[發(fā)明專利]消耗電極交流電弧焊接的縮頸檢測控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810081536.5
• 申請日: 2008-02-28
• 公開（公告）號: CN101264543A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 惠良哲生;西坂太志;水取?？?/a>;井手章博
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社大亨
• 主分類號: B23K9/095
• 分類號: B23K9/095
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 李貴亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于在消耗電極交流電弧焊接中檢測短路期間中的熔滴的 縮頸現(xiàn)象，使焊接電流急劇減小，從而提高焊接質(zhì)量的消耗電極交流電弧 焊接的縮頸檢測控制方法。

背景技術(shù)

圖5是表示重復(fù)短路期間Ts和電弧期間Ta的消耗電極電弧焊接中的 電流、電壓波形和熔滴過渡的圖。圖5(A)表示對消耗電極(以下稱作焊 條1)通電的焊接電流Iw的時間變化，圖5(B)表示在焊條1與母材2之 間施加的焊接電壓Vw的時間變化，圖5(C)～(E)表示熔滴1a的過渡 的狀態(tài)。下面參照圖5進(jìn)行說明。

在時刻t1～t3的短路期間Ts中，焊條1頂端的熔滴1a處于與母材2短 路的狀態(tài)，如圖5(A)所示，焊接電流Iw漸漸增加，如圖5(B)所示， 因為焊接電壓Vw處于短路狀態(tài)，所以成為幾V左右的低值。如圖5(C) 所示，在時刻t1，熔滴1a與母材2接觸，進(jìn)入短路狀態(tài)。然后，如圖5(D) 所示，通過對熔滴1a通電的焊接電流Iw引起的電磁收縮力，在熔滴1a上 部產(chǎn)生縮頸1b。而且，該縮頸1b急速發(fā)展，在時刻t3，如圖5(E)所示， 熔滴1a從焊條1向溶池2a過渡，再產(chǎn)生電弧3。

若產(chǎn)生上述縮頸現(xiàn)象，則在幾百μs左右的極短時間后，短路開放，再 產(chǎn)生電弧3。即，該縮頸現(xiàn)象成為短路開放的前兆現(xiàn)象。若產(chǎn)生縮頸1b， 則焊接電流Iw的通電路線在縮頸部分變窄，所以縮頸部分的電阻值增大。 伴隨著縮頸發(fā)展，縮頸部分變得越窄，該電阻值的增大變得越大。因此， 在短路期間Ts中，通過檢測焊條1與母材2之間的電阻值的變化，能檢測 縮頸現(xiàn)象的產(chǎn)生和發(fā)展。該電阻值的變化能通過(焊接電壓Vw)/(焊接 電流Iw)計算。此外，如上所述，縮頸產(chǎn)生時間是極短的時間，所以如圖 5(A)所示，該期間中焊接電流Iw的變化小。因此，也可代替電阻值的變 化，通過焊接電壓Vw的變化，檢測縮頸現(xiàn)象的產(chǎn)生。作為具體的縮頸檢 測方法，有計算短路期間Ts中的電阻值或焊接電壓值Vw的變化率(微分 值)，根據(jù)該變化率達(dá)到了預(yù)定的縮頸檢測基準(zhǔn)值這一情況來進(jìn)行縮頸檢測 的方法。此外，作為其他方法，如圖5(B)所示，有計算從短路期間Ts 中的縮頸產(chǎn)生前的穩(wěn)定的短路電壓值Vs的電壓上升值ΔV，在時刻t2，根 據(jù)該電壓上升值ΔV達(dá)到了預(yù)定的縮頸檢測基準(zhǔn)值Vtn這一情況來進(jìn)行縮 頸檢測的方法。在以下的說明中，說明縮頸檢測方法基于所述電壓上升值 ΔV的情形，但是也可以是現(xiàn)有提出的各種其他方法?？膳袆e焊接電壓Vw 變?yōu)槎搪?電弧判別值Vta以上，從而簡單地進(jìn)行時刻t3的電弧再產(chǎn)生的檢 測。順便說一下，Vw＜Vta的期間成為短路期間Ts，Vw≥Vta的期間成為 電弧期間Ta。以下將從檢測時刻t2～t3的電弧產(chǎn)生后到電弧再產(chǎn)生的時間稱 作縮頸檢測時間Tn。如果在時刻t3再產(chǎn)生電弧，則如圖5(A)所示，在 焊接電流Iw急劇上升后，平緩地減少，如圖5(B)所示，焊接電壓Vw 變?yōu)閹资甐左右的電弧電壓值。時刻t3～t4的電弧期間Ta中，焊條1頂端 熔化，形成熔滴1a。以后，重復(fù)時刻t1～t4期間的動作。

在伴隨著上述短路的焊接中，若在時刻t3，電弧3再產(chǎn)生時的電弧再 產(chǎn)生時電流值Ia是大電流值，則從電弧3向溶池2a的電弧力急劇增大，產(chǎn) 生大量的濺射。即，濺射產(chǎn)生量與電弧再產(chǎn)生時電流值Ia的值大致成比例 地增加。因此，為了抑制濺射的產(chǎn)生，需要減小該電弧再產(chǎn)生時電流值Ia。 作為用于減小電流值Ia的方法，一直以來提出了各種附加了檢測上述縮頸 現(xiàn)象的產(chǎn)生，使焊接電流Iw急速減少，從而減小電弧再產(chǎn)生時電流值Ia 的縮頸檢測控制方法的焊接電源。下面說明該現(xiàn)有技術(shù)。

圖6是表示采用了現(xiàn)有技術(shù)的縮頸檢測控制方法的焊接電源的框圖。 焊接電源PS是普通的消耗電極電弧焊接用的焊接電源。晶體管TR串聯(lián)插 入到輸出中，與它并聯(lián)電阻器R。電壓檢測電路VD檢測焊接電壓Vw并輸 出電壓檢測信號Vd?？s頸檢測電路ND將該電壓檢測信號Vd作為輸入， 在短路期間TS中上述電壓上升值ΔV達(dá)到了預(yù)定的縮頸檢測基準(zhǔn)值Vtn的 時刻，置位在高電平，在上述電壓檢測信號Vd的值達(dá)到了預(yù)定的短路/電 弧判別值Vta的時刻，輸出復(fù)位到低電平的縮頸檢測信號Nd。即，該縮頸 檢測信號Nd在上述縮頸檢測期間Tn之間成為高電平。驅(qū)動電路DR在該 縮頸檢測信號Nd為低電平時(非縮頸檢測時)，輸出使所述晶體管TR為 導(dǎo)通狀態(tài)的驅(qū)動信號Dr。因此，所述晶體管TR在所述縮頸檢測信號Nd 為高電平時(縮頸檢測時)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)。