CN1012479B - 自动电弧焊接方法 - Google Patents

自动电弧焊接方法

Info

Publication number
CN1012479B
CN1012479B CN88106155A CN88106155A CN1012479B CN 1012479 B CN1012479 B CN 1012479B CN 88106155 A CN88106155 A CN 88106155A CN 88106155 A CN88106155 A CN 88106155A CN 1012479 B CN1012479 B CN 1012479B
Authority
CN
China
Prior art keywords
welding
welding wire
groove
welding current
index
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
CN88106155A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1031342A (zh
Inventor
杉谷祐司
西泰彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Publication of CN1031342A publication Critical patent/CN1031342A/zh
Publication of CN1012479B publication Critical patent/CN1012479B/zh
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
    • B23K9/0956—Monitoring or automatic control of welding parameters using sensing means, e.g. optical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/06—Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
    • B23K9/073—Stabilising the arc

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

一种自动电弧焊接方法，它包括当焊丝沿待焊物体间形成的坡口把两个待焊物体焊在一起时，根据焊缝、焊丝材料等等，通过计算连续地测出一个指标焊接电流，这个电流下的熔深与它的指标值相同，根据焊接电流、焊丝材料等等，通过计算连续地测出一个焊丝的指标进给速率，在这个进给速率下，焊丝的伸出长度与它的指标值相同，根据焊接电流、焊丝的进给速率及焊丝材料等等，通过计算连续地测出一个指标焊接电压，在这个电压下产生的电弧长度与它的指标值相同，以及根据测出的各个指标值来自动控制焊接电流、焊丝的进给速率及焊接电压。

Description

本发明是关于一种焊丝作为熔化电极的自动电弧焊接方法，特别是当沿待焊物体间开的坡口的纵向将两待焊物体焊在一起时，这种自动电弧焊接方法可防止由于坡口根部间隙变化而产生的烧穿，并能稳定电弧。
当用一种焊丝作为熔化电极沿待焊物体间形成的坡口的纵向将两待焊物体焊在一起时，这种焊接通常是在坡口的根部间隙为零时进行的，即两钝边互相挨着。特别是当进行自动电弧焊时，通常的惯例是严格控制坡口根部间隙值，使得根部间隙的最大值保持在1毫米。过大的根部间隙会导致未焊透和焊穿。实际上，由于机械加工精度的限制，在坡口纵向上根部间隙是避免不了的。
习惯做法是，在待焊物体沿坡口焊在一起之前，在坡口的全长度上，把其根部间隙修正到允许的限度范围内，用手工焊接来填充有较大坡口根部间隙的部分。另外，必需增大钝边高度以避免烧穿。
然而，大规模焊接之前，这样一种手工操作来填充根部间隙会导致整个焊接操作的效率降低。而且，如上所述为避免烧穿，必需增加坡口钝边高度。结果，当从待焊物体的第一面和第二面进行双面焊接时，在焊完第一面上形成的坡口后及焊接第二面形成的坡口之前必须修正第二个坡口，例如用刨削，直到第二个坡口底面达到第一坡口内形成的焊边，以便确保一个满意的熔深。
1986年8月6日公开的CN86100183号中国专利申请公开了一种能在焊件背面形成令人满意的熔透焊道的单面电弧焊法，该方法包括下列步骤：
使无机焊剂与所述焊件的背面紧密接触，然后只从焊件正面沿焊件之间的一个坡口将所述焊件电弧焊接在一起;
在电弧焊接所述焊件的过程中，借助于一信号发生器在所述焊件与所述打底金属板之间加上电信号，以检测在所述焊件与所述金属板之间从所述信号发生器传来的电压信号和/或电流信号，所述信号发生器的频率、电流、电压和其它电性能与焊接电源的不同;和
根据如此检测出的电压信号和/或电流信号控制焊接参数，包括焊接电流、焊接电压、焊接速度和焊丝的伸出长度等，从而在焊件的背面上形成令人满意的熔透焊道（以下称“现有技术”）。
按照上述现有技术，无论沿坡口纵向的根部间隙距离如何变化，通过控制诸如焊接电流、焊接电压、焊接速度和焊丝的伸出长度等焊接参数都有可能在焊件背面形成令人满意的熔透焊道，从而使焊件与打底金属板之间从信号发生器传送来的电压信号和/或电流信号保持恒定。
可是在该现有技术中并没有测量出焊丝走丝方向下游坡口的根部间隙距离。此外在该现有技术中没有考虑到（a）根部间隙距离与焊接电流之间在熔透深度方面的关系;（b）焊丝送丝速度与焊接电流之间在焊丝伸出长度方面的关系;（c）焊丝伸出长度、焊丝送丝速度、焊接电压和焊接电流，它们之间在电弧长度方面的关系。因此按照该现有技术，为确保达到所期望的焊透深度、所期望的焊丝伸出长度和所期望的电弧长度而要分别精确控制焊接电流、焊丝的走丝速度和焊接电压就有困难。
这种情况下，就需要发展一种即使在坡口纵向上根部间隙发生变化，也可确保一个固定熔深的自动电弧焊接方法，在不增加钝边高度的情况下，这种方法可防止烧穿并稳定电弧。
因此，本发明的一个目的是提出一种即使在坡口纵向上根部间隙发生变化，也可确保一个固定熔深的自动电弧焊接方法，在不增加钝边高度的情况下，这种方法可防止烧穿并稳定电弧。
具有本发明优点的一种自动电弧焊接方法包括：
以一个规定的进给速率大致垂直地通过喷嘴向两待焊物体间形成的坡口连续地送给作为熔化电极的焊丝：使喷嘴与焊丝一起沿坡口的纵向连续移动;并且为熔丝提供一个规定的焊接电流和一个规定的焊接电压，使得焊丝端部同坡口之间产生一个电弧，由此，用弧热将待焊物体沿所述的坡口焊在一起;
特征在于：
当沿坡口焊接待焊物体时，
（a）在喷嘴前方沿它的移动方向连续地测量所述坡口根部间隙;
（b）按照下列公式（1）计算一个指标焊接电流（I），这个电流下的熔深与它的指标值相同：
I＝Io-KG （1）
其中，I：指标焊接电流，
IO：根部间隙为零时的焊接电流，
K：由熔深、保护气体种类、焊丝材料等等决定的常数，
G：坡口根部间隙值;
（c）控制所述的焊接电流，使它与计算出的指标焊接电流相同。
如果需要，上述方法包括下列步骤：
（d）按照下列公式（2）计算一个焊丝的指标进给速率（Vf），这个速率下，所述焊丝从喷嘴端部伸出的长度与它的指标值相同：
Vf＝A·I+B·L·I2（2）
其中，Vf：焊丝的指标进给速率，
I：焊接电流，
L：焊丝伸出长度，
A、B：由保护气体种类、焊丝材料等等决定的常数;
（e）控制焊丝的进给速率，使它与计算出的焊丝指标进给速率相同。
如果需要，上述方法包括下列步骤：
（f）按照下列公式（3）计算一个指标焊接电压（Et），这个电压下产生的电弧长度与它的指标值相同：
Et＝EL+Ea+Er（3）
其中，Et：指标焊接电压，
EL：焊丝伸出长度上产生的电压降，
Ea：电弧电压，
Er：相当于焊接电源的一个输出端与喷嘴间电阻及焊接电源的另一输出端与被焊物体间电阻总和的电阻产生的电压降，所述的EL、Ea及Er分别由下列对应的公式（4）到（6）来计算：
EL＝a·L·I-l·Vf/I （4）
Ea＝Eo（I）+X·La（5）
Er＝R·I （6）
其中，L：焊丝伸出长度，
I：焊接电流，
Vf：焊丝进给速率，
a、b：由保护气体种类、焊丝材料等等决定的常数，
Eo（I）：相当于阴极电压降与阳极电压降总和的电压降，
X：弧柱的电位梯度，
La：电弧长度，
R：相当于焊接电源的一个输出端与喷嘴间电阻及焊接电源另一输出端与被焊物体间电阻总和的电阻;
（g）控制所述的焊接电压，使它与计算出的指标焊接电压相同。
图1是表示本发明自动电弧焊接方法的第一个实施例的方框图;
图2是表示本发明自动电弧焊接方法的第二和第三个实施例的方框图;
图3是以熔深为参数，表示坡口根部间隙与焊接电流关系的曲线图;
图4是表示一种坡口典型范例的横截面视图;
图5是表示焊接电流、焊丝的进给速率、焊接电压及焊接速度间关系的曲线图。
从上述观点出发，为发展一种自动电弧焊接方法，曾进行过广泛的研究。即使在沿坡口纵向上根部间隙发生变化，这种方法也可确保一个恒定的熔深，在不增加钝边高度的情况下防止烧穿并稳定电弧。结果得出过下列结论：
（1）如果发现焊接电流及根部间隙之间存在着同熔深有关的一定关系，那么通过测量坡口根部间隙，由计算可能确定一个指标焊接电流，这个电流下的熔深与它的指标值相同。
（2）如果发现了焊接电流及焊丝进给速率之间存在着同焊丝伸出长度有关的一定关系，那么通过计算可能确定一个在上述指标焊接 电流下焊丝的指标进给速率，在这个速率时，焊丝从喷嘴端部伸出的长度与它的指标值相同。
（3）如果发现焊接电压、焊接电流及焊丝进给速率之间存在着同电弧长度有关的一定关系，那么通过计算可能确定一个在上述指标焊接电流及焊丝的指标进给速率下的指标焊接电压，在这个电压下的电弧长度与它的指标值相同。
本发明建立在上述研究的基础之上。下面结合附图对本发明自动电弧焊接方法的第一个实施例进行详细描述。
图1是表示本发明自动电弧焊接方法的第一个实施例的方框图。
在图1中两个待焊物体1A和1B沿它们之间形成的坡口2焊在一起。
由传输机构4使喷嘴3沿坡口2以规定的速度连续移动。喷嘴3可绕自身的中心轴在图1中A所示的方向上高速旋转。
作为熔化电极的焊丝6相对于中心轴偏心地插入喷嘴3中。一个焊丝给送机构7通过喷嘴3大致垂直地连续向坡口2送给焊丝6。
如后面所述，把来自焊接电源10的焊接电流加在待焊物体1A和1B及焊丝6之间，这个电流下产生的熔深与它的指标值相同，焊接电源10由第一控制装置5控制。由此在焊丝6与坡口2之间产生一个电弧，通过电弧热使待焊物体1A和1B沿坡口2焊在一起。喷嘴3端部附近安装的喷嘴（图中未表示出来）喷出的保护气体使坡口2与空气隔开。不用另作说明，本发明申请并不限于上述已知的旋转电弧焊接方法。
在喷嘴3前方的电视摄象机11沿喷嘴3的移动方向（图1中B所示方向）连续地拍摄坡口2。电视摄象机固定在传输机构4上。
图象处理机连续地测出对应于电视摄象机11拍摄信号的坡口2根部间隙值。将图象处理机测出的根部间隙数据输入后面将要描述的计算机。
当待焊物体1A和1B沿坡口2焊在一起时，下列公式（1）输入用于计算指标焊接电流的计算机13，这个电流下产生的熔深与它的指标值相同：
I＝Io-KG （1）
其中，I：指标焊接电流，
Io：坡口根部间隙为零时的焊接电流，
K：由熔深、保护气体种类、焊丝材料等等决定的常数，
G：坡口根部间隙值。
上述“Io”及“K”从输入机构14预先输入计算机13。
计算机13给控制焊接电源10的第一控制装置5提供计算机结果，即指标焊接电流，在这个电流下的熔深与它的指标值相同。
图3是以熔深为参数，表示坡口根部间隙值与焊接电流之间关系的曲线图。更具体地说，图3的曲线清楚地表明测量的实际根部间隙值与熔深为1mm、2mm及3mm对应的实际焊接电流之间存在着某种关系，因此证明上述公式（1）是正确的。
现在，对按照本发明第一个实施例进行的两个待焊物体1A和1B沿坡口2焊在一起的情况进行描述。
在喷嘴3绕着自身的中心轴高速旋转的同时，由传送机构4使喷嘴3沿坡口2连续地移动。将来自第一控制装置5控制的焊接电源10的焊接电流加在插入喷嘴3的焊丝6上，由此在焊丝6端部与坡口2之间产生电弧，电弧热将待焊物体1A和1B沿坡口2焊在一起。
在喷嘴3前方的电视摄象机11沿喷嘴3的移动方向拍下坡口2图象的具体情况。将电视摄象机拍摄的信号输入图象处理机12。图象处理机连续地测出对应于拍摄信号的坡口2的根部间隙值（G）。把这样测出的根部间隙的数据输入计算机13。按照预先输入计算机13的上述公式（1），计算机计算出指标焊接电流I，在这个电流下产生的熔深与它的指标值相同。这样计算出的指标焊接电流由计算机13提供给第一控制装置5。第一控制装置5控制焊接电源10，以便将前述的与计算的指标焊接电流相同的焊接电流加在焊丝6上，这样无论根部间隙值（G）如何变化，坡口的熔深与它的指标值总保持一致。
下面结合图2对本发明的自动电弧焊接方法的第二个实施例进行描述。
本发明自动电弧焊接方法的第二个实施例同前面提到的本发明的第一个实施例一样，计算出一个指标焊接电流，这个电流下产生的熔深与它的指标值相同。不仅控制焊接电流，使它与计算出的指标值相同，而且还计算出焊丝的指标进给速率，在这个速率下，焊丝6从喷嘴3端部伸出的长度与它的指标值相同，进而控制焊丝6的进给速率，使它与计算出的焊丝6的指标进给速率相同。
特别是除了由第二控制装置8控制焊丝给送机构7提供的焊丝进给速率以便使从喷嘴3端部伸出焊丝的长度与它的指标值相同这一点之外，本发明第二个实施例的方法与前面提到的本发明第一个实施例的方法相同。
本发明第二个实施例中，不仅将本发明第一个实施例的公式（1），而且还将用于计算焊丝6的指标进给速率的公式（2）也预先输入计 算机13，在指标进给速率下，焊丝6从喷嘴3端部的伸出长度与它的的指标相同：
Vf＝A·I+B·l·I2（2）
其中，Vf焊丝的指标进给速率，
I：焊接电流，
l：焊丝的伸出长度，
A、B：由保护气体种类、焊丝材料等等决定的常数。
上述“l”、“A”和“B”都由输入机构14预先输入计算机13。
图5是表示焊接电流，焊丝进给速率，焊接电压及焊接速度之间关系的曲线图。从图5中表示焊丝进给速率的曲线可以明显看出，所用的实际焊接电流与实际焊丝进给速率之间存在着一定关系，由此而证明了公式（2）的正确性。
预先输入上述公式（1）和（2）的计算机为控制焊接电源10的第一控制装置5提供按照公式（1）计算出的结果，即指标焊接电流，在这个电流下产生的熔深与它的指标值相同。此外该计算机还为控制焊丝进给装置7的第二控制装置8提供按照公式（2）计算出的结果，即焊丝6的指标进给速率，这个进给速率下焊丝6从喷嘴3端部伸出的长度与它的指标值相同，从而确保电弧稳定。
现在，对按照本发明第二个实施例将待焊物体1A和1B沿坡口2焊在一起的情况进行描述。
在喷嘴3绕着自身的中心轴高速旋转的同时，传输机构4使喷嘴3沿坡口2连续移动。把来自由第一控制装置5控制的焊接电源10的焊接电流加在插入喷嘴3的焊丝6上后，在焊丝6端部与坡口2之 间就产生电弧，电弧热使待焊物体1A和1B沿坡口2焊在一起。
在喷嘴3前方的电视摄象机沿喷嘴3的移动方向拍下坡口2的具体状况，并将电视摄象机拍摄的信号输入图象处理机12。图象处理机12连续地测量出对应于拍摄信号的坡口2根部间隙值（G）。把这样测出的根部间隙的数据输入计算机13。按照上述预先输入计算机13的公式（1），计算机13计算出一个指标焊接电流（I），这个电流下的熔深与它的指标值相同。计算机13为第一控制装置5提供指标焊接电流。第一控制装置5控制焊接电源10，以便把与上述计算出的指标焊接电流相同的焊接电流加在焊丝6上，因此，无论根部间隙值（G）如何变化，坡口2的熔深同它的指标值总保持一致。
在计算上述指标焊接电流的同时，按照上述预先输入计算机13的公式（2），计算机13还计算出焊丝6的指标进给速率（Vf）在这个速率下，焊丝6从喷嘴3端部伸出的长度与它的指标值相同。计算机13为第二控制装置8提供计算出的焊丝6的指标进给速率。第二控制装置8控制焊丝进给装置7，以便使焊丝6以同计算的焊丝6指标进给速率相同的进给速率连续地向坡口2中送进，因此，无论焊接电流如何变化，焊丝6的伸出长度同它的指标值总保持一致，从而使电弧保持稳定。
下面结合图2对本发明自动电弧焊接方法的第三个实施例进行描述。
本发明自动电弧焊接方法的第三个实施例同上述本发明第二个实施例一样，计算出一个指标焊接电流，这个电流下产生的熔深与它的指标值相同，而且控制焊接电流，以便使它与计算出的指标焊接电流相同。另外，不仅计算出焊丝6的指标进给速率，这个速率下，焊丝 从喷嘴3端部伸出的长度与它的指标值相同，并控制焊丝6的进给速率，以便使它与计算的焊丝6的指标进给速率相同。而且还计算出指标焊接电压，在这个电压产生的电弧长度与它的指标值相同，并且控制焊接电压使它与计算出的指标焊接电压相同。
除了控制焊接电压以确保电压更加稳定这一点之外，本发明的第三个实施例的方法与上述本发明第二个实施例的方法相同。
本发明第三个实施例中，不仅将在本发明第二个实施例中应用的公式（1）和（2），而且将下列用于计算指标焊接电压的公式（3）都预先输入计算机13，在这个指标焊接电压下的电弧长度与它的指标值相同：
Et＝El+Ea+Er（3）
其中，Et：指标焊接电压，
El：焊丝伸出长度上产生的电压降，
Ea：电弧电压，
Er：相当于焊接电源的一个输出端与喷嘴间电阻及焊接电源另一输出端与待焊物体间电阻总和的电阻产生的电压降，所述的El、Ea及Er分别由下列对应的公式（4）到（6）计算：
El＝a·l·I-b·Vf/I （4）
Ea＝Eo（I）+X·la（5）
Er＝R·I （6）
其中，l：焊丝伸出长度，
I：焊接电流，
Vf：焊丝进给速率，
a·b：由保护气体种类、焊丝材料等等决定的常数，
Eo（I）：相当于阴极电压降与阳极电压降总和的电压降，
X：弧柱电位梯度，
la：电弧长度，
R：相当于焊接电源的一个输出端与喷嘴间电阻及焊接电源另一输出端与待焊物体间电阻总和的电阻。
上述的“l”、“a”、“b”、“Eo（I）”、“X”、“la”及“R”都由输入机构14预先输入计算机13。
在图5中，从对应的焊接电压曲线可以明显看出，实际焊接电流与实际焊接电压之间存在着一定关系，由此证明了上述公式（3）的正确性。
预先输入上述公式（1）到（3）的计算机为控制焊接电源10的第一控制装置5提供按照公式（1）计算的结果，即一个指标焊接电流，这个电流下产生的熔深与它的指标值相同，同时为控制焊丝进给装置7的第二控制装置8提供按照公式（2）计算的结果，即焊丝6的一个指标进给速率，在这个速率下，焊丝6从喷嘴3端部伸出的长度与它的指标值相同，再为控制焊接电源10的第一控制装置5提供按照公式（3）计算的结果，即一个指标焊接电压，在这个电压下产生的电弧长度与它的指标值相同。
下面介绍根据本发明的第三个实施例将待焊物体1A和1B沿坡口2焊在一起的情况。
在喷嘴3绕着它的中心轴高速旋转的同时，传输机构4使喷嘴3沿坡口2连续移动。把来自第一控制装置5控制的焊接电源10的焊接电流加在插入喷嘴3的焊丝6上，于是在焊丝6端部与坡口2之间产生电弧，电弧热将待焊物体1A和1B沿坡口2焊在一起。
在喷嘴3前方的电视摄象机沿喷嘴3的移动方向拍下坡口2的具体状况，并将电视摄象机构摄的信号输入图象处理机12。图象处理机12连续地测出对应于拍摄信号的坡口2根部间隙值（G），并将这样测出的根部间隙数据输入计算机13。按照上述预先输入计算机13的公式（1），计算机13计算出一个指标焊接电流（I），在这个电流下产生的熔深与它的指标值相同。计算机为第一控制装置5提供指标焊接电流。第一控制装置5控制焊接电源10以便把与上述计算出的指标焊接电流相同的焊接电流加在焊丝6上，因此，无论根部间隙值（G）如何变化，熔深同它的指标值总保持一致。
在计算上述指标焊接电流的同时，计算机13还按照上述预先输入计算机13的公式（2）计算出焊丝6的一个指标进给速率（Vf），在这个速率下焊丝6从喷嘴3端部伸出的长度与它的指标值相同。计算机13为第二控制装置8提供计算出的焊丝6的指标进给速率。第二控制装置8控制焊丝进给装置7，以便使焊丝6以同计算出的指标进给速率相同的进给速率连续地向坡口2送进，因此，无论焊接电流如何变化，焊丝6的伸出长度同它的指标值总保持一致，从而使电弧保持稳定。
另外，在计算上述指标焊接电流和焊丝6的指标进给速率的同时，按照上述预先输入计算机13的公式（3），计算机13还计算出一个指标焊接电压（Et），这个电压下产生的电弧长度与它的指标值相同。计算机13为第一控制装置5提供计算的指标焊接电压。第一控制装置5控制焊接电源10，以便使焊接电压等于指标焊接电压，在指标焊接电压下产生的电弧长度与它的指标值相同，把这样的焊接电压加在焊丝6及待焊物体1A和1B之间，就能确保电弧更加稳定。
在本发明中，传输装置4的运动速率即焊接速度可通过由图2中虚线框起来的第三控制装置进行控制，以便使焊道高度与它的指标值相同。将用于计算指标焊接速度的下列公式（7）预先输入计算机13，在这个指标速度下的焊道高度与它的指标值相同：
V＝Vf（Vfo/Vo+ (d)/(K) ·G） （7）
其中，V：指标焊接速度，
Vf：焊丝进给速率，
Vfo：当坡口根部间隙值为零时的焊丝进给速率，
Vo：当根部间隙值为零时的焊接速度，
d：熔深的最低点与焊道的最高点之间的距离，
Ko：焊丝截面积与熔敷效率相乘的乘积，
G：坡口根部间隙值。
上述的“Vfo”、“V”、“d”及“K”都由输入机构14预先输入计算机13。
从图5中表示焊接速度的曲线上可以明显看出，实际的焊接电流与实际的焊接速度之间存在着一定关系，由此证明了公式（7）的正确性。
计算机13为控制传输机构4的第三控制装置9提供按照公式（7）计算出的结果，即指标焊接速度，这个速度下的焊道高度与它的指标值相同。
现在，描述实施本发明自动电弧焊接方法的例子。
例1
准备好两块厚度为10毫米的不锈钢板（SUS304）作为待 焊物体1A和1B，在它们之间开一个如图4所示形状的坡口2。而后，用图1所示的自动电弧焊机沿坡口2将待焊物体1A和1B焊在一起。焊丝是直径为1.6毫米的药芯焊丝，二氧化碳气体作保护气。
在待焊物体1A接1B沿坡口2焊在一起时，下列数据预先输入计算机13：
用于计算指标焊接电流（I）：
P1：2毫米，
Io：360安培，
K：37
其中，P1：坡口指标熔深，
Io：坡口根部间隙为零时的焊接电流，
K：由熔深、保护气体种类、焊丝材料等等决定的常数。
探查焊在一起的物体1A和1B坡口2的熔深时发现，尽管根部间隙值（G）在变化，但坡口2的熔深与它的指标值相同，因此，焊道毫无缺陷令人满意。
例2
准备好两块厚度为10毫米的不锈钢板（SUS304）作为待焊物体1A和1B，在它们之间开一个如图4所示形状的坡口2。而后用图2所示的自动电弧焊机沿坡口2将待焊物体1A和1B焊在一起。焊丝是直径为1.6毫米的药芯焊丝，二氧化碳气体作保护气。
在待焊物体1A和1B沿坡口2焊在一起时，下列数据预先输入计算机13：
用于计算指标焊接电流（I）：
P1：2毫米，
Io：360安培，
K：37
其中，P1：坡口的指标熔深，
Io：坡口根部间隙为零时的焊接电流，
K：由熔深、保护气体种类、焊丝材料等等决定的常数。
用于计算焊丝6的指标进给速率（Vf）：
l：15毫米，
A：0.2
B：4.59×10-5，
其中，l：焊丝伸出长度，
A、B：由保护气体种类、焊丝材料等等决定的常数。
在焊接待焊物体1A和1B期间获得了一个稳定状态的电弧。在探查焊接起来的物体1A和1B的坡口2的熔深时发现，尽管根部间隙值（G）在变化，但坡口2的熔深与它的指标值相同，因此焊道是毫无缺陷令人满意。
例3
准备两块厚度为10毫米的不锈钢板（SUS304）作为待焊物体1A和1B，在它们之间开一个如图4所示形状的坡口2，然后用图2所示的自动电弧焊机沿坡口2将待焊物体1A和1B焊在一起。焊丝是直径为1.6毫米的药芯焊丝，二氧化碳气作保护气。
在待焊物体1A和1B沿坡口2焊在一起时，下列数据预先输入计算机13：
用于计算指标焊接电流（I）：
P1：2毫米，
Io：360安培，
K：37
其中，P1：坡口的指标熔深，
Io：坡口根部间隙为零时的焊接电流，
K：由熔深、保护气体种类、焊丝材料等等决定的常数。
用于计算焊丝的指标进给速率（Vf）：
l：15毫米，
A：0.2，
B：4.59×10-5，
其中，l：焊丝的伸出长度，
A、B：由保护气体种类、焊丝材料等等决定的常数。
用于计算指标焊接电压（Et）：
a：1.12×10-3
b：2.19
Eo（I）：0.025I×16.4（伏），
X：2.4（伏/毫米），
la：1.5毫米，
R：0.1欧，
其中，a、b：由保护气体种类、焊丝材料等等决定的常数，
Eo（I）：相当于阴极电压降与阳极电压降总和的电压降，
X：弧柱的电位梯度，
la：电弧长度，
R：相当于焊接电源的一个输出端与喷嘴间电阻及焊 接电源另一输出端与被焊物体间电阻总和的电阻。
在焊接待焊物体1A和1B期间获得了一个状态更加稳定的电弧。在探查焊接起来的物体1A和1B的坡口2的熔深时发现，尽管根部间隙值（G）在变化，但坡口2的熔深与它的指标值相同，焊道没有缺陷令人满意。
如上述情况所示，本发明的焊接方法，无论坡口根部间隙如何变化，均可提供一个恒定的熔深是有用的，因此可在不增加钝边高度的情况下防止烧穿，并使电弧稳定，所以此焊接方法具有工业应用价值。

Claims (3)

1、一种自动电弧焊接方法，它包括：
以一个控制得使其相当于规定的进给速率基准值的进给速率大致垂直地通过喷嘴向两个待焊物体间形成的坡口连续地供给作为熔化电极的焊丝；喷嘴与焊丝一起沿所述的坡口的长度方向连续移动；并且为焊丝提供一个控制得使其相当于规定的焊接电流规定值、其焊接电压控制得使其相当于规定的焊接电压规定值的焊接电流，使得焊丝端部与坡口之间产生一个电弧，由此，即使所述坡口的距离变化也可在恒定的焊接速度下用电弧热将待焊物体沿坡口焊接在一起；
其特征在于：
当沿所述坡口焊接待物体时，
(a)在喷嘴的前方沿它的移动方向连续地测量坡口根部间隙；
(b)按照下列公式(1)计算一个指标焊接电流(Ⅰ)，这个电流下的熔深与它的指标值相同：
Ⅰ=Ⅰo-KG  (1)
其中，Ⅰ：指标焊接电流，
      Ⅰo：根部间隙为零时的焊接电流，
      K：由熔深、保护气体种类、焊丝材料等等决定的常数，
      G：坡口根部间隙值，
(c)控制所述的焊接电流，使它与计算出的指标焊接电流相同。
2、如权利要求1所述的方法，其特征是：
（a）按照下列公式（2）计算一个焊丝的指标进给速率（Vf）在这个速率下，喷嘴端部所述焊丝的伸出长度与它的指标值相同：
Vf＝A·I+B·l·I2（2）
其中，Vf：焊丝的指标进给速率，
I：焊接电流，
l：焊丝的伸出长度，
A、B：由保护气体种类、焊丝材料等等决定的常数;
（b）控制所述的焊丝进给速率，使它与计算出的焊丝指标进给速率相同。
3、如权利要求2所述的方法，其特征是：
（a）按照下列公式（3）计算一个指标焊接电压（Et），这个电压下产生的电弧长度与它的指标值相同：
Et＝El+Ea+Er（3）
其中，Et：指标焊接电压，
El：焊丝伸出长度上产生的电压降，
Ea：电弧电压，
Er：相当于焊接电源的一个输出端与喷嘴间电阻及焊接电源另一输出端与待焊物体间电阻总和的电阻产生的电压降，所述的El、Ea及Er分别由下列对应的公式（4）到（6）来计算：
El＝a·l·I-b·Vt/I （4）
Ea＝EO（I）+X·la（5）
Er＝R·I （6）
其中，l：焊丝的伸出长度，
I：焊接电流
Vf：焊丝进给速率，
a、b：由保护气体种类、焊丝材料等等决定的常数，
EO（I）：相当于阴极电压降与阳极电压降总和的电压降，
X：弧柱电位梯度，
CN88106155A 1987-07-20 1988-07-20 自动电弧焊接方法 Expired CN1012479B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP180357/87 1987-07-20
JP62180357A JPS6422467A (en) 1987-07-20 1987-07-20 Automatic arc welding method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1031342A CN1031342A (zh) 1989-03-01
CN1012479B true CN1012479B (zh) 1991-05-01

Family

ID=16081826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN88106155A Expired CN1012479B (zh) 1987-07-20 1988-07-20 自动电弧焊接方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4816639A (zh)
EP (1) EP0300367B1 (zh)
JP (1) JPS6422467A (zh)
KR (1) KR920004267B1 (zh)
CN (1) CN1012479B (zh)
CA (1) CA1303683C (zh)
DE (1) DE3875539T2 (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5270516A (en) * 1991-04-01 1993-12-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Arc welding machine
US5514851A (en) * 1994-04-11 1996-05-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Prevention of contact tube melting in arc welding
DE102008032509A1 (de) * 2008-07-10 2010-01-14 Epcos Ag Heizungsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung der Heizungsvorrichtung
CN102151945A (zh) * 2011-01-28 2011-08-17 唐山开元焊接自动化技术研究所有限公司 多功能弧焊视觉监视装置和监视方法
CN102357718B (zh) * 2011-10-14 2013-06-05 河北首钢燕郊机械有限责任公司 一种防止产生焊缝裂纹的不锈钢薄板的焊接方法
US20130119040A1 (en) * 2011-11-11 2013-05-16 Lincoln Global, Inc. System and method for adaptive fill welding using image capture
WO2013176187A1 (ja) * 2012-05-25 2013-11-28 シロキ工業株式会社 溶接部材の平滑化方法及び平滑化装置
CN105108277B (zh) * 2015-08-18 2020-07-24 沈阳中鹏设备有限公司 微机控制焊接示教仪
US10675699B2 (en) * 2015-12-10 2020-06-09 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to preheat welding wire
CN105965127B (zh) * 2016-03-29 2018-10-30 唐山松下产业机器有限公司 一种自动焊接装置及其控制方法
CN106425026B (zh) * 2016-11-30 2018-02-27 唐山松下产业机器有限公司 电弧焊接设备、电弧焊接控制方法及装置
US11344964B2 (en) 2017-06-09 2022-05-31 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to control welding electrode preheating
US11524354B2 (en) 2017-06-09 2022-12-13 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to control weld current in a preheating system
JP6892371B2 (ja) * 2017-11-14 2021-06-23 株式会社神戸製鋼所 積層造形物の製造方法及び製造装置
EP3898055A2 (en) 2018-12-19 2021-10-27 Illinois Tool Works, Inc. Contact tip, wire preheating assembly, contact tip assembly and consumable electrode-fed welding type system
CN110076428B (zh) * 2019-04-25 2021-11-12 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种自适应焊接方法及装置、焊接成品、车体
US12103121B2 (en) 2019-04-30 2024-10-01 Illinois Tool Works Inc. Methods and apparatus to control welding power and preheating power

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5719169A (en) * 1980-07-08 1982-02-01 Mitsubishi Electric Corp Pulse arc welding machine
JPS58137576A (ja) * 1982-02-05 1983-08-16 トヨタ自動車株式会社 自走式汎用ロ−ダ装置
US4532404A (en) * 1983-02-01 1985-07-30 Canadian Patents And Development Limited Real time control system and process for controlling predetermined operating characteristics of a welding mechanism
DD221665A1 (de) * 1984-03-09 1985-05-02 Zentralinstitut Schweiss Verfahren zur ueberwachung und steuerung des schweissprozesses
US4591689A (en) * 1985-02-25 1986-05-27 Caterpillar Tractor Co. Adaptive welding guidance apparatus
US4733051A (en) * 1987-08-25 1988-03-22 Canadian Patents And Development Limited Method and apparatus for controlling root pass weld penetration in open butt joints

Also Published As

Publication number Publication date
KR920004267B1 (ko) 1992-06-01
EP0300367B1 (en) 1992-10-28
US4816639A (en) 1989-03-28
DE3875539T2 (de) 1993-05-06
KR890001680A (ko) 1989-03-28
JPS6422467A (en) 1989-01-25
EP0300367A3 (en) 1989-04-05
CN1031342A (zh) 1989-03-01
EP0300367A2 (en) 1989-01-25
DE3875539D1 (de) 1992-12-03
CA1303683C (en) 1992-06-16
JPH0475114B2 (zh) 1992-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1012479B (zh) 自动电弧焊接方法
CN1011390B (zh) 自动电弧焊接方法
CN1250369C (zh) 自动焊接装置及焊接技能训练装置
CN100337781C (zh) 用于焊接的物料以及焊接物件
CN1063119C (zh) 焊接条件自动设定装置
CN1132258C (zh) 密闭式电池的制造方法及密闭式电池
CN101032778A (zh) 脉冲弧焊方法
CN1247355C (zh) 焊接方法、焊接装置、焊接接头及焊接结构件
CN1123015C (zh) 电阻器及其制造方法
CN1101292C (zh) 镀锌钢板的点焊自动装配系统
CN1608787A (zh) 钢板的激光焊接方法以及复合板材
CN1810437A (zh) 电阻焊接用电极、电阻焊接方法及焊接结构
CN1008900B (zh) 复合板、复合板的制造方法和设备
CN1503711A (zh) 摩擦搅动接合方法、用于制造接合的贴靠元件的方法,以及摩擦搅动接合装置
CN1265515C (zh) 焊接设备
CN1704195A (zh) 线放电加工机的控制装置
CN1050555C (zh) 用于自耗电极型脉冲弧焊的焊接功率控制装置及其方法
CN1826431A (zh) 机械零件的修理和制造方法及修复机械零件的制造方法
CN1409577A (zh) 台词分量强调装置
CN86106356A (zh) 用于电弧切割金属的带芯管式电极和方法
CN1080186C (zh) 一种改进的对头焊接方法
CN1204937A (zh) 电源控制装置
CN1136718C (zh) 图像处理装置及方法
CN1019174B (zh) 自动电弧焊接方法
CN1235713C (zh) 弯曲板材的单面焊接装置和方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C13 Decision
GR02 Examined patent application
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant