电弧焊接法制造技术

在本发明专利技术的焊接方法中，在レ形坡口内的横摆中心位置以规定的倾斜角（θ↓［１］）配置焊枪，以所述横摆中心位置为中心，以规定的横摆摆动角（θ↓［２］）大体圆弧状地使所述焊枪横摆，同时实施电弧仿形。在此，设レ形坡口的坡口角度为（θ↓［３］）（°）时，以（ａ）５°≤θ↓［１］≤２５°，（ｂ）１°≤θ↓［２］≤２０°，（ｃ）２５°≤θ↓［３］≤３５°，（ｄ）θ↓［１］－５°≤θ↓［３］／２≤θ↓［１］＋５°，（ｅ）θ↓［２］／２－θ↓［１］＋θ↓［３］≥１５°，（ｆ）θ↓［１］＋θ↓［２］／２≥１５°的条件被满足的状态，进行电弧焊。根据这样的方法，在进行レ形坡口内的焊接时，能够抑制焊接缺陷的发生，并且能够大幅地降低飞溅。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过机器人横摆焊枪，同时对^形坡口 (英语译文single bevel groove)内进行焊接的电弧焊接方法。
技术介绍
一般的6轴多关节电弧焊接机器人，在机械臂前端部安装有焊接焊枪 (以下称为"焊枪")，该焊枪的构成方式是能够以任意的姿势移动到空间 座标的任意的位置上。而且，在进行各种坡口的对接焊和角焊时，为了确 保熔深并且抑制未熔合等焊接缺陷的发生， 一般会实施使从焊枪内的导电 嘴(contacttip)伸出的焊丝相对于焊接线进行大体垂直摇动的横横摆动作 (例如，参照特开平9-253853号，专利第3531811号)。另外，在实际的焊接工序中，即使预先对焊接机器人教授与焊接线和 坡口对应的焊接动作，由于焊接带来的热应变仍会导致坡口位置和其角度 发生相当的位移，焊枪相对于焊接线发生位置偏差。因此，使焊枪横摆时， 通过监测焊接中的焊接电流和电压的任意一方或双方的变化，以修正焊枪 相对于焊接线的位置偏差的是电弧仿形等的坡口仿形被实施。图6 (a)、 (b)中显示的图分别模式化地表示了公知的横摆方法。图 6 (a)所示的横摆方法显示的是，在距第1母材(立板)91有一定距离的 位置配置第2母材(坡口) 92，在两者之间的根部间隙配置衬垫93，在如 此构成的"形坡口内使焊枪94不带倾斜角地摇动的横摆方法。图6 (b) 所示的横摆方法显示的是，在同构造的^形坡口内使焊枪94带倾斜角摇 动的横摆方法。还有，图6 (a)、 (b)所示的符号95表示焊丝。另外，在6轴多关节电弧焊接机器人中，己知有相对于焊接线大体垂 直且边使焊枪倾斜角和焊枪前倾斜角变化，边使焊枪的前端摇动的横摆方 法，即，边使焊枪做圆弧运动边使焊枪沿着焊接线移动的横摆方法(例如， 参照特开2005-21971号)。这种使焊枪倾斜角变化的横摆方法中， 一般存在定位精度容易降低的问题。特开2005-21971号所公开的技术解决了此问 题，其记载的要旨可以使焊枪前端的定位精度提高，从而可以使其沿着焊 接线焊接。然而，现有的横摆方法中存在如下问题点。g卩，采用图6 (a)所示的 方法，使焊枪94不带倾斜角地横摆焊枪94而进行"形坡口内的焊接时， 若根部间隙狭小，则在焊枪94不干扰到第1母材91的范围内确保充分的 横摆幅度很困难，第1母材91侧的熔深不足，容易发生未熔合等焊接缺 陷。另外，采用图6 (b)所示的方法，使焊枪94带倾斜角地横摆焊枪94 而进行"形坡口内的焊接时，由于横摆造成在第2母材92侧电弧点移动 时的焊枪进入角(坡口斜面与焊枪94的轴向(焊丝95的轴向)构成的角 度)极小。因此，第2母材92侧的熔深容易不足。另外，未熔合等焊接 缺陷容易发生。此外，因为电弧向坡口斜面侧偏转，所以作用于焊丝95前端的熔滴 的反力方向大大偏离焊丝送给方向，脱离的熔滴飞溅而大量附着在第1母 材91上。此外，在横摆中实施电弧仿形时，横摆幅度和横摆频率变大，因此飞 溅的发生显著。如此而附着在第1母材91上的飞溅会损害焊接结构物的 外观。另外，在焊接结构物的超声波探伤试验中，飞溅会成为探头的障碍， 因此就产生了去除飞溅的需要。这一飞溅的除去作业使生产性降低。在特开2005-21971号中，虽然对于焊枪前端的定位精度的提高有所 记载，但是关于横摆方法与熔深、未熔合等焊接缺陷及飞溅的关系未做记 载。因此，如果单纯采用专利公报所公开的同一横摆方法，则不能确保熔 深、抑制未熔合等焊接缺陷的发生、降低飞溅，只有针对坡口形状适当设 定横摆条件才能实现焊接品质的大幅提高
技术实现思路
'本专利技术鉴于这一情况而仅此浓化，其目的在于，提供一种在进行^形 坡口内的焊接时，抑制焊接缺陷的发生，并使飞溅的发生大幅降低的电弧 焊接方法。本专利技术的电弧焊接方法，是一种在^形坡口内的横摆中心位置以规定 的倾斜角配置焊枪，以所述横摆中心位置为中心，以规定的横摆摆动角大 体圆弧状地使所述焊枪横摆，同时实施电弧仿形的电弧焊接方法，其中，设所述横摆中心位置的所述焊枪的倾斜角为e, (°)，设所述横摆摆动角为e2 (°)，设所述^形坡口的坡口角度为e3 (°)时，满足以下全部的条件(a) (f): (a) 5° ,《25° ， (b) 1。《e2《20° ， (c) 25°《63《35° ，(d) e,—5°《e3c+5。 ， (e) e2/2—e,+e^15。 ， (f) e,+02/2^15。根据这样的构成，能够确保构成k形坡口的母材的熔深，进行未熔合 等焊接缺陷的发生得到抑制的良好的焊接。另外，作用于焊丝前端的熔滴 的反力方向不会大大偏离焊丝送给方向，因此飞溅的发生降低。发生的飞 溅即使附着在母材上，其几乎也都包含在焊道中。如此，飞溅的除去造成 的负担减轻，另外实质上并不需要进行飞溅的除去，从而能够提高生产性， 而且也不会损害焊接结构物的外观。此外，飞溅的大幅的降低还具有提高 焊丝利用率的优点。在本专利技术中，作为焊接电流优选使用脉冲电流。即，本专利技术的横摆方法，适用于使用以Ar为主成分的混合气体而进行一个脉冲过渡一个烙滴 的脉冲MAG焊接方法，以及以二氧化碳气体(C02气体)为主成分，每 一个周期交互输出脉冲峰值电流和脉冲宽度(期间)不同的两种脉冲波形， 由此使每一个周期过渡一个熔滴的C02脉冲电弧焊接方法。据此能够进一 步降低飞溅的发生，更确实地确保熔深，防止未熔合等焊接缺陷的发生。 本专利技术起到的显著效果是，在^形坡口内的焊接中，确保两母材的熔 深，抑制未熔合等焊接缺陷的发生，并且能够大幅地降低飞溅的发生。另 外，依据本专利技术的横摆方法和使用脉冲电流的焊接方法，能够进一步降低 飞溅的发生。附图说明图1是电弧焊接机器人的概略结构图。图2是模式化地表示^形坡口的构造及焊枪的设定条件的图。 图3是模式化地表示坡口侧焊枪进入角和飞溅的飞散方向的关系的 图，(a)是本专利技术例，(b)是参考例。图4是模式化地表示试验方法的图，(a)是概略透视图，(b)是概略剖面图。图5是表示用于脉冲焊的脉冲图形的图。图6 (a)、 (b)分别是模式化地表示公知的横摆方法的图。具体实施例方式以下，参照附图对于本专利技术的实施的方式进行说明。 (电弧焊接机器人的概略结构)图1中显示用于实施本专利技术的横摆方法而使用的6轴多关节型电弧焊 接机器人的一例的概略结构。该电弧焊接机器人具有固定设置于床面的基 座11，和设于基座11上的机械臂10。机械臂10具有基台12、第一机械 臂13、第二机械臂14和手腕构件15。基台12作为旋转轴Jl发挥功能而 被可旋转地设于基座11上。在基台12的上面纵设有第一机械臂13，第一 机械臂13作为前后摇动轴J2发挥功能而可以摇动。第一机械臂13由主机械臂13a和副机械臂13b构成。主机械臂13a 和副机械臂13b作为上下摇动轴J3发挥功能，如此在自由端侧分别自如 回转地轴承第二机械臂14。第二机械臂14作为机械臂回转轴J4发挥功能 而可以回转，在其自由端侧设有手腕构件15。手腕构件15作为手腕摇动 轴J5和手腕回转轴J6发挥功能而可以摇动和可以回转。如此构成的机械 臂IO借助各轴J1 J6而具备多个自由度，由此能够在三维构成的空间座 标(X、 Y、 Z)的任意的位置使机械臂的前端部10a移动。在机械臂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电弧焊接方法，其特征在于，在レ形坡口内的横摆中心位置以规定的倾斜角配置焊枪，以所述横摆中心位置为中心，以规定的横摆摆动角大致圆弧状地使所述焊枪横摆，同时实施电弧仿形，其中，　在将所述横摆中心位置中的所述焊枪的倾斜角定为θ↓［１］（ °），将所述横摆摆动角定为θ↓［２］（°），将所述レ形坡口的坡口角度定为θ↓［３］（°）时，满足以下全部的条件（ａ）～（ｆ）：　（ａ）５°≤θ↓［１］≤２５°，　（ｂ）１°≤θ↓［２］≤２０°，　（ｃ）２５°≤θ↓［３］≤ ３５°，　（ｄ）θ↓［１］－５°≤θ↓［３］／２≤θ↓［１］＋５°，　（ｅ）θ↓［２］／２－θ↓［１］＋θ↓［３］≥１５°，　（ｆ）θ↓［１］＋θ↓［２］／２≥１５°。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山崎圭，铃木启一，松村浩史，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]