[发明专利]等离子金属惰性气体电弧焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种等离子金属惰性气体电弧焊接(plasma MIG welding) 方法，其用一个焊炬使金属惰性气体(MIG：Metal Inert Gas)电弧和等离 子电弧同时产生，来进行焊接。

背景技术

在现有技术中，提案了对等离子焊接方法和金属惰性气体电弧焊接方 法进行组合的等离子金属惰性气体电弧焊接方法(参照例如专利文献1)。 在这种等离子金属惰性气体电弧焊接方法中，通过在配置于焊炬内的等离 子电极与母材之间通上等离子焊接电流，使等离子电弧产生。同时，将等 离子电极设置成中空形状，穿过上述中空形状内部来进给经由配置在上述 等离子电极内的供电芯片(chip)而被供电的焊丝，并通过在焊丝与母材 之间通上金属惰性气体电弧焊接电流，使金属惰性气体电弧产生。因此， 金属惰性气体电弧呈被等离子电弧包围的状态。焊丝作为使金属惰性气体 电弧产生的电极发挥功能，并且，其前端熔融成为熔滴，辅助母材的接合。 因此，等离子金属惰性气体电弧焊接方法多使用在厚板的高效率焊接、薄 板的高速焊接等中。

关于上述金属惰性气体电弧焊接电流，为了抑制飞溅(sputter)的产 生、且稳定地供给熔滴，一般多使用直流的脉冲波形。因此，金属惰性气 体电弧焊接方法为一般的金属惰性气体电弧脉冲焊接方法。在包含金属惰 性气体电弧脉冲焊接方法在内的消耗电极式电弧焊接方法中，将焊接中的 电弧长维持成一个适当值很重要，故要进行电弧长控制。上述等离子焊接 电流使用直流或者直流脉冲波形。在以后的说明中，当仅记载了电弧长时， 其指的是金属惰性气体电弧的电弧长。以下，关于上述的等离子金属惰性 气体电弧焊接方法进行说明。

图10是表示现有技术中的等离子金属惰性气体电弧焊接方法的波形 图。同图(A)表示金属惰性气体电弧焊接电流Iwm，同图(B)表示金 属惰性气体电弧焊接电压Vwm，同图(C)表示等离子焊接电流Iwp，同 图(D)表示等离子焊接电压Vwp。以下，参照同图进行说明。

如同图(A)所示，通上由在峰值(peak)期间Tp中的峰值电流Ip 以及在基值(base)期间Tb中的基值电流Ib组成的金属惰性气体电弧焊 接电流Iwm。此峰值期间Tp和基值期间Tb合起来为脉冲期间Tf。而且， 与此金属惰性气体电弧焊接电流Iwm的通电相对应，如同图(B)所示， 在峰值期间Tp中，在焊丝和母材之间施加峰值电压Vp，而在基值期间 Tb中，施加基值电压Vb。

在金属惰性气体电弧脉冲焊接中，为了得到良好的焊接质量，进行将 电弧长维持成适当值的电弧长控制。通常，此电弧长控制，利用金属惰性 气体电弧焊接电压Vwm与电弧长大致成正比的关系，控制脉冲周期，以 使金属惰性气体电弧焊接电压Vwm的平均值等于预先设定的电压设定 值。金属惰性气体电弧焊接电压Vwm的平均值，是使金属惰性气体电弧 焊接电压Vwm通过低通滤波器而生成的。此电弧长控制的方式称作频率 调制方式。在这种情况下，将峰值期间Tp、峰值电流Ip、以及基值电流 Ib设定为规定值，其成为脉冲参数。将峰值电流Ip设定在临界值以上， 其与峰值期间Tp组合在一起，被称作单位(unit)脉冲条件。此单位脉冲 条件设定为在1个脉冲周期中进行1次熔滴过渡。将基值电流Ib设定为小 于临界值的数十A左右的小电流值。根据焊丝的材质、直径、进给速度等 将单位脉冲条件以及基值电流Ib设定为适当值。

另一方面，如同图(C)所示，对等离子焊接电流Iwp实施恒定电流 控制，使其成为预先设定的恒定值的直流波形。另外，如同图(D)所示， 在等离子电极与母材之间施加等离子焊接电压Vwp。因此，等离子电弧由 恒定值的等离子焊接电流Iwp的通电产生。

专利文献1：JP特开2008-229641号公报