自动焊接方法及其装置以及焊接构造物制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种自动焊接方法及其装置以及焊接构造物，其以高质量、高效率进行横向姿势和全姿势的焊接构造物的焊接，在焊枪与焊接构造物之间产生焊接电弧，在焊接构造物上形成熔融池，上述焊接电弧使焊丝熔融，将焊滴移到上述熔融池；其特征在于，使焊枪朝着略垂直于焊接构造物的焊接接头的方向振摆动作，同时使供给焊枪的焊接电流的峰值时间与焊枪摆动的朝上动作期间一致。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动焊接方法及其装置以及由该焊接形成的焊接构造物，所述的焊接方法及其装置是对焊接构造物进行焊接的，所述焊接构造物是由例如是配电设备用气体断路器外装容器的焊接接头等焊接构造形成的。现有技术中，这样的焊接构造物要采用高可靠性的焊接方法。尤其是近年来，各种高效率化的焊接法用于该焊接构造物。例如，日本特开平8-1360号公报揭示的焊接构造物，如图10所示，为了实现高质量、高效率化，用激光焊接由不锈钢制管1和碳素钢制法兰2构成的圆周接缝。该激光焊接，是使从图未示激光发射器输出的激光通过预定的聚光光字系统(图未示)聚光，以预定的相对速度使该激光移动进行焊接。用该激光焊接，焊接图10所示的焊接构造物的接缝时，必须使激光的聚光光学系统在管1周围旋转。但是，要使与激光的传送系统成为一体的聚光光学系统在管1的周围旋转并不容易，通常是使管1旋转，实施激光焊接。另外，虽然也有电子束焊接，但该电子束焊接中，也要使电子束枪在管1周围旋转，由于电子束焊接通常是在真空中实施，所以不容易使电子束枪旋转。因此，电子束焊接中，通常也是使管1旋转进行焊接。但是，在焊接图10所示焊接构造物分支侧的法兰3和分支管4时，为了采用激光焊接或电子束焊接，要使管旋转是不容易的。尤其是当主体侧的管比较长时，使分支管4旋转是不可能的。因此，激光焊接和电子束焊接不能高质量、高效率地实现分支侧法兰3的焊接。图11所示的焊接构造物是大型槽。该槽中，在焊接由大型槽体5与镜板6构成的接头时，槽体5上预先安装着各接口7、8，内藏物预先组装在槽体5内。因此，在槽体5与镜板6的焊接时，要使槽体5卧倒、旋转或移动都是很困难的。因此，不能采用激光焊接和电子束焊接。如上所述，对于旋转、移动都困难的大型构造物，采用激光焊接和电子束焊接是不容易实现高质量、高效率化的。基于上述问题，采用比较容易使电弧或等离子体热源移动的焊接法。通过使在被焊接部分上产生焊接热源的焊枪的动作，进行焊接。但是，该方法中，由于焊接构造物的接头位置的原因，焊接姿势不一定是朝下，例如，上述图10所示的焊接构造物中，由法兰3和分支管4构成的接头，其焊接姿势为横向姿势。另外，图11所示焊接构造物中，由槽体5和镜板6构成的接头也同样地为横向姿势。即，当把焊接构造物整体卧倒时，焊枪9相对于焊接接头要采取图12所示的朝下→朝纵向→朝上→朝纵向→朝下的全姿势。在焊接施工中以全姿势焊接时，由于重力在所有的朝向都作用于熔融金属，所以在每种姿势要变更焊接条件，焊接难度极高。焊接的姿势最好是朝下姿势，如前所述，对于因焊接构造物的制约而不能确保朝下姿势的接头，通常是以横向姿势实施焊接。如上所述，对于大型焊接构造物或者因焊接构造物的形状制约，不能使焊接构造物旋转时，希望能以横向姿势或全姿势使焊枪移动，实施高质量、高效率焊接。由于上述的制约，上述焊接构造物的接缝焊接主要采用电弧焊，但是，以横向姿势或全姿势进行高质量、高效率的焊接并不容易。为了实现高效率化的焊接，进行大热量化、即进行焊枪的大电流化时，熔融金属因重力影响而垂落的现象严重，使焊接质量降低。尤其当焊接构造物是铝合金制时，铝合金的熔融金属因其粘性低于钢铁材料和不锈钢，所以，受重力影响其焊接质量更加降低。以低碳钢和不锈钢为代表的钢铁材料，由于熔融金属的粘性比铝合金高，所以较为有利，但是，在以横向姿势的焊接中，为了实现高质量化，不得不牺牲高效率化。因此，对铝合金以横向姿势进行焊接的几乎所有场合，以及对低碳钢、不锈钢等钢铁材料以横向姿势进行焊接的原子能机器等重要构造物的场合，是采用即使是电弧焊也能得到高质量的钨极惰性气体保护焊(以下称为TIG焊接)。图13表示该TIG焊接的原理。焊枪10上备有电极11，从图未示焊接电源向该电极11供给电能。电能供给时在电极11与母材12之间产生焊接电弧13，在母材12上形成熔融池14。把焊丝15供给焊接电弧13，焊丝15的前端被焊接电弧13熔融，形成焊滴并移到熔融池14。持续上述的动作进行焊接。与该TIG焊接不同的焊接法有气体保护金属极电弧焊接(以下称为MIG焊接)。该MIG焊接，是在焊丝与母材之间产生焊接电弧，一边熔融、消耗焊丝一边进行焊接。这样，在维持焊接电弧的期间，消耗焊丝，向熔融池供给熔融金属。因此，虽然作业能率高，但是由于形成多量的熔融金属，所以，在横向姿势中容易产生垂落等缺陷。考虑到这些焊接法的特性，在横向姿势，一般采用TIG焊接。即，在TIG焊接中，为了用电极11确保熔融池14并防止垂落，适度地抑制焊丝15的供给，进行焊接。这样，虽然可实现高质量化，但高效率化极为困难。本专利技术的目的是提供一种在横向姿势及全姿势中，能以高质量、高效率进行焊接构造物焊接的自动焊接方法及其装置。另外，本专利技术的目的是提供以高质量、高效率的焊接制作的焊接构造物。为达到上述目的本专利技术采取以下技术方案自动焊接方法，在焊枪与母材之间产生焊接电弧，在母材上形成熔融池，上述焊接电弧使焊丝熔融，将焊滴移到上述熔融池；其特征在于，使所述焊枪朝着略垂直于所述母材被焊接部分的方向摆动，同时使供给焊枪的焊接电流的峰值时间与所述焊枪摆动的朝上动作期间一致。所述的自动焊接方法，其特征在于，在焊枪摆动的朝上动作期间，高速地设定焊丝的进给速度。所述的自动焊接方法，其特征在于，将上述焊丝进给速度设为一定时，这时的焊丝进给速度，设定为上述焊枪摆动的朝上动作期间与朝下动作期间的各焊丝进给速度的平均速度，或者稍慢于该平均速度的速度。所述的自动焊接方法，其特征在于，把供给上述焊枪的峰值焊接电流的发生时间，设定为在焊枪开始朝上动作的预定期间之前，并且在该焊枪到达朝上动作上端时，结束上述峰值焊接电流的供给。自动焊接装置，使焊枪与母材之间产生焊接电弧，在母材上形成熔融池，焊接电弧使焊丝熔融，将焊滴移到上述熔融池；其特征在于，备有焊接行走机构、焊枪摆动机构和电流控制机构；上述焊接行走机构使上述焊枪沿着上述母材的被焊接部分的方向行走；上述焊枪摆动机构使上述焊枪在略垂直于上述被焊接部分的方向摆动；上述电流控制机构使供给上述焊枪的焊接电流脉动，并且，使上述焊接电流的峰值时间与焊枪摆动的朝上动作期间一致。所述的自动焊接装置，其特征在于备有上述在焊枪摆动的朝上动作期间，将焊丝进给速度提高的焊丝进给控制机构。所述的自动焊接装置，其特征在于，设有焊丝进给控制机构，在将上述焊丝进给速度设为一定时，将焊丝进给速度设定为上述焊枪摆动的朝上动作期间与朝下动作期间的各焊丝进给速度的平均速度、或者稍慢于该平均速度的。所述的自动焊接装置，其特征在于，上述电流控制机构，把供给上述焊枪的峰值焊接电流发生时间，设定为焊枪开始朝上动作的预定期间之前，并且在该焊枪到达朝上动作上端时，结束上述峰值焊接电流的供给。焊接构造物，其特征在于，使焊枪朝着略垂直于母材被焊接部分的方向摆动，并且使供给上述焊枪的焊接电流的峰值时间与焊枪摆动的朝上动作期间一致，这样在焊枪与母材之间产生焊接电弧，在母材上形成熔融池，同时上述焊接电弧使焊丝熔融，将焊滴移至上述熔融池，反复进行该过程以焊接母材而制成的。所记载的自动焊接方法，在焊枪与母材之间产生焊接电弧，在母材上形成熔融池，上述焊接电弧使焊丝熔融，将焊滴移到上述熔融池；其特征在于，使焊枪朝本文档来自技高网...

【技术保护点】
自动焊接方法，在焊枪与母材之间产生焊接电弧，在母材上形成熔融池，上述焊接电弧使焊丝熔融，将焊滴移到上述熔融池；其特征在于，使所述焊枪朝着略垂直于所述母材被焊接部分的方向摆动，同时使供给焊枪的焊接电流的峰值时间与所述焊枪摆动的朝上动作期间一致。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：本多啓三，村上英次，雏田谷博，
申请(专利权)人：东芝株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]