交流電弧焊接方法及交流電弧焊接裝置的制造方法
【專利說明】交流電弧焊接方法及交流電弧焊接裝置
[0001]本申請是申請日為2011年2月15日、申請號為201180002639.8、發明名稱為“交流電弧焊接方法及交流電弧焊接裝置”的發明專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及一種交替地重復逆極性和正極性來進行電弧焊接的交流電弧焊接方法及交流電弧焊接裝置。
【背景技術】
[0003]近年來，考慮對環境的影響，輕量且再循環性優異的鋁材和鎂材被廣泛用在建筑物或車輛等的生產中，在其接合中大多采用交流電弧焊接。在對鋁材進行交流電弧焊接時，在正極性(電極為負極)和逆極性(電極為正極)的極性互換時，有時會產生電弧斷開。
[0004]若產生電弧斷開，則作業性惡化。另外，由于熔池變涼，可能會產生焊接缺陷，從而出現問題。為此，以往實施的是在產生電弧斷開時將高頻的高電壓施加到電極與母材之間，實現電弧再生的對策。
[0005]利用圖9和圖10，對以往的交流電弧焊接裝置中產生電弧斷開時的動作進行說明。圖9是表示以往的交流電弧焊接裝置的概略結構的圖，圖10是表示以往的交流電弧焊接控制的產生電弧斷開時的焊接控制信號的時間變化的圖。
[0006]對于像圖9那樣構成的交流電弧焊接裝置，采用圖10對其動作進行說明。此外，以交替地重復逆極性期間和正極性期間來進行焊接的非消耗電極式的交流電弧焊接裝置為例進行說明。
[0007]在圖9中，交流電弧焊接裝置I具有:進行焊接輸出的焊接輸出部2、進行交流頻率的控制的交流頻率控制部3、進行焊接電流的檢測的電流檢測部4、基于電流檢測部4的檢測結果進行電弧斷開的檢測的電弧斷開檢測部6、向電極9與母材12之間施加高電壓的高電壓產生裝置16。此外，電極9設置在焊炬10上，通過焊接輸出部2向電極9與母材12之間供給焊接輸出。由此，產生電弧11來進行焊接。
[0008]在圖10中，時刻El表示電弧消弧的時刻，時刻E2表示電弧再起弧的時刻。
[0009]在圖9中，交流電弧焊接裝置I的焊接輸出部2以從交流電弧焊接裝置I的外部供給的商用電力(例如3相200V等)作為輸入，基于來自交流頻率控制部3的輸出進行I次轉換動作及2次轉換動作。由此，恰當地切換正極性和逆極性，輸出適合焊接的焊接電壓或焊接電流。
[0010]在此，逆極性是指電弧等離子體中的電子的移動方向為從母材12朝向電極9的方向，電極9為正極，母材12為負極的情況。另外，正極性是指電弧等離子體中的電子的移動方向為從電極9朝向母材12的方向，電極9為負極，母材12為正極的情況。
[0011]由CT(Current Transformer)等構成的電流檢測部4對焊接電流進行檢測，在產生電弧斷開時，使電弧斷開信號為高電平，在電弧產生中使電弧斷開信號為低電平。
[0012]由CPU等構成的電弧斷開檢測部6將來自電流檢測部4的電流檢測信號作為輸入，對電弧斷開進行判定。
[0013]由CPU等構成的交流頻率控制部3，以預先設定的交流頻率對焊接輸出進行控制，向焊接輸出部2輸出基于交流頻率設定的正極性控制信號和逆極性控制信號。
[0014]焊接輸出部2基于正極性控制信號和逆極性控制信號，通過IGBT等的開關動作，在正極性控制信號為高電平時作為正極性期間進行動作，將輸出極性切換到電子從電極9向母材12移動的方向。另一方面，在逆極性控制信號為高電平時作為逆極性期間進行動作，將輸出極性切換到電子從母材12向電極9移動的方向。
[0015]焊接輸出部2輸出的焊接電流或焊接電壓被供給到焊炬10，在電極9的前端與母材12之間產生電弧11，進行交流電弧焊接。
[0016]高電壓產生裝置16基于來自電弧斷開檢測部6的電弧斷開信號，在電弧斷開信號為高電平時向電極9與母材12之間施加高頻的高電壓(通常12kV)。在電弧斷開信號為低電平時，停止高頻的高電壓的施加。
[0017]如圖10所示，在通常焊接中，在電弧消弧的時刻E1，電弧斷開信號成為高電平，高電壓產生裝置16向電極9與母材12之間施加作為電弧再生電壓的高頻的高電壓(例如12kV)。
[0018]通過將高頻的高電壓施加到電極9與母材12之間，破壞電極9與母材12之間的絕緣，使電弧再生。然后，在電弧再生的時刻E2，高電壓產生裝置16停止高頻的高電壓的施加。
[0019]在電弧斷開期間中及電弧產生中，交流頻率控制部3以通常的焊接中的交流頻率進行動作。
[0020]如上所述，以往的采用了交流電弧焊接裝置I的交流電弧焊接方法，在產生電弧斷開時施加高頻的高電壓，由此使電弧再生(例如參照專利文獻I)。
[0021]然而，以往的交流電弧焊接方法，由于在產生電弧斷開時為了使電弧再起弧而施加高頻的高電壓，所以存在焊道表面損傷或產生因高頻的高電壓而引起的通信障礙的問題。
[0022]在先技術文獻
[0023]專利文獻
[0024]專利文獻1:日本特公昭62-32027號公報

【發明內容】

[0025]本發明提供一種交流電弧焊接方法及交流電弧焊接裝置，在產生電弧斷開時，能夠在不施加用于電弧再起弧的高頻的高電壓的情況下實現電弧的再起弧。
[0026]本發明的交流電弧焊接方法是以第一交流頻率交替地重復逆極性期間和正極性期間來進行焊接的交流電弧焊接方法。并且，本發明的交流電弧焊接方法是由包括下述步驟的方法構成的，即，檢測步驟，在焊接中對電弧斷開進行檢測；控制步驟，在通過上述檢測步驟檢測到上述電弧斷開時，在比與上述第一交流頻率對應的第一周期短的期間內，將正極性控制信號或逆極性控制信號輸出為高電平來使電弧再起弧。
[0027]根據該方法，在產生電弧斷開時，能夠在不施加用于電弧再起弧的高頻的高電壓的情況下實現電弧的再起弧。由此，能夠在防止焊道表面的損傷，不存在高頻的高電壓所造成的通信障礙產生的問題的情況下進行作業。
[0028]另外，本發明的交流電弧焊接裝置是交替地重復逆極性期間和正極性期間來進行焊接的交流電弧焊接裝置，包括第一交流頻率設定部、輸出檢測部、電弧斷開檢測部和交流頻率控制部。在此，第一交流頻率設定部設定作為正常焊接時的交流頻率的第一交流頻率。輸出檢測部對焊接電流或焊接電壓進行檢測。電弧斷開檢測部基于輸出檢測部的檢測結果對電弧斷開進行檢測。交流頻率控制部基于電弧斷開檢測部的檢測結果對交流頻率進行控制。并且，本發明的交流電弧焊接裝置由下述結構構成，即，在檢測到電弧斷開時，在比與第一交流頻率對應的第一周期短的期間內，將正極性控制信號或逆極性控制信號輸出為高電平來使電弧再起弧。
[0029]根據該結構，在產生電弧斷開時，能夠在不施加用于電弧再起弧的高頻的高電壓的情況下實現電弧的再起弧。由此，能夠防止焊道表面的損傷，在不存在高頻的高電壓所造成的通信障礙產生的問題的情況下進行作業。
【附圖說明】
[0030]圖1是表示本發明的實施方式I的交流電弧焊接裝置的概略結構的圖。
[0031]圖2是表示本發明的實施方式I的交流電弧焊接的控制信號的交流頻率的時間變化的圖。
[0032]圖3是表示本發明的實施方式2的交流電弧焊接裝置的概略結構的圖。
[0033]圖4是表示本發明的實施方式2的交流電弧焊接的控制信號的正極性期間及逆極性期間的時間變化的圖。
[0034]圖5是表示本發明的實施方式3的交流電弧焊接裝置的概略結構的圖。
[0035]圖6是表示本發明的實施方式3的交流電弧焊接的控制信號的正極性期間及逆極性期間的時間變化的圖。
[0036]圖7是表示本發明的實施方式4的交流電弧焊接裝置的概略結構的圖。
[0037]圖8是表示本發明的實施方式4的交流電弧焊接的控制信號的正極性期間及逆極性期間的時間變化的圖。
[0038]圖9是表示以往的交流電弧焊接裝置的概略結構的圖。
[0039]圖10是表示以往的交流電弧焊接控制的產生電弧斷開時的焊接控制的時間變化的圖。
【具體實施方式】
[0040]以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。在以下的附圖中，對相同的結構單元賦予相同的符號，所以有時省略說明。
[0041](實施方式I)
[0042]圖1是表示本發明的實施方式I的交流電弧焊接裝置的概略結構的圖，圖2是表示本發明的實施方式I的交流電弧焊接的控制信號的交流頻率的時間變化的圖。其中，圖2表示焊接電流、正極性控制信號、逆極性控制信號及電弧斷開信號的振幅的時間變化。
[0043]對如圖1所示構成的交流電弧焊接裝置，采