脉冲电弧焊接方法_3

文档序号:9607406阅读:来源:国知局
接条件W外,还将用在脉 冲电弧焊接中的烙化电极(焊接焊丝)的进给速度(mm/秒)设为适合的范围。由此能谋 求烙滴过渡的控制、飞瓣产生量的减少、化及电弧的稳定。
[0078] 但是,由于适合的进给速度根据脉冲频率不同而改变,因此将该进给速度(mm/ 秒)设为除W脉冲频率(脉冲次数/秒)所得到的进给速度(mm/秒)/脉冲频率(次数/ 秒),作为每1波长的进给速度来规定适合范围。
[0079] 只要进给速度(mm/秒)/脉冲频率(脉冲次数/秒)的关系为1. 50 (mm/1脉冲) W上,就能将电弧长度维持得恒定,就能为进一步的电弧的稳定化作出贡献。另一方面,只 要进给速度(mm/秒)/脉冲频率(脉冲次数/秒)的关系为9. 00 (mm/1脉冲)W下,就能 不过度短路地将电弧长度维持地恒定,就能避免飞瓣的增加。
[0080] 因而,在本实施方式的脉冲电弧焊接方法中,脉冲频率、和烙化电极的进给速度优 选是满足下述式(1)的关系。
[0081] 1. 50 (mm/1脉冲)《进给速度(mm/秒)/脉冲频率(脉冲次数/秒)《9. 00 (mm/1 脉冲)…(1)
[0082] 进给速度/脉冲频率从使电弧稳定的观点出发,更优选设为1. 70 (mm/1脉冲)W 上,进一步优选设为2. 00(mm/l脉冲)W上。另外,从抑制飞瓣的产生量的观点出发,更优 选将进给速度/脉冲频率设为8. 80 (mm/1脉冲)W下。 阳〇8引(外部特性)
[0084] 在高电流的脉冲焊接的情况下,由于脉冲峰值电流Ip的电弧压而烙池的摇动变 得激烈,电弧长度较大地变动。为了抑制电弧长度的变动,通过使表示电弧焊接机的焊接电 源的负载电压与负载电流的关系的外部特性的斜率缓和来使电流的变化迟纯,从而能更有 效果地抑制电弧长度的变动。另一方面,若使外部特性的斜率大得过剩,则有可能会失去电 弧长度的自我控制作用。为此,在本实施方式的脉冲电弧焊接方法中,优选将用在该焊接中 的焊接电源的外部特性(输出特性)设为恒电压特性,另外,优选将该外部特性的斜率设为 后述的给定的范围。
[0085] 另外,所谓电弧长度的自我控制作用,是指自动控制电弧长度的现象,即例如如图 5所示那样,由于若电弧长度从1。变短到Is,则电流从I。增大到Is,因而发挥作用使烙化电 极(焊接焊丝)的烙融速度增加而拉长电弧长度,电弧长度回到原来的长度1。。反之,由于 若电弧长度从1。变长到U,则电流从I。减少到IL,从而使烙化电极(焊接焊丝)的烙融速 度降低,电弧长度果然恢复到原来的长度1。。外部特性的斜率越缓和越体现出效果。W下 说明本实施方式的脉冲电弧焊接方法中的外部特性的斜率的适合范围和其理由。
[0086]在外部特性的斜率为-4. O(VAOOA) W下的情况下,抑制了高电流的脉冲电弧焊 接时大的电流变化,能抑制电弧长度的变动。另外,在外部特性的斜率为-14. O(VAOOA) W 上的情况下,具有电弧的自我控制作用,能抑制电弧长度的变动。 W87] 因而,在本实施方式的脉冲电弧焊接方法中,优选将外部特性的斜率设 为-14. 0~-4. O(VAOOA)的范围。
[0088] 上述外部特性的条件在本实施方式的脉冲电弧焊接方法中采用的前述的脉冲条 件下特别有效果。特征在于,如上述那样抑制脉冲时的电流变化所引起的电弧长度变动。但 是,在本实施方式中采用的脉冲频率范围的情况下,由于烙池的摇动变得激烈,由此优选使 外部特性的斜率比过去急剧。
[0089](保护气体)
[0090] 本实施方式的脉冲电弧焊接方法中所用的保护气体并没有特别地限定,能使用Ar 气体、碳酸气体、W及它们的混合气体等。即使是作为保护气体使用100%c〇2的脉冲电弧 焊接,也能根据本实施方式的脉冲电弧焊接方法中采用的前述的脉冲条件得到针对飞瓣的 减小效果W及对焊嘴磨耗的抑制效果。通过使用Ar气体或含Ar混合气体作为保护气体, 烙滴的过渡形态成为射流过渡,能进一步减小飞瓣的产生量。因而,作为保护气体,优选使 用Ar气体或含Ar混合气体。
[0091] 若WAr为主体的保护气体中的C〇2含有量为40体积% ^下,则能抑制加在烙滴 的电弧压,使烙滴过渡稳定。另外,若化含有量为10体积%^下,则能抑制烙渣的产生。
[0092]因而,作为保护气体,更优选采用包含C〇2:0~40体积% (也可W为0体积% )W及〇2:〇~10体积% (也可W为0体积% )、剩余部分由ArW及杂质构成的Ar气体或含 Ar混合气体。 阳〇9引(焊接材料)
[0094] 在本实施方式的脉冲电弧焊接方法中,只要如上述那样规定脉冲的频率W及电 流,则即使是高电流的焊接也使烙滴的过渡稳定,因此所使用的焊接材料并没有特别的限 定。
[0095] 由于能更加抑制高电流焊接时的旋转过渡,因此作为烙化电极,优选使用加助焊 剂焊丝。该加助焊剂焊丝具备形成为筒状的外皮部、和填充在其筒内的助焊剂而构成。因 此,在加助焊剂焊丝中,由于是在中屯、存在助焊剂的不均匀截面,因此焊丝截面的溫度分布 变得不连续,在高电流时,突出部和实屯、焊丝相比,也能减少软化、烙融而前端伸长的现象。
[0096] 在本实施方式的脉冲电弧焊接方法中,由于几乎不因组成不同而举止发生变化, 因此烙化电极(焊接焊丝)W及母材(被焊接件)的组成并没有特别地限定。本实施方式 的脉冲电弧焊接方法中,从能适于在运输机W及施工机械等的领域中采用的观点出发,优 选烙化电极(在作为烙化电极使用前述的加助焊剂焊丝的情况下,是上述外皮部)W及母 材(被焊接件)是钢材,更优选是碳钢。
[0097]另外,本实施方式的脉冲电弧焊接方法中所用的焊炬并没有特别的限定,单从能 通过冷却效果抑制焊嘴磨耗的观点出发,优选使用水冷的焊炬(W下也称作"水冷焊炬")。 图6是表示用于说明该水冷焊炬的一般用在电弧焊接中的焊炬106的构成例的示意图。如 图6所示那样,焊炬106由作为供电部的导电焊嘴6曰、焊炬主体化、W及拆装自由地保持导 电焊嘴6a的焊嘴基部6c构成。在本实施方式中,优选在该焊炬106中使用对从图6中的 焊炬主体化的上侧直到焊嘴基部6c为止被水冷的焊炬。 阳09引如W上详述的那样,本实施方式的脉冲电弧焊接方法将脉冲电弧焊接的脉冲峰值 电流、脉冲基本电流、脉冲峰值电流与脉冲基本电流之差、W及脉冲频率分别设为前述的特 定的范围来进行焊接。通过在该脉冲条件下进行焊接,在本实施方式中,由于在操作性卓越 的单电极的高电流脉冲电弧焊接中,与现有的高电流焊接方法比较烙滴过渡W及电弧长度 更稳定,且能得到焊嘴的冷却效果,因此能减少飞瓣,并能抑制焊嘴磨耗。其结果,在进行焊 接的工序中,能减小除去飞瓣物的工序的工夫,进而提升了焊接工序的作业功效。另外,由 于还能抑制导电焊嘴的磨耗,因此能减少焊嘴的交换频度,由此能实现作业功效的提升W 及低成本化。
[0099] 进而,在本实施方式的脉冲电弧焊接方法中,通过使烙化电极的进给速度/脉冲 频率在特定的范围内进行焊接,从而烙滴过渡W及电弧长度稳定,能更加减少飞瓣,能更加 抑制导电焊嘴的磨耗。
[0100] 另外,在本实施方式的脉冲电弧焊接方法中,通过使焊接电源的外部特性的斜率 缓和为-14.0~-4.0(V/100A)的范围(设为极度的恒电压特性)来进行焊接,从而抑制了 电弧长度的变动,能更加减少飞瓣,能更加抑制导电焊嘴的磨耗。 阳101 ] 通过使用Ar气体或含Ar混合气体作为本实施方式的脉冲电弧焊接方法中所用的 保护气体,使得施加在烙化电极(焊接焊丝)的前端的电磁收缩效应变大,烙滴的脱离变得 容易,因此能更加抑制飞瓣的产生来进行焊接。另外,在本实施方式的脉冲电弧焊接中,通 过使用水冷焊炬,由于冷却效果而能进一步抑制焊嘴磨耗。
[0102] 另外,本实施方式的脉冲电弧焊接方法能适于在对运输机W及施工机械等的领域 中的角焊缝或坡口内进行单层或多层堆焊等情况下采用。 阳103][实施例] 阳104] W下举出试验例来具体说明本发明的效果。
[01化]首先,在本试验例的脉冲电弧焊接中,作为烙化电极使用具有W下的表1所示的 组成W及线径的4个种类的加助焊剂焊丝(Fl~F4)。 阳106][表U
[0108] 电弧焊接的各条件从W下的范围选择并决定,在各试验例中,使用后述表2所示 的保护气体W及脉冲参数来进行脉冲电弧焊接。 阳109] ?脉冲峰值电流:450~1000 A
[0110] ?脉冲基本电流
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