自动电弧焊接方法技术

一种自动电弧焊接方法包括：当用焊丝将两个待焊物体沿着由两物体之间在第一面上所形成的第一坡口焊接在一起时，以根部间隙、焊丝的材料为基础不断地用计算确定目标焊接电流，以焊接电流、焊丝的材料为基础不断地用计算确定焊丝的目标进给速率，以焊丝的进给速率、焊丝的材料为基础不断地用计算确定目标焊接速度，从而在各个目标值被确定的基础上能自动地控制焊接电流、焊丝的进给速率和焊接速度。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种利用焊丝作为熔化电极的，特别涉及一种当两个待焊物体沿着由该两物体之间形成的坡口的纵向焊接在一起时，即使是在根部间隔距离改变的情况下也能防止烧穿，保持不变的焊缝高度和电弧的稳定的。当用焊丝作为熔化电极，将两个待焊接的物体沿着由该两物体之间形成的坡口的纵向用电弧焊接在一起时，通常的焊接是以坡口的根部间隙距离为零来实现的，也就是说其钝边彼此之间保持接触。特别是当进行自动电弧焊接时，通常要求严格地控制根部间隙的距离，以使根部间隙距离的最大值保持在1mm。大距离的根部间隙会导致不完全的熔深和烧穿。然而实际上由于加工精度的限制，在坡口的纵向方向上的根部间隙距离的变化是不可避免的。因此，传统的方式是在待焊物体沿着一坡口被焊接在一起以前，预先在坡口的整个长度上、在允许的范围内利用如手工焊接的方式来填充较大的根部间隙部分，以改变根部间隙的距离。此外，增加钝边的高度以致于不引起烧穿也是必要的。然而，在大规模焊接以前用这样的手工操作来填充根部间隙会导致整体上降低焊接操作的效率。另外，如上所述，还必需增加坡口的钝边高度。结果，当从待焊物体的第一面和第二面两次焊接时，在第一面上形成的第一坡口焊接后、在第二面上形成的第二坡口焊接之前，为了保证满意的熔深，必需修整第二坡口(如采用凿的方式)，一直到第二坡口的底面到达在第一坡口内形成的焊缝为止。在这种情况下，就需要研究一种，该方法甚至在坡口的纵向根部间隙距离改变的情况下也可以保证恒定的熔深，在不增加钝边高度的情况下能防止烧穿、保持恒定的焊缝高度和稳定的电弧。但是这样的一种一直没有提出来。因此，本专利技术的目的在于提供一种，该方法甚至在坡口的纵向方向的根部间隙距离改变时，也可以保证恒定的熔深，在不增加钝边高度的情况下能防止烧穿、保持恒定的焊缝高度和稳定的电弧。本专利技术的特征之一是提供了一种，该方法包括将焊丝作为熔化电极、以规定的进给速率将焊丝连续地提供给由两个待焊物体的第一面之间所形成的第一坡口上，该焊丝是以大体垂直的方向通过喷嘴而向着第一坡口而提供的;将所述的喷嘴连同所述的焊丝一起沿着所述的第一坡口的纵向不断地运行;将规定的焊接电流提供给焊丝，以使所述的焊丝的端部与所述的第一坡口之间产生已经制定，从而利用该电弧热将所述的待焊物体沿着所述的第一坡口以规定的焊接速度焊接在一起;然后，以规定的进给速率使焊丝大体垂直地通过所述的喷嘴，不断地向着在所述待焊物体的第二面上所形成的第二坡口而提供，所述的第二坡口与所述的第一坡口相对;将所述的喷嘴连同所述的焊丝一起沿着所述第二坡口的纵向不断地运行;将规定的焊接电流提供给所述的焊丝，以使所述焊丝的端部与所述的第二坡口之间产生电弧，从而利用该电弧热将所述的待焊物体沿着所述的第二坡口以规定的焊接速度焊接在一起。这种改进的特征在于(A)当将所述的待焊物体沿着所述的第一坡口焊接在一起时，(a).在所述的喷嘴的下端沿该喷嘴的运行方向不断地测量根部间隙的距离;(b).按照下面的公式(1)计算目标焊接电流(I)，在该电流下，熔深与其目标值相一致I＝Io-KG……(1)这里I目标焊接电流，Io当根部间隙距离为零时的焊接电流，K视熔深、保护气体的种类、焊丝材料等等而定的系数，G根部间隙的距离，控制所述的焊接电流，以便使其与计算出的目标焊接电流相一致，(c).按照下面的公式(2)计算所述焊丝的目标进给速率(Vf)，在该进给速率下，所述的焊丝从所述喷嘴的导电嘴起的伸出长度与其目标值相一致Vf＝A·I+B·L·I2……(2)这里 Vf焊丝的目标进给速率，I焊接电流，L焊丝的伸出长度，A、B视保护气体的种类、焊丝材料等等而定的系数，控制焊丝的所述进给速率，以便使其与计算出的焊丝的目标进给速率相一致;(d).按照下面的公式(3)计算目标焊接速度(V)，在该焊接速度下，焊缝的高度与其目标值相一致V＝Vf(Vfo/Vo+ (d)/(K) ·G)……(3)这里V目标焊接速度，Vf焊丝的进给速率，Vfo当根部间隙距离为零时焊丝的进供速率，Vo当根部间隙距离为零时的焊接速度，d熔深的最低点和焊缝的最高点之间的距离，K焊丝的横截面积与熔敷效率的乘积，G根部间隙的距离，控制所述的焊接速度，以便使其与计算出的目标焊接速度相一致。(B).当将所述的待焊物体沿着所述的第二坡口焊接在一起时，(a).在所述的喷嘴的下端沿该喷嘴的运行方向不断地测量根部间隙的距离;(b).按照所述的公式(1)计算目标焊接电流，在该电流下，当所述的根部间隙距离为零时，目标熔深(P2)符合下面的公式(4)P2≥tf-P1……(4)这里P2第二坡口的目标熔深，P1第一坡口的目标熔深，tf钝边的高度，控制所述的焊接电流，以便使其与计算出的目标焊接电流相一致;(c).按照下面的公式(5)计算目标焊接速度(V)，在该速度下焊缝的高度与其目标值相一致V＝Vfo(Vfo/Vo+ (d)/(K) ·G)……(5)这里V目标焊接速度，Vfo当根部间隙距离为零时焊丝的进给速率，Vo当根部间隙距离为零时的焊接速度，d熔深的最低点与焊缝的最高点之间的距离，K焊丝的横截面积与熔敷效率之间的乘积，G根部间隙的距离，控制所述的焊接速度，以便使其与计算出的目标焊接速度相一致。附图说明图1为本专利技术的一个实施例的方框示意图;图2为坡口的根部间隙距离与焊接电流之间关系的图形，以熔深作为参数;图3为一个典型的双坡口例子的横截面4为表示焊接电流、焊丝的进给速率、焊接电压及焊接速度之间关系的图形。从上述的观点出发，对于改进一种进行了广泛的研究，这种改进的方法也即，即使是在坡口的纵向根部间隙距离改变的情况下也能保证不变的熔深，在不增加钝边高度时能防止烧穿、保持不变的焊缝高度和电弧的稳定。因此，得出如下研究结果(1).如果在焊接电流与根部间隙距离之间相对于熔深存在着一定的关系的话，那么通过测量坡口的根部间隙距离，靠计算来确定熔深与其目标值相一致时的目标焊接电流是可能的。(2).如果在焊接电流、焊接速度、焊丝的进给速率及根部间隙距离之间相对于焊缝的高度存在着一定的关系的话，那么在上述的目标电流下，通过计算来确定焊缝的高度与其目标值相一致时的目标焊接速度是可能的。(3).如果在焊接电流和焊丝的进给速率之间相对于焊丝的伸出长度存在着一定的关系的话，那么在上述的目标焊接电流下，通过计算来确定从喷嘴的导电嘴起的焊丝的长度与其目标值相一致时的焊丝的目标进给速率是可能的。本专利技术是基于上述的研究结果而产生的。现在，参考附图详细地叙述本专利技术的。图1为本专利技术的的一个实施例的方框示意图。如图1所示，两个待焊物体1A和1B沿着由该两物体之间形成的第一坡口2和第二坡口3焊接在一起。第一坡口2是在待焊物体1A和1B的第一个面上形成的，第二坡口3是在待焊物体1A和1B的第二个面上形成的，并且第二坡口3与第一坡口2相对。喷嘴4由传送装置5带动而沿着第一坡口2或第二坡口3连续地运行。该传送装置的运行速度，也就是焊接速度由第三控制器6进行控制，以便使焊缝的高度与其目标值相一致，正如后面将要说明的那样。该喷嘴4沿图1中序号A所示的方向以高速围绕其中心轴旋转。作为熔化电极的焊丝7与喷嘴中心轴偏心地插入该喷嘴4中，焊丝7通过焊丝进给装置8以大体垂直的方向通过喷嘴4连续地供向第一坡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动电弧焊接方法，其包括：将焊丝作为熔化电极、以规定的进给速率将焊丝连续地提供给由两个待焊物体的第一面之间所形成的第一坡口上，该焊丝是以大体垂直的方向通过喷嘴而向着所述第一坡口而提供的；将所述的喷嘴连同所述的焊丝一起沿着所述的第一坡口的纵向不断地运行；将规定的焊接电流提供给焊丝，以使所述焊丝的端部与所述的第一坡口之间产生电弧，从而利用该电弧的热量将所述的待焊物体沿着所述的第一坡口以规定的焊接速度焊接在一起然后，以规定的进给速率使焊丝大体垂直地通过所述的喷嘴，不断地向着所述待焊物体的第二面上形成的第二坡口而提供，所述的第二坡口与所述的第一坡口相对；将所述的喷嘴连同所述的焊丝一起沿着所述第二坡口的纵向不断地运行；将规定的焊接电流提供给所述的焊丝，以使所述焊丝的端部与所述的第二坡口之间产生电弧，从而利用该电弧热将所述的待焊物体沿着所述的第二坡口以规定的焊接速度焊接在一起。其改进的特征在于：（Ａ）．当将所述的待焊物体沿着所述的第一坡口焊接在一起时，（ａ）．在所述的喷嘴的下端沿该喷嘴的运行方向不断地测量根部间隙的距离；（ｂ）．按照下面的 公式（１）计算目标焊接电流（Ｉ），在该电流下，熔深与其目标值相一致：Ｉ＝Ｉ↓［０］－ＫＧ－－－－－（１）这里Ｉ：目标焊接电流，Ｉ↓［０］：当根部间隙距离为零时的焊接电流Ｋ：视熔深、保护气体的种类、焊丝材料等等而定的系数， Ｇ：根部间隙的距离，控制所述的焊接电流，以便使其与计算出的目标焊接电流相一致；（Ｃ）、按照下面的公式（２）计算所述焊丝的目标进给速率（Ｖ↓［ｆ］），在该进给速率下，所述的焊丝从所述的喷嘴的导电嘴起的伸出长度与其目标值相一致：Ｖ↓ ［ｆ］＝Ａ.Ｉ＋Ｂ.Ｌ.Ｉ↑［２］－－－－－（２）这里Ｖ↓［ｆ］：焊丝的目标进给速率，Ｉ：焊接电流，Ｌ：焊丝的伸出长度，Ａ、Ｂ：视保护气体的种类、焊丝材料等等而定的系数，控制焊丝的所述进给速率，以便使其与计算出的焊丝的目标进 给速率相一致；（ｄ）、按照下面的公式（３）计算目标焊接速度（Ｖ），在该焊接速度下，焊缝的高度与其目标值相一致：Ｖ＝Ｖ↓［ｆ］（Ｖ↓［ｆｏ］／Ｖ↓［ｏ］＋ｄ／ｋ.Ｇ）－－－－－（３）这里Ｖ：目标焊接速度，Ｖ↓［ｆ］：焊丝的进给 速率，Ｖ↓［ｆｏ］：当根部间隙距离为零时焊丝的进给速率，Ｖ↓［０］：当根部间隙距离为零时的焊接速度，ｄ：熔深的最低点和焊缝的最高点...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杉谷司，勘定义弘，西泰彦，
申请(专利权)人：日本钢管株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]