电弧焊接装置以及方法与流程

本发明涉及电弧焊接装置以及方法。

背景技术：

对车体等进行焊接、特别是对叠合的多张车体板(工件)进行焊接时，是通过电弧焊接装置来完成的。电弧焊接装置生成电弧并通过该电弧穿透焊接多个工件。

专利文献1中所记载的电弧焊接装置具备：等离子焊炬(plasmatorch)和mig(metalinertgas)焊炬。等离子焊炬朝向被叠合的多个工件喷出等离子气体，并在等离子焊炬与工件之间生成等离子电弧。mig焊炬朝向通过该等离子电弧在工件上形成的穿孔中填充熔化成金属丝状的填充料，来对多个工件进行焊接。

另外，在专利文献1中，检测出在多个工件上形成了穿孔，并在检测出穿孔之后降低等离子气体的流量。并且，测定气体流量降低前后的电弧电压，通过将该测定结果与事先求得的数据进行对照，从而检测出穿孔的下孔径。当检测出下孔径时，通过mig焊炬进行焊接；当没有检测出下孔径时，则不进行mig焊炬的焊接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-180309号公报

技术实现要素：

在焊接车体时，大多是在构成焊接对象的多枚车体板的后侧配置有其他的车体板。在这种情况下，当通过记载于专利文献1的电弧焊接装置的等离子气体形成贯穿多枚车体板的穿孔时，等离子气体通过穿孔到达后侧的车体板，从而导致在该后侧的车体板上也形成穿孔的问题。

在专利文献1中记载的电弧焊接装置中，虽然检测出在多个工件上形成的穿孔，并在检测出穿孔之后降低等离子气体的流量。但是在形成穿孔后的风压高的等离子气体会通过穿孔到达后侧的车体板。另外，虽然也可以考虑通过喷出风压低的等离子气体而使后侧的车体板上不形成穿孔。但是在这种情况下，由于焊接时间增加，所以实际上并没有被实施过。

本发明是鉴于上述背景而作出的，目的在于提供一种在减轻构成焊接对象的工件以外的影响的同时，能够可靠地对构成焊接对象的工件进行焊接的电弧焊接装置以及方法。

本发明的电弧焊接装置的特征在于，具备：收纳用于电弧焊接的气体的容器；以及形成于所述容器的多个喷出口，用于使收纳于所述容器的内部的所述气体喷出，所述电弧焊接装置构成为使从所述多个喷出口喷出的气体集中在规定的集中部位上，并在该集中部位上对工件进行焊接。

根据本发明的电弧焊接装置，由于从多个喷出口喷出的气体在集中部位上对工件进行焊接之后分离，所以即使是通过气体在工件上形成穿孔，通过该穿孔到达后侧的工件的气体的风压也会变得比在集中部位上的气体的风压低。由此，能够防止在后侧的工件上形成穿孔。

并且，在所述的容器内，可以具备具有铜板和等离子焊炬的气体生成机构。该铜板被配置于所述容器内，该等离子焊炬被配置于所述容器内并朝向所述铜板进行等离子体放电来产生所示气体。

进一步优选具备填充料填充机构，在焊接所述工件时，所述填充料填充机构向在所述集中部位上通过所述气体而被熔融的工件部分填充熔化状态的填充料。

由于是向在集中部位上通过气体而被熔融的工件部分填充熔化状态的填充料，所以能够可靠地焊接工件。

另外，优选地具备向所述容器内供应保护气体(shieldinggas)从而对所述容器内加压的保护气体供应机构。

由于是通过被供应到容器内的保护气体对容器内进行加压，所以能够使从多个喷出口喷出的气体的风量增大。

本发明的电弧焊接方法的特征在于具备：产生用于电弧焊接的气体的工序；从多个喷出部喷出所述气体，以使得所述气体在规定部位上集中的工序；以及，通过在所述规定部位上集中的气体对工件进行焊接的工序。

根据本发明的电弧焊接方法，由于工件是通过从多个喷出部喷出并在规定部位上集中的气体焊接的，所以即使是由气体在工件上形成穿孔，也能够防止在后侧的工件上形成穿孔。

发明的效果

根据本发明，能够在减轻对构成焊接对象的工件以外的影响的同时，可靠地对构成焊接对象的工件进行焊接。

附图说明

图1是表示本发明的电弧焊接装置的侧视图。

图2是表示焊接焊炬与车体板的侧面截面图。

图3是表示由第1～第8喷出口形成的容器的下表面的斜视图。

图4是表示由焊接焊炬朝向车体板喷出等离子气体的状态的焊接焊炬的侧面截面图。

图5是表示焊接车体板之后的状态的焊接焊炬的侧面截面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

如图1所示，电弧焊接装置10具备焊接机器人11、机器人控制装置12、焊接焊炬13、焊接控制装置14以及焊接电源15。电弧焊接装置10例如对构成车体控制板的重叠的2枚车体板16、17进行焊接。在车体板16、17的下方，配置有车体板18。

焊接机器人11例如是多轴多关节型的焊接机器人，从顶端开始顺次设置有手臂11a～11d。焊接机器人11上设置有驱动各手臂11a～11d的多个电机(未图示)，焊接机器人11通过机器人控制装置12控制驱动。在焊接机器人11的顶端一侧的手臂11a上安装有焊接焊炬13。

机器人控制装置12通过驱动焊接机器人11的多个电机来驱动各手臂11a～11d，从而控制安装于手臂11a上的焊接焊炬13的位置和朝向。

如图2所示，焊接焊炬13具备等离子喷出单元21和mig(metalinertgas)焊炬22，通过由焊接电源15(参照图1)供应的电力驱动。

等离子喷出单元21具备等离子焊炬26、铜板27、收纳等离子焊炬26和铜板27的容器28、以及被连结于容器28的气体供应部29。mig焊炬22、等离子焊炬26以及气体供应部29通过焊接控制装置14(参照图1)控制驱动。

等离子焊炬26上形成有电极和喷嘴(均未图示)，并生成等离子体。等离子焊炬26使产生的等离子体朝向铜板27放电，从而生成用于电弧焊接的等离子气体。

在容器28的上表面28a上形成有开口28b，保护气体(shieldinggas)例如氩气(argongas)通过该开口28b从气体供应部29被供应到容器28的内部。容器28的内部通过被供应到该容器28内部的该氩气而被加压。另外，从气体供应部29供应的保护气体不仅限于氩气，也可以供应例如氦气。另外，也可以不通过供应气体来对容器28的内部进行加压。

如图2和图3所示，在容器28的下表面28c上形成有使等离子气体朝向车体板16、17喷出的第1～第8喷出口31～38。当容器28的内部通过从气体供应部29供应来的氩气而被加压时，容器28内部的等离子气体从第1～第8喷出口31～38被喷出。

第1～第8喷出口31～38以45°的间距(pitch)形成于同一圆周上，并且彼此朝向不同的方向使得被喷出的等离子气体在集中部位ca上集中。

如图4所示，从第1～第8喷出口31～38喷出的等离子气体集中的集中部位ca形成于车体板16、17之间的空间。通过从该第1～第8喷出口31～38喷出的等离子气体，在车体板16、17上形成了穿孔40。

mig焊炬22被收纳在容器42中。mig焊炬22将从填充料供应装置(未图示)供应来的金属丝状的填充料45送向形成于车体板16、17上的穿孔40。在容器42的下表面上形成有用于使填充料45通过的开口42a。填充料45使用与车体板16、17相同的材料。

当通过电弧焊接装置10焊接车体板16、17时，如图1所示，通过机器人控制装置12驱动焊接机器人11，从而将被安装在顶端一侧的手臂11a上的焊接焊炬13置于所需的位置和朝向上。

接下来，如图4所示，焊接控制装置14驱动等离子焊炬26朝向铜板27进行等离子放电。进一步地，焊接控制装置14驱动气体供应部29向容器28的内部供应氩气。

通过等离子焊炬26对铜板27实施等离子放电，生成等离子气体。该等离子气体通过从气体供应部29供应来的氩气而被加压，从而从形成于容器28下表面28c的第1～第8喷出口31～38喷出。

通过从第1～第8喷出口31～38被喷出的等离子气体，在叠合的2枚车体板16、17中位于上侧的车体板16上形成穿孔40。

一旦在车体板16上形成穿孔40，从第1～第8喷出口31～38喷出的等离子气体到达车体板17，并在车体板17上也形成穿孔40。

一旦在车体板17上也形成穿孔40时，从第1～第8喷出口31～38喷出的等离子气体分别通过车体板16、17的穿孔40，到达被设置于车体板17下方的车体板18。

在本实施方式中，从第1～第8喷出口31～38喷出的等离子气体在车体板16、17之间的集中部位ca上集中。由于是通过在该集中部位ca上集中的范围的等离子气体使车体板16、17上形成穿孔40，所以能够简单地形成穿孔40。

从第1～第8喷出口31～38喷出的等离子气体在集中部位ca上集中后分离，并到达车体板18的8个部位。在本实施方式中，分别从第1～第8喷出口31～38喷出的等离子气体的风压是为了在车体板16、17上形成穿孔而在集中部位ca上集中的等离子气体的合成风压的近乎1/8。

从第1～第8喷出口31～38喷出并到达车体板18的8个部位上的等离子气体的各自的风压，也是在集中部位ca上的等离子气体的风压的近乎1/8。并且，到达车体板18的8个部位的等离子气体的各自的温度也变得比在集中部位ca上的等离子气体的温度低。由此，不会在车体板16、17上形成穿孔40的同时在车体板18上也形成穿孔。

在车体板16、17上形成穿孔40的同时，焊接控制装置14驱动mig焊炬22，并朝向车体板16、17的穿孔40送出填充料45。该被送出的填充料45被从第1～第8喷出口31～38喷出的等离子气体熔化，从而被填充到穿孔40中。另外，也可以在形成穿孔40之后再送出填充料45。这种情况下也同样通过从第1～第8喷出口31～38喷出的等离子气体熔化填充料45。

然后，如图5所示，当停止等离子气体的喷出时，被填充到穿孔40的熔融填充料45a发生凝固，从而实现车体板16、17的焊接。由此，在车体板16、17上形成了点状的焊道(weldbead)，完成点焊。

在上述实施方式中，虽然对在车体板16、17上形成点状的焊道而进行焊接的电弧焊接装置进行了说明，但是本发明也能够适用于在车体板16、17上形成线形的焊道而进行焊接的电弧焊接装置。当进行形成线形焊道的电弧焊接时，在驱动焊接机器人11将焊接焊炬13移动至焊接位置之后，使等离子从焊接焊炬13的第1～第8喷出口31～38被喷出，从而在车体板16、17上形成穿孔40。然后，通过等离子气体将填充料45熔化并填充于穿孔40之后，通过焊接机器人11的驱动使焊接焊炬13移动。通过此移动，使等离子气体达不到的范围的穿孔40中被填充的熔融填充料45a发生凝固，完成车体板16、17的焊接。通过连续地进行上述操作，在车体板16、17上形成线形的焊道，使得车体板16、17在特定的范围上被焊接。

在上述实施方式中，虽然使从焊接焊炬13的第1～第8喷出口31～38喷出的等离子气体的集中部位ca固定于车体板16、17之间，但也可以通过在焊接时驱动焊接机器人11使焊接焊炬13移动，从而移动集中部位ca。此时，在焊接开始时，使集中部位ca位于车体板16的上表面，使焊接焊炬13对应车体板16、17的熔化速度发生移动(下降)，从而使集中部位ca下降至车体板17的下表面。然后，在对填充料45实施填充之后，使焊接焊炬13移动(上升)，并使集中部位ca上升至车体板16的上表面。

在上述实施方式中，虽然在容器28的下表面28c上形成了8个喷出口，但是喷出口的数量也可以适当地进行变更。另外，也可以分别在不同径的多个圆周上形成多个喷出口。

在上述实施方式中，虽然通过等离子焊炬26向铜板27进行的等离子放电生成了等离子气体，但是等离子气体的生成方式不仅限于此，只要是能生成等离子气体的方式均可。

另外，进行电弧焊接的气体不限于等离子气体，也可以作适当地进行更改，例如，也可以通过碳酸气进行焊接。

在上述实施方式中，虽然通过电弧焊接装置10对2枚车体板16、17进行了焊接，但也可以是对1枚或3枚以上的车体板进行焊接。

另外，也可以不设置mig焊炬22，而是通过在车体板16、17上形成穿孔40时产生的车体板16、17的熔融部分进行车体板16、17的焊接。

附图标记说明

10电弧焊接装置

11焊接机器人

12机器人控制装置

13焊接焊炬

14焊接控制装置

16～18车体板

21等离子喷出单元

22mig焊炬

26等离子焊炬

27铜板

28容器

29气体供应部

31～38第1～第8喷出口

40穿孔

45填充料

45a熔融填充料