专利名称：双电极电弧焊的电弧结束控制方法
技术领域：
本发明涉及在利用具有配置在保护气体喷嘴内的熔化电极及非熔化电极的焊 枪，发生熔化电极电弧及非熔化电极电弧的在双电极电弧焊中用于形成良好的焊道(weld bead)的双电极电弧焊的电弧结束控制方法。
背景技术：
提出过一种以下所述的双电极电弧焊同时进行以下的工序，边供给作为熔化电 极的焊丝边发生熔化电极电弧、和利用例如Ar等的等离子气体来发生包围熔化电极电弧 的非熔化电极电弧(例如，参照专利文献1)。从熔化电极电弧及非熔化 电极电弧的双方对 焊接基材提供热量并且供给熔融的焊丝的该方法，适用于以较快的焊接速度焊接的高效率 焊接。 但是，在高效率焊接中焊接速度越快越难以适当地使焊接处理结束。若结束处理 不适当则会在焊道的终端产生缺陷。这种缺陷成为降低焊接强度的原因。例如，在焊接中产 生的熔池(molten pool)因非熔化电极电弧的动压而产生凹陷且会以该凹陷的形状凝固， 从而出现缺陷。对于只利用熔化电极电弧的焊接方法而言，提出了几种结束处理(例如，参照专 利文献2、3)。但是，这些结束处理都完全未考虑到利用非熔化电极电弧的情况。因此，仅仅 将这些适用于双电极电弧焊，是不能充分地消除所述的不合适的情况的。专利文献1日本特开昭63-168283号公报专利文献2日本特开昭59-7480号公报专利文献3日本特开平9-192832号公报
发明内容
本发明是鉴于所述的事情而考虑出来的，其课题在于提供一种可形成良好的焊道 的双电极电弧焊结束控制方法。本发明提供的一种双电极电弧焊的电弧结束控制方法，通过利用具备在用于吐出 保护气体的保护气体喷嘴内配置的熔化电极及非熔化电极的焊枪，发生熔化电极电弧及非 熔化电极电弧，来进行焊接，其特征在于，在发生熔化电极电弧及非熔化电极电弧的同时使 所述焊枪沿着焊接顺序方向移动的稳定焊接处理之后，进行如下的处理减小供给所述熔 化电极的熔化电极供给速度使其小于所述稳定焊接处理中的大小而进行第一焊接结束处 理，；和停止所述熔化电极的供给及所述熔化电极电弧而进行的第二焊接结束处理。在本发明的优选实施方式中，在所述第一焊接结束处理中，将用于发生所述熔化 电极电弧的熔化电极电弧电压设为小于所述稳定焊接处理中的大小。在本发明的优选实施方式中，在所述第一焊接结束处理中，将用于发生所述非熔 化电极电弧的非熔化电极电弧电流设为小于所述稳定焊接处理中的大小。在本发明的优选实施方式中，在所述第二焊接结束处理中，将用于发生所述非熔化电极电弧的非熔化电极电弧电流设为小于所述稳定焊接处理中的大小。在本发明的优选实施方式中，在所述第二焊接结束处理中，将用于发生所述非熔 化电极电弧的非熔化电极电弧电流设为大于所述第一焊接结束处理中的大小。在本发明的优选实施方式中，在停止所述熔化电极电弧之后，进行使所述熔化电 极沿着与所述稳定焊接处理中的所述熔化电极的供给方向相反的方向移动的第三焊接结 束处理。(发明效果)本发明所涉及的双电极电弧焊的电弧结束控制方法基于所述第一焊接结束处理 将作为熔化电极的熔融焊丝提供给稳定焊接处理的结束时刻为熔池的部分。因此，能防止 熔池以凹陷的形状凝固。而且，在该期间，由于熔融焊丝也是基于熔化电极电弧及非熔化电 极电弧熔融的，故溅射物变得难以发生了。因此，既能防止溅射物附着在焊枪的前端及非熔 化电极上又能形成良好形状的焊道，且能提高焊接强度。本发明的其他特征及优点基于参照添加附图如下进行的详细说明而变得更明了。
图1是表示在本发明所涉及的双电极电弧焊的电弧结束控制方法中所利用的焊 接装置的一个例子的系统结构图。图2是表示本发明所涉及的双电极电弧焊的电弧结束控制方法的一个例子的时 序图。图3是表示本发明所涉及的双电极电弧焊的电弧结束控制方法的其他例子的时 序图。符号说明A-焊接装置(welding equipment)，B-焊枪，CR-焊接结束电路，Cr-焊接结束信 号，Fc-供给控制信号，Fw-供给速度，Iwm-GMA焊接电流(熔化电极电弧焊电流)，Iwp-等 离子电弧焊电流(非熔化电极电弧焊电流)，P_焊接基材，PSM-GMA焊接电源(熔化电极电 弧焊电源)，PSP-等离子电弧焊电源(非熔化电极电弧焊电源)，ST-焊接开始电路，St-焊 接开始信号，Vwm-GMA焊接电压(熔化电极电弧焊电压)，VwP-等离子电弧焊电压(非熔化 电极电弧焊电压)，W-焊丝(wire)(熔化电极)，1_接触片(contact chip)，2_等离子电极 (非熔化电极)，3-等离子体喷嘴(plasma nozzle)，4-保护气体喷嘴，5-供给辊，6a_熔化 电极电弧，6b-等离子电弧(非熔化电极电弧)。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行具体地说明。图1表示在本发明所涉及的双电极电弧焊的电弧结束控制方法中所利用的焊接 装置的一个例子。本实施方式的焊接装置A具备焊枪B、GMA焊接电源(熔化电极电弧焊 电源)PSM、及等离子电弧焊电源(非熔化电极电弧焊电源)PSP。焊枪B采取如下的构造 在保护气体喷嘴4内，等离子体喷嘴3、等离子电极(非熔化电极)2、及接触片1配置在同 心轴上。从保护气体喷嘴4和等离子体喷嘴3之间的间隙提供例如Ar等的保护气体Gs。 在等离子体喷嘴3与等离子电极2之间提供了例如Ar等的等离子气体Gp。在等离子电极2与接触片1之间提供了例如Ar等的中心气体Ge。从设置在接触片1上的贯通孔供给作为熔化电极的焊丝W。接触片1对焊丝W导 通。通过以电动机M作为驱动源的供给辊5提供焊丝W。等离子电极2例如由Cu或Cu合 金构成，并基于通过图外的线路的冷却水间接地进行水冷却。等离子体喷嘴3例如由Cu或 Cu合金构成，并基于通过冷却水的通道的形成从而直接进行水冷却。焊枪B通常以机械手 (省略图示)保持的状态相对焊接基材P移动。 GMA焊接电源PSM是用于经由接触片1将GMA焊接电压Vwm施加在焊丝W与焊接 基材P之间，来流动GMA焊接电流Iwm的电源。电压设定信号Vr从电压设定电路VR被提供 给GMA焊接电源PSM。由于GMA焊接电源PSM是恒定电压特定的电源，故GMA焊接电压Vwm 被控制为电压设定信号Vr的值。另外，焊接开始信号St从焊接开始电路ST被提供给GMA 焊接电源PSM，焊接结束信号Cr从焊接结束电路CR被提供给GMA焊接电源PSM。从GMA焊 接电源PSM向电动机M送出供给控制信号Fc。在从GMA焊接电源PSM施加熔化电极电弧焊 电压Vwm时，焊丝W为“ + ”侧。等离子电弧焊电源PSP是用于通过将等离子电弧焊电压Vwp施加在等离子电极2 与焊接基材P之间来流动等离子电弧焊电流Iwp的电源。电流设定信号Ir从电流设定电 路IR被提供给等离子电弧焊电源PSP。由于等离子电弧焊电源PSP是恒定电流特性的电 源，故等离子电弧焊电源Iwp被控制为电流设定信号Ir的值。焊接开始信号St从焊接开 始电路ST被提供给等离子电弧焊电源PSP，焊接结束信号Cr从焊接结束电路CR被提供给 等离子电弧焊电源PSP。在从等离子电弧焊电源PSP施加等离子电弧焊电压Vwp时，等离子 电极2为“ + ”侧。接着，以下参照图2对本发明所涉及的双电极电弧焊的电弧结束控制方法的一个 例子进行说明。本实施方式的双电极电弧焊中，稳定的焊接处理中的焊丝W的供给速度被 分类为例如12. 5 15m/min左右的高效率焊接。基于焊接开始信号St成为高电平状态，从而一般在经过过渡的焊接开始处理之 后成为稳定焊接。在稳定焊接处理中，焊丝供给速度Fw被设定为稳定焊丝供给速度Fwn， GMA焊接电压Vwm被设定为稳定GMA焊接电压Vwmn，等离子电弧焊电流Iwp被设定为稳定 等离子电弧焊电流Iwpn。另外，分别以一定的流量提供中心气体Ge、等离子气体Gp、及保 护气体Gs。焊枪B例如通过机械手(省略图示)进行移动。在进行稳定焊接处理的期间， GMA焊接电流Iwm是以由稳定焊丝供给速度Fwm确定的稳定GMA焊接电流Iwmn的大小而流 动的。另外，等离子电弧焊电压Vwp成为为了流动稳定等离子电弧焊电流Iwpn所需的稳定 等离子电弧焊电压Vwpn。由此，熔化电极电弧6a及等离子电弧6b是以所设定的强度发生 的。在稳定焊接处理中，基于从熔化电极电弧6a及等离子电弧6b供给来的热量，焊接 基材P的焊接对象地方变为熔融状态。熔融的焊丝W被提供给成为该熔融状态的部分。因 此，形成了所谓的熔池。基于等离子电弧6b的动压或保护气体Gs的气压，熔池变为部分凹 陷的形状。基于焊枪B的移动，熔池移动到等离子电弧6b的动压或保护气体Gs的气压波 及不到的区域。于是，通过熔池的表面张力的作用从而消除了熔池凹陷的形状。结果，由熔 池凝固所形成的焊道一般成为凸型的形状。因此，在焊枪B移动的线路形成了焊道。在结束稳定焊接时，在时刻tl，焊接开始信号St成为低电平状态，焊接结束信号Cr成为高电平状态。并且，在时刻tl 时刻t5间，焊枪B停止，进行第一 第三焊接结束处理。首先，在时刻tl 时刻t2的期间，进行第一焊接结束处理。在第一焊接结束处理 中，焊丝供给速度Fw被设定为结束焊丝供给速度Fwe，GMA焊接电压Vwm被设定为结束GMA 焊接电压Vwme，GMA焊接电流Iwm成为由结束焊丝供给速度Fwe确定的结束GMA焊接电流 Iwme。另外，等离子电弧焊电流Iwp被设定为结束等离子电弧焊电流Iwpe，等离子电弧焊电 压Vwp成为结束等离子电弧焊电压Vwpe。结束焊丝供给速度Fwe及结束GMA焊接电压Vwme都是比稳定焊丝供给速度Fwn 及稳定GMA焊接电压Vwmn还小的值。因此，结束GMA焊接电流Iwme成为比稳定GMA焊接 电流Iwmn还小的值。此时发生的熔化电极电弧6a的大小成为比稳定焊接处理中的熔化电 极电弧6a的大小还小的值。结束等离子电弧焊电流Iwpe的大小被设定得比稳定等离子电弧焊电流Iwpn的大 小 还小。此时发生的等离子电弧6b变得比稳定焊接处理中的等离子电弧6b弱。在第一焊接结束处理的结束时即时刻t2，焊丝供给速度Fw及GMA焊接电压Vwm被 设定为0，GMA焊接电流Iwm变为0。此时，熔化电极电弧6a进行消弧。在第一焊接结束处理中，将以结束焊丝供给速度Fwe熔融的焊丝W提供给在焊接 基材P中在时刻tl有焊枪B的地方。该地方是在稳定焊接处理的最终时刻成为凹陷的熔 池的部分。该地方是未完全实施稳定焊接处理的部分，存在以凹陷的形状的状态凝固的可 能性。在焊接结束处理中，将适量的焊丝W提供给该部分。在时刻t2 时刻t3的期间，进行第三焊接结束处理。在第三焊接结束处理中进 行焊丝W的重绕。在时刻t2 时刻t3的期间，焊丝供给速度Fw被设定为“_”值，焊丝W 向与供给方向相反的方向行进。在时刻t3，焊丝W的前端位于接触片1的前端与等离子电 极2的前端之间。在时刻t2 时刻t3的期间，等离子电弧焊电流Iwp被一直设定为结束 等离子电弧焊电流Iwpe。在时刻t3 时刻t4的期间，进行第二焊接结束处理。在第二焊接结束处理中，焊 丝供给速度Fw、GMA焊接电压Vwe及GMA焊接电流Iwm都变为0。另一方面，等离子电弧焊 电流Iwp —直被设定为结束等离子电弧焊电流Iwpe。在第二焊接结束处理的结束时刻即时刻t4，等离子电弧焊电流Iwp也被设定为0， 等离子电弧焊电压Vmp也变为0。此时，等离子电弧6b也进行消弧。在第二焊接结束处理中，由于焊丝供给速度Fw为0，故焊丝W未重新提供给所述的 熔池。在该第二焊接结束处理中，利用等离子电弧6b进行平滑化形成有所述熔池的部分的 操作。而且，在时刻t4 时刻t5的期间，将焊丝供给速度Fw设为“ + ”值，使焊丝W沿供 给方向移动。在时刻t5，焊丝W的前端位于焊枪B与焊接基材P之间。在该时刻t5，焊接 结束信号Cr成为低电平状态，基于焊接装置A的焊接完全结束。接着，对本发明所涉及的双电极电弧焊的电弧结束控制方法的作用进行说明。根据本实施方式，在时刻tl 时刻t2的期间焊丝W被提供给在稳定焊接结束时 刻为凹陷的熔池的部分，并消除了凹陷。而且，在时刻t3 时刻t4的期间，利用等离子电 弧6b进行熔池的部分的平滑化。因此，不只是由稳定焊接形成的焊道的部分，直到焊道的终端也不会出现不当凹陷的部分。因此，可在整个区域形成良好的焊道，能谋求焊接强度的提尚。而且，根据本实施方式，由于在第一焊接结束处理中能产生熔化电极电弧6a及等离子电弧6b的双方，故能迅速熔融所需量的焊丝W。因此，能抑制发生的溅射物的量。因 此，溅射物难以附着在焊枪B的内部。另外，由于溅射物难以附着在等离子电极2上，故可 以在电弧开始时良好地保持等离子电弧6b的点弧性，且能得到均勻电弧的分布。而且，根据本实施方式，由于在将焊丝W收纳于焊枪B内之后进行第二焊接结束处 理，故能够防止焊丝W在第二焊接结束处理期间被不当地加热。因此，在第二焊接结束处理 期间，焊丝W的前端不会融化，维持尖锐的形状。而且，在时刻t5，焊丝W的前端被返回到焊 枪B与焊接基材P之间。因此，根据所述的双电极电弧焊的电弧结束控制方法，变得容易点 弧下一电弧。实施例2图3表示本发明的其他实施方式。且有，在这些图中，对与所述实施方式相同或类 似的要素赋予与所述实施方式相同的符号。图3表示本发明所涉及的双电极电弧焊的电弧结束控制方法的第二实施方式。在 图3中，对与所述实施方式相同或类似的要素赋予与所述实施方式相同的符号。在本实施 方式中，第二焊接结束处理中的等离子电弧焊电流Iwp的值设定得比稳定等离子电弧焊电 流Iwpn小且比结束等离子电弧焊电流Iwpe大。因此，第二焊接结束处理中的等离子电弧 焊电压Vwp的值设定得比稳定等离子电弧焊电压Vwpn小且比结束等离子电弧焊电压Vwpe 大。根据本实施方式，能缩短第二焊接结束处理所花费的时间。本发明所涉及的双电极电弧焊的电弧结束控制方法并不限定于所述的实施方式。 关于本发明所涉及的双电极电弧焊的电弧结束控制方法的各部的具体结构，可以自由进行 各种设计变更。
权利要求
一种双电极电弧焊的电弧结束控制方法，通过利用具备在用于吐出保护气体的保护气体喷嘴内配置的熔化电极及非熔化电极的焊枪，发生熔化电极电弧及非熔化电极电弧，由此来进行焊接，其特征在于，在发生熔化电极电弧及非熔化电极电弧的同时使所述焊枪沿着焊接顺序方向移动的稳定焊接处理之后，进行如下的处理减小供给所述熔化电极的熔化电极供给速度使其小于所述稳定焊接处理中的大小而进行的第一焊接结束处理；和停止所述熔化电极的供给及所述熔化电极电弧而进行的第二焊接结束处理。
2.根据权利要求1所述的双电极电弧焊的电弧结束控制方法，其特征在于，在所述第一焊接结束处理中，将用于发生所述熔化电极电弧的熔化电极电弧电压设为 小于所述稳定焊接处理中的大小。
3.根据权利要求1或2所述的双电极电弧焊的电弧结束控制方法，其特征在于，在所述第一焊接结束处理中，将用于发生所述非熔化电极电弧的非熔化电极电弧电流 设为小于所述稳定焊接处理中的大小。
4.根据权利要求1 3中任意一项所述的双电极电弧焊的电弧结束控制方法，其特征 在于，在所述第二焊接结束处理中，将用于发生所述非熔化电极电弧的非熔化电极电弧电流 设为小于所述稳定焊接处理中的大小。
5.根据权利要求4所述的双电极电弧焊的电弧结束控制方法，其特征在于，在所述第二焊接结束处理中，将用于发生所述非熔化电极电弧的非熔化电极电弧电流 设为大于所述第一焊接结束处理中的大小。
6.根据权利要求1 5中任意一项所述的双电极电弧焊的电弧结束控制方法，其特征 在于，在停止所述熔化电极电弧之后，进行使所述熔化电极沿着与所述稳定焊接处理中的所 述熔化电极的供给方向相反的方向移动的第三焊接结束处理。
全文摘要
本发明提供一种可形成更好的焊道的双电极电弧焊结束控制方法。其中，所述双电极电弧焊的电弧结束控制方法通过利用具备在用于吐出保护气体的保护气体喷嘴内配置的熔化电极(W)及非熔化电极的焊枪(B)发生熔化电极电弧(6a)及非熔化电极电弧(6b)来进行焊接，在发生熔化电极电弧(6a)及非熔化电极电弧(6b)的同时使焊枪(B)沿着焊接顺序方向移动的稳定焊接处理之后，进行如下的处理减少供给熔化电极(W)的熔化电极供给速度(Fw)使其小于所述稳定焊接处理中的大小而进行的第一焊接结束处理、和停止熔化电极(W)的供给及熔化电极电弧(6a)而进行的第二焊接结束处理。
文档编号B23K9/16GK101837505SQ201010120029
公开日2010年9月22日 申请日期2010年2月23日 优先权日2009年3月11日
发明者刘忠杰 申请人:株式会社大亨