電弧焊接方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及進給焊絲并通過噴射過渡狀態來焊接的電弧焊接方法的高質量化。
【背景技術】
[0002]在將氬氣和二氧化碳氣體的混合氣體作為保護氣體并使用實心焊絲的MAG焊接、將二氧化碳氣體作為保護氣體并使用填充焊劑焊絲的電弧焊接、不使用保護氣體而使用自保護用填充焊劑焊絲的自保護電弧焊接等中，熔滴過渡形態成為噴射過渡形態。在噴射過渡形態下，由于電弧熱而焊絲前端被熔化并成為細粒向熔池過渡。在噴射過渡形態下，熔滴不是短路過渡，而通過自由降落來過渡。
[0003]在基于噴射過渡形態的電弧焊接(以下稱作噴射過渡焊接)中，使用的是恒壓特性的焊接電源，焊絲被恒速進給。在噴射過渡焊接中，具有飛濺的產生量少、且焊道外觀也變得良好的特征。另一方面，在噴射過渡焊接中，電弧長比短路過渡焊接要長，由于電弧成為寬的形狀，因此熔深變淺。這一點有時因工件而在焊接質量上成為問題。以下，參照附圖來說明現有技術的噴射過渡焊接。
[0004]圖5是一般的噴射過渡焊接中的電壓電流波形圖。該圖(A)表示用于對焊接電源的恒壓特性的輸出值進行設定的輸出電壓設定信號Er的時間變化，該圖(B)表示施加在焊絲與母材之間的焊接電壓Vw的時間變化，該圖(C)表示通電電弧的焊接電流Iw的時間變化。以下，參照該圖來說明。
[0005]如該圖(A)所示，輸出電壓設定信號Er被設定為固定值。如該圖(B)所示，焊接電壓Vw于上下稍有變動，但大致成為固定值。如該圖(C)所示，焊接電流Iw也于上下稍有變動，但大致成為固定值。焊接電壓Vw的瞬時值根據輸出電壓設定信號Er來設定。焊接電流Iw的平均值根據焊絲的進給速度來設定。
[0006]在專利文獻1的發明中，在噴射過渡焊接以及熔滴過渡焊接中，通過使焊接電源的輸出電壓以100Hz以上且600Hz以下的頻率來周期性地變化，從而使焊接電流在20A以上且100A以下的電流振幅內變化來焊接。
[0007]在先技術文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本特開2007-229775號公報
【發明內容】
[0010]為此，在本發明中，其目的在于，提供能夠在噴射過渡焊接中加深熔深來謀求高質量化的電弧焊接方法。
[0011]為了解決上述的課題，技術方案1的發明為一種電弧焊接方法，進給焊絲，使輸出電壓從焊接電源輸出，通電焊接電流，通過噴射過渡形態來焊接，其特征在于，在第1期間中輸出第1輸出電壓E1并通電第1焊接電流Iwl，在第2期間中輸出第2輸出電壓E2并通電第2焊接電流Iw2，在第3期間中輸出第3輸出電壓E3并通電第3焊接電流Iw3，0 < E2< E3 < El, Ο < Iw2 < Iw3 < Iwl，重復上述第1期間?上述第3期間，檢測切換上述第1期間?上述第3期間的各期間時的上述焊接電流的變化率，在該變化率小于預先規定的基準變化率時，進行上述第1輸出電壓E1的增加以及/或者上述第2輸出電壓E2的減少。
[0012]技術方案2的發明為以在上述變化率小于上述基準變化率時發出警報為特征的技術方案1所記載的電弧焊接方法。
[0013]技術方案3的發明為以在上述變化率小于上述基準變化率時延長上述第1期間以及/或者上述第2期間為特征的技術方案1或2所記載的電弧焊接方法。
[0014]發明效果
[0015]根據本發明，在第1期間中，較大的電弧壓力作用于熔池，熔池成為焊絲正下方凹陷的凹形狀，焊絲正下方的熔化金屬成為較薄的狀態。在后續的第2期間中，電弧形狀成為癟了的形狀，電弧變為在焊絲正下方的熔化金屬成為較薄的狀態的部分進行了集中的狀態。在后續的第3期間中，在前半部中熔池凹陷的部分通過電弧而被集中加熱，在后半部中電弧壓力固定，因此熔池凹陷的部分變無，成為平緩的狀態。在本發明中，通過重復這些第1期間?第3期間，從而能夠在噴射過渡焊接中加深熔深來謀求高質量化。進而，在本發明中，由于焊接用電纜的電感值大，因此焊接電流的變化率變小，在變得小于基準變化率時，通過進行第1輸出電壓值E1的增加以及/或者第2輸出電壓E2的減少，從而能夠增大焊接電流的變化率。因而，不會受到焊接用電纜的電感值的影響，能夠起到上述的效果。
【附圖說明】
[0016]圖1是用于實施本發明的實施方式1所涉及的電弧焊接方法的焊接電源的框圖。
[0017]圖2是表示本發明的實施方式1所涉及的電弧焊接方法的圖1的焊接電源中的各信號的時序圖。
[0018]圖3是用于實施本發明的實施方式2所涉及的電弧焊接方法的焊接電源的框圖。
[0019]圖4是表示本發明的實施方式2所涉及的電弧焊接方法的圖3的焊接電源中的各信號的時序圖。
[0020]圖5是現有技術中一般的噴射過渡焊接中的電壓電流波形圖。
[0021]符號說明
[0022]1 焊絲
[0023]2 母材
[0024]3 電弧
[0025]4 焊炬
[0026]5 進給輥
[0027]6、7焊接用電纜
[0028]AR 警報電路
[0029]E 輸出電壓
[0030]E1 第1輸出電壓
[0031]E2 第2輸出電壓
[0032]E3 第3輸出電壓
[0033]ECR 輸出電壓控制設定電路
[0034]Ecr輸出電壓控制設定信號
[0035]ECR2第2輸出電壓控制設定電路
[0036]ED輸出電壓檢測電路
[0037]Ed輸出電壓檢測信號
[0038]EDR電壓減少值設定電路
[0039]Edr電壓減少值設定信號
[0040]ER輸出電壓設定電路
[0041]Er輸出電壓設定信號
[0042]EUR電壓增加值設定電路
[0043]Eur電壓增加值設定信號
[0044]EV電壓誤差放大電路
[0045]Εν電壓誤差放大信號
[0046]ID電流檢測電路
[0047]Id電流檢測信號
[0048]Iw焊接電流
[0049]Iwl第1焊接電流
[0050]Iw2第2焊接電流
[0051]Iw3第3焊接電流
[0052]Lc焊接用電纜的電感值
[0053]PM電源主電路
[0054]SD變化率判別電路
[0055]Sd變化率判別信號
[0056]Sp期間信號
[0057]T1第1期間
[0058]T1R第1期間設定電路
[0059]Tlr第1期間設定信號
[0060]T2第2期間
[0061 ]T2R第2期間設定電路
[0062]T2r第2期間設定信號
[0063]T3第3期間
[0064]T3R第3期間設定電路
[0065]T3r第3期間設定信號
[0066]Vw焊接電壓
[0067]Vwl第1焊接電壓值
[0068]Vw2第2焊接電壓值
[0069]Vw3第3焊接電壓值
[0070]WL電抗器
[0071]Ad、At、Au 修正量
【具體實施方式】
[0072]以下，參照附圖來說明本發明的實施方式。
[0073][實施方式1]
[0074]圖1是用于實施本發明的實施方式1所涉及的電弧焊接方法的焊接電源的框圖。以下，參照該圖來說明各塊。
[0075]電源主電路PM將3相200V等商用電源(省略圖示)作為輸入，通過后述的基于電壓誤差放大信號Εν的逆變器控制來進行輸出控制，輸出輸出電壓Ε。該電源主電路ΡΜ雖然省略圖示，但具備:對商用電源進行整流的1次整流電路、對被整流后的直流進行平滑的電容器、將被平滑后的直流變換為高頻交流的逆變器電路、將高頻交流降壓為適合電弧焊接的電壓值的高頻變壓器、對被降壓后的高頻交流進行整流的2次整流電路、以及將上述的電壓誤差放大信號Εν作為輸入來進行PWM控制等調制控制以驅動上述逆變器電路的驅動電路。該電源主電路ΡΜ成為恒壓源，以后述的輸出電壓控制設定信號Ecr為目標值來進行十旦壓控制，輸出輸出電壓E。電抗器WL對該輸出電壓E進行平滑。因此，輸出電壓E為由電抗器WL平滑之前的電壓。
[0076]焊絲1通過與進給電機(省略圖示)結合的進給輥5的旋轉而在焊炬4內進給，與母材2之間產生電弧3，來進行焊接。在焊炬4內的供電芯片(省略圖示)與母材2之間施加焊接電壓Vw，在電弧3中通電焊接電流Iw。焊接電源的一個輸出端子(省略圖示)和焊炬4通過焊接用電纜6而被連接，焊接電源的另一個輸出端子(省略圖示)和母材2通過焊接用電纜7而被連接。焊接用電纜6、7合計的電感值為Lc( μ H)。焊絲1根據其種類而以電極負極性(ΕΝ)或者電極正極性(ΕΡ)來焊接。
[0077]輸出電壓設定電路ER輸出預先規定的輸出電壓設定信號Er。電壓增加值設定電路EUR輸出預先規定的電壓增加值設定信號Eur。電壓減少值設定電路EDR輸出預先規定的電壓減少值設定信號Edr。
[0078]第1期間設定電路T1R輸出預先規定的第1期間設定信號Tlr。第2期間設定電路T2R輸出預先規定的第2期間設定信號T2r。第3期間設定電路T3R輸出預先規定的第3期間設定信號T3r。
[0079]輸出電壓控制設定電路ECR將上述輸出電壓設定信號Er、上述電壓增加值設定信號Eur、上