电弧焊接装置、电弧焊接方法以及电弧焊接用磁控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供电弧焊接装置、电弧焊接方法以及电弧焊接用磁控制装置，不受焊接姿势、极间距离等施工条件的影响，抑制电弧干涉与磁吹，由此能够以高效率实现高质量的焊接。电弧焊接装置具有由非消耗电极或者消耗电极的一方或者双方构成的两个以上的多个电极。电弧焊接装置具备：一对磁线圈(65、67)，它们设置在多个电极中的至少配置为最靠近工件(19)的接地连接部的电极(41)的两腋侧；线圈励磁部(61)，其对一对磁线圈(65、67)进行励磁而产生磁通；以及控制部，其根据电极(41)与一对磁线圈(65、67)的相对位置、以及来自电极(41)与磁线圈(65、67)的磁通而使电弧周围的外部磁发生变化。

Arc welding device, arc welding method and magnetic control device for arc welding

The invention provides an arc welding device, an arc welding method and a magnetic control device for arc welding. It is not affected by the influence of the welding position, the distance between the poles and other construction conditions, and the arc interference and the magnetic blow are suppressed, thus high quality welding can be achieved by high efficiency. The arc welding device has two or more electrodes composed of one or both non-consumable electrodes or consumable electrodes. The arc welding device has: a pair of magnetic coils (65, 67), which are set at at least the two axillary side of the electrode (41) of the ground connecting part closest to the workpiece (19), and the coil excitation (61), which exciter a pair of magnetic coils (65, 67) to generate magnetic flux; and the control unit, which is based on the electrode (41) and a pair of magnetic fields. The relative position of the coils (65, 67) and the flux from the electrodes (41) to the magnetic coils (65, 67) change the external magnetic field around the arc.

【技术实现步骤摘要】
电弧焊接装置、电弧焊接方法以及电弧焊接用磁控制装置
本专利技术涉及电弧焊接装置、电弧焊接方法以及电弧焊接用磁控制装置。
技术介绍
关于使用了消耗电极的焊接(GasMetalArcWelding：GMAW)或者使用了非消耗电极的焊接(TungstenInertGas：TIG)等电弧焊接，已知有通过使用多个电极来实现效率提高的技术。但是，基于多个电极的焊接当电极彼此的电极间距离短时会引起电弧干涉。另一方面，当电极间距离长时容易产生磁吹。因此，在基于多个电极的焊接中，存在因由电弧不稳定引起的熔化不良、焊缝外观不良等而导致焊接质量变得不稳定的问题。另外，这些电弧不稳定也受到焊接姿势的影响，例如在立向、横向焊接中存在加剧焊缝的下垂的问题。为了解决这样的缺点，例如已知有专利文献1、2的技术。在专利文献1的基于双电极的非消耗电极的电弧焊接方法中，将相对的两根非消耗电极作为阴极，从两根非消耗电极交替地产生电弧而形成一个熔池(以下，记载为单熔池)，一边向该熔池进给添加材料一边进行焊接。在专利文献1中记载了在该电弧焊接方法中，利用两根非消耗电极形成单熔池，两电极的电弧也不相互干涉，因此，熔池在宽广范围内稳定。另外，记载了能够与两电极间的间隔相应地调整焊缝宽度与熔池的宽度，因此，能够消除在层叠焊接时容易产生的熔合不良。另外，在专利文献2的多电极焊接方法中，在横向的多电极焊接中，相对于形成坡口的壁中的、形成于母材的横向的坡口，在该坡口的宽度方向上配置焊炬主体的多个电极。也就是说，专利文献2的方法为在母材与多个电极之间产生电弧来进行焊接的多电极焊接方法，当形成坡口的壁中的一方的壁位于比另一方的壁靠下侧的位置时，对多个电极的姿势进行控制以使得电弧朝向下侧的壁偏转。由此，在专利文献2中记载了促进坡口的下侧的熔融，避免下侧变得熔化不足，防止产生焊瘤部，并且也抑制上侧的熔融金属下垂。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开平5-131273号公报专利文献2；日本特开2002-1537号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，专利文献1假定单熔池的焊接。将焊接电流作为脉冲电流相互地产生电弧的方法仅能够获得防止在电极间距离短的情况下引起的电弧干涉的效果。即，出于使输入热量分散的目的，如图12所示，在增长电极501与电极503的极间距离而形成双熔池的情况下，无法免受磁吹的影响。在利用相同方向电流(例如150A)的情况下，在电极501与电极503产生相同方向的磁力线B1、B2。尤其是，在受到工件505的接地线507的接地连接部的限制而将接地连接部仅设置在一处(图中的位置P)的情况下，在电极503与接地线507之间流动的合计电流大于在电极501与电极503之间流动的合计电流(I1＜I2)。因此，在靠近与接地线507连接的接地连接部的位置P的电极503产生比其他的部位大的磁场，磁吹(Mb1＜Mb2)变得显著。另外，在专利文献1中对于横向、立向等焊接姿势未作任何记载。在专利文献2中，在多个电极中抑制在横向的焊接姿势下容易产生的焊瘤、咬边，但假定为电极间距离短的单熔池，对于双熔池未作任何考虑。另外，对于电弧干涉、磁吹的课题也未作特别考虑。并且，即便假设组合专利文献1与专利文献2，也无法解决在双熔池以上的焊接中成为课题的磁吹。本专利技术是鉴于上述状况而完成的，其目的在于提供不受焊接姿势、电极间距离等施工条件的影响、通过抑制电弧干涉与磁吹而能够高效地实现高质量的焊接的电弧焊接装置、电弧焊接方法以及电弧焊接用磁控制装置。用于解决课题的方案本专利技术的一方案能够提供一种电弧焊接装置，由非消耗电极或者消耗电极的一方或者双方构成的两个以上的多个电极沿着焊接方向配置，对所述多个电极与工件之间施加焊接电流而产生电弧，其中，所述电弧焊接装置具备：一对磁线圈，它们设置在所述多个电极中的至少配置为最靠近所述工件的接地连接部的电极的、夹着该电极的两腋侧；线圈励磁部，其对一对所述磁线圈进行励磁而产生磁通；以及控制部，其根据所述电极与一对所述磁线圈的相对位置、以及来自所述电极与一对所述磁线圈的磁通而使所述电弧周围的外部磁场变化。另外，本专利技术的一方案能够提供一种电弧焊接方法，由非消耗电极或者消耗电极的一方或者双方构成的两个以上的多个电极沿着焊接方向配置，对所述多个电极与工件之间施加焊接电流而产生电弧，其中，对设置在所述多个电极中的至少配置为最靠近所述工件的接地连接部的电极的、夹着该电极的两腋侧的一对磁线圈进行励磁而产生磁通，根据所述电极与一对所述磁线圈的相对位置、以及来自所述磁线圈的磁通而使所述电弧周围的外部磁场变化。另外，本专利技术的一方案能够提供一种电弧焊接用磁控制装置，其控制由非消耗电极或者消耗电极构成的电极所产生的电弧的指向性，其中，所述电弧焊接用磁控制装置具备：磁线圈，其在U字型铁心的各前端部分别具有卷绕导线而成的一对绕线部；线圈移动机构，其将所述磁线圈配置为在一对所述绕线部之间夹着所述电极，并且将所述磁线圈支承为能够沿着焊接方向移动；线圈励磁部，其对所述磁线圈进行励磁而产生磁通；以及控制部，其根据所述电极与一对所述绕线部的相对位置、以及来自所述电极与一对所述磁线圈的磁通而使所述电弧周围的外部磁场变化。专利技术效果根据本专利技术的电弧焊接装置以及电弧焊接方法，能够不受焊接姿势、极间距离等施工条件的影响，抑制电弧干涉、磁吹，以高效率实现高质量的焊接。另外，根据本专利技术的电弧焊接用磁控制装置，能够不受焊接姿势、极间距离等施工条件的影响，产生能够抑制电弧干涉与磁吹的外部磁场。附图说明图1是第一结构例的电弧焊接装置的外观图。图2是图1所示的电弧焊接装置的主要部分立体图。图3是图2所示的电弧焊接装置的局部放大图。图4是第一线圈单元、第二线圈单元以及第一焊炬、第二焊炬的示意性的俯视图。图5是示出焊炬的电极与线圈单元的位置关系的示意性的说明图。图6是电弧焊接系统的控制框图。图7是示出在对电弧作用朝向焊接方向上游侧的电磁力的情况下的电极与磁线圈的位置以及电流方向的动作说明图。图8是示出在对电弧作用朝向焊接方向下游侧的电磁力的情况下的电极与磁线圈的位置以及电流方向的动作说明图。图9是示出在对电弧作用朝向与焊接方向正交的一侧方的电磁力的情况下的电极与磁线圈的位置以及电流方向的动作说明图。图10是示出在对电弧作用朝向与焊接方向正交的另一侧方的电磁力的情况下的电极与磁线圈的位置以及电流方向的动作说明图。图11是第二结构例的电弧焊接装置的主要部分构成图。图12是示出以往的基于双熔池的电弧焊接方法中的磁吹的产生原因的说明图。附图标记说明：19工件25焊丝进给头27气体吸引部39第一焊炬41电极43第二焊炬47、48双轴滑块57第一线圈单元59第二线圈单元61线圈励磁部65磁线圈67磁线圈68绕线部69铁心71、72线圈移动机构73控制部100、300电弧焊接装置200电弧焊接系统具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。需要说明的是，本专利技术并不限定于以下说明的实施方式。本专利技术的电弧焊接装置只要是进行电弧焊接的结构，焊接方式便无特别限定。例如，也能够适用于TIG焊接等气体保护非消耗电极式电弧焊接法、MIG焊接、二氧化碳气体电弧焊接等气体保护消耗电极式电弧焊接法。此处，作为电弧焊接装置，以进行通过立本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电弧焊接装置，由非消耗电极或者消耗电极的一方或者双方构成的两个以上的多个电极沿着焊接方向配置，对所述多个电极与工件之间施加焊接电流而产生电弧，其中，所述电弧焊接装置具备：一对磁线圈，它们设置在所述多个电极中的至少配置为最靠近所述工件的接地连接部的电极的、夹着该电极的两腋侧；线圈励磁部，其对一对所述磁线圈进行励磁而产生磁通；以及控制部，其根据所述电极与一对所述磁线圈的相对位置、以及来自所述电极与一对所述磁线圈的磁通而使所述电弧周围的外部磁场变化。

【技术特征摘要】
2017.01.30 JP 2017-0143411.一种电弧焊接装置，由非消耗电极或者消耗电极的一方或者双方构成的两个以上的多个电极沿着焊接方向配置，对所述多个电极与工件之间施加焊接电流而产生电弧，其中，所述电弧焊接装置具备：一对磁线圈，它们设置在所述多个电极中的至少配置为最靠近所述工件的接地连接部的电极的、夹着该电极的两腋侧；线圈励磁部，其对一对所述磁线圈进行励磁而产生磁通；以及控制部，其根据所述电极与一对所述磁线圈的相对位置、以及来自所述电极与一对所述磁线圈的磁通而使所述电弧周围的外部磁场变化。2.根据权利要求1所述的电弧焊接装置，其中，所述电极在所述焊接方向上以所述磁线圈的绕线部全长的中点为中心配置在所述绕线部全长的1.5倍以内的范围内。3.根据权利要求1所述的电弧焊接装置，其中，所述线圈励磁部使所述电极产生的磁通密度为10mT～90mT，在所述接地连接部流动的合计电流与所述磁通密度的比例为1.5～60.0。4.根据权利要求1所述的电弧焊接装置，其中，在所述多个电极的电极彼此之间设置有吸引周围气体的气体吸引部。5.根据权利要求1所述的电弧焊接装置，其中，在所述多个电极的电极彼此之间设置有遮挡每个所述电极的周围空间的遮挡构件。6.根据权利要求1所述的电弧焊接装置，其中，所述控制部使所述磁线圈沿着所述焊接方向移动。7.根据权利要求1所述的电弧焊接装置，其中，所述控制部使所述磁线圈的励磁极性反转。8.根据权利要求1至7中任一项所述的电弧焊接装置，其中，所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中伸明，高梨不二雄，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本,JP