断续脉冲焊接方法

专利名称：断续脉冲焊接方法
技术领域：
本发明涉及一种进行焊接，并将带给薄板的母材的热影响抑制到最小 限的断续(stitch)脉冲焊接方法。
背景技术：
所谓断续脉冲焊接是一种通过控制焊接时的加热和冷却，将带给薄板 的母材的热影响抑制到最小限的焊接法。是将薄板焊接的自动化作为目的 的一种焊接法，与现有的薄板焊接相比，能使焊接外观改善并降低焊接变 形量(例如，参照专利文献l)。
在专利文献l中公开了一种方法，在停止焊矩(torch)的状态下以预 定的时间产生电弧来熔融母材，当经过了该设定时间后，停止电弧并使焊 矩移动到熔融部外周侧的电弧再次开始点。以下，说明该现有技术。
图9是表示应用了现有的断续脉冲焊接方法的断续脉冲焊接装置51 的图。
机械手M对工件W自动地进行电弧焊接，由上臂53、下臂54及手 腕部55、和用于旋转驱动它们的多个子电动机(未图示)构成。
电弧焊矩T安装在机械手M的上臂53的前端部分，并用于将巻绕于 焊丝盘(wire reel) 56上的直径lmm左右的焊丝57引导到工件W的被指 示焊接位置上。焊接电源WP在电弧焊炬T与工件W之间供给焊接电压。 在对工件W进行焊接时，在将焊丝57从电弧焊炬T的前端突出了期望的 突出长度Ew的状态下进行。突出长度Ew的长度一般多为15mm左右， 但按照焊接处的开始处形状、焊接施工条件等，作业人员可使用后述的指 示盘(TeachPendant) TP来预先调节到希望长度。
导管(conduit)电缆52具备用于在内部引导焊丝57的线圈衬垫(coil liner)(未图示)，并连接到电弧焊矩T。而且导管电缆52还向电弧焊矩 T供给来自焊接电源WP的电力及来自气罐58的保护气(shiddgas)。作为操作单元的指示盘TP是所谓的可移动式操作盘，用于设定为了 进行机械手M的动作、断续脉冲焊接所需要的条件(焊接电流、焊接电 压、移动速度、移动间距、焊接时间和冷却时间)等。作业人员使用该指
示盘TP，与机械手M的动作一起制成设定了上述条件的作业程序。
机器人控制装置RC是用于对机械手M执行焊接动作的控制的装置， 在内部具备主控制部、动作控制部及子驱动器(都未图示)等。然后，作 业人员根据由指示盘TP已指示的作业程序，从子驱动器向机械手M的各 子电动机输出动作控制信号，并使机械手M的多个轴分别旋转。机器人 控制装置RC，由于通过来自机械手M的子电动机中所具备的编码器(未 图示)的输出来识别现在的位置，所以能控制电弧焊矩T的前端位置。而 且在焊接部， 一边重复以下说明的焊接、移动、冷却， 一边进行断续脉冲 焊接。
图IO是用于说明进行断续脉冲焊接时的状态的图。焊丝57从电弧焊 矩T的前端突出来。从焊接开始到焊接结束经常以固定的流量从电弧焊矩 T吹出保护气G。以下，对断续脉冲焊接时的各状态进行说明。
同图(a)表示产生电弧时的情形。根据己设定的焊接电流及焊接电 压，在电弧开始点，在焊丝57的前端与工件W之间产生电弧A，焊丝57 熔融后在工件W上形成熔融池Y。产生电弧A后，经过了所设定的焊接 时间后停止电弧A。
同图(b)表示电弧停止后的情形。电弧停止后，在经过所设定的冷 却时间之前维持焊接后的状态。即由于机械手M及电弧焊矩T在与焊接 时的状态同样地停止了的状态下，从电弧焊矩T仅吹出保护气G，所以熔 融池Y实际上由保护气G实质地被冷却后凝固。
同图(c)表示移动电弧焊矩T到下一个焊接位置的情形。经过冷却 时间后，使电弧焊炬T在焊接进行方向上移动到离开了预先已设定的移动 间距Mp的位置即电弧再次开始点。此时的移动速度是已设定的移动速度。 上述移动间距Mp，如该图(c)所示，是以在熔融池Y凝固后的焊接痕Y' 的外周侧定位焊丝57的方式进行调整后的距离。
该图(d)表示在电弧再次开始点再次产生电弧A的情形。在焊接痕 Y'的前端部重新形成熔融池Y"来进行焊接。由此，在断续脉冲焊接装置51中，会成为产生电弧来进行焊接的状态与进行冷却、移动的状态交替地 反复的情形。于是，以焊接痕即鳞状(々口〕)重合的方式来形成焊缝
(bead)。
图11是用于说明焊接施工后所形成的焊缝的图。如该图所示，在最 初的电弧开始点Pl形成焊接痕Sc，并在向焊接进行方向Dr上离开了移 动间距Mp的电弧再次开始点P2也形成同样的焊接痕Sc。电弧再次开始 点P3以后也接着逐次形成焊接痕Sc。由此，以焊接痕即鳞状重合的方式 形成的结果，将形成鳞状的焊缝B。
专利文献l:日本特开平6 — 55268号公报
如上所述，在断续脉冲焊接中，根据焊接电流及焊接电压在电弧开始 点开始焊接，在经过焊接时间之后停止焊接，待机冷却时间后由保护气冷 却电弧开始点，然后移动到离开了移动间距的电弧再次开始点进行与电弧 开始点同样的焊接及冷却，反复进行上述动作直到电弧终点，从而形成焊 缝B。
然而，在上述的图11中虽以相同的尺寸显示焊接痕Sc，但由于实际 上在电弧开始点附近(从电弧开始点到多个位置之前的电弧再次开始点为 止)母材及焊丝的温度并未上升，所以因熔化不足而使得电弧开始点附近 的焊接痕变小。
图12是用于说明电弧开始点附近的焊接痕Sc的情形的图。如该图所 示，例如从电弧开始点P1到电弧再次开始点P3之间，由于母材及焊丝的 温度未上升，所以焊接痕Sc变小。此后，电弧再次开始点P4之后，由于 母材及焊丝的温度稳定，所以可充分熔化，焊接痕Sc成为几乎相同的尺 寸。即存在电弧开始点附近的焊缝Bs的宽度窄于稳定后的焊缝Bt的宽度 的问题。
为了解决上述问题，以往采用了一种通过从电弧开始点进行数mm通 常的电弧焊接来升高母材温度使电弧稳定，此后，开始断续脉冲焊接的方 法。但是，此时，由于在进行了通常的电弧焊接的部分不形成鳞状，所以 存在外观不佳的问题
发明内容
在此，本发明的目的是提供一种通过从电弧开始点在预定的期间内逐 渐地改变焊接条件来实现始终恒定的焊缝宽度，并可提高美观的断续脉冲 焊接方法。
为了达到上述目的，第一发明是一种断续脉冲焊接方法，根据包括焊 接电流值、焊接电压值及焊接时间的焊接条件，在从电弧开始点停止了焊 矩的状态下产生电弧，并在经过所述焊接时间后使电弧停止，然后通过反 复使所述焊矩在焊接进行方向上移动到离开了规定的移动间距的电弧再 次开始点来再次产生电弧，使一次的电弧产生中所形成的焊接痕即鳞状进 行重合而在工件上形成焊缝，该断续脉冲焊接方法中，其特征在于，
在所述鳞状的形成数达到预定的初始形成数之前的期间，以包括初始 焊接电流值、初始焊接电压值及初始焊接时间的预定的初始焊接条件进行 焊接，在所述鳞状的形成数达到所述初始形成数后，以包括恒定焊接电流 值、恒定焊接电压值及恒定焊接时间的预定的恒定焊接条件进行焊接。
第二发明是根据第一发明所述的断续脉冲焊接方法，其特征在于，所 述初始焊接条件，是按照每次所述形成数增加而至少阶段性地縮短所述初 始焊接时间的条件。
第三发明是根据二发明所述的断续脉冲焊接方法，其特征在于，所述 初始焊接时间根据所述电弧开始点的初始焊接时间、所述初始形成数及所 述恒定焊接时间自动地被算出。
第四发明是根据第一发明所述的断续脉冲焊接方法，其特征在于，所 述初始焊接条件，是按照每次所述形成数增加而至少阶段性地降低所述初 始焊接电流值的条件。
第五发明是根据第四发明所述的断续脉冲焊接方法，其特征在于，所 述初始焊接电流值根据所述电弧开始点的初始焊接电流值、所述初始形成 数及所述恒定焊接电流值自动地被算出。
第六发明是根据第一 第五发明的任一发明所述的断续脉冲焊接方 法，其特征在于，所述初始形成数通过将所述恒定焊接电流值及所述恒定 焊接电压值输入到预先存储了焊接条件基准值与初始形成数之间的对应 关系的焊接条件数据库中而自动地被算出。
第七发明是根据第一、第二或第四发明的任一发明所述的断续脉冲焊接方法，其特征在于，所述初始焊接条件通过将所述恒定焊接电流值及所 述恒定焊接电压值输入到预先存储了焊接条件基准值与每个所述形成数 的初始焊接条件之间的对应关系的焊接条件数据库而自动地被算出。
第八发明是根据第一 第五发明的任一发明所述的断续脉冲焊接方 法，其特征在于，所述初始形成数通过下述而被算出将按照所述恒定焊 接电流值及所述恒定焊接电压值的鳞状直径值输入到预先存储了鳞状直 径值与所述恒定焊接电流值及所述恒定焊接电压值之间的关系的焊接条 件数据库而计算出所述恒定焊接电流值及所述恒定焊接电压值，从而将计 算出的所述恒定焊接电流值及所述恒定焊接电压值输入到预先存储了所 述恒定焊接电流值及所述恒定焊接电压值与初始形成数之间的关系的焊 接条件数据库中。
第九发明是根据第三或第五发明所述的断续脉冲焊接方法，其特征在 于，所述电弧开始点的初始焊接时间或初始焊接电流值，通过将按照所述 恒定焊接电流值及所述恒定焊接电压值的鳞状直径值输入到预先存储了 鳞状直径值与所述恒定焊接电流值及所述恒定焊接电压值之伺的关系的 焊接条件数据库而被算出。
根据第一发明，通过在鳞状的形成数达到预定的初始形成数之前的期 间，以预定的初始焊接条件进行焊接，在鳞状的形成数达到初始形成数之 后以恒定焊接条件进行焊接，从而能防止电弧开始点附近的焊缝变小。即 能提高焊缝的美观。
根据第二发明，通过在初始焊接时，按照每次鳞状的形成数增加而将 焊接时间阶段性地縮短，从而除了第一发明所发挥的效果，还能使电弧开 始点附近的焊缝始终为恒定的宽度。即能更进一步提高焊缝的美观。
根据第三发明，通过根据电弧开始点的初始焊接时间、初始形成数及 恒定焊接时间自动地计算出初始焊接时间，从而除了第二发明所发挥的效 果之外，还能简化初始焊接条件的设定。
根据第四发明，通过在初始焊接时，按照每次鳞状的形成数增加而将 焊接电流值阶段性地降低，从而除了第一发明所发挥的效果，还能使电弧 开始点附近的焊缝始终保持恒定的宽度。即能更进一步提高焊缝的美观。
根据第五发明，通过根据电弧开始点的初始焊接电流值、初始形成数及恒定焊接电流值，自动地计算出初始焊接电流值，从而除了第四发明所 发挥的效果，还能简化初始焊接条件的设定。
根据第六发明，通过将恒定焊接电流值及恒定焊接电压值输入到预先 存储了焊接条件基准值与初始形成数之间的对应关系的焊接条件数据库 中而自动地计算出初始形成数。即只要设定恒定焊接电流值及恒定焊接电 压值，则自动地计算出初始形成数，所以除了第一 第五发明所发挥的效 果，还能进一步简化初始焊接条件的设定。
根据第七发明，通过将恒定焊接电流值及恒定焊接电压值输入到预先 存储了焊接条件基准值与每个所述形成数的初始焊接条件之间的对应关 系的焊接条件数据库而自动地计算出初始焊接条件。即只要设定恒定焊接 电流值及恒定焊接电压值，则自动地计算出初始焊接条件，所以除了第一、 第二及第四发明所发挥的效果，还能进一步减少焊接条件的设定工作量。
根据第八发明，通过将相当于焊缝宽度的鳞状直径值的期望值输入到 预先确定了鳞状直径值与恒定焊接电流及恒定焊接电压之间的关系的焊 接条件数据库而自动地计算出初始形成数。即只要仅设定鳞状直径值，则 自动地计算出初始形成数，所以除了第一 第五发明所发挥的效果，还能 进一步减少焊接条件的设定工作量。
根据第九发明，通过将相当于焊缝宽度的鳞状直径值的期望值输入到 预先确定了鳞状直径值与恒定焊接电流值及恒定焊接电压值之间的关系 的焊接条件数据库而自动地计算出电弧开始点的初始焊接时间或初始焊 接电流值。即如果只设定鳞状直径值，则自动地计算出电弧开始点的初始 焊接时间以及初始焊接电流值，并根据此结果，计算出鳞状的形成数达到 预定的初始形成数之前的期间的初始焊接条件。即除了第三或第五发明所 发挥的效果，还能进一步减少焊接条件的设定工作量。


图1是应用了本发明的断续脉冲焊接方法的断续脉冲焊接装置的框图。
图2是作为进行衰减(downslope)控制的一例，仅阶段性地縮短了焊 接时间时的波形图。图3是焊接条件输出控制部的流程图。
图4是应用了实施方式2相关的断续脉冲焊接方法的断续脉冲焊接装 置的框图。
图5是表示实施方式2相关的焊接条件数据库的一个示例的图。 图6是应用了实施方式3相关的断续脉冲焊接方法的断续脉冲焊接装 置的框图。
图7是表示实施方式3的焊接条件数据库的一个示例的图。
图8是表示自动计算初始焊接条件的示例的图。
图9是应用了现有的断续脉冲焊接方法的断续脉冲焊接装置的示意图。
图IO是用于说明进行着断续脉冲焊接时的状态的图。
图11是用于说明焊接施工后所形成的焊缝的图。
图12是用于说明电弧开始点附近的焊接痕的样子的图。
图中
l一断续脉冲焊接装置，3 —主控制部，4 —硬盘，5—RAM， 6—CPU， 7 —焊丝，11—动作控制部，12 —驱动指令部，13 —焊接条件输出控制部， 20 —指示处理部，21 —显示处理部，22 —解释执行部，23 —焊接条件计算 部，24—焊接条件数据库，41一显示部，42 —设定部，51—现有的断续脉 冲焊接装置，52 —导管电缆，53 —上臂，54 —下臂，55 —手腕部，56 —焊 丝盘，57 —焊丝，58 —气罐，A—电弧，Ad—稳定时数据，B —焊缝，Bd 一数据，Bs—电弧开始点附近的焊缝，Bt—稳定后焊缝，Ci一初始焊接电 流值，Cd—冷却时间，Cn—下次焊接电流值，Ct一恒定焊接电流值，Dr 一焊接进行方向，Ew—突出长度，G —保护气，Ic一初始焊接条件，M— 机械手，Mp —移动间距，Pl —电弧开始点，P2 P6—电弧再次开始点， RC —机器人控制装置，Sc—焊接痕，Sp—移动速度，Sr—鳞状直径值，T 一电弧焊矩，Tc一恒定焊接条件，Ti一初始焊接时间，Tn—下次焊接时间， TP —指示盘，Tt一恒定焊接时间，Uc—鳞状形成数，Un—初始形成数， Vi—初始焊接电压值，Vn—下次焊接电压值，Vt—恒定焊接电压值，W— 工件，Wc —焊接控制信号，WP —焊接电源，Y—熔融池，Y' —焊接痕， Y" —焊接痕。
具体实施例方式
(实施方式l)
以下，根据实施例并参照附图来说明发明的实施方式。
图1是应用了本发明的断续脉冲焊接方法的断续脉冲焊接装置1的框
图。在该图中，与现有技术的图9不同点在于机器人控制装置RC以及指 示盘TP。此外，图9中所说明的机械手M、焊接电源WP、焊丝盘56、 气罐58等未图示而省略。以下，对构成本发明的主要部分的机器人控制 装置RC及指示盘TP进行说明。
机器人控制装置RC是用于对机械手M执行焊接动作的控制的装置， 具备成为其中枢的主控制部3;掌管焊接的控制的焊接条件输出控制部 13;进行机械手M的轨迹运算等，而后将运算结果作为驱动信号输出到
驱动指令部12的动作控制部11;输出用于对机械手M的各子电动机进行 旋转控制的子控制信号的驱动指令部12;用于存储作业程序及各种参数的 硬盘4;作为暂时的计算区域的RAM5;作为中央运算处理装置的CPU6;
及未图示的子驱动器，它们通过未图示的总线进行连接。
操作单元即指示盘TP具备显示各种信息的显示部41;和设定机械
手M的位置数据、焊接条件、动作参数等各种数据的设定部42。由设定 部42所输入的各种数据被输入到机器人控制装置RC的主控制部3。
主控制部3具备指示处理部20;显示处理部21;以及解释执行部
22。从设定部42输入作为断续脉冲焊接条件的初始形成数、初始焊接条 件、恒定焊接条件、移动速度、移动间距及冷却时间时，指示处理部20 在硬盘4中存储初始形成数Un、初始焊接条件Ic、恒定焊接条件Tc、移 动速度Sp、移动间距Mp及冷却时间Cd。显示处理部21根据需要在指示 盘Tp的显示部41上显示己输入的各种数据。解释执行部22根据存储于 硬盘4中的位置数据及断续脉冲焊接条件等向动作控制部11及焊接条件 输出控制部13分别输出指令信号。
在此，初始形成数Un是指设定进行初始焊接的期间的形成数，由鳞 状的数目来指定。例如若设定3个，则将包括电弧开始点的最初的3个鳞 状形成部作为进行初始焊接的期间来进行设定。初始焊接条件Ic是对进行初始焊接的期间的各鳞状形成部的焊接条 件进行设定的焊接条件，表示初始焊接电流值Ci、初始焊接电压Vi及初 始焊接时间Ti。该初始焊接条件IC将比后述的恒定焊接条件Tc更高的条 件值设定为根据作业人员的经验或实验的值。关于设定比恒定焊接条件
Tc高的条件值的理由如下。鳞状的尺寸是由焊接电流值、焊接电压值及焊
接时间的组合来决定的。例如，焊接时间越长鳞状越大，焊接时间越短鳞 状越小。如现有技术所述，由于在电弧开始点附近母材及焊丝的温度并未
上升，所以鳞状的尺寸变小，从而设定比恒定焊接条件Tc高的初始焊接 条件Ic (初始焊接电流值Ci、初始焊接电压值Vi及初始焊接时间Ti)。
并且，初始焊接条件Ic既可构成为按每个鳞状形成部设定，也可构成 为仅预先设定在电弧开始点的初始焊接条件，并自动地计算出电弧开始点 之后的各鳞状形成部的焊接条件。以下，以采用后者的方法为前提进行说 明。
恒定焊接条件Tc用于设定鳞状形成数达到了初始形成数Un之后的恒 定的焊接条件，表示为了进行本来的断续脉冲焊接的焊接电流值、焊接电 压值及焊接时间。以下，称它们为恒定焊接电流值Ct、恒定焊接电压值 Vt及恒定焊接时间Tt。移动速度Sp、移动间距Mp及冷却时间Cd与用现 有技术所说明的条件相同。
焊接条件输出控制部13在规定的时刻向焊接电源WP输出焊接控制 信号Wc。更具体而言，在电弧开始点向焊接电源WP输出用于包括初始 焊接条件Ic (初始焊接电流值Ci、初始焊接电压值Vi及初始焊接时间Ti) 的焊接开始的焊接控制信号Wc。然后，计数鳞状形成数，在鳞状形成数 达到初始形成数Un之前，从初始焊接条件Ic到恒定焊接条件Tc (恒定焊 接电流值Ct、恒定焊接电压Vt及恒定焊接时间Tt)为止阶段性地降低焊 接条件并输出，即进行所谓衰减控制。鳞状形成数达到初始形成数Un之 后，向焊接电源WP输出恒定焊接条件Tc，继续恒定的断续脉冲焊接。
下面，对焊接条件输出控制部13的衰减控制详细地进行说明。
图2是表示焊接条件输出控制部13的处理的流程的流程图。以下， 对从电弧开始点开始到鳞状形成数达到已设定的初始形成数Un为止进行 衰减控制，并向恒定的断续脉冲焊接进行转移为止的处理进行说明。由于到恒定的断续脉冲焊接后的处理与以往相同所以省略说明。
在步骤Sl中，将鳞状形成数设定为0并从硬盘4读出所设定的初始
形成数Un及初始焊接条件Ic。
在步骤S2中，向焊接电源WP输出初始焊接条件Ic。
在步骤S3中，检査来自焊接电源WP的焊接结束信号。若焊接尚未
结束则直接待机，若焊接已结束则移至步骤S4。 在步骤S4中，鳞状形成数+ 1。
在步骤S5中，确认鳞状形成数是否已达到初始形成数Un。若尚未达 到则移至步骤S6，若已达到则移至步骤S7。
在步骤S6中，如下那样计算出下次焊接条件(在下一个电弧再次开 始点的下次焊接电流值、下次焊接电压值及下次焊接时间)。当设定了在 各形成部的焊接条件时，从硬盘4读出该条件。
当将初始焊接电流值设为Ci、将初始焊接电压值设为Vi、将初始焊 接时间设为Ti、将恒定焊接电流值设为Ct、将恒定焊接电压值设为Vt、 将恒定焊接时间设为Tt、初始形成数设为Un、将目前的鳞状形成数设为 Uc时，由下式可简单地计算出下次焊接电流值Cn、下次焊接电压值Vn 及下次焊接时间Tn。
下次焊接电流值CnK:i— (Ci一Ct) /UnXUc
下次焊接电压值Vn=Vi— (Vi—Vt) /UnXUc
下次焊接时间Tn-Ti— (Ti—Tt) /UnXUc
然后，返回步骤S2，向焊接电源WP输出下次焊接条件。此后，反复 步骤S3 S6直到鳞状形成数达到初始鳞状形成数Un为止。
在步骤S7中，鳞状形成数达到初始形成数Un后，从硬盘读出所设定 的恒定焊接条件Tc。
然后，在步骤S8中，移至恒定的断续脉冲焊接。即通过向焊接电源 WP输出恒定焊接条件Tc，继续断续脉冲焊接直到电弧结束点为止。
如此，在焊接条件输出控制部13中， 一边计数鳞状形成数， 一边进 行从初始焊接条件Ic到恒定焊接条件Tc阶段性地降低条件的衰减控制直 到该鳞状形成数达到己设定的初始形成数Un为止，并在鳞状形成数达到 初始形成数Ic后，向焊接电源WP输出恒定焊接条件Tc来继续恒定的断续脉冲焊接。
图3是例如阶段性地縮短了焊接时间时的波形图。在该图中，设定初 始焊接时间为1.3秒、恒定焊接时间为1.0秒、初始形成数为3个。即在
鳞状形成数成为4个的时刻阶段性地迁移焊接时间以使焊接时间成为恒定 焊接时间1.0秒。
如上所述，通过在鳞状的形成数达到预定的初始形成数之前的期间， 以预定了焊接条件的初始焊接条件进行焊接，在鳞状的形成数达到初始形 成数之后，以恒定焊接条件进行焊接，从而可防止电弧开始点附近的焊缝 变小。即能提高焊缝的美观。
在本发明中，虽构成为能对焊接电流、焊接电压及焊接时间全都进行 衰减控制，但是一般优选对焊接时间或焊接电流的任意一个进行衰减控 制。在此，在上述的实施方式l中，通过按照每次鳞状形成数增加来阶段 性地縮短焊接时间或者减少焊接电流，从而除了上述效果，还使电弧开始 点附近的焊缝始终保持恒定的宽度。即能够更进一步地提高焊缝的美观。
另外，根据在电弧开始点的初始焊接时间、初始形成数及恒定焊接时 间自动地计算初始焊接时间，并根据在电弧开始点的初始焊接电流值、初 始形成数及恒定焊接电流值自动地计算初始焊接电流值。由此，除了上述 的效果，还能简化初始焊接条件的设定。
(实施方式2)
接着，说明本发明的实施方式2。在实施方式2中，通过将恒定焊接 电流及恒定焊接电压输入到预先已存储焊接条件基准值与初始形成数之 间的对应关系且存储了每个鳞状形成数的焊接时间的焊接条件数据库，自 动地计算初始形成数及初始焊接条件。
图4是本发明的实施方式2相关的断续脉冲焊接装置。在该图中，与 实施方式1的图1的不同在于，在硬盘4中具备的焊接条件数据库24以 及在主控制部3中具备的焊接条件计算部23。以下，对焊接条件数据库 24以及焊接条件计算部23进行说明。由于其他部分与图1中所赋予的相 同符号的部分相同，所以省略说明。
焊接条件数据库24是蓄积了所使用的工件的板厚、焊丝的材质或直 径值等、实际的焊接环境下的断续脉冲焊接的施工结果的数据库。焊接条件计算部23将恒定焊接条件TC (恒定焊接电流值Ct、恒定焊接电压值
Vt及恒定焊接时间Tt)作为输入，根据焊接条件数据库24自动地计算初 始形成数Un及初始焊接条件Ic (初始焊接电流值Ci、初始焊接电压值 Vi及初始焊接时间Ti)。
图5是用于说明焊接条件数据库24的概念的图。焊接条件数据库24， 在纵轴上设置焊接电压的基准值、在横轴上设置焊接电流的基准值，并在 它们所交叉的条件下，将初始焊接时需要的鳞状形成数、为了使进行初始 焊接的期间的鳞状直径值均匀而所需要的焊接时间进行了数据库化。例 如，该图的粗线框中所记载的数据是当以焊接电流值为90 100A之间、 焊接电压值为15 17V之间进行了断续脉冲焊接时，初始焊接时所需要的 鳞状形成数(相当于初始形成数Un)为7个，并根据鳞状形成数来确定 为了使此间的鳞状直径值均匀的焊接时间。焊接时间并非直接的值，而是 设为相对于预先确定的恒定焊接时间Tt成比例，因此以％进行标记。
接着，对动作进行说明。焊接条件计算部23，根据所输入的恒定焊接 条件Tc，从焊接条件数据库24计算初始形成数Un及初始焊接条件Ic。 以下，作为恒定焊接条件Tc，以输入(恒定焊接电流值Ct^20A、恒定焊 接电压值Vt-16V、恒定焊接时间Tt^.O秒)的情况为例进行说明。
首先，计算初始形成数。恒定焊接电流值Ct-120A、恒定焊接电压值 Vt=16V，所以从焊接条件数据库24检索该条件。其结果，由于相当虚线 框所表示的条件，所以初始形成数Un为5个。
其次，计算初始焊接时间Ti。恒定焊接时间Tt为l.O秒，以虚线框所 表示的条件为第1个鳞状的焊接时间为140%、第2个为130%、第3个 为120%、第4个为110%、第5个为100%。艮卩，初始焊接时间Ti是第 1个鳞状为l.OX 140%=1.4秒、第2个为l.OX 130%=1.3秒、第3个为1.0 乂120%=1.2秒、第4个为1.0X110%=1.1秒、第5个为1.0X100。/o二1.0秒。 并且，只要分别将初始焊接电流值Ci与恒定焊接电流值Ct、初始焊接电 压值Vi与恒定焊接电压值Vt设为相同的值即可。所计算出的初始形成数 Un及初始焊接条件Ic存储到硬盘4中。
然后，与实施方式l相同，在进行断续脉冲焊接时，根据所计算出的 初始形成数Un及初始焊接条件Ic，将焊接控制信号Wc输出到焊接电源WP。然后，计数鳞状形成数，并从初始焊接条件Ic到恒定焊接条件Tc 阶段性地降低焊接条件而输出(在该实施方式中，仅焊接时间阶段性地降
低而输出)，直到鳞状形成数达到初始形成数Un为止。当鳞状形成数达 到初始形成数Un后，将恒定焊接条件Tc输出到焊接电源WP，继续恒定 的断续脉冲焊接。
如上所述，在实施方式2中，通过将恒定焊接电流值及恒定焊接电压 值输入到预先存储了焊接条件基准值与初始形成数之间的对应关系的焊 接条件数据库，来自动地计算初始形成数及初始焊接条件。即，若设定了 恒定焊接电流值及恒定焊接电压值，则自动地计算初始形成数及初始焊接 条件，所以可减少焊接条件的设定工作量。 (实施方式3)
接着，说明本发明的实施方式3。在实施方式3中，通过将相当于焊 缝宽度的鳞状直径值输入到预先存储了鳞状直径值与恒定焊接电流值及 恒定焊接电压值之间的关系的焊接条件数据库，自动地计算初始形成数、 初始焊接条件及恒定焊接条件。
图6是本发明的实施方式3相关的断续脉冲焊接装置。在该图中，与 实施方式1的图1的不同在于，存储于硬盘4的鳞状直径值Sr及焊接条 件数据库24、以及在主控制部3中具备的焊接条件计算部23。以下，对 它们进行说明，由于其他部分与实施方式l相同，所以省略说明。
鳞状直径值Sr是断续脉冲焊接时形成的鳞状的直径值(相当于焊缝 宽度)，从指示盘TP的设定部42被输入。焊接条件数据库24是将与在 规定的焊接条件下所形成的鳞状直径值之伺的关系按每个鳞状的形成数 相关联起来的数据库。焊接条件计算部23将鳞状直径值Sr作为输入，从 焊接条件数据库24自动地计算初始形成数Un、初始焊接条件Ic及恒定焊 接条件Tc。
图7是用于说明焊接条件数据库24的概念的图。焊接条件数据库24 是将用以下方法存储的数据进行了数据库化的数据库，该方法是在所使 用的工件的板厚、焊丝的材质或直径值等实际的焊接环境下，设置焊接电 流及焊接电压的基准值，进行与该基准值相应的断续脉冲焊接，并计测每 个鳞状形成数的鳞状直径值。以下，对存储了计测结果的焊接条件数据库24的各数据进行具体说明。
该图(a)是将焊接时间固定为0.7秒，并将按每个鳞状形成数，对一 边改变焊接电流值及焊接电压值一边进行断续脉冲焊接时所形成的鳞状 直径值进行计测后的结果进行了数据库化的数据库。例如，该图(a)的 粗线框中所记载的数据表示在焊接时间为0.7秒、焊接电流值为90A、 焊接电压值为15V的焊接条件下，第1个形成的鳞状的直径值为1.9mm、 第2个为2.1mm，最后的第7个为3.5mm。没有第8个以后的数据的原因 是由于第8个以后，鳞状的直径值稳定地成为3.5mm。
进一步，将焊接时间以O.l秒为刻度(0.8秒、0.9秒、…)地增加、 并将一边改变焊接电流值及焊接电压值一边对每个鳞状形成数的鳞状直 径值进行计测后的结果进行了数据库化。该图(b)表示例如焊接时间为 1.3秒时的数据。并且，在该图(a)及(b)中，基于说明的方便，当焊 接电压值为15V以外的值时不记入值而省略。此外，斜线表示数据不存在、 即由于鳞状直径值稳定所以不需要数据。而且，该图所示的Adl Ad10 表示在各焊接条件下鳞状直径值稳定的阶段的数据。以下，将这些数据称 为稳定时数据Ad。
接着，对动作进行说明。焊接条件计算部23，根据所输入的鳞状直径 值Sr，从焊接条件数据库24计算初始形成数Un、初始焊接条件Ic及恒 定焊接条件Tc。以下，以输入的鳞状直径值Sr为3.5mm的情况为例进行 说明。
首先，计算恒定焊接条件Tc及初始形成数Un。恒定焊接条件Tc设 为鳞状直径值稳定时的焊接条件。此外，初始形成数Un设为到鳞状直径 值稳定为止的鳞状形成数。
为了计算恒定焊接条件Tc及初始形成数Un，从各焊接条件下的稳定 时数据Ad中抽取与输入的鳞状直径值Sr—致的数据。若没有一致的数据， 则抽取最接近于输入的鳞状直径值Sr的数据。若以图7所示的焊接条件 数据库24的情况为例，则选择鳞状直径值为3.5mm的稳定时数据Adl及 稳定时数据Ad2。稳定时数据Adl为焊接电流值90A、焊接电压值15V、 焊接时间0.7秒，此条件是恒定焊接条件Tc的候补。此外，上述条件下的 鳞状形成数为7个，其为初始形成数Un的候补。同样，稳定时数据Ad2为焊接电流值100A、焊接电压值15V、焊接时间0.7秒，此条件是恒定焊 接条件Tc的候补。此外，上述条件下的鳞状形成数为5个，其为初始形 成数Un的候补。
当条件的候补为多个时，将所计算出的恒定焊接条件Tc及初始形成 数的候补在指示盘TP的显示部41上进行显示，由作业人员选择任意一种。 当然，若恒定焊接条件Tc及初始形成数Un的候补只有一种，则没有让作 业人员选择的必要。如此，计算出恒定焊接条件Tc及初始形成数Un，并 根据需要让作业人员进行选择后存储到硬盘4中。
其次，计算初始焊接条件Ic。通过上述为止的处理，计算出了恒定焊 接条件Tc及初始形成数Un。下面，对作为下述内容的初始焊接条件Ic 的计算方法进行说明，当输入的鳞状直径值Sr为3.5mm时，作为恒定焊 接条件Tc计算出相当于稳定时数据Adl的焊接电流值90A、焊接电压值 15V及焊接时间0.7秒，并计算出7个作为初始形成数Un。
从各焊接条件下的鳞状形成数为l个时的数据中，抽取与鳞状直径值 Sr为3.5mm—致的数据。若没有一致的数据，则抽取最接近于输入的鳞 状直径值Sr的数据。若以图7所示的焊接条件数据库24为例，则选择鳞 状直径值为3.5mm的数据Bdl。然后，根据该数据Bdl和稳定时数据Adl， 自动地计算初始焊接条件Ic。
图8是表示自动计算初始焊接条件Ic的示例的图。如该图(a)所示， 第1个鳞状的焊接条件设为与数据Bdl相同。第7个鳞状及第8个鳞状以 后的焊接条件设为与稳定时数据Adl相同。然后，第2 6个鳞状的焊接 条件设为将数据Bdl和稳定时数据Adl的两者的焊接电流值均等地分割， 并随着鳞状形成数的增加使焊接电流值降低的值(该图中，以下划线表示 的值)。
并且，在上述中，选择数据Bdl，并根据该数据Bdl和稳定时数据 Adl将两者的焊接电流值均等地分割，来自动地计算出初始焊接条件Ic， 但是，也可选择与鳞状直径值为3.5mm接近的数据Bd2。此时，如该图(b) 所示，第一个鳞状的焊接条件设为与数据Bd2相同。第7个鳞状及第8个 鳞状以后的焊接条件设为与稳定时数据Adl相同。然后，第2 6个鳞状 的焊接条件设为将数据Bd2和稳定时数据Adl的两者的焊接电流值均等地分割，并按每次鳞状形成数增加而使焊接时间阶段性地縮短的值(该图 中，以下划线表示的值)。
然后，将计算出的初始形成数Un、初始焊接条件Ic及恒定焊接条件 Tc存储到硬盘4中。以后的处理由于与实施方式1相同所以省略说明。
如上所述，在实施方式3中，预先确定好相当于焊缝宽度的鳞状直径
值的期望值，通过将该鳞状直径值输入到预先确定了鳞状直径值与恒定焊 接电流及恒定焊接电压之间的关系的焊接条件数据库，自动地计算出初始 形成数、初始焊接条件及恒定焊接条件。即，除了能使电弧开始点附近的 焊缝始终保持恒定的宽度的效果之外，还能减少焊接条件的设定工作量。
权利要求
1. 一种断续脉冲焊接方法，根据包括焊接电流值、焊接电压值及焊接时间的焊接条件，在从电弧开始点停止了焊矩的状态下产生电弧，并在经过所述焊接时间后使电弧停止，然后通过反复使所述焊矩在焊接进行方向上移动到离开了规定的移动间距的电弧再次开始点来再次产生电弧，使一次的电弧产生中所形成的焊接痕即鳞状进行重合而在工件上形成焊缝，该断续脉冲焊接方法中，其特征在于，在所述鳞状的形成数达到预定的初始形成数之前的期间，以包括初始焊接电流值、初始焊接电压值及初始焊接时间的预定的初始焊接条件进行焊接，在所述鳞状的形成数达到所述初始形成数后，以包括恒定焊接电流值、恒定焊接电压值及恒定焊接时间的预定的恒定焊接条件进行焊接。
2. 根据权利要求1所述的断续脉冲焊接方法，其特征在于，所述初始焊接条件，是按照每次所述形成数增加而至少阶段性地縮短 所述初始焊接时间的条件。
3. 根据权利要求2所述的断续脉冲焊接方法，其特征在于， 所述初始焊接时间根据所述电弧开始点的初始焊接时间、所述初始形成数及所述恒定焊接时间自动地被算出。
4. 根据权利要求l所述的断续脉冲焊接方法，其特征在于， 所述初始焊接条件，是按照每次所述形成数增加而至少阶段性地降低所述初始焊接电流值的条件。
5. 根据权利要求4所述的断续脉冲焊接方法，其特征在于，所述初始焊接电流值根据所述电弧开始点的初始焊接电流值、所述初 始形成数及所述恒定焊接电流值自动地被算出。
6. 根据权利要求1 5的任一项所述的断续脉冲焊接方法，其特征在于，所述初始形成数通过将所述恒定焊接电流值及所述恒定焊接电压值 输入到预先存储了焊接条件基准值与初始形成数之间的对应关系的焊接 条件数据库中而自动地被算出。
7. 根据权利要求l、 2或4的任一项所述的断续脉冲焊接方法，其特征在于，所述初始焊接条件通过将所述恒定焊接电流值及所述恒定焊接电压 值输入到预先存储了焊接条件基准值与每个所述形成数的初始焊接条件 之间的对应关系的焊接条件数据库而自动地被算出。
8. 根据权利要求1 5的任一项所述的断续脉冲焊接方法，其特征在于，所述初始形成数通过下述而被算出将按照所述恒定焊接电流值及所 述恒定焊接电压值的鳞状直径值输入到预先存储了鳞状直径值与所述恒 定焊接电流值及所述恒定焊接电压值之间的关系的焊接条件数据库而计 算出所述恒定焊接电流值及所述恒定焊接电压值，从而将计算出的所述恒 定焊接电流值及所述恒定焊接电压值输入到预先存储了所述恒定焊接电 流值及所述恒定焊接电压值与初始形成数之间的关系的焊接条件数据库 中。
9. 根据权利要求1 5的任一项所述的断续脉冲焊接方法，其特征在于，所述电弧开始点的初始焊接时间或初始焊接电流值，通过将按照所述 恒定焊接电流值及所述恒定焊接电压值的鳞状直径值输入到预先存储了 鳞状直径值与所述恒定焊接电流值及所述恒定焊接电压值之间的关系的 焊接条件数据库而被算出。
全文摘要
本发明提供一种实现始终保持恒定的焊缝宽度，并能提高美观的断续脉冲焊接方法。该断续脉冲焊接方法，根据包括焊接电流、焊接电压及焊接时间的焊接条件，从电弧开始点在停止了焊矩的状态下产生电弧，在经过焊接时间后使电弧停止，然后通过反复进行使焊矩在焊接进行方向上移动到离开了规定的移动间距的电弧再次开始点来再产生电弧，使一次的电弧产生中所形成的焊接痕即鳞状进行重合而在工件上形成焊缝。在该断续脉冲焊接方法中，在鳞状形成数达到预定的初始形成数(Un)之前的期间，一边阶段性地缩短初始焊接时间(Ti)一边进行焊接，在鳞状形成数达到初始形成数(Un)之后，以恒定焊接时间(Tt)进行焊接。由此，可防止电弧开始点附近的焊缝宽度不足。
文档编号B23K9/09GK101450415SQ20081017883
公开日2009年6月10日 申请日期2008年12月1日 优先权日2007年12月3日
发明者上园敏郎, 中津川勇二, 广田周吾 申请人:株式会社大亨