专利名称：自动焊接方法及其装置以及焊接构造物的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动焊接方法及其装置以及由该焊接形成的焊接构造物，所述的焊接方法及其装置是对焊接构造物进行焊接的，所述焊接构造物是由例如是配电设备用气体断路器外装容器的焊接接头等焊接构造形成的。
现有技术中，这样的焊接构造物要采用高可靠性的焊接方法。尤其是近年来，各种高效率化的焊接法用于该焊接构造物。例如，日本特开平8-1360号公报揭示的焊接构造物，如图10所示，为了实现高质量、高效率化，用激光焊接由不锈钢制管1和碳素钢制法兰2构成的圆周接缝。
该激光焊接，是使从图未示激光发射器输出的激光通过预定的聚光光字系统(图未示)聚光，以预定的相对速度使该激光移动进行焊接。
用该激光焊接，焊接图10所示的焊接构造物的接缝时，必须使激光的聚光光学系统在管1周围旋转。但是，要使与激光的传送系统成为一体的聚光光学系统在管1的周围旋转并不容易，通常是使管1旋转，实施激光焊接。
另外，虽然也有电子束焊接，但该电子束焊接中，也要使电子束枪在管1周围旋转，由于电子束焊接通常是在真空中实施，所以不容易使电子束枪旋转。因此，电子束焊接中，通常也是使管1旋转进行焊接。
但是，在焊接图10所示焊接构造物分支侧的法兰3和分支管4时，为了采用激光焊接或电子束焊接，要使管旋转是不容易的。尤其是当主体侧的管比较长时，使分支管4旋转是不可能的。
因此，激光焊接和电子束焊接不能高质量、高效率地实现分支侧法兰3的焊接。
图11所示的焊接构造物是大型槽。该槽中，在焊接由大型槽体5与镜板6构成的接头时，槽体5上预先安装着各接口7、8，内藏物预先组装在槽体5内。因此，在槽体5与镜板6的焊接时，要使槽体5卧倒、旋转或移动都是很困难的。因此，不能采用激光焊接和电子束焊接。
如上所述，对于旋转、移动都困难的大型构造物，采用激光焊接和电子束焊接是不容易实现高质量、高效率化的。
基于上述问题，采用比较容易使电弧或等离子体热源移动的焊接法。通过使在被焊接部分上产生焊接热源的焊枪的动作，进行焊接。
但是，该方法中，由于焊接构造物的接头位置的原因，焊接姿势不一定是朝下，例如，上述图10所示的焊接构造物中，由法兰3和分支管4构成的接头，其焊接姿势为横向姿势。另外，图11所示焊接构造物中，由槽体5和镜板6构成的接头也同样地为横向姿势。
即，当把焊接构造物整体卧倒时，焊枪9相对于焊接接头要采取图12所示的朝下→朝纵向→朝上→朝纵向→朝下的全姿势。
在焊接施工中以全姿势焊接时，由于重力在所有的朝向都作用于熔融金属，所以在每种姿势要变更焊接条件，焊接难度极高。
焊接的姿势最好是朝下姿势，如前所述，对于因焊接构造物的制约而不能确保朝下姿势的接头，通常是以横向姿势实施焊接。
如上所述，对于大型焊接构造物或者因焊接构造物的形状制约，不能使焊接构造物旋转时，希望能以横向姿势或全姿势使焊枪移动，实施高质量、高效率焊接。
由于上述的制约，上述焊接构造物的接缝焊接主要采用电弧焊，但是，以横向姿势或全姿势进行高质量、高效率的焊接并不容易。为了实现高效率化的焊接，进行大热量化、即进行焊枪的大电流化时，熔融金属因重力影响而垂落的现象严重，使焊接质量降低。尤其当焊接构造物是铝合金制时，铝合金的熔融金属因其粘性低于钢铁材料和不锈钢，所以，受重力影响其焊接质量更加降低。
以低碳钢和不锈钢为代表的钢铁材料，由于熔融金属的粘性比铝合金高，所以较为有利，但是，在以横向姿势的焊接中，为了实现高质量化，不得不牺牲高效率化。
因此，对铝合金以横向姿势进行焊接的几乎所有场合，以及对低碳钢、不锈钢等钢铁材料以横向姿势进行焊接的原子能机器等重要构造物的场合，是采用即使是电弧焊也能得到高质量的钨极惰性气体保护焊(以下称为TIG焊接)。
图13表示该TIG焊接的原理。焊枪10上备有电极11，从图未示焊接电源向该电极11供给电能。电能供给时在电极11与母材12之间产生焊接电弧13，在母材12上形成熔融池14。把焊丝15供给焊接电弧13，焊丝15的前端被焊接电弧13熔融，形成焊滴并移到熔融池14。持续上述的动作进行焊接。
与该TIG焊接不同的焊接法有气体保护金属极电弧焊接(以下称为MIG焊接)。该MIG焊接，是在焊丝与母材之间产生焊接电弧，一边熔融、消耗焊丝一边进行焊接。这样，在维持焊接电弧的期间，消耗焊丝，向熔融池供给熔融金属。因此，虽然作业能率高，但是由于形成多量的熔融金属，所以，在横向姿势中容易产生垂落等缺陷。
考虑到这些焊接法的特性，在横向姿势，一般采用TIG焊接。即，在TIG焊接中，为了用电极11确保熔融池14并防止垂落，适度地抑制焊丝15的供给，进行焊接。这样，虽然可实现高质量化，但高效率化极为困难。
本发明的目的是提供一种在横向姿势及全姿势中，能以高质量、高效率进行焊接构造物焊接的自动焊接方法及其装置。
另外，本发明的目的是提供以高质量、高效率的焊接制作的焊接构造物。
为达到上述目的本发明采取以下技术方案自动焊接方法，在焊枪与母材之间产生焊接电弧，在母材上形成熔融池，上述焊接电弧使焊丝熔融，将焊滴移到上述熔融池；其特征在于，使所述焊枪朝着略垂直于所述母材被焊接部分的方向摆动，同时使供给焊枪的焊接电流的峰值时间与所述焊枪摆动的朝上动作期间一致。
所述的自动焊接方法，其特征在于，在焊枪摆动的朝上动作期间，高速地设定焊丝的进给速度。
所述的自动焊接方法，其特征在于，将上述焊丝进给速度设为一定时，这时的焊丝进给速度，设定为上述焊枪摆动的朝上动作期间与朝下动作期间的各焊丝进给速度的平均速度，或者稍慢于该平均速度的速度。
所述的自动焊接方法，其特征在于，把供给上述焊枪的峰值焊接电流的发生时间，设定为在焊枪开始朝上动作的预定期间之前，并且在该焊枪到达朝上动作上端时，结束上述峰值焊接电流的供给。
自动焊接装置，使焊枪与母材之间产生焊接电弧，在母材上形成熔融池，焊接电弧使焊丝熔融，将焊滴移到上述熔融池；其特征在于，备有焊接行走机构、焊枪摆动机构和电流控制机构；上述焊接行走机构使上述焊枪沿着上述母材的被焊接部分的方向行走；上述焊枪摆动机构使上述焊枪在略垂直于上述被焊接部分的方向摆动；上述电流控制机构使供给上述焊枪的焊接电流脉动，并且，使上述焊接电流的峰值时间与焊枪摆动的朝上动作期间一致。
所述的自动焊接装置，其特征在于备有上述在焊枪摆动的朝上动作期间，将焊丝进给速度提高的焊丝进给控制机构。
所述的自动焊接装置，其特征在于，设有焊丝进给控制机构，在将上述焊丝进给速度设为一定时，将焊丝进给速度设定为上述焊枪摆动的朝上动作期间与朝下动作期间的各焊丝进给速度的平均速度、或者稍慢于该平均速度的。
所述的自动焊接装置，其特征在于，上述电流控制机构，把供给上述焊枪的峰值焊接电流发生时间，设定为焊枪开始朝上动作的预定期间之前，并且在该焊枪到达朝上动作上端时，结束上述峰值焊接电流的供给。
焊接构造物，其特征在于，使焊枪朝着略垂直于母材被焊接部分的方向摆动，并且使供给上述焊枪的焊接电流的峰值时间与焊枪摆动的朝上动作期间一致，这样在焊枪与母材之间产生焊接电弧，在母材上形成熔融池，同时上述焊接电弧使焊丝熔融，将焊滴移至上述熔融池，反复进行该过程以焊接母材而制成的。
所记载的自动焊接方法，在焊枪与母材之间产生焊接电弧，在母材上形成熔融池，上述焊接电弧使焊丝熔融，将焊滴移到上述熔融池；其特征在于，使焊枪朝着略垂直于母材被焊接部分的方向摆动，同时使供给焊枪的焊接电流的峰值时间与焊枪摆动的朝上动作期间一致。
所记载的自动焊接方法，其特征在于，在焊枪摆动的朝上动作期间，高速地设定焊丝的进给速度。
所记载的自动焊接方法，其特征在于，将上述焊丝进给速度设为一定时，这时的焊丝进给速度设定为上述焊枪摆动的朝上动作期间与朝下动作期间的各焊丝进给速度的平均速度，或者稍慢于该平均速度的速度。
所记载的自动焊接方法，其特征在于，把供给上述焊枪的峰值焊接电流的发生时间设定为焊枪开始朝上动作的预定期间之前，并且在该焊枪到达朝上动作上端时，结束上述峰值焊接电流的供给。
所记载的自动焊接装置，使焊枪与母材之间产生焊接电弧，在母材上形成熔融池，焊接电弧使焊丝熔融，将焊滴移到上述熔融池；其特征在于，备有焊接行走机构、焊枪摆动机构和电流控制机构；上述焊接行走机构使焊枪沿着母材的被焊接部分方向行走；上述焊枪摆动机构使焊枪至略垂直于上述被焊接部分的方向摆动；上述电流控制机构使供给焊枪的焊接电流脉动，并且，使上述焊接电流的峰值时间与焊枪摆动的朝上动作期间一致。
所记载的自动焊接装置中，其特征在于，备有在焊枪摆动的朝上动作期间，高速地设定焊丝进给速度的焊丝进给控制机构。
所记载的自动焊接装置中，其特征在于，将上述焊丝进给速度设为一定时，备有将焊丝进给速度设定为上述焊枪摆动的朝上动作期间与朝下动作期间的各焊丝进给速度的平均速度，或者稍慢于该平均速度的焊丝进给控制机构。
所记载的自动焊接装置中，其特征在于，上述电流控制机构，把供给上述焊枪的峰值焊接电流发生时间设定为焊枪开始朝上动作的预定期间之前，并且在该焊枪到达朝上动作上端时，结束上述峰值焊接电流的供给。
所记载的焊接构造物，其特征在于，使焊枪朝着略垂直于母材被焊接部分的方向摆动，同时使供给焊枪的焊接电流的峰值时间与焊枪摆动的朝上动作期间一致，这样在焊枪与母材之间产生焊接电弧，在母材上形成熔融池，同时焊接电弧使焊丝熔融，将焊滴移到熔融池，反复该过程地焊接母材而制成。
根据该自动焊接方法及其装置，对于焊接构造物的横向姿势焊接，能以高质量、高效率进行横向姿势及全姿势的焊接构造物的焊接。
以下参照附图，详细说明
具体实施例方式图1表示本发明自动焊接装置第1实施例的构造图。
图2是图1所示装置中的控制装置的构成图。
图3是图1所示装置的动作程序流程图。
图4是图1所示装置的动作程序时间图。
图5是表示本发明自动焊接装置第2实施例的构造图，用于焊接构成气体绝缘开闭装置之一部分的容器。
图6是图5所示装置中的机械手控制器构成图。
图7是表示朝上振摆动作时的电弧电流的图。
图8是表示在振摆上端位置产生咬边的图。
图9是表示本发明自动焊接装置第3实施例中的、振摆动作时的峰值电流的图。
图10表示进行现有的激光焊接或电子束焊接的管及法兰构成的焊接构造物。
图11表示进行现有的激光焊接或电子束焊接的大型槽焊接构造物。
图12表示将焊接构造物整体横倒时，焊枪相对于焊接接缝的全姿势。
图13表示TIG焊接的原理。
(1)下面，参照
本发明第1实施例。
图1是自动焊接装置的构造图。
焊接构造物20是铝合金制，形成为圆筒状。在该焊接构造物20上有焊接接头21，并且由于是大型物及为了防止变形，必须以竖立着圆筒的图1所示状态进行焊接。因此，在焊接焊接接头21时的焊接姿势是横向姿势。
在该焊接构造物20的侧面，安装着供给焊接台车22行走的行走轨23。该焊接行走台车22沿全周在行走轨23上行走地实施焊接，把持着作为焊接热源的、产生焊接电弧的焊枪24。在焊接行走台车22上，设有安装着焊丝喷咀25的喷咀臂26，由该喷咀臂26进行焊丝喷咀25的定位。另外，在焊接行走台车22上，还搭载着向焊丝喷咀25供给焊丝28的焊丝进给器29，该焊丝28在焊接进行的同时埋入设在焊接接头21上的焊接坡口27内。
焊枪24上连接着焊接电源30，该焊接电源30供给电能，使在焊枪24与焊接构造物20之间产生焊接电弧。另外，该焊接电源30也与焊接构造物20电气连接，以形成电路。
控制装置31与焊接行走台车22连接，控制焊接行走台车22的行走、焊枪24的动作以及焊丝进给器29的动作。
图2是该控制装置31的构成图。中央处理装置部(CPU)32，通过总线33连接着设定、显示部34和存储部35，同时通过总线36连接着输入输出接口(I/O接口)37。设定、显示部34进行焊接动作程度的设定、显示。存储部35存储焊接动作程序。
上述输入输出接口37，连接着焊接电源30，同时连接着台车行走驱动部38、台车焊枪驱动部39、焊丝进给驱动部40及位置检测器41。台车行走驱动部38使焊接行走台车22在行走轨23上行走。台车焊枪驱动39驱动焊枪24。焊丝进给驱动部40控制焊丝进给器29的动作。位置检测器41检测焊接开始位置。
上述中央处理装置32，控制向存储部35的信息写入和信息读出，并且，按照存储着的图3所示动作程序流程图，控制台车行走驱动部38、台车焊枪驱动部39、焊丝进给驱动部40及位置检测器41的动作。
该中央处理装置部32，向台车焊枪驱动部39发出动作指令，使焊枪24朝着略垂直于焊接构造物20的焊接接头21的方向摆动，同时，使供给焊枪24的焊接电流的峰值时间与焊枪24的摆动朝上期间一致。
另外，中央处理装置部32，向焊丝进给驱动部40发出指令，在焊枪24的摆动朝上动作期间，高速设定焊丝28的进给速度。
下面，参照图3所示动作程序流程图和图4所示动作程序时间图，说明上述装置的作用。
先在步骤#1，控制装置31的设定、显示部34把动作程序所需的焊接参数存储到存储部35。该焊接参数是焊接所需的预热电流(A)、预热时间(sec)、振摆幅度(mm)、振摆周期(sec)、峰值电流(A)、基本(ベ-ス)电流值(A)、峰值时间焊丝进给速度(mm/min)、基本时间焊丝进给速度(mm/min)、焊口电流值(A)、焊口时间(sec)、台车行走速度(mm/min)及焊接距离(mm)。
这里，对焊接构造物20的焊接是以上述的横向姿势进行的，所以，焊枪24适用于在垂直于焊接进行方向的方向摆动。在铝合金的焊接中，为了防止粘性及融点低的熔融金属的垂落，以及为了凝固后焊珠的外观整齐，通常采用振摆。尤其是在横向姿势的焊接中，为了减少重力影响，振摆是不可缺少的。振摆开始时，从焊接构造物20看，有从朝上动作开始的方法和从朝下动作开始的方法。这里，是从朝下振摆动作开始地设定焊接参数。
上述焊接参数设定结束后，在步骤#2，设定、显示部34的起动钮接通，在步骤#3，台车行走驱动部38和台车焊枪驱动部39起动，由此焊接行走台车22在行走轨23上行走。借助该焊接行走台车22的行走，在步骤#4，位置检测器41检测出安装在焊接构造物20上的图未示焊接开始点检测用凸头，在步骤#5，台车行走驱动部38停止行走动作，同时停止台车焊枪驱动部39和焊枪24的驱动。
接着，在步骤#6，焊接电源30起动，在步骤#7，将预定的预热电流值(A)的焊接电流供给焊枪24，在焊枪24与焊接构造物20之间产生焊接电弧。
在步骤#8，中央处理装置部32判断为经过了预定的预热时间后，在步骤#9，向台车焊枪驱动部39发出动作指令，使焊枪24开始先朝下的振摆动作。这时，从步骤#10移至步骤#11，焊接电源30向焊枪24输出预定的基本(ベ-ス)电流值(A)的焊接电流，与此同时，焊丝进给驱动部40以预定的基本时间焊丝进给速度(mm/min)将焊丝28供给焊丝喷咀25。在该状态，焊枪24借助振摆动作行进到下端。这里，根据预定的振摆周期，算出从焊接开始点到振摆下端所需的时间(周期/2)。
这样，在步骤#12，通过图未示程序定时器的计测，到了焊枪24的下端到达时间时，焊接机械手驱动部66使焊枪24朝上振摆动作，并行进到上端。这时，在步骤#13，焊接电源30向焊枪24输出预定的峰值电流值(A)的焊接电流，与此同时，焊丝进给驱动部40以峰值时间焊丝进给速度(mm/min)供给焊丝28。这里，焊枪24用预定振摆周期的2分之一的时间，到达振摆上端位置。
这样，在步骤#14，当焊枪24到达振摆上端位置时，再通过步骤#10返回步骤#11，焊接电源30向焊枪24输出预定的基本电流值(A)的焊接电流，与此同时，焊丝进给驱动部40以预定的基本时间焊丝进给速度(mm/min)向焊丝喷咀供给焊丝28，焊枪24的振摆动作如此地一直行进到下端。
以上的焊枪24的振摆动作一直持续到根据预定的焊接距离(mm)和台车行走速度(mm/min)算出的焊接时间。
这样地实施焊枪24的振摆动作，在步骤#10判断为焊接时间结束时，移至步骤#15，焊接电源30向焊枪24输出预定的焊口电流值的电流，与此同时，中央处理装置部32使台车行走驱动部38及焊丝进给驱动部40停止。另外，在步骤#16判断为预定的焊口时间结束时，在步骤#17，停止焊接电源30，结束全部时序(シ-ケンス)。
这里，焊接构造物20例如是12mm厚的铝合金制板，下表中表示初期设定的焊接参数。
表1<
>该表1中，本实施例的焊接条件用A条件至D条件表示。为了比较，现有焊接法的焊接条件用E条件表示。从该表可见，本实施例的A条件至D条件，与现有焊接法的E条件相比，均可实现焊接行走台车22的行走速度高速化，因此，能实现高效率化的焊接。
下面，说明高效率化焊接的原因。本实施例中，以横向姿势中的振摆动作的朝下动作期间作为焊接电流的基本时间，可减低焊接电流值及与其相应的焊丝供给速度(即基本时间焊丝进给速度)。
另一方面，以振摆动作的朝上动作期间作为焊接电流的峰值时间，可将焊接电流值及与其相应的焊丝进给速度(即峰值时间焊丝进给速度)设定得高。
这样，即使采用高电流值、高焊丝进给速度，熔融金属也不会垂落，而是存留在坡口27内，形成稳定的焊珠。即，本实施例中的焊接条件A至D，振摆动作的朝下动作中，可将焊接电流值及焊丝进给速度设定得低，抑制熔融金属的产生，并且可抑制熔融金属的温度上升，所以，可防止熔融金属的垂落。
另外，在振摆动作的朝上动作中，由于焊接电流值及焊丝进给速度高，所以，多量生成的熔融金属朝着坡口27的上方部形成，所以，即使产生一些垂落，也存留在坡口27内部，可不必担心垂落，实现高效率的焊接。
现有的焊接条件E中，由于采用通常的焊接方法，所以，虽然是采用相同的TIG焊接法，但对振摆动作不进行特定的控制，脉冲电流和基本时间是随机设定的。即，在产生峰值电流的时间，振摆动作有时是朝下动作，不容易提高峰值电流。因此，也不能提高焊丝进给速度，结果，不能提高焊接行走台车22的行走速度。因此，现有的横向TIG焊接法中，对于铝合金的焊接构造物20，不得不将焊接速度抑制在200(mm/min)左右。
而本实施例，由于可一边抑制熔融金属的垂落一边进行焊接，所以，可充分提高焊接电流、焊丝进给速度，结果，可大幅度提高焊接速度。
另外，本实施例中，使峰值电流值及基本电流值适当变化，与焊丝28的熔融速度一致，而且，熔融金属不从坡口27排出，可稳定地进行焊滴移动，结果，得到的焊珠具有极为稳定的波纹形状，如果选定与坡口27的深度相吻合的焊丝进给速度，则可防止焊接中不必要的堆高(余盛)，不需要焊接后的焊珠加工。
因此，根据上述第1实施例，对于因熔融金属的粘性低而不容易确保焊接质量及提高焊接电流实现高效率化的、由铝合金构成的焊接构造物20的横向姿势的焊接，可用横向姿势及全姿势提高焊接构造物20的焊接质量和能率，并且得到该高质量的焊接构造物。(2)下面，参照
本发明第2实施例。与上述图1及图2中相同的部分，注以相同标记，其详细说明从略。
图5是自动焊接装置的构造图，该装置适用于构成气体绝缘开闭装置的一部分的电力设备用大型铝合金容器。
该电力设备用大型铝合金容器(以下简称为容器)，在主管50上设有分支管51。主管50由A5083Al-Mg合金构成，内径为800(mm)。分支管51与主管同样地由A5083Al-Mg合金构成，内径为800(mm)，是用塑性加工挤出成形的。
焊接在该分支管51上的短管52和法兰53，预先在另外的工序中焊接。
该容器通过法兰53用螺栓与别的机器连接，作为开闭装置。在该容器内，例如为了绝缘封入了SF6气体(6kgf/cm2以下)。因此，该容器要求具有气密性。构成焊接接头的坡口54上，根据拉伸度(引度)设定要求全厚焊接。
该自动焊接装置备有多关节焊接机械手55。在该焊接机械手55的前端部，设有与第1实施例同样的焊枪24和喷咀臂26。该焊接机械手55载置于机械手台车56上，在台车行走轨57上行走。
为了减轻重量，焊丝进给装置29与焊丝卷筒58分开设置，但其性能与上述第1实施例中的焊丝进给装置29相同。
机械手控制器59，控制机械手台车56的行走、焊枪24的动作及焊丝供给器29的动作，其构造如图6所示。中央处理装置部(CPU)60，通过总线61连接着设定、显示部62和存储部63，同时通过总线64连接着输入输出接口(I/O接口)65。设定、显示部62进行焊接动作程序的设定、显示，存储部63存储焊接动作程序。
上述输入输出接口65上，连接着焊接电源30，同时连接着焊接机械手驱动部66、机械手台车驱动部67、焊丝进给驱动部68及位置检测器69。
焊接机械手驱动部66控制焊接机械手55的动作。机械手台车驱动部67驱动机械手台车，使其在行走轨57上行走。焊丝进给驱动部68控制焊丝进给器29的动作。位置检测器69检测焊接开始位置。
上述中央处理装置60，控制向存储部63的信息写入和信息读出，并且，按照存储着的图3所示动作程序流程图，控制焊接机械手驱动部66、机械手台车驱动部67、焊丝进给驱动部68及位置检测器69的动作。
该中央处理装置部60，向焊接机械手驱动部66发出动作指令，使焊枪24朝着略垂直于容器坡口54的方向摆动，同时，使供给焊枪24的焊接电流的峰值时间与焊枪24的朝上摆动动作期间一致。
另外，中央处理装置部60，向焊丝进给驱动部68发出指令，在焊枪24的摆动朝上动作期间，高速设定焊丝28的进给速度。
下面，参照图3所示动作程序流程图和图4所示动作程序时间图，简单说明上述装置的作用。
先在步骤#1，控制装置59的设定、显示部62与上述同样地，把动作程序所需的焊接参数存储到存储部63。
然后，设定、显示部34的起动钮接通后，在步骤#3，焊接机械手驱动部66和机械手台车驱动部67起动，机械手台车56在行走轨57上行走。借助该焊接行走台车22的行走，在步骤#4，位置检测器69检测出焊接开始点检测用凸头时，在步骤#5，机械手台车驱动部67停止行走动作，焊接机械手驱动部66也停止焊枪24的驱动。
接着，在步骤#6，焊接电源30起动，在步骤#7，将预定的预热电流值(A)的焊接电流供给焊枪24，在焊枪24与容器坡口54之间产生焊接电弧。
中央处理装置部60判断为经过了预定的预热时间后，在步骤#9，使焊枪24开始先朝下的振摆动作。这时，焊接电源30向焊枪24输出预定的基本电流值(A)的焊接电流，焊丝进给驱动部68以预定的基本时间焊丝进给速度(mm/min)将焊丝28供给焊丝喷咀25。
这样，到了焊枪24的下端到达时间时，焊接机械手驱动部66使焊枪24改变为朝上振摆动作。这时，在步骤#13，焊接电源部30向焊枪24输出预定的峰值电流值(A)的焊接电流，焊丝进给驱动部68以峰值时间焊丝进给速度(mm/min)供给焊丝28。
这样，当焊枪24到达振摆上端位置时，再返回步骤#11，焊枪24的振摆动作一直进行到下端。
这样地实施焊枪24的振摆动作，带法兰的短管53与分支管51在坡口54处焊接。
焊接时间结束时，移至步骤#15，焊接电源30向焊枪24输出预定的焊口电流值的电流，与此同时，中央处理装置部60使焊接机械手驱动部66及焊丝进给驱动部68停止。另外，在判断为预定的焊口时间结束时，停止焊接电源30，结束全部程序。
根据该第2实施例，与上述第1实施例同样地，对于因熔融金属的粘性低而不容易确保焊接质量及提高焊接电流实现高效率化的、由铝合金构成的焊接构造物20的横向姿势的焊接，可用横向姿势及全姿势提高焊接构造物的焊接质量和能率。另外，把高质量、高效率的铝合金焊接用于配电设备用气体断路器的容器，可建造高质量的配电设备。
本实施例的焊接法与现有焊接法相比，如表1所示，在现有焊接法的焊接条件E中，将焊接距离设定为1900(mm)，每一层9.5分，全厚焊接中内外面需要各2层焊接，共计需要38分。
而本实施例中，在焊接条件C中，将焊接距离设定为1900(mm)，这样，全厚焊接共4层，用19分结束焊接。
而且，现有焊接法中，为了防止电力中断时的电弧产生，必须使内面侧的焊珠表面光滑，焊接后要进行研磨加工等的后处理。而本实施例中，可稳定地从焊丝28将熔融金属移至熔融池，满堆形状的整形也容易，可不必进行后处理。
另外，根据本实施例，作为焊接构造物的气体绝缘开闭装置的容器的焊接接头，根据支管51的尺寸有各种大小，上述焊接机械手55可容易地对应支管51的尺寸。另外，当支管51的尺寸超过焊接机械手55的工作范围时，焊接机械手55虽然不能复盖坡口54的全部焊接边缘，但这时可借助机械手台车56使焊接机械手55移动到行走轨57上的预定位置，进行与上述同样的焊接。(3)下面说明本发明的第3实施例。
该第3实施例，是在上述第1和第2实施例中，将焊丝进给速度设为一定。即，上述第1及第2实施例中的各中央处理装置部32、60，分别向焊丝进给驱动部40、68发出指令，将焊丝进给速度设为一定时，将这时的焊丝进给速度设定为焊枪24摆动的朝上动作期间与朝下动作期间的各焊丝进给速度的平均速度，或比该平均速度稍慢一些的速度。
为了简化焊接条件的设定，表1所示焊接条件A至D中，将焊丝进给速度分别设定为A条件2000(mm/min)，B条件；2500(mm/min)，C条件2900(mm/min),D条件3200(mm/min)。这样，焊接中由于焊丝的进给速度一定，所以，可消除因不连续供给带来的焊丝进给上的麻烦，例如可消除由焊丝导线管(コンジエツト)的弯曲等。
如上所述，将焊丝进给速度设为一定时，焊丝进给速度最好设定为焊枪24摆动的朝上动作期间和朝下动作期间的各焊丝进给速度的平均速度，或比该平均速度稍慢的速度。其理由是，如果将焊丝进给速度设定为高进给速度，则基本电流时间的熔融的焊丝28进入熔融池，会影响焊接质量。
上述第3实施例具有与第1实施例同样的效果，同时，在焊接中，由于焊丝的进给速度一定，所以，可消除因焊丝28的不连续供给带来的供给上的麻烦，例如可消除由焊丝阻塞产生的弯曲。(4)下面参照
本发明第4实施例。
该第4实施例，比上述第1及第2实施例更提高焊接能率。上述第1及第2实施例中，由于只在焊枪24的振摆动作的朝上动作时产生峰值焊接电流，峰值电流时间基本电流时间固定为1:1。因此，为了提高脉冲电流的平均值，只有提高峰值电流，焊接效率的提高受到限制。
当峰值电流时间基本电流时间为6:4时，对焊接电流的切换和振摆动作的关系作了实验。结果，如图7所示，超过振摆动作的朝上输出峰值电流时，如图8所示，在振摆上端位置，熔融金属70熔化坡口54，在该部分产生咬边(ァンダ-カツト)71。这是由于在大能量振摆动作的上端位置，付与坡口54的上角所致。
基于上述情形，采用下述方法作了实验。即，使峰值电流时间基本电流时间超过1:1，加长峰值电流时间时，朝上振摆动作的上端固定，如图9的时间图所示，比相反侧下端更快地产生电弧电流。
该实验的结果是，把供给焊枪24的峰值焊接电流的发生时间设定在焊枪24开始朝上动作前，并且，在焊枪24到达朝上动作的上端时，结束峰值焊接电流的供给，这样更加长电弧电流产生时间。
因此，上述第1及第2实施例中的焊接电源30，把供给焊枪24的峰值焊接电流的发生时间设定为焊枪24开始朝上动作的预定期间前，并且，在焊枪24到达朝上动作的上端时，结束峰值电流的供给。
根据该构成，具有与上述1实施例相同的效果，并且，可加长峰值电流的发生时间，更高速度地供给焊丝，实施高速度的焊接，提高焊接效率。
本发明的效果如上所述，根据本发明的自动焊接方法及其装置，能以横向姿势及全姿势高质量、高效率地对焊接构造物进行焊接。
根据本发明的自动焊接方法及其装置，可充分提高焊丝进给速度、大幅度加快焊接速度。
根据本发明的自动焊接方法及其装置，可消除因焊丝的不连续供给带来的焊丝进给上的麻烦。
根据本发明的自动焊接方法及其装置，可加长峰值电流发生时间，以高速度供给焊丝，实施高速度的焊接，提高焊接效率。
根据本发明，提供以高质量、高效率焊接制作的焊接构造物。
权利要求
1．自动焊接方法，在焊枪与母材之间产生焊接电弧，在母材上形成熔融池，上述焊接电弧使焊丝熔融，将焊滴移到上述熔融池；其特征在于，使所述焊枪朝着略垂直于所述母材被焊接部分的方向摆动，同时使供给焊枪的焊接电流的峰值时间与所述焊枪摆动的朝上动作期间一致。
2．如权利要求1所述的自动焊接方法，其特征在于，在焊枪摆动的朝上动作期间，高速地设定焊丝的进给速度。
3．如权利要求1所述的自动焊接方法，其特征在于，将上述焊丝进给速度设为一定时，这时的焊丝进给速度，设定为上述焊枪摆动的朝上动作期间与朝下动作期间的各焊丝进给速度的平均速度，或者稍慢于该平均速度的速度。
4．如权利要求1所述的自动焊接方法，其特征在于，把供给上述焊枪的峰值焊接电流的发生时间，设定为在焊枪开始朝上动作的预定期间之前，并且在该焊枪到达朝上动作上端时，结束上述峰值焊接电流的供给。
5．自动焊接装置，使焊枪与母材之间产生焊接电弧，在母材上形成熔融池，焊接电弧使焊丝熔融，将焊滴移到上述熔融池；其特征在于，备有焊接行走机构、焊枪摆动机构和电流控制机构；上述焊接行走机构使上述焊枪沿着上述母材的被焊接部分的方向行走；上述焊枪摆动机构使上述焊枪在略垂直于上述被焊接部分的方向摆动；上述电流控制机构使供给上述焊枪的焊接电流脉动，并且，使上述焊接电流的峰值时间与焊枪摆动的朝上动作期间一致。
6．如权利要求5所述的自动焊接装置，其特征在于备有上述在焊枪摆动的朝上动作期间，将焊丝进给速度提高的焊丝进给控制机构。
7．如权利要求5所述的自动焊接装置，其特征在于，设有焊丝进给控制机构，其在将上述焊丝进给速度设为一定时，将焊丝进给速度设定为上述焊枪摆动的朝上动作期间与朝下动作期间的各焊丝进给速度的平均速度、或者稍慢于该平均速度的。
8．如权利要求5所述的自动焊接装置，其特征在于，上述电流控制机构，把供给上述焊枪的峰值焊接电流发生时间，设定为焊枪开始朝上动作的预定期间之前，并且在该焊枪到达朝上动作上端时，结束上述峰值焊接电流的供给。
9．焊接构造物，其特征在于，使焊枪朝着略垂直于母材被焊接部分的方向摆动，并且使供给上述焊枪的焊接电流的峰值时间与焊枪摆动的朝上动作期间一致，这样在焊枪与母材之间产生焊接电弧，在母材上形成熔融池，同时上述焊接电弧使焊丝熔融，将焊滴移至上述熔融池，反复进行该过程以焊接母材而制成的。
全文摘要
本发明公开一种自动焊接方法及其装置以及焊接构造物,其以高质量、高效率进行横向姿势和全姿势的焊接构造物的焊接,在焊枪与焊接构造物之间产生焊接电弧,在焊接构造物上形成熔融池,上述焊接电弧使焊丝熔融,将焊滴移到上述熔融池;其特征在于,使焊枪朝着略垂直于焊接构造物的焊接接头的方向振摆动作,同时使供给焊枪的焊接电流的峰值时间与焊枪摆动的朝上动作期间一致。
文档编号H05B7/20GK1235078SQ9910324
公开日1999年11月17日 申请日期1999年3月26日 优先权日1998年3月26日
发明者本多三, 村上英次, 雏田谷博 申请人:东芝株式会社