[发明专利]焊接装置以及焊接方法有效
申请号: | 201680006808.8 | 申请日: | 2016-01-04 |
公开(公告)号: | CN107206532B | 公开(公告)日: | 2020-09-08 |
发明(设计)人: | 川边直辉;丸山德治;宫田实;山崎圭;铃木励一 | 申请(专利权)人: | 株式会社神户制钢所 |
主分类号: | B23K9/173 | 分类号: | B23K9/173;B23K9/16;B23K9/29;B23K9/32;B23K35/30 |
代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人: | 海坤 |
地址: | 日本*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 焊接 装置 以及 方法 | ||
本发明的目的在于减少焊接金属中的扩散性氢的量。在本发明的焊接系统(100)中,具备:使用焊丝(1)对工件(W)进行焊接的焊矩(10);吸引保护气体的吸引装置(30);以及供所吸引的保护气体流动的吸引保护气体供给路径(60),焊矩(10)构成为具有:引导焊丝(1)的导电嘴(14);向焊接部供给保护气体的保护气体供给喷嘴(11);以及包围从导电嘴(14)突出的焊丝(1)的周围(3)且朝向焊丝(1)的前端部开口而吸引保护气体的吸引喷嘴(12)。
技术领域
本发明涉及焊接装置以及焊接方法。
背景技术
在焊接产业中,因焊接金属中的扩散性氢(氢原子H)导致的焊接金属的氢脆化以及氢破裂成为问题。焊接金属中的扩散性氢集中于钢组织的晶界、微小空间而成为氢分子(H2),体积膨胀,通过其膨胀压力而产生破裂,从而导致构造物的破坏。关于上述那样的氢破裂,随着钢的强度增大而使氢破裂敏感性提高,近年来,存在焊接中使用高强度的高张力钢的趋势。
图20是用于说明扩散性氢被焊接金属吸收的过程的图。在图20中,作为焊丝而使用加入焊剂的焊丝即药芯焊丝(FCW(Flux Cored Wire))进行说明。另外,图21是示出药芯焊丝的截面的图。
作为药芯焊丝的焊丝201由构成外周的钢制环202和中心部203构成。在药芯焊丝的情况下,中心部203含有金属或者合金等的金属粉以及焊剂。而且,在焊丝201穿过导电嘴208被输送的同时,焊接电流从导电嘴208流向焊丝201,利用焊丝201前端的电弧209将焊丝201熔化而成为焊接金属210。此时,焊接电流流过从导电嘴208突出的焊丝201的焊丝突出部211,因此产生电阻发热,温度上升。该上升温度例如存在如下情况:在距导电嘴208的前端为5mm左右的位置处达到100℃,在距导电嘴208的前端为20mm的焊丝前端附近处上升至大约600℃。
在焊丝突出部211的温度超过100℃而上升时,首先,焊丝201表面的氢源205气化而从焊丝201释放出。接着,通过来自被加热的钢制环202的导热来加热中心部203,焊剂内以及金属粉内的氢源205也气化,穿过作为接缝的焊缝204而向焊丝201外释放出。从焊丝201释放出的氢源205的一部分通过在电弧等离子体气流以及气体保护电弧焊的情况下从喷嘴206向焊接部供给的保护气体的流动(箭头207所示的方向)而流向箭头213所示的方向并被引导至电弧209。电弧209为数千度的高温,因此氢源205例如H2O被分解而成为扩散性氢212,其被电弧柱内的熔滴以及焊接金属210吸收而进入到焊接金属210内。
这样一来,存在于焊丝表面的氢源、焊丝所使用的焊剂以及金属粉所包含的氢源在被加热至高温的焊丝突出部进行气化。然后,气化后的氢源借助在电弧等离子体气流以及气体保护电弧焊的情况下被供给的保护气体的流动而被运至电弧柱内及其附近,分解而成为氢原子(即扩散性氢),从而被吸收至焊接金属。
作为因扩散性氢产生的氢脆化以及氢破裂的对策,为了促使扩散性氢从焊接金属向外部释放出,有时进行预热(在焊接前加热焊接钢材)、后热(在焊接后加热焊接部)。另外,在焊接过程中使用药芯焊丝的情况下,还使用通过向焊剂添加CaF2、Na3AlF6等氟化物而使扩散性氢减少的方法。此外,还提出向在气体保护电弧焊中被供给的保护气体微量地混合CF4的方法。
另外,例如,作为用于取出对于焊接人员而言不优选的物质即焊接烟尘的装置,专利文献1记载有下述的用于进行焊接作业的装置,其具备:能够在内部引导可与电压源连接的焊丝的中心构件;为了取出焊接烟尘而配置于中心构件的外侧的取出构件;以及为了供给气体而配置于取出构件的外侧的气体供给构件。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2002-506736号公报
发明内容
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