[發明專利]用于啟動埋弧焊接過程的方法和焊接裝置

有效

• 申請號: 201280072783.3
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN104254424A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: H·勞德塞普;M·安德松;T·約翰松;R·榮克維斯特
• 申請（專利權）人: 依賽彼公司
• 主分類號: B23K9/18
• 分類號: B23K9/18;B23K9/067;B23K9/073
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王愛華

技術領域

本發明涉及一種用于啟動埋弧焊接過程的方法。所述方法包括電弧點火階段、電弧穩定化階段和穩定電弧階段。

本發明也涉及一種用于執行根據本發明的方法的焊接裝置。所述焊接裝置包括用于朝著工件進給至少一個熱絲的熱絲進給裝置，用于將電流傳遞到所述熱絲以便電弧生成的接觸裝置，用于朝著所述工件進給至少一個冷絲的冷絲進給裝置，以及控制單元，所述控制單元適合于在電弧點火階段、電弧穩定化階段和穩定電弧階段期間控制所述熱絲進給裝置和冷絲進給裝置。

背景技術

使用可消耗電極將焊接電流傳導通過工件是已知的。焊接電流形成可消耗電極與工件之間的電弧以產生工件上的焊池。該類型的可消耗電極在本說明書中各處稱為熱絲。

埋弧焊接(SAW)是特征在于高生產率和質量的焊接方法，常常用于更厚材料中的更長焊縫。埋弧焊接的特征在于熔融材料和電弧被保護在粉狀焊劑層之下。焊劑在該過程期間部分地熔化，因此產生焊劑池上的熔渣的保護層。

為了用埋弧焊接獲得最高可能生產率，人們努力增加焊接速度和最高可能沉積速率，即焊接金屬沉積到工件表面上的速率。同時，熱輸入將保持在保留被焊接母體材料的機械性質的水平并且焊接將具有一定水平的機械性質。

增加沉積速率的一種方式是使用多個熱絲來產生單熔池。通常使用2-3個熱絲，然而高達6個熱絲的使用是已知的。在單熔池中使用多于一個熱絲增加沉積速率并且因此改善焊接的經濟性。由于能夠為前熱絲和后熱絲分配不同的任務，也能夠改善焊接質量。

改善沉積速率的另一方式是增加熔化而不形成電弧的一個或多個電極。這些電極在該說明書中各處稱為冷絲。冷絲朝著緊鄰一個或多個熱絲的熔融焊池進給。通過電阻加熱以及通過由熱絲生成的熱熔化冷絲。

將冷絲材料引入熔池中可以導致焊接合金的成分的改善控制，這可以導致改善焊接。優選的是將冷絲引入由熱絲生成的電弧的附近并且優選地引入所述電弧中(更加優選地引入由多個熱絲生成的電弧的附近或所述電弧中)。冷絲增加沉積速率而不增加熱輸出。將冷絲材料進給到熔池中可以導致高達100％的生產率的增加，并且優化焊接參數。

期望在焊接過程的開始時盡可能快速地產生穩定的電弧。在焊接過程的開始時的不穩定電弧的存在可能導致焊接缺陷，例如被焊接物體中的不良機械性質和夾雜、濺潑。不穩定電弧的存在也可能導致減小的熔化速率，并且因此，熱絲可能撞擊熔池的底部。很可能的結果是熱絲的彎曲和焊接頭的移位。不穩定焊接啟動也可能導致電弧突出到焊劑覆蓋層之外，這會損傷焊工的眼睛。

當在焊接過程中使用冷絲時不穩定電弧是常見問題，原因是冷絲傾向于增加焊接過程不穩定性。冷絲的不充分熔化可能導致它穿過熔池撞擊母體材料。這可能導致焊接缺陷和未熔融冷絲材料夾雜在焊接金屬中以及冷絲的壓曲和焊接設備的搖擺。

穩定電弧的延遲建立是涉及多個熱絲的焊接過程(其中許多電弧同時燃起)中的特別常見的問題。在雙設置中尤其如此，其中兩個熱絲連接到公共電源。而且，冷絲夾雜在兩個熱絲之間增加所述熱絲之間的距離，這使熱絲更加難以產生穩定電弧。

US?2006/0016792?A1解決了穩定電弧生成的問題。焊絲以試行(run-in)速度遞送到焊接區域。在檢測到初始電弧之后絲進給速度被調節到最小值并持續預定時期(例如大約50ms)。其后，絲進給速度被設定為相對穩定進給速度以便焊接。

在US?2006/0016792?A1中提出的解決方案是復雜的，并未解決冷絲的失穩效應的問題，而且并不涉及SAW。

發明內容

本發明的第一目的是提供一種用于啟動包括一個或多個冷絲的埋弧焊接過程的方法，所述方法在焊接過程的開始時已經保證高焊接質量。

本發明的第二目的是提供一種用于執行所述方法的焊接裝置。

在另一階段之前的階段不一定緊接那個階段之前。其它階段可以在這兩個階段之間被執行。在另一階段之后或跟隨另一階段的階段不一定緊跟那個階段之后。其它階段可以在這兩個階段之間被執行。一個階段可以包括任何數量的子階段。

在該說明書各處對焊接參數進行引用。焊接參數是對焊接過程具有直接影響的參數。焊接參數的例子是焊接電流、電弧電壓、焊接速度、熱絲進給速度和冷絲進給速度。

彼此相關或依賴的焊接參數是直接地或間接地彼此影響的焊接參數。取決于另一焊接參數確定的焊接參數可以從所述另一焊接參數的被測量值或從與所述另一焊接參數相關的焊接參數的被測量值被確定。