[发明专利]电弧焊接装置以及电弧焊接方法

说明书

本发明提供的电弧焊接装置，在自耗电极式的埋弧焊接中，即使是焊丝的突出长度变动的情况，也能将相对于熔融部分的焊丝前端部的位置维持固定，能实现稳定的埋弧状态。电弧焊接装置具备：模式设定电路，其选择以埋弧进行焊接的第1模式、或以明弧进行焊接的第2模式；进给速度控制电路，其对进给速度进行控制，使得在突出长度变长的情况下，焊丝的进给速度变快，在突出长度变短的情况下，进给速度变慢；和电压控制电路，其对电源部的输出进行控制，使得在突出长度变长的情况下，输出电压变大，在突出长度变短的情况下，输出电压变小。与焊丝的突出长度相应的进给速度的变化量所对应的输出电压的变化量，在第1模式设定时比第2模式设定时更小。

技术领域

本发明涉及自耗电极式的电弧焊接装置以及电弧焊接方法。

背景技术

作为焊接方法之一，有自耗电极式的气体保护电弧焊接法。气体保护电弧焊接法是使对母材进给的焊丝与母材之间产生电弧、通过电弧的热来焊接母材的手法，特别是为了防止成为高温的母材的氧化，一边对焊接部周边喷射惰性气体一边进行焊接。若是5mm程度的薄板，就能以单道来焊接母材的对接接缝。

另外，有通过与一般的气体保护电弧焊接法相比更高速进行焊丝的进给、提供大电流来实现9～30mm的厚板的单道焊接的技术。具体地，通过以约5～100m/分进给焊丝，提供300A以上的大电流，能实现厚板的单道焊接。若进行焊丝的高速进给以及大电流提供，就会由于电弧的热而在母材形成凹状的熔融部分，焊丝的前端部进入被熔融部分包围的空间。通过焊丝的前端部进入比母材表面更深部，熔融部分贯通到母材的厚度方向背面侧，能进行单道焊接。以下将被凹状的熔融部分包围的空间称作埋没空间，将在进入埋没空间的焊丝的前端部与母材或熔融部分之间产生的电弧适宜称作埋弧。将以埋弧进行的焊接称作埋弧焊接。另一方面，将不形成凹状的熔融部分的电弧、或焊丝前端部不侵入凹状的熔融部分的通常的电弧称作明弧。

在专利文献1中公开了一种自耗电极式的电弧焊接装置，即使在焊丝的突出长度变动的情况下也能得到稳定的电弧。

在具有恒电压特性控制和与其类似的特性的一般的消耗式电极电弧焊接中，由于若焊丝突出长度变化则焊接电流变化，因此与此相伴的熔深深度的变化、电弧状态的变化经常成为问题。其中这里所说的突出长度，是指从导电嘴到母材表面的距离，而不是指焊接中作为个体而存在的焊丝的长度(从导电嘴前端到电弧产生点的长度)。为了解决该问题，有通过自动调整与焊接电流有相关的焊丝进给速度来将焊接电流维持成如设定值那样的技术。

但仅进行焊丝进给速度的调整，虽然能将焊接电流维持得如设定值那样，但不能固定地维持合适的电弧长度，焊接会不稳定化。在专利文献1 所涉及的电弧焊接装置中，通过与进给速度同时自动调整设定电压，能将电弧长度保持固定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开平5-205451号公报

但在专利文献1记载的电弧焊接装置中，未考虑埋弧焊接和明弧焊接的特性。

与通常的明弧比较，在埋弧中，出于下述的理由而需要更精密地控制电弧长度、及焊丝前端位置。

第1，若焊丝前端位置上升到比熔融部分的上端更上侧，就不再是埋弧。

第2，在以通过在熔融部分深的位置使电弧产生来得到深的熔深为特征的埋弧中，焊丝前端位置的变化给熔深深度带来较大影响。

第3，特别在利用旋转过渡或钟摆过渡来将埋弧稳定化的情况下，若焊丝前端位置变深，就变得难以支撑熔融部分的侧壁，埋弧的稳定性降低。

另外，与通常的明弧比较，在埋弧中，为了使焊丝前端位置变化而需要的电压变化量较小，在使用专利文献1的控制技术的情况下，若直接使用在通常的明弧中所使用的进给速度变化量/设定电压变化量，后者的影响较大而不能将焊丝前端位置维持固定。