电弧焊接控制方法与流程

本发明涉及电弧焊接控制方法，将焊丝的进给速度交替切换为正向进给期间和反向进给期间，重复短路期间和电弧期间，使焊接电流通电来进行焊接。

背景技术：

在一般的消耗电极式电弧焊接中，将消耗电极即焊丝以恒定速度进给。使焊丝与母材之间产生电弧来进行焊接。在消耗电极式电弧焊接中，焊丝和母材多成为交替重复短路期间和电弧期间的焊接状态。

为了进一步提升焊接品质，提出周期性重复焊丝的正向进给和反向进给来进行焊接的方法。在专利文献1的发明中，算出与焊接电流设定值相应的进给速度的平均值，将焊丝的正向进给和反向进给的频率以及振幅设为与焊接电流设定值相应的值。在重复焊丝的正向进给和反向进给的焊接方法中，由于能将恒速进给的现有技术中不可能的短路和电弧的重复的周期设定为所期望值，因此能谋求焊渣产生量的削减、焊道外观的改善等焊接品质的提升。

在专利文献2的发明中，将焊丝正向进给，对焊丝的进给速度进行反馈控制以使焊接电流和预先确定的电流设定值相等，来进行进给速度可变控制。在通常的消耗电极电弧焊接中，焊接中的进给速度是恒定值。与此相对，在专利文献2的发明中，对进给速度进行可变控制，使得即使供电嘴-母材间距离发生变化，焊接电流值也成为恒定。由于母材的焊透深度与焊接电流值大致成比例，因此若焊接电流值成为恒定则焊透深度均匀化。在通常的电弧焊接中，将供电嘴-母材间距离保持为恒定来进行焊接。但在深的坡口的焊接、多层堆焊焊接等的情况下，虽然将供电嘴-母材间距离保持在恒定值，但由于焊炬与母材的干涉的问题等而出现难以实现的情况。在如此供电嘴-母材间距离发生变动的焊接中，在专利文献2的发明中，由于对进给速度进行可变控制来将焊接电流值维持恒定，因此抑制了重要的焊接品质之一即焊透深度的变动，从而能实现均匀化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5201266号公报

专利文献2：日本特开平7-51854号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在本发明中，目的在于，提供一种电弧焊接控制方法，在交替切换进给速度的正向进给期间和反向进给期间的焊接中，即使供电嘴-母材间距离变动也能使焊透深度均匀化。

用于解决课题的手段

为了解决上述的课题，本发明的电弧焊接控制方法将焊丝的进给速度交替切换为正向进给期间和反向进给期间，重复短路期间和电弧期间，使焊接电流通电来进行焊接，所述电弧焊接控制方法的特征在于，检测所述焊接电流的平滑值，对所述进给速度的波形参数进行反馈控制，以使该焊接电流平滑值和预先确定的电流设定值相等。

本发明的电弧焊接控制方法的特征在于，所述波形参数是振幅以及/或者正向进给侧移位量。

本发明的电弧焊接控制方法的特征在于，所述波形参数是正向进给加速期间、正向进给减速期间、反向进给加速期间、反向进给减速期间、正向进给振幅或反向进给振幅的至少一者。

本发明的电弧焊接控制方法的特征在于，仅在所述电流设定值为预先确定的基准电流值以上时进行所述反馈控制。

本发明的电弧焊接控制方法的特征在于，被所述反馈控制的所述波形参数与所述短路期间中的特定定时同步而变化。

发明的效果

根据本发明，在交替切换进给速度的正向进给期间和反向进给期间的焊接中，由于即使供电嘴-母材间距离变动也能将焊接电流平滑值保持恒定，因此能使焊透深度均匀化。

附图说明

图1是用于实施本发明的实施方式1所涉及的电弧焊接控制方法的焊接电源的框图。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的电弧焊接控制方法的图1的焊接电源中的各信号的时序图。

图3是在本发明的实施方式1所涉及的电弧焊接控制方法中表示进给速度可变控制的动作的图1的焊接电源中的各信号的时序图。

图4是用于实施本发明的实施方式2所涉及的电弧焊接控制方法的焊接电源的框图。

图5是用于实施本发明的实施方式3所涉及的电弧焊接控制方法的焊接电源的框图。

图6是表示本发明的实施方式3所涉及的电弧焊接控制方法的图5的焊接电源中的各信号的时序图。

图7是用于实施本发明的实施方式4所涉及的电弧焊接控制方法的焊接电源的框图。

图8是表示本发明的实施方式4所涉及的电弧焊接控制方法的图7的焊接电源中的各信号的时序图。

图9是在本发明的实施方式4所涉及的电弧焊接控制方法中表示进给速度可变控制的动作的图7的焊接电源中的各信号的时序图。

具体实施方式

以下参考附图来说明本发明的实施方式。

[实施方式1]

实施方式1的发明对进给速度的波形参数即振幅以及/或者正向进给侧移位量进行反馈控制，以使焊接电流的平滑值和预先确定的电流设定值成为相等。

图1是用于实施本发明的实施方式1所涉及的电弧焊接控制方法的焊接电源的框图。以下参考图1来说明各方块。

电源主电路PM将3相200V等商用电源(图示省略)作为输入，按照后述的驱动信号Dv进行基于逆变器控制等的输出控制，输出输出电压E。虽然图示省略，但该电源主电路PM具备：对商用电源进行整流的1次整流器；对整流过的直流进行平滑的平滑电容器；将平滑过的直流变换成高频交流、通过上述的驱动信号Dv驱动的逆变器电路；将高频交流降压到适于焊接的电压值的高频变压器；将降压的高频交流整流成直流的2次整流器。

电抗器WL对上述的输出电压E进行平滑。该电抗器WL的电感值例如为200μH。

进给电动机WM将后述的进给控制信号Fc作为输入，周期性重复正向进给和反向进给来将焊丝1以进给速度Fw进给。在进给电动机WM中使用过渡响应性快的电动机。为了加快焊丝1的进给速度Fw的变化率以及进给方向的反转而有进给电动机WM靠近焊炬4的前端设置的情况。另外，也有使用2个进给电动机WM来做出推挽的进给系统的情况。

焊丝1通过与上述的进给电动机WM结合的进给辊5的旋转而在焊炬4内被进给，在与母材2之间产生电弧3。在焊炬4内的供电嘴(图示省略)与母材2之间施加焊接电压Vw，通电焊接电流Iw。

输出电压设定电路ER输出预先确定的输出电压设定信号Er。输出电压检测电路ED检测上述的输出电压E并进行平滑，输出输出电压检测信号Ed。

电压误差放大电路EA将上述的输出电压设定信号Er以及上述的输出电压检测信号Ed作为输入，将输出电压设定信号Er(+)与输出电压检测信号Ed(-)的误差放大，并输出电压误差放大信号Ea。由该电路对焊接电源进行恒电压控制。

驱动电路DV将上述的电压误差放大信号Ea作为输入，基于电压误差放大信号Ea进行PWM调制控制，输出用于驱动上述的电源主电路PM内的逆变器电路的驱动信号Dv。

电流检测电路ID检测上述的焊接电流Iw，并输出电流检测信号Id。电流平滑电路IAV将该电流检测信号Id作为输入来进行平滑，输出焊接电流平滑信号Iav。该平滑使用由电阻和电容器构成的平滑电路、低通滤波器等来进行。在使用低通滤波器的情况下，平滑的时间常数能通过设定截止频率(1～10Hz程度)来进行。

电流设定电路IR输出成为进给速度可变控制中的目标电流值的预先确定的电流设定信号Ir。进给误差放大电路EF将该电流设定信号Ir(+)与上述的焊接电流平滑信号Iav(-)的误差放大，并输出进给误差放大信号Ef。

周期设定电路TFR输出预先确定的周期设定信号Tfr。

振幅设定电路WFR将上述的进给误差放大信号Ef作为输入，对进给误差放大信号Ef进行焊接中积分而输出振幅设定信号Wfr。积分能表征为Wfr＝Wf0+∫Ef·dt。在此Wf0是预先确定的初始值。通过该电路，对振幅设定信号Wfr的值进行反馈控制，以使焊接电流平滑信号Iav的值与电流设定信号Ir的值相等，从而振幅设定信号Wfr的值在焊接中时刻变化。

正向进给侧移位量设定电路SFR将上述的进给误差放大信号Ef作为输入，对进给误差放大信号Ef进行焊接中积分而输出正向进给侧移位量设定信号Sfr。积分能表征为Sfr＝Sf0+∫Ef·dt。在此Sf0是预先确定的初始值。通过该电路，对正向进给侧移位量设定信号Sfr进行值进行反馈控制，以使焊接电流平滑信号Iav的值与电流设定信号Ir的值相等，从而正向进给侧移位量设定信号Sfr在焊接中时刻变化。

进给速度设定电路FR将上述的周期设定信号Tfr、上述的振幅设定信号Wfr以及上述的正向进给侧移位量设定信号Sfr作为输入，输出使由通过周期设定信号Tfr确定的周期以及通过振幅设定信号Wfr确定的振幅形成的正弦波移位了通过正向进给侧移位量设定信号Sfr确定的正向进给侧移位量的进给速度型式，作为进给速度设定信号Fr。在该进给速度设定信号Fr为0以上时成为正向进给期间，在该进给速度设定信号Fr不足0时成为反向进给期间。

进给控制电路FC将上述的进给速度设定信号Fr作为输入，将用于以相当于进给速度设定信号Fr的值的进给速度Fw进给焊丝1的进给控制信号Fc输出给上述的进给电动机WM。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的电弧焊接控制方法的图1的焊接电源中的各信号的时序图。图2(A)表示进给速度Fw的时间变化，图2(B)表示焊接电流Iw的时间变化，图2(C)表示焊接电压Vw的时间变化。以下参考图2来进行说明。

如图2(A)所示那样，进给速度Fw的0的上侧成为正向进给期间，进给速度Fw的0的下侧成为反向进给期间。所谓正向进给，是指将焊丝向靠近母材的方向进给，所谓反向进给，是指将焊丝向从母材背离的方向进给。进给速度Fw正弦波状地变化，成为向正向进给侧移位的波形。为此进给速度Fw的平均值成为正的值，焊丝平均被正向进给。进给速度Fw的进给速度型式可以是三角波、梯形波等。

如图2(A)所示那样，进给速度Fw在时刻t1时间点是0，时刻t1～t2的期间成为正向进给加速期间，在时刻t2成为正向进给的最大值，时刻t2～t3的期间成为正向进给减速期间，在时刻t3成为0，时刻t3～t4的期间成为反向进给加速期间，在时刻t4成为反向进给的最大值，时刻t4～t5的期间成为反向进给减速期间。然后时刻t5～t6的期间再度成为正向进给加速期间，时刻t6～t7的期间再度成为正向进给减速期间。因此进给速度Fw以时刻t1～t5的周期Tf(ms)、时刻t2的正向进给的最大值与时刻t4的反向进给的最大值之差即振幅Wf(m/min)以及正向进给侧移位量Sf(m/min)的进给速度型式重复。在此，周期Tf由图1的周期设定电路TFR设定为给定值。振幅Wf被图1的进给误差放大电路EF以及振幅设定电路WFR进行反馈控制，以使焊接电流平滑信号Iav的值与电流设定信号Ir的值相等。正向进给侧移位量Sf被图1的进给误差放大电路EF以及正向进给侧移位量设定电路SFR进行反馈控制，以使焊接电流平滑信号Iav的值与电流设定信号Ir的值相等。周期Tf被设定为8～20ms程度，振幅Wf在30～100m/min程度的范围变化，正向进给侧移位量Sf在3～20m/min程度的范围变化。

焊丝与母材的短路多在时刻t2的正向进给最大值的前后发生。在图2中，是在正向进给最大值之后的正向进给减速期间中的时刻t21发生的情况。若在时刻t21发生短路，则如图2(C)所示那样，焊接电压Vw急减到数V的短路电压值，如图2(B)所示那样，焊接电流Iw逐渐增加。

如图2(A)所示那样，由于进给速度Fw从时刻t3起成为反向进给期间，因此焊丝被反向进给。通过该反向进给短路被解除，在时刻t31重产生电弧。电弧的重产生多发生在时刻t4的反向进给最大值的前后。在图2中，是在反向进给最大值之前的反向进给加速期间中的时刻t31发生的情况。因此时刻t21～t31的期间成为短路期间。

在时刻t31重产生电弧，则如图2(C)所示那样，焊接电压Vw急增到数十V的电弧电压值。如图2(B)所示那样，焊接电流Iw从短路期间中的最大值的状态开始变化。

时刻t31～t5的期间中如图2(A)所示那样，由于进给速度Fw是反向进给状态，因此焊丝被上拉而电弧长度逐渐变长。若电弧长度变长，则焊接电压Vw变大，由于通过图1的电压误差放大电路EA进行恒电压控制，因此焊接电流Iw变小。因此，时刻t31～t5的电弧期间反向进给期间Tar中如图2(C)所示那样，焊接电压Vw逐渐变大，如图2(B)所示那样，焊接电流Iw逐渐变小。

然后下一短路在时刻t6～t7的正向进给减速期间中的时刻t61发送。其中，在时刻t61发生的短路相比于在时刻t21发生的短路，距正向进给最大值的时间(相位)滞后。如此发生短路的定时有某种程度的偏差。时刻t31～t61的期间成为电弧期间。时刻t5～t61的期间中如图2(A)所示那样，进给速度Fw是正向进给状态，焊丝被正向进给而电弧长度逐渐变短。若电弧长度，则焊接电压Vw变小，由于通过图1的电压误差放大电路EA进行恒电压控制，因此焊接电流Iw变大。因此，时刻t5～t61的电弧期间正向进给期间Tas中如图2(C)所示那样，焊接电压Vw逐渐变小，如图2(B)所示那样，焊接电流Iw逐渐变大。

图3是在本发明的实施方式1所涉及的电弧焊接控制方法中表示进给速度可变控制的动作的图1的焊接电源中的各信号的时序图。图3(A)表示供电嘴-母材间距离Lw的时间变化，图3(B)表示进给速度平均值Fav的时间变化，图3(C)表示焊接电流平滑信号Iav(实线)以及电流设定信号Ir(虚线)的时间变化，图3(D)表示振幅设定信号Wfr的时间变化，图3(E)表示正向进给侧移位量设定信号Sfr的时间变化。图3表示在焊接中供电嘴-母材间距离Lw在时刻t1从L1(mm)变长到L2(mm)的情况下的各信号的过渡响应。上述的进给速度平均值Fav表示图2(A)所示的进给速度Fw的每1周期的平均值。图3的时间刻度长到图2的5～10倍。以下参考图3来进行说明。

时刻t1以前的期间中如图3(A)所示那样，由于供电嘴-母材间距离Lw处于L1(mm)的恒定的状态，图3(C)的以实线表示的焊接电流平滑信号Iav的值处于与以虚线表示的电流设定信号Ir的值相等的状态。为此，由于图3(D)所示的振幅设定信号Wfr以及图3(E)所示的正向进给侧移位量设定信号Sfr的各值成为恒定值，因此如图3(B)所示那样，进给速度平均值Fav处于大致恒定的状态。

若在时刻t1焊炬与母材的距离变长，则如图3(A)所示那样，供电嘴-母材间距离Lw从L1向L2变长。为此如图3(C)所示那样，焊接电流平滑信号Iav的值从时刻t1有倾斜地减少，与电流设定信号Ir的值出现误差(进给误差放大信号Ef＞0)。若要通过使该误差回到0的进给速度可变控制将焊接电流平滑信号Iav的值维持在恒定值，则图3(D)所示的振幅设定信号Wfr以及图3(E)所示的正向进给侧移位量设定信号Sfr这两值从时刻t1起有倾斜地变大。响应于此，如图3(B)所示那样，进给速度平均值Fav从时刻t1起有倾斜地变快。

焊接电流平滑信号Iav的值如图3(C)所示那样从时刻t1起减少，在时刻t2从减少向增加反转，在时刻t3恢复到时刻t1以前的值而与电流设定信号Ir的误差成为大致0。图3(D)所示的振幅设定信号Wfr以及图3(E)所示的正向进给侧移位量设定信号Sfr这两值从时刻t1起逐渐增加，在时刻t3收敛在比时刻t1以前的值大的值。响应于此，进给速度平均值Fav如图3(B)所示那样，从时刻t1逐渐变快，在时刻t3收敛在比时刻t1以前的值高速的值。

在供电嘴-母材间距离Lw向变短的方向变化的情况下，焊接电流平滑信号Iav的值在暂时增加后恢复到原本的值。振幅设定信号Wfr以及正向进给侧移位量设定信号Sfr这两值收敛在比变化前的值更小的值，进给速度平均值Fav收敛在比变化前的值更低速的值。时刻t1～t3的过渡期间成为50～100ms程度。

根据上述的实施方式1，检测焊接电流的平滑值，对进给速度的振幅以及/或者正向进给侧移位量进行反馈控制，以使该焊接电流平滑值和预先确定的电流设定值相等。由此在本实施方式中，在交替切换进给速度的正向进给期间和反向进给期间的焊接中，由于即使供电嘴-母材间距离变动也能将焊接电流平滑值保持在恒定，因此能使焊透深度均匀化。这时期望对进给速度的振幅以及正向进给侧移位量都进行反馈控制。这是因为，相比于仅对一方进行反馈控制时，焊接状态的稳定性更加提升。

[实施方式2]

实施方式2的发明仅在电流设定值为预先确定的基准电流值以上时进行反馈控制(进给速度可变控制)。

图4是用于实施本发明的实施方式2所涉及的电弧焊接控制方法的焊接电源的框图。图4与上述的图1对应，对相同方块标注相同标号并不再重复它们的说明。图4将图1的进给误差放大电路EF置换为第2进给误差放大电路EF2。以下参考图4来说明该方块。

第2进给误差放大电路EF2将电流设定信号Ir作为输入，在电流设定信号Ir的值为预先确定的基准电流值以上时将电流设定信号Ir(+)与焊接电流平滑信号Iav(-)的误差放大来输出进给误差放大信号Ef，在电流设定信号Ir的值不足上述的基准电流值时输出成为0的进给误差放大信号Ef。由此仅在电流设定信号Ir的值为基准电流值以上时进行振幅设定信号Wfr以及正向进给侧移位量设定信号Sfr的反馈控制。基准电流值被设定在200A程度。

根据上述的实施方式2，仅在电流设定值(电流设定信号Ir)为预先确定的基准电流值以上时进行反馈控制(进给速度可变控制)。由于若在电流设定值不足基准电流值时进行进给速度可变控制就会出现焊接状态变得不稳定的情况，因此禁止进给速度可变控制。另外，由于若在电流设定值不足基准电流值时使供电嘴-母材间距离变动，焊接状态就会变得不稳定，因此不使供电嘴-母材间距离变动地进行焊接。

[实施方式3]

在实施方式3的发明中，正在被反馈控制的振幅以及/或者正向进给侧移位量与短路期间中的特定定时同步而变化。在实施方式1中，进给速度的周期以及/或者正向进给侧移位量通过反馈控制而在进给速度的任意的定时非同步地时刻变化。与此相对，在实施方式3中，周期以及/或者正向进给侧移位量与短路期间中的特定定时同步而变化，在这以外的定时不发生变化。

图5是用于实施本发明的实施方式3所涉及的电弧焊接控制方法的焊接电源的框图。图5与上述的图1对应，对相同方块标注相同标号并不再重复它们的说明。图5在图1的基础上追加电压检测电路VD以及短路判别电路SD，将图1的进给速度设定电路FR置换为第2进给速度设定电路FR2。以下参考图5来说明这些方块。

电压检测电路VD检测上述的焊接电压Vw，并输出电压检测信号Vd。短路判别电路SD将上述的电压检测信号Vd作为输入，在该值不足预先确定的短路判别值(10V程度)时判别为处于短路期间而输出成为高电平的短路判别信号Sd，在该值为预先确定的短路判别值(10V程度)以上时判别为处于电弧期间而输出成为低电平的短路判别信号Sd。

第2进给速度设定电路FR2，将上述的短路判别信号Sd、上述的周期设定信号Tfr、上述的振幅设定信号Wfr以及上述的正向进给侧移位量设定信号Sfr作为输入，与短路判别信号Sd变化到高电平(短路)的定时同步地读入周期设定信号Tfr、振幅设定信号Wfr以及正向进给侧移位量设定信号Sfr的各个值，输出使由通过周期设定信号Tfr确定的周期以及通过振幅设定信号Wfr确定的振幅形成的正弦波移位通过正向进给侧移位量设定信号Sfr确定的正向进给侧移位量的进给速度型式，作为进给速度设定信号Fr。即，进给速度设定信号Fr的各波形参数与短路期间中的特定定时同步地被更新。特定定时是发生短路的定时、发生短路起给定期间后的定时、短路期间中进给速度设定信号Fr从正向进给变化到反向进给的定时等。

图6是表示本发明的实施方式3所涉及的电弧焊接控制方法的图5的焊接电源中的各信号的时序图。图6(A)表示进给速度Fw的时间变化，图6(B)表示焊接电流Iw的时间变化，图6(C)表示焊接电压Vw的时间变化。图6与上述的图2对应，对相同动作不再重复说明。以下参考图6来说明不同的动作。

若在时刻t21发生短路，则由图5的第2进给速度设定电路FR2与短路发生定时同步地读入周期设定信号Tfr、振幅设定信号Wfr以及正向进给侧移位量设定信号Sfr各自的值来将它们更新。由于这时周期设定信号Tfr是给定值，因此不发生变化。由于振幅设定信号Wfr以及正向进给侧移位量设定信号Sfr的值因反馈控制而发生了变化，因此在时刻t21，如图6(A)所示那样，进给速度Fw的振幅Wf以及正向进给侧移位量Sf变大。在发生下一短路的时刻t61也同样。如此，与短路发生定时同步地，振幅Wf以及正向进给侧移位量Sf发生变化。同步定时如上述那样是短路期间中的特定定时，是短路发生定时、短路发生起给定期间后的定时、短路期间中从正向进给变化到反向进给的定时(时刻t3)等。

在短路期间中使进给速度Fw的振幅Wf以及正向进给侧移位量Sf变化的理由在于，若电弧期间中进给速度Fw的波形急剧变化，就会有焊接状态变得不稳定的情况。若是短路期间中，则即使进给速度Fw急剧变化，给焊接状态的影响也小。

在本发明的实施方式3所涉及的电弧焊接控制方法中表示进给速度可变控制的动作的图5的焊接电源中的各信号的时序图由于与上述的图3相应，因此不再重复说明。实施方式3是以实施方式1为基础的情况，但在以实施方式2为基础的情况下也同样。

根据上述的实施方式3，振幅以及/或者正向进给侧移位量与短路期间中的特定定时同步而变化。由此在本实施方式中，由于在短路期间中更新进给速度的波形参数，因此能稳定地维持焊接状态。

在上述的实施方式1～3中，说明了通过反馈控制而使振幅以及正向进给侧移位量这两值都变化的情况，但也可以仅使任意一方变化。不变化的参数的值设定在给定值。

[实施方式4]

在实施方式4的发明中，对进给速度的波形参数即正向进给加速期间、正向进给减速期间、反向进给加速期间、反向进给减速期间、正向进给振幅或反向进给振幅的至少一者进行反馈控制，以使焊接电流的平滑值和预先确定的电流设定值相等。并且正被反馈控制的波形参数与短路期间中的特定定时同步而变化。

图7是用于实施本发明的实施方式4所涉及的电弧焊接控制方法的焊接电源的框图。图7与上述的图5对应，对相同方块标注相同标号，不再重复它们的说明。图7删除了图5的周期设定电路TFR、振幅设定电路WFR以及正向进给侧移位量设定电路SFR。并且追加与图4相同的第2进给误差放大电路EF2，追加了正向进给加速期间设定电路TSUR、正向进给减速期间设定电路TSDR、反向进给加速期间设定电路TRUR、反向进给减速期间设定电路TRDR、正向进给振幅设定电路WSR、反向进给振幅设定电路WRR。进而将图5的第2进给速度设定电路FR2置换为第3进给速度设定电路FR3。以下参考图7来说明这些方块。

第2进给误差放大电路EF2将电流设定信号Ir作为输入，在电流设定信号Ir的值为预先确定的基准电流值以上时，将电流设定信号Ir(+)与焊接电流平滑信号Iav(-)的误差放大来输出进给误差放大信号Ef，在电流设定信号Ir的值不足上述的基准电流值时，输出成为0的进给误差放大信号Ef。由此仅在电流设定信号Ir的值为基准电流值以上时进行反馈控制。基准电流值被设定为200A程度。

正向进给加速期间设定电路TSUR将上述的进给误差放大信号Ef作为输入，对进给误差放大信号Ef进行焊接中积分，并输出正向进给加速期间设定信号Tsur。积分能表征为Tsur＝Tsu0+∫Ef·dt。在此Tsu0是预先确定的初始值。通过该电路，对正向进给加速期间设定信号Tsur的值进行反馈控制，以使焊接电流平滑信号Iav的值与电流设定信号Ir的值相等，从而正向进给加速期间设定信号Tsur的值在焊接中时刻变化。

正向进给减速期间设定电路TSDR输出预先确定的正向进给减速期间设定信号Tsdr。

反向进给加速期间设定电路TRUR输出预先确定的反向进给加速期间设定信号Trur。

反向进给减速期间设定电路TRDR将上述的进给误差放大信号Ef作为输入，对进给误差放大信号Ef进行焊接中积分，并输出反向进给减速期间设定信号Trdr。积分能表征为Trdr＝Trd0-∫Ef·dt。在此，Trd0是预先确定的初始值。通过该电路，对反向进给减速期间设定信号Trdr的值进行反馈控制，以使焊接电流平滑信号Iav的值等于电流设定信号Ir的值，从而反向进给减速期间设定信号Trdr的值在焊接中时刻变化。

正向进给振幅设定电路WSR输出预先确定的正向进给振幅设定信号Wsr。反向进给振幅设定电路WRR输出预先确定的反向进给振幅设定信号Wrr。

第3进给速度设定电路FR3将上述的正向进给加速期间设定信号Tsur、上述的正向进给减速期间设定信号Tsdr、上述的反向进给加速期间设定信号Trur、上述的反向进给减速期间设定信号Trdr、上述的正向进给振幅设定信号Wsr、上述的反向进给振幅设定信号Wrr以及上述的短路判别信号Sd作为输入，输出通过以下的处理而生成的进给速度型式，作为进给速度设定信号Fr。在该进给速度设定信号Fr为0以上时成为正向进给期间，在该进给速度设定信号Fr不足0时成为反向进给期间。另外，进给速度的波形参数(Tsur、Tsdr、Trur、Trdr、Wsr以及Wrr)与短路期间中的特定定时同步地更新。特定定时是发生短路的定时、发生短路起给定期间后的定时、短路期间中进给速度设定信号Fr从正向进给变化到反向进给的定时等。

1)在通过正向进给加速期间设定信号Tsur确定的正向进给加速期间Tsu中，输出从0直线状加速到通过正向进给振幅设定信号Wsr确定的正的值的正向进给峰值Wsp的进给速度设定信号Fr。

2)接着，在正向进给峰顶期间Tsp中，输出维持上述的正向进给峰值Wsp的进给速度设定信号Fr。

3)若短路判别信号Sd从低电平(电弧期间)变化到高电平(短路期间)，则读入进给速度的波形参数来进行更新。同时移转到通过正向进给减速期间设定信号Tsdr确定的正向进给减速期间Tsd，输出从上述的正向进给峰值Wsp直线状减速到0的进给速度设定信号Fr。

4)接着，在通过反向进给加速期间设定信号Trur确定的反向进给加速期间Tru中，输出从0直线状加速到通过反向进给振幅设定信号Wrr确定的负的值的反向进给峰值Wrp的进给速度设定信号Fr。

5)接着，在反向进给峰顶期间Trp中，输出维持上述的反向进给峰值Wrp的进给速度设定信号Fr。

6)若短路判别信号Sd从高电平(短路期间)变化到低电平(电弧期间)，则移转到通过反向进给减速期间设定信号Trdr确定的反向进给减速期间Trd，输出从上述的反向进给峰值Wrp直线状减速到0的进给速度设定信号Fr。

7)生成通过重复上述的1)～6)而正负的梯形波状变化的进给型式的进给速度设定信号Fr。

图8是表示本发明的实施方式4所涉及的电弧焊接控制方法的图7的焊接电源中的各信号的时序图。图8(A)表示进给速度Fw的时间变化，图8(B)表示焊接电流Iw的时间变化，图8(C)表示焊接电压Vw的时间变化，图8(D)表示短路判别信号Sd的时间变化。以下参考图8来说明各信号的动作。

图8(A)所示的进给速度Fw被控制为从图7的第3进给速度设定电路FR3输出的进给速度设定信号Fr的值。进给速度Fw由通过图7的正向进给加速期间设定信号Tsur而被反馈控制的正向进给加速期间Tsu、直到发生短路为止持续的正向进给峰顶期间Tsp、通过图7的正向进给减速期间设定信号Tsdr确定的正向进给减速期间Tsd、通过图7的反向进给加速期间设定信号Trur确定的反向进给加速期间Tru、直到发生电弧为止持续的反向进给峰顶期间Trp以及通过图7的反向进给减速期间设定信号Trdr而被反馈控制的反向进给减速期间Trd形成。进而，正向进给峰值Wsp通过图7的正向进给振幅设定信号Wsr确定，反向进给峰值Wrp通过图7的反向进给振幅设定信号Wrr确定。其结果，进给速度设定信号Fr成为正负的梯形波状地变化的进给型式。进给速度Fw的波形参数的反馈控制与实施方式2同样，都是仅在电流设定信号Ir的值为基准电流值以上时进行。进而，被反馈控制的进给速度Fw的波形参数与短路期间的特定定时同步地变化。

[时刻t1～t4的反向进给期间的动作]

如图8(A)所示那样，进给速度Fw进入时刻t1～t2的预先确定的反向进给加速期间Tru，从0加速到上述的反向进给峰值Wrp。该期间中短路期间持续。

在时刻t2反向进给加速期间Tru结束后，如图8(A)所示那样，进给速度Fw进入反向进给峰顶期间Trp，成为上述的反向进给峰值Wrp。该期间中短路期间也持续。

在时刻t3产生电弧后，则如图8(D)所示那样，短路判别信号Sd变化到低电平(电弧期间)。响应于此，移转到时刻t3～t4的预先确定的反向进给减速期间Trd，如图8(A)所示那样，进给速度Fw从上述的反向进给峰值Wrp减速到0。同时如图8(C)所示那样，焊接电压Vw急增到数十V的电弧电压值，如图8(B)所示那样，焊接电流Iw在电弧期间中逐渐减少。

[时刻t4～t7的正向进给期间的动作]

在时刻t4反向进给减速期间Trd结束后，移转到时刻t4～t5的预先确定的正向进给加速期间Tsu。在该正向进给加速期间Tsu中，如图8(A)所示那样，进给速度Fw从0加速到上述的正向进给峰值Wsp。该期间中电弧期间持续。

在时刻t5正向进给加速期间Tsu结束后，如图8(A)所示那样，进给速度Fw进入正向进给峰顶期间Tsp，成为上述的正向进给峰值Wsp。该期间中电弧期间也持续。

在时刻t6发生短路后，如图8(D)所示那样，短路判别信号Sd变化到高电平(短路期间)，与短路发生同步地读入正被反馈控制的正向进给加速期间设定信号Tsur以及反向进给减速期间设定信号Trdr来更新。响应于此，移转到时刻t6～t7的预先确定的正向进给减速期间Tsd，如图8(A)所示那样，进给速度Fw从上述的正向进给峰值Wsp减速到0。同时如图8(C)所示那样，焊接电压Vw急减到数V的短路电压值，如图8(B)所示那样，焊接电流Iw在短路期间中逐渐增加。

图9是在本发明的实施方式4所涉及的电弧焊接控制方法中，表示进给速度可变控制的动作的图7的焊接电源中的各信号的时序图。图9(A)表示供电嘴-母材间距离Lw的时间变化，图9(B)表示进给速度平均值Fav的时间变化，图9(C)表示焊接电流平滑信号Iav(实线)以及电流设定信号Ir(虚线)的时间变化，图9(D)表示正向进给加速期间设定信号Tsur的时间变化，图9(E)表示反向进给减速期间设定信号Trdr的时间变化。图9表示焊接中供电嘴-母材间距离Lw在时刻t1从L1(mm)向L2(mm)变长的情况下的各信号的过渡响应。上述的进给速度平均值Fav表示图8(A)所示的进给速度Fw的每1周期的平均值。图9的时间刻度长到图8的5～10倍。以下参考图9来进行说明。

由于在时刻t1以前的期间中如图9(A)所示那样，供电嘴-母材间距离Lw处于L1(mm)的恒定的状态，因此图9(C)的以实线表示的焊接电流平滑信号Iav的值处于与以虚线表示的电流设定信号Ir的值相等的状态。为此，由于图9(D)所示的正向进给加速期间设定信号Tsur以及图9(E)所示的反向进给减速期间设定信号Trdr的各值成为恒定值，因此如图9(B)所示那样，进给速度平均值Fav处于大致恒定的状态。

在时刻t1焊炬与母材的距离变长后，如图9(A)所示那样，供电嘴-母材间距离Lw从L1向L2变长。为此如图9(C)所示那样，焊接电流平滑信号Iav的值从时刻t1起有倾斜地减少，与电流设定信号Ir的值出现误差(进给误差放大信号Ef＞0)。若要通过使该误差回到0的进给速度可变控制将焊接电流平滑信号Iav的值维持在恒定值，则图9(D)所示的正向进给加速期间设定信号Tsur从时刻t1有倾斜地变大，并且图9(E)所示的反向进给减速期间设定信号Trdr从时刻t1起有倾斜地变小。响应于此，如图9(B)所示那样，进给速度平均值Fav从时刻t1起有倾斜地变快。

焊接电流平滑信号Iav的值如图9(C)所示那样，从时刻t1起减少，在时刻t2从减少向增加反转，在时刻t3恢复到时刻t1以前的值，从而与电流设定信号Ir的误差成为大致0。图9(D)所示的正向进给加速期间设定信号Tsur从时刻t1起逐渐增加，在时刻t3收敛在比时刻t1以前的值更大的值。进而，图9(E)所示的反向进给减速期间设定信号Trdr从时刻t1起逐渐减少，在时刻t3收敛在比时刻t1以前的值更小的值。响应于此，进给速度平均值Fav如图9(B)所示那样，从时刻t1起逐渐变快，在时刻t3收敛在比时刻t1以前的值更高速的值。

在供电嘴-母材间距离Lw向变短的方向变化的情况下，焊接电流平滑信号Iav的值在暂时增加后恢复到原本的值。正向进给加速期间设定信号Tsur收敛在比变化前的值更小的值，反向进给减速期间设定信号Trdr收敛在比变化前更大的值，进给速度平均值Fav收敛在比变化前的值更低速的值。时刻t1～t3的过渡期间成为50～100ms程度。进给速度的周期是10ms程度。

在上述中例示了被反馈控制的进给速度Fw的波形参数是正向进给加速期间Tsu以及反向进给减速期间Trd的情况。但被反馈控制的进给速度Fw的波形参数可以是正向进给加速期间Tsu、正向进给减速期间Tsd、反向进给加速期间Tru、反向进给减速期间Trd、正向进给振幅(正向进给峰值Wsp)或反向进给振幅(反向进给峰值Wrp)的至少一者。

在进给速度Fw的波形参数中，对成为电弧期间中的正向进给加速期间Tsu、反向进给减速期间Trd或正向进给峰值Wsp的至少一者进行反馈控制，能使焊接状态更加稳定化。

根据上述的实施方式4，检测焊接电流的平滑值，对正向进给加速期间、正向进给减速期间、反向进给加速期间、反向进给减速期间、正向进给振幅或反向进给振幅的至少一者进行反馈控制，以使该焊接电流平滑值和预先确定的电流设定值相等。由此在本实施方式中，在交替切换进给速度的正向进给期间和反向进给期间的焊接中，由于即使供电嘴-母材间距离变动也能将焊接电流平滑值保持恒定，因此能使焊透深度均匀化。

产业上的利用可能性

根据本发明，在交替切换进给速度的正向进给期间和反向进给期间的焊接中，由于即使供电嘴-母材间距离变动也能将焊接电流平滑值保持恒定，因此能使焊透深度均匀化。

以上通过特定的实施方式说明了本发明，但本发明并不限定于该实施方式，能在不脱离公开的发明的技术思想的范围内进行种种变更。

本申请基于2014年8月18日申请的日本专利申请(特愿2014-165777)、2015年1月20日申请的日本专利申请(特愿2015-008198)，将其内容引入至此。

标号的说明

1 焊丝

2 母材

3 电弧

4 焊炬

5 进给辊

DV 驱动电路

Dv 驱动信号

E 输出电压

EA 电压误差放大电路

Ea 电压误差放大信号

ED 输出电压检测电路

Ed 输出电压检测信号

EF 进给误差放大电路

Ef 进给误差放大信号

EF2 第2进给误差放大电路

ER 输出电压设定电路

Er 输出电压设定信号

Fav 进给速度平均值

FC 进给控制电路

Fc 进给控制信号

FR 进给速度设定电路

Fr 进给速度设定信号

FR2 第2进给速度设定电路

FR3 第3进给速度设定电路

Fw 进给速度

IAV 电流平滑电路

Iav 焊接电流平滑信号

ID 电流检测电路

Id 电流检测信号

IR 电流设定电路

Ir 电流设定信号

Iw 焊接电流

Lw 供电嘴-母材间距离

PM 电源主电路

SD 短路判别电路

Sd 短路判别信号

Sf 正向进给侧移位量

SFR 正向进给侧移位量设定电路

Sfr 正向进给侧移位量设定信号

Tar 电弧期间反向进给期间

Tas 电弧期间正向进给期间

Tf 周期

TFR 周期设定电路

Tfr 周期设定信号

Trd 反向进给减速期间

TRDR 反向进给减速期间设定电路

Trdr 反向进给减速期间设定信号

Trp 反向进给峰顶期间

Tru 反向进给加速期间

TRUR 反向进给加速期间设定电路

Trur 反向进给加速期间设定信号

Tsd 正向进给减速期间

TSDR 正向进给减速期间设定电路

Tsdr 正向进给减速期间设定信号

Tsp 正向进给峰顶期间

Tsu 正向进给加速期间

TSUR 正向进给加速期间设定电路

Tsur 正向进给加速期间设定信号

VD 电压检测电路

Vd 电压检测信号

Vw 焊接电压

Wf 振幅

WFR 振幅设定电路

Wfr 振幅设定信号

WL 电抗器

WM 进给电动机

Wrp 反向进给峰值

WR 反向进给振幅设定电路

Wrr 反向进给振幅设定信号

Wsp 正向进给峰值

WSR 正向进给振幅设定电路

Wsr 正向进给振幅设定信号