[发明专利]水平对接接头熔敷焊接设备及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及水平对接接头焊接，更特别地，涉及用于熔敷焊接水平对接接头的设备和方法，该设备和方法可通过包括焊接根部部分的熔敷焊接来焊接接头。

背景技术

通常，对接接头焊接将通过焊接来连接彼此面对的基材，并且当连接铁板时经常用到对接接头焊接。

图1是示出在进行传统自动焊接时根部焊道之后的焊接状态的视图。

在图1中，部分S是剖视图并且部分P是部分切除的立体图。下文中，在本发明的说明书和附图中，部分S指示剖视图并且部分P指示部分切除的立体图。

如图1中所示，在纵向上彼此面对的两个基材1a和1b被水平对接焊接的情况下，上基材1a和下基材1b彼此面对，并且焊接接头变成坡口。此外，上基材1a的坡口向上倾斜，下基材1b在与平面成直角的坡口状态下被焊接。

如上所述，在使用自动机器对于水平对接接头应用药芯焊丝电弧焊接的情况下，如图1中所示，上基材1a和下基材1b被布置成根据制造程度而具有不同的间隙3，并且当间隙3被填充时形成根部部分2并且首先在执行焊接那侧的背部执行根部焊道。在坡口内部执行熔敷焊接的情况下(在该坡口上形成有根部部分2)，由于熔融金属的低粘度和作用于熔融金属的重力，熔融金属处于焊接电弧的前面，使得电弧形成在熔融金属上。因为形成在熔融金属上的电弧难以充分穿透基材，所以经常造成缺陷(诸如，焊接金属未完全融合和含渣)。

此外，在低电弧力的情况下，上基材形成未焊接的宏观横截面53(参见图1)。

电弧力意指推动熔池的动力，通常与电流的平方和两倍电压成正比地增大。在电弧力弱的情况下，也就是说，在使用低电流和低电压的情况下，因为电弧半径51变小，所以熔融金属52形成得小。此外，在基材的底表面上形成薄金属穿透，因为推动小熔融金属52的力也变小，并且只有下基材1b被焊接在焊接接头的横截面上，因为熔融金属没有被向上推动至上基材1a的坡口，使得在形成未焊接的宏观横截面53的同时焊接上基材1a。

另外，因为通用焊接炬30的焊嘴31的外径是大约8mm，所以在小且窄的空间内执行摆动的情况下，焊嘴接触坡口并且这样经常造成短路。图2是示出传统焊嘴30的视图。

为了精确地焊接坡口内部，需要五个至七个焊道。另外，在焊接坡口内部之后，在执行表面部分的焊接的情况下，因为由于熔融金属的低粘度和作用于熔融金属的重力的影响，导致经常出现焊珠挠曲，所以有可能的话，顶部焊珠具有四个或五个焊道以精确焊接。

图3是通过传统焊接设备使用多个焊道来焊接厚度是23mm的基材时焊接部分#1至#6的剖视图。

就传统焊接方法而言，厚度是15mm的基材需要八个焊道，厚度是23mm的基材需要10个至15个焊道，如图3中所示。因此，当通过传统焊接设备焊接厚度是23mm的基材时，形成具有上基材未焊接的面的宏横截面53(图3中的焊接横截面的参考标号1、3、5、8和9的区域)，因此，必须焊接多个焊道。

换句话讲，在传统焊接设备中，通过由基材厚度所确定的间隙中形成根部焊道来形成根部部分2，并且在形成根部部分2之后执行坡口内部的熔敷焊接。然而，即使在根据基材厚度执行熔敷焊接的情况下，像附图中示出的被焊接部分#1至#6的横截面一样，多层焊道(10个至15个焊道)必须以小熔敷量被焊接，因此，通过减少焊道数量来提高生产率是有限的。

发明内容

技术问题

因此，本发明致力于解决在现有技术中出现的上述问题，本发明的目的是提供水平对接接头的自动焊接，更特别地，提供用于熔敷焊接水平对接接头的设备和方法，该设备和方法可在坡口上执行熔敷焊接时形成根部部分的同时形成熔敷焊接部分，从而实现熔敷焊接，而熔敷横截面的内部和表面没有任何缺陷并且没有减少焊道的数量。

本发明的另一个目的是提供用于熔敷焊接水平对接接头的设备和方法，该设备和方法可防止在熔敷摆动焊接期间焊珠在凹槽表面的方向上挠曲和熔融金属在正切方向上领先。

技术解决方案