多层堆焊方法、多层堆叠对焊接头以及多层堆焊的层叠模式计算方法与流程

本发明涉及在横向姿态下的多层堆焊中也能够将焊道下垂的产生抑制为最小限度而形成焊接金属的表面良好的焊接接头的多层堆焊方法、由该多层堆焊方法形成的多层堆叠对焊接头以及多层堆焊的层叠模式计算方法。

背景技术：

1、构造物制造时的焊接工序历来期望省人化或施工效率改善，近年来，焊接机器人的应用增加。另外，构造物的大型化、设计专门化的钢构造物增加，在建筑现场等现场焊接中也为了促进省人化或施工效率改善而使用可移动型焊接机器人，以各种焊接姿态自动施工的机会增加。需要说明的是，作为各种焊接姿态的种类，存在下向姿态、立向姿态、横向姿态等。这些焊接姿态中的横向姿态下的焊接在柱连接焊接中进行的情况较多，与其他焊接姿态相比焊接长度较长，存在作业负荷较高的倾向。另外，由于具有熔融金属容易下垂而导致外观不良的特征，因此横向姿态的焊接的难度高。

2、在上述的可移动型焊接机器人之中，尤其在建筑现场中被广泛利用的3轴的可移动型焊接机器人中，大多不具备焊炬角变更机构，在该情况下以焊炬角恒定的方式进行焊接，因此横向姿态下的焊接的难度进一步上升。另外，在下板侧进行坡口加工而成的レ型、v型的坡口的情况下，由于施工上的难度，在下板侧附近尤其容易产生焊道下垂，难度进一步上升。

3、横向姿态的焊接被称为困难姿态的理由之一可以举出在重力的影响下容易产生焊道下垂。一旦产生焊道下垂则难以得到良好的接头外观，因此需要暂时中断焊接并通过研磨处理使焊道形状整齐的作业。另外，在多层堆焊的完工层中产生焊道下垂的可能性也较高，存在需要设置表衬件等对策的情况。需要说明的是，研磨处理、表衬件设置使生产节拍时间增加，从施工效率的观点出发并不优选。

4、在此在专利文献1中公开了一种焊接方法，在一边将焊丝沿上下方向振荡一边进行横焊时，使焊丝的下方向移动时间比焊丝的上方向移动时间长，并且对焊接中的熔池内赋予磁场，产生将熔融金属推起的方向的搅拌力而形成扁平的焊道。

5、另外，在专利文献2中记载了一种自动焊接方法，在焊接头内沿焊丝的轴线方向排列配置至少3组焊丝进给部件，通过相对于将3组焊丝进给部件中的位于外侧的两组焊丝进给部件连结的轴线，使位于中央的焊丝进给部件在上下方向上偏移，从而一边对焊丝附加上下方向的弯曲倾向一边进给，而焊接坡口接头内的上表面或下表面。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：日本国特开昭63-108973号公报

9、专利文献2：日本国特开平8-309524号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、然而，根据专利文献1以及2所公开的焊接方法，另外需要用于使熔融金属产生推起力的专用的磁场产生装置、用于一边对焊丝附加上下方向的弯曲倾向一边进给的焊丝进给装置等特殊的装置，存在用于设置装置的作业时间增加、设备成本的增加等问题点。另外，在使用自动机的情况下，装置变得大型化，因此存在尤其难以应用于从搬运等运输性、操作性的观点出发越轻量、小型则优选的可移动型焊接机器人、以台车为移动机构的焊接装置等这样的问题点。

3、本发明是鉴于前述的课题而完成的，其目的在于提供即使在横向姿态下的多层堆焊中也能够将焊道下垂的产生抑制为最小限度而形成焊接金属的表面良好的焊接接头的多层堆焊方法、由该多层堆焊方法形成的多层堆叠对焊接头以及多层堆焊的层叠模式计算方法。

4、用于解决课题的方案

5、因此，本发明的上述目的通过多层堆焊方法的下述[1]的结构而达成。

6、[1]一种多层堆焊方法，用于针对由配置为形成坡口的上板以及下板构成的一对母材，利用横向姿态的多层堆焊形成焊接金属而进行接合，其中，

7、所述焊接金属从所述母材的背面到表面具有多个层，

8、所述多个层具备：

9、完工层，其具有包括最终层在内的至少两层；以及

10、基底层，其位于比所述完工层靠所述母材的背面侧的位置，并包括成为与所述完工层相邻的层的边界层，

11、以所述边界层中的所述上板侧熔敷部的位置pub比所述边界层中的所述下板侧熔敷部的位置plb接近所述母材的表面的方式形成所述边界层。

12、另外，本发明的上述目的通过多层堆叠对焊接头的下述[2]的结构而达成。

13、[2]一种多层堆叠对焊接头，其通过由配置为形成坡口的上板以及下板构成的一对母材经由利用多层堆焊形成的焊接金属接合而成，其中，

14、所述焊接金属从所述母材的背面到表面具有多个层，

15、所述多个层具备：

16、完工层，其具有包括最终层在内的至少两层；以及

17、基底层，其位于比所述完工层靠所述母材的背面侧的位置，并包括成为与所述完工层相邻的层的边界层，

18、所述边界层中的所述上板侧熔敷部的位置pub比所述边界层中的所述下板侧熔敷部的位置plb接近所述母材的表面。

19、另外，本发明的上述目的通过多层堆焊的层叠模式计算方法的下述[3]的结构而达成。

20、[3]一种多层堆焊的层叠模式计算方法，用于进行[1]所述的多层堆焊方法，其中，

21、具备将至少包括坡口形状、坡口角度、以及所述母材的板厚的信息的施工信息与所述pub的位置信息、所述plb的位置信息、以及所述pub和所述plb之间的相对位置信息中的至少两个位置信息建立了关联的数据库，

22、所述多层堆焊的层叠模式计算方法具有基于所述数据库决定来包括层叠数以及所述边界层的位置的层叠模式的工序。

23、发明效果

24、根据本发明的多层堆焊方法，即使在横向姿态下的多层堆焊中，也能够将焊道下垂的产生抑制为最小限度而形成焊接金属的表面良好的焊接接头。

技术特征：

1.一种多层堆焊方法，用于针对由配置为形成坡口的上板以及下板构成的一对母材，利用横向姿态的多层堆焊形成焊接金属而进行接合，其中，

2.根据权利要求1所述的多层堆焊方法，其中，

3.根据权利要求1或2所述的多层堆焊方法，其中，

4.根据权利要求1或2所述的多层堆焊方法，其中，

5.根据权利要求3所述的多层堆焊方法，其中，

6.根据权利要求1或2所述的多层堆焊方法，其中，

7.根据权利要求3所述的多层堆焊方法，其中，

8.根据权利要求4所述的多层堆焊方法，其中，

9.根据权利要求1或2所述的多层堆焊方法，其中，

10.根据权利要求3所述的多层堆焊方法，其中，

11.根据权利要求4所述的多层堆焊方法，其中，

12.根据权利要求1或2所述的多层堆焊方法，其中，

13.根据权利要求3所述的多层堆焊方法，其中，

14.根据权利要求4所述的多层堆焊方法，其中，

15.一种多层堆叠对焊接头，其通过由配置为形成坡口的上板以及下板构成的一对母材经由利用多层堆焊形成的焊接金属接合而成，其中，

16.根据权利要求15所述的多层堆叠对焊接头，其中，

17.一种多层堆焊的层叠模式计算方法，用于进行权利要求3所述的多层堆焊方法，其中，

技术总结
本发明提供即使在横向姿态下的多层堆焊中也能够将焊道下垂的产生抑制为最小限度而形成焊接金属的表面良好的焊接接头的多层堆焊方法、由该多层堆焊方法形成的多层堆叠对焊接头以及多层堆焊的层叠模式计算方法。焊接金属(WL)从母材的背面(1B)到表面(1A)具有多个层。多个层具备：完工层(FL)，其具有包括最终层(EL)在内的至少两层；以及基底层(GL)，其用于形成完工层(FL)。基底层(GL)中的成为与完工层(FL)相邻的层的边界层(BL)形成为上板侧熔敷部的位置(P<subgt;UB</subgt;)比下板侧熔敷部的位置(P<subgt;LB</subgt;)接近母材的表面(1A)。

技术研发人员：八岛圣
受保护的技术使用者：株式会社神户制钢所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15