DE69721857T2

DE69721857T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Pulslichtbogenschweissung mit einer verbrauchenden Elektrode

Info

Publication number: DE69721857T2
Application number: DE69721857T
Authority: DE
Inventors: Jing Bo Toyonaka-shi Wang; Tetsu Nishiyodogawa-ku Osaka-shi Innami; Hideki Takarazuka-shi Ihara
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1997-01-28
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2017-01-29
Also published as: JP3120142B2; CN1050555C; EP0787555B1; DE69721857D1; JPH09206939A; EP0787555A1; US5866873A; CN1165065A

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schweißenergie-Steuervorrichtung und ein Verfahren für ein Impulslichtbogenschweißen mit Verlustelektrode, das zum Schweißen mit einer automatisch zugeführten Verlustelektrode unter Verwendung eines Schutzgases, dessen Hauptbestandteil Kohlendioxid ist, verwendet wird, und speziell solch ein Verfahren und eine Vorrichtung betrifft, durch welche der während des Schweißens auftretende Spritzer zum Konstanthalten des Schweißergebnisses und zum Erzielen einer gut geschweißten Oberfläche erheblich reduziert ist.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Für das Impulslichtbogen-Schweißverfahren der Verlustelektrodenart war es vormals entwickelt, ein Schutzgas aus einem Inertgas, z. B. Argongas als dessen Hauptbestandteil, zu verwenden. In diesem Verfahren werden ein Spitzenstrom größer als ein Wert des kritischen Stroms, über dem eine Sprühübertragung möglich ist, und ein Basisstrom kleiner als der kritische Strom zur Aufrechterhaltung eines Lichtbogens abwechselnd mit einer Frequenz, die einer Zuführgeschwindigkeit einer Verlustelektrode (im Folgenden als "Draht" bezeichnet) entspricht, zugeführt oder durchgeleitet. Dadurch kann die Sprühübertragung mit einem geringeren durchschnittlichen Strom als das Gleichstromschweißverfahren durchgeführt werden und die Tropfenübertragung wird während des Zeitintervalls des Basisstroms in solch einem Zustand durchgeführt, dass eine kleinste Kraft des Lichtbogens auf den Tropfen einwirkt. Folglich können Spritzer erheblich reduziert werden.
Das oben erwähnte Impulslichtbogenschweißverfahren hat jedoch eine Einschränkung in der Wahl einer Schutzgaszusammensetzung, wegen der Tatsache, dass der Effekt der Spritzerreduzierung gering wird, wenn das Anteilsverhältnis von Kohlendioxid in einem Schutzgas 30% überschreitet. Daher wird eine große Menge an Argongas verbraucht, entsprechend sind die Kosten des Schutzgases eine Hauptursache der hohen Betriebskosten des Impulslichtbogen-Schweißverfahrens gewesen.
Da ein Impulslichtbogen-Schweißverfahren und eine Schweißvorrichtung mit Verlustelektrode (im Folgenden als "Verlustelektrodenschweißer" bezeichnet) eine wesentliche Bearbeitungseinrichtung für die moderne verarbeitende Industrie sind, sind solche Schweißer gesucht, die weniger Spritzen erzeugen und einen dauerhaften Betrieb gewährleisten.
Gewöhnliche Impulslichtbogen-Schweißvorrichtungen (Schweißer) mit Verlustelektrode, die ein Schutzgas verwenden, dessen Hauptkomponente Kohlendioxid ist, werden typischerweise durch ein Schweißleistungs-(Ausgangs-)-Steuerverfahren, wie das in der offengelegten Japanischen (geprüften) Patentveröffentlichung Nr. H2-31630 beschriebene, gesteuert. Speziell ist ein Lichtbogen durch abwechselndes Durchleiten des Spitzenstroms und des Basisstroms erzeugt worden zum Ablösenlassen eines Tropfens durch die Pinchkraft im Ausgangsabschnitt der Dauer des Spitzenstroms und zum nachfolgenden Bilden von geschmolzenem Metall durch Schmelzen des Endteils des Drahtes (Elektrode). Das gebildete geschmolzene Metall löst sich dann während der Dauer des nächsten Spitzenstroms ab.
Jedoch besteht in solch einem Leistungssteuerungsschema in diesem Impulslichtbogenschweißer mit Verlustelektrode eine Gefahr von abgelösten Tropfen als Spritzer, da die während der Dauer des Spitzenstroms abgelösten Tropfen aufgrund des Spitzenstroms einer starken Lichtbogenkraft unterworfen sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schweißenergie-Steuervorrichtung zur Steuerung einer Schweißleistung eines Lichtbogenschweißens mit Verlustelektrode, das ein Schutzgas verwendet, dessen Hauptbestandteil Kohlendioxid ist, zu schaffen.
Um die oben erwähnte Aufgabe zu lösen, weist die Schweißenergie-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Schweißbedingungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Schweißbedingungen und eine Pulswellen-Erzeugungseinrichtung zum Er zeugen einer ersten Pulswelle, die definiert ist durch eine erste Pulshöhe für einen ersten vorbestimmten Zeitabschnitt, eine Basishöhe kleiner als die erste Pulshöhe für einen zweiten vorbestimmten Zeitabschnitt, und eine zweite Pulswelle, die definiert ist durch eine zweite Pulshöhe kleiner als die erste Pulshöhe für einen dritten vorbestimmten Zeitabschnitt, der die erste Pulswelle aufgrund der erfassten Schweißbedingungen nachfolgt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger verstanden werden aufgrund der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen, in welchen:
1 ein Blockdiagramm ist, das eine Schweißenergie-Steuervorrichtung zeigt, die in eine Impulslichtbogen-Schweißvorrichtung mit Verlustelektrode integriert ist,
2 ein Blockdiagramm ist, das eine Schweißenergie-Steuervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
3 eine grafische Darstellung ist, die verschiedene in der Schweißenergie-Steuervorrichtung von 2 beobachtete Signale zeigt,
4 ein Blockdiagramm ist, das eine Alternative der in 2 gezeigten Schweißenergie-Steuervorrichtung zeigt,
5 eine grafische Darstellung ist, die eine Wellenform eines von der Schweißenergie-Steuervorrichtung von 4 erzeugten Pulswellensignals zeigt,
6 ein Blockdiagramm ist, das eine Schweißenergie-Steuervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
7 eine grafische Darstellung ist, die verschiedene in der Schweißenergie-Steuervorrichtung von 6 beobachtete Signale zeigt,
8 ein Blockdiagramm ist, das eine erste Alternative der Schweißenergie-Steuervorrichtung von 6 zeigt,
9 ein Blockdiagramm ist, das eine zweite Alternative der Schweißenergie-Steuervorrichtung von 6 zeigt,
10 eine grafische Darstellung ist, die eine Wellenform eines von der Schweißenergie-Steuervorrichtung von 9 erzeugten Pulswellensignals zeigt,
11 ein Blockdiagramm ist, das eine dritte Alternative der Schweißenergie-Steuervorrichtung von 6 zeigt,
12 ein Blockdiagramm ist, das eine vierte Alternative der Schweißenergie-Steuervorrichtung von 6 zeigt,
13 ein Blockdiagramm ist, das eine fünfte Alternative der Schweißenergie-Steuervorrichtung von 6 zeigt,
14 eine grafische Darstellung ist, die eine Wellenform eines von der Schweißenergie-Steuervorrichtung von 13 erzeugten Pulswellensignals zeigt,
15 ein Blockdiagramm ist, das eine sechste Alternative der Schweißenergie-Steuervorrichtung von 6 zeigt,
16 ein Blockdiagramm ist, das eine siebte Alternative der Schweißenergie-Steuervorrichtung von 6 zeigt,
17 ein Blockdiagramm ist, das eine achte Alternative der Schweißenergie-Steuervorrichtung von 6 zeigt,
18 ein Blockdiagramm ist, das eine Schweißenergie-Steuervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
19 eine grafische Darstellung ist, die verschiedene in der Schweißenergie-Steuervorrichtung von 18 beobachtete Signale zeigt, und
20 eine grafische Darstellung in Unterstützung der Erläuterung eines Betriebs der Schweißenergie-Steuervorrichtung von 1 ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Bezug nehmend auf 1 ist eine Impulslichtbogen-Schweißvorrichtung mit Verlustelektrode (im Folgenden der Kürze wegen als "ein Schweißer" Bezug genommen) gezeigt, in der eine Schweißenergie-Steuervorrichtung integriert ist. Der Schweißer umfasst ein Ausgabesteuerungselement 1, einen spannungsverringernden Transformator 2, einen Gleichrichter 3, eine Drosselspule 4, einen Drahtvorschubsmotor 6, einen Schweißbrenner 7, eine ruhende Elektrode 8; einen Nebenwiderstand 10; und eine Schweißenergie-Steuervorrichtung 100 (eine Pulswellen-Konfigurationseinheit).
Das Ausgabesteuerungselement 1 ist mit einer externen Energieversorgung (nicht dargestellt) zum Aufnehmen einer Dreiphasen-Wechselstromenergie von dieser verbunden, die eine hohe Spannung und eine niedrige Frequenz hat, um eine Einphasen-Wechselstromenergie mit einer Spannung kleiner und einer Frequenz höher als der der Dreiphasen-Wechselstromenergie zu produzieren. Außerdem ist das Ausgabesteuerungselement 1 mit der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100 zum Aufnehmen eines Ausgangskontrollsignals S100 von diesem verbunden, um das Spannungsmusters der Einphasen-Wechselstromenergie zu konfigurieren, und gibt die so konfigurierte elektrische Energie von dieser aus.
Der spannungsverringernde Transformator 2 ist an das Ausgabesteuerungselement 1 angeschlossen zum Aufnehmen der Einphasen-Wechselstromleistung von diesem. Dann verringert der spannungsverringernde Transformator 2 die Spannung dieser aufgenommenen Energie hoher Spannung auf ein Spannungsniveau, das zum Schweißen geeignet ist, und erzeugt eine Einphasen-Niedrig-Wechselstrom-Schweißenergie.
Der Gleichrichter 3 ist an den spannungsverringernden Transformator 2 angeschlossen zum Aufnehmen der Einphasen-Niedrig-Wechselstromenergie von diesem, um diese zur Erzeugung einer Gleichstrom-Schweißenergie gleichzurichten. Der Gleichrichter ist üblicherweise durch Dioden aufgebaut (aber nicht darauf limitiert).
Die Drosselspule 4 ist an einen Ausgangsanschluss des Gleichrichters 3 angeschlossen zum Aufnehmen der Gleichstromschweißenergie daraus, um die Spannung davon zu re gulieren. Die Drosselspule 4 ist ferner mit der ruhenden Elektrode 8 verbunden zum Zuführen dieser regulierten Gleichstromschweißenergie dazu.
Die Verlustelektrode (Draht) 5 wird von dem Drahtvorschubsmotor 6 durch den Schweißbrenner 7 hin zu der Schweißung auf dem Material 9 von der ruhenden Elektrode 8 vorgeschoben. Demgemäß wird die Gleichstrom-Schweißenergie auch zu dem Draht (Verlustelektrode) 5 durch die ruhende Elektrode 8 zugeführt.
Der Nebenwiderstand 10 ist zwischen dem Material 9 und einer Ausgangsseite des Transformators 2 angeschlossen zum Ermitteln eines Stromes von der Schweißenergie, die gerade für den Schweißbetrieb verwendet wird. Die Spannung, die auf den Nebenwiderstand 10 einwirkt, weist auf die aktuelle Schweißbedingung hin und wird als ein Schweißstromsignal S10 durch eine Leitung L3 herausgeholt. Die Leitungen L1 und L2 sind an die ruhende Elektrode 8 und das Material 9 zum Erfassen einer Schweißspannung Sv, die dazwischen wirkt, angeschlossen.
Die Schweißenergie-Steuervorrichtung 100 ist an die Leitungen L1 und L2 zum Erfassen der Schweißspannung Sv und an die Leitung L3 zum Empfangen des Schweißstromsignals S1, das den Schweißstrom anzeigt, angeschlossen. Aufgrund dieser elektrischen Information bestimmt die Schweißenergie-Steuervorrichtung 100 das Muster der Pulswelle, die für den Schweißbetrieb geeignet ist, und erzeugt das Ausgabesteuerungssignal S100. Wie es von dem obigen ersichtlich ist, wird die Schweißenergie durch das Ausgabessteuerungssignal S100 gesteuert.
Im Folgenden ist der Betrieb der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100 kurz unter Bezugnahme auf ein Beispiel eines Pulsausgabe-Steuerungssignals S100, charakteristisch dargestellt in 20, beschrieben. Speziell steuert die Pulswellensteuerung 100 das Ausgabesteuerungssignal S100 so, dass der Materialtropfen durch eine Pinch-Kraft in dem Beginn der Pulszeitperiode tp abgetrennt wird, dann das Ende des Drahtes 5 zum Ausbilden eines weiteren Tropfens geschmolzen wird und dann der Tropfen während der nächsten Basiszeitperiode tb geformt wird.
Wenn der Tropfen während der Pulszeitperiode tp mit diesem Schweißenergie-(Ausgabe-)-Steuerungsverfahren sich separiert, kann die starke Lichtbogenkraft, die von dem Pulsstrom erzeugt wird, jedoch bedingen, dass sich der abgetrennte Tropfen zerstreut, was in Spritzer resultiert. Solch ein unangenehmer Fall kann durch Bereitstellung eines folgenden Mittels verhindert werden. Speziell erfasst dieses Mittel den Zeitablauf der Abtrennung der Tropfen durch Verwendung der Spitzen, die in der Wellenform der Schweißspannung jedes Mal, wenn sich ein Tropfen abtrennt auftreten, wenn der Strom auf ein konstantes Niveau während der Pulszeitperiode tp gesteuert wird. Die Schweißenergie(Ausgabe) wird dann während der Zeitperiode von der Erfassung der Tropfenabtrennung zu der vollständigen Übertragung des Tropfen-(Materials) zu dem geschmolzenen Pool reduziert.
Obwohl die Schweißenergieausgabe gesteuert ist, die Schweißspannung zu verringern, nachdem die Tropfenabtrennung erfasst wird, fällt die Schweißenergie aber bei jeder Tropfenabtrennung ab. Dies macht es erforderlich, einige Steuereinrichtungen zum Stabilisieren der Schweißenergieausgabe, d. h. der Schweißergebnisse, separat bereitzustellen. Um dies zu erreichen, wird deshalb die Schweißenergie kompensiert durch Erfassen der Tropfenabtrennung und Verlängerung der Pulszeitperiode tp, während der die Schweißenergie verringert ist, für eine spezielle Verlängerungszeitperiode tE, wie es durch eine Punktlinie in 20 angezeigt ist, um eine Ausgabe äquivalent zu der zu erreichen, bevor die Schweißausgabe verringert war.
Wenn der Strom zum Schweißen (Schweißstrom) während der Spitzenzeitperiode auf ein konstantes Niveau gesteuert ist, geht der selbstregulierende Betrieb des Lichtbogens verloren. Durch Rückführen der Schweißspannung zum Stabilisieren des Schweißens ist es allerdings auch möglich gemäß des Rückkopplungswertes die Verlängerungszeitperiode tE der Pulszeitperiode tp, in welcher die Tropfenabtrennung erfasst wurde, zu regulieren.
Außerdem wird ein weiteres Element zum Verbessern der Stabilisation des Schweißens wie folgt bereitgestellt. Speziell erfasst dieses Element die Tropfenabtrennung aufgrund der Spannung der Leistung (Schweißspannung), steuert den Strom auf ein konstantes Niveau während der Pulszeitperiode, bis die Tropfenabtrennung erfasst ist, senkt dann das Stromniveau während der Zeitperiode tr, d. i. die Zeitperiode von der Zeitmessung der Erfassung der Tropfenabtrennung bis zumindest der vollständigen Übertragung des Tropfens zu dem geschmolzenen Pool und steuert dann die Schweißspannung auf ein konstantes Niveau während der Dauer der Pulszeitperiode.
Ein Detail des Schweißenergie-Steuerverfahrens sowie die oben beschriebene Schweißenergie-Steuervorrichtung ist in der U.S.-Patentanmeldung Nr. 08/566,546 von Tetsu INNAMI, Wang JING BO und Hideki HARA, eingereicht am 12. April 1995 und beansprucht von und abgetreten an den gleichen Bevollmächtigten, wie die vorliegende Erfindung, offenbart, welche der nachveröffentlichten EP 0 715 921 entspricht, die Stand der Technik gemäß Art. 54(3) EPÜ darstellt.
Wie oben beschrieben, macht es dieses Element möglich, die Pulszeitperiode gemäß der rückgekoppelten Schweißspannung zu ändern und das Schweißen durch Anwenden einer Konstantspannungssteuerung für zumindest einen Teil der Pulszeitperiode zu stabilisieren. Da die Pulszeitperiode tp, in welcher die Tropfenabtrennung erfasst wird, verlängert ist, ist jedoch die Basiszeitperiode, die unmittelbar der verlängernden Pulszeitperiode folgt, verkürzt, wie es durch eine Punktlinie in 20 gezeigt ist, wenn der Pulszyklus konstant ist. Dies führt zu einer unvollständigen Formung des Tropfens, der in der vorangehenden Pulszeitperiode während dieser verkürzten Basiszeitperiode tb geformt wird, wodurch die Tropfenabtrennung während der nächsten Pulszeitperiode verhindert wird und bewirkt wird, dass der Tropfen erheblich wächst.
Das Lichtbogenschweißen mit Verlustelektrode, das ein Schutzgas verwendet, dessen Hauptkomponente Kohlendioxid ist, findet normalerweise auch während des Zustands während der Materialübertragung statt. Der Kurzschluss kann deshalb abhängig von den Schweißbedingungen auftreten. Während der Zeitperiode, die von dem Zeitpunkt beginnt, wenn die vom Kurzschluss begleitete Tropfenübertragung ausgelöst wird, bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Bogenbildung beginnt, muss ein Tropfen, der groß genug ist, um sich abzutrennen, in der nächsten Pulszeitperiode ausgebildet werden.
Es ist folglich notwendig, einen durch Tropfenübertragung begleiteten Kurzschluss zu unterscheiden und sachgemäß zu behandeln von einem Kurzschluss, der nicht von einer Tropfenübertragung begleitet ist. Die Schweißenergie-Steuervorrichtung und ihre Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung können solche Anforderungen erfüllen und die Spritzer, die während des Schweißens auftreten, erheblich reduzieren, um die Schweißergebnisse konstant zu halten. Die Ausführungen und Wirkungsweisen von solchen Schweißenergie-Steuerungsvorrichtungen sind im Detail unten beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
In Bezug zu 2 ist ein Detail von der Schweißenergie-Steuervorrichtung (Pulswellensteuerung) gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Schweißenergie-Steuervorrichtung 100a1 dieses Beispiels weist ein Schweißspannungs-Erfassungsmittel 13 auf, das an die Leitungen L1 und L2 zum Erfassen der Schweißspannung Sv zwischen der Elektrode 8 (5) und dem Material 9 angeschlossen ist, um ein Schweißspannungssignals, das auf die erfasste Schweißspannung Sv hinweist, zu erzeugen.
Ein Tropfenabtrennungs-Erfassungsmittel 50a ist an das Schweißspannungs-Erfassungsmittel 13 angeschlossen zum Erhalten des Schweißspannungssignals davon, um die Tropfenabtrennung zu erfassen, und produziert ferner ein Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal S50a. Speziell weist das Tropfenabtrennungs-Erfassungsmittel 50a einen Spannungseinrichter 14 und einen ersten Vergleicher 15 auf. Der Spannungseinrichter 14 erzeugt ein erstes Referenzsignal in Übereinstimmung mit einer ersten Referenzspannung, die in Beachtung der Veränderungen der Schweißspannung Sv während des Schweißbetriebs genau eingestellt ist. Der erste Vergleicher 15 ist an das Spannungserfassungsmittel 13 und den Spannungseinrichter 14 angeschlossen zum Erhalten jeweils des Schweißspannungssignals und des ersten Referenzspannungssignals davon zum Vergleichen derer. Der erste Vergleicher 15 erzeugt ein Signal, wenn die erfasste Schweißspannung die erste Referenzspannung überschreitet, und gibt dieses als das Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal S50a daraus aus. Auf diese Weise wird die Tropfenabtrennung von dem Draht erfasst.
Ein Kurzschluss-Erfassungsmittel 51 ist an das Spannungs-Erfassungsmittel 13 angeschlossen zum Erhalten des Schweißspannungssignals davon, um den Kurzschluss zu erfassen, und erzeugt ferner ein Kurzschluss-Erfassungssignal S51. Speziell weist das Kurzschluss-Erfassungsmittel 51 einen zweiten Referenzwerteinrichter 16 und einen zweiten Vergleicher 17 auf. Der Referenzwerteinrichter 16 erzeugt ein zweites Referenzsignal in Übereinstimmung mit einer zweiten Referenzspannung, die durch einen Referenzwert bestimmt ist, der in Berücksichtigung der Änderungen der Schweißspannung Sv während des Schweißbetriebs genau eingestellt ist. Der zweite Vergleicher 17 ist an das Spannungs-Erfassungsmittel 13 und den Referenzwerteinrichter 16 angeschlossen zum Erhalten jeweils des Schweißspannungssignals und des zweiten Referenzsignals davon, um diese zu vergleichen. Der zweite Vergleicher 17 erzeugt ein Signal, wenn die erfasste Schweißspannung unter der zweiten Referenzspannung liegt, und gibt diese als das Kurzschlusserfassungssignal S51 aus. Auf diese Weise wird der Kurzschluss zwischen dem Draht 5 und dem Material 9 erfasst.
Ein Ausgabe-Kompensationsmittel 52a ist an das Tropfenabtrennungs-Erfassungsmittel 50a und das Kurzschluss-Erfassungsmittel 51 angeschlossen zum Empfangen jeweils des Tropfenabtrennungs-Erfassungssignals S50a und des Kurzschluss-Erfassungssignals S51 davon. Aufgrund dieser zwei Signale S50a und S51 erzeugt das Ausgabe-Kompensationsmittel 52a ein Ausgabe-Kompensationssignal S52a für die Schweißenergie oder hauptsächlich den Strom. Speziell weist das Ausgabe-Kompensationsmittel 52a einen Zeiteinrichter 18 und einen Ausgaberegler 19a auf. Der Zeiteinrichter 18 ist an den Kurzschlusserfasser 51 angeschlossen zum Einrichten einer bestimmten Zeit in Bezug auf die Ausgabe des Kurzschluss-Erfassungssignals S51 von dem Kurzschluss-Erfassungsmittel 51 (17) und zum Erzeugen eines Zeitsignals S18.
Der Ausgaberegler 19a ist an das Tropfenabtrennungs-Erfassungsmittel 50a (15) und den Zeiteinrichter 18 angeschlossen zum Empfangen jeweils des Erfassungssignals S50a und des Zeitsignals S18 davon. Der Ausgaberegler 19a gibt das Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal S50a direkt als das Kompensationssignal S52a aus (durch), wenn ein Kurzschluss nicht erfasst wird. Wenn jedoch ein Kurzschluss erfasst wird, bricht der Ausgaberegler 19a die Ausgabe des Tropfenabtrennungs-Erfassungssignals S52a davon für die Zeit ab, die durch das Zeitsignal S18 von dem Zeitpunkt, wo das Kurzschließen endet, angegeben ist. Auf diese Weise ist die Ausgabe des Kompensations signals S52a aufgrund der Tropfenabtrennung und des Kurzschlusses von dem Draht 5 und dem Material 9 gesteuert.
Ein Stromerfassungsmittel 12 ist an die Leitung L3 angeschlossen zum Empfangen des Schweißstromsignals S10 davon, um den für den Schweißbetrieb verwendeten Schweißstrom zu erfassen. Das Strom-Erfassungsmittel 12 erzeugt außerdem ein Stromsignal, das den auf diese Weise erfassten Schweißstrom anzeigt.
Ein Schweißbedingungseinrichter 60 ist für die Einrichtung verschiedener das Auftreten von Spritzern wesentlich beeinflussender Informationen bereitgestellt, wie die Vorschubgeschwindigkeit der Verlustelektrode (Draht) 5, und Pulsmustern, um ein Schweißbedingungssignal Sw zu erzeugen. Der Schweißbedingungseinrichter 60 ist vorzugsweise mit der Tastatur, durch welche der Benutzer die Schweißbedingungen eingeben kann, und einer zentralen Recheneinheit (CPU) zum Umsetzen der auf diese Weise eingegebenen Schweißbedingungen in Parameter in einer für den Betrieb brauchbaren Art aufgebaut. Der Schweißbedingungseinrichter 60 kann jeder Speicher, derart wie ein Nur-Lese-Speicher (ROM), sein, worin solche Parameter vorbestimmt und im Vorhinein gespeichert sind, und kann an den Drahtvorschubsmotor 6 zum Erfassen der Drahtvorschubsgeschwindigkeit angeschlossen sein.
Eine Pulswellen-Erzeugungseinheit 53a ist an das Ausgabekompensationsmittel 52a und den Schweißbedingungseinrichter 60 angeschlossen zum Empfangen jeweils des Signals S52a und des Schweißbedingungssignals Sw davon. Aufgrund dieser zwei Signale S52a und Sw erzeugt die Pulswellen-Konfigurationseinheit 53a ein Schweiß-Pulswellensignal S53a. Speziell weist die Pulswellen-Konfigurationseinheit 53a einen Pulszeiteinrichter 20, einen Pulsstromeinrichter 21, einen Basisstromeinrichter 22, einen Kompensationszeiteinrichter 23, einen Kompensationspegeleinrichter 24 und einen Pulswellenerzeuger 25a auf. Jeder dieser Einrichter 20, 21, 22, 23 und 24 richtet jeweils einen spezifischen Parameter aufgrund des Schweißbedingungssignals Sw ein und erzeugt ferner ein Signal, das auf den spezifischen Parameter hinweist, wie folgt.
Der Pulszeiteinrichter 20 richtet die Dauer der Pulszeitperiode tp (20) und der Basiszeitperiode tb (20) der Wellenform des Schweißstroms ein. Dann erzeugt der Pulszeiteinrichter 20 ein Pulszeitperioden-Signal S20.
Der Pulsstromeinrichter 21 richtet den Pulsstrom Ip während der Pulszeitperiode tp des Schweißstroms ein. Dann erzeugt der Pulsstromeinrichter 21 ein Pulsstromsignal S21.
Der Basisstromeinrichter 22 richtet den Basisstrom Ib in der Basiszeitperiode tb des Schweißstroms ein. Dann erzeugt der Basisstromeinrichter 22 ein Basisstromsignal S22.
Der Kompensationszeiteinrichter 23 richtet die Zeit zum Korrigieren des Pulsstroms auf einen Kompensationsstrompegel Ir, der kleiner als der Pulsstrom Ip ist, ein. Dann erzeugt der Kompensationszeiteinrichter 23 ein Kompensationszeitsignal S23.
Der Kompensationspegeleinrichter 24 richtet den Kompensationsstrompegel Ir ein. Dann erzeugt der Kompensationspegeleinrichter 24 ein Kompensationspegelsignal S24.
Der Pulswellenerzeuger 25a ist an diese Einrichter 20, 21, 22, 23 und 24 jeweils zum Empfangen der Signale S20, S21, S22, S23 und S24 davon angeschlossen und ist ferner an das Ausgabe-Kompensationsmittel 52a zum Empfangen des Ausgabe-Kompensationssignals S52a davon angeschlossen, um ein Signal zu erzeugen, das eine Pulswelle hat, die in Bezug zu jedem der Signale S20, S21, S22, S23, S24 und S52a konfiguriert ist. Speziell wird eine Stromwelle (im Folgenden "stationäre Pulswelle"), die durch den Pulszeit-Einrichter 20, den Pulsstrom-Einrichter 21 und den Basisstrom-Einrichter 22 bestimmt ist, periodisch ausgegeben, und diese stationäre Pulswelle wird aufgrund des Kompensationszeitsignals S23 und des Kompensationspegelsignals S24 in Bezug auf das Signal S52a von dem Ausgabe-Kompensationsmittel 19 korrigiert. Dieses Signal wird von der Pulswellen-Konfigurationseinheit 53a als das Schweißpulswellen-Signal S53a ausgegeben. Die Erzeugung des Schweißpulswellen-Signals S53a wird später mit Bezug auf 3 speziell beschrieben.
Die Ausgabesteuerung 11a ist an das Stromerfassungsmittel 12 und die Pulswellen-Konfigurationseinheit 53a zum Empfangen jeweils des Stromsignals und des Schweiß-Pulswellensignals S53a davon angeschlossen. Aufgrund dieser zwei Signale erzeugt die Ausgabesteuerung 11a das Ausgabesteuerungssignal S100a. Aufgrund des Stromsignals S10, das ein sich gemäß des Wertes des elektrischen Stroms, der für den Schweißbetrieb verwendet wird, änderndes Spannungssignal ist, erfasst das Stromerfassungsmittel 12 den aktuellen Stromwert der Schweißleistung. Speziell vergleicht die Ausgabesteuerung 11a den aktuellen Wert des Schweißstroms von dem Stromerfassungsmittel und des Schweiß-Pulswellensignals S53a von der Pulswellen-Konfigurationseinheit 53a. Dann erzeugt die Ausgabesteuerung 11a der Pulswellensteuerung 100 das Ausgabesteuerungssignal S100, das eine Pulswelle hat, die so geeignet konfiguriert ist, dass das Ausgabekontrollelement 1 die Schweißleistung in Bezug auf die aktuelle Schweißbedingung oder den Schweißstrom korrekt kompensiert erzeugen kann. Obwohl die Schweißenergiesteuerung in dieser Ausführung in Bezug auf den Schweißstrom beschrieben ist, ist es unnötig zu sagen, dass die Schweißenergiesteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Schweißspannung ausgeführt werden kann.
Mit Bezug auf 3 wird die dadurch enthaltene Pulswellen-Steuerungsbetriebsart der Erfindung unten beschrieben. In 3 zeigt t1 den Zeitpunkt an, wenn ein Zyklus CC der Schweißenergie-Steuerung startet; t2 zeigt den Zeitpunkt an, wenn sich der Tropfen von dem Draht 5 trennt; t3 zeigt den Zeitpunkt an, wenn der eine zum Zeitpunkt t2 gestartete Zyklus CC endet und eine Pulszeitperiode tp startet; t4 zeigt die Beendigung der einen Pulszeitperiode tp, die im Zeitpunkt t3 gestartet ist, und den Beginn einer Basiszeitperiode tb an; t5 zeigt den Zeitpunkt an, wenn der Kurzschluss auftritt; t6 zeigt den Zeitpunkt an, wenn die eine Basiszeitperiode tb, die im Zeitpunkt t4 gestartet ist, endet; t7 zeigt den Zeitpunkt, wenn der zum Zeitpunkt t5 auftretende Kurzschluss erfasst wird, und den Beginn der einen nächsten Pulszeitperiode tp an; t8 zeigt den Zeitpunkt, wenn die eine Pulszeitperiode tb (Anm. d. Übers.: richtig wohl "tp") endet und die eine nächste Basiszeitperiode tb startet, an und t8 zeigt den Zeitpunkt an, wenn die Basiszeitperiode tb endet. Beachte, dass ein Paar von einer Pulszeitperiode tp und einer Basizeitperiode tb eine Pulszeitperiode PP ausmacht.
Bis das Ausgabekompensationssignal S52a von dem Ausgabe-Kompensationsmittel 52a während des Schweißens zugeführt wird, d. h. bis die Tropfenabtrennung zum Zeitpunkt t2 erfasst wird, gibt das Pulswellenerzeugungsmittel 25a das Schweiß-Pulswellensignal S53a zu der Ausgabesteuerung 11 aus, wo das Pulswellensignal S53a die stationäre Pulswelle ist, die durch die Pulszeitperiode tp und die Basiszeitperiode tb, die durch den Pulszeiteinrichter 20 eingerichtet sind, den durch den Pulsstrom-Einrichter 21 eingerichtete Pulsstrom Ip und den durch den Basisstrom-Einrichter 22 eingerichtete Basisstrom Ib bestimmt ist.
Die Ausgabesteuerung 11 steuert auf diese Weise das Ausgabesteuerungselement 1 zum Formen der Schweißstrom-Pulswelle zu der Form der Welle, die durch die Pulswellen-Konfigurationseinheit 53a (Pulswellen-Erzeugungsmittel 25a) spezifiziert ist. Die Drahtspitze wird erhitzt und geschmolzen, während diese stationäre Pulswelle vom Zeitpunkt t1 bis t3 wiederholt zugeführt wird, was eventuell zu einer Tropfenabtrennung zum Zeitpunkt t2 führt. Zu diesem Zeitpunkt t2 vergleicht der Vergleicher 15 die erfasste Schweißspannung Sv, die von dem Schweißspannungs-Erfassungsmittel 13 zugeführt wird, mit dem Referenzspannungssignal von dem Spannungs-Einrichter 14 und gibt, wenn die erfasste Spannung Sv die Referenzspannung überschreitet, das Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal S50a, das einen Spitzenpuls Pd1 hat, an das Ausgabekompensationsmittel 52a (19a) aus.
Der Betrieb des Ausgabekompensationsmittels 52a (19) ist deshalb gleich unten beschrieben. Das Impuls-Lichtbogenschweißen mit Verwendung eines Schutzgases, dessen Hauptkomponente Kohlendioxid ist, tritt normalerweise während des Zustands der Übertragung des Materials (Tropfens) auf, während dieser Zeit kann abhängig von den Schweißbedingungen ein Kurzschluss auftreten. Dies kann eine plötzliche Spannungserhöhung erzeugen, wenn sich der Kurzschluss zum Lichtbogen ändert.
Als ein Ergebnis kann, wenn von der Schweißspannung Sv eine Tropfenabtrennung erfasst wird, eine durch den Kurzschluss erzeugte Spannungsanhebungskomponente in dem Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal des Vergleichers 15 enthalten sein, welcher auf diese Weise fälschlich eine Tropfenabtrennung erfasst. Dies macht es erforderlich, das Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal des Vergleichers 15 für eine konstante Zeitperiode, nachdem der Kurzschluss endet, aufzuheben. Diese konstante Aufhebungszeitperiode ist durch den Zeiteinrichter 18 eingerichtet und wird in Bezug auf die Rückmel dungsgeschwindigkeit bestimmt. Die Rückmeldungsgeschwindigkeit ist zumindest teilweise durch die Zeitkonstante der Starkstromschaltung, die das Ausgabesteuerungselement 1 enthält, bestimmt. Im Allgemeinen ist die konstante Aufhebungszeitperiode ungefähr 1 ms.
Wenn der Kurzschluss zum Zeitpunkt t5 auftritt und zum Zeitpunkt t7 endet, zeigt das Kurzschlusserfassungssignal S51 einen darunter gehenden Puls Ps. Das Ausgabe-Kompensationsmittel 52a unterbindet das Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal S50a, das eine zum Zeitpunkt t7 startende Spitze Pd2 hat und das zu dem Ausgangsregler 19a von dem Erfassungsmittel 50a (Vergleicher 15) geführt wird, durch einen Puls, der länger als die Spitze Pd2 für die konstante Aufhebungszeitperiode, die durch den Zeiteinrichter 18 nach dem Ende des Kurzschlusses eingestellt ist, existiert. Wenn ein Kurzschluss nicht auftritt, gibt das Ausgabekompensationsmittel 50 das Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal S50a direkt als das Ausgabesteuerungssignal S52a zu dem Pulswellen-Erzeugungsmittel 25a der Pulswellen-Konfigurationseinheit 53a, ohne dass es abgeschnitten ist, aus. Auf diese Weise zeigt das Ausgabekompensationssignal S52a nur in 3 nur die Spitze Pd1.
Wenn das Ausgabekompensationssignal S52a nicht von dem Ausgabekompensationsmittel 52a (19a) eingegeben wird, gibt der Pulswellenerzeuger 25a wiederholend das stationäre Pulswellensignal S53a aus (wie es am besten von Zeitpunkt t3 zu t9 gezeigt ist). Wenn das Ausgabekompensationssignal S52a dann eingegeben wird (Zeitpunkt t2), wird der Schweißstrom S10' auf einen Kompensationsstrompegel Ir für die Kompensationszeitperiode tr (vom Zeitpunkt t2 zu t3) verringert, wo der Kompensationsstrompegel Ir der Pegel ist, der durch den Kompensationspegeleinrichter 24 kleiner als der Spitzenstrom Ip eingerichtet ist, und die Kompensationszeitperiode tr ist durch den Kompensationszeiteinrichter 23 als die Zeit eingerichtet, die für eine vollständige Tropfenübertragung zu dem geschmolzenen Pool beginnend von der Eingangszeit des Ausgabekompensationssignals benötigt wird. Nachdem die Kompensationszeitperiode tr vorübergegangen ist, wird die stationäre Pulswelle, die in der Pulszeitperiode tp beginnt, von dem Pulswellen-Erzeugungsmittel 25 zu der Ausgabesteuerung 11 ausgegeben. Wenn der Kurzschluss nicht auftritt, zeigt der Schweißstrom S10' die stationäre Pulswelle, wie es durch eine gedachte Linie (vom Zeitpunkt t5 zu t7) angezeigt ist.
Diese Betriebsart wird zu jeder Zeit, wo eine Tropfenabtrennung erfasst wird, ausgeführt. Durch Absenken des Schweißstroms zu dem Kompensationsstrompegel Ir auf einen geringeren Pegel als der Pulsstrom Ip während der Kompensationszeitperiode tr von der Erfassung der Tropfenabtrennung bis der Tropfen zumindest vollständig zu dem geschmolzenen Pool übertragen ist und dann Ausgeben der stationären Pulswelle, die zur Pulszeitperiode tp von dem Punkt, wo die Kompensationszeitperiode tr vorübergegangen ist, beginnt, kann eine falsche Tropfenabtrennungserfassung, die durch Kurzschließen bedingt ist, verhindert werden und die Tropfenabtrennung kann genau erfasst werden. Als Ergebnis, kann der abgetrennte Tropfen, wenn die Tropfenabtrennung erfasst wird, zuverlässig zu dem geschmolzenen Pool übertragen werden, während die Lichtbogenbildung schwach ist, wodurch Spritzer reduziert werden, ein gleichmäßiger Tropfenabtrennungszyklus erzielt wird und daher die Schweißstabilität verbessert wird.
Es soll angemerkt werden, dass während die stationäre Pulswelle in der vorliegenden Ausführungsform eine Konstantstrom-gesteuerte Wellenform ist, die durch den Pulsstrom Ip und den Basisstrom Ib bestimmt ist, der gleiche Effekt durch Verwendung einer Konstantspannungs-gesteuerten Wellenform, die durch die Pulsspannung Vp bestimmt ist, erreicht werden kann.
Beachte ferner, dass der Tropfenabtrennungserfasser 50, der Kurzschlusserfasser 51, das Ausgabekompensationsmittel 52 und der Pulswellenerzeuger 53 außerdem in 1 gezeigt sind.
In Bezug auf 4 ist eine alternative Ausführung der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100a1 von 3 gezeigt. Diese Schweißenergie-Steuervorrichtung 100a2 hat einen sehr ähnlichen Aufbau zu dem der Steuervorrichtung 100a1, weist aber zusätzlich einen Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38a auf. Überdies ist das Ausgabe-Kompensationsmittel 52a durch ein alternatives Ausgabe-Kompensationsmittel 52b ersetzt, worin der Ausgaberegulierer 19a außerdem durch einen alternativen Ausgaberegulierer 19b ersetzt ist.
Der Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38a ist an den Kompensationszeit-Einrichter 23 durch eine Leitung L13 und an den Pulszeiteinrichter 20 durch eine Leitung L15 der Pulswellen-Konfigurationseinheit 53a zum jeweiligen Empfangen des Kompensationszeitsignals S23 und des Pulszeitsignals S20 davon angeschlossen. Der Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38a ist ferner an den Vergleicher 15 des Tropfenabtrennungs-Erfassungsmittels 50a durch eine Leitung L11 zum Empfangen des Tropfenabtrennungs-Erfassungssignals S50a davon angeschlossen. Aufgrund dieser Signale S20, S23 und S50a erzeugt der Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38a ein Kompensationsabschaltungssignal S38a.
Der Ausgaberegler 19b ist an den Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38a durch eine Leitung L13 zum Empfangen des Kompensationsabschaltungssignals S38a davon angeschlossen. Aufgrund dieses Signals S38a, zusätzlich zu den zwei Signalen S50a und S18, erzeugt der Ausgaberegler 19a ein Ausgabekompensationssignal S52a.
Dieser Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38a gibt das Kompensationsabschaltungssignal S38a an das Ausgabekompensationsmittel 52b (19b) während der Pulszeitperiode tp der stationären Pulswelle, die der Kompensationszeitperiode tr für die Tropfenabtrennung folgt, aus. Dieses Kompensationsabschaltungssignal S38a veranlasst das Ausgabekompensationsmittel 52b (19b), die Eingabe des Tropfenabtrennungs-Erfassungssignals S50a von dem Tropfenabtrennungs-Erfassungsmittel 50a (15) selbst während der Zeitperiode, in welcher das Kompensationsabschaltungssignal S38a zusammen mit der durch den Zeiteinrichter 18 eingerichteten konstanten Zeitperiode eingeht, zu ignorieren (aufzuheben). Zu allen anderen Zeitpunkten gibt das Ausgabekompensationsmittel 52b (19b) das Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal S50a als das Ausgabekompensationssignal S52b zu dem Pulswellenerzeuger 25a der Pulswellen-Konfigurationseinheit 53a aus.
Die neue Ausgabe der Pulszeitperiode tp unmittelbar, nachdem die Tropfenabtrennung erfasst ist und der Ausgabepulsstrom auf den Kompensationsstrompegel Ir für die Kompensationszeitperiode tr verringert ist, ist die Zeitperiode, in welcher ein Tropfen erneut an dem Drahtende während des Schweißens ausgeformt wird. Die Lichtbogenlänge in dieser Zeitperiode ist noch lang, jedoch ist die Schweißenergie deshalb den Einflüssen von externem Rauschen unterworfen und die Tropfenabtrennung kann leicht fälschlich erfasst werden. Um dies zu verhindern, wird dem Ausgabekompensationsmittel 52b (19b) die Ausgabe des Tropfenabtrennungs-Erfassungssignals S50a als das Ausgabekompensationssignal S52b unmittelbar, nachdem die Tropfenabtrennung während der Zeitperiode, in welcher ein Tropfen erneut auf dem Draht geformt wird, erfasst wird und selbst wenn die Tropfenabtrennung durch den Tropfenabtrennungs-Erfasser 50a (15) erfasst wird, untersagt. Diese Kompensationsabschaltungs-Zeitperiode kann z. B. auf die Pulszeitperiode tp, die durch den Pulszeiteinrichter 20 der Pulswellen-Konfigurationseinheit 53a eingerichtet ist, gesetzt werden.
Diese abgewandelte Schweißenergie-Steuervorrichtung 100a2 arbeitet wie folgt.
Falls weder wenn das Ausgabekompensationssignal S52b von dem Ausgabekompensationsmittel 52b (19b) zu dem Pulswellenerzeuger 25a des Ausgabekompensationsmittels 52b eingegeben wird noch wenn das Kurzschlusserfassungssignal S51 von dem Kurzschlusserfasser 51 (17) zu dem Ausgabekompensationsmittel 52b (18) während des Schweißens eingegeben wird, gibt der Pulswellenerzeuger 25a die stationäre Pulswelle zu der Ausgabesteuerung 11 aus.
Wenn das Ausgabekompensationssignal S52b von dem Ausgabekompensationsmittel 52b (19b) dann zu dem Pulswellenerzeuger 25a zugeführt wird, gibt der Pulswellenerzeuger 25a einen Niedrigpegel-Kompensationsstrompegel Ir für die durch den Kompensationszeit-Einrichter 23 eingerichtete von dem Eingangszeitpunkt des Ausgabekompensationssignals S52b von dem Ausgabekompensationsmittel 52b (19b), wie in dem ersten Ausführungsbeispiel oben, beginnende Kompensationszeitperiode tr aus. Wenn die Kompensationszeitperiode tr vorübergegangen ist, wird die stationäre Pulswelle, die bei der Pulszeitperiode tp beginnt, an die Ausgabesteuerung 11a ausgegeben.
Während der unmittelbar nach der Vervollständigung der Kompensationszeitperiode tr folgenden Pulszeitperiode ignoriert das Ausgabekompensationsmitel 52b (19b) das Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal S50a von dem Tropfenabtrennungs-Erfassungsmittel 50a (15), wie durch den Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38a angewiesen, und gibt Nichts als das Ausgabekompensationssignal S52b zu dem Pulswellenerzeuger 25a aus, d. h. gibt nicht zu dem Pulswellenerzeuger 25a aus.
Wenn das Kurzschlusserfassungssignal S51 von dem Kurzschlusserfasser 51 (17) eingegeben wird, wird die Ausgabe der stationären Pulswelle für die Kurzschlusszeitperiode unterbrochen, um die Wirkungen des Kurzschlusses wirksam aufzuheben, und die stationäre Pulswelle, die von der Pulszeitperiode tp beginnt, wird von dem Zeitpunkt, wo der Kurzschluss zum Lichtbogen wechselt, ausgegeben. Als ein Ergebnis wird die Tropfenbildung nach dem Kurzschluss gefördert, ein gleichmäßiger Tropfenabtrennungszyklus wird erreicht und die Schweißstabilität wird verbessert.
In Bezug auf 5 ist eine Wellenform eines Schweißpuls-Wellensignals S53a, wenn ein Kurzschluss erfasst wird, gezeigt. Als ein Ergebnis erreicht diese Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels zumindest die gleichen Wirkungen, wie jene des ersten Ausführungsbeispiels, durch Wiederholen der oben beschriebenen Betriebsart während des Schweißens. Zusätzlich kann jedoch die falsche Erfassung der Tropfenabtrennung infolge eines Rauschens während der Tropfenbildung unmittelbar nach der Tropfenabtrennung verhindert werden.
Es soll angemerkt werden, dass obwohl die stationäre Pulswelle in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Konstantstrom-gesteuerte Welle ist, die durch den Pulsstrom Ip und den Basisstrom Ib bestimmt ist, die gleiche Wirkung durch Verwendung einer Konstantspannungs-gesteuerten Welle, die durch die Pulsspannung Vp bestimmt ist, erreicht werden kann.
Zweites Ausführungsbeispiel
In Bezug auf 6 ist eine Schweißenergie-Steuerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Diese Schweißenergie-Steuervorrichtung 100a1 hat einen Aufbau, der sehr ähnlich zu dem der Steuervorrichtung 100a1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das in 2 gezeigt ist, ist. Die Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b1 unterscheidet sich von der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100a1 insofern, dass die Puls-Konfigurationseinheit 53a in 2 durch eine alternative Puls-Konfigurationseinheit 53b ersetzt ist, worin das Pulswellen-Erzeugungsmittel 25a außerdem durch ein alternatives Pulswellen-Erzeugungsmittel 25b ersetzt ist.
Das Pulswellen-Erzeugungsmittel 25b steuert die Ausgabe-Wellenform S53b durch Verwendung der Ausgabe-Kompensation S52a und des Kurzschluss-Erfassungssignals S51. Wenn die Tropfenabtrennung erfasst wird, wird die gleiche Betriebsart ausgeführt, die in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, wodurch Spritzer reduziert werden und die Ausbildung eines Tropfens sichergestellt wird, die ausreicht, um die Abtrennung in der nächsten Pulszeitperiode sicherzustellen, wenn ein Kurzschluss aufgetreten ist, durch Ausgeben einer stationären Pulswelle von dem Zeitpunkt, wo der Kurzschluss beginnt.
Mit Bezug zu 7 wird nachfolgend der Pulswellen-Steuerungsbetrieb gemäß diesem Ausführungsbeispiel beschrieben. In 7 sind die Zeitpunkte t1 bis t9 im Wesentlichen die gleichen wie jene in 3.
Falls weder das Ausgabe-Kompensationssignal S52a noch das Kurzschluss-Erfassungssignal S51 während des Schweißens (t1 bis t2) zu dem Pulswellen-Erzeugungsmittel 25b eingegeben werden, wird das Pulswellen-Erzeugungsmittel 25b zum Ausgeben der stationären Pulswelle S53a zu der Ausgabesteuerung 11a, wie in dem, ersten Ausführungsbeispiel oben, gesteuert.
Wenn das Ausgabe-Kompensationssignal S52a zu dem Pulswellen-Erzeugungsmittel 25b zum Zeitpunkt t2 zugeführt wird, gibt das Pulswellen-Erzeugungsmittel 25b einen Niedrigpegel-Kompensationsstrompegel Ir für die durch den Kompensationszeit-Einsteller 23 eingestellte Kompensationszeitperiode tr (vom Zeitpunkt t2 bis t3), die von dem Eingabezeitpunkt t2 des Ausgabe-Kompensationssignals S52a (Pd1') von dem Ausgabe-Kompensationsmittel 52a (19a) beginnt, erneut, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel oben, aus. Wenn die Kompensationszeitperiode tr im Zeitpunkt t3 verstrichen ist, wird die bei der Pulszeitperiode tp beginnende stationäre Pulswelle dann zu der Ausgabesteuerung 11a (vom Zeitpunkt t3 bis t4) ausgegeben.
In dem Fall, dass das Kurzschluss-Erfassungssignal S51 zu dem Pulswellen-Erzeugungsmittel 25b in t5 während der Basiszeitperiode tb (vom Zeitpunkt t4 und t6) zugeführt wird, wird die zur Pulszeitperiode tp beginnende stationäre Pulswelle zum Zeitpunkt t7, wenn es erfasst wird, dass der Kurzschluss sich zum Lichtbogen geändert hat, zu der Ausgabesteuerung 11a ausgegeben werden. Resultierend wird die Basiszeitperiode vom Zeitpunkt t4 bis t6 zu dem Zeitpunkt t7 ausgedehnt.
Diese Betriebsart wird zu jedem Zeitpunkt, wo das Ausgabe-Kompensationssignal S52a oder das Kurzschluss-Erfassungssignal S51 während des Schweißens eingegeben wird, ausgeführt. Wenn die Tropfenerfassung erfasst wird, wird der Schweißstrom auf ein Kompensationsstromniveau Ir, das kleiner als der Spitzenpulsstrom Ip ist, für die Zeitperiode (vom Zeitpunkt t6 bis t7), bis der Tropfen vollständig zu dem geschmolzenen Pool übertragen worden ist, abgesenkt, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel oben, und die stationäre Pulswelle S53a, die bei der Spitzenpuls-Zeitperiode tp startet, wird dann ausgegeben. Als ein Ergebnis kann der abgetrennte Tropfen zuverlässig zu dem geschmolzenen Pool, während der Lichtbogen schwach ist, übertragen werden, wenn die Tropfentrennung erfasst wird, wodurch Spritzer reduziert sind.
Wenn ein Kurzschluss (zum Zeitpunkt t5) erfasst wird, wird die stationäre Pulswellen-Ausgabe (S53a) jedoch für die Kurzschluss-Zeitperiode (vom Zeitpunkt t6 bis t7) unterbrochen, um die Effekte des Kurzschlusses tatsächlich aufzuheben, und die von der Pulszeitperiode tp beginnende stationäre Pulswelle wird von dem Zeitpunkt (t7), wo sich der Kurzschluss zum Lichtbogen ändert, ausgegeben. Als Ergebnis wird die Tropfenbildung nach dem Kurzschluss gefördert, ein gleichmäßiger Tropfentrennungszyklus wird erreicht und die Stabilität des Schweißens wird verbessert.
Es sollte beachtet werden, dass, obwohl die stationäre Pulswelle in diesem Ausführungsbeispiel eine Konstantstrom-Steuerungswellenform ist, die durch den Pulsstrom Ip und den Basisstrom Ib bestimmt ist, der gleiche Effekt durch Verwendung einer Konstantspannungs-Steuerungswellenform erreicht werden kann, die durch die Pulsspannung Vp bestimmt ist.
Mit Bezug zu 8 ist eine erste Alternative der Schweißenergie-Steuerungsvorrichtung 100b1 von 6 gezeigt. Diese Schweißenergie-Steuerungsvorrichtung 100b2 hat einen sehr ähnlichen Aufbau zu dem der Steuervorrichtung 100b1, enthält aber zusätzlich einen Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38b ähnlich zu dem Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38a, der in 4 dargestellt ist. Der Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38b ist mit dem Tropfenabtrennungserfasser 50a durch eine Leitung L11 zum Erhalten des Tropfenabtrennungs-Erfassungssignals S50a davon, mit dem Kurzschlusserfasser 51 durch eine Leitung L14 zum Erhalten des Kurzschluss-Erfassungssignals S51 davon, mit dem Kompensationseinrichter S23 der Pulswellen-Konfigurationseinheit 53b durch eine Leitung L13 zum Erhalten des Kompensations-Zeitsignals S23 davon und mit dem Pulszeit-Einrichter 20 der Pulswellen-Konfigurationseinheit 53b durch eine Leitung L15 zum Erhalten des Pulszeitsignals S20 davon verbunden.
Aufgrund dieser Signale S50a, S51, S23 und S20 erzeugt der Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38b ein Kompensationsabschaltungs-Signal S38b. Der Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38b ist ferner mit dem Ausgaberegler 19a des Ausgabe-Kompensationsmittels 52a durch eine Leitung L12 zum Bereitstellen des Kompensationsabschaltungs-Signals S38b dazu verbunden.
Die Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b1, die auf diese Weise offenbart ist, arbeitet wie folgt. Beide, das Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal S50a und das Kurzschlusserfassungs-Signal S51, werden an den Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38b eingegeben, welcher in diesem Ausführungsbeispiel die Ausgabekompensation sowohl unmittelbar nach der Kompensationszeitperiode tr, wenn die Tropfenabtrennung erfasst wird, als auch unmittelbar nach dem Kurzschluss, wenn der Kurzschluss erfasst wird, verhindert.
Die Arbeitsweise dieser Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b2 während der Kompensation ist identisch zu der der Steuervorrichtung 100a2 (4) und die Arbeitsweise während des Kurzschlusses ist identisch zu der der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b3, die in 9 gezeigt ist, gemäß einem dritten alternativen Ausführungsbeispiel, welches im Detail mit Bezug auf 10 beschrieben wird.
Als Ergebnis ergeben sich gemäß dieser alternativen Ausführungsform die gleichen Effekte wie jene der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100a2 (4) und der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b3 (9).
Es sollte beachtet werden, dass, obwohl die stationäre Pulswelle in diesem Ausführungsbeispiel eine Konstantstrom-gesteuerte Wellenform ist, die durch den Pulsstrom Ip und den Basisstrom Ib bestimmt ist, die gleiche Wirkung durch Verwendung einer Konstantspannungs-gesteuerten Wellenform, die durch die Pulsspannung Vp bestimmt ist, erreicht werden kann. Beachte ferner, dass die Mittel der vorliegenden Erfindung mit zahlreichen anderen Mitteln der vorausgehenden anderen Ausführungsbeispiele kombiniert werden können.
Mit Bezug zu 9 wird eine zweite Alternative der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b1 von 6 dargestellt. Diese Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b3 hat einen Aufbau, der sehr ähnlich zu dem von der Steuervorrichtung 100b2, die in 8 gezeigt ist, ist, aber das in 8 gezeigte Ausgabe-Kompensationsmittel 52a ist durch ein alternatives Ausgabe-Kompensationsmittel 52b ersetzt, wobei der Ausgaberegler 19a außerdem durch einen alternativen Ausgaberegler 19b ersetzt ist. Der Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38b wird durch den Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38a, der in der Steuervorrichtung 100a2 von 4 verwendet wird, ersetzt.
In dieser Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b3 gibt, wenn das Kurzschlusserfassungs-Signal S51 zu dem Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38a eingegeben wird, der Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38a das Kompensationsabschaltungs-Signal S38a zu dem Ausgaberegler 19a des Ausgabe-Kompensationsmittels 52a während der Pulszeitperiode tp der Ausgabe der stationären Pulswelle unmittelbar nachdem es erfasst wird, dass sich der Kurzschluss zum Lichtbogen ändert, aus. Das Ausgabe-Kompensationsmittel 52a (19a) ignoriert deshalb das Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal S50a von dem Tropfenabtrennungs-Erfassungsmittel 50a (15) für die durch den Zeiteinrichter 18 eingestellte Zeitperiode und die Zeitperiode des Kompensationsabschaltungs-Signals S38a. Wenn der Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38a das Kompensationsabschaltungs-Signal S38a nicht ausgibt, gibt das Ausgabe- Kompensationsmittel 52b (19b) das Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal S50a als das Ausgabe-Kompensationssignal S52b zu dem Pulswellenerzeuger 25b aus.
Die neue Pulszeitperiode tp, die unmittelbar, nachdem die Tropfenabtrennung erfasst wird und der Ausgabepulsstrom auf den Kompensationsstrompegel Ir für die Kompensationszeitperiode tr verringert ist, ausgegeben wird, ist die Zeitperiode, in welcher ein Tropfen erneut auf dem Drahtende während des Schweißens ausgebildet wird. Die Lichtbogenlänge in dieser Zeitperiode ist nach wie vor lang. Die Schweißerausgabe unterliegt jedoch deshalb den Wirkungen des externen Rauschens und die Tropfenabtrennung kann leicht falsch erfasst werden. Um dies zu verhindern, wird das Ausgabekompensationsmittel 52b (19b) am Ausgeben des Tropfenabtrennungs-Erfassungssignals S50a als das Ausgabekompensationssignal S52b selbst dann gehindert, wenn die Tropfenabtrennung durch den Tropfenabtrennungserfasser 51 (15) erfasst wird. Diese Kompensationsabschaltungs-Zeitperiode kann z. B. auf die durch den Pulszeit-Einrichter 20 der Konfigurationseinheit 53b eingerichtete Pulszeitperiode tp eingerichtet werden.
Die Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b3 arbeitet wie folgt. Falls weder das Ausgabekompensationssignal S52b noch das Kurzschlusserfassungssignal S51 zu dem Pulswellenerzeuger 25b während des Schweißens (vom Zeitpunkt t1 bis t2 in 7) eingegeben werden, gibt der Pulswellenerzeuger 25b die stationäre Pulswelle zu der Ausgabesteuerung 11a aus.
Wenn das Kurzschlusserfassungssignal dann (zum Zeitpunkt t5 in 7) eingegeben wird, wird die stationäre Pulswelle, die von der Pulszeitperiode tp beginnt, wenn der Kurzschluss sich zum Lichtbogen ändert, zu der Ausgabesteuerung 11a ausgegeben. Während der Pulszeitperiode tp (von t7 bis t8 in 7), die unverzüglich nachdem der Kurzschluss sich zum Lichtbogen ändert (Zeitpunkt t7) folgt, ignoriert das Ausgabe-Kompensationsmittel 52a (19a) das Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal S50a von dem Tropfenabtrennungs-Erfassungsmittel 50a (15), wie durch den Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38b angewiesen, und gibt Nichts als das Ausgabekompensationssignal S52a zu dem Pulswellenerzeuger 25b aus, d. h. gibt nicht zu dem Pulswellenerzeuger 25b aus.
Beachte, dass der Betrieb, wenn das Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal S50a zu dem Ausgabe-Kompensationsmittel 52a eingegeben wird, der gleiche wie der ist, welcher in Bezug zu der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel oben beschrieben ist.
In Bezug auf 15 ist ein Wellenformdiagramm der Schweißstrom-Wellenform, wenn ein Kurzschluss in dem derzeitigen Ausführungsbeispiel erfasst wird.
Als Ergebnis erzielt die Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b3 gemäß diesem alternativen Ausführungsbeispiel zumindest die gleichen Wirkungen wie diese von der Steuervorrichtung 100b1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel durch Wiederholen der oben beschriebenen Arbeitsweisen während des Schweißens. Darüber hinaus kann jedoch eine falsche Erfassung der Tropfenabtrennung wegen Rauschen während der Tropfenbildung unmittelbar nach der Tropfenabtrennung verhindert werden.
Es sollte beachtet werden, dass, obwohl die stationäre Pulswelle in diesem Ausführungsbeispiel eine Konstantstrom-gesteuerte Wellenform ist, die durch den Pulsstrom Ip und den Basisstrom Ib bestimmt ist, die gleiche Wirkung durch Verwendung einer Konstantspannungs-gesteuerten Wellenform, die durch die Pulsspannung Vp bestimmt ist, erzielt werden kann.
In Bezug zu 11 ist eine dritte Alternative der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b1, die in 6 dargestellt ist, dargestellt. Diese Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b4 hat einen Aufbau, der sehr ähnlich zu dem der Steuervorrichtung 100b1 ist, wobei der Pulswellenerzeuger 25b durch einen anderen alternativen Pulserzeuger 25c ersetzt ist; und das Ausgabe-Kompensationsmittel 52a ist außerdem durch das alternative Ausgabe-Kompensationsmittel 52b, das in 9 gezeigt ist, ersetzt. Eine Kurschluss-Auswerteeinrichtung 54, die an den Kurzschlusserfasser 51 durch eine Leitung L16 angeschlossen ist, ist zusätzlich zum Erhalten des Kurzschlusssignals S51 davon bereitgestellt, um langzeitige Kurzschlüsse und momentane Kurzschlüsse aufgrund der Zeitperiode von dem Beginn zu dem Ende des Kurzschlusses zu unterscheiden und ein Kurzschluss-Auswertungssignal S54 zu erzeugen. Die langzeitigen Kurzschlüsse sind von Tropfenübertragung begleitet; und die kurzzeitigen Kurzschlüsse sind nicht von Tropfenübertragung begleitet.
Durch Eingeben des Ausgabe-Kompensationssignals S52b, des Kurzschlusserfassungssignals S51 und des Kurzschluss-Auswertungssignals S54 auf diese Weise zu dem Pulswellenerzeuger 25c ist der Pulswellenerzeuger 25c in der Lage solche Langzeitkurzschlüsse und momentanen Kurzschlüsse zu unterscheiden und entsprechend zu behandeln.
Mehr spezifisch, enthält der Kurzschlussauswerter 53 einen Zähler 28, der durch die Leitung L16 mit dem Kurzschlusserfasser 51 (17) verbunden ist, einen Referenzzeit-Einrichter 29 zum Einrichten einer Referenzzeit, um ein Referenzsignal zu erzeugen, und eine Zeitablauf-Auswerteeinrichtung 30, die an den Zähler 28 und den Referenzzeiteinrichter 29 angeschlossen ist. Der Zähler 28 misst den Zeitablauf von dem Start des Kurzschlusses aufgrund des Kurzschlusserfassungssignals S51. Der Referenzzeiteinrichter 29 richtet einen Referenzzeitwert ein. Die Zeitablauf-Auswerteeinrichtung 30 vergleicht die gemessene Zeit, die durch den Zähler 28 gezählt wird, mit der Referenzzeit, die durch den Referenzzeiteinrichter 29 eingerichtet ist, und gibt ein bestimmtes Signal als das Kurzschlussauswertungssignal S54 aus, wenn die gemessene Zeit die Referenzzeit überschreitet.
Wie ein Kurzschluss in diesem alternativen Ausführungsbeispiel behandelt wird, ist unten beschrieben.
Obwohl alle Auftritte von Kurzschluss auf gleiche Weise in der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b1 (6) gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel behandelt werden, gibt es eigentlich zwei Arten von Kurzschluss, die während des Schweißens auftreten können. Diese sind Langzeitkurzschlüsse, die die Tropfenübertragung begleiten, und Kurzzeitkurzschlüsse, genannt momentane Kurzschlüsse, wobei es dort im Wesentlichen keine Tropfenübertragung gibt.
Während momentaner Kurzschlüsse tritt im Wesentlichen keine Tropfenübertragung auf, da die Kontaktfläche zwischen dem Tropfen und dem geschmolzenen Pool infolge der Erhitzung, die durch einen Strom hoher Dichte erzeugt wird, in einer extrem kurzen Zeitperiode gelöst wird. Diese Art des momentanen Kurzschließens tritt häufig während Pulszeitperioden hohen Stromwerts auf. Falls die stationäre Pulswelle unmittelbar nachdem sich der Kurzschluss zum Lichtbogen ändert ausgegeben wird, wird der Draht während dieser Pulszeitperiode hohen Stromwerts weiter schmelzen und ein extrem großer Tropfen wird sich am Drahtende ausbilden. Wenn sich solche überdimensionierten Tropfen abtrennen, kann die Lichtbogenkraft leicht zu Spritzen führen. Das bedeutet, dass Spritzen durch Unterbrechen der Ausgabe der stationären Pulswelle unmittelbar nach einem momentanen Kurzschließen, das nicht durch Beendigungen der Tropfenübertragung begleitet ist, reduziert werden kann.
Dies wird in diesem alternativen Ausführungsbeispiel mittels des Zählers 28, des Referenzzeiteinrichters 29 und der Zeitablauf-Auswerteeinrichtung 30, die die Dauer des Kurzschließens bestimmt, erreicht. Wenn die Kurzschluss-Auswerteeinrichtung 54 bestimmt, dass das Kurzschließen momentanes Kurzschließen ist, unterbricht der Pulswellenerzeuger 25c das Ausgeben der stationären Pulswelle, selbst wenn der Kurzschlusserfasser 51 (17) bestimmt, dass sich der Kurzschluss zum Lichtbogen geändert hat, und setzt die Ausgabe der gleichen Welle fort. Nur wenn die Kurzschluss-Auswerteeinrichtung 54 anzeigt, dass das Kurzschließen langzeitiges Kurzschließen ist, gibt der Pulswellenerzeuger 25c die stationäre Pulswelle unmittelbar nachdem sich der Kurzschluss zum Lichtbogen ändert aus, wie es mit Bezug auf die Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b1 des zweiten Ausführungsbeispiels oben beschrieben ist.
Der Aufbau und der Betrieb dieses alternativen Ausführungsbeispiels wird nachstehend in weiterer Einzelheit beschrieben.
Falls weder das Ausgabekompensationssignal S52b noch das Kurzschlusserfassungssignal S51 zu dem Pulswellenerzeuger 25c während des Schweißens (vom Zeitpunkt t1 bis t2 in 7) eingegeben wird, wird der Pulswellenerzeuger 25c gesteuert, um die stationären Pulswelle zu der Ausgabe-Steuervorrichtung 11a auszugeben.
Wenn das Ausgabekompensationssignal S52b zu dem Pulswellenerzeuger 25c (zu dem Zeitpunkt t2 in 7) zugeführt wird, gibt der Pulswellenerzeuger 25c einen Niedrigpe gel-Kompensationsstrompegel Ir (S53c) für die durch den Kompensationszeiteinrichter 23 der Pulswellen-Konfigurationseinheit 53b eingerichtete Kompensationszeitperiode tr (vom Zeitpunkt t2 bis t3 in 7) aus, die von dem Eingabezeitpunkt des Ausgabekompensationssignals S52b beginnt, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel oben. Wenn die Kompensationszeitperiode tr verstrichen ist (zum Zeitpunkt t3), wird die stationäre Pulswelle, die die Pulszeitperiode tp hat, dann zu der Ausgabe-Steuervorrichtung 11a ausgegeben.
Wenn das Kurzschlusserfassungssignal S51 zu dem Pulswellenerzeuger 25c und folglich auch zu der Kurzschluss-Auswerteeinrichtung 54 zugeführt wird, vergleicht die Zeitablauf-Auswerteeinrichtung 30 die abgelaufene Zeit (vom Zeitpunkt t5 bis t7 in 7) von dem Beginn des Kurzschließens, wie es durch den Zähler 28 gemessen wird, mit der Referenzzeit, die durch den Referenzzeiteinrichter 29 eingerichtet ist. Falls die verstrichene Zeit die Referenzzeit überschreitet, gibt die Zeitablauf-Auswerteeinrichtung 30 das Kurzschlussauswertesignal S54, das anzeigt, dass das Kurzschließen langzeitig ist, zu dem Pulswellenerzeuger 25 aus.
Wenn sowohl das Kurzschlusserfassungssignal S51 als auch das Kurzschlussauswertesignal S54 zu dem Pulswellenerzeuger 25c eingegeben werden, erkennt der Pulswellenerzeuger 25c, dass das Kurzschließen langzeitig ist. Dann gibt der Pulswellenerzeuger 25c folglich die stationäre Pulswelle, die nachfolgend nach der Pulszeitperiode tp beginnt, von dem Zeitpunkt, wenn sich der Kurzschluss zum Lichtbogen ändert, aus. Falls nur das Kurzschlusserfassungssignal S51 zu dem Pulswellenerzeuger 25c zugeführt wird, erkennt der Pulswellenerzeuger 25c, dass das Kurzschließen momentan ist, und setzt folglich die Ausgabe des gleichen Signals fort.
Mittels dieser Betriebsart ist die Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b4 in der Lage Spritzer wie mit der gemäß dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel zu reduzieren. Zusätzlich ist die derzeitige Ausführungsform in der Lage, langzeitige Kurzschlüsse von momentanen Kurzschlüssen zu unterscheiden, wenn ein Kurzschließen auftritt, ein Tropfenüberwachstum während momentaner Kurzschlüsse zu verhindern, eine Tropfenbildung, nachdem sich ein Kurzschluss zum Lichtbogen ändert, wenn langzei tiges Kurzschließen auftritt, zu fördern, einen gleichmäßigen Tropfenabtrennungszyklus zu erzielen und die Schweißstabilität zu verbessern.
Es sollte beachtet werden, dass, obwohl die stationäre Pulswelle in dem derzeitigen Ausführungsbeispiel eine Konstantstrom-gesteuerte Wellenform ist, die durch den Pulsstrom Ip und den Basisstrom Ib bestimmt ist, die gleiche Wirkung durch Verwendung einer Konstantspannungs-gesteuerten Wellenform erzielt werden kann, die durch die Pulsspannung Vp bestimmt ist.
Bezug nehmend zu 12 ist eine vierte Alternative der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b1 (6) der zweiten Ausführungsform gezeigt.
Diese alternative Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b5 hat einen Aufbau, der sehr ähnlich zu dem der Steuervorrichtung 100b1 ist. Die Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b5 unterscheidet sich von der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b1 in dem, dass die Pulskonfigurationseinheit 53a in 6 durch eine andere alternative Pulskonfigurationseinheit 53d ersetzt ist, wobei der Pulswellenerzeuger 25a ferner durch einen alternativen Pulswellenerzeuger 25d ersetzt ist und ein Haltezeiteinrichter 32 zusätzlich bereitgestellt ist.
Wenn ein Kurzschließen auftritt, senkt der Pulswellenerzeuger 25d die Pulswellenausgabe auf einen bekannten Basisstrom Ib, der durch den Basisstromeinrichter 22 eingerichtet ist, für die bekannte Haltezeitperiode th, die durch den Haltezeiteinrichter 32 eingerichtet ist, von dem Zeitpunkt, wo sich der Kurzschluss zum Lichtbogen ändert, ab. Wenn die Haltezeitperiode th beendet ist, gibt der Pulswellenerzeuger 25d dann die stationäre Pulswelle aus, die bei der Pulszeitperiode tp beginnt. Als Ergebnis wird der Ausgabestrompegel während des Kurzschließens verringert.
Die Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b5 funktioniert wie folgt.
Falls weder das Ausgabekompensationssignal S52b noch das Kurzschlusserfassungssignal S51 während des Schweißens zu dem Pulswellenerzeuger 25d eingegeben wird, gibt der Pulswellenerzeuger 25d die stationäre Pulswelle zu der Ausgabesteuervorrichtung 11 aus, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel oben.
Wenn das Ausgabekompensationssignal S52b dann zu dem Pulswellenerzeuger 25d geführt wird, gibt der Pulswellenerzeuger 25d einen Niedrigpegel-Kompensationsstrompegel Ir für die Kompensationszeitperiode tr, die durch den Kompensationszeiteinrichter 23 eingerichtet ist, beginnend von dem Eingabezeitpunkt des Ausgabekompensationssignals S52b aus, wie in den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen oben. Wenn die Kompensationszeitperiode tr vorübergegangen ist, wird die stationäre Pulswelle, die zur Pulszeitperiode tp beginnt, dann zu der Ausgabesteuerung 11 ausgegeben.
Wenn das Kurzschlusserfassungssignal S51 zu dem Pulswellenerzeuger 25d zugeführt wird, wird ein Niedrigpegel-Basisstrom Ib, der durch den Basisstromeinrichter 22 bestimmt ist, für die spezielle Haltezeitperiode th, die durch den Haltezeiteinrichter 32 eingerichtet ist, von dem Zeitpunkt ausgegeben, wo es bestimmt wird, dass sich der Kurzschluss zum Lichtbogen geändert hat. Wenn die Haltezeitperiode th verstrichen ist, wird die zur Pulszeitperiode tp beginnende stationäre Pulswelle zu der Ausgabesteuerung 11 ausgegeben.
Durch Wiederholen dieser Betriebsart während des Schweißens ist es möglich, das Spritzen wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel zu reduzieren. Durch zusätzliches Verringern des Strompegels zu dem Zeitpunkt, wo der Kurzschluss sich zum Lichtbogen ändert, kann das Spritzen jedoch sogar weiter reduziert werden, während außerdem die Tropfenbildung, nachdem sich der Kurzschluss zum Lichtbogen geändert hat, gefördert wird und das Schweißen kann weiter stabilisiert werden.
Es sollte ferner beachtet werden, dass, obwohl die stationäre Pulswelle in diesem alternativen Ausführungsbeispiel eine Konstantstrom-gesteuerte Wellenform ist, die durch den Pulsstrom Ip und den Basisstrom Ib bestimmt ist, die gleiche Wirkung durch Verwendung einer Konstantspannungs-gesteuerten Wellenform erzielt werden kann, die durch die Pulsspannung Vp bestimmt ist.
Bezug nehmend zu 13 ist eine fünfte Alternative der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b6 hat einen Aufbau, der sehr ähnlich zu dem der vierten Alternative ist, die in 12 gezeigt ist, und außerdem einen Pegeleinrichter 34 enthält. Entsprechend ist der Pulswellenerzeuger 25d durch einen anderen alternativen Pulswellenerzeuger 25 ersetzt, was in einer anderen Alternative der Pulswellen-Konfigurationseinheit 53e resultiert.
Die Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b6 unterscheidet sich von der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b5 wie folgt. Wenn ein Kurzschließen auftritt, senkt der Pulswellenerzeuger 25 die Pulswellenausgabe auf einen bekannten Pegel des Haltestroms Ih, der durch den Pegeleinrichter 34 eingerichtet ist, für die bekannte Haltezeitperiode th, die durch den Haltezeiteinrichter 32 eingerichtet ist, von dem Zeitpunkt ab, wo sich der Kurzschluss zum Lichtbogen ändert. Ferner, wenn die Haltezeitperiode th beendet ist, gibt der Pulswellenerzeuger 25 dann die stationäre Pulswelle aus, die zur Pulszeitperiode tp beginnt. Als Ergebnis wird der Ausgabestrompegel während des Kurzschließens verringert.
Die Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b6 gemäß diesem alternativen Ausführungsbeispiel funktioniert wie folgt.
Falls weder das Ausgabekompensationssignal S52b noch das Kurzschlusserfassungssignal S51 zu dem Pulswellenerzeuger 25e während des Schweißens eingegeben wird, gibt der Pulswellenerzeuger 25e die stationäre Pulswelle zu der Ausgabesteuervorrichtung 11a, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel oben, aus.
Wenn das Ausgabekompensationssignal S52b dann zu dem Pulswellenerzeuger 25e zugeführt wird, gibt der Pulswellenerzeuger 25e einen Niedrigpegel-Kompensationsstrompegel Ir für die Kompensationszeitperiode tr, die durch den Kompensationszeiteinrichter 23 eingerichtet ist, beginnend von dem Eingabezeitpunkt des Ausgabekompensationssignals S52b aus, wie in den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen oben. Wenn die Kompensationszeitperiode tr verstrichen ist, wird die stationäre Pulswelle, die zur Pulszeitperiode tp beginnt, dann zu der Ausgabesteuervorrichtung 11a ausgegeben.
Wenn das Kurzschlusserfassungssignal S51 zu dem Pulswellenerzeuger 25e bereitgestellt wird, wird ein Niedrigpegel-Haltestrom Ih, der durch den Pegeleinrichter 34 bestimmt ist, für die spezielle Haltezeitperiode th, die durch den Haltezeiteinrichter eingerichtet ist, von dem Zeitpunkt, wenn es bestimmt wird, dass sich der Kurzschluss zum Lichtbogen geändert hat, ausgegeben. Wenn die Haltezeitperiode th verstrichen ist, wird die stationäre Pulswelle, die zur Pulszeitperiode tp beginnt, zu der Ausgabesteuervorrichtung 11 ausgegeben.
14 ist ein Wellenformdiagramm der Schweißstromwellenform, wenn ein Kurzschließen in dem derzeitigen Ausführungsbeispiel erfasst wird.
Durch Wiederholen dieser Betriebsart während des Schweißens ist es möglich Spritzen wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel zu reduzieren. Durch zusätzliches Verringern des Strompegels zu dem Zeitpunkt, wo sich der Kurzschluss zum Lichtbogen ändert, kann jedoch das Spritzen sogar weiter reduziert werden, während außerdem die Tropfenbildung nachdem sich der Kurzschluss zum Lichtbogen ändert gefördert wird, und das Schweißen kann weiter stabilisiert werden.
Es sollte beachtet werden, dass, obwohl die stationäre Pulswelle in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Konstantstrom-gesteuerte Wellenform ist, die durch den Pulsstrom Ip und den Basisstrom Ib bestimmt ist, die gleiche Wirkung durch Verwendung einer Konstantspannungs-gesteuerten Wellenform, die durch die Pulsspannung Vp bestimmt ist, erzielt werden kann. Beachte ferner, dass dieses fünfte alternative Ausführungsbeispiel zu dem vierten alternativen Ausführungsbeispiel, das oben mit Bezug zu 12 beschrieben ist, in allen Beziehungen außer der Verwendung des Haltestroms Ih für den Basisstrom Ib identisch ist.
Mit Bezug zu 15 ist eine sechste Alternative der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Diese alternative Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b7 hat einen Aufbau, der sehr ähnlich zu dem der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b5 ist, die in 13 gezeigt ist, aber die Pulswellen-Konfigurationseinheit 53e ist durch eine andere alternative Puls wellen-Konfigurationseinheit 53e ersetzt, wobei ein Kurzschluss-Wiedererfassungsmittel 35 und ein Pegeleinsteller 37 zusätzlich bereitgestellt sind.
Das Kurzschluss-Wiedererfassungsmittel 35 ist mit dem Vergleicher 17 des Kurzschluss-Erfassungsmittels 51 durch eine Leitung L19 und dem Haltezeiteinrichter 32 durch eine Leitung L21 zum Empfangen jeweils des Kurzschluss-Erfassungssignals S51 und des Haltezeitsignals S32 davon verbunden. Aufgrund dieser zwei Signale S51 und S32 erzeugt das Kurzschluss-Wiedererfassungsmittel 35 ein Kurzschluss-Wiedererfassungssignal S35.
Der Pegeleinsteller 37 ist mit dem Kurzschluss-Wiedererfassungsmittel 35 durch eine Leitung L20 und mit dem Pegeleinrichter 34 durch eine Leitung L22 zum Empfangen jeweils des Krzschluss-Wiedererfassungssignals S35 und des Pegelsignals 34 davon verbunden. Der Pegeleinsteller 37 erzeugt aufgrund dieser zwei Signale S35 und S34 ein Pegeleinstellungssignal S37 und ist ferner mit dem Pulswellenerzeuger 25e durch eine Leitung L23 zum Bereitstellen des Pegeleinstellsignals S37 dazu verbunden.
Wenn das Kurzschluss-Wiedererfassungsmittel 35 das Wiederauftreten eines Kurzschlusses erfasst, wird der Pegel des Haltestroms Ih, der durch das Pegelsignal S34 angezeigt wird, das während des Kurzschlusses ausgegeben und durch den Pegeleinrichter 34 eingerichtet ist, durch den Haltezeiteinsteller 36 eingestellt und der eingestellte Haltestrom Ih, der durch das Pegeleinstellsignal S37 angezeigt wird, wird davon zu dem Pulswellenerzeuger 25e ausgegeben.
Diese alternative Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b7 funktioniert wie folgt.
Falls weder das Ausgabekompensationssignal S52b noch das Kurzschlusserfassungssignal S51 zu dem Pulswellenerzeuger 25e während des Schweißens eingegeben wird, gibt der Pulswellenerzeuger 25e das stationäre Pulswellensignal S53f zu der Ausgabesteuervorrichtung 11a, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel oben, aus.
Wenn das Ausgabekompensationssignal S52b dann zu dem Pulswellenerzeuger 25e zugeführt wird, gibt der Pulswellenerzeuger 25e das Pulswellensignal S53f, das einen Niedrigpegel-Kompensationsstrompegel Ir anzeigt, für die Kompensationszeitperiode tr, die durch den Kompensationszeiteinrichter 23 eingerichtet ist, beginnend von der Eingabezeit des Ausgabekompensationssignals S52b, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel oben, aus. Wenn die Kompensationszeitperiode tr verstrichen ist, wird das stationäre Pulswellensignal S53f, das die Pulszeitperiode tp hat, dann zu der Ausgabesteuervorrichtung 11a ausgegeben.
Wenn das Kurzschlusserfassungssignal S51 zu dem Pulswellenerzeuger 25e zugeführt wird, wird ein Haltestrom Ih (Signal S34), das durch den Pegeleinrichter 34 bestimmt ist, für die spezielle Haltezeitperiode th (Signal S32), das durch den Haltezeiteinrichter 32 eingerichtet ist, von dem Zeitpunkt, wenn es bestimmt wird, dass der Kurzschluss sich zum Lichtbogen geändert hat, ausgegeben. Falls während dieser Haltezeitperiode th das Kurzschluss-Wiedererfassungsmittel 35 das Wiederauftreten eines Kurzschließens erfasst, wird der Haltestrom Ih durch den Pegeleinsteller 37 eingestellt, beispielsweise erhöht, und die stationäre Pulswelle, die zur Pulszeitperiode tp beginnt, wird zu der Ausgabesteuervorrichtung 11 ausgegeben, wenn die Haltezeitperiode th endet.
Als Ergebnis erzielt diese Ausführungsform zumindest die gleichen Wirkungen wie jene des fünften Ausführungsbeispiels durch Wiederholen der Betriebsart, die oben während des Schweißens beschrieben ist.
Es sollte beachtet werden, dass, obwohl die stationäre Pulswelle in diesem Ausführungsbeispiel eine Konstantstrom-gesteuerte Wellenform ist, die durch den Pulsstrom Ip und den Basisstrom Ib bestimmt ist, die gleiche Wirkung durch Verwendung einer Konstantspannungs-gesteuerten Wellenform erzielt werden kann, die durch die Pulsspannung Vp bestimmt ist.
Bezug nehmend auf 16 ist eine siebte Alternative der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, das in 3 gezeigt ist, dargestellt. Diese alternative Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b8 hat einen Aufbau, der sehr ähnlich zu dem der sechsten alternativen Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b7, die in 15 gezeigt ist, ist. Jedoch ist der Pegeleinsteller 37 in 15 entfernt; und ein Haltezeiteinsteller 36 ist zusätzlich in 16 bereitgestellt. Der Haltezeiteinsteller 36 ist mit dem Haltezeiteinrichter 32 durch eine Leitung L24 und mit dem Kurzschluss-Wiedererfassungsmittel 35 durch eine Leitung L26 zum Empfangen jeweils des Haltezeitsignals S32 und des Kurzschluss-Wiedererfassungssignals S35 davon verbunden. Der Haltezeiteinsteller 36 erzeugt aufgrund dieser zwei Signale S32 und S35 ein Haltezeit-Einstellsignal S36 und ist ferner mit dem Pulswellenerfasser 25e durch eine Leitung L25 zum Zuführen des Einstellsignals S36 dazu verbunden.
In diesem alternativen Ausführungsbeispiel werden das Kurzschlusserfassungssignal S52 und das Haltezeitsignal S32 zu dem Kurzschluss-Wiedererfassungsmittel 35 eingegeben, welches die bereitgestellten Signale S52 und S32 zum Erfassen, ob das Kurzschließen während der Haltezeitperiode th, die durch den Haltezeiteinrichter 32 eingerichtet ist, von dem Zeitpunkt wieder auftritt, wenn sich der Kurzschluss zum Lichtbogen ändert, verwendet. Das Kurzschluss-Wiedererfassungsmittel 35 stellt auf diese Weise das Kurzschluss-Wiedererfassungssignal S35 zu dem Haltezeiteinsteller 36 bereit, wodurch der Haltezeiteinsteller 36 in die Lage versetzt wird, die Ausgabe der Haltezeitperiode th zu dem Pulswellenerzeuger 25e einzustellen.
Die Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b8 dieses alternativen Ausführungsbeispiels funktioniert wie folgt.
Falls weder das Ausgabekompensationssignal S52b noch das Kurzschlusserfassungssignal S51 zu dem Pulswellenerzeuger 25e während des Schweißens eingegeben wird, gibt der Pulswellenerzeuger 25e die stationäre Pulswelle zu der Ausgabesteuervorrichtung 11a, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel oben, aus.
Wenn das Ausgabekompensationssignal S52b dann zu dem Pulswellenerzeuger 25e zugeführt wird, gibt der Pulswellenerzeuger 25e einen Niedrigpegel-Kompensationsstrompegel Ir (S53g) für die Kompensationszeitperiode tr, die durch den Kompensationszeiteinrichter 23 eingerichtet ist, beginnend von der Eingabezeit des Ausgabekompensationssignals S52b aus, wie in den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen oben. Wenn die Kompensationszeitperiode tr verstrichen ist, wird die stationäre Pulswelle (S53g), die zur Pulszeitperiode tp beginnt, dann zu der Ausgabesteuerung 11a ausgegeben.
Wenn das Kurzschlusserfassungssignal S51 zu dem Pulswellenerzeuger 25e zugeführt wird, wird ein Haltestrom Ih (S34), der durch den Pegeleinrichter 34 bestimmt ist, für die spezielle Haltezeitperiode th (S32), die durch den Haltezeiteinrichter 32 eingerichtet ist, von dem Zeitpunkt ausgegeben, wenn es bestimmt wird, dass sich der Kurzschluss zum Lichtbogen geändert hat. Falls während dieser Haltezeitperiode th das Kurzschluss-Wiedererfassungsmittel 35 erfasst, dass ein kurzschließen wieder auftritt, wird die Haltezeitperiode durch den Haltezeiteinsteller 36 eingestellt, beispielsweise verkürzt, und die stationäre Pulswelle, die zur Pulszeitperiode tp beginnt, wird zu der Ausgabesteuerung 11a ausgegeben, wenn die eingestellte Haltezeitperiode th endet.
Als Ergebnis erzielt diese alternative Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b8 zumindest die gleichen Wirkungen, wie jene der vierten alternativen Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b4, die in 12 gezeigt ist, durch Wiederholen der oben beschriebenen Betriebsart während des Schweißens.
Es sollte beachtet werden, dass, obwohl die stationäre Pulswelle in diesem alternativen Ausführungsbeispiel eine Konstantstrom-gesteuerte Wellenform ist, die durch den Pulsstrom Ip und den Basisstrom Ib bestimmt ist, die gleiche Wirkung durch Verwendung einer Konstantspannungs-gesteuerten Wellenform erzielt werden kann, die durch die Pulsspannung Vp bestimmt ist.
Bezug nehmend auf 17 ist eine achte Alternative der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b1 gemäß dem zweiten in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel gezeigt. Diese alternative Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b9 hat einen Aufbau, der sehr ähnlich zu dem der siebten alternativen Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b8 ist, die in 16 gezeigt ist. Jedoch ist ein Pegeleinsteller 37 zusätzlich zwischen dem Pegeleinrichter 34 und dem Pulswellenerzeuger 25e vorgesehen, mit dem Kurzschluss-Wiedererfassungsmittel 35 durch eine Leitung L27 zum Empfangen des Kurzschluss-Wiedererfassungssignals S35 davon verbunden, was auf eine andere alternative Pulswellen-Konfigurationseinheit 53h hinausläuft.
Aufgrund des Wiedererfassungssignals S35 und des Pegelsignals S34, das von dem Pegeleinrichter 34 durch die Leitung L22 erhalten wird, erzeugt der Pegeleinsteller 37 ein Pegeleinstellsignal S37, das durch die Leitung L28 zu dem Pulswellenerzeuger 25e geführt wird.
Diese so offenbarte Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b9 funktioniert wie folgt.
Falls weder das Ausgabekompensationssignal S52b noch das Kurzschlusserfassungssignal S51 während des Schweißens zu dem Pulswellenerzeuger 25e eingegeben wird, gibt der Pulswellenerzeuger 25e die stationäre Pulswelle zu der Ausgabesteuerung 11a aus.
Wenn das Ausgabekompensationssignal S52b dann zu dem Pulswellenerzeuger 25e geführt wird, gibt der Pulswellenerzeuger 25e einen Niedrigpegel-Kompensationsstrompegel Ir (S53h) für die Kompensationszeitperiode tr (S23), die durch den Kompensationszeiteinrichter 23 eingerichtet ist, beginnend von der Eingabezeit des Ausgabekompensationssignals S52b, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel oben, aus. Wenn die Kompensationszeitperiode tr verstrichen ist, wird die zur Pulszeitperiode tp beginnende stationäre Pulswelle (S53h) dann zu der Ausgabesteuervorrichtung 11a ausgegeben.
Wenn das Kurzschlusserfassungssignal S51 zu dem Pulswellenerzeuger 25e zugeführt wird, wird ein Haltestrom Ih (S34), der durch den Pegeleinrichter 34 bestimmt ist, für die spezielle Haltezeitperiode th (S32), die durch den Haltezeiteinrichter 32 eingerichtet ist, von dem Zeitpunkt, wenn es bestimmt wird, dass sich der Kurzschluss zum Lichtbogen geändert hat, ausgegeben. Falls während dieser Haltezeitperiode th das Kurzschluss-Wiedererfassungsmittel 35 erfasst, dass ein Kurzschließen wieder auftritt, wird der Haltestrom Ih (S37) durch den Pegeleinsteller 37 eingestellt, z. B. erhöht, und die Haltezeitperiode wird durch den Haltezeiteinsteller 36 eingestellt, beispielsweise verkürzt. Wenn die eingestellte Haltezeitperiode th endet, wird die stationäre Pulswelle, die zur Pulszeitperiode tp beginnt, zu der Ausgabesteuerung 11a ausgegeben.
Als Ergebnis erzielt dieses alternative Ausführungsbeispiel zumindest die gleichen Wirkungen, wie jene des vierten alternativen Ausführungsbeispiels, durch Wiederholen der oben beschriebenen Betriebsart während des Schweißens.
Es sollte beachtet werden, dass, obwohl die stationäre Pulswelle in diesem alternativen Ausführungsbeispiel eine Konstantstrom-gesteuerte Wellenform ist, die durch den Pulsstrom Ip und den Basisstrom Ib bestimmt ist, die gleiche Wirkung durch Verwendung einer Konstantspannungs-gesteuerten Wellenform, die durch die Pulsspannung Vp bestimmt ist, erreicht werden kann.
Drittes Ausführungsbeispiel
Bezug nehmend zu 18 ist eine Schweißenergie-Steuervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Diese Schweißenergie-Steuervorrichtung 100c hat einen Aufbau, der sehr ähnlich ist zu dem der Steuerungsvorrichtung 100b1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, das in 6 gezeigt ist. Die Schweißenergie-Steuervorrichtung 100c unterscheidet sich von der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b1 in dem, dass das Tropfenabtrennungs-Erfassungsmittel 50a durch ein alternatives Tropfenabtrennungs-Erfassungsmittel 50b ersetzt ist, das einen Spitzenspannungsdifferenzierer 45, einen Differenzialeinrichter 46 und den Vergleicher 15 enthält.
Der Spitzenspannungsdifferenzierer 45 ist mit dem Spannungserfasser 13 zum Empfangen des Schweißspannungssignals davon verbunden, um darin nur die Spannungskomponente der Pulszeitperiode pr zu differenzieren, und erzeugt ein Differenziersignal S45. Der Differenzialeinrichter 46 richtet ein Referenzdifferenzial ein und erzeugt ein Differenzialsignal S46. Der Vergleicher 15 ist sowohl mit dem Differenzierer 45 als auch dem Einrichter 46 zum Empfangen der Signale S45 und S46 davon verbunden, um diese zu vergleichen, und erzeugt ein Tropfenabtrennungssignal S50b. In anderen Worten wird der Spannungseinrichter 14, der in der Schweißenergie-Steuervorrichtung 100b1 verwendet wird, durch den Spitzenspannungsdifferenzierer 45 und den Differenzialeinrichter 46 ersetzt.
Überdies ist die Pulswellen-Konfigurationseinheit 53b in 6 durch eine alternative Pulswellen-Konfigurationseinheit 53i ersetzt, wobei der Pulsstromeinrichter 21 entfernt ist; der Pulswellenerzeuger 25b ist ebenfalls durch einen alternativen Pulswellenerzeuger 25f ersetzt; und ein Spannungspegeleinrichter 44 ist zusätzlich bereitgestellt. Der Span nungspegeleinrichter 44 richtet einen Spannungspegel Vp als ein Pulsspannungssignal S44 während der Pulszeitperiode tp für eine Konstantspannungs-Steuerung aufgrund des Schweißbedingungssignals Sw ein und ist mit dem Wellenerzeuger 25f durch eine Leitung L26 zum Zuführen des Pulsspannungssignals S44 dazu verbunden.
Aufgrund der Signale S20, S22, S23, S24, S44, S51 und S52b erzeugt der Pulswellenerzeuger 25f ein Pulswellensignal S53i. Aufgrund dieses Pulswellensignals S53i gestaltet eine Ausgabesteuerung 11b, die die Ausgabesteuerung 11a in 6 ersetzt, die Spannung des Schweißspannungssignals von dem Spannungserfasser 13 und. die Spannung des Schweißstromsignals von dem Stromerfasser 12 zu der Pulswellenform des Pulswellensignals S53i. Beachte, dass der Stromerfasser 12 den Spannungswert des Spannungsstromsignals S10 erfasst, welches tatsächlich ein Spannungssignal ist, wie im Obigen beschrieben.
Mit Bezug zu 19 wird die Funktion der auf diese Weise offenbarten Schweißenergie-Steuervorrichtung 100c unten beschrieben.
Falls weder das Ausgabekompensationssignal S52b noch das Kurzschlusserfassungssignal. S51 zu dem Pulswellenerzeuger 25f während des Schweißens vom Zeitpunkt t3 bis t6 eingegeben wird, gibt der Pulswellenerzeuger 25f zu der Ausgabesteuervorrichtung 11b die stationäre Pulswelle, die durch die Pulszeitperiode tp (S20) und die Basiszeitperiode tb (S20), die durch den Pulszeiteinrichter 20 vom Zeitpunkt t3 bis t6 eingerichtet sind, die Pulsspannung Vp (S44), die durch den Spannungspegeleinrichter 44 eingerichtet ist, und den Basisstrom Ib (S22), der durch den Basisstromeinrichter 22 eingerichtet ist, bestimmt ist, aus.
Wie es typischerweise durch eine Spitzenflanke Pw des Signals S10 gezeigt ist, wenn das Ausgabekompensationssignal S52b von dem Ausgabekompensationsmittel 19 dann zum Zeitpunkt t2 zugeführt wird; gibt der Pulswellenerzeuger 25f einen Niedrigpegel-Kompensationsstrompegel Ir (S53i) für die Kompensationszeitperiode tr (S23), die durch den Kompensationszeiteinrichter 23 eingerichtet ist, beginnend von dem Eingabezeitpunkt des Ausgabekompensationssignals S52b von dem Ausgabekompensationsmittel 52b (19b) aus, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel oben. Wenn die Kompensations zeitperiode tr zum Zeitpunkt t3 verstrichen ist, wird die stationäre Pulswelle, die zur Pulszeitperiode tp beginnt, dann zu der Ausgabesteuerung 11b ausgegeben.
Wenn das Kurzschlusserfassungssignal S51, das einen unterschreitenden Puls zeigt, zu dem Pulswellenerzeuger 25f zum Zeitpunkt t5 zugeführt wird, wird die stationäre Pulswelle, die eine Pulszeitperiode tp aufweist, zu der Ausgabesteuervorrichtung 11b für eine Zeitperiode Cs beginnend von dem Zeitpunkt, wenn es bestimmt wird, dass der Kurzschluss sich vom Zeitpunkt t5 bis t7 zum Lichtbogen geändert hat, ausgegeben. Die Ausgabesteuervorrichtung 11b ist gesteuert, die erfasste Spannung des Schweißspannungserfassers 13 und die Spannung, die den durch den Stromerfasser 12 erfassten Schweißstrom (S10) anzeigt, an die Konstantspannungs-Pulswellenform anzupassen.
Die Tropfenabtrennungs-Erfassungsfunktion ist als nächstes beschrieben.
Da die Konstantspannungssteuerung zum Steuern der Schweißspannung während der Pulszeitperiode tp mit dieser Konfiguration verwendet wird, ist die Ausgabe von dem Spitzenspannungsdifferenzierer 45 im Wesentlichen Null, wenn es keine Tropfenabtrennung gibt. Wenn der Tropfen sich abtrennt, erhöht sich jedoch die Lichtbogenlänge, die Schweißspannung steigt über den Pegel, der durch den Spannungspegeleinrichter 44 eingerichtet ist, der Spannungsanstieg während der Spannungssteuerungs-Verzögerungszeitperiode des Ausgabesteuerungsmittels 11b wird durch den Spitzenspannungsdifferenzierer 45 erfasst und zu dem Vergleicher 15 ausgegeben. Der Vergleicher 15 gibt dann das Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal aus, wenn das Differenzialsignal über den Referenzwert, der durch den Differenzialeinrichter 46 eingerichtet ist, ansteigt.
Es sollte beachtet werden, dass, obwohl die Welle in diesem Ausführungsbeispiel eine Konstantspannungs-gesteuerte Wellenform ist, die durch die Pulsspannung Vp, die Basisspannung Vb und die Kompensationsspannung Vr bestimmt ist, die gleiche Wirkung durch Verwendung einer Konstantstrom-gesteuerten Wellenform erreicht werden kann, die jeweils durch den Pulsstrom Ip, den Basisstrom Ib und den Kompensationsstrom Ir bestimmt ist, wie es in 19 gezeigt ist. Als Ergebnis erreicht diese Ausführungsform gleichzeitig die gleichen Wirkungen wie jene des zweiten Ausführungsbeispiels.
Der Tropfenabtrennungserfasser 50a ist ein Mittel zum Erfassen der Tropfenabtrennung aufgrund der erfassten Schweißspannung Sv. Wenn die Pulszeitperiode die Pulszeitperiode für eine stationäre Pulswelle der Konstantstromsteuerung ist, wird die erfasste Spannung Sv durch den Vergleichen 15 mit der speziellen Spannung, die durch den Spannungseinrichter 14 eingerichtet ist, verglichen. Falls die erfasste Spannung Sv die spezielle Spannung Sv überschreitet, wird das Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal S50a zum Bekanntmachen, dass der Tropfen sich abtrennt, ausgegeben. Wenn die Pulszeitperiode die Pulszeitperiode für eine stationäre Pulswelle der Konstantspannungssteuerung ist, wird das Differenzial der erfassten Spannungs-Pulszeitperiode durch einen Differenzierer erhalten, das Differenzial wird durch einen Vergleicher mit einer Ausgabe eines bestimmten Werts von einem Differenzialwerteinrichter verglichen, und wenn das Differenzial den bestimmten Wert überschreitet, wird das Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal zum Bekanntmachen, dass sich der Tropfen abgetrennt hat, ausgegeben.
Der Kurzschlusserfasser 51 erfasst ein Kurzschließen zwischen dem Schweißdraht 5 und dem Schweißmaterial 9. Der Kurzschlusserfasser 51 erreicht dies durch Vergleichen der erfassten Schweißspannung Sv mit der bestimmten Spannung, die durch den Referenzspannungseinrichter 16 eingerichtet ist, und gibt das Kurzschlusserfassungssignal S51 aus, das bekannt gibt, dass ein Kurzschluss aufgetreten ist, wenn die erfasste Spannung Sv kleiner als die Vergleichsspannung ist.
Das Ausgabekompensationsmittel 52a und 52b (der Ausgaberegler 19a und 19b) entfernt jede Fehlerinformation, die in dem Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal S50a als Ergebnis des Kurzschlussrauschens enthalten ist, und unterbricht das Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal S50a und S50b für eine Zeitperiode, die durch den Zeiteinrichter 18 als die Zeit eingerichtet ist, die für das Beenden des Kurzschlusses und den Beginn des Lichtbogens benötigt wird. Z. B. kann das Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal S50a und S50b zu einem analogen Gatter eingegeben werden, welches für die bestimmte Zeitperiode geschlossen ist.
Die Pulswellen-Konfigurationseinheiten 53a bis 53i (Pulswellenerzeuger 25a bis 25i) sind Mittel zum Erzeugen jeweils der Schweiß-Pulswellensignale S53a bis S53i. Noch genauer erzeugt jeder der Pulswellenerzeuger 25a bis 25i eine Wellenform, in welcher ein Zyklus die Pulszeitperiode tp und die Basiszeitperiode tb mit der Wellenform, die durch den Strom oder die Spannung in jeder Periode definiert ist, enthält. Die vorliegende Endung nimmt eine Konstantstromsteuerung der stationären Pulswelle des bestimmten Pulsstroms Ip in der Pulszeitperiode tp und des bestimmten Basisstroms Ib in der Basiszeitperiode tb und eine Konstantspannungssteuerung der stationären Pulswelle mit bestimmter Pulsspannung Vp in der Pulszeitperiode tp und bestimmtem Basisstrom Ib in der Basiszeitperiode tb an. Diese zahlreichen Werteeinrichtungen sind durch den Pulszeiteinrichter 20, den Pulsstromeinrichter 21, den Basisstromeinrichter 22 und den Pegeleinrichter 34 bestimmt. Beachte, dass die von diesen Einstellungen resultierenden Wellenformen programmtechnisch in einer Software, die durch einen Mikrocomputer oder ein anderes Gerät ausgeführt wird, erzeugt werden.
Die Kompensationszeitperiode tr für die Tropfenabtrennung wird entsprechend durch den Kompensationszeiteinrichter 23 eingerichtet, der Kompensationsstrompegel Ir wird durch den Kompensationspegeleinrichter 24 eingerichtet, die Haltezeitperiode th, wenn ein Kurzschließen auftritt, wird durch einen Haltezeiteinrichter 32 (12, 13, 15, 16 und 17) eingerichtet, und der Haltestrom Ih wird durch einen Pegeleinrichter 34 (13, 15, 16 und 17) eingerichtet. Es sollte ferner beachtet werden, dass diese Werteeinrichtungen in einem ROM gespeichert werden können, wenn die Werte konstant sind, oder in Registern oder einem anderen volatilen Speicher, wenn die Werte variabel sind.
Ein Kurzschlussauswerter 54 (11) ist ein Mittel zum Unterscheiden langzeitiger Kurzschlüsse, die von Tropfenübertragung begleitet sind, von momentanen Kurzschlüssen, die nicht von Tropfenübertragung begleitet sind. Er erzielt dies, einen Zähler 28 (11) verwendend, durch Messung der verstrichenen Zeit von dem Beginn des Kurzschlusses zu dem Zeitpunkt, wo der Kurzschluss endet und der Lichtbogen beginnt, und dann Ver gleichen dieser gemessenen Zeit mittels eines Zeitablaufvergleichers 30 (11) mit einer Ausgabe einer bestimmten Referenzzeit von einem Referenzzeiteinrichter 29 ( 11).
Die Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38a und 38b (4, 9 und 8) sind Mittel zum Anweisen jeweils des Ausgabekompensationsmittels 52a und 52b (4, 9 und 8) das Tropfentrennungs-Erfassungssignal 50a während der Pulszeitperiode tp der Ausgabe der stationären Pulswelle unmittelbar nach der Kompensation der Wellenform, wenn die Tropfenabtrennung erfasst wird, und unmittelbar nachdem das Kurzschließen endet, wenn das Kurzschließen erfasst worden ist, zurückzuweisen. Die Kompensationsabschaltungs-Einrichter 38a und 38b (4, 9 und 8) erzeugen dann jeweils das Gatter-Signal S38a und S38b von dem Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal S50a, dem Kurzschlusserfassungssignal S51, der Kompensationszeitperiode tr und der Haltezeitperiode th und geben diese Gatter-Signale S38a und S38b (4, 9 und 8) jeweils zu den Ausgabereglern 19a und 19b der Ausgabekompensationsmittel 25a und 25b als Ausgabekompensationssignale S38a und S38b (4, 9 und 8) aus.
Ein Kurzschluss-Wiedererfassungsmittel 35 (15) ist ein Mittel zum Erfassen, ob ein Kurzschluss innerhalb einer bestimmten Haltezeitperiode th von dem ersten erfassten Kurzschluss erneut auftritt. Es erzielt dies beispielsweise mittels eines Gatters, das während der Haltezeitperiode th öffnet und schließt.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele dieser Erfindung sind unten mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Wie oben beschrieben, ist diese Erfindung in der Lage, genau und passend die Tropfenabtrennung durch Entfernen der Falscherfassungskomponente, die durch den Kurzschluss erzeugt wird, von dem Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal zu erfassen, wenn die Tropfenabtrennung aufgrund der Schweißspannung erfasst wird.
Ferner kann der abgetrennte Tropfen, da der Pulszeitperioden-Strom, wenn die Tropfenabtrennung erfasst wird, zumindest bis der Tropfen vollständig zu dem geschmolzenen Pool übertragen worden ist, verringert wird, zuverlässig zu dem geschmolzenen Pool durch Verwendung eines schwachen Lichtbogens übertragen werden, wodurch Spritzer reduziert sind, ein gleichmäßiger Tropfenabtrennungszyklus erzielt wird und dadurch die Schweißergebnisse stabilisiert sind.
Ferner wird durch Ausgeben einer stationären Pulswelle von dem Zeitpunkt, wo sich der Kurzschluss zum Lichtbogen ändert, wenn der Kurzschluss erfasst wird, die Tropfenbildung gefördert und die Schweißergebnisse werden stabilisiert.
Ferner kann durch Ausgeben einer stationären Pulswelle von dem Zeitpunkt, wo sich der Kurzschluss zum Lichtbogen ändert, nur dann, wenn das erfasste Kurzschließen langzeitiges Kurzschließen ist, das von Tropfenübertragung begleitet ist, ein Tropfenüberwachstum infolge momentanen Kurzschließens verhindert werden, die Tropfenbildung kann im Fall von langzeitigen Kurzschlüssen gefördert werden und die Schweißergebnisse werden stabilisiert.
Die Wirkung der Reduzierung von Spritzern kann ferner durch Verringerung des Strompegels für eine bestimmte Zeitperiode von dem Zeitpunkt, wo sich der Kurzschluss zum Lichtbogen ändert, wenn der Kurzschluss erfasst wird, verstärkt werden.
Die Wirkungen von Rauschen während des Schweißens können außerdem entfernt werden und die Schweißergebnisse können stabilisiert werden durch Entfernen des Tropfenabtrennungs-Erfassungssignals während der Pulszeitperiode der Ausgabe der Pulswellenform unmittelbar nachdem sich der Kurzschluss zum Lichtbogen ändert, wenn das Kurzschließen erfasst wird, und unmittelbar nach der Kompensation, wenn die Tropfenabtrennung erfasst wird.
Es ist außerdem offensichtlich, dass zahlreiche Mittel der ersten bis zwölften Ausführungsbeispiele auf zahlreiche Weise kombiniert werden können, und ein Ausgabesteuerungsapparat, der die Merkmale dieser zahlreichen Ausführungsbeispiele kombiniert, kann erhalten werden.
Die Erfindung ist auf diese Weise beschrieben worden, es ist offensichtlich, dass diese auf zahlreiche Weise geändert werden kann, ohne den Bereich der folgenden Ansprüche zu verlassen.

Claims

Schweißenergie-Steuervorrichtung (100) zum Steuern der Schweißenergie einer Verlustelektrode beim Impulslichtbogenschweißen, bei dem ein Schutzgas verwendet wird, dessen Hauptbestandteil Kohlendioxid ist, enthaltend: ein Schweißbedingungs-Erfassungsmittel (13, 50, 51, 60) zum Erfassen der Schweißbedingungen (S50, S51, S52, Sw), welches aufweist: ein Schweißspannungs-Erfassungsmittel (13) zum Erfassen der Schweißspannung (Sv); ein Tropfenabtrennmittel (50) zum Erfassen der Tropfenabtrennung von geschmolzenen Tropfen von der Verlustelektrode (5) basierend auf der erfassten Schweißspannung (Sv); und ein Kurzschluss-Erfassungsmittel (51) zum Erfassen eines Kurzschlusses basierend auf der erfassten Schweißspannung (Sv); und ein Impulswellen-Erzeugungsmittel (53) zum Erzeugen einer ersten Impulswelle (S53), welche durch eine erste Impulshöhe (Ip und Vp) für eine erste vorbestimmte Zeitperiode (tp) und eine Basishöhe (Ib und Vb), die geringer ist als die erste Impulshöhe, für eine zweite vorbestimmte Zeitperiode (tb) definiert ist und zum Erzeugen einer zweiten Impulswelle (S53), welche durch eine zweite Impulshöhe (Ir und Vr), die geringer ist als die erste Impulshöhe (Ip und Vp), für eine dritte Zeitperiode (tr) definiert ist, welche von der ersten Impulswelle (S53) gefolgt wird, die mit der ersten Höhe (Ip und Vp) beginnt, basierend auf den erfassten Schweißbedingungen (S50, S51, S52, Sw), wobei die zweite Impulswelle in Erwiderung auf eine Erfassung der Tropfenabtrennung erzeugt wird.
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der die erste Impulshöhe ein erster Strom (Ip) und die Basishöhe ein zweiter Strom (Ib) ist, welcher geringer ist als der erste Stromwert (Ip).
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der die erste Impulshöhe eine erste Spannung (Vp) und die Basishöhe eine zweite Spannung (Vb) ist, die geringer ist als die erste Spannung (Vp).
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 1, weiterhin enthaltend: ein Ausgabe-Kompensationsmittel (52) zum Erzeugen eines Ausgabe-Kompensationssignals (S50), welches vorliegt, wenn die Tropfenabtrennung erfasst wird, wobei das Ausgabe-Kompensationssignal (S50) für eine vierte vorbestimmte Zeitperiode (Pc) ausgeschaltet ist, nachdem der Kurzschluss beseitigt ist.
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 4, bei der die erste Impulswelle (S53) erzeugt wird, wenn das Ausgabe-Kompensationssignal (S52) ausgeschaltet ist, und bei der die zweite Impulswelle (S53) erzeugt wird, wenn das Ausgabe-Kompensationssignal (S52) vorliegt.
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der das Tropfenabtrennungs-Erfassungsmittel (50) die Tropfenabtrennung erfasst, wenn die erfasste Schweißspannung (Sv) größer ist als eine erste vorbestimmte Spannung.
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der das Kurzschluss-Erfassungsmittel (52) den Kurzschluss erfasst, wenn die erfasste Schweißspannung (Sv) kleiner ist als eine zweite vorbestimmte Spannung.
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 5, bei der das Impulswellen-Erzeugungsmittel (53) eine erste Impulswelle (S53) nicht erzeugt, wenn sowohl das Ausgabe-Kompensationssignal (S52) vorliegt und wenn der Kurzschluss erfasst ist, und eine zweite Impulswelle (S53) er zeugt, die von einem Zeitpunkt an zu laufen beginnt, wenn ein Kurzschluss gelöst ist, wenn der Kurzschluss erfasst ist.
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100b4) nach Anspruch 8, weiterhin enthaltend ein Kurzschluss-Bewertungsmittel (54) zum Unterscheiden eines langzeitigen Kurzschlusses, der von einer Tropfenübertragung begleitet ist, von einem kurzzeitigen Kurzschluss, der nicht von einer Tropfenübertragung begleitet ist, in der Zeit vom Beginn bis zum Ende des Kurzschlusses, wobei das Impulswellen-Erzeugungsmittel (53c) die Kurzschlusserfassung ignoriert, wenn der Kurzschluss ein kurzzeitiger Kurzschluss ist.
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100b5) nach Anspruch 4, bei der das Impulswellen-Erzeugungsmittel (53d) die erste Impulswelle (S53d) nicht erzeugt, wenn sowohl das Ausgabe-Kompensationssignal (S52b) vorliegt als auch ein Kurzschluss erfasst wird, und eine dritte Impulswelle (S53e) erzeugt, die durch eine dritte Impulshöhe (Ih) gekennzeichnet ist, welche kleiner ist als die erste Impulshöhe (Ip und Vp) für eine fünfte vorbestimmte Zeitperiode (th) ab Aufhebung des Kurzschlusses, gefolgt von der ersten Impulswelle (S53e).
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100b5) nach Anspruch 10, bei der die dritte Impulshöhe entweder ein dritter Strom (Ih) oder eine dritte Spannung (Vh) ist.
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100b5) nach Anspruch 10, bei der die dritte Impulshöhe (Ih) gleich der Basisimpulshöhe (Ib und Vb) ist.
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100a1) nach Anspruch 4, weiterhin enthaltend ein Ausschalt-Kompensationsmittel (38a) zum Ausschalten des Ausgabe-Kompensationssignals (S52a) für die erste vorbestimmte Zeitperiode (tp) unmittelbar nach der dritten vorgegebenen Zeitperiode (tr).
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100a1) nach Anspruch 4, weiterhin enthaltend ein Ausschalt-Kompensationsmittel (38) zum Ausschalten des Ausgabe-Kompensationssignals (S53b) für die erste vorbestimmte Zeitperiode (tp), unmittelbar nachdem der Kurzschluss gelöscht ist.
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100a1) nach Anspruch 4, weiterhin enthaltend ein Ausschalt-Kompensationsmittel (38) zum Ausschalten des Ausgabe-Kompensationssignals (S53b) für die erste vorbestimmte Zeitperiode (tp) unmittelbar nach der dritten vorbestimmten Zeitperiode (tr) und unmittelbar nach dem Löschen des Kurzschlusses.
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100b7) nach Anspruch 10, weiterhin enthaltend ein Kurzschluss-Wiedererfassungsmittel (35) zum Erfassen eines wiederholten Kurzschlusses innerhalb der fünften vorbestimmten Zeitperiode (th), um die Zeitlänge der fünften vorbestimmten Zeitperiode (th) einzustellen.
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100b7) nach Anspruch 10, weiterhin enthaltend ein Kurzschluss-Wiedererfassungsmittel (35) zum Erfassen eines wiederholten Kurzschlusses innerhalb der fünften vorbestimmten Zeitperiode (th), um die dritte Impulshöhe (Ih) einzustellen.
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100b7) nach Anspruch 10, weiterhin enthaltend ein Kurzschluss-Wiedererfassungsmittel (35) zum Erfassen eines wiederholten Kurzschlusses innerhalb der fünften vorbestimmten Zeitperiode (th), um die dritte vorbestimmte Zeitperiode (th) und die dritte vorbestimmte Höhe (Ih) einzustellen.
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 6, bei der das Tropfenabtrennungs-Erfassungsmittel (50) die Tropfenabtrennung erfasst, wenn die erfasste Spannung (Sv) größer als ein vorbestimmter Spannungswert ist, während die erst Impulswelle (S53) verwendet wird.
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100c) nach Anspruch 6, weiterhin enthaltend ein Tropfenabtrennungs-Erfassungsmittel (50b) zum Vergleichen der ersten vorbestimmten Spannung mit dem Differential der erfassten Spannung (Sy) während der ersten Impulszeitperiode (tp), um das Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal (S50b) zu erzeugen, wenn das erfasste Spannungsdifferential, welches während der ersten Impulswellen-Steuerungsverzögerungszeit (Pws) ansteigt, den ersten vorbestimmten Wert überschreitet, wobei die Impulswellen-Steuerungsverzögerungszeitperiode (Pws) die Zeit ist, damit die Schweißspannung (Sv), die erforderlich ist, unmittelbar nach der Tropfenabtrennung, wieder auf die erste Impulshöhe (Vp) ansteigt.
Schweißenergie-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der das Schweißbedingungs-Erfassungsmittel (13, 30, 52) weiterhin ein Zuführgeschwindigkeits-Erfassungsmittel (60) zum Erfassen der Zuführgeschwindigkeit (Sw) der Verlustelektrode (5) enthält.
Schweißenergie-Steuerverfahren zum Steuern der Schweißenergie der Verlustelektrode beim Impulslichtbogenschweißen, bei dem ein Schutzgas verwendet wird, dessen Hauptbestandteil Kohlendioxid ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte enthält: Erfassen der Schweißbedingungen (S50, S51, S52, Sw), was die folgenden Schritte enthält: Erfassen der Schweißspannung (Sv); Erfassen der Tropfenabtrennung von geschmolzenen Tropfen von der Verlustelektrode (5) basierend auf der erfassten Schweißspannung (Sv); und Erfassen eines Kurzschlusses basierend auf der erfassten Schweißspannung (Sv); und Erzeugen einer ersten Impulswelle (S53), die durch eine erste Impulshöhe (Ip und Vp) definiert ist, für eine erste vorbestimmte Zeitperiode (tp) und ei ner Basishöhe (Ib und Vb), die geringer ist als die erste Impulshöhe, für eine zweite vorbestimmte Zeitperiode (tb), und Erzeugen einer zweiten Impulswelle (S53), die durch eine zweite Impulshöhe (Ir und Vr), welche kleiner ist als die erste Impulshöhe (Ib und Vb) definiert ist, für eine dritte vorbestimmte Zeitperiode (tr), der die erste Impulswelle (S53) folgt, beginnend mit der ersten Höhe (Ip und Vp), basierend auf den erfassten Schweißbedingungen (S50, S51, S52, Sw), wobei die zweite Impulswelle in Erwiderung auf eine Erfassung der Tropfenabtrennung erzeugt wird.
Schweißenergie-Steuerverfahren nach Anspruch 22, bei dem die erste Impulshöhe ein erster Strom (Ip) und die Basishöhe ein zweiter Strom (Ib) ist, der kleiner ist als der erste Stromwert (Ip).
Schweißenergie-Steuerverfahren nach Anspruch 22, bei dem die erste Impulshöhe eine erste Spannung (Vp) und die Basishöhe eine zweite Spannung (Vb) ist, die kleiner ist als die erste Spannung (Vp).
Schweißenergie-Steuerverfahren nach Anspruch 22, weiterhin enthaltend den Schritt des Erzeugens eines Ausgabe-Kompensationssignals (S50), welches vorliegt, wenn die Tropfenabtrennung erfasst wird, wobei das Ausgabe-Kompensationssignal (S50) für eine vierte Zeitperiode (Pc) abgeschaltet ist, nachdem der Kurzschluss gelöscht ist.
Schweißenergie-Steuerverfahren nach Anspruch 25, bei dem die erste Impulswelle (S53) erzeugt wird, wenn das Ausgabe-Kompensationssignal (S52) nicht vorliegt, und die zweite Impulswelle (S53) erzeugt wird, wenn das Ausgabekompensationssignal (S52) vorliegt.
Schweißenergie-Steuerverfahren nach Anspruch 22, bei dem der Tropfenabtrennungs-Erfassungsschritt die Tropfenabtrennung erfasst, wenn die erfasste Schweißspannung (Sv) größer ist, als eine erste vorbestimmte Spannung.
Schweißenergie-Steuerverfahren nach Anspruch 22, bei dem der Kurzschluss-Erfassungsschritt einen Kurzschluss erfasst, wenn die erfasste Schweißspannung (Sv) kleiner ist als eine zweite vorbestimmte Spannung.
Schweißenergie-Steuerverfahren nach Anspruch 25, bei dem der Impulswellen-Erzeugungsschritt die erste Impulswelle (S53) nicht erzeugt, wenn sowohl das Ausgabe-Kompensationssignal (S52) vorliegt als auch ein Kurzschluss erfasst wird, und die zweite Impulswelle (S53) beginnend mit dem Zeitpunkt erzeugt wird, wenn der Kurzschluss gelöscht ist, wenn ein Kurzschluss erfasst ist.
Schweißenergie-Steuerverfahren nach Anspruch 29, weiterhin enthaltend einen Kurzschluss-Bewertungsschritt, um einen Langzeitkurzschluss, der von einer Tropfenübertragung begleitet ist, von einem kurzfristigen Kurzschluss, der nicht von einer Tropfenübertragung begleitet ist, in der Zeitdauer vom Beginn bis zum Ende des Kurzschlusses zu unterscheiden, wobei das Impulswellen-Erzeugungsmittel (53c) die Kurzschlusserfassung ignoriert, wenn der Kurzschluss ein kurzzeitiger Kurzschluss ist.
Schweißenergie-Steuerverahren nach Anspruch 25, bei dem das Impulswellen-Erzeugungsverfahren die erste Impulswelle (S53d) nicht erzeugt, wenn sowohl das Ausgabe-Kompensationssignal (S52b) vorliegt als auch ein Kurzschluss erfasst wird, und eine dritte Impulswelle (S53e) erzeugt, die durch eine dritte Impulshöhe (Ih), welche kleiner ist als die erste Impulshöhe (Ip und Vp), definiert ist, für eine fünfte Zeitperiode (th) ab dem Zeitpunkt, wenn der Kurzschluss gelöscht ist, gefolgt von der ersten Impulswelle (S53e).
Schweißenergie-Steuerverfahren nach Anspruch 25, bei dem die dritte Impulshöhe entweder ein dritter Strom (Ih) oder eine dritte Spannung (Vh) ist.
Schweißenergie-Steuerverfahren nach Anspruch 25, bei dem die dritte Impulshöhe (Ih) gleich der Basisimpulshöhe (Ib und Vb) gesetzt ist.
Schweißenergie-Steuerverfahren nach Anspruch 25, weiterhin enthaltend eine Ausschaltkompensation, um das Ausgabe-Kompensationssignal (S52a) für die erste vorbestimmte Zeitperiode (tp) unmittelbar nach der dritten vorbestimmten Zeitperiode (tr) auszuschalten.
Schweißenergie-Steuerverfahren nach Anspruch 25, weiterhin enthaltend einen Schritt der Ausschaltkompensation, um das Ausgabe-Kompensationssignal (S53b) für die erste vorbestimmte Zeitperiode (tp) unmittelbar nach Aufhebung des Kurzschlusses auszuschalten.
Schweißenergie-Steuerverfahren nach Anspruch 25, weiterhin enthaltend einen Schritt des Ausschaltkompensierens, um das Ausgabe-Kompensationssignal (S53b) für die erste vorbestimmte Zeitperiode (tp) unmittelbar nach der dritten vorbestimmten Zeitperiode (tr) und unmittelbar nach dem Löschen des Kurzschlusses auszuschalten.
Schweißenergie-Steuerverfahren nach Anspruch 35, weiterhin enthaltend einen Schritt der Kurzschluss-Wiedererfassung, um einen wiederholten Kurzschluss innerhalb der fünften vorbestimmten Zeitperiode (th) zu erfassen, um die Zeitdauer der fünften vorbestimmen Zeitperiode (th) einzustellen.
Schweißenergie-Steuerverfahren nach Anspruch 35, weiterhin enthaltend einen Schritt des Kurzschluss-Wiedererfassens, um einen wiederholten Kurzschluss innerhalb der fünften vorbestimmten Zeitperiode (th) zu erfassen, um die dritte Impulshöhe (Ih) einzustellen.
Schweißenergie-Steuerverfahren nach Anspruch 35, weiterhin enthaltend einen Schritt des Kurzschluss-Wiedererfassens, um einen wiederholten Kurzschluss innerhalb der fünften vorbestimmten Zeitperiode (th) zu erfassen, um die dritte vorbestimmte Zeitperiode (th) und die dritte vorbestimmte Höhe (Ih) einzustellen.
Schweißenergie-Steuerverfahren nach Anspruch 27, bei dem der Schritt des Erfassens der Tropfenabtrennung die Tropfenabtrennung erfasst, wenn die erfasste Spannung (Sv) größer ist als ein vorbestimmter Spannungswert, während die erste Impulswelle (S53) verwendet wird.
Schweißenergie-Steuerverfahren nach Anspruch 27, weiterhin enthaltend den Schritt der Tropfenabtrennungserfassung, um die erste vorbestimmte Spannung mit dem Differential der erfassten Spannung (Sv) während der ersten Impulsdauer (tp) zu vergleichen, um das erste Tropfenabtrennungs-Erfassungssignal (S50b) zu erzeugen, wenn das erfasste Spannungsdifferential, welches während der ersten Impulswellensteuerungs-Verzögerunszeit (Pws) ansteigt, den ersten vorbestimmten Wert übersteigt, wobei die Impulswellensteuerungs-Verzögerungszeit (Pbs) die Zeit ist, die erforderlich ist, damit die Schweißspannung (Sv), unmittelbar nach der Tropfenabtrennung, wiederum bis auf die erste Impulshöhe (Vp) unmittelbar nach der Tropfentrennung ansteigt.
Schweißenergie-Steuerverfahren nach Anspruch 22, weiter enthaltend den Schritt des Erfassens der Zuführgeschwindigkeit, um die Geschwindigkeit (Sw) der Zuführung der Verlustelektrode (5) zu erfassen.