[發明專利]交流脈沖電弧焊接控制方法

有效

• 申請號: 201310176473.2
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN103418888A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 鹽崎秀男;惠良哲生
• 申請（專利權）人: 株式會社大亨
• 主分類號: B23K9/095
• 分類號: B23K9/095
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王亞愛

技術領域

本發明涉及即使電極負極性電流比率被設定為較大的值，也能夠得到穩定的焊接狀態的交流脈沖電弧焊接控制方法。

背景技術

在交流脈沖電弧焊接中，通過將電極正極性期間中的峰值電流以及基值電流的通電、和電極負極性期間中的基值電流的通電作為1個周期來反復進行，來進行焊接。在該交流脈沖電弧焊接中，通過調整電極負極性期間，能夠使電極負極性期間的電流在焊接電流的平均值中所占的比率即電極負極性電流比率變化，從而控制向母材的熱輸入。因此，能夠實現低熱輸入焊接，能夠進行高品質的薄板焊接。此外，通過使電極負極性電流比率變化，能夠配合工件來優化熔深(depth?of?fusion)、堆高高度等焊道形狀。通常，電極負極性電流比率在0～30％程度的范圍內被使用。在此，電極負極性電流比率為0％是指直流脈沖電弧焊接。

根據工件不同，有時需要形成減小熔深部、增大堆高部的稀釋率小的焊道形狀。例如，在鐵鋼材料的薄板焊接中，有時會對在焊接接縫部存在較大間隙的工件進行高速焊接。在這種情況下，為了用熔融金屬來填埋間隙，并減小熔深，需要稀釋率小的焊道形狀。為了形成這樣的焊道形狀，需要將電極負極性電流比率設定為比上述通常范圍大的值即30％以上。有時也產生需要設定為超過50％的值的情況。在這種情況下，使用如下交流脈沖電弧焊接方法：將電極正極性期間中的峰值電流以及基值電流的通電、和電極負極性期間中的峰值電流以及基值電流的通電作為1個周期來進行焊接。以下，對該現有技術(參照專利文獻1)進行說明。在以下的說明中，電極負極性期間的焊接電流以及焊接電壓為負的值，但當記載了值的大小時意味著其絕對值的大小。

圖4是表示現有技術中的交流脈沖電弧焊接控制方法的焊接電流Iw的波形圖。在該圖中，從0A起上側表示電極正極性EP，下側表示電極負極性EN。該圖是電極負極性電流比率被設定為比通常范圍(0～30％程度)大的情況。為了防止極性切換時的斷弧，在極性切換時將短時間的高電壓施加于焊絲與母材之間。以下，參照該圖進行說明。

在時刻t1～t2的電極負極性基值期間Tbn中，對小于臨界值的電極負極性基值電流Ibn進行通電。在時刻t2～t3的電極負極性峰值期間Tpn中，對值比電極負極性基值電流Ibn大的電極負極性峰值電流Ipn進行通電。在時刻t3將極性翻轉。在時刻t3～t4的電極正極性峰值期間Tp中，對臨界值以上的電極正極性峰值電流Ip進行通電。在時刻t4～t5的電極正極性基值期間Tb中，對小于臨界值的電極正極性基值電流Ib進行通電。時刻t5～t6再次成為上述的電極負極性基值期間Tbn，時刻t6～t7再次成為上述的電極負極性峰值期間Tpn，時刻t7～t8再次成為上述的電極正極性峰值期間Tp。時刻t1～t5的期間成為1個脈沖周期Tf。此外，時刻t1～t3的期間成為電極負極性期間Ten。也存在刪除上述的電極正極性基值期間Tb的情況。在此情況下，反復出現：電極負極性基值期間Tbn→電極負極性峰值期間Tpn→電極正極性峰值期間Tp→電極負極性基值期間Tbn。

上述的電極正極性峰值期間Tp、上述的電極正極性峰值電流Ip、上述的電極負極性峰值期間Tpn、上述的電極負極性峰值電流Ipn、上述的電極負極性基值電流Ibn以及上述的電極正極性基值電流Ib，被預先設定為恰當值。此外，按照焊接電壓的絕對值的平均值與預先規定的電壓設定值相等的方式來對上述的脈沖周期Tf的長度進行反饋控制(電弧長控制)。由于使該脈沖周期Tf變化，因此上述的電極正極性基值期間Tb或上述的電極負極性基值期間Tbn通過上述的反饋控制而變化。當上述的電極正極性基值期間Tb通過反饋控制而變化時，上述的電極負極性基值期間Tbn被預先設定為恰當值。反之，當上述的電極負極性基值期間Tbn通過反饋控制而變化時，上述的電極正極性基值期間Tb被預先設定為恰當值。在該圖中，電極負極性電流比率Ren如下。

Ren＝((Tpn·|Ipn|+Tbn·|Ibn|)/(Tp·Ip+Tpn·|Ipn|+Tbn·|Ibn|+Tb·Ib))×100

在焊絲的材質為鐵、保護氣體的種類為80％Ar+20％CO2的混合氣體的情況下的各參數的設定值，例如如以下所示。Tp＝1.7ms，Ip＝450A，Tpn＝2.0～10.0ms，Ipn＝200～500A，Ib＝60A，Ibn＝60A。并且，在對Tbn進行了反饋控制的情況下，Tb＝0～4.0ms。當Tb＝0時，是不存在電極正極性基值期間的情況。被反饋控制的Tbn的范圍是10～1ms程度。