[发明专利]电弧焊接方法以及电弧焊接系统

说明书

技术领域

本发明涉及电弧焊接方法以及电弧焊接系统。

背景技术

图6是表示现有的焊接系统的一例的图。该图中的焊接系统91使用所谓的合缝脉冲焊接法(stitch pulse welding)进行焊接。所谓的合缝脉冲焊接法是通过控制焊接时的热输入和冷却，从而容易抑制对母材的热影响的焊接方法。当使用该合缝脉冲焊接法时，与现有的薄板焊接相比，能提高焊接外观，降低焊接变形量(例如参照专利文献1)。

操作器9M对工件9W自动地进行电弧焊接，该操作器9M由上臂93、下臂94以及手腕部95、用于对这些进行旋转驱动的多个伺服电动机(未图示)构成。

电弧焊矩9T安装于操作器9M的手腕部95的前端部分，用于将缠绕于焊丝卷轴96上的直径1mm左右的焊丝97导出至工件9W中指示的焊接位置。焊接电源9WP在电弧焊矩9T与工件9W之间提供焊接电压。对工件9W进行焊接时，在将焊丝97以希望的伸出长度从电弧焊矩9T的前端伸出的状态下进行。

电缆导管92具有用于在内部对焊丝97进行导向的线圈导线装置(coilliner)(未图示)，该电缆导管92连接于电弧焊矩9T。再有，电缆导管92将来自焊接电源9WP的电力以及来自气体容器98的保护气体也都提供给电弧焊矩9T。

作为操作单元的垂控器(teacher pendant)9TP是所谓的可移动式操作盘，用于设定操作器9M的动作、进行合缝脉冲焊接所需要的条件等。

自动装置控制装置9RC用于使操作器9M执行焊接动作的控制，在其内部具有主控制部、动作控制部以及伺服驱动器(都未图示)等。并且，基于操作者通过垂控器9TP而指示的作业程序，从伺服驱动器对操作器9M的各伺服电动机输出动作控制信号，分别使操作器9M的多个轴进行转动。自动装置控制装置9RC由于通过来自操作器9M的伺服电动机中具有的编码器(并未图示)的输出来识别当前位置，因此能够控制电弧焊矩9T的前端位置。并且，在焊接部中，反复进行以下所说明的焊接、移动、冷却的同时进行合缝脉冲焊接。

图7是用于说明进行合缝脉冲焊接时的状态的图。焊丝97从电弧焊矩9T的前端伸出。保护气体G从焊接开始时至焊接结束时总以恒定的流量从电弧焊矩9T吹出。以下，对合缝脉冲焊接时的各状态进行说明。

该图(a)表示电弧发生时的情况。基于所设定的焊接电流以及焊接电压，在焊丝97的前端与工件9W之间发生电弧a，焊丝97熔化从而在工件9w上形成熔化池Y。发生电弧a之后，经过所指示的焊接时间后停止电弧a。

该图(b)表示电弧停止后的情况。电弧停止后直至经过所设定的冷却时间，将保持焊接后的状态。也就是说，操作器9M以及电弧焊矩9T在与焊接时的状态同样地停止的状态下，只是从电弧焊矩9T吹出保护气体G，因此，熔化池Y实质上被保护气体G冷却从而凝固。

该图(c)表示使电弧焊矩9T移动至下一个焊接位置的情况。冷却时间经过后，使电弧焊矩9T在焊接行进方向移动至相隔预先设定的移动间距Mp的位置即电弧再次开始地点。此时的移动速度是被设定的移动速度。移动间距Mp是被调整后的距离，如该图(c)所示使得焊丝97位于熔化池Y凝固之后的焊接痕迹Y’的外周侧。

该图(d)是表示在电弧再次开始地点使电弧a再次发生的情况。在焊接痕迹Y’的前端部重新形成熔化池Y从而进行焊接。这样，在合缝脉冲焊接系统91中，交替反复发生电弧从而进行焊接的状态、和进行冷却及移动的状态。于是，以焊接痕迹即鳞片重叠的方式形成焊道。

图8是用于说明焊接施工后形成的焊道的图。如该图所示，在首个电弧开始地点P1形成焊接痕迹Sc，在朝向焊接行进方向Dr间隔了移动间距Mp的电弧再次开始地点P2也形成同样的焊接痕迹Sc。在电弧再次开始地点P3以后进一步顺序形成焊接痕迹Sc。这样，以重叠的方式形成作为焊接痕迹Sc的鳞片，其结果是形成了鳞片状的焊道B。

在上述的方法中，如图7(b)、图7(c)等所示，反复进行使电弧a停止、之后再次使电弧a再发生的步骤。要想使电弧a再次发生，需要时间。因此，在上述方法中，存在焊接时间较长的问题。因而，如图9所示，提出了一种不使电弧a停止进而就不需要电弧a再次发生的焊接方法(例如参照专利文献2)。

如图9(b)、图9(c)所示，与图7(b)、图7(c)所示的情况不同，在冷却熔化池Y时也不使电弧a停止，保持电弧a持续发生的状态。由此，可实现焊接时间的缩短。