[發明專利]引弧控制方法

有效

• 申請號: 200880114028.0
• 申請日: 2008-11-21
• 公開（公告）號: CN101842183A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 廣田周吾
• 申請（專利權）人: 株式會社大亨
• 主分類號: B23K9/12
• 分類號: B23K9/12;B23K9/067
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張遠

技術領域

本發明涉及在開始熔化電極電弧焊接時，使焊絲與母材暫時接觸后縮回來產生初始電弧，一邊維持初始電弧一邊繼續進行焊絲的縮回后，從初始電弧向穩定狀態的電弧轉移的縮進(retract)引弧控制方法的改良。

背景技術

如圖5所示，在焊接電源PS的外部設置有焊接開始電路ST。如果從焊接開始電路ST輸入焊接開始信號St，則焊接電源PS分別輸出用于使電弧產生的焊接電壓Vw及焊接電流Iw和用于控制焊絲1的進給的進給控制信號Fc。作為焊接開始電路ST，存在對焊接工序進行控制的可編程邏輯控制器(PLC)、機器人控制裝置等。絲進給電動機WM與進給輥5連接。焊絲1由于進給輥5的旋轉而通過焊炬4內向母材2進給。此外，在焊絲1以及母材2之間，電弧3在由保護氣體6防護的狀態下產生。如果絲進給電動機WM正向旋轉，則焊絲1朝向接近母材2的方向被進給并前進。另一方面，如果絲進給電動機WM反向旋轉，則焊絲1朝向遠離母材2的方向被進給并后退。焊炬4被搭載在機器人本體(未圖示)、自動底盤(未圖示)等中。通過使焊炬4向三維方向移動來進行焊接。

在焊絲1與母材2相接觸(短路)或者電弧產生時，焊接電流Iw在焊絲1與母材2之間流動。另一方面，焊絲1與母材2遠離而處于也沒有產生電弧3的無負載狀態時，焊接電壓Vw處于最大值(無負載電壓)，焊接電流Iw在焊絲1與母材2之間不流動。此外，焊絲1的前端和母材2之間的距離為絲前端與母材間距離Lw[mm]。因此，電弧產生中的絲前端與母材間距離Lw與電弧長大致相等。以下的說明中，將焊絲1的前端與母材2物理地相接觸的狀態記載為接觸，將焊絲1的前端與母材2電連接的狀態記載為短路。因此，接觸狀態包括短路并接觸的狀態和不短路地相接觸的狀態。在絕緣物(熔渣等)附著于焊絲1的前端的情況下，即使焊絲1的前端與母材2相接觸也不短路。在從焊絲1的前端除去絕緣物的情況下，如果焊絲1的前端與母材2相接觸，則短路。

圖6為由圖5的焊接裝置進行現有的縮進引弧控制方法時的時序圖。圖6(A)表示焊接開始信號St，圖6(B)表示進給控制信號Fc，圖6(C)表示焊接電壓Vw，圖6(D)表示焊接電流Iw，圖6(E)表示絲前端與母材間距離Lw。以下，參照圖6(A)～圖6(E)對縮進引弧控制方法進行說明。

(1)時刻t1～t2的絲減速期間

在時刻t1，如圖6(A)所示，輸入焊接開始信號St后處于高電平時，如圖6(B)所示，進給控制信號Fc的值成為減速進給速度設定值Fir，開始焊絲的前進。減速進給速度設定值Fir通常被設定為1～2m/min程度的較慢速度。這是因為如果加快減速進給速度，則在焊絲與母材物理地相接觸時，焊絲被強有力地推壓到母材而產生變形，或者焊炬4被舉起，從而存在引弧性變差之虞。同時，開始焊接電源PS的輸出，如圖6(C)所示，施加焊接電壓Vw。在時刻t1時點為無負載狀態，因此焊接電壓Vw被設定為最大輸出電壓值(70～100V左右)的無負載電壓Vn1。在時刻t1之后，使焊絲前進，因此如圖6(E)所示，絲前端與母材間距離Lw逐漸變短。

(2)時刻t2～t3的接觸期間

在時刻t2，如果焊絲的前端與母材相接觸而短路，則如圖6(E)所示，絲前端與母材間距離Lw成為0，如圖6(C)所示，焊接電壓Vw表示幾V程度的短路電壓值，如圖6(D)所示，焊接電流Iw表示低電流值(10～100A左右)的初始電流設定值Iir。此時，如圖6(C)所示，對焊接電壓Vw處于小于預定的電壓基準值Vth的狀態進行檢測，判別焊絲與母材之間的短路。此外，此時，如圖6(B)所示，進給控制信號Fc的值成為表示負值的后退進給速度設定值Fbr，開始焊絲的后退。但是，在時刻t2～t3的短路期間中，如圖6(E)所示，由于在絲進給電動機從正向旋轉反轉到反向旋轉時產生的延遲時間或在焊炬內為了后退與焊絲的游隙相當的長度所需要的延遲時間等，維持焊絲的前端與母材之間的接觸。該短路期間雖然根據絲進給電動機的種類、焊炬的長度等而變化，但是通常為10～100ms左右。

(3)時刻t3～t4的初始電弧縮回期間Ti