焊接电源、焊接系统、焊接电源的控制方法以及程序技术方案

在通过周期性地重复作为消耗电极的焊丝的前端的正向进给和反向进给而进行电弧焊接的情况下，即使在焊丝流过大电流也能够抑制溅射的发生。向作为消耗电极的焊丝供给焊接电流的消耗电极式电弧焊接电源具有控制机构，该控制机构在焊丝的前端伴随着被正向进给的期间和被反向进给的期间的周期性切换而被朝向母材进给的情况下，使焊接电流根据周期性变动的焊丝的前端位置而变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】焊接电源、焊接系统、焊接电源的控制方法以及程序
本专利技术涉及焊接电源、焊接系统、焊接电源的控制方法以及程序。
技术介绍
气体保护电弧焊被用在机动车、钢铁构架、建筑机械、造船及其他各种行业的焊接中，但在现场谋求作业效率的进一步改善。例如谋求溅射的减少。原因在于，若溅射物附着于母材(工件)，则由于将其去除的作业等而使得作业效率降低。在减少溅射方面有效的以往的方法中，存在周期性地重复焊丝的正向进给和反向进给的方法。该方法在交替地重复短路状态与电弧产生状态的短路过渡时使用。具体而言，是如下方法：使焊丝的前端与熔池接触而使其短路，然后，通过因电流而产生的夹紧力和因反向进给而产生的拉回来稳定地解除短路，使熔滴被强制地转移到熔池。在焊丝的进给方面灵活运用上述技术的现有技术中，有例如专利文献1及专利文献2。在专利文献1中，记载了“在周期性地重复焊丝的正向进给和反向进给的焊接方法中，使焊接状态的稳定性提高。一种焊接控制方法，其通过周期性地重复焊丝的进给速度Fw的正向进给和反向进给来使短路期间和电弧期间产生，在电弧期间中，在接通第一焊接电流Iw1之后接通小于第一焊接电流的第二焊接电流Iw2，在该电弧焊接控制方法中，检测出从电弧期间转移到短路期间的时间点t21的进给速度Fw的相位，根据检测出的相位来使第一焊接电流的值Iw1和/或通电期间Tw1变化。由此，由于能抑制干扰所引起的短路发生时的进给速度的相位变动，因此能提升焊接状态的稳定性”。另外，在专利文献2中，记载了“一种脉冲电弧焊接控制方法，其在焊丝与焊接对象物之间以脉冲状重复供给峰值电流和基值电流，在从峰值电流期间中的第一时间点到基值电流期间中的第二时间点为止的规定期间中，使所述焊丝的进给速度比所述峰值电流的上升时间点的进给速度低，或者，将所述焊丝的进给速度设为使所述焊丝向从所述焊接对象物离开的方向进给的反向进给速度。由此缩短电弧长度，并且抑制熔滴脱离时的短路”。在先技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2015/163101号专利文献2：日本国特开2014-83553号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题专利文献1所记载的技术是虽然能够实现溅射的减少，但伴有短路的控制方法，在熔滴过渡的过渡形式为短路过渡这样的性质方面，通常为能够应用的电流范围必然变低。因此，在专利文献1所记载的技术中，适合于优选低输入热量的焊接的薄板焊接，但对于优选高输入热量的焊接的厚板焊接不能确保一定的熔深，因而并不适合。即，在将专利文献1所记载的技术应用于厚板焊接的情况下，不仅产生因输入热量不足导致的熔深不足，还存在焊缝的外观成为凸形状等的课题。具体而言，即使将焊接电流存在上限的专利文献1所记载的技术应用于厚板的结构物，不仅由于熔敷量少而焊接效率差，还因低输入热量而无法充分确保焊接品质。另外，在专利文献2所记载的技术中，仅记载了，对用于在以脉冲电流的周期性变化为基准而确定的脱离预测期间反向进给焊丝的进给速度的指令值进行控制，没有记载实现稳定的脱离的条件。换言之，没有记载稳定地实现溅射的抑制的条件。本专利技术的目的在于，在周期性地重复作为消耗电极的焊丝的前端的正向进给与反向进给的电弧焊接方式中，能够以高的输入热量效率良好地进行焊接，即使是采用短路过渡以外的过渡形式的高电流区域的情况下，也能够实现溅射的减少。用于解决课题的方案基于上述目的，本专利技术提供一种焊接电源，其向作为消耗电极的焊丝供给焊接电流，该焊接电源具有控制机构，控制机构在焊丝的前端伴随着被正向进给的期间和被反向进给的期间的周期性切换而被朝向母材进给的情况下，使焊接电流根据与母材的表面之间的距离周期性变动的焊丝的前端位置而变化。在此，也可以是，控制机构根据所述焊丝的进给速度的指令值计算出所述焊丝的前端位置。另外，也可以是，控制机构在周期性变动的焊丝的前端位置位于比以变动范围的上下点限定的波高的1/2的位置靠母材侧的情况下开始使焊接电流比预先确定的电流值降低的低电流期间。需要说明的是，也可以是，低电流期间在如下范围内开始，即，从自焊丝的前端被正向进给的期间向焊丝的前端被反向进给的期间切换的时间点的焊丝的前端位置到切换为反向进给后的焊丝的进给速度的指令值成为最大的时间点的焊丝的前端位置为止的范围。或者，也可以是，低电流期间在焊丝的前端位置从变动范围的最下点到达波高的1/2为止的期间开始。并且，也可以是，低电流期间在如下范围内结束，即，从切换为反向进给后的焊丝的进给速度的指令值成为最大的时间点的焊丝的前端位置到自焊丝的前端被反向进给的期间向焊丝的前端被正向进给的期间切换的时间点的焊丝的前端位置为止的范围。或者，也可以是，低电流期间在焊丝的前端位置从波高的1/2到达变动范围的最上点为止的期间结束。在此，也可以是，基于焊丝的进给速度的指令值与实测的进给速度的相位差来修正低电流期间的开始，也可以是，基于焊丝的进给速度的指令值与实测的进给速度的相位差来修正低电流期间的结束。另外，也可以是，焊接电流具有比平均值大的电流流动的第一期间和比平均值小的电流流动的第二期间周期性重复的脉冲波形，低电流期间对应于第二期间，低电流期间以外的期间对应于第一期间。在此，也可以是，在第二期间的结束端与第一期间的开始端之间设置有上升转变期间，在第一期间的结束端与第二期间的开始端之间设置有下降转变期间。需要说明的是，也可以是，上升转变期间的焊接电流以阶梯状变化。另外，也可以是，还具有检测焊丝与母材的脱离的检测机构，在焊丝的前端被反向进给的期间中检测机构未检测出焊丝的脱离的情况下，控制机构在焊丝的前端被反向进给的期间结束后开始以预先确定的恒定速度使焊丝正向进给的控制，在焊丝被以恒定速度正向进给的期间由检测机构检测出焊丝的脱离的情况下，控制机构切换为焊丝的前端被正向进给的期间和焊丝的前端被反向进给的期间周期性重复的初始条件。另外，也可以是，还具有检测焊丝与母材的脱离的检测机构，当在从在焊丝的前端被正向进给的期间焊丝的进给速度的指令值成为最大的时间点到切换为焊丝的前端被反向进给的期间为止的期间，由检测机构检测出焊丝的脱离的情况下，控制机构在从焊丝的前端被反向进给的期间向焊丝的前端被正向进给的期间切换的时间点开始以预先确定的恒定速度使焊丝进给的控制，在焊丝被以恒定速度进给的期间由检测机构检测出焊丝的脱离的情况下，控制机构切换为焊丝的前端被正向进给的期间和焊丝的前端被反向进给的期间周期性重复的初始条件。另外，本专利技术提供一种焊接系统，其向作为消耗电极的焊丝供给焊接电流并进行电弧焊接，其中，所述焊接系统具有控制机构，所述控制机构在焊丝的前端伴随着被正向进给的期间和被反向进给的期间的周期性切换而被朝向母材进给的情况下，使所述焊接电流根据与母材的表面之间的距离周期性变动的该焊丝的前端位置而变化。另外，本专利技术提供一种焊接电源的控制方法，所述焊接电源向作为消耗电极的焊丝供给焊接电流，所述焊接电源的控制方法在焊丝的前端伴随着被正向进给的期间和被反向进给本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊接电源，其向作为消耗电极的焊丝供给焊接电流，其中，/n所述焊接电源具有控制机构，所述控制机构在所述焊丝的前端伴随着被正向进给的期间和被反向进给的期间的周期性切换而被朝向母材进给的情况下，使所述焊接电流根据与母材的表面之间的距离周期性变动的该焊丝的前端位置而变化。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180926 JP 2018-1801841.一种焊接电源，其向作为消耗电极的焊丝供给焊接电流，其中，
所述焊接电源具有控制机构，所述控制机构在所述焊丝的前端伴随着被正向进给的期间和被反向进给的期间的周期性切换而被朝向母材进给的情况下，使所述焊接电流根据与母材的表面之间的距离周期性变动的该焊丝的前端位置而变化。


2.根据权利要求1所述的焊接电源，其特征在于，
所述控制机构根据所述焊丝的进给速度的指令值计算出所述焊丝的前端的位置。


3.根据权利要求1所述的焊接电源，其特征在于，
所述控制机构在周期性变动的所述焊丝的前端位置位于比以变动范围的上下点限定的波高的1/2的位置靠所述母材侧的情况下，开始使所述焊接电流比预先确定的电流值降低的低电流期间。


4.根据权利要求3所述的焊接电源，其特征在于，
所述低电流期间在如下范围内开始，即，从自所述焊丝的前端被正向进给的期间向所述焊丝的前端被反向进给的期间切换的时间点的该焊丝的前端位置到切换为反向进给后的该焊丝的进给速度的指令值成为最大的时间点的该焊丝的前端位置为止的范围。


5.根据权利要求3所述的焊接电源，其特征在于，
所述低电流期间在所述焊丝的前端位置从所述变动范围的最下点到达所述波高的1/2为止的期间开始。


6.根据权利要求3所述的焊接电源，其特征在于，
所述低电流期间在如下范围内结束，即，从切换为反向进给后的所述焊丝的进给速度的指令值成为最大的时间点的该焊丝的前端位置到自该焊丝的前端被反向进给的期间向该焊丝的前端被正向进给的期间切换的时间点的该焊丝的前端位置为止的范围。


7.根据权利要求3所述的焊接电源，其特征在于，
所述低电流期间在所述焊丝的前端位置从所述波高的1/2到达所述变动范围的最上点为止的期间结束。


8.根据权利要求4或5所述的焊接电源，其特征在于，
基于所述焊丝的进给速度的指令值与实测的进给速度的相位差来修正所述低电流期间的开始。


9.根据权利要求6或7所述的焊接电源，其特征在于，
基于所述焊丝的进给速度的指令值与实测的进给速度的相位差来修正所述低电流期间的结束。


10.根据权利要求1所述的焊接电源，其特征在于，
所述焊接电流具有比平均值大的电流流动的第一期间和比该平均值小的电流流动的第二期间周期性重复的脉冲波形，
低电流期间对应于所述第二期间，该低电流期间以外的期间对应于所述第一期间。


11.根据权利要求10所述的焊接电源，其特征在于，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：中司昇吾，桥本裕志，北村佳昭，户田亮，
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