气体保护电弧焊接的控制方法以及控制装置制造方法及图纸

提供熔滴和熔池不发生短路地抑制熔滴脱落时的溅射的发生、并且改善了焊道外观的气体保护电弧焊接的控制方法。通过检知焊丝前端的熔滴的脱落时期来控制焊接电流的气体保护电弧焊接的控制方法具有：设置通常电弧期间的工序，该通常电弧期间是在设定电流Icc下保持焊接电流的期间；以及设置脱落控制期间的工序，该脱落控制期间具有：当在通常电弧期间中检知到熔滴的脱落时期后，在给定的条件下控制焊接电流的期间。在脱落控制期间中，进行(a)给定的输出电压控制、(b)给定的进给速度控制以及(c)给定的气体比率控制中的至少任意一个短路防止控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体保护电弧焊接的控制方法以及控制装置
本专利技术涉及在使用了以给定量以上含有CO2的保护气体的消耗电极式气体保护电弧焊接中，能够抑制在熔滴的脱落后紧接着发生的溅射的发生的气体保护电弧焊接的控制方法以及控制装置。
技术介绍
一般地，熔滴(或者也称为“熔融部”)的过渡方式之一即溶滴(globular)过渡是与焊丝直径(线直径)相比尺寸大的熔滴过渡到熔池的现象。当在CO2的含有量为100体积％的碳酸气体、或者CO2的含有量为30体积％以上其余部分为Ar的混合气体气氛中，在中～大电流条件(例如，使用了的线直径的情况下，250A以上)下进行了气体保护电弧焊接的情况下，由于电弧的紧缩，因而电弧反作用力集中于熔滴正下方，将熔滴推起的斥力变大。并且，通过电弧反作用力而被推起的熔滴无法容易地脱落，当该熔滴成长得比焊丝直径大之后，因自身重量而导致脱落。脱落后的熔滴一边示出不规则且不稳定的举动一边向熔池过渡，并且有时会发生大粒的溅射，此外，脱落后的熔滴本身有时也会成为溅射。此外，熔滴脱落后，当电弧移动到焊丝(也简称为“焊丝”或者“消耗式电极”)时，有时会将在焊丝前端残留的熔融液吹飞，并使小粒的溅射发生。考虑这样的状况，作为抑制上述溅射的发生的方法，进行了以下那样的各种提案。例如，在专利文献1中提出了如下一种技术，其中，在碳酸气体保护电弧焊接方法中，设置峰值期间和基本期间，使峰值期间中的峰值电流振动，将熔滴形成所期望的尺寸，并在基本期间中使该形成的熔滴短路，由此，与直流的碳酸气体电弧焊接方法相比，能够抑制溅射的发生。然而，在专利文献1中，在使熔滴振动的峰值期间中，在熔滴的振动中可能会发生微小的溅射。此外，关于成长成所期望尺寸的熔滴，在基本期间中，通过使其短路来使其过渡，因此，当短路解除时，存在溅射发生的可能性。此外，在专利文献2公开了如下一种方法，其中，基于脉冲波形控制来推起短路或熔滴的过大，在一边抑制熔滴的变形一边形成了熔滴过渡之后，通过脉冲峰值电流而在熔滴上部形成缩颈，并在低电流时的脉冲基本期间使熔滴脱落。并且，提出了一种使用该方法在熔滴形成以及熔滴脱落的各定时输出最佳的脉冲电流，由此，使一定尺寸的熔滴规则准确地过渡的方法。然而，在专利文献2的方法中，为了保持熔滴过渡的规则性，积极地使熔滴形成，作为用于使熔滴脱落的电流脉冲，使用了基本调制波形控制方式，因此，脉冲的峰值期间中的电弧长的控制是困难的，不会获得充分的溅射降低效果。此外，在专利文献2中，尽管描述为具有一定的溅射降低效果，然而还存在设置了与焊接条件或焊接姿势等相关的制约这样的课题。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-88209号公报专利文献1：日本特开2009-233728号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题如上述，在碳酸气体保护电弧焊接方法中，提出了各种的用于使熔滴的形成以及脱落状态稳定化，并对熔滴脱落时的飞散溅射进行抑制的技术，然而，关于一边大致固定地维持电弧长一边抑制熔滴脱落后紧接着的溅射，并未考虑。更具体地，在中～大电流条件的碳酸气体保护电弧焊接方法中，关于熔滴和熔池不发生短路地抑制熔滴脱落时的大粒溅射发生来进行焊接，并未考虑。本专利技术是着眼于这样的状况而作出的，其目的在于，提供一种气体保护电弧焊接的控制方法，每当进行使用以给定量以上含有CO2的保护气体的消耗电极式气体保护电弧焊接时，能够熔滴和熔池不发生短路地抑制熔滴脱落时的溅射的发生，并且改善了焊道外观。用于解决课题的手段解决上述课题的本专利技术的气体保护电弧焊接的控制方法是作为保护气体使用CO2的含有量为100体积％的碳酸气体、或者CO2的含有量为30体积％以上其余部分是Ar的混合气体，并且检知通过电弧而被熔融的焊丝前端的熔滴的脱落时期，由此来控制焊接电流的气体保护电弧焊接的控制方法，特征在于，具有如下工序：设置通常电弧期间的工序，该通常电弧期间是在预先设定出的设定电流Icc下保持所述焊接电流的期间；以及设置脱落控制期间的工序，该脱落控制期间具有：当在所述通常电弧期间中检知到所述熔滴的脱落时期后，使所述焊接电流下降的电流下降区间；在所述电流下降区间后，在一定的脱落保持电流Ih1下保持所述焊接电流的电流保持区间；以及在所述电流保持区间后使所述焊接电流上升的电流上升区间，在所述脱落控制期间中，进行下述(a)～(c)的至少任意一个短路防止控制，(a)将焊接中的电弧电压相对于设定电压维持在±10％以内的输出电压控制；(b)使焊接中的焊丝进给速度Fs相对于设定焊丝进给速度减速到40～95％的范围的进给速度控制；(c)将所述保护气体中的Ar比率提高到50～100体积％的范围的气体比率控制。在本专利技术的优选实施方式中，上述气体保护电弧焊接的控制方法中，在进行所述(a)的控制的情况下，将所述电弧电压相对于设定电压维持在±5％以内；在进行所述(b)的控制的情况下，使所述焊丝进给速度Fs相对于所述设定焊丝进给速度减速到50～95％的范围；在进行所述(c)的控制的情况下，将所述保护气体中的Ar比率提高到80～100体积％的范围。在本专利技术的优选实施方式中，上述气体保护电弧焊接的控制方法中，所述电流下降区间中的、所述焊接电流的每单位时间的变化量即所述焊接电流的倾斜度是-200～-50A/ms，所述电流保持区间中的、所述焊接电流的脱落保持时间Th1是2～8ms，所述电流上升区间中的、所述焊接电流的倾斜度是50～300A/ms，并且，所述电流保持区间中的、所述脱落保持时间Th1[ms]、焊丝直径d[mm]以及所述焊丝进给速度Fs[m/min]的关系满足下述式(1)：0.4≤(1.2/d)×(Fs/15)×Th1≤10…(1)。在本专利技术的优选实施方式中，上述气体保护电弧焊接的控制方法中，所述电流保持区间中的、所述脱落保持电流Ih1[A]以及所述焊丝进给速度Fs[m/min]的关系满足下述式(2)：50≤(15/Fs)×Ih1≤280…(2)。在本专利技术的优选实施方式中，上述气体保护电弧焊接的控制方法中，具有：设置强制脱落控制期间的工序，该强制脱落控制期间是以所述脱落控制期间以及所述通常电弧期间的合计期间作为熔滴的脱落周期，在所述熔滴的脱落周期经过了预先设定出的监视时间Tarc的情况下，用于强制地促使所述熔滴的脱落的期间，所述监视时间Tarc是10～60ms，所述监视时间Tarc[ms]、所述设定电流Icc[A]以及所述焊丝的焊丝直径d[mm]的关系满足下述式(3)：10≤(d/1.2)×(350/Icc)×Tarc≤80…(3)。在本专利技术的优选实施方式中，上述气体保护电弧焊接的控制方法中，所述强制脱落控制期间具有：使所述焊接电流下降的强制电流下降区间；在所述强制电流下降区间后，以一定的强制脱落保持电流Ih2来保持所述焊接电流的强制电流保持区间；以及在所述强制电流保持区间后使所述焊接电流上升的强制电流上升区间，所述强制电流下降区间中的、所述焊接电流的倾斜度是-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体保护电弧焊接的控制方法，其特征在于，/n作为保护气体，使用CO

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180328 JP 2018-0621231.一种气体保护电弧焊接的控制方法，其特征在于，
作为保护气体，使用CO2的含有量为100体积％的碳酸气体、或者CO2的含有量为30体积％以上且其余部分是Ar的混合气体，并且，检知通过电弧而被熔融的焊丝前端的熔滴的脱落时期，由此来控制焊接电流，
所述气体保护电弧焊接的控制方法具有如下工序：
设置通常电弧期间的工序，该通常电弧期间是在预先设定出的设定电流Icc下保持所述焊接电流的期间；以及
设置脱落控制期间的工序，该脱落控制期间具有：当在所述通常电弧期间中检知到所述熔滴的脱落时期后，使所述焊接电流下降的电流下降区间；在所述电流下降区间后，在一定的脱落保持电流Ih1下保持所述焊接电流的电流保持区间；以及在所述电流保持区间后使所述焊接电流上升的电流上升区间，
在所述脱落控制期间中，进行下述(a)～(c)的至少任意一个短路防止控制，
(a)将焊接中的电弧电压相对于设定电压维持在±10％以内的输出电压控制；
(b)使焊接中的焊丝进给速度Fs相对于设定焊丝进给速度减速到40～95％的范围的进给速度控制；
(c)将所述保护气体中的Ar比率提高到50～100体积％的范围的气体比率控制。


2.根据权利要求1所述的气体保护电弧焊接的控制方法，其特征在于，
在进行所述(a)的控制的情况下，将所述电弧电压相对于设定电压维持在±5％以内，
在进行所述(b)的控制的情况下，使所述焊丝进给速度Fs相对于所述设定焊丝进给速度减速到50～95％的范围，
在进行所述(c)的控制的情况下，将所述保护气体中的Ar比率提高到80～100体积％的范围。


3.根据权利要求1或2所述的气体保护电弧焊接的控制方法，其特征在于，
所述电流下降区间中的、所述焊接电流的每单位时间的变化量即所述焊接电流的倾斜度是-200～-50A/ms，
所述电流保持区间中的、所述焊接电流的脱落保持时间Th1是2～8ms，
所述电流上升区间中的、所述焊接电流的倾斜度是50～300A/ms，并且，
所述电流保持区间中的、所述脱落保持时间Th1[ms]、焊丝直径d[mm]以及所述焊丝进给速度Fs[m/min]的关系满足下述式(1)：
0.4≤(1.2/d)×(Fs/15)×Th1≤10…(1)。


4.根据权利要求1或2所述的气体保护电弧焊接的控制方法，其特征在于，
所述电流保持区间中的、所述脱落保持电流Ih1[A]以及所述焊丝进给速度Fs[m/min]的关系满足下述式(2)：
50≤(15/Fs)×Ih1≤280…(2)。


5.根据权利要求1或2所述的气体保护电弧焊接的控制方法，其特征在于，
所述气体保护电弧焊接的控制方法具有：设置强制脱落控制期间的工序，该强制脱落控制期间是以所述脱落控制期间以及所述通常电弧期间的合计期间作为熔滴的脱落周期，在所述熔滴的脱落周期经过了预先设定出的监视时间Tarc的情况下，用于强制地促使所述熔滴的脱落的期间，
所述监视时间Tarc是10～60ms，
所述监视时间Tarc[ms]...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐培尔，中司昇吾，小川亮，佐藤英市，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP