交流电弧焊接方法及交流电弧焊接装置的制造方法
【专利说明】交流电弧焊接方法及交流电弧焊接装置
[0001]本申请是申请日为2011年2月15日、申请号为201180002639.8、发明名称为“交流电弧焊接方法及交流电弧焊接装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种交替地重复逆极性和正极性来进行电弧焊接的交流电弧焊接方法及交流电弧焊接装置。
【背景技术】
[0003]近年来，考虑对环境的影响，轻量且再循环性优异的铝材和镁材被广泛用在建筑物或车辆等的生产中，在其接合中大多采用交流电弧焊接。在对铝材进行交流电弧焊接时，在正极性(电极为负极)和逆极性(电极为正极)的极性互换时，有时会产生电弧断开。
[0004]若产生电弧断开，则作业性恶化。另外，由于熔池变凉，可能会产生焊接缺陷，从而出现问题。为此，以往实施的是在产生电弧断开时将高频的高电压施加到电极与母材之间，实现电弧再生的对策。
[0005]利用图9和图10，对以往的交流电弧焊接装置中产生电弧断开时的动作进行说明。图9是表示以往的交流电弧焊接装置的概略结构的图，图10是表示以往的交流电弧焊接控制的产生电弧断开时的焊接控制信号的时间变化的图。
[0006]对于像图9那样构成的交流电弧焊接装置，采用图10对其动作进行说明。此外，以交替地重复逆极性期间和正极性期间来进行焊接的非消耗电极式的交流电弧焊接装置为例进行说明。
[0007]在图9中，交流电弧焊接装置I具有:进行焊接输出的焊接输出部2、进行交流频率的控制的交流频率控制部3、进行焊接电流的检测的电流检测部4、基于电流检测部4的检测结果进行电弧断开的检测的电弧断开检测部6、向电极9与母材12之间施加高电压的高电压产生装置16。此外，电极9设置在焊炬10上，通过焊接输出部2向电极9与母材12之间供给焊接输出。由此，产生电弧11来进行焊接。
[0008]在图10中，时刻El表示电弧消弧的时刻，时刻E2表示电弧再起弧的时刻。
[0009]在图9中，交流电弧焊接装置I的焊接输出部2以从交流电弧焊接装置I的外部供给的商用电力(例如3相200V等)作为输入，基于来自交流频率控制部3的输出进行I次转换动作及2次转换动作。由此，恰当地切换正极性和逆极性，输出适合焊接的焊接电压或焊接电流。
[0010]在此，逆极性是指电弧等离子体中的电子的移动方向为从母材12朝向电极9的方向，电极9为正极，母材12为负极的情况。另外，正极性是指电弧等离子体中的电子的移动方向为从电极9朝向母材12的方向，电极9为负极，母材12为正极的情况。
[0011]由CT(Current Transformer)等构成的电流检测部4对焊接电流进行检测，在产生电弧断开时，使电弧断开信号为高电平，在电弧产生中使电弧断开信号为低电平。
[0012]由CPU等构成的电弧断开检测部6将来自电流检测部4的电流检测信号作为输入，对电弧断开进行判定。
[0013]由CPU等构成的交流频率控制部3，以预先设定的交流频率对焊接输出进行控制，向焊接输出部2输出基于交流频率设定的正极性控制信号和逆极性控制信号。
[0014]焊接输出部2基于正极性控制信号和逆极性控制信号，通过IGBT等的开关动作，在正极性控制信号为高电平时作为正极性期间进行动作，将输出极性切换到电子从电极9向母材12移动的方向。另一方面，在逆极性控制信号为高电平时作为逆极性期间进行动作，将输出极性切换到电子从母材12向电极9移动的方向。
[0015]焊接输出部2输出的焊接电流或焊接电压被供给到焊炬10，在电极9的前端与母材12之间产生电弧11，进行交流电弧焊接。
[0016]高电压产生装置16基于来自电弧断开检测部6的电弧断开信号，在电弧断开信号为高电平时向电极9与母材12之间施加高频的高电压(通常12kV)。在电弧断开信号为低电平时，停止高频的高电压的施加。
[0017]如图10所示，在通常焊接中，在电弧消弧的时刻E1，电弧断开信号成为高电平，高电压产生装置16向电极9与母材12之间施加作为电弧再生电压的高频的高电压(例如12kV)。
[0018]通过将高频的高电压施加到电极9与母材12之间，破坏电极9与母材12之间的绝缘，使电弧再生。然后，在电弧再生的时刻E2，高电压产生装置16停止高频的高电压的施加。
[0019]在电弧断开期间中及电弧产生中，交流频率控制部3以通常的焊接中的交流频率进行动作。
[0020]如上所述，以往的采用了交流电弧焊接装置I的交流电弧焊接方法，在产生电弧断开时施加高频的高电压，由此使电弧再生(例如参照专利文献I)。
[0021]然而，以往的交流电弧焊接方法，由于在产生电弧断开时为了使电弧再起弧而施加高频的高电压，所以存在焊道表面损伤或产生因高频的高电压而引起的通信障碍的问题。
[0022]在先技术文献
[0023]专利文献
[0024]专利文献1:日本特公昭62-32027号公报
【发明内容】
[0025]本发明提供一种交流电弧焊接方法及交流电弧焊接装置，在产生电弧断开时，能够在不施加用于电弧再起弧的高频的高电压的情况下实现电弧的再起弧。
[0026]本发明的交流电弧焊接方法是以第一交流频率交替地重复逆极性期间和正极性期间来进行焊接的交流电弧焊接方法。并且，本发明的交流电弧焊接方法是由包括下述步骤的方法构成的，即，检测步骤，在焊接中对电弧断开进行检测；控制步骤，在通过上述检测步骤检测到上述电弧断开时，在比与上述第一交流频率对应的第一周期短的期间内，将正极性控制信号或逆极性控制信号输出为高电平来使电弧再起弧。
[0027]根据该方法，在产生电弧断开时，能够在不施加用于电弧再起弧的高频的高电压的情况下实现电弧的再起弧。由此，能够在防止焊道表面的损伤，不存在高频的高电压所造成的通信障碍产生的问题的情况下进行作业。
[0028]另外，本发明的交流电弧焊接装置是交替地重复逆极性期间和正极性期间来进行焊接的交流电弧焊接装置，包括第一交流频率设定部、输出检测部、电弧断开检测部和交流频率控制部。在此，第一交流频率设定部设定作为正常焊接时的交流频率的第一交流频率。输出检测部对焊接电流或焊接电压进行检测。电弧断开检测部基于输出检测部的检测结果对电弧断开进行检测。交流频率控制部基于电弧断开检测部的检测结果对交流频率进行控制。并且，本发明的交流电弧焊接装置由下述结构构成，即，在检测到电弧断开时，在比与第一交流频率对应的第一周期短的期间内，将正极性控制信号或逆极性控制信号输出为高电平来使电弧再起弧。
[0029]根据该结构，在产生电弧断开时，能够在不施加用于电弧再起弧的高频的高电压的情况下实现电弧的再起弧。由此，能够防止焊道表面的损伤，在不存在高频的高电压所造成的通信障碍产生的问题的情况下进行作业。
【附图说明】
[0030]图1是表示本发明的实施方式I的交流电弧焊接装置的概略结构的图。
[0031]图2是表示本发明的实施方式I的交流电弧焊接的控制信号的交流频率的时间变化的图。
[0032]图3是表示本发明的实施方式2的交流电弧焊接装置的概略结构的图。
[0033]图4是表示本发明的实施方式2的交流电弧焊接的控制信号的正极性期间及逆极性期间的时间变化的图。
[0034]图5是表示本发明的实施方式3的交流电弧焊接装置的概略结构的图。
[0035]图6是表示本发明的实施方式3的交流电弧焊接的控制信号的正极性期间及逆极性期间的时间变化的图。
[0036]图7是表示本发明的实施方式4的交流电弧焊接装置的概略结构的图。
[0037]图8是表示本发明的实施方式4的交流电弧焊接的控制信号的正极性期间及逆极性期间的时间变化的图。
[0038]图9是表示以往的交流电弧焊接装置的概略结构的图。
[0039]图10是表示以往的交流电弧焊接控制的产生电弧断开时的焊接控制的时间变化的图。
【具体实施方式】
[0040]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的附图中，对相同的结构单元赋予相同的符号，所以有时省略说明。
[0041](实施方式I)
[0042]图1是表示本发明的实施方式I的交流电弧焊接装置的概略结构的图，图2是表示本发明的实施方式I的交流电弧焊接的控制信号的交流频率的时间变化的图。其中，图2表示焊接电流、正极性控制信号、逆极性控制信号及电弧断开信号的振幅的时间变化。
[0043]对如图1所示构成的交流电弧焊接装置，采