專利名稱：熔化電極電弧焊接的縮頸檢測控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熔化電極電弧焊接的縮頸檢測控制方法，其用于檢測短路期間內(nèi)的熔滴的縮頸現(xiàn)象并使焊接電流減小，從而使焊接質(zhì)量提高。
背景技術(shù)：
圖4是表示在對短路期間Ts和電弧期間Ta進行重復的熔化電極電弧焊接中的電流 電壓波形以及熔滴過渡的圖。該圖(A)表示對熔化電極(以下，稱作焊絲1)進行通電的焊接電流Iw的時間變化，該圖(B)表示施加在焊絲1與母材2之間的焊接電壓Vw的時間變化，該圖(C) (E)表示熔滴Ia的過渡的情況。以下，參照該圖進行說明。在時刻tl t3的短路期間Ts內(nèi)，焊絲1前端的熔滴Ia處于與母材2短路的狀態(tài)，如該圖(A)所示，焊接電流Iw逐漸增加，如該圖(B)所示，焊接電壓Vw因處于短路狀態(tài)而成為數(shù)V左右的低的值。如該圖(C)所示，在時刻tl，熔滴Ia與母材2接觸而進入短路狀態(tài)。其后，如該圖(D)所示，因?qū)θ鄣蜪a通電的焊接電流Iw產(chǎn)生的電磁收縮力，在熔滴 Ia上部將產(chǎn)生縮頸lb。然后，該縮頸Ib急速地行進，在時刻t3，如該圖(E)所示，熔滴Ia 從焊絲1過渡到熔池2a，并再次產(chǎn)生電弧3。若產(chǎn)生上述的縮頸現(xiàn)象，則在數(shù)百μ s左右的短時間后，短路被斷開從而再次產(chǎn)生電弧3。即，該縮頸現(xiàn)象稱為短路斷開的前兆現(xiàn)象。若產(chǎn)生縮頸lb，則由于焊接電流Iw的通電電路在縮頸部分變窄，故縮頸部分的電阻值會增大。隨縮頸行進而縮頸部分越窄，該電阻值的增大會越大。因此，在短路期間Ts內(nèi)，通過檢測焊絲1與母材2之間的電阻值的變化來檢測縮頸現(xiàn)象的產(chǎn)生以及行進。該電阻值的變化能夠用焊接電壓Vw除以焊接電流Iw 來計算。另外，如該圖(A)所示，在短的縮頸產(chǎn)生期間內(nèi)的焊接電流Iw的變化小。因此，代替電阻值的變化，還能夠通過焊接電壓Vw的變化來檢測縮頸現(xiàn)象的產(chǎn)生。作為具體的縮頸檢測方法，有這樣的方法計算短路期間Ts內(nèi)的電阻值或者焊接電壓值Vw的變化率(微分值)，通過該微分值達到預定的縮頸檢測標準值Vtn來檢測縮頸。此外，作為其他方法，如該圖⑶所示，有這樣的方法計算從短路期間Ts內(nèi)的縮頸產(chǎn)生前的穩(wěn)定的短路電壓值Vs起的電壓上升值Δ V，在時刻t2，通過該電壓上升值Δ V達到預定的縮頸檢測基準值Vtn來檢測縮頸。在以下的說明中，將關(guān)于縮頸檢測方法是基于上述電壓上升值A(chǔ)V的情況進行說明，但也可以是從現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)各種提案的其他方法。時刻t3的電弧再次產(chǎn)生的檢測能夠判定焊接電壓Vw變成短路/電弧判定值Vta以上的事實，并簡單地實施。在此，Vw < Vta 的期間成為短路期間Ts，Vw ^ Vta的期間成為電弧期間Ta。下面將從檢測出時刻t2 t3 的縮頸產(chǎn)生起到電弧再次產(chǎn)生為止的時間稱作縮頸檢測時間Τη。若在時刻t3電弧再次產(chǎn)生，則如該圖(A)所示，焊接電流Iw在急劇上升后平緩地減小，并如該圖(B)所示，焊接電壓Vw變成數(shù)+V程度的電弧電壓值。在時刻t3 t4的電弧期間Ta內(nèi)，焊絲1前端被熔融來形成熔滴la。以后，重復時刻tl t4的期間的動作。在伴隨上述短路的焊接中，若在時刻t3，電弧3再次產(chǎn)生時的電弧再次產(chǎn)生時電流值Ia為大電流，則從電弧3到熔池加的電弧力陡然變大，從而產(chǎn)生大量的濺射。即，濺射產(chǎn)生量與電弧再次產(chǎn)生時電流值Ia的值大致成正比地增加。因此，為了抑制濺射的產(chǎn)生， 需要減小該電弧再次產(chǎn)生時電流值la。作為以此為目的的方法，從現(xiàn)有技術(shù)提案了各種添加有縮頸檢測控制方法的焊接電源，該縮頸檢測控制方法檢測上述縮頸現(xiàn)象的產(chǎn)生并使焊接電流Iw減少，從而減小電弧再次產(chǎn)生時電流值la。以下，關(guān)于該現(xiàn)有技術(shù)進行說明。圖5是搭載有現(xiàn)有技術(shù)的縮頸檢測控制方法的焊接裝置的模塊圖。焊接電源PS 是一般的熔化電極電弧焊接用的焊接電源。晶體管TR串聯(lián)插入到輸出，且其與電阻器R并聯(lián)連接?？s頸檢測基準值設(shè)定電路VTN輸出預先規(guī)定的縮頸檢測基準值信號Vtn?？s頸檢測電路ND將該縮頸檢測基準值信號Vtn以及焊接電壓Vw作為輸入，并在如上所述，短路期間內(nèi)的電壓上升值Δ V達到縮頸檢測基準值信號Vtn的值的時刻，成為高(High)電平，若再次產(chǎn)生電弧，則輸出成為低(Low)電平的縮頸檢測信號Nd。因此，該縮頸檢測信號Nd成為高電平的期間成為上述縮頸檢測時間Τη。如上述那樣，可以在短路期間內(nèi)的焊接電壓Vw 的微分值達到縮頸檢測基準值信號Vtn的值的時刻，使縮頸檢測信號Nd變化成高電平。進一步地，除了焊接電壓Vw以外，還可以將焊接電流Iw作為輸入，用焊接電壓Vw除以焊接電流Iw來計算熔滴的電阻值，并在該電阻值的微分值達到縮頸檢測基準值信號Vtn的值的時刻使縮頸檢測信號Nd變化成高電平。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)，輸出使上述晶體管TR為導通狀態(tài)的驅(qū)動信號Dr。因此，上述晶體管TR在上述縮頸檢測信號Nd為高電平時(縮頸檢測時)，成為截止狀態(tài)。圖6是上述焊接裝置的各信號的時序圖。該圖㈧表示焊接電流Iw的時間變化， 該圖(B)表示焊接電壓Vw的時間變化，該圖(C)表示縮頸檢測信號Nd的時間變化，該圖 (D)表示驅(qū)動信號Dr的時間變化。以下，參照該圖進行說明。在該圖中，在時刻t2 t3的縮頸檢測時間Tn以外的期間，如該圖(C)所示，縮頸檢測信號Nd為低電平，故如該圖(D)所示，驅(qū)動信號Dr成為高電平。其結(jié)果是，由于晶體管TR成為導通狀態(tài)，故通常的熔化電極電弧焊接用的焊接裝置進行相同動作。在時刻t2，如同圖(B)所示，若在短路期間Ts內(nèi)焊接電壓Vw上升，檢測出電壓上升值△ V成為預先規(guī)定的縮頸檢測基準值Vtn以上從而判定為熔滴中產(chǎn)生了縮頸，則如該圖(C)所示，縮頸檢測信號Nd成為高電平。與此對應，如該圖(D)所示，由于驅(qū)動信號Dr 成為低電平，故晶體管TR成為截止狀態(tài)。其結(jié)果是，電阻器R插入到焊接電流Iw的通電電路。為了將該電阻器R的值設(shè)定為短路負載(數(shù)十πιΩ)的10倍以上的大的值，如該圖 (A)所示，對蓄積在焊接電源內(nèi)的直流電抗器(reactor)以及電纜(cable)的電抗器的能量進行緊急放電，從而焊接電流Iw急劇減少。在時刻t3，若斷開短路從而再次產(chǎn)生電弧， 則如該圖(B)所示，焊接電壓Vw成為預先規(guī)定的短路/電弧判定值Vta以上。檢測出該情況，如該圖(C)所示，縮頸檢測信號Nd成為低電平，如該圖(D)所示，驅(qū)動信號Dr成為高電平。其結(jié)果是，晶體管TR成為導通狀態(tài)，成為通常的熔化電極電弧焊接的控制。通過該動作，能夠減小電弧再次產(chǎn)生時(時刻的電弧再次產(chǎn)生時電流值Ia，從而能夠抑制濺射的產(chǎn)生。設(shè)定上述電阻器R的值以使上述的焊接電流的減少速度成為1000 50000A/ms左右。在為不插入電阻器R的通常的焊接裝置的情況下，該焊接電流的減少速度為lOOA/ms 左右。作為檢測出縮頸時使焊接電流Iw急速減少的方法，在上述中說明了在通電電路中插入電阻器R的方法。作為除此以外的方法，還有這樣的方法在焊接裝置的輸出端子間經(jīng)由開關(guān)元件來并聯(lián)連接電容器，若檢測出縮頸，則使開關(guān)元件為接通狀態(tài)，從電容器通上放電電流，從而使焊接電流Iw急速減少(例如，參照專利文獻1)。在上述縮頸檢測控制方法中，為了增大濺射產(chǎn)生量的抑制效果，正確地檢測縮頸的產(chǎn)生很重要?？s頸的產(chǎn)生以及其進行狀態(tài)根據(jù)保護氣體的種類、焊絲的種類、母材的形狀、焊絲的進給速度、焊接姿態(tài)等焊接條件而變化。為此，需要按照焊接條件來適當化對縮頸的產(chǎn)生進行檢測的靈敏度。該縮頸檢測的靈敏度能夠通過使上述的縮頸檢測基準值Vtn 增減來進行調(diào)整。即，若使縮頸檢測基準值Vtn增加，則靈敏度變低，反之，若使之減少，則靈敏度變高。若縮頸檢測基準值Vtn過大，則靈敏度變得過低，上述的縮頸檢測時間Tn變得過短，從而在電弧再次產(chǎn)生之前不能使焊接電流充分減小，故濺射產(chǎn)生量的抑制效果變小。 反之，若縮頸檢測基準值Vtn過小，則靈敏度變得過高，上述的縮頸檢測時間Tn變得過長， 從而電弧難以再次產(chǎn)生，故焊接狀態(tài)變得不穩(wěn)定。因此，可以說，上述的縮頸檢測時間Tn成為50 1000 μ s左右的范圍的時刻，是將縮頸檢測基準值Vtn設(shè)定為適當值的時刻。在添加上述那樣的縮頸檢測控制方法的焊接電源中，按照保護氣體的選擇信號、 焊絲的選擇信號以及進給速度的設(shè)定信號，切換縮頸檢測基準值Vtn使之成為適當值。然而，在實際的焊接工序中，綜合上述多個焊接條件來決定縮頸檢測基準值Vtn的適當值。因此，需要將縮頸檢測基準值Vtn從初始值自動調(diào)整到與焊接工序?qū)倪m當值的功能。以下，針對與該自動調(diào)整功能有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)(例如，參照專利文獻2以及幻進行說明。在專利文獻2的發(fā)明中，按每次短路來檢測縮頸檢測時間Τη，從當前時刻起存儲過去規(guī)定個數(shù)份的縮頸檢測時間Τη，當所存儲的各縮頸檢測時間Tn在預先規(guī)定的下限時間以下的個數(shù)在預先規(guī)定的下限個數(shù)以上時，使縮頸檢測基準值Vtn減少預先規(guī)定的減少值，當所存儲的各縮頸檢測時間Tn在預先規(guī)定的上限時間以上的個數(shù)在預先規(guī)定的上限個數(shù)以上時，使縮頸檢測基準值Vtn增加預先規(guī)定的增加值，從而適當化縮頸檢測基準值 Vtn0這樣，各縮頸檢測時間Tn進入到下限時間與上限時間之間的適當范圍，從而能夠按照焊接條件來適當化縮頸檢測基準值Vtn。在專利文獻3的發(fā)明中，按每次短路來檢測縮頸檢測時間Tn，當該縮頸檢測時間 Tn為預先規(guī)定的上限時間以上時，判定為誤檢測出縮頸，在該情況下，通過使縮頸檢測基準值Vtn增加來進行適當化。在專利文獻3的發(fā)明中，當縮頸檢測時間Tn在上限時間以上時 (靈敏度過高時)，通過使縮頸檢測基準值Vtn增加來降低靈敏度，從而實現(xiàn)適當化。然而， 在專利文獻3的發(fā)明中，當縮頸檢測時間Tn短時(靈敏度過低時)，不能適當化縮頸檢測基準值Vtn。專利文獻1 JP特開2005-288540號公報專利文獻2 JP特開2006-281219號公報專利文獻3 JP特開2009-125760號公報通過應用上述專利文獻2以及3的發(fā)明，能夠按照焊接條件來自動適當化縮頸檢測基準值。然而，當進給速度為較低速時(焊接電流平均值為約小于200Α時)，熔滴過渡方式成為短路過渡方式，并有規(guī)律地重復短路期間和電弧期間，故縮頸的產(chǎn)生狀態(tài)也穩(wěn)定。 在這樣的狀況下，根據(jù)專利文獻2以及3的發(fā)明，能夠使縮頸檢測基準值快速地收斂到適當值。但是，若進給速度成為較高速(焊接電流平均值為約200Α以上)，則熔滴過渡方式成為球狀(globule)過渡方式，短路將不規(guī)則地產(chǎn)生，故縮頸的產(chǎn)生狀態(tài)的變動也變大。為此，在產(chǎn)生了縮頸檢測時間為下限時間以下的短路的下一個短路中，也產(chǎn)生縮頸檢測時間成為上限時間以上那樣的狀態(tài)。當像這樣縮頸產(chǎn)生狀態(tài)的變動大時，若應用專利文獻2以及3的發(fā)明，則縮頸檢測基準值變動較大，產(chǎn)生成為不收斂到適當值的狀態(tài)的情況。其結(jié)果是，濺射產(chǎn)生量的抑制效果變小，還產(chǎn)生因縮頸檢測控制而焊接狀態(tài)不穩(wěn)定的情況。作為縮頸產(chǎn)生狀態(tài)的變動大的焊接條件，除了上述情況以外，還有焊接速度快時、焊絲的材質(zhì)為不銹鋼時、焊絲伸出長度較長時等情況。

發(fā)明內(nèi)容
在此，本發(fā)明的目的在于，提供一種即使在縮頸產(chǎn)生狀態(tài)的變動大的焊接條件下， 也能夠使縮頸檢測基準值迅速地收斂到適當值的熔化電極電弧焊接的縮頸檢測控制方法。為了解決上述課題，本發(fā)明的第1方面是一種熔化電極電弧焊接的縮頸檢測控制方法，在熔化電極與母材之間重復電弧產(chǎn)生狀態(tài)和短路狀態(tài)的熔化電極電弧焊接中，根據(jù)熔化電極與母材之間的電壓值或者電阻值的變化達到檢測基準值的情況來檢測從短路狀態(tài)電弧再次產(chǎn)生的前兆現(xiàn)象、即熔滴的縮頸現(xiàn)象，若檢測出該縮頸現(xiàn)象，則使對短路負載通電的焊接電流減少，并在低電流值的狀態(tài)下進行輸出控制使得電弧再次產(chǎn)生，該熔化電極電弧焊接的縮頸檢測控制方法的特征在于，按每次短路來檢測從所述縮頸現(xiàn)象檢測時刻起到電弧再次產(chǎn)生時刻為止的縮頸檢測時間，當該縮頸檢測時間在預先規(guī)定的下限時間以下時，從計數(shù)值中減1，當所述縮頸檢測時間在比所述下限時間長的時間、即預先規(guī)定的上限時間以上時，在所述計數(shù)值中加 1，當所述計數(shù)值達到作為負的值的負基準值時，使所述縮頸檢測基準值減少預先規(guī)定的減少值，并且，將所述計數(shù)值復位為0，當所述計數(shù)值達到作為正的值的正基準值時，使所述縮頸檢測基準值增加預先規(guī)定的增加值，并且，將所述計數(shù)值復位為0，在焊接中，繼續(xù)所述縮頸檢測基準值的修正。本發(fā)明的第2方面，是在第1方面的基礎(chǔ)上，其特征在于，使所述減少值與從所述計數(shù)值被復位為0的時刻起至達到所述負基準值為止的時間對應地變化，使所述增加值與從所述計數(shù)值被復位為0的時刻起至達到所述正基準值為止的時間對應地變化。根據(jù)本發(fā)明，由計數(shù)值來判定縮頸檢測時間的趨勢，并在該趨勢成為規(guī)定狀態(tài)以上時，修正縮頸檢測基準值。即，在計數(shù)值成為負基準值以下時，判定為縮頸檢測時間作為趨勢將處于比適當范圍短的狀態(tài)，從而使縮頸檢測基準值減少，來提高靈敏度。在計數(shù)值成為正基準值以上時，判定為縮頸檢測時間作為趨勢將處于比適當范圍長的狀態(tài)，從而使縮頸檢測基準值增加，來降低靈敏度。通過這樣，即使在縮頸產(chǎn)生狀態(tài)的變動大的焊接條件下，也能夠迅速且穩(wěn)定地適當化縮頸檢測基準值。由此，能夠提高濺射產(chǎn)生量的抑制效果， 從而能夠使焊接狀態(tài)也穩(wěn)定。


圖1是用于實施本發(fā)明的實施方式1的熔化電極電弧焊接的縮頸檢測控制方法的焊接裝置的模塊圖。圖2是用于實施本發(fā)明的實施方式2的熔化電極電弧焊接的縮頸檢測控制方法的焊接裝置的模塊圖。圖3是表示內(nèi)置于圖2的減少值設(shè)定修正電路DDS的減少值修正函數(shù)的一例的圖。圖4是表示對短路期間Ts和電弧期間Ta進行重復的熔化電極電弧焊接中的電流·電壓波形以及熔滴過渡的圖。圖5是用于實施現(xiàn)有技術(shù)的縮頸檢測控制方法的焊接裝置的模塊圖。圖6是圖5的焊接裝置中的各信號的時序圖。符號說明1 輝絲Ia 熔滴Ib 縮頸2 母材2a 熔池3 電?、怯嫈?shù)值判定電路CN:計數(shù)電路Cn:計數(shù)值(信號)DD:減少值設(shè)定電路DDS 減少值設(shè)定修正電路DR:驅(qū)動電路Dr 驅(qū)動信號DU:增加值設(shè)定電路DUS 增加值設(shè)定修正電路Hc 正基準值Ht 上限時間Ia:電弧再次產(chǎn)生時電流值Iw:焊接電流Lc:負基準值Lt 下限時間ND:縮頸檢測電路Nd 縮頸檢測信號PS:焊接電源PS:焊接電源R:電阻器Rs 復位信號Ta:電弧期間Td 負基準值到達時間(信號)Tn:縮頸檢測時間TR:晶體管
Ts 短路期間Tu 正基準值到達時間(信號)TUD:基準值到達時間計測電路Vs 短路電壓值Vta 短路/電弧判定值VTN:檢測基準值設(shè)定電路Vtn 縮頸檢測基準值(信號)VtnO 縮頸檢測基準值的初始值VTNS 檢測基準值設(shè)定修正電路Vw:焊接電壓Ad:減少值(信號)Au:增加值(信號)Aud:修正信號Δ V:電壓上升值
具體實施例方式以下，參照附圖，關(guān)于本發(fā)明的實施方式進行說明。[實施方式1]在本發(fā)明的實施方式1的縮頸檢測控制方法中，按每次短路來檢測縮頸檢測時間 Tn,當該縮頸檢測時間Tn在下限時間Lt以下時，從計數(shù)值Cn減1，當在上限時間Ht以上時，在計數(shù)值Cn中加1，當計數(shù)值達到負基準值Lc時，使縮頸檢測基準值Vtn減少減少值 Δ d，并且，將計數(shù)值Cn復位為0，當計數(shù)值Cn達到正基準值Hc時，使縮頸檢測基準值Vtn 增加增加值△ u，并且，將計數(shù)值Cn復位為0，在焊接中，繼續(xù)進行上述縮頸檢測基準值Vtn 的修正。以下，針對該實施方式1進行說明。圖1是用于實施本發(fā)明的實施方式1的熔化電極電弧焊接的縮頸檢測控制方法的焊接裝置的模塊圖。該圖與圖5對應，對相同的模塊賦予相同符號，并省略它們的說明。該圖在圖5中追加虛線所示的計數(shù)電路CN、計數(shù)值判定電路CD、減少值設(shè)定電路DD以及增加值設(shè)定電路DU，并將圖5的縮頸檢測基準值設(shè)定電路VTN置換成虛線表示的縮頸檢測基準值設(shè)定修正電路VTNS。以下，針對這些模塊，參照該圖進行說明。計數(shù)電路CN將縮頸檢測信號Nd以及復位信號Rs作為輸入，并計測該縮頸檢測信號Nd成為高電平的時間(縮頸檢測時間Tn)，當該縮頸檢測時間Tn為預先規(guī)定的下限時間Lt以下時，從計數(shù)值減1，當縮頸檢測時間Tn為預先規(guī)定的上限時間Ht以上時，在計數(shù)值中加1，并輸出計數(shù)值信號Cn。另外，若輸入復位信號Rs，則該計數(shù)電路CN將計數(shù)值復位為0。計數(shù)值信號Cn的值成為計數(shù)值。計數(shù)值在焊接開始時成為初始值0。毋庸置疑地， 可以將上限時間Ht設(shè)定為比下限時間長的時間。上述的下限時間Lt在0 200 μ s左右的范圍區(qū)間進行設(shè)定。另外，上限時間Ht在500 800 μ s左右的范圍區(qū)間進行設(shè)定。這些設(shè)定值根據(jù)焊接條件由實驗決定以成為適當值。減少值設(shè)定電路DD輸出預先規(guī)定的減少值信號△ d。增加值設(shè)定電路DU輸出預先規(guī)定的增加值信號Διι。計數(shù)值判定電路CD將該減少值信號△(!、增加值信號Au以及上述的計數(shù)值信號Cn作為輸入，在計數(shù)值信號Cn的值成為預先規(guī)定的負基準值Lc以下的時刻，將減少值信號△(!作為修正信號Aud進行輸出，并輸出復位信號Rs，在計數(shù)值信號 Cn的值成為預先規(guī)定的正基準值以上的時刻，將增加值信號Au作為修正信號Aud進行輸出，并輸出復位信號Rs。將上述的負基準值Lc設(shè)定為負的值，并設(shè)定于諸如-5 -20左右的范圍區(qū)間。另外，將上述的正基準值Hc設(shè)定為正的值，并設(shè)定于諸如+5 +20左右的范圍區(qū)間。這些設(shè)定值根據(jù)縮頸產(chǎn)生狀態(tài)的變動的大小，由實驗決定為適當值。負基準值Lc 和正基準值Hc的絕對值不需要非得是相同的值。將上述的減少值信號△ d的值設(shè)定為負的值，并將其絕對值設(shè)定于例如縮頸檢測基準值的初始值VtnO的10% 30%左右的范圍區(qū)間。將上述的增加值信號△ u設(shè)定為正的值，并設(shè)定于例如縮頸檢測基準值的初始值VtnO 的10% 30%左右的范圍區(qū)間。由于這些設(shè)定值相當于反饋系的增益，故考慮縮頸檢測基準值Vtn的修正狀態(tài)的過渡響應性以及常數(shù)穩(wěn)定性(定常安定性)，并由實驗來進行設(shè)定?？s頸檢測基準值設(shè)定修正電路VTNS將上述修正信號Aud作為輸入，基于修正信號Aud的值來進行修正，并輸出縮頸檢測基準值信號Vtn。Vtn = VtnO+ Σ Aud。在此， VtnO是初始值。另外，Aud的加法運算按每次輸入修正信號Aud來進行。若整理上述的模塊的動作，則縮頸檢測基準值Vtn的修正方法如以下所述。(1)按每次短路來檢測縮頸檢測時間Τη。(2)當 iTn < Lt 時，進行 Cn-I，當 Lt < iTn < Ht 時，進行 Cn+Ο，當 iTn 彡 Ht 時，進行 Cn+Ι。在此，Lt是下限時間，Ht是上限時間，Cn是計數(shù)值。計數(shù)值Cn在焊接開始時被復位為0。C3)在Cn彡Lc的時刻，輸出修正信號Aud= Δ d，并且，將Cn復位為0。在Cn彡Hc 的時刻，輸出修正信號Aud= Δu，并且，將Cn復位為0。在此，Lc是負基準值，Hc是正基準值，Δ d是減少值，Au是增加值。(4)進行縮頸檢測基準值Vtn = VtnO+ Σ Δ ud,修正縮頸檢測基準值Vtn。在此， VtnO是初始值。(5)在焊接中繼續(xù)上述(1) ⑷的修正動作。像上述那樣，在縮頸產(chǎn)生狀態(tài)的變動大的焊接條件中，每次短路的縮頸檢測時間 Tn變動大。產(chǎn)生這樣的情況第η次的短路的縮頸檢測時間Tn為下限時間Lt以下，第η+1 次的短路的縮頸檢測時間Tn成為上限時間Ht以上，第η+2次的短路的縮頸檢測時間Tn成為下限時間Lt與上限時間Ht之間的適當范圍。在像這樣縮頸檢測時間Tn的變動大的情況下，若應用上述現(xiàn)有技術(shù)，則對于縮頸檢測時間Tn的變動而過度地反應，從而縮頸檢測基準值Vtn將大變動。若成為這樣的狀態(tài)，則焊接狀態(tài)將變得不穩(wěn)定。與此對比，若根據(jù)上述的實施方式1，則沒有對于每次短路的縮頸檢測時間Tn來直接修正縮頸檢測基準值Vtn的情況。由計數(shù)值Cn來判定縮頸檢測時間Tn的趨勢，當該趨勢成為規(guī)定狀態(tài)以上時，修正縮頸檢測基準值Vtn。即，當計數(shù)值Cn成為負基準值Lc以下時，判定作為趨勢而縮頸檢測時間Tn將處于比適當范圍更短的狀態(tài)，從而使縮頸檢測基準值Vtn減少來提高靈敏度。當計數(shù)值Cn成為正基準值Hc以上時，判定作為趨勢而縮頸檢測時間Tn將處于比適當范圍更長的狀態(tài)，從而使縮頸檢測基準值Vtn增加來降低靈敏度。通過這種方式，即使在縮頸產(chǎn)生狀態(tài)的變動大的焊接條件下，也能夠迅速且穩(wěn)定地適當化縮頸檢測基準值Vtn。為此，能夠提高濺射產(chǎn)生量的抑制效果，能夠使焊接狀態(tài)也穩(wěn)定。
[實施方式2]在本發(fā)明的實施方式2的縮頸檢測控制方法中，使上述的減少值△(!與從上述計數(shù)值Cn被復位成0的時刻起至達到上述負基準值Lc為止的負基準值到達時間Td對應地變化，使上述的增加值Δ u與從上述計數(shù)值Cn被復位成0的時刻起至達到上述正基準值Hc 為止的正基準值到達時間Tu對應地變化。以下，針對該實施方式2進行說明。圖2是用于實施實施方式2的熔化電極電弧焊接的縮頸檢測控制方法的焊接裝置的模塊圖。該圖與上述的圖5以及圖1對應，對相同的模塊賦予相同符號，并省略它們的說明。該圖在圖1中追加虛線所示的基準值到達時間計測電路TUD，將圖1的減少值設(shè)定電路 DD置換成虛線表示的減少值設(shè)定修正電路DDS，并將增加值設(shè)定電路DU置換成虛線表示的增加值設(shè)定修正電路DUS。以下，針對這些模塊，參照該圖進行說明。基準值到達時間計測電路TUD將計數(shù)值信號Cn作為輸入，計測從計數(shù)值信號Cn 的值被復位為0的時刻起至達到負基準值Lc為止的時間，并作為負基準值到達時間信號Td 進行輸出，且計測從計數(shù)值信號Cn的值被復位為0的時刻起止達到正基準值Hc為止的時間，并作為正基準值到達時間信號Tu進行輸出。減少值設(shè)定修正電路DDS將上述的負基準值到達時間信號Td作為輸入，并輸出依照預先規(guī)定的減少值修正函數(shù)而計算出的減少值信號△(!。增加值設(shè)定修正電路DUS將上述的正基準值到達時間信號Tu作為輸入，并輸出依照預先規(guī)定的增加值修正函數(shù)而計算出的增加值信號Au。圖3表示上述減少值修正函數(shù)的一例。圖3是表示將負基準值到達時間Td作為輸入來計算減少值Δ d的減少值修正函數(shù)的一例的圖。該圖的橫軸表示負基準值到達時間Td(ms)，縱軸表示減少值A(chǔ)d(V)。如該圖所示，減少值Δ d，在Oms彡Td < IOms的范圍是常數(shù)值的-0. IV，在IOms彡Td < 50ms 的范圍是斜向右上的直線狀地變化，在50ms ^ Td的范圍成為常數(shù)值的-0. OlV0 S卩，若負基準值到達時間Td變長，則減少值A(chǔ)d的絕對值按照大致變小的方式變化。這樣做的理由如以下所述。在負基準值到達時間Td短的情況下，是縮頸檢測時間Tn為下限時間Lt以下的短路頻繁產(chǎn)生的狀態(tài)。由于這樣的狀態(tài)是縮頸檢測基準值Vtn與適當值比為相當大時的狀態(tài)，故增大減少值△(!的絕對值，使縮頸檢測基準值Vtn大幅度地減小。在縮頸檢測基準值Vtn的修正控制系統(tǒng)中，將使增益變大。這樣，實現(xiàn)過渡響應性的高速化。反之，在負基準值到達時間Td長的情況下，是縮頸檢測時間Tn為下限時間Lt以下的短路偶爾產(chǎn)生的狀態(tài)。由于這樣的狀態(tài)是縮頸檢測基準值Vtn與適當值比為大一點時的狀態(tài)，故減小減少值 Δ d的絕對值，使縮頸檢測基準值Vtn小幅度地減小。在縮頸檢測基準值Vtn的修正控制系統(tǒng)中，將使增益變小。這樣，使常數(shù)穩(wěn)定性良好。該圖的變化曲線是一例，也可以以曲線狀、 直線狀、階梯狀地變化。關(guān)于增加值修正函數(shù)，也與上述的圖3相同。但是，將橫軸置換成正基準值到達時間Tu(秒)，且將縱軸置換成增加值Διι(ν)。雖然關(guān)于橫軸相同，但縱軸的增加值A(chǔ)u成為正的值。因此，雖然增加值A(chǔ)u與減少值A(chǔ)d它們的絕對值相同，但符號不同。而關(guān)于作用效果也與圖3相同。毋庸置疑地，對于減少值A(chǔ)d和增加值Δ u，也可以按照使絕對值的變化曲線不同的方式來進行設(shè)定。減少值修正函數(shù)以及增加值修正函數(shù)根據(jù)縮頸產(chǎn)生狀態(tài)的變動的大小而設(shè)定為適當?shù)暮瘮?shù)。該設(shè)定通過實驗進行。根據(jù)上述實施方式2，使減少值與從計數(shù)值被復位為0的時刻起至達到負基準值為止的時間對應地變化，使增加值與從計數(shù)值被復位為0的時刻起至達到正基準值為止的時間對應地變化。這樣，除了實施方式1的效果，還能夠使縮頸檢測基準值的修正控制系中的增益可變，故能夠使過渡響應性以及常數(shù)穩(wěn)定性提高。
權(quán)利要求
1.一種熔化電極電弧焊接的縮頸檢測控制方法，該方法在熔化電極與母材之間重復電弧產(chǎn)生狀態(tài)和短路狀態(tài)的熔化電極電弧焊接中，根據(jù)熔化電極與母材之間的電壓值或者電阻值的變化達到縮頸檢測基準值的情況來檢測從短路狀態(tài)電弧再次產(chǎn)生的前兆現(xiàn)象、即熔滴的縮頸現(xiàn)象，若檢測出該縮頸現(xiàn)象，則使對短路負載通電的焊接電流減小，并在低電流值的狀態(tài)下進行輸出控制使得電弧再次產(chǎn)生，該熔化電極電弧焊接的縮頸檢測控制方法的特征在于，按每次短路來檢測從所述縮頸現(xiàn)象檢測時刻起到電弧再次產(chǎn)生時刻為止的縮頸檢測時間，當該縮頸檢測時間在預先規(guī)定的下限時間以下時，從計數(shù)值中減1，當所述縮頸檢測時間在比所述下限時間長的時間、即預先規(guī)定的上限時間以上時，在所述計數(shù)值中加1，當所述計數(shù)值達到作為負的值的負基準值時，使所述縮頸檢測基準值減少預先規(guī)定的減少值，并且，將所述計數(shù)值復位為0，當所述計數(shù)值達到作為正的值的正基準值時，使所述縮頸檢測基準值增加預先規(guī)定的增加值，并且，將所述計數(shù)值復位為0，在焊接中，繼續(xù)所述縮頸檢測基準值的修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔化電極電弧焊接的縮頸檢測控制方法，其特征在于， 使所述減少值與從所述計數(shù)值被復位為0的時刻起至到達所述負基準值為止的時間對應地變化，使所述增加值與從所述計數(shù)值被復位為0的時刻起至到達所述正基準值為止的時間對應地變化。
全文摘要
為了在熔化電極電弧焊接中使熔滴的縮頸的檢測精度提高，本發(fā)明提供一種熔化電極電弧焊接的縮頸檢測控制方法，通過熔化電極(1)與母材(2)之間的電阻值的變化達到縮頸檢測基準值(Vtn)的情況來檢測熔滴的縮頸，若檢測出該縮頸現(xiàn)象，則使焊接電流減小，并在低電流值的狀態(tài)下進行輸出控制使得再次產(chǎn)生電弧，其中，按每次短路來檢測從縮頸現(xiàn)象檢測時刻起到電弧再次產(chǎn)生時刻為止的縮頸檢測時間，當該縮頸檢測時間在下限時間以下時，從計數(shù)值中減1，當縮頸檢測時間在上限時間以上時，在計數(shù)值中加1，當計數(shù)值達到負基準值時，使縮頸檢測基準值(Vtn)減少，當計數(shù)值達到正基準值時，使縮頸檢測基準值(Vtn)增加。這樣，由于能夠適當化縮頸檢測基準值(Vtn)，故縮頸的檢測精度提高。
文檔編號B23K9/095GK102233470SQ201110107078
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
發(fā)明者井手章博 申請人:株式會社大亨