電弧焊接裝置以及電弧焊接控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電弧焊接裝置以及電弧焊接控制方法，作為自耗電極即焊絲的進(jìn)給，反復(fù)進(jìn)行正送和逆送，并且使短路狀態(tài)和電弧狀態(tài)交替地產(chǎn)生來進(jìn)行焊接。
【背景技術(shù)】
[0002]在進(jìn)行鍍鋅鋼板的焊接的情況下，一般廣泛使用短路過渡焊接(CO2焊接、MAG焊接)、脈沖MAG焊接。圖10和圖11是用于說明進(jìn)行鍍鋅鋼板的焊接的現(xiàn)有的電弧焊接控制方法的圖。圖10示出了作為焊接法通過一般的自耗電極式電弧焊接對鍍鋅鋼板進(jìn)行焊接時的焊縫剖面。
[0003]在鍍鋅鋼板26的表面，鍍覆有鍍鋅27。鍍鋅27中所包含的鋅的沸點是907 °C，低于鐵的熔點1536°C。若對鍍鋅鋼板26進(jìn)行電弧焊接，則鋅氣化，該鋅蒸氣要通過熔池向外部擴散。但是，在熔融金屬的凝固速度較快的情況下，鋅蒸氣不能充分地擴散到外部，會作為氣孔28而殘存于焊縫35內(nèi)以及焊縫35表面。在氣孔28留在焊縫35內(nèi)的情況下形成氣泡。在氣孔28開口于焊縫35表面的情況下形成凹坑。氣泡、凹坑都有損于焊接部位的強度。因此，例如，在較多使用鍍鋅鋼板26的汽車業(yè)界，需要抑制氣孔28的產(chǎn)生，尤其是規(guī)定凹坑的產(chǎn)生量來進(jìn)行管理的情況很多。
[0004]圖11中示出基于現(xiàn)有技術(shù)的短路焊接的各參數(shù)的波形的示例。圖11示出了焊接電流1、焊接電壓V、送絲速度WS、電動機啟動/停止(ON/OFF)切換信號N、電動機極性切換信號K的時間變化。
[0005]在圖11中，從時刻tl到時刻t2是短路期間。從短路產(chǎn)生初始時刻tl進(jìn)行電流控制，使焊接電流I以給定斜率上升。此外，使送絲速度WS減速至比基本送絲速度WSl低的送絲速度WS2。另外，在即將到短路期間的終點之前，S卩，在即將到時刻t2之前，如從現(xiàn)有已知的那樣，探測熔融的焊絲的縮頸從而控制為使焊接電流I急劇降低。
[0006]在圖11中，從時刻t2到時刻t6是電弧期間。在電弧期間中時刻t2到時刻t3的期間中，從電弧產(chǎn)生初始時刻t2開始進(jìn)行電流控制，使焊接電流I以給定斜率上升。另外，焊接電流I的峰值電流IP上升至成為200A以上。此外，使送絲速度WS從送絲速度WS2加速至基本送絲速度WS1。在此，例如，在CO2焊接的情況下，因為電弧集中性好，所以焊接電流I的峰值電流IP越高，電弧力壓擠被焊接物熔融了的部分即熔池，作為結(jié)果，被焊接物掘入的傾向就越高。而且，在最差的情況下，也有時發(fā)生被焊接物的開孔(焊穿)。另一方面，若峰值電流IP過低則有時也會產(chǎn)生微短路。因此，為了難以產(chǎn)生微短路，同時又不掘入熔池，需要使峰值電流IP成為必要最低限度的焊接電流I。此外，也可以在焊接電流I成為峰值電流IP之后使該峰值電流IP維持給定時間，將該維持的末端的時間設(shè)為時刻t3。
[0007]然后，在電弧產(chǎn)生之后不久的時刻t2，送絲速度WS處于從送絲速度WS2向基本送絲速度WSl開始了加速的低速狀態(tài)。因此即使不使峰值電流IP增高至必要以上，也能夠使焊絲燃燒來確保電弧長度。因此，能夠抑制微短路。
[0008]在電弧期間中時刻t3到時刻t4的期間中，對焊接電壓進(jìn)行恒壓控制。按照能夠輸出作為恒壓控制的基本電壓的基本焊接電壓VP的方式輸出焊接電流I。通過進(jìn)行恒壓控制能夠維持電弧長度。因此，能夠維持難以產(chǎn)生微短路的電弧狀態(tài)。
[0009]在電弧期間中時刻t4到時刻t5的期間中，進(jìn)行電流控制，使焊接電流I向基礎(chǔ)電流IB降低?；A(chǔ)電流IB為即使產(chǎn)生微短路也難以產(chǎn)生大粒的濺射的電流值即100A以下。另外，從時刻t4 一直到時刻t5以給定斜率進(jìn)行焊接電流I的降低。這樣，通過使焊接電流I以給定斜率減少以便從電弧開始時起在給定時間后焊接電流I成為基礎(chǔ)電流IB，能夠緩和電弧狀態(tài)的急劇的變化。
[0010]在電弧期間中時刻t5到時刻t6的期間中，成為如下狀態(tài):進(jìn)行恒流控制以保持基礎(chǔ)電流IB的狀態(tài)，等待下一個短路產(chǎn)生的時刻即時刻t6。通過像這樣使焊接電流I保持為基礎(chǔ)電流IB的狀態(tài)，從而具有確保容易產(chǎn)生短路的狀態(tài)以及即使產(chǎn)生微短路也由于焊接電流I較低而難以產(chǎn)生大粒濺射這樣的效果。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)的電弧焊接控制方法反復(fù)上述的短路期間和電弧期間的循環(huán)，例如有專利文獻(xiàn)I等。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0013]專利文獻(xiàn)
[0014]專利文獻(xiàn)1:JP特開2007-216268號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]在現(xiàn)有的電弧焊接控制方法中，在電弧期間中時刻t2到時刻t3的期間中，從電弧產(chǎn)生初始時刻即時刻t2開始進(jìn)行電流控制，使焊接電流I以給定斜率上升到200A以上的峰值電流IP。現(xiàn)有的焊接裝置將與焊絲材質(zhì)、使用氣體、絲徑的組合相應(yīng)的峰值電流存儲在焊接裝置內(nèi)部，并輸出基于焊絲材質(zhì)、使用氣體、絲徑等而決定的峰值電流。
[0016]但是，對于鍍鋅鋼板的焊接而言，需要為了使鋅蒸氣容易放出的適當(dāng)?shù)姆逯惦娏?。峰值電流越高就越容易放出鋅蒸氣。但是，根據(jù)接頭形狀，存在由于峰值電流較高而產(chǎn)生開孔的情況。不能針對各種接頭形狀使鋅蒸氣的放出與被焊接物的開孔的抑制并存。
[0017]因此，雖需要適于接頭形狀的峰值電流，但現(xiàn)有那樣的存儲在焊接裝置內(nèi)部的一個峰值電流不能對應(yīng)。即，現(xiàn)有技術(shù)中沒有考慮接頭形狀來決定峰值電流。因此，對于接頭形狀不同的被焊接物，例如若設(shè)定電流相同則峰值電流為相同值。
[0018]另外，若不能順利地放出鋅蒸氣，則鋅蒸氣浮出熔池內(nèi)從熔池表面放出。因此，在鋅蒸氣的放出時噴出的熔融金屬就那樣作為濺射向外部飛散?；蛘撸阡\蒸氣的放出時噴出的熔融金屬與焊絲進(jìn)行短路而通過電能作為濺射飛散。由于這些情況，異常地大量產(chǎn)生濺射。
[0019]為了解決上述課題，本發(fā)明的電弧焊接裝置是交替地反復(fù)焊絲與被焊接物短路的短路期間和在焊絲與被焊接物之間產(chǎn)生電弧的電弧期間的電弧焊接裝置。該電弧焊接裝置具有焊接輸出部、接頭形狀設(shè)定部、存儲部和波形參數(shù)決定部。焊接輸出部進(jìn)行焊接輸出，接頭形狀設(shè)定部設(shè)定接頭形狀。存儲部存儲接頭形狀和波形參數(shù)的多個組合。波形參數(shù)決定部基于由接頭形狀設(shè)定部設(shè)定的接頭形狀以及多個組合，來決定波形參數(shù)。焊接輸出部基于由波形參數(shù)決定部決定的波形參數(shù)來進(jìn)行焊接輸出。
[0020]此外，本發(fā)明的電弧焊接控制方法是交替地反復(fù)焊絲與被焊接物短路的短路期間和在焊絲與被焊接物之間產(chǎn)生電弧的電弧期間的電弧焊接控制方法。該電弧焊接控制方法具有設(shè)定接頭形狀的步驟、基于接頭形狀來決定波形參數(shù)的步驟、和基于波形參數(shù)來控制焊接輸出的步驟。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，在使用焊接用的焊絲對鍍鋅鋼板等進(jìn)行了表面處理的被焊接物進(jìn)行焊接的情況下，能夠根據(jù)接頭形狀來輸出適當(dāng)?shù)姆逯惦娏?。由此，沒有對被焊接物的開孔(焊穿)，并且通過壓擠熔池以使被焊接物的根部露出從而從被焊接物產(chǎn)生的氣體從露出部脫離。由此，能夠抑制氣泡、凹坑的產(chǎn)生以及濺射的產(chǎn)生。
【附圖說明】
[0022]圖1是表示本發(fā)明的實施方式中的電弧焊接裝置的概略構(gòu)成的圖。
[0023]圖2是表示本發(fā)明的實施方式中的送絲速度(正弦波狀)和焊接電壓和焊接電流的波形的圖。
[0024]圖3A是表示本發(fā)明的實施方式中的短路狀態(tài)的與熔接線方向平行的剖面的圖。
[0025]圖