本发明专利技术提供一种减少飞溅、提高焊接质量的二氧化碳气体电弧焊接方法及焊接装置。焊接装置具备：用于对焊炬和母材之间赋予电压的电源电路；和控制电源电路的电压的电源控制装置。电源控制装置按照在短路期间Ts之后接下来的电弧期间的初期的第1电弧期间Ta1输出叠加了以规定的周期进行增减且振幅逐渐增加的波形后的高电平电流，在电弧期间的后期的第2电弧期间Ta2进行恒定电压控制的方式，控制电源电路。通过振幅随着熔滴生长而增加的波形的叠加，从而既能防止因电弧反作用力引起的熔滴的隆起，又能实现熔滴的稳定形成及熔滴的生长速度的提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接装置，特别是涉及进行二氧化碳气体电弧焊接的焊接装置。
技术介绍
在日本特公平4-4074号公报(专利文献I)中，公开了一种在消耗电极和母材之间重复进行短路和电弧产生的消耗电极式电弧焊接方法。该消耗电极式电弧焊接方法，重复熔滴的形成过程和熔滴向母材过渡的过渡过程。图10是用于说明重复进行短路和电弧产生的消耗电极式电弧焊接方法的图。参照图10，在重复进行短路和电弧产生的消耗电极式电弧焊接方法中，按顺序重复执行以下说明的(a) (f)过程。(a)熔滴和熔池接触的短路初期状态、(b)熔滴和熔池 的接触变得可靠且熔滴正向熔池过渡的短路中期状态、(C)熔滴向熔池侧过渡后焊丝和熔池之间的熔滴产生缩颈的短路后期状态、(d)短路开放而产生了电弧的状态、(e)焊丝的前端熔化后熔滴生长的电弧产生状态、(f)熔滴生长后即将和熔池短路之前的电弧产生状态。专利文献I :日本特公平4-4074号公报在日本特公平4-4074号公报中示出的以往的短路过渡焊接中，有规律地产生电弧和短路。但是，在根据二氧化碳气体电弧焊接方法以高电流(焊丝的直径为I. 2mm的情况下超过200A的电流)进行焊接的情况下，在伴有短路的熔滴过渡中，因电弧反作用力使得熔滴隆起(# >9上力)在焊丝上部，故电弧时间延长而难以产生周期性的短路，会不规律地产生电弧和短路。这样，如果短路和电弧的周期不规律地变动，则短路时的熔滴大小会变得不稳定，焊道焊边部整体变差。另外，因为高电流相对于熔池在不规律的位置上作用过大的电弧力，所以熔池变大且不规律地振动，特别是通过将熔池推到与焊接方向相反的一侧，则容易产生驼峰(humping)焊道。特别地，为了提高生产率要求将焊接速度设置为高速，但是在高速焊接中因上述问题的影响带来的焊接质量的恶化显著地体现出来。此外，因为将焊接速度设置为高速，故为了争取单位焊着量需要加快焊丝进给速度。与之相伴，会关系到焊接电流变高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可以实现稳定的熔滴生长的焊接装置。简而言之，本专利技术提供一种焊接装置，其通过使用二氧化碳气体作为保护气体并交替地重复短路状态和电弧状态的二氧化碳气体电弧焊接方法来进行焊接，该焊接装置具备电源电路，其用于对焊炬和母材之间赋予电压；和控制部，其控制电源电路的电压。控制部按照如下方式来控制电源电路，即，在短路期间之后接下来的电弧期间的初期的第I电弧期间，输出叠加了以规定的周期进行增减且振幅逐渐增加的波形后的高电平电流，在电弧期间的后期的第2电弧期间进行恒定电压控制。优选，波形的振幅是通过随着时间的经过而单调增加的函数来确定的。优选，在每次经过规定的周期时执行波形的振幅的更新。优选，波形是三角波或者正弦波。优选，控制部在短路期间中检测出熔滴的缩颈的情况下，进行使短路电流减少的缩颈检测控制。专利技术效果根据本专利技术，在二氧化碳气体电弧焊接方法中，通过在电弧期间初期的电流上叠加以固定频率且符合熔滴大小的振幅进行增减的波形之后输出电流，从而能够实现稳定的熔滴生长。据此，在电弧初期不会产生不必要的短路，能够得到高的焊接稳定性。 附图说明图I是实施方式I涉及的焊接装置100的框图。图2是示出在实施方式I涉及的焊接装置100中进行焊接时的焊接电压和焊接电流的动作波形图。图3是放大示出在图2的时刻tl t2下的焊接电流Iw的波形的图。图4是示出图2的点Pa处的焊接部分的状态的图。图5是示出图2的点Pb处的焊接部分的状态的图。图6是示出图2的点Pc处的焊接部分的状态的图。图7是示出图2的点Pd处的焊接部分的状态的图。图8是示出实施方式2涉及的焊接装置100A的构成的框图。图9是示出在实施方式2涉及的焊接装置中进行焊接时的焊接电压及焊接电流和控制信号的动作波形图。图10是用于说明重复进行短路和电弧产生的消耗电极式电弧焊接方法的图。具体实施例方式图I是实施方式I涉及的焊接装置的框图。参照图I，焊接装置100包含电源电路102、电源控制装置104、焊丝进给装置106和焊炬4。电源控制装置104控制电源电路102，并进行控制以使向焊炬4输出的焊接电流Iw和焊接电压Vw为适合焊接的值。焊丝进给装置106向焊炬4进给焊丝I。虽然未图示，但是以二氧化碳气体为主成分的保护气体从焊炬4的前端部分放出。在从焊炬4的前端突出的焊丝I和母材2之间产生电弧3，焊丝I熔化，焊接母材2。焊丝进给装置106包含进给速度设定电路FR、进给控制电路FC、进给电动机丽和进给辊5。电源电路102包含电源主电路PM、电抗器WLl及WL2、晶体管TRl、电压检测电路VD和电流检测电路ID。电源主电路PM将3相200V等商用电源(未图示)作为输入，根据后述的误差放大信号Ea进行基于逆变器控制的输出控制，输出适合电弧焊接的焊接电流Iw和焊接电压Vw0虽然未图示，但是电源主电路PM例如构成为包含对商用电源进行整流的I次整流器、对整流后的直流进行平滑的电容器、将平滑后的直流转换为高频交流的逆变器电路、将高频交流降压为适合电弧焊接的电压值的高频变压器、对降压后的高频交流进行整流的2次整流器、以及以误差放大信号Ea作为输入来进行脉冲宽度调制控制并基于该结果驱动上述逆变器电路的驱动电路。电抗器WLl和电抗器WL2对电源主电路PM的输出进行平滑。晶体管TRl与电抗器WL2并联连接。晶体管TRl根据在后面图2中说明的第2电弧期间中变为Low的与非(NAND)逻辑信号Na，仅在第2电弧期间Ta2变为截止(OFF)。进给速度设定电路FR输出与预先确定的稳定进给速度设定值相当的进给速度设定信号Fr。进给控制电路FC向进给电动机丽输出进给控制信号Fe，该进给控制信号Fe用于以与进给速度设定信号Fr的值相当的进给速度来进给焊丝I。焊丝I借助焊丝进给装置106的进给辊5的旋转而通过焊炬4内被进给，并在与母材2之间产生电弧3。电流检测电路ID检测焊接电流Iw并将焊接电流检测信号Id输出。电压检测电 路VD检测焊接电压Vw并将焊接电压检测信号Vd输出。电源控制装置104构成为包含电弧检测电路AD、计时器电路TM、与非(NAND)电路NA、反转电路NOT、初期振幅设定电路WIR、频率设定电路FHR、基本叠加电流设定电路IHBR、增加率设定电路KR、增加叠加电流设定电路IHAR、振幅中心电流设定电路IHCR、焊接电流设定电路IR、电流误差放大电路EI、焊接电压设定电路VR、电压误差放大电路EV和外部特性切换电路SW。电弧检测电路AD以焊接电压检测信号Vd为输入，如果通过焊接电压检测信号Vd的值变为阈值以上而判别出电弧产生，则输出变为高(High)电平的电弧检测信号Ad。计时器电路TM以电弧检测信号Ad为输入，在电弧检测信号Ad为低(Low)电平的期间、及自电弧检测信号Ad变为高电平之后经过的预先确定的期间，输出变为高电平的计时器信号Tm。与非电路NA接收计时器信号Tm被反转电路NOT反转后的信号和电弧检测信号Ad作为输入，输出与非逻辑信号Na。初期振幅设定电路WIR输出预先确定的初期振幅设定信号Wir。频率设定电路FHR输出预先确定的频率设定信号Fhr。基本叠加电流设定电路IHBR以初期振幅设定信号Wir和频率设定信号Fhr为输入，输出基本叠加电流设定信号Ihbr。增加本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种焊接装置，其通过使用二氧化碳气体作为保护气体并交替地重复短路状态和电弧状态的二氧化碳气体电弧焊接方法来进行焊接，该焊接装置的特征在于，具备：电源电路，其用于对焊炬和母材之间赋予电压；和控制部，其控制所述电源电路的电压，所述控制部按照如下方式来控制所述电源电路，即，在短路期间之后接下来的电弧期间的初期的第1电弧期间，输出叠加了以规定的周期进行增减且振幅逐渐增加的波形后的高电平电流，在所述电弧期间的后期的第2电弧期间进行恒定电压控制。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：井手章博，惠良哲生，
申请(专利权)人：株式会社大亨，
类型：发明
国别省市：
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