法的圖1的焊接電源中的各信號的時序圖。
[0032]圖3為在現有技術中,周期地反復進給速度的正送和反送的焊接方法中的波形圖。
【具體實施方式】
[0033]以下,參照附圖對本發明的實施方式進行說明。
[0034][實施方式I]
[0035]圖1為用于實施本發明的實施方式I相關的電弧焊接控制方法的焊接電源的模塊圖。以下,參照該圖對各模塊進行說明。
[0036]電源主電路PM以3相200V等的商用電源(省略圖示)作為輸入,按照后述的誤差放大信號Ea進行基于逆變器控制等的輸出控制,輸出輸出電壓E。該電源主電路PM省略圖示,具備:對商用電源進行整流的I次整流器、對被整流的直流進行平滑的平滑電容器、將被平滑的直流變換為高頻交流的逆變器電路、將高頻交流降壓為適于焊接的電壓值的高頻變壓器、將被降壓的高頻交流整流為直流的2次整流器、將上述的誤差放大信號Ea作為輸入來進行脈寬調制控制的調制電路、將脈寬調制控制信號作為輸入來驅動逆變器電路的開關元件的逆變器驅動電路。
[0037]電抗器WL對上述的輸出電壓E進行平滑。該電抗器WL的電感值為例如200μΗ。
[0038]進給電動機WM以后述的進給控制信號Fe作為輸入,周期地反復正送和反送來以進給速度Fw進給焊接焊絲I。該進給電動機WM中使用過渡響應性快的電動機。為了加速焊接焊絲I的進給速度Fw的變化率以及進給方向的反轉,有時進給電動機WM設置在焊接焊炬4的前端的附近。此外,有時也使用兩個進給電動機WM,成為推挽方式的進給系統。
[0039]焊接焊絲I通過與上述的進給電動機WM相耦合的進給輥5的旋轉而被在焊接焊炬4內進給,在焊接焊絲I與母材2之間產生電弧3。在焊接焊炬4內的供電焊嘴(省略圖示)與母材2之間施加焊接電壓Vw,通以焊接電流Iw。
[0040]電壓檢測電路VD檢測上述的焊接電壓Vw,輸出電壓檢測信號vd。短路判別電路SD以該電壓檢測信號vd作為輸入,在該值小于預定的短路判別值時判別為短路期間并處于高電平,在電壓檢測信號vd成為預定的短路判別值以上時判別為電弧期間并輸出成為低電平的短路判別信號Sd。該短路判別值被設定為15V程度。
[0041]如圖2(A)所詳述那樣,進給速度設定電路FR輸出正送和反送被周期地反復的預定的模式的進給速度設定信號Fr。在該進給速度設定信號Fr為O以上時成為正送期間,在小于O時成為反送期間。
[0042]進給控制電路FC以該進給速度設定信號Fr作為輸入,將用于以相當于該設定值的進給速度Fw進給焊接焊絲I的進給控制信號Fe輸出到上述的進給電動機WM。
[0043 ]輸出電壓設定電路ER輸出預定的輸出電壓設定信號Er。輸出電壓檢測電路ED對上述的輸出電壓E進行檢測并進行平滑,輸出輸出電壓檢測信號Ed。
[0044]輸出電壓控制設定電路ECR將上述的輸出電壓設定信號Er、上述的短路判別信號Sd以及上述的進給速度設定信號Fr作為輸入,在短路判別信號Sd為低電平(電弧期間)時,在從進給速度設定信號Fr為O以上(正送期間)的時間點到短路判別信號Sd處于高電平(短路期間)為止的第一期間中,輸出以輸出電壓設定信號Er的值為基點隨著時間流逝減少的輸出電壓控制設定信號Ecr。輸出電壓控制設定電路ECR在電弧期間的第一期間以外的期間中,將輸出電壓設定信號Er的值直接作為輸出電壓控制設定信號Ecr輸出。本實施方式中,該輸出電壓控制設定信號Ecr成為恒壓控制的電壓目標值。
[0045]誤差放大電路EA將上述的輸出電壓控制設定信號Ecr以及上述的輸出電壓檢測信號Ed作為輸入,放大輸出電壓控制設定信號Ecr( + )與輸出電壓檢測信號Ed(-)的誤差,并輸出誤差放大信號Ea。通過該電路,焊接電源被恒壓控制。
[0046]圖2為用于說明本發明的實施方式I相關的電弧焊接控制方法的圖1的焊接電源中的各信號的時序圖。該圖(A)表示進給速度Fw的時間變化,該圖(B)表示焊接電流Iw的時間變化,該圖(C)表示焊接電壓Vw的時間變化,該圖(D)表示作為恒壓控制的電壓目標值的輸出電壓控制設定信號Ecr的時間變化。該圖與上述的圖3相對應,時刻t5?t61的電弧期間正送期間Tas中的動作不同。以下,參照該圖進行說明。
[0047]如該圖(A)所示,進給速度Fw在O以上為正送期間,小于O為反送期間。進給速度Fw以正弦波狀變化,成為在正送側移位的波形。因此,進給速度Fw的平均值成為正值,焊接焊絲被平均地正送。進給速度Fw的變化圖案也可為三角波狀或者梯形波狀。
[0048]如該圖(A)所示,進給速度Fw在時刻11時間點為O,在時刻11?t2的期間成為正送加速期間,在時刻t2成為正送的最大值,在時刻t2?t3的期間成為正送減速期間,在時刻t3成為O,在時刻t3?t4的期間成為反送加速期間,在時刻t4成為反送的最大值,在時刻t4?t5的期間成為反送減速期間。而且,時刻t5?t6的期間再次成為正送加速期間,時刻t6?t7的期間再次成為正送減速期間。該正送和反送的反復周期被設定為規定值。例如,時刻tl?t2的正送加速期間為2.7ms,時刻t2?t3的正送減速期間為2.7ms,時刻t3?t4的反送加速期間為2.3ms,時刻t4?t5的反送減速期間為2.3ms。此外,正送的最大值為50m/min,反送的最大值為-50m/min。此時,正送和反送的反復周期為10ms,進給速度Fw的平均值為約4m/min(平均焊接電流為約150A)。
[0049]焊接焊絲與母材的短路,在時刻t2的正送的最大值的前后發生的情況較多。在該圖中,表示在正送的最大值后的正送減速期間中的時刻t21發生了短路的情況。如果在時刻t21發生短路,則如該圖(C)所示,焊接電壓Vw驟減至數V的短路壓值,如該圖⑶所示,焊接電流Iw逐漸增加。
[0050]如該圖(A)所示,進給速度Fw從時刻t3起處于反送期間,因此焊接焊絲被反送。通過該反送,短路被解除,在時刻t31再次產生電弧。電弧的再次產生在時刻t4的反送的最大值的前后產生的情況較多。在該圖中,表示在反送的最大值前的反送加速期間中的時刻t31產生了電弧的情況。因此,時刻t21?t31的期間成為短路期間。該短路期間中,如該圖(D)所示那樣,輸出電壓控制設定信號Ecr成為預定的固定的值。這一點與現有技術相同。
[0051 ]如果在時刻t31中電弧再次產生,則如該圖(C)所示那樣,焊接電壓Vw驟增至數十V的電弧電壓值。如該圖(B)所示那樣,焊接電流Iw從短路期間中的最大值的狀態開始變化。
[0052]時刻t31?t5的期間中,如該圖(A)所示,進給速度Fw處于反送狀態,因此焊接焊絲被增長而電弧長度逐漸變長。如果電弧長度變長,則焊接電壓Vw變大,被恒壓控制,因此焊接電流Iw變小。因此,時刻t31?t5的電弧期間反送期間Tar中,如該圖(C)所示那樣,焊接電壓Vw逐漸變大,如該圖(B)所示那樣,焊接電流Iw逐漸變小。該電弧期間反送期間Tar中,如該圖(D)所示那樣,輸出電壓控制設定信號Ecr保持固定的值不變。該期間的動作與現有技術相同。
[0053]而且,接下來的短路在時刻t6?t7的正送減速期間中的時刻t61產生。但是,與圖3不同,在時刻t61產生的短路和在時刻t21產生的短路距正送的最大值的時間(相位)大致一致。時刻t31?t61的期間成為電弧期間。時刻t5?t61的期間中,如該圖(A)所示那樣,進給速度Fw成為正送狀態,因此焊接焊絲被正送而電弧長度逐漸變短。該電弧期間正送期間Tas中,如該圖(D)所示那樣,輸出電