,電弧長l17突然變長,因此在熔滴脫離點t3檢測到的焊接電壓v急劇變高。熔滴脫離檢測部10在焊接電壓a超過規定的電壓閾值的情況下、或者焊接電壓v的每單位時間的變化量(dv/dt)超過規定值的情況下,判斷為熔滴23脫離,檢測出熔滴23從焊絲19的脫離。計時部11將從熔滴脫離檢測部10檢測到熔滴的脫離起到之后再次檢測到熔滴23的脫離為止的時間檢測為過渡周期tt。存儲部13對預先通過實驗等來求出的電弧穩定區域as(參照圖3)內的過渡周期tt的值進行存儲。調整電流變動幅度it以使得檢測到的過渡周期tt成為存儲于存儲部13的電弧穩定區域as內的過渡周期tt的值。
在實施方式2中的電弧焊接控制方法中,使用焊接電壓v的規定的電壓閾值、或者焊接電壓v的每單位時間的變化量(dv/dt)來檢測過渡周期tt,調整電流變動幅度it以使得過渡周期tt為預先求出的電弧的穩定區域as內的規定的值,從而即使在產生焊絲19的突出長度l19的變動、母材18的位置偏移等干擾時,也能夠進行電弧17穩定的電弧焊接。此外,這樣由于電弧17穩定,因此能夠使焊縫寬度均勻,并且由于微小短路被抑制,因此濺射也被減少。
(實施方式3)
圖5a表示實施方式3中的電弧焊接控制方法中的表示焊接電流i與焊接電壓v的關系的外部特性。在圖5a中,縱軸表示焊接電壓v的平均值,橫軸表示焊接電流i的平均值。圖5b表示焊接電壓v和焊接電流i。反復進行從熔滴23與焊絲19脫離并開始焊絲19的熔融起到熔滴23的脫離為止的過渡周期tt。在實施方式3中的電弧焊接控制方法中,基于圖5a所示的外部特性的曲線來控制電流變動幅度it,以使得:被反復的過渡周期tt之中,根據過渡周期tt1中的電弧長l17,過渡周期tt1的下一個過渡周期tt2的電流變動幅度it進入到預先通過實驗等而求出的電弧穩定區域as內。也可以取代圖5a所示的外部特性的曲線,基于表示外部特性的關系的數據表來控制電流變動幅度it。
在電流變動幅度it的調整中使用峰值電流ip、熔融電流ig、過渡周期tt以及設定電壓之中的至少一個焊接控制參數。并且,調整電流變動幅度it,以使得滿足圖3中所述的電弧穩定區域as中的電流變動幅度it以及過渡周期tt。
圖1所示的焊接電壓檢測部9使用在剛剛之前的過渡周期tt1或者現在的過渡周期tt2之中的規定的一部分的期間內檢測到的焊接電壓v來檢測電弧長l17。在圖5a和圖5b中,對設定電流is以及設定電壓vs進行設定。使用被設定的設定電流is和設定電壓vs所對應的焊接控制參數來進行電弧焊接。在該電弧焊接中,根據從熔滴23與焊絲19脫離并開始焊絲19的熔融起到熔滴23從焊絲19的脫離為止的過渡周期tt1內的焊接電壓v的平均值,檢測作為過渡周期tt1內的平均值的電弧長l17。
例如,在圖5b中,在過渡周期tt2的剛剛之前的過渡周期tt1,將焊接電壓v(設定電壓vs的輸出)的平均值檢測為電弧長l17的平均值。在焊接電壓v(設定電壓vs的輸出)的平均值為值v1的情況下,根據圖5a所示的外部特性,焊接電壓v的值v1所對應的焊接電流i(設定電流is的輸出)的平均值為值i1。因此,將焊接電壓v的值v1的設定電壓vs與焊接電流i的值i1的設定電流is的焊接控制參數使用為過渡周期tt2的焊接控制參數。
此外,將過渡周期tt1中的焊接電壓v(相對于設定電壓vs的電壓的輸出值)的平均值檢測為電弧長l17的平均值,根據圖5a所示的外部特性,在下一個過渡周期tt2中,通過使用峰值電流ip以及/或者熔融電流ig的焊接控制參數來控制電流變動幅度it,以使得焊接電流i的平均值成為過渡周期tt1中檢測到的焊接電壓v的平均值所對應的值,從而能夠抑制濺射的產生,并且使焊縫寬度均勻化。
例如,根據過渡周期tt1中的焊接電壓v的平均值來檢測電弧長的平均值。在過渡周期tt1的下一個過渡周期tt2中,也可以使用峰值電流ip(ip2)以及/或者熔融電流ig(ig2)來控制下一個過渡周期tt2中的電流變動幅度it,以使得與過渡周期tt1中檢測到的焊接電壓v的平均值相對應地成為由圖5a所示的外部特性決定的焊接電流i(設定電流is的輸出)的平均值。由此,能夠進行極其細致的電流變動幅度it的調整。
同樣地,根據過渡周期tt2中的焊接電壓v的平均值來檢測電弧長的平均值。在過渡周期tt2的下一個過渡周期tt3中,也可以使用峰值電流ip(ip3)以及/或者熔融電流ig(ig3)來控制下一個過渡周期tt3中的電流變動幅度it,以使得與過渡周期tt2中檢測到的焊接電壓v的平均值相對應地成為由圖5a所示的外部特性決定的焊接電流i(設定電流is的輸出)的平均值。由此,能夠進行極其細致的電流變動幅度it的調整。
此外,若由于焊絲19紅熱,導致電弧長l17變長,每個過渡周期ttd的焊接電壓v的平均值相對變高,則存在向母材18的輸入熱量變大、母材18中產生熔透的情況。在該情況下,通過使焊接電流i與焊接電壓v的外部特性的曲線的傾斜變緩,提高焊接控制參數(焊接電流i的平均值)相對于電弧長l17(各過渡周期tt的焊接電壓v的平均值)的變動的追隨性,從而能夠減少向母材18的輸入熱量。
在實施方式3中的電弧焊接控制方法中,在焊接中檢測剛剛之前的過渡周期tt(tt1)中的電弧長l17(焊接電壓v的平均值),在下一個過渡周期tt(tt2)中,調整相對于電弧長l17(焊接電壓v的平均值)而最佳的電流變動幅度it,因此電弧17不取決于突出長度l19、焊絲19和母材18的位置而穩定。另外,雖然基于過渡周期tt1中的電弧長l17,電流變動幅度it被調整為下一個過渡周期tt2,但是只要對電弧17的穩定沒有負面影響,也可以基于過渡周期tt1中的電弧長l17來將電流變動幅度it調整為過渡周期tt2以后的例如又下一個過渡周期tt3。
進一步地,由于即使在焊接時產生突出長度l19的變動、母材18的位置偏移等干擾,電弧長l17也被控制為恒定,因此電弧17穩定。由此,焊絲19與母材18的微小短路被抑制,也能夠實現濺射減少、焊縫寬度的均勻化,此外,也能夠抑制焊絲19的熔透。
如以上那樣,在進行實施方式1、2、3中的噴射過渡狀態的恒定電壓控制的電弧焊接的電弧焊接控制方法中,在噴射過渡狀態的恒定電壓控制的電弧焊接中,基于對焊接電壓v的輸出進行設定的設定電壓vs以及對焊接電流i的輸出進行設定的設定電流is來控制焊接輸出(焊接電壓v、焊接電流i)。使用設定電壓vs、設定電流is、與焊接輸出有關的電感值、表示焊接電流i與焊接電壓v的關系的外部特性的至少一個來控制焊接電流i,以使得焊接電流反復熔滴23脫離的突起狀的峰值電流ip、和開始焊絲19的熔融并進行促進的彎曲為凹狀而連續地變化的曲線波形的熔融電流ig,峰值電流ip與熔融電流ig的彎曲的極小值il的差值即電流變動幅度it成為規定的值。由此,由于通過焊接電流i的電流變動幅度it來調整焊接電流i,因此相對于電弧長l17的變動,追隨性較高,也沒有如作為現有的恒定電流脈沖控制的脈沖電弧焊接法那樣受到保護氣體等的組成的制約的情況,并且,即使產生突出長度l19的變動、母材18的位置偏移等干擾,此外,進一步地,即使在使用二氧化碳氣體的濃度超過30%的、或者以二氧化碳氣體為主成分的保護氣體的情況下,電弧17也穩定。因此,焊絲19與母材18的微小短路被抑制,濺射被減少,焊縫寬度被均勻化。
如上述那樣,噴射過渡狀態的恒定電壓控制的電弧焊接控制方法使用向焊絲19輸出包含焊接電流i和焊接電壓v的焊接輸出來從焊絲19產生電弧17的電弧焊接裝置101。在該電弧焊接控制方法中,使用與焊接輸出有關的電感值、表示焊接電流i與焊接電壓v的關系的外部特性的至少一個來控制電弧焊接裝置,以使得峰值電流ip與極小值il的差值即電流變動幅度it成為規定的值。
也可以調整電流變動幅度it,以使得從開始焊絲19的熔融起到熔滴23從焊絲19脫離為止的過渡周期tt收容于規定的范圍。
過渡周期tt也可以是15msec以上且35msec以下。
使用焊接電壓v的規定的電壓閾值、或者焊接電壓v的每單位時間的變化量(dv/dt),檢測從開始焊絲19的熔融起到熔滴23從焊絲19脫離為止的過渡周期tt。調整電流變動幅度it,以使得檢測出的過渡周期tt成為預先求出的電弧的穩定區域as內的規定的值。
也可以峰值電流ip比焊接電流的平均值大焊接電流i的平均值的25%以上且45%以下的值,熔融電流ig的極小值il比焊接電流i的平均值小焊接電流i的平均值的25%以上且45%以下的值。
也可以峰值電流ip比焊接電流i的平均值大焊接電流i的平均值的30%以下的值,熔融電流ig的極小值il比焊接電流i的平均值小焊接電流的平均值的30%以下的值。
電弧焊接裝置也可以具備電抗器,并且進行電子電抗器控制。在該情況下,電感值為電抗器與基于電子電抗器控制的電子電抗器值的加法值。
電弧焊接裝置101(101a)反復從開始焊絲19的熔融起到熔滴23從焊絲19脫離為止的過渡周期tt。根據被反復的過渡周期tt之中的某個過渡周期ttl中的電弧17的電弧長l17,使用外部特性來調整電流變動幅度it,以使得被反復的過渡周期tt之中的某個過渡周期tt1的下一個過渡周期tt2中焊接電流i的平均值成為與焊接電壓v的平均值對應的值。
也可以通過峰值電流ip與熔融電流ig之中的至少一個來控制電流變動幅度it。
-符號說明-
6電抗器
17電弧
18母材
19焊絲
101焊接裝置
ip峰值電流
ig熔融電流
tt過渡周期
it電流變動幅度
t1熔融開始點
t2生長期間
t3熔滴脫離點
tm降低時間