本發(fā)明涉及電弧焊接方法，進行將焊絲的進給速度交替切換為正向進給期間和反向進給期間的正反向進給控制來使短路期間和電弧期間產(chǎn)生，從而進行焊接。

背景技術(shù)：

在一般的消耗電極式電弧焊接中，將作為消耗電極的焊絲以恒定速度進給，使焊絲與母材之間產(chǎn)生電弧來進行焊接。在消耗電極式電弧焊接中，焊絲和母材多成為交替重復(fù)短路期間和電弧期間的焊接狀態(tài)。

為了進一步提升焊接品質(zhì)，提出周期性重復(fù)焊絲正向進給和反向進給來進行焊接的方法(例如，參考專利文獻1、2等)。

在專利文獻1的發(fā)明中，設(shè)定與焊接電流設(shè)定值相應(yīng)的進給速度的平均值，將焊絲的正向進給和反向進給的頻率以及振幅設(shè)為與焊接電流設(shè)定值相應(yīng)的值。

在專利文獻2的發(fā)明中，在穩(wěn)態(tài)焊接時將焊絲進給速度設(shè)為給定的恒定速度，從指示焊接的結(jié)束的時間點起，將焊絲進給速度從給定的恒定速度切換為重復(fù)正向進給和反向進給的進給。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第5201266號公報

專利文獻2：wo2013/136643號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

如上述那樣，在現(xiàn)有技術(shù)中，通過在穩(wěn)態(tài)焊接期間中進行將進給速度交替切換為給定的正向進給期間和給定的反向進給期間的正反向進給控制，能進行穩(wěn)定的焊接。但在現(xiàn)有技術(shù)中，在結(jié)束焊接時，有在從正反向進給控制到使進給停止為止的過渡期間即所謂的防粘(anti-stick)期間中，焊接狀態(tài)變得不穩(wěn)定這樣的問題。

為此在本發(fā)明中，目的在于，提供在交替切換進給速度的正向進給期間和反向進給期間的焊接中，能使防粘期間中的焊接狀態(tài)穩(wěn)定化的電弧焊接控制方法。

用于解決課題的手段

為了解決上述的課題，本發(fā)明的電弧焊接控制方法通過將焊絲的進給速度交替切換為正向進給期間和反向進給期間的正反向進給控制，使其產(chǎn)生短路期間和電弧期間來進行焊接，該電弧焊接控制方法的特征在于，在輸入了焊接結(jié)束指令之后，將所述進給速度從所述正反向進給控制切換為反向進給控制來結(jié)束焊接。

本發(fā)明的電弧焊接控制方法特征在于，在輸入了所述焊接結(jié)束指令之后，在從所述短路期間移轉(zhuǎn)到所述電弧期間之后再進行向所述反向進給控制的切換。

本發(fā)明的電弧焊接控制方法的特征在于，在將所述反向進給控制持續(xù)了給定期間繼續(xù)的時間點停止進給，從而結(jié)束所述反向進給控制。

本發(fā)明的電弧焊接控制方法的特征在于，在所述反向進給控制中焊接電流不再通電的時間點停止進給，從而結(jié)束所述反向進給控制。

本發(fā)明的電弧焊接控制方法的特征在于，獨立設(shè)定所述反向進給控制的結(jié)束時間點和停止焊接電壓的輸出的時間點。

本發(fā)明的電弧焊接控制方法的特征在于，在所述反向進給控制結(jié)束的時間點停止焊接電壓的輸出。

本發(fā)明的電弧焊接控制方法的特征在于，在切換為所述反向進給控制后對焊接電源進行恒電流控制。

本發(fā)明的電弧焊接控制方法的特征在于，在所述反向進給控制中將所述進給速度設(shè)定為恒定速度。

本發(fā)明的電弧焊接控制方法的特征在于，在所述反向進給控制中將所述進給速度設(shè)定為逐漸減速。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，由于在切換到反向進給控制以后的防粘期間中對焊絲進行反向進給控制，因此電弧狀態(tài)得以持續(xù)，成為穩(wěn)定的焊接狀態(tài)。為此在本發(fā)明中，在焊接結(jié)束時，焊絲前端與焊道的距離成為適合距離，因此能防止焊絲與焊道熔敷。進而在本發(fā)明中，能使焊絲前端粒的大小適合化，能使下次的起弧性良好。

附圖說明

圖1是用于實施本發(fā)明的實施方式1所涉及的電弧焊接控制方法的焊接電源的框圖。

圖2是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的電弧焊接控制方法的圖1的焊接電源中的焊接結(jié)束時的各信號的時序圖。

圖3是用于實施本發(fā)明的實施方式2所涉及的電弧焊接控制方法的焊接電源的框圖。

圖4是用于實施本發(fā)明的實施方式3所涉及的電弧焊接控制方法的焊接電源的框圖。

圖5是用于實施本發(fā)明的實施方式4所涉及的電弧焊接控制方法的焊接電源的框圖。

具體實施方式

以下參考附圖來說明本發(fā)明的實施方式。

[實施方式1]

圖1是用于實施本發(fā)明的實施方式1所涉及的電弧焊接控制方法的焊接電源的框圖。以下參考圖1來說明各方塊。

電源主電路pm將3相200v等商用電源(圖示省略)作為輸入，按照后述的驅(qū)動信號dv進行基于逆變器控制等的輸出控制，將輸出電壓e輸出。該電源主電路pm雖圖示省略，但具備對商用電源進行整流的1次整流器、將整流過的直流平滑的平滑電容器、將平滑過的直流變換成高頻交流的由上述的驅(qū)動信號dv驅(qū)動的逆變器電路、將高頻交流降壓到適于焊接的電壓值的高頻變壓器、和將降壓的高頻交流整流成直流的2次整流器。

電抗器wl對上述的輸出電壓e進行平滑。該電抗器wl的電感值例如為200μh。

進給電動機wm將后述的進給控制信號fc作為輸入，在穩(wěn)態(tài)焊接期間中周期性重復(fù)正向進給和反向進給來將焊絲1以進給速度fw進給。作為進給電動機wm使用過渡響應(yīng)性快的電動機。為了加快焊絲1的進給速度fw的變化率以及進給方向的反轉(zhuǎn)，有進給電動機wm設(shè)置在焊炬4的前端的附近的情況。另外，還有使用2個進給電動機wm而做出推挽方式的進給系統(tǒng)的情況。

焊絲1通過與上述的進給電動機wm結(jié)合的進給輥5的旋轉(zhuǎn)而在焊炬4內(nèi)被進給，在與母材2之間產(chǎn)生電弧3。在焊炬4內(nèi)的供電嘴(圖示省略)與母材2之間施加焊接電壓vw，通電焊接電流iw。

電壓檢測電路vd檢測上述的焊接電壓vw，輸出電壓檢測信號vd。短路判別電路sd將上述的電壓檢測信號vd作為輸入，在該值不足短路判別值(10v程度)時，判別為是短路期間而輸出成為高電平的短路判別信號sd，在該值為上述短路判別值以上時，判別為是電弧期間而輸出成為低電平的短路判別信號sd。

焊接開始電路st輸出焊接開始信號st，其在焊接開始指令時成為高電平，在焊接結(jié)束指令時成為低電平。該焊接開始電路st相當于焊炬4的啟動開關(guān)、控制焊接工序的plc、機器人控制裝置等。

反向進給控制期間判別電路stk將上述的焊接開始信號st以及上述的短路判別信號sd作為輸入，輸出反向進給控制期間信號stk，其在焊接開始信號st從高電平變化到低電平(焊接結(jié)束指令)后，在短路判別信號sd從高電平變化到低電平(電弧)的時間點被置位成高電平，之后在經(jīng)過預(yù)先確定的反向進給控制期間tk的時間點被重置成低電平。

防粘電壓輸出期間判別電路stb，將上述的反向進給控制期間信號stk作為輸入，輸出防粘電壓輸出期間信號stb，其在反向進給控制期間信號stk變化到高電平的時間點被置位成高電平，之后在經(jīng)過預(yù)先確定的防粘電壓輸出期間tb的時間點被重置成低電平。

平均進給速度設(shè)定電路far輸出預(yù)先確定的平均進給速度設(shè)定信號far。周期設(shè)定電路tfr輸出預(yù)先確定的周期設(shè)定信號tfr。振幅設(shè)定電路wfr輸出預(yù)先確定的振幅設(shè)定信號wfr。

穩(wěn)態(tài)焊接期間進給速度設(shè)定電路fcr將上述的平均進給速度設(shè)定信號far、上述的周期設(shè)定信號tfr以及上述的振幅設(shè)定信號wfr作為輸入，輸出穩(wěn)態(tài)焊接期間進給速度設(shè)定信號fcr，其成為使以根據(jù)振幅設(shè)定信號wfr確定的振幅wf以及根據(jù)周期設(shè)定信號tfr確定的周期tf而正負對稱形狀地變化的預(yù)先確定的梯形波向正向進給側(cè)移位平均進給速度設(shè)定信號far的值的波形。關(guān)于該穩(wěn)態(tài)焊接期間進給速度設(shè)定信號fcr，在圖2中詳述。

反向進給進給速度設(shè)定電路fkr輸出預(yù)先確定的反向進給進給速度設(shè)定信號fkr。fkr由于是反向進給，因此成為負的值。

進給速度設(shè)定電路fr將上述的穩(wěn)態(tài)焊接期間進給速度設(shè)定信號fcr、上述的反向進給進給速度設(shè)定信號fkr以及上述的反向進給控制期間信號stk作為輸入，在反向進給控制期間信號stk為低電平時，輸出穩(wěn)態(tài)焊接期間進給速度設(shè)定信號fcr作為進給速度設(shè)定信號fr，在stk＝高電平時，輸出反向進給進給速度設(shè)定信號fkr作為進給速度設(shè)定信號fr。

進給控制電路fc將上述的焊接開始信號st、上述的反向進給控制期間信號stk以及上述的進給速度設(shè)定信號fr作為輸入，若焊接開始信號st變化到高電平(焊接開始指令)，則將用于以相當于進給速度設(shè)定信號fr的值的進給速度fw進給焊絲1的進給控制信號fc輸出到上述的進給電動機wm，在反向進給控制期間信號stk變化到低電平的時間點將用于停止進給的進給控制信號fc輸出到上述的進給電動機wm。

穩(wěn)態(tài)輸出電壓設(shè)定電路ecr輸出預(yù)先確定的穩(wěn)態(tài)輸出電壓設(shè)定信號ecr。防粘輸出電壓設(shè)定電路ebr輸出預(yù)先確定的防粘輸出電壓設(shè)定信號ebr。

輸出電壓設(shè)定電路er將上述的穩(wěn)態(tài)輸出電壓設(shè)定信號ecr、上述的防粘輸出電壓設(shè)定信號ebr以及防粘電壓輸出期間信號stb作為輸入，在防粘電壓輸出期間信號stb為低電平時，輸出穩(wěn)態(tài)輸出電壓設(shè)定信號ecr作為輸出電壓設(shè)定信號er，在stb＝高電平時，輸出防粘輸出電壓設(shè)定信號ebr作為輸出電壓設(shè)定信號er。

輸出電壓檢測電路ed檢測上述的輸出電壓e，進行平滑，輸出輸出電壓檢測信號ed。

電壓誤差放大電路ev將上述的輸出電壓設(shè)定信號er以及上述的輸出電壓檢測信號ed作為輸入，將輸出電壓設(shè)定信號er(+)與輸出電壓檢測信號ed(-)的誤差放大，輸出電壓誤差放大信號ev。通過該電路對焊接電源進行恒電壓控制。

驅(qū)動電路dv將上述的電壓誤差放大信號ev、上述的焊接開始信號st以及上述的防粘電壓輸出期間信號stb作為輸入，若焊接開始信號st變化到高電平(焊接開始指令)，則基于電壓誤差放大信號ev進行pwm調(diào)制控制，輸出用于驅(qū)動上述的電源主電路pm內(nèi)的逆變器電路的驅(qū)動信號dv，若防粘電壓輸出期間信號stb變化到低電平，則停止驅(qū)動信號dv的輸出。即，焊接電源從焊接開始信號變化到高電平的時間點到防粘電壓輸出期間信號stb變化到低電平的時間點為止被啟動，輸出焊接電壓vw。

圖2是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的電弧焊接控制方法的圖1的焊接電源中的焊接結(jié)束時的各信號的時序圖。圖2(a)表示焊接開始信號st的時間變化，圖2(b)表示進給速度fw的時間變化，圖2(c)表示焊接電流iw的時間變化，圖2(d)表示焊接電壓vw的時間變化，圖2(e)表示短路判別信號sd的時間變化，圖2(f)表示反向進給控制期間信號stk的時間變化，圖2(g)表示防粘電壓輸出期間信號stb的時間變化。以下參考圖2來說明焊接結(jié)束時的各信號的動作。

如圖2所示那樣，到時刻t14為止的期間成為穩(wěn)態(tài)焊接期間，時刻t14～t15的期間成為防粘期間。然后，時刻t14～t15的期間成為反向進給控制期間tk，時刻t14～t15的期間成為防粘電壓輸出期間tb。如后述那樣，防粘期間、反向進給控制期間tk以及防粘電壓輸出期間tb的各開始時間點是同一時刻t14，在焊接開始信號st變化到低電平(焊接結(jié)束指令)的時間點t11之后從短路期間移轉(zhuǎn)到電弧期間的時間點t14。另外，反向進給控制期間tk以及防粘電壓輸出期間tb的結(jié)束時間點分別獨立設(shè)定，但在圖2中例示了結(jié)束時間點是同一時刻的情況。

圖2(b)所示的進給速度fw被控制在從圖1的進給速度設(shè)定電路fr輸出的進給速度設(shè)定信號fr的值。穩(wěn)態(tài)焊接期間中的進給速度設(shè)定信號fr(穩(wěn)態(tài)焊接期間進給速度設(shè)定信號fcr)，成為使以由振幅設(shè)定信號wfr確定的振幅wf以及由周期設(shè)定信號tfr確定的周期tf正負對稱形狀變化的預(yù)先確定的梯形波向正向進給側(cè)移位了平均進給速度設(shè)定信號far的值而得到的波形。為此如2(b)所示那樣，穩(wěn)態(tài)焊接期間中的進給速度fw將成為根據(jù)平均進給速度設(shè)定信號far確定的以虛線示出的平均進給速度fa作為基準線而上下成為對稱的以振幅wf以及周期tf預(yù)先確定的梯形波狀的進給速度圖案。即，從基準線起上側(cè)的振幅和下側(cè)的振幅成為相同值，基準線的上側(cè)的期間和下側(cè)的期間成為相同值。

在此，若以0為基準線來觀察穩(wěn)態(tài)焊接期間中的進給速度fw的梯形波，則如圖2(b)所示那樣，時刻t1～t5的穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給期間分別由給定的穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給加速期間、穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給峰頂期間、穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給峰值以及穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給減速期間形成，時刻t5～t9的穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給期間分別由給定的穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給加速期間、穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給峰頂期間、穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給峰值以及穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給減速期間形成。

[時刻t1～t5的穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給期間的動作]

如圖2(a)所示那樣，焊接開始信號st成為高電平(焊接開始指令)。如圖2(b)所示那樣，進給速度fw進入到時刻t1～t2的穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給加速期間，從0加速到上述的穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給峰值。在該期間中由于短路狀態(tài)持續(xù)，因此如圖2(e)所示那樣，短路判別信號sd成為高電平(短路)。

若在時刻t2結(jié)束穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給加速期間，則如圖2(b)所示那樣，進給速度fw進入到時刻t2～t4的穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給峰頂期間，成為上述的穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給峰值。在該期間中的時刻t3，因反向進給以及焊接電流iw的通電所引起的收縮力而重產(chǎn)生電弧3。對此做出響應(yīng)，如圖2(d)所示那樣，焊接電壓vw急增到數(shù)十v的電弧電壓值，如圖2(e)所示那樣，短路判別信號sd變化為低電平(電弧)。如圖2(c)所示那樣，焊接電流iw在這以后的電弧期間中逐漸減少。

若在時刻t4結(jié)束穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給峰頂期間，則如圖2(b)所示那樣進入到時刻t4～t5的穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給減速期間，從上述的穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給峰值減速到0。

[時刻t5～t9的穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給期間的動作]

如圖2(b)所示那樣，進給速度fw進入到時刻t5～t6的穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給加速期間，從0加速到上述的穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給峰值。該期間中保持電弧期間不變。

若在時刻t6結(jié)束穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給加速期間，則如圖2(b)所示那樣，進給速度fw進入到時刻t6～t8的穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給峰頂期間，成為上述的穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給峰值。在該期間中的時刻t7因正向進給而發(fā)生短路。對此做出響應(yīng)，如圖2(d)所示那樣，焊接電壓vw急減到數(shù)v的短路電壓值，如圖2(e)所示那樣，短路判別信號sd變化到高電平(短路)。如圖2(c)所示那樣，焊接電流iw在這以后的短路期間中逐漸增加。

在時刻t8穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給峰頂期間結(jié)束后，如圖2(b)所示那樣進入到時刻t8～t9的穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給減速期間，從上述的穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給峰值減速到0。

時刻t9～t10的穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給期間中重復(fù)上述的動作。因此，在穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給峰頂期間中產(chǎn)生電弧。

從時刻t10起進入到穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給期間，在時刻t10～t12的穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給加速期間中的時刻t11中，如圖2(a)所示那樣，焊接開始信號st變化到低電平(焊接結(jié)束指令)。因此焊接開始信號st在電弧期間中變化到低電平。在焊接開始信號st變化到低電平后，直到最初從短路期間變化到電弧期間的時間點(圖2中為時刻t14)為止都成為穩(wěn)態(tài)焊接期間。因此，在時刻t10～t13的穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給期間中，重復(fù)與上述同樣的動作。由此在穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給峰頂期間中產(chǎn)生短路。焊接開始信號st成為低電平的定時是進給速度fw的任意的定時，是電弧期間中還是短路期間中也是任意的。

[時刻t14～t15的防粘期間中的動作]

從時刻t13起進入到穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給期間，在穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給峰頂期間中的時刻t14產(chǎn)生電弧。從該時刻t14起進入到防粘期間。在時刻t14產(chǎn)生電弧后，如圖2(d)所示那樣，焊接電壓vw急增到數(shù)十v的電弧電壓值。對此做出響應(yīng)，如圖2(e)所示那樣，短路判別信號sd變化到低電平(電弧)。對此做出響應(yīng)，如圖2(f)所示那樣，反向進給控制期間信號stk變化到高電平，在經(jīng)過預(yù)先確定的反向進給控制期間tk后的時刻t15回到低電平。同時如圖2(g)所示那樣，防粘電壓輸出期間信號stb也變化到高電平，在經(jīng)過預(yù)先確定的防粘電壓輸出期間tb后回到低電平。若反向進給控制期間信號stk變化到高電平，則如圖2(b)所示那樣，進給速度fw具有坡度地減速到預(yù)先確定的反向進給進給速度fk。該反向進給進給速度fk通過圖1的反向進給進給速度設(shè)定信號fkr設(shè)定。時刻t14～t15的期間成為預(yù)先確定的反向進給控制期間tk以及預(yù)先確定的防粘電壓輸出期間tb。由于如上述那樣獨立設(shè)定tk和tb，因此也可以tk≠tb。如圖2(b)所示那樣，進給速度fw在反向進給控制期間tk中成為反向進給進給速度fk，在時刻t15由于停止進給，因此成為0。如圖2(d)所示那樣，焊接電壓vw的輸出在防粘電壓輸出期間tb中持續(xù)，并在時刻t15成為0。焊接電源在全期間中被恒電壓控制，在穩(wěn)態(tài)焊接期間中基于穩(wěn)態(tài)輸出電壓設(shè)定信號ecr被恒電壓控制，在防粘期間中基于防粘輸出電壓設(shè)定信號ebr被恒電壓控制。設(shè)定為ebr＜ecr。

如圖2(c)所示那樣，焊接電流iw從時刻t14起減少，持續(xù)數(shù)十a(chǎn)的狀態(tài)直到防粘電壓輸出期間tb結(jié)束的時刻t15。由于輸出被恒電壓控制，因此焊接電流iw的值根據(jù)電弧負荷而發(fā)生變化。

在時刻t14～t15的防粘期間中，電弧期間繼續(xù)，焊絲一邊被反向進給一邊因電弧熱而熔融。然后設(shè)定上述的反向進給進給速度fk以及反向進給控制期間tk，使得在時刻t15，在焊接結(jié)束的時間點，焊絲的前端與焊道的距離以及焊絲前端粒的大小變得適合。兩值按照焊絲的直徑、材質(zhì)、接縫形狀、焊接姿態(tài)等焊接條件通過實驗設(shè)定為適合值。例如反向進給進給速度fk被設(shè)定為-3～-10m/min程度，反向進給控制期間tk被設(shè)定為1～50ms程度。切換為反向進給進給速度fk時的坡度例如設(shè)定為0～5ms程度。成為0時是不設(shè)坡度的情況。

以下示出穩(wěn)態(tài)焊接期間中的進給速度fw的梯形波的數(shù)值例。

若設(shè)定為周期tf＝10ms、振幅wf＝60m/min、平均進給速度fa＝5m/min、半周期的各傾斜期間＝1.2ms、峰頂期間＝2.6ms、峰值＝30m/min的梯形波，則成為使該梯形波向正向進給側(cè)移位了平均進給速度fa＝5m/min的波形。平均焊接電流成為約250a。該情況下的各波形參數(shù)成為以下那樣。

穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給期間＝4.6ms、穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給加速期間＝1.0ms、穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給峰頂期間＝2.6ms、穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給峰值＝-25m/min、穩(wěn)態(tài)焊接期間反向進給減速期間＝1.0ms。

穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給期間＝5.4ms、穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給加速期間＝1.4ms、穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給峰頂期間＝2.6ms、穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給峰值＝35m/min、穩(wěn)態(tài)焊接期間正向進給減速期間＝1.4ms。

根據(jù)上述的實施方式1，若被輸入焊接結(jié)束指令，則將進給速度從正反向進給控制切換到反向進給控制，并結(jié)束焊接。在防粘期間中，由于焊絲被反向進給控制，因此電弧狀態(tài)持續(xù)，成為穩(wěn)定的焊接狀態(tài)。為此，由于在焊接結(jié)束時焊絲前端與焊道的距離成為適合距離，因此能防止焊絲與焊道熔敷。進而焊絲前端粒的大小被適合化，能使下次的起弧性良好。

進而根據(jù)上述的實施方式1，在被輸入焊接結(jié)束指令后從短路期間移轉(zhuǎn)到電弧期間之后再進行向反向進給控制的切換。由此從穩(wěn)態(tài)焊接期間向防粘期間的移轉(zhuǎn)變得平穩(wěn)，能使防粘期間中的焊接狀態(tài)更加穩(wěn)定化。

[實施方式2]

實施方式2的發(fā)明中，在切換到反向進給控制之后對焊接電源進行恒電流控制。在實施方式1的發(fā)明中，在穩(wěn)態(tài)焊接期間以及切換到反向進給控制后的防粘期間中進行恒電壓控制。與此相對，在實施方式2的發(fā)明中，在穩(wěn)態(tài)焊接期間中進行恒電壓控制，在防粘期間中進行恒電流控制。

圖3是用于實施實施方式2所涉及的電弧焊接控制方法的焊接電源的框圖。圖3與上述的圖1對應(yīng)，對同一方塊標注同一標號，不再重復(fù)它們的說明。圖3在圖1基礎(chǔ)上追加了防粘電流設(shè)定電路ibr、電流檢測電路id、電流誤差放大電路ei以及電源特性切換電路sw，將圖1的驅(qū)動電路dv置換為第2驅(qū)動電路dv2。以下參考圖3來說明這些方塊。

防粘電流設(shè)定電路ibr輸出預(yù)先確定的防粘電流設(shè)定信號ibr。防粘電流設(shè)定信號ibr例如被設(shè)定為30～100a程度。電流檢測電路id檢測上述的焊接電流iw，輸出電流檢測信號id。

電流誤差放大電路ei將上述的防粘電流設(shè)定信號ibr以及上述的電流檢測信號id作為輸入，將防粘電流設(shè)定信號ibr(+)與電流檢測信號id(-)的誤差放大并輸出電流誤差放大信號ei。通過該電路，防粘期間中焊接電源被實施恒電流控制。

電源特性切換電路sw將上述的電流誤差放大信號ei、上述的電壓誤差放大信號ev以及上述的防粘電壓輸出期間信號stb作為輸入，在防粘電壓輸出期間信號stb為低電平(穩(wěn)態(tài)焊接期間)時，輸出電壓誤差放大信號ev作為誤差放大信號ea，在stb＝高電平(防粘期間)時，輸出電流誤差放大信號ei作為誤差放大信號ea。

第2驅(qū)動電路dv2將上述的誤差放大信號ea、上述的焊接開始信號st以及上述的防粘電壓輸出期間信號stb作為輸入，若焊接開始信號st變化到高電平(焊接開始指令)，則基于誤差放大信號ea進行pwm調(diào)制控制，輸出用于驅(qū)動上述的電源主電路pm內(nèi)的逆變器電路的驅(qū)動信號dv，若防粘電壓輸出期間信號stb變化到低電平，則停止驅(qū)動信號dv的輸出。即，焊接電源從焊接開始信號變化到高電平的時間點到防粘電壓輸出期間信號stb變化到低電平的時間點為止被啟動，輸出焊接電壓vw以及焊接電流iw。

表示本發(fā)明的實施方式2所涉及的電弧焊接控制方法的圖3的焊接電源中的焊接結(jié)束時的各信號的時序圖由于與上述的圖2相同，因此不再重復(fù)說明。但在時刻t14以后的防粘期間中，由于成為恒電流控制，因此圖(c)所示的焊接電流iw成為通過防粘電流設(shè)定信號ibr確定的恒定的電流值，在這點上不同。

根據(jù)上述的實施方式2，在切換到反向進給控制后對焊接電源進行恒電流控制。由此，由于防粘期間中的焊接電流iw的值成為給定值，因此能精密控制防粘期間中對焊絲的熱輸入量。由此，除了實施方式1的效果以外，還能更精密地將焊接結(jié)束時的焊絲前端與焊道的距離以及焊絲前端粒的大小控制在適合值。

[實施方式3]

實施方式3的發(fā)明中，在反向進給控制中焊接電流不再通電的時間點停止進給，從而結(jié)束反向進給控制。在實施方式1以及2的發(fā)明中，反向進給控制期間是給定值。與此相對，在實施方式3的發(fā)明中，在焊接電流不再通電的時間點(電弧消失的時間點)結(jié)束反向進給控制期間。

圖4是用于實施實施方式3所涉及的電弧焊接控制方法的焊接電源的框圖。圖4與上述的圖1對應(yīng)，對同一方塊標注同一標號，不再重復(fù)它們的說明。圖4在圖1的基礎(chǔ)上追加了電流檢測電路id以及電流通電判別電路cd，將圖1的反向進給控制期間判別電路stk置換為第2反向進給控制期間判別電路stk2，將圖1的防粘電壓輸出期間判別電路stb置換為第2防粘電壓輸出期間判別電路stb2。以下參考圖4來說明這些方塊。

電流檢測電路id檢測上述的焊接電流iw，輸出電流檢測信號id。

電流通電判別電路cd將上述的電流檢測信號id作為輸入，在該值為閾值(10a程度)以上時判別為焊接電流iw通電，輸出成為高電平的電流通電判別信號cd。

第2反向進給控制期間判別電路stk2將上述的焊接開始信號st、上述的短路判別信號sd以及上述的電流通電判別信號cd作為輸入，輸出反向進給控制期間信號stk，其在焊接開始信號st從高電平變化到低電平(焊接結(jié)束指令)后，在短路判別信號sd從高電平變化到低電平(電弧)的時間點被置位成高電平，之后在電流通電判別信號cd變化到低電平(非通電)的時間點被重置成低電平。

第2防粘電壓輸出期間判別電路stb2將上述的反向進給控制期間信號stk作為輸入，輸出防粘電壓輸出期間信號stb，其在反向進給控制期間信號stk變化到高電平的時間點被置位成高電平，在反向進給控制期間信號stk變化到低電平的時間點或從該時間點延遲的時間點被重置成低電平。

表示本發(fā)明的實施方式3所涉及的電弧焊接控制方法的圖4的焊接電源中的焊接結(jié)束時的各信號的時序圖由于與上述的圖2相同，因此不再重復(fù)說明。但在以下點上不同。在圖2中，通過時刻t14起的反向進給控制而電弧長度逐漸變長，在時刻t15不再能維持電弧，電弧消失。若電弧消失，則圖(c)所示的焊接電流iw不再通電。對此做出響應(yīng)，圖(f)所示的反向進給控制期間信號stk變化到低電平，因此圖(b)所示的進給速度fw成為0，進給停止。同樣地，若在時刻t15焊接電流iw不再通電，則圖(g)所示的防粘電壓輸出期間信號stb也變化到低電平，因此圖(d)所示的焊接電壓vw成為0，輸出停止。

實施方式3是以實施方式1為基礎(chǔ)的情況，但以實施方式2為基礎(chǔ)的情況也同樣。

根據(jù)上述的實施方式3，在反向進給控制中，在焊接電流不再通電的時間點停止進給來結(jié)束反向進給控制。由此在實施方式3中，除了實施方式1以及2的效果以外，還起到以下的效果。在實施方式1以及2中，需要通過實驗預(yù)先設(shè)定反向進給控制期間，使其在每個焊接條件下都成為適合值。與此相對，在實施方式3中，在電弧消失而焊接電流不再通電的時間點自動結(jié)束反向進給控制期間，因此不需要設(shè)定，作業(yè)效率得到提升。

[實施方式4]

實施方式4的發(fā)明中，在反向進給控制中將進給速度設(shè)定得逐漸減速。在實施方式1～3的發(fā)明中，在反向進給控制中將進給速度設(shè)定為恒定速度。

圖5是用于實施實施方式4所涉及的電弧焊接控制方法的焊接電源的框圖。圖5與上述的圖1對應(yīng)，對同一方塊標注同一標號，不再重復(fù)它們的說明。圖5將圖1的反向進給進給速度設(shè)定電路fkr置換為第2反向進給進給速度設(shè)定電路fkr2。以下參考圖5來說明該方塊。

第2反向進給進給速度設(shè)定電路fkr2將上述的反向進給控制期間信號stk作為輸入，輸出反向進給進給速度設(shè)定信號fkr，其型式為在反向進給控制期間信號stk變化到高電平(反向進給控制期間)的時間點具有坡度地減速到預(yù)先確定的初始值，之后伴隨時間經(jīng)過而逐漸減速。fkr由于是反向進給而是負的值，由于進行減速因此其絕對值是與時間經(jīng)過一起變小的值。

表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的電弧焊接控制方法的圖5的焊接電源中的焊接結(jié)束時的各信號的時序圖由于與上述的圖2相同，因此不再重復(fù)說明。但在以下點上不同。在圖2中，在時刻t14～t15的反向進給控制期間tk中，如圖(b)所示那樣，進給速度fw具有坡度地減速到預(yù)先確定的反向進給進給速度fk的初始值，之后伴隨時間經(jīng)過而逐漸減速直到反向進給控制期間tk結(jié)束。

實施方式4是以實施方式1為基礎(chǔ)的情況，但以實施方式2以及3為基礎(chǔ)的情況也同樣。

根據(jù)上述的實施方式4，在反向進給控制中設(shè)定進給速度，使其逐漸減速。由此在實施方式4中，除了實施方式1～3的效果以外，還起到以下的效果。在實施方式4中，在反向進給控制期間中，進給速度逐漸減速而接近于0，因此焊接結(jié)束后的熔滴尺寸的偏差變小。為此，下次的起弧性更加良好。

產(chǎn)業(yè)上的利用可能性

根據(jù)本發(fā)明，在交替切換進給速度的正向進給期間和反向進給期間的焊接中，能提供能使防粘期間中的焊接狀態(tài)穩(wěn)定化的電弧焊接控制方法。

以上通過特定的實施方式說明了本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于該實施方式，能在不脫離公開的發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)進行種種變更。本申請基于2015年1月19日申請的日本專利申請(特愿2015-007972)，將其內(nèi)容引入于此。

標號的說明

1焊絲

2母材

3電弧

4焊炬

5進給輥

cd電流通電判別電路

cd電流通電判別信號

dv驅(qū)動電路

dv驅(qū)動信號

dv2第2驅(qū)動電路

e輸出電壓

ea誤差放大信號

ebr防粘輸出電壓設(shè)定電路

ebr防粘輸出電壓設(shè)定信號

ecr穩(wěn)態(tài)輸出電壓設(shè)定電路

ecr穩(wěn)態(tài)輸出電壓設(shè)定信號

ed輸出電壓檢測電路

ed輸出電壓檢測信號

ei電流誤差放大電路

ei電流誤差放大信號

er輸出電壓設(shè)定電路

er輸出電壓設(shè)定信號

ev電壓誤差放大電路

ev電壓誤差放大信號

fa平均進給速度

far平均進給速度設(shè)定電路

far平均進給速度設(shè)定信號

fc進給控制電路

fc進給控制信號

fcr穩(wěn)態(tài)焊接期間進給速度設(shè)定電路

fcr穩(wěn)態(tài)焊接期間進給速度設(shè)定信號

fk反向進給進給速度

fkr反向進給進給速度設(shè)定電路

fkr反向進給進給速度設(shè)定信號

fkr2第2反向進給進給速度設(shè)定電路

fr進給速度設(shè)定電路

fr進給速度設(shè)定信號

fw進給速度

ibr防粘電流設(shè)定電路

ibr防粘電流設(shè)定信號

id電流檢測電路

id電流檢測信號

iw焊接電流

pm電源主電路

sd短路判別電路

sd短路判別信號

st焊接開始電路

st焊接開始信號

stb防粘電壓輸出期間判別電路

stb防粘電壓輸出期間信號

stb2第2防粘電壓輸出期間判別電路

stk反向進給控制期間判別電路

stk反向進給控制期間信號

stk2第2反向進給控制期間判別電路

sw電源特性切換電路

tb防粘電壓輸出期間

tf周期

tfr周期設(shè)定電路

tfr周期設(shè)定信號

tk反向進給控制期間

vd電壓檢測電路

vd電壓檢測信號

vw焊接電壓

wf振幅

wfr振幅設(shè)定電路

wfr振幅設(shè)定信號

wl電抗器

wm進給電動機