[发明专利]电弧焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电弧焊接方法。

背景技术

图10是表示现有技术的焊接系统的一例的图。同图中的焊接系统91使用所谓的针脚脉冲(stitch pulse)焊接法来进行焊接。针脚脉冲焊接法是指一种通过对焊接时的供热和冷却进行控制，从而容易抑制施加到母材的热影响的焊接法。若使用该针脚脉冲焊接法，则相比现有技术的薄板焊接，能够使焊接外观得以改善，并使焊接形变量减少(例如，参照专利文献1)。

机械手(manipulator)9M对母材(base material)9W自动地进行电弧焊接，并由上臂93、下臂94、手腕部95、以及用于旋转驱动它们的多个伺服电动机(servo motor)(未图示)构成。

电弧焊炬(welding torch)9T，安装在机械手9M的手腕部95的前端部分，用于将卷绕在焊丝盘(wire reel)96上的直径1mm左右的焊丝97导入到母材9W的被示教的焊接位置。焊接电源9WP在电弧焊炬9T与母材9W之间供给焊接电压。当对母材9W进行焊接时，在以期望的伸出长度从电弧焊炬9T的前端伸出焊丝97的状态下进行。

管道电缆(conduit cable)92具备用于将焊丝97导向内部的线圈导向部(coil liner)(未图示)，并与电弧焊炬9T连接。进一步地，管道电缆92将来自焊接电源9WP的电力以及来自气瓶(gas cylinder)98的保护气体供给到电弧焊炬9T。

作为操作单元的示教器(teach pendant)9TP是所谓的可移式操作盘，用于为了使机械手9M的动作、针脚脉冲焊接进行而设定必要的条件等。

机器人控制装置9RC用于使机械手9M执行焊接动作的控制，在其内部具备主控制部、动作控制部、以及伺服驱动器(servo driver)(均未图示)等。并且，操作者基于由示教器9TP示教的作业程序，从伺服驱动器输出动作控制信号到机械手9M的各伺服电动机，并分别使机械手9M的多个轴旋转。由于机器人控制装置9RC根据来自机械手9M的伺服电动机所具备的编码器(encoder)(未图示)的输出来识别当前位置，故能够控制电弧焊炬9T的前端位置。然后，在焊接部中，在重复进行以下说明的焊接、移动、冷却的同时进行针脚脉冲焊接。

图11是用于说明进行针脚脉冲焊接时的状态的图。焊丝97从电弧焊炬9T的前端伸出。保护气体(shield gas)G自焊接开始时起到焊接结束时为止始终以恒定的流量从电弧焊炬9T喷出。以下，关于针脚脉冲焊接时的各状态进行说明。

同图(a)表示电弧产生时的状况。基于所设定的焊接电流以及焊接电压，在焊丝97的前端与母材9W之间产生电弧a，焊丝97熔融，并在母材9W上形成熔融池Y。自电弧a产生起，在经过所示教的焊接时间后，停止电弧a。

同图(b)表示电弧停止后的状况。在电弧停止后，直到经过所设定的冷却时间为止，均使焊接后的状态维持。即，机械手9M以及电弧焊炬9T在与焊接时的状态同样地停止的状态下，仅从电弧焊炬9T喷出保护气体G，故熔融池Y实质上由保护气体G冷却并凝固。

同图(c)表示使电弧焊炬9T移动到下一焊接位置的状况。在经过冷却时间后，使电弧焊炬9T在焊接行进方向上移动到相隔了预先设定的移动间距(pitch)Mp的位置即电弧重新开始点。此时的移动速度是所设定的移动速度。移动间距Mp，如同图(c)所示，是为了在熔融池Y凝固后的焊接痕Y’的外周侧上定位焊丝97而进行调整后的距离。

同图(d)表示在电弧重新开始点上重新产生电弧a的状况。在焊接痕Y’的前端部上重新形成熔融池Y并进行焊接。这样，在针脚脉冲焊接系统91中，使产生电弧来进行焊接的状态与进行冷却、移动的状态交替地重复。然后，按照使作为焊接痕的鳞(ゥロコ)相互重叠的方式形成焊道(weld bead)。

图12是用于说明在焊接施工后所形成的焊道的图。如同图所示，在最初的电弧开始点P1上形成焊接痕Sc，向着焊接行进方向Dr，在相隔移动间距Mp的重新电弧开始点P2上也形成同样的焊接痕Sc。进而，在重新电弧开始点P3以后，也依次形成越来越多的焊接痕Sc。这样，作为焊接痕Sc的鳞相互重叠所形成的结果是形成鳞状的焊道B。