用于自耗电极型脉冲弧焊的焊接功率控制装置及其方法制造方法及图纸

焊接功率控制装置消除短路和噪声的影响，精确地检测熔滴分离，在熔滴分离和发生短路时减少溅射，获得稳定特定焊接效果。对诸如焊接电压，焊接电流，短路以及熔滴分离等进行检测。根据检测的焊接状态，脉冲波构成单元产生稳态脉冲波和补偿脉冲波。稳态脉冲波在脉冲间隔中由脉冲高度限定，在基本周期中由低于第一脉冲高度的基本高度限定。在低于补偿周期的脉冲高度的补偿脉冲高度限定的补偿脉冲高度限定的补偿脉冲波后是根据检测的焊接状态的脉冲波。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，其中使用屏蔽气体自动地供应自耗的电极进行焊接，屏蔽气体的主要成分是二氧化碳，并具体涉及一种用以大大减少焊接期间发生溅出的焊接装置和方法，从而使焊接结果稳定，并获得良好的焊接表面。以前，自耗电极型脉冲弧焊方法使用惰性气体作为屏蔽气体，例如以氩气为其主要成分。在这种方法中，以相应于自耗的电极(以后称为“焊条”)进给速度的频率交替地通过大于临界电流值的峰值电流和用以维持电弧的小于临界电流的基本电流，在临界电流以上，便可能发生喷洒转移。用这种方法，可以用比直流焊方法低的平均电流实现喷洒转移，并且，在基本电流的期间内，可以以作用在飞沫上的电弧力为最小的状态实现熔滴转移，因而，可大大地减少溅射。然而，上述的脉冲弧焊方法在选择屏蔽气体成分方面具有限制，这是因为，当屏蔽气体中的二氧化碳的含量比例超过30％时，减少溅射的效果变弱。因此，要消耗大量的氩气，因而，屏蔽气体的成本已经成为脉冲弧焊方法的高操作成本的主要原因。虽然自耗电极型脉冲弧焊方法和焊接装置(以后称为自耗电极焊机)是现代制造工业的一种重要的处理装置，但是仍然需要产生较少溅射并提供稳定操作的焊机。常规的使用主要成分为二氧化碳的屏蔽气体的自耗电极型脉冲弧焊装置(焊机)一般由例如日本专利公开(被审查的)No.H2-31630中所述的焊接功率(输出)控制方法控制。具体地说，借助于交替地通过峰值电流和基本电流产生电弧，通过在峰值电流的初期阶段的收缩力使熔滴脱离，然后，通过使焊条(电极)的尖部熔化形成熔融金属。并在下一个峰值电流期间，所形成的熔融金属脱离。然而，在这种自耗电极型脉冲弧焊机的电源控制方法中，存在脱离的熔滴成为溅出物的危险，这是因为，在峰值电流期间，已经脱离的熔滴受到由峰值电流产生的大的电弧力。因此，本专利技术的目的在于，提供一种焊接功率控制装置，用于控制使用以二氧化碳为主要成分的屏蔽气体的自耗电极型脉冲电弧焊接的焊接功率。为实现上述目的，按照本专利技术的焊接功率控制装置包括，用于检测焊接状态的焊接状态检测装置；和脉冲波产生装置用于根据所述检测的接状态产生由第一预定时间间隔的第一脉冲高度和第二预定时间间隔的小于所述第一脉冲高度的基本高度规定的第一脉冲波，和被所述第一脉冲波跟随的由第三预定时间间隔的小于所述第一脉冲高度的第二脉冲高度规定的第二脉冲波。从下面结合附图的详细说明中可以更加充分地理解本专利技术，其中图1是按照本专利技术的装在自耗电极型脉冲电弧焊接装置中的焊接功率控制器的方框图，图2是按照本专利技术的第一实施例的焊接功率控制器的方框图，图3是在图2的焊接功率控制器中的各种信号的波形图，图4是图2所示的焊接功率控制器的替代物的方框图，图5是由图4的焊接功率控制器产生的脉冲波信号的波形图，图6是按照本专利技术的第二实施例的焊接功率控制器的方框图，图7是在图6的焊接功率控制器中的各种信号的波形图，图8是图6所示的焊接功率控制器的第一替代物的方框图，图9是图6所示的焊接功率控制器的第二替代物的方框图，图10是由图9的焊接功率控制器产生的脉冲波信号的波形图，图11是图6所示的焊接功率控制器的第三替代物的方框图，图12是图6所示的焊接功率控制器的第四替代物的方框图，图13是图6所示的焊接功率控制器的第五替代物的方框图，图14是由图13的焊接功率控制器产生的脉冲波信号的波形图，图15是图6所示的焊接功率控制器的第六替代物的方框图，图16是图6所示的焊接功率控制器的第七替代物的方框图，图17是图6所示的焊接功率控制器的第八替代物的方框图，图18是按照本专利技术的第三实施例的焊接功率控制器的方框图，图19是在图18的焊接功率控制器中的各种信号的波形图，以及图20用于说明图1所示的焊接功率控制器的操作。参见图1，其中示出了装有按照本专利技术的焊接功率控制装置的自耗电极型脉冲电弧焊接装置(为简单起见，以后称为“焊机”)。其中包括输出控制元件1，降压变压器2，整流器3，电抗器4，焊条进给电机6，焊枪7，静止电极8，分流器10，和焊接功率控制装置100(脉冲波形成装置)。输出控制元件1和外部电源(未示出)相连，用于接收其高压低频交流电，产生比三相交流电的电压低而频率高的单相交流电。此外，输出控制元件1还和焊接功率控制器100相连，用于接收输出控制信号S100，从而构成单相交流电源的电压图形，并将其输出。降压变压器2和输出控制元件1相连，用于接收单相交流电。然后，降压变压器2把接收的高压电降低为适用于焊接的电压值，并产生单相低压交流焊接功率。整流器3和降压变压器2相连，用于接收单相低压交流电源，并对其进行整流，从而产生直流焊接功率。整流器通常由二极管(但不限于)构成。电抗器4和整流器3的输出端相连，用于接收直流焊接功率，调节其电压。电抗器4还和静止电极8相连，向其供应调节过的直流焊接功率。自耗电极(焊条)5通过焊枪7由焊条进给电机6从静止电极8向材料9上的焊缝进给。这样，直流焊接功率通过静止电极8也被提供给焊条(自耗电极)5。分流器10连接在材料9和变压器2的输出侧之间，用于检测实际用于焊接操作的焊接功率电流。作用在分流器10上的电压表示实际的焊接状态，并通过线路3取出作为焊接电流信号S10。线路L1和L2和静止电极8以及材料9相连，用于检测作用在它们之间的焊接电压Sv。焊接功率控制器100和线路L1、L2相连，用于检测焊接电压Sv，并和线路L3相连，用于接收代表焊接电流的焊接电流信号S1。根据这些电气信息，焊接功率控制装置100确定适用于焊接操作的脉冲波的形式，并产生输出控制信号S100。显然，焊接功率被输出控制信号S100控制。下面，参考图20所示的脉冲输出控制信号的典型例子简单说明焊接功率控制器100的操作。具体地说，脉冲波控制器100这样控制输出控制信号100，使得在脉冲间隔tp的开始，通过收缩力使材料的熔滴分开，然后，熔融焊条5的端部，以便形成另一个熔滴，然后，在下一个基本间隔tb期间，对熔滴整形。然而，当在脉冲间隔tp期间用这种焊接功率(输出)控制方法使熔滴分开时，由脉冲电流产生的强大的电弧力可以使分开的熔滴分散，从而产生溅射。这种不利情况可通过提供如下装置阻止。具体地说，这种装置在当在脉冲间隔tp期间内电流被控制为恒值时，使用每当熔滴分离时焊接电压中发生的尖峰检测熔滴分离的时刻。然后，在从检测到熔滴分离到熔滴(材料)完全转移到熔穴中的期间内，减小焊接功率(输出)。然而，当在检测到熔滴分离之后控制焊接功率输出从而降低电压时，在每次熔滴分离时都降低功率。这便需要单独提供一些控制装置用于稳定焊接功率输出，亦即稳定焊接结果。为此，通过检测熔滴分离并延长焊接功率被降低的脉冲间隔tp一个预定的时间间隔tE，来补偿焊接功率，如图20的虚线所示，从而获得相当于焊接输出被降低之前时的输出。当在峰值期间内把焊接电流控制为恒值时，便失去了电弧的自调作用。然而，通过反馈焊接电压来稳定焊接，也能够按照反馈值调节进行检测熔滴分离的脉冲间隔tp的延长时间tE。此外，为改善焊接稳定性提供另一种装置。具体地说，这一装置根据电源电压(焊接电压)检测熔滴分离，在检测到熔滴分离之前，控制脉冲期间的电流为恒值，然后，在期间tr内，亦即从熔滴分离检测到的时刻到至少熔滴完全转移到熔穴的期间内，降低电流值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接功率控制装置，用于控制一种使用以二氧化碳为主要成分的屏蔽气体的自耗电极型脉冲电弧焊接的焊接功率，该装置包括： 用于检测焊接状态的焊接状态检测装置；以及 一个脉冲波发生装置，用于在第一预定周期内产生由第一脉冲高度所限定的第一脉冲波，在第二脉冲间隔内产生由低于上述第一脉冲高度的基本高度限定的第一脉冲波，并且在上述第一脉冲波之后根据上述检测的焊接状态在第三预定周期内产生由低于上述第一脉冲高度的第二脉冲高度来限定的第二脉冲波。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王静波，印南哲，井原英树，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]