CN102528245A - 电弧焊接方法及电弧焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电弧焊接方法及电弧焊接系统，从焊接开始时至焊接结束时能进行良好焊接。所述方法包括交替反复多次第一期间T1与第二期间T2的初期工序、以及在初期工序之后在消耗电极与母材之间产生电弧并使熔滴从消耗电极向母材转移的稳态工序，初期工序包括：第一工序，在各第一期间T1中，在沿着母材的焊接行进方向上的消耗电极相对于母材的速度即移动速度Vv为第一速度v1的状态下，使电弧产生并使熔滴从消耗电极向母材转移；以及第二工序，在各第二期间T2中，将移动速度Vv设为比第一速度v1大的第二速度v2，使消耗电极相对于母材进行移动，稳态工序中，将移动速度Vv设为比第一速度v1大的稳态速度v4，使消耗电极相对于母材移动。

Description

电弧焊接方法及电弧焊接系统

技术领域

本发明涉及电弧焊接方法及电弧焊接系统。

背景技术

目前，已知有利用了消耗电极的电弧焊接方法(脉冲GMA焊接方法)。图7(a)表示通过现有电弧焊接方法而形成了焊痕的母材的俯视图，图7(b)表示通过现有电弧焊接方法而形成了焊痕的母材的剖视图。现有电弧焊接方法中，消耗电极与母材9W之间一边产生电弧，一边从消耗电极向母材9W转移熔滴。在使熔滴转移时，使保持消耗电极的焊炬沿着母材9W向焊接行进方向Dr进行移动。这样，在母材9W上形成焊痕991，进行焊接。该焊接方法的焊接开始时，母材9W尚未变热，母材9W难熔融。因此，存在下述问题：在该焊接方法的焊接开始时，母材9W上难以形成熔融池，焊痕991与母材9W的融合差，对母材9W的熔入浅。例如，专利文献1中记载有利用了消耗电极的电弧焊接方法。

专利文献1：JP特开2005-262264号公报

发明内容

本发明是在上述情况的基础上考虑得到的，以提供一种从焊接开始时至焊接结束时能进行良好焊接的电弧焊接方法为主要课题。

本发明的第一方面所提供的电弧焊接方法，包括：初期工序，交替反复多次第一期间与第二期间；以及稳态工序，在所述初期工序之后，在消耗电极与母材之间一边使电弧产生一边使熔滴从所述消耗电极向所述母材转移，所述初期工序包括：第一工序，在各所述第一期间中，在沿着所述母材的焊接行进方向上的所述消耗电极相对于所述母材的速度即移动速度为第一速度的状态下，一边使所述电弧产生一边使熔滴从所述消耗电极向所述母材转移；第二工序，在各所述第二期间中，将所述移动速度设为比所述第一速度大的第二速度，使所述消耗电极相对于所述母材进行移动，所述稳态工序中，将所述移动速度设为比所述第一速度大的稳态速度，使所述消耗电极相对于所述母材进行移动。

本发明的实施方式中，优选的是：所述第一工序中，按照绝对值的时间平均值为第一电流值的方式流通从所述消耗电极流至所述母材的焊接电流；所述第二工序中，按照绝对值的时间平均值为比所述第一电流值小的第二电流值的方式流通所述焊接电流。

本发明的实施方式中，优选的是：还包括中间工序，其是在所述初期工序之后，按照绝对值的时间平均值为比所述第一电流值小的第三电流值的方式流通所述焊接电流，并且，以所述移动速度为比所述第一速度大的第三速度，使所述消耗电极相对于所述母材进行移动的工序，所述中间工序直接转移至所述稳态工序。

本发明的实施方式中，优选的是：所述中间工序中，所述中间工序中，使所述电弧正在产生的状态继续。

本发明的实施方式中，优选的是：所述稳态工序中，按照绝对值的时间平均值为比所述第一电流值大的稳态电流值的方式流通所述焊接电流。

本发明的实施方式中，优选的是：各所述第二工序中，使所述电弧正在产生的状态继续。

本发明的第二方面所提供的电弧焊接系统，具备：输出电路，其在消耗电极与母材之间流通焊接电流；焊接模式控制电路，其产生初期期间与稳态期间，其中，该初期期间是交替反复多次第一期间以及第二期间的期间，该稳态期间是在所述初期期间之后且比所述初期期间长的期间；工作控制电路，其控制在沿着所述母材的焊接行进方向上的所述消耗电极相对于所述母材的速度即移动速度；第一速度存储部，其存储第一速度的值；以及第二速度存储部，其存储第二速度的值，所述输出电路在各所述第一期间与所述稳态期间以脉冲电流流通所述焊接电流，所述工作控制电路在各所述第一期间将所述移动速度设定为所述第一速度，在各所述第二期间将所述移动速度设为所述第二速度。

根据这样的构成，从焊接开始时至焊接结束时为止能进行良好焊接。

本发明的其他特征以及优点通过参照附图进行以下的详细说明将变得清楚。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的焊接系统中的焊接机器人的图。

图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的焊接系统的框图。

图3是利用了本发明的第一实施方式所涉及的电弧焊接系统的电弧焊接方法中的各信号等的时序图。

图4是详细地表示本发明的第一实施方式所涉及的电弧焊接方法中的第一期间的焊接电流的时间变化的图。

图5分别表示利用了本发明的第一实施方式所涉及的电弧焊接系统的电弧焊接方法中的电弧等的状态。

图6(a)表示通过本发明的第一实施方式所涉及的电弧焊接方法而形成了焊痕的母材的俯视图。图6(b)表示通过本发明的第一实施方式所涉及的电弧焊接方法而形成了焊痕的母材的剖视图。

图7(a)表示通过现有电弧焊接方法而形成了焊痕的母材的俯视图。图7(b)表示通过现有电弧焊接方法而形成了焊痕的母材的剖视图。

附图标号说明

A1     弧焊接系统

1      焊接机器人

11     底座部件

12     臂

13     电动机

14     焊炬

15     消耗电极

15     1熔滴

16     焊丝进给装置

161    进给机构

19     线圈衬套

21     作控制电路

22     焊接模式控制电路

23     示教器

24～27 存储部

31     输出电路

35     存储部

Ea     误差信号

EI     电流误差计算电路

Ei     电流误差信号

EV     电压误差计算电路

Ev     电压误差信号

FC     进给控制电路

Fc     进给速度控制信号

Fw     进给速度

ID     电流检测电路

Id     电流检测信号

Iep    电极正极性电流

Iepp   绝对值

Iepb   绝对值

Ienp   绝对值

Ien    电极负极性电流

Ipb    正极性基电流

Ipp    正极性峰值电流

IR     电流控制电路

Ir     电流设定信号

Iw     焊接电流

iw1    第一电流值

iw2    第二电流值

iw3    第三电流值

iw4    稳态电流值

MC     电力产生电路

Ms    工作控制信号

M1    第一期间模式信号

M2    第二期间模式信号

M3    中间期间模式信号

M4    稳态期间模式信号

SW    电源特性切换电路

Ts    初期期间

T1    第一期间

T2    第二期间

Tm    中间期间

Tc    稳态期间

Te    周期

Tpp   电极正极性期间

Tpb   电极正极性期间

Ten   电极负极性期间

VD    电压检测电路

Vd    电压检测信号

VR    电压控制电路

Vr    电压设定信号

Vv    移动速度

Vw    焊接电压

v1    第一速度

v2    第二速度

v3    第三速度

v4    稳态速度

W    母材

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行具体说明。

图1是表示本实施方式所涉及的焊接系统A1中的焊接机器人1的图。

图2是表示本实施方式所涉及的焊接系统A1的框图。

本实施方式所涉及的电弧焊接系统A1具备：焊接机器人(robot)1、工作控制电路21、焊接模式控制电路22、示教器(teach pendant)23、存储部24～27、输出电路31、存储部35。焊接机器人1例如是对母材W自动地进行电弧焊接的设备。焊接机器人1具备：底座部件11、多个臂12、多个电动机13、焊炬14、焊丝进给装置16、线圈衬套(coil liner)19。

底座部件11固定在地面等适当的地方。各个臂12经由轴与底座部件11连接。焊炬14将消耗电极15(焊丝)引导至母材W附近的规定位置。作为母材W，例如可举出铁、铝、或者铝的合金。在焊炬14中设置有保护气体喷嘴(省略图示)。保护气体喷嘴用于提供氩气等的保护气体。电动机13是移动机构，通过工作控制电路21而被旋转驱动。通过该旋转驱动，来控制各臂12的移动，从而焊炬14能够上下前后左右自由地移动。

在电动机13中设置有编码器(省略图示)。编码器的输出被发送给工作控制电路21。焊丝进给装置16设置在焊接机器人1的上部。焊丝进给装置16用于对焊炬14送出消耗电极15。焊丝进给装置16包括：进给机构161(电动机)、焊丝卷盘(省略图示)、焊丝推进装置(省略图示)。以进给机构161作为驱动源，所述焊丝推进装置将卷绕于所述焊丝卷盘上的消耗电极15向焊炬14送出。

线圈衬套19的一端与焊丝进给装置16连接，另一他端与焊炬14连接。线圈衬套19呈管状，消耗电极15插通在其内部。线圈衬套19将从焊丝进给装置16送出的消耗电极15引导至焊炬14。送出的消耗电极15从焊炬14突出。

存储部24存储第一速度v1的值。存储部25存储第二速度v2的值。存储部26存储第三速度v3的值。存储部27存储第4速度v4的值。存储部35存储第二电流值iw2。

焊接模式控制电路22产生初期期间Ts(参照图3)、中间期间Tm(参照图3)、稳态期间Tc(参照图3)。由此，焊接模式控制电路22切换焊接模式。在初期期间Ts，焊接模式控制电路22使第一期间T1及第二期间T2交替反复多次。焊接模式控制电路22发送焊接模式信号Ss。为了使第一期间T1产生，焊接模式控制电路22发送第一期间模式信号M1作为焊接模式信号Ss。同样地，为了使第二期间T2产生，焊接模式控制电路22发送第二期间模式信号M2作为焊接模式信号Ss。同样地，为了使中间期间Tm产生，焊接模式控制电路22发送中间期间模式信号M3作为焊接模式信号Ss。同样地，为了使稳态期间Tc产生，焊接模式控制电路22发送稳态期间模式信号M4作为焊接模式信号Ss。后面将详述第一期间T1、第二期间T2、中间期间Tm及稳态期间Tc。

工作控制电路21具有未图示的微机(microcomputer)以及存储器。在该存储器中存储了用于设定焊接机器人1的各种工作的作业程序。另外，工作控制电路21设定移动速度Vv。移动速度Vv是指，在沿着母材W的焊接行进方向Dr上的消耗电极15相对于母材W的速度。即，移动速度Vv也可被称为沿着母材W的焊接行进方向Dr上的焊炬14相对于母材W的速度。工作控制电路21基于所述作业程序、来自所述编码器的坐标信息、以及移动速度Vv等，对焊接机器人1发送工作控制信号Ms。焊接机器人1接收工作控制信号Ms，通过各电动机13而进行旋转驱动。由此，焊炬14移动至母材W的规定焊接开始位置，或沿着母材W的面内方向进行移动。工作控制电路21与存储部24～27连接。工作控制电路21接收焊接模式信号Ss。

示教器23与工作控制电路21连接。示教器23是电弧焊接系统A1的用户用以设定各种工作的部件。在本实施方式中，从示教器23输入第一速度v1、第二速度v2、第三速度v3、以及第二电流值iw2的各值，并将其存储于各存储部中。

输出电路31包括：电力产生电路MC、电源特性切换电路SW、电压检测电路VD、电压误差计算电路EV、电压控制电路VR、电流检测电路ID、电流误差计算电路EI、电流控制电路IR和进给控制电路FC。输出电路31以所指示的值对消耗电极15与母材W之间施加焊接电压Vw，或者以所指示的值从消耗电极15向母材W流通焊接电流Iw。

电力产生电路MC例如以3相200V等的商用电源作为输入，并根据后述的误差信号Ea，进行变换器控制、半导体闸流管(thyristor)相位控制等的输出控制，输出焊接电压Vw以及焊接电流Iw。

电压检测电路VD对消耗电极15与母材W之间所施加的焊接电压Vw的值进行检测。电压检测电路VD发送与焊接电压Vw的绝对值的平均值对应的电压检测信号Vd。

电压控制电路VR设定消耗电极15与母材W之间施加的焊接电压Vw的值。电压控制电路VR基于未图示的存储部中存储的设定电压值，发送用于指示焊接电压Vw的值的电压设定信号Vr。

电压误差计算电路EV对实际上施加的焊接电压Vw的值与设定的焊接电压的值之间的差ΔVw进行计算。具体而言，电压误差计算电路EV接收电压检测信号Vd、电压设定信号Vr，而发送与差ΔVw对应的电压误差信号Ev。另外，电压误差计算电路EV也可以发送与将差ΔVw放大后的值对应的值，作为电压误差信号Ev。

电流检测电路ID检测消耗电极15与母材W之间流通的焊接电流Iw的值。电流检测电路ID发送与焊接电流Iw的绝对值对应的电流检测信号Id。

电流控制电路IR设定消耗电极15与母材W之间流通的焊接电流Iw的值。电流控制电路IR接收焊接模式信号Ss。电流控制电路IR与存储部35连接。电流控制电路IR生成用于以第二电流值iw2流通焊接电流Iw的电流设定信号Ir。并且，电流控制电路IR发送所生成的电流设定信号Ir。

电流误差计算电路EI对实际上流通的焊接电流Iw的值与设定的焊接电流的值之间的差ΔIw进行计算。具体而言，电流误差计算电路EI接收电流检测信号Id与电流设定信号Ir，并发送与差ΔIw对应的电流误差信号Ei。另外，电流误差计算电路EI也可以发送与将差ΔIw放大后的值对应的值，作为电流误差信号Ei。

电源特性切换电路SW切换输出电路31的电源特性(恒压特性或者恒流特性)。输出电路31的电源特性为恒压特性的情况下，输出电路31按照焊接电压Vw的值成为所设定的值的方式，在输出电路31中控制输出。另一方面，输出电路31的电源特性为恒流特性的情况下，按照焊接电流Iw的值成为所设定的值的方式，在输出电路31中控制输出。更具体而言，电源特性切换电路SW接收焊接模式信号Ss、电压误差信号Ev、电流误差信号Ei。电源特性切换电路SW所接收的焊接模式信号Ss是第一期间模式信号M1或者稳态期间模式M4的情况下，电源特性切换电路SW中的开关与图2的a侧连接。在该情况下，输出电路31的电源特性为恒压特性，电源特性切换电路SW将电压误差信号Ev作为误差信号Ea发送给电力产生电路MC。此时，电力产生电路MC按照焊接电压Vw的值成为所设定的值的方式(即上述的差ΔVw成为零)进行控制。另一方面，电源特性切换电路SW所接收的焊接模式信号Ss是第二期间模式信号M2或者中间期间模式M3的情况下，电源特性切换电路SW中的开关与图2的b侧连接。在该情况下，输出电路31的电源特性为恒流特性，电源特性切换电路SW将电流误差信号Ei作为误差信号Ea发送给电力产生电路MC。此时，电力产生电路MC按照焊接电流Iw的值成为所设定的值的方式(即上述的差ΔIw成为零)进行控制。

进给控制电路FC控制从焊炬14送出消耗电极15的速度(进给速度Fw)。进给控制电路FC接收焊接模式信号Ss。进给控制电路FC将用于指示进给速度Fw的进给速度控制信号Fc发送给进给机构161。

各存储部24～27、35即可以是具备工作控制电路21的机器人控制装置的构成，也可以是具备输出电路31的焊接电源装置的构成。

其次，进一步利用图3，对利用了电弧焊接系统A1的电弧焊接方法进行说明。图3是利用了电弧焊接系统A1的电弧焊接方法中的各信号等的时序图。图3的(a)表示移动速度Vv的变化状态；(b)表示焊接电流Iw的绝对值的时间平均值的变化状态；(c)表示电源特性切换电路SW的开关的变化状态；(d)表示进给速度Fw的变化状态；(e)表示第一期间模式信号M1的变化状态；(f)表示第二期间模式信号M2的变化状态；(g)表示中间期间模式信号M3的变化状态；(h)表示稳态期间模式信号M4的变化状态。图3(c)中的高电平的状态表示电源特性切换电路SW的开关与a侧连接的状态，低电平的状态表示电源特性切换电路SW的开关与b侧连接的状态。图3(e)～(h)中的高电平的状态表示各信号作为焊接模式信号Ss而输出的状态。图5的(s-1)～(s-5)分别表示图3的(s-1)～(s-5)中的电弧等的状态。

(初期期间Ts(时刻t1～时刻t2))

首先，通过输入来自外部的焊接开始信号，一般进行过渡的焊接开始处理。焊接开始处理中，输出电路31对消耗电极15与母材W之间施加焊接电压Vw。由此，在时刻t1，消耗电极15与母材W之间，电弧a1被点弧产生。初期期间Ts中，交替反复多次第一期间T1与第二期间T2。初期期间Ts例如为1.0～5.0s。第一期间T1例如为0.35s。第二期间T2例如为0.24s。

(1)第一期间T1

如图3(e)所示那样，各第一期间T1中，焊接模式控制电路22将第一期间模式信号M1作为焊接模式信号Ss发送给工作控制电路21、电源特性切换电路SW、电流控制电路IR、以及进给控制电路FC。如图3(a)所示那样，工作控制电路21接收到作为焊接模式信号Ss的第一期间模式信号M1时，向焊接机器人1发送用于将移动速度Vv设为第一速度v1的工作控制信号Ms。由此，成为移动速度Vv为第一速度v1的状态。本实施方式中，第一速度v1为0。因此，第一期间T1中，工作控制电路21使消耗电极15(焊炬14)相对于母材W在沿着母材W的焊接行进方向Dr上不移动而停止。

如图3(c)所示那样，电源特性切换电路SW接收到作为焊接模式信号Ss的第一期间模式信号M1时，将电源特性切换电路SW中的开关与a侧连接。由此，输出电路31的电源特性被设定为恒压特性。进给控制电路FC接收到作为焊接模式信号Ss的第一期间模式信号M1时，把用于将进给速度Fw设为速度fw1的进给速度控制信号Fc发送给进给机构161。由此，如图3(d)所示那样，将进给速度Fw设为速度fw1而开始进给消耗电极15。进给速度Fw是将从焊炬14向母材W的方向设为正。速度fw1例如为100～1000cm/min。接下来，如图3(b)所示那样，各第一期间T1中，按照焊接电流Iw的绝对值的平均值为第一电流值iw1的方式流通焊接电流Iw。各第一期间中，进行恒压控制。在恒压控制中，如果已确定消耗电极15的材质、直径、消耗电极15的突出长度、电极极性等的焊接条件，则焊接电流Iw的第一电流值iw1由图3(d)所示的进给速度Fw来决定。

图4是详细地表示第一期间TI中的焊接电流Iw的时间变化的图。在图3中，为了便于理解，表示焊接电流Iw的绝对值的时间平均值，实际上，本实施方式的焊接电流Iw为图4所示那样的交流脉冲电流。图4中的第一电流值iw1与图3中的第一电流值iw1一致。图4中的时间的刻度与图3中的时间的刻度相比为极小。图4中，表示焊接电流Iw的纵轴是将消耗电极15成为阳极时所流通电流设为正。

如从本图中可理解那样，焊接电流Iw，在周期Te中电极正极性电流Iep与电极负极性电流Ien分别各取1次。周期Te例如为8.0～15.0msec左右。电极正极性电流Iep是在消耗电极15为阳极且母材W为阴极的状态下流通的电流。电极正极性电流Iep包含正极性峰值电流Ipp、正极性基电流Ipb。正极性峰值电流Ipp是在电极正极性期间Tpp的期间流通的电流。电极正极性期间Tpp例如为0.8～2.0msec。正极性峰值电流Ipp的绝对值Iepp例如为300～350A。另一方面，正极性基电流Ipb是在电极正极性期间Tpb的期间流通的电流。电极正极性期间Tpb例如为3～10msec。正极性基电流Ipb的绝对值Iepb例如为30～100A。

电极负极性电流Ien是在消耗电极15为阴极且母材W为阳极的状态流通的电流。电极负极性电流Ien是在电极负极性期间Ten的期间流通的电流。电极负极性期间Ten例如为2.0～5.0msec。电极负极性电流Ien的绝对值Ienp例如为50～100A。

正极性峰值电流Ipp、正极性基电流Ipb、电极负极性电流Ien、电极正极性期间Tpp、以及电极负极性期间Ten被设定为规定值。电极正极性期间Tpb被反馈控制，以使得焊接电压Vw的平均值与预先设定的焊接电压设定值相等。通过该控制，电弧a1的长度被控制为恰当值。将正极性峰值电流Ipp、正极性基电流Ipb、以及电极负极性电流Ien的绝对值按时间进行平均后的值与电流值iw1一致。电流值iw1例如为250A。

如上所述，在第一期间T1中，流通作为焊接电流Iw的脉冲电流。并且，每1个脉冲1个熔滴从消耗电极15向母材W转移。这样，一边使电弧a1产生一边使熔滴从消耗电极15向母材W转移。因此，如图5(s-1)所示那样，在第一期间T1形成熔融池881。由于第一期间T1中，以使熔滴从消耗电极15向母材W转移的程度这样的相对大的电流值iw1来流通焊接电流Iw，所以向母材W的供热量相对变多。

另外，本实施方式中，示出了第一期间T1中流通的焊接电流Iw是交流的脉冲电流的示例，但是，在第一期间T1中流通的焊接电流Iw也可以是直流的脉冲电流。第一期间T1中流通的焊接电流Iw是直流的脉冲电流的情况下，电极负极性期间Ten成为0。

(2)第二期间T2

如图3(f)所示那样，各第二期间T2中，焊接模式控制电路22将作为焊接模式信号Ss的第二期间模式信号M2发送给工作控制电路21、电源特性切换电路SW、电流控制电路IR、进给控制电路FC。如图3(a)所示那样，工作控制电路21在接收到作为焊接模式信号Ss的第二期间模式信号M2时，把用于将移动速度Vv设为第二速度v2的工作控制信号Ms发送给焊接机器人1。由此，将移动速度Vv设为第二速度v2，消耗电极15(焊炬14)相对于母材在焊接行进方向Dr进行移动(参照图5(s-2))。第二速度v2比第一速度v1要大。第二速度v2例如为80cm/min。

如图3(c)所示那样，电源特性切换电路SW在接收到作为焊接模式信号Ss的第二期间模式信号M2时，使电源特性切换电路SW中的开关与b侧连接。由此，输出电路31的电源特性被设定为恒流特性。电流控制电路IR在接收到作为焊接模式信号Ss的第二期间模式信号M2时，将用于使焊接电流Iw以第二电流值iw2流通的电流设定信号Ir发送给电源特性切换电路SW。由此，如图3(b)所示那样，各第二期间T2中，焊接电流Iw是按照焊接电流Iw的绝对值的时间平均值为第二电流值iw2的方式流通的电流。各第二期间T2中流通的焊接电流Iw是正如图3(b)所示的波形的电流。即，各第二期间T2中流通的焊接电流Iw是直流并且为恒定的电流。第二电流值iw2是不使熔滴从消耗电极15向母材W转移的程度那样的小的值。因此，各第二期间T2中向母材W的供热量少。本实施方式中，各第二期间T2中，第二电流值iw2比0要大。即，如图5(s-2)所示那样，第二期间T2中，使正产生电弧a1的状态继续。由此，从第二期间T2移转至第一期间T1时，不必使电弧a1再产生，从而能够省略使电弧a1再产生的工夫。第二电流值iw2例如为15A。

进给控制电路FC在接收到作为焊接模式信号Ss的第二期间模式信号M2时，将用于把进给速度Fw设为速度fw2的进给速度控制信号Fc发送给进给机构161。由此，如图3(d)所示那样，将进给速度Fw设为速度fw2而开始进给消耗电极15。速度fw2例如为50～150cm/min。

第二期间T2中，在该第二期间T2之前的第一期间T1从电弧a1接受的热量在母材W中扩散。通过该热量在该第二期间T2中进行扩散，在母材W中也传递至该第二期间T2的下一个第一期间T1中要进行焊接的位置。

如图5(s-3)所示那样，第二期间T2之后再次进行第一期间T1中的工序。如上所述，在初期期间Ts(时刻t1～时刻t2)中，交替反复多次第一期间T1与第二期间T2。初期期间Ts中形成焊痕882中的图6的Bs所示的部分。

在时刻t2，初期期间Ts在经过了第一期间T1时结束，转移至下面叙述的中间期间Tm。即，在时刻t2，第一期间T1与中间期间Tm连续，从第一期间T1直接转移至中间期间Tm。

[中间期间Tm(时刻t2～时刻t3)]

如图3(g)所示那样，中间期间Tm中，焊接模式控制电路22将作为焊接模式信号Ss的中间期间模式信号M3发送给工作控制电路21、电源特性切换电路SW、电流控制电路IR、进给控制电路FC。如图3(a)所示那样，工作控制电路21在接收到作为焊接模式信号Ss的中间期间模式信号M3时，把用于将移动速度Vv设为第三速度v3的工作控制信号Ms发送给焊接机器人1。由此，将移动速度Vv设为第三速度v3，消耗电极15(焊炬14)相对于母材在焊接行进方向Dr上进行移动(参照图5(s-4))。第三速度v3比第一速度v1大。第三速度v3例如为60cm/min。第三速度v3也可与第二速度v2相同，但在本实施方式中，比第二速度v2小。

如图3(c)所示那样，电源特性切换电路SW在接收到作为焊接模式信号Ss的中间期间模式信号M3时，使电源特性切换电路SW中的开关与b侧连接。由此，输出电路31的电源特性被设为恒流特性。电流控制电路IR在接收到作为焊接模式信号Ss的中间期间模式信号M3时，把用于将焊接电流Iw以第三电流值iw3进行流通的电流设定信号Ir发送给电源特性切换电路SW。由此，如图3(b)所示那样，中间期间Tm中，焊接电流Iw是将绝对值的时间平均值设为第三电流值iw3而流通的电流。中间期间Tm中流通的焊接电流Iw是正如图3(b)所示的波形的电流。即，中间期间Tm中流通的焊接电流Iw是直流并且为恒定的电流。第三电流值iw3是不使熔滴从消耗电极15向母材W转移的程度那样的小的值。本实施方式中，中间期间Tm中，第三电流值iw3比0大。即，如图5(s-4)所示那样，中间期间Tm中，使电弧a1产生的状态进行继续。第三电流值iw3例如为15A。图3(b)中，示出了第三电流值iw3是与第二电流值iw2大致相同的值，但是，第三电流值iw3也可以比第二电流值iw2小，也可比第二电流值iw2大。

进给控制电路FC在接收到作为焊接模式信号Ss的中间期间模式信号M3时，把用于将进给速度Fw设为速度fw3的进给速度控制信号Fc发送给进给机构161。由此，如图3(d)所示那样，将进给速度Fw设为速度fw3而开始进给消耗电极15。速度fw3例如为50～100cm/min。中间期间Tm例如为0.2s。

[稳态期间Tc(时刻t3～)]

在时刻t3，开始稳态期间Tc。稳态期间Tc与中间期间Tm相连续。即，中间期间Tm直接转移至稳态期间Tc。如图3(h)所示那样，稳态期间Tc中，焊接模式控制电路22将作为焊接模式信号Ss的稳态期间模式信号M4发送给工作控制电路21、电源特性切换电路SW、电流控制电路IR、进给控制电路FC。如图3(a)所示那样，工作控制电路21在接收到作为焊接模式信号Ss的稳态期间模式信号M4时，把用于将移动速度Vv设为稳态速度v4的工作控制信号Ms发送给焊接机器人1。由此，将移动速度Vv设为稳态速度v4，消耗电极15(焊炬14)相对于母材而在焊接行进方向Dr进行移动(参照图5(s-5))。稳态速度v4比第一速度v1大。稳态速度v4例如为60cm/min。稳态速度v4也可以与第二速度v2相同，但在本实施方式中，是比第二速度v2小。稳态速度v4与第三速度v3相同。

如图3(c)所示那样，电源特性切换电路SW在接收到作为焊接模式信号Ss的稳态期间模式信号M4时，使电源特性切换电路SW中的开关与a侧连接。由此，输出电路31的电源特性被设定为恒压特性。进给控制电路FC在接收到作为焊接模式信号Ss的稳态期间模式信号M4时，把用于将进给速度Fw设为速度fw4的进给速度控制信号Fc发送给进给机构161。由此，如图3(d)所示那样，将进给速度Fw设为速度fw4而开始进给消耗电极15。速度fw4例如为100～1000cm/min。如图3(b)所示那样，稳态期间Tc中，按照绝对值的平均值为稳态电流值iw4的方式流通焊接电流Iw。本实施方式中，稳态电流值iw4比第一电流值iw1大。但是，也可以与本实施方式不同，稳态电流值iw4与第一电流值iw1相同，也可以比第一电流值iw1小。稳态期间Tc是至焊接结束为止的期间，是比初期期间Ts长的期间。

稳态期间Tc中，与第一期间T1相同地，流通作为焊接电流Iw的脉冲电流。并且按照每1脉冲，1个熔滴从消耗电极15向母材W转移。这样，一边使电弧a1产生一边使熔滴从消耗电极15向母材W转移。接下来，如图5(s-5)所示那样，稳态期间Tc中形成焊痕882。图6中示出以Bc表示焊痕882中的在稳态期间Tc所形成的部分。

其次，对本实施方式的作用效果进行说明。

本实施方式中，初期期间Ts中交替反复多次第一期间T1与第二期间T2。在各第一期间T1中，在沿着母材W的焊接行进方向Dr上，消耗电极15相对于母材W的速度即移动速度Vv为第一速度v1的状态下，一边使电弧a1产生一边使熔滴从消耗电极15向母材W转移。在各第二期间T2中，将移动速度Vv设为比第一速度v1大的第二速度v2，来使消耗电极15相对于母材W进行移动。通过这样的构成，由于在初期期间Ts交替地反复多次第一期间T1与第二期间T2，用于使熔滴转移的各第一期间T1相对较短。各第一期间T1短时，移动速度Vv从成为相对小的第一速度v1的时刻(第一期间T1的开始时刻)立即变化为相对大的第二速度v2。由此，在第一期间T1中，由于熔滴在母材W的相同位置上不会长期间持续转移，焊痕882不会过度隆起。因此，能够将第一期间T1中的焊接电流Iw的电流值设得大。另外，第一期间T1中的移动速度Vv是相对小的第一速度v1。第一期间T1中，能够将焊接电流Iw的电流值设定得大，并且，根据第一期间T1中的移动速度Vv是相对小的第一速度v1的本实施方式所涉及的方法，按照各第一期间T1，能够对母材W中的某一区域集中地提供热量。由此，在各第一期间T1中能够使母材W中的某一区域的温度大幅上升。

如能使母材W的温度较大地上升时，例如，能够加深对母材W的熔入，能够良好地实现所形成的焊痕882与母材W之间的融合、能够易于形成熔融池881。这样的能够使母材W中的某一区域的温度大幅上升的本实施方式所涉及的方法，适于从焊接开始时至焊接结束时为止，将焊痕882的宽度、母材W的熔入深度、或者余量(excess weld metal)统一。因此，本实施方式所涉及的方法是从焊接开始时至焊接结束时为止能进行良好焊接的方法。

母材W是由热传导率高的材料(例如，铝或者铝的合金)形成的情况下，母材W中热易于扩散，母材W中被给予热量的部位的温度难以上升。按各第一期间T1能够对母材W中的某一区域集中地给予热量的本实施方式所涉及的方法，即使在母材W由热传导率高的材料形成的情况下，也能够恰当地使母材W的某一区域的温度上升。

本实施方式中，各第一期间T1中，按照绝对值的时间平均值为第一电流值iw1的方式流通焊接电流Iw。各第二期间T2中，按照绝对值的时间平均值为比第一电流值iw1小的第二电流值iw2的方式流通焊接电流Iw。通过这样的构成，能够抑制在第二期间T2中熔滴从消耗电极15向母材W转移。第二期间T2中的熔滴转移的抑制，适于抑制焊痕882过度隆起(超余量变高)。

在本实施方式，中间期间Tm中，按照绝对值的时间平均值为比第一电流值iw1小的第三电流值iw3的方式流通焊接电流Iw，并且，按照移动速度Vv为第一速度v1大的第三速度v3的方式使消耗电极15相对于母材W进行移动。中间期间Tm直接转移至稳态期间Tc。通过这样的构成，中间期间Tm中，能够不使熔滴转移，而使消耗电极15相对于母材进行移动。因此，能够相对于初期期间Ts的最后的第一期间T1中形成的焊痕882，进一步不使多的熔滴滴下，而开始稳态期间Tc。由此，能够抑制在稳态期间Tc的开始时所形成的焊痕882出现局部性隆起，从而能够形成均匀的焊痕882。

本实施方式中，中间期间Tm中使电弧a1产生的状态继续。根据这样的构成，由于中间期间Tm中不使电弧a1消灭，所以，从中间期间Tm移转至稳态期间Tc时无需使电弧a1再产生。因此，开始稳态期间Tc时，无需为了使电弧a1再产生而将移动速度Vv设为0。这适于焊接时间的短缩。

本实施方式中，稳态期间Tc中，按照绝对值的时间平均值为比第一电流值iw1大的稳态电流值iw4的方式流通焊接电流Iw。这样的构成适于使稳态期间Tc中的电弧压力得到提高。如能够提高电弧压力，则能够形成深的熔入。

本发明并不限于上述实施方式。本发明的各部的具体构成可自由进行各种设计变更。

如上述实施方式那样，优选在第二期间T2中使电弧a1产生的状态进行继续，但也可以在第二期间T2使电弧a1消灭。同样地，如上述实施方式那样，优选在中间期间Tm中使电弧a1产生的状态进行继续，但也可以在中间期间Tm使电弧a1消灭。如上述实施方式那样，优选进行中间期间Tm的处理，但也可以不进行中间期间Tm的处理，而从第一期间T1直接转移至稳态期间Tc。上述实施方式中示出了第一速度v1为0的示例，但第一速度v1例如也可以比0大。

Claims (7)

1.一种电弧焊接方法，包括：

初期工序，交替反复多次第一期间与第二期间；以及

稳态工序，在所述初期工序之后，在消耗电极与母材之间使电弧产生并且使熔滴从所述消耗电极向所述母材转移，

所述初期工序包括：

第一工序，在各所述第一期间中，在沿着所述母材的焊接行进方向上的所述消耗电极相对于所述母材的速度即移动速度为第一速度的状态下，使所述电弧产生并且使熔滴从所述消耗电极向所述母材转移；

第二工序，在各所述第二期间中，将所述移动速度设为比所述第一速度大的第二速度，使所述消耗电极相对于所述母材进行移动，

所述稳态工序中，将所述移动速度设为比所述第一速度大的稳态速度，使所述消耗电极相对于所述母材进行移动。

2.根据权利要求1所述的电弧焊接方法，其特征在于：

所述第一工序中，按照绝对值的时间平均值为第一电流值的方式流通从所述消耗电极流至所述母材的焊接电流；

所述第二工序中，按照绝对值的时间平均值为比所述第一电流值小的第二电流值的方式流通所述焊接电流。

3.根据权利要求2所述的电弧焊接方法，其特征在于：

还包括中间工序，其是在所述初期工序之后，按照绝对值的时间平均值为比所述第一电流值小的第三电流值的方式流通所述焊接电流，并且，以所述移动速度为比所述第一速度大的第三速度，使所述消耗电极相对于所述母材进行移动的工序，

所述中间工序直接转移至所述稳态工序。

4.根据权利要求3所述的电弧焊接方法，其特征在于：

所述中间工序中，使正在产生所述电弧的状态继续。

5.根据权利要求2至4中任意一项所述的电弧焊接方法，其特征在于：

所述稳态工序中，按照绝对值的时间平均值为比所述第一电流值大的稳态电流值的方式流通所述焊接电流。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的电弧焊接方法，其特征在于：

各所述第二工序中，使正在产生所述电弧的状态继续。

7.一种电弧焊接系统，具备：

输出电路，其在消耗电极与母材之间流通焊接电流；

焊接模式控制电路，其产生初期期间与稳态期间，其中，该初期期间是交替反复多次第一期间以及第二期间的期间，该稳态期间是在所述初期期间之后且比所述初期期间长的期间；

工作控制电路，其控制在沿着所述母材的焊接行进方向上的所述消耗电极相对于所述母材的速度即移动速度；

第一速度存储部，其存储第一速度的值；以及

第二速度存储部，其存储第二速度的值，

所述输出电路在各所述第一期间与所述稳态期间以脉冲电流流通所述焊接电流，

所述工作控制电路在各所述第一期间将所述移动速度设定为所述第一速度，在各所述第二期间将所述移动速度设为所述第二速度。

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