[发明专利]穿透焊接方法

说明书

本发明的目的在于提供一种能够不在背部部件上产生孔地从层叠钢板(W)的表面至背面形成足够大小的直径的穿透孔的穿透焊接方法。穿透焊接方法包含通过从等离子枪(31)对作为层叠钢板的工件(W)产生等离子弧柱来在该工件(W)上形成穿透孔的等离子焊接工序。在该等离子焊接工序中，在产生了等离子弧柱后，根据电弧电压或从电弧电压推定的弧长超过了根据工件(W)的厚度而确定的结束判定阈值这一情况，消去等离子弧柱。在该等离子焊接工序中，以电弧电压在穿透前后以大致恒定的速度增加的方式，从等离子枪(31)喷出使等离子弧柱的宽度从等离子枪侧至工件(W)侧被维持成大致恒定的流量的等离子气体。

技术领域

本发明涉及穿透焊接方法。更详细地说，涉及包含穿透工序在内的穿透焊接方法，其中，穿透工序通过以等离子枪产生等离子弧柱而在层叠钢板上形成穿透孔。

背景技术

以往，作为将使两张以上的钢板重合而构成的层叠钢板接合的技术，公知一种基于等离子MIG焊接进行的穿透焊接方法(例如参照专利文献1)。该穿透焊接方法包含通过以等离子枪产生的等离子弧而在层叠钢板上形成穿透孔(所谓小孔：key hole)的等离子焊接工序、和使用MIG枪来在上述穿透孔中填充填充物(filler)而将该穿透孔回填的MIG焊接工序这两个工序。在这样的穿透焊接方法中，为了实现足够的强度，在作为先行工序的等离子焊接工序中从层叠钢板的表面至背面形成足够大小的直径的穿透孔是重要的。

图6是表示专利文献1所记载的等离子焊接工序的步骤的图。在专利文献1的技术中，通过进行使孔从层叠钢板的表面穿透至背面的掘孔工序、和扩大在该工序中形成的穿透孔的直径的熔融直径扩大工序这两个工序而将足够大小直径的穿透孔形成在层叠钢板上。此时，若将电弧电流控制成恒定，则在等离子枪与层叠钢板之间生成的等离子弧柱的长度、与电弧电压之间根据欧姆定律而成立比例关系，因此电弧电压如图6的下部所示那样发生变化。在专利文献1的技术中，通过检测在图6中以虚线示出那样的电弧电压的急剧增加，来判断孔已从层叠钢板的表面穿透至背面，从而从掘孔工序转移到熔融直径扩大工序。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-180309号公报

发明内容

另外，在上述专利文献1的技术中，为了能够高精度地检测孔穿透的时刻，作为用于产生电弧电压的等离子电源而使用空负荷电压高的等离子电源，由此尽可能地增大了穿透时的电弧电压的增加速度(即等离子弧柱的伸长速度)。但是，当要像这样增大穿透时的电弧电压的增加速度时，有可能会导致穿透时急剧延伸的等离子弧柱到达至设在作为焊接对象的层叠钢板的背面侧的背部部件，从而产生非意图的孔。

本发明的目的在于提供一种能够不在背部部件上产生孔地从层叠钢板的表面至背面形成足够大小直径的穿透孔的穿透焊接方法。

(1)为了实现上述目的，本发明提供一种穿透焊接方法，包含通过从等离子枪(例如后述的等离子枪31)对作为层叠钢板的工件(例如后述的工件W)产生等离子弧柱来在该工件上形成穿透孔的穿透孔形成工序(例如图5的S5～S7)，上述穿透焊接方法的特征在于，在上述穿透孔形成工序中，在产生了上述等离子弧柱后，根据电弧电压或从该电弧电压推定的弧长超过了根据上述工件的厚度而确定的阈值(例如后述的结束判定阈值)这一情况，消去上述等离子弧柱，在上述穿透孔形成工序中，从上述等离子枪喷出使上述等离子弧柱的宽度从上述等离子枪侧至上述工件侧被维持成大致恒定的流量的等离子气体。

(2)在该情况下，优选的是，还具有阈值确定工序(例如图5的S2～S4)，在该阈值确定工序中，使用激光位移计(例如后述的激光位移计33)来测定上述等离子枪与上述工件的形成穿透孔的位置之间的距离，并使用该距离和上述工件的厚度来确定上述阈值。