[發(fā)明專(zhuān)利]電弧焊接方法以及電弧焊接系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010288228.7
• 申請(qǐng)日: 2010-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102029462A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 藤井督士;高橋憲人;劉忠杰;廣田周吾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株式會(huì)社大亨
• 主分類(lèi)號(hào): B23K9/12
• 分類(lèi)號(hào): B23K9/12;B23K9/073;B23K9/173;B23K9/10
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 李貴亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電弧焊接方法以及電弧焊接系統(tǒng)。

背景技術(shù)

圖7為表示現(xiàn)有的焊接系統(tǒng)的一例的圖。該圖中的焊接系統(tǒng)91采用所謂的針腳(stitch)脈沖點(diǎn)焊法來(lái)進(jìn)行焊接。所謂針腳脈沖點(diǎn)焊法為通過(guò)對(duì)焊接時(shí)的熱輸入和冷卻進(jìn)行控制來(lái)容易地抑制對(duì)母材造成的熱影響的焊接法。如果采用該針腳脈沖點(diǎn)焊法，則與現(xiàn)有的薄板焊接相比，能夠改善焊接外觀，降低焊接變形量(參照例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。

機(jī)械手9M對(duì)工件9W自動(dòng)地進(jìn)行電弧焊接，由上臂93、下臂94及腕部95、用于對(duì)它們進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)(未圖示)構(gòu)成。

電弧焊炬9T安裝于機(jī)械手9M的腕部95的前端部分，用于將纏繞到焊絲卷筒(wire?reel)96的直徑1mm程度的焊絲97引導(dǎo)到工件9W的被教示的焊接位置。焊接電源9WP將焊接電壓供給到電弧焊炬9T與工件9W之間。在對(duì)工件9W進(jìn)行焊接時(shí)，在焊絲97從電弧焊炬9T的前端突出期望的突出長(zhǎng)度的突出狀態(tài)下進(jìn)行。

管道電纜(conduit?cable)92具備用于在內(nèi)部引導(dǎo)焊絲97的盤(pán)繞襯管(coin?liner，コイルライナ)(未圖示)，與電弧焊炬9T相連接。進(jìn)而管道電纜92將來(lái)自焊接電源9WP的電力以及來(lái)自汽缸98的保護(hù)氣體也向電弧焊炬9T供給。

作為操作機(jī)構(gòu)的示教器9TP為所謂的可移動(dòng)式操作盤(pán)，用于設(shè)定機(jī)械手9M的動(dòng)作、用于進(jìn)行針腳脈沖點(diǎn)焊所必須的條件等。

機(jī)器人控制裝置9RC用于使機(jī)械手9M執(zhí)行焊接動(dòng)作的控制，在內(nèi)部具備主控制部、動(dòng)作控制部以及伺服驅(qū)動(dòng)器(均未圖示)等。之后，操作員基于由示教器9TP示教的工作程序，從伺服驅(qū)動(dòng)器向機(jī)械手9M的各伺服電動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)作控制信號(hào)，使機(jī)械手9M的多個(gè)軸分別旋轉(zhuǎn)。機(jī)器人控制裝置9RC根據(jù)在機(jī)械手9M的伺服電動(dòng)機(jī)中安裝的編碼器(未圖示)的輸出識(shí)別當(dāng)前位置，因此能夠控制電弧焊炬9T的前端位置。之后在焊接部中，一邊反復(fù)進(jìn)行以下說(shuō)明的焊接、移動(dòng)、冷卻，一邊進(jìn)行針腳脈沖點(diǎn)焊。

圖8為用于說(shuō)明進(jìn)行針腳脈沖點(diǎn)焊時(shí)的狀態(tài)的圖。焊絲97從電弧焊炬9T的前端突出。保護(hù)氣體G從焊接開(kāi)始時(shí)到焊接結(jié)束時(shí)始終以固定的流量從電弧焊炬9T吹出。以下，針對(duì)針腳脈沖點(diǎn)焊時(shí)的各狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。

該圖(a)表示電弧發(fā)生時(shí)的情形?；谒O(shè)定的焊接電流以及焊接電壓，在焊絲97的前端與工件9W之間產(chǎn)生電弧a，焊絲97進(jìn)行熔融并在工件9W形成熔融池Y。從電弧a發(fā)生開(kāi)始到經(jīng)過(guò)了所教示的焊接時(shí)間后，停止電弧a。

該圖(b)表示電弧停止后的情形。電弧停止后，到經(jīng)過(guò)所設(shè)定的冷卻時(shí)間之前維持焊接后的狀態(tài)。即機(jī)械手9M以及電弧焊炬9T在與焊接時(shí)的狀態(tài)同樣地停止的狀態(tài)下，從電弧焊炬9T僅吹出保護(hù)氣體G，因此熔融池Y由保護(hù)氣體G被實(shí)質(zhì)上冷卻并凝固。

該圖(c)表示使電弧焊炬9T向下一個(gè)焊接位置移動(dòng)的情形。經(jīng)過(guò)冷卻時(shí)間后，使電弧焊炬9T移動(dòng)到在焊接行進(jìn)方向上離開(kāi)預(yù)先設(shè)定的移動(dòng)間距Mp的位置即電弧再開(kāi)始點(diǎn)。此時(shí)的移動(dòng)速度為所設(shè)定的移動(dòng)速度。如該圖(c)所示，移動(dòng)間距Mp為按照焊絲97位于熔融池Y凝固后的焊接痕Y’的外周側(cè)的方式進(jìn)行調(diào)整的距離。

該圖(d)表示在電弧再開(kāi)始點(diǎn)再次產(chǎn)生電弧a的情形。在焊接痕Y’的前端部重新形成熔融池Y，來(lái)進(jìn)行焊接。從而，在針腳脈沖點(diǎn)焊系統(tǒng)91中，交替地反復(fù)產(chǎn)生電弧并進(jìn)行焊接的狀態(tài)和進(jìn)行冷卻、移動(dòng)的狀態(tài)。之后，形成焊道以使焊接痕即鱗重疊。

圖9為用于對(duì)在焊接施工后形成的焊道進(jìn)行說(shuō)明的圖。如該圖所示，在最初的電弧開(kāi)始點(diǎn)P1形成焊接痕Sc，在朝向焊接行進(jìn)方向Dr離開(kāi)移動(dòng)間距Mp的電弧再次開(kāi)始點(diǎn)P2也形成同樣的焊接痕Sc。電弧再次開(kāi)始點(diǎn)P3以后也依次進(jìn)一步形成焊接痕Sc。由此，按照焊接痕Sc即鱗重疊的方式形成的結(jié)果為形成鱗狀的焊道B。

在上述的方法中，如圖8(b)、圖8(c)等所示，反復(fù)進(jìn)行使電弧a停止，使之后的電弧a再次發(fā)生的工序。為了使電弧a再次發(fā)生而需要時(shí)間。因此，在上述的方法中產(chǎn)生焊接時(shí)間增長(zhǎng)的問(wèn)題。此外，每次使電弧a再次產(chǎn)生時(shí)，產(chǎn)生濺射，也有焊道B的外觀劣化的問(wèn)題。在此，如圖10所示，提出不使電弧a停止，不需要電弧a的再次產(chǎn)生的焊接法(參照例如專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。

如圖10(b)、圖10(c)所表示那樣，與圖8(b)、圖8(c)所示的情況不同，在冷卻熔融池Y時(shí)也不使電弧a停止，保持電弧a產(chǎn)生的狀態(tài)。由此實(shí)現(xiàn)焊接時(shí)間的縮短。此外，由于不需要再次產(chǎn)生電弧a，因此能夠抑制濺射的產(chǎn)生。