CN101811215B - Gma焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的GMA焊接方法，在保护气体(SG)中朝向焊接母材(WP)进给金属丝(W)并且通过在与金属丝(W)接触的第一接触头(2)和焊接母材(WP)之间施加电弧电压来产生电弧(Ac)，该GMA焊接方法，在第一接触头(2)与焊接母材(WP)之间使作为脉冲电流的第一GMA焊接电流(Iwa)流动，并且在与金属丝(W)接触的第二接触头(3)和焊接母材(WP)之间流动第二GMA焊接电流(Iwb)作为其电流值被控制为固定值的固定电流。由此，能使金属丝(W)进行平稳的熔滴过渡并能使电弧(Ac)的长度适当化，并且能够进行溅射飞散量少而稳定的高效率焊接。从而本发明能够提供一种能抑制溅射发生量并进行高效率焊接的GMA焊接方法。

Description

GMA焊接方法
技术领域
本发明涉及一种将在保护气体内被输送的金属丝作为熔化电极来使用的GMA焊接方法。
背景技术
以往，提出了在Ar等保护气体中进给作为熔化电极的金属丝的同时从该金属丝的顶端产生电弧的GMA焊接。在该GMA焊接方法中，由于使金属丝的熔融量与电弧长度维持期望的大小例如实现溅射飞散少且稳定的焊接，因此很重要。
图2表示用于现有的GMA焊接方法的焊接装置的一例(例如，专利文献1)。该图所示的焊接装置X具备具有保护气体喷嘴91和多个接触头(チップ)92的焊炬Y、GMA焊接电源PS。多个接触头92其各自上设有贯通孔，并配置为将这些贯通孔排列。在这些贯通孔中插入以进给速度Fw被进给的金属丝W。多个接触头92与GMA焊接电源PS连接。从GMA焊接电源PS提供用于产生电弧Ac的电弧电流Iw。向保护气体喷嘴91与多个接触头92之间提供Ar等保护气体SG。
在该焊接方法中，使用多个接触头92的任一个，从金属丝W向焊接母材P提供电弧电流Iw。由此，能够调节在金属丝W上产生的焦耳热的大小，并打算将金属丝W的熔融量与电弧Ac的长度调节为期望的大小。如专利文献2所记载，这样的结构也能够应用于使用从熔化电极产生的熔化电极电弧和包围该熔化电极电弧并从非熔化电极产生的非熔化电极电弧的等离子体GMA焊接方法。
但是，在焊接速度或金属丝W的进给速度Fw比较快即所谓高效率焊接中，金属丝W的熔融量会更多。金属丝W的熔融量越多，就越难将电弧Ac的大小调整为期望的大小。其结果，存在溅射的发生量变多等焊接不稳定的问题。
【专利文献1】JP特开昭52-7846号公报
【专利文献2】JP特开2008-229641号公报
发明内容
本发明的鉴于上述问题而形成，其课题是提供一种抑制溅射发生量，并能够进行高效率焊接的GMA焊接方法。
通过本发明提供的GMA焊接方法，在保护气体中朝向焊接对象材料进给金属丝，并且通过在与上述金属丝接触的接触电极和上述焊接对象材料之间施加电弧电压来产生电弧，该GMA焊接方法的特征在于，在上述接触电极与上述焊接对象材料之间流动脉冲电流，并且在与上述金属丝接触的追加的接触电极和上述焊接对象材料之间流动其电流值被控制为固定值的固定电流。
根据这样的结构，能够使上述金属丝进行平稳的熔滴过渡并能使上述电弧的长度适当化，并且能够进行溅射飞散量少而稳定的高效率焊接。
在本发明的优选实施方式中，上述追加的接触电极在比上述接触电极更靠上述焊接对象材料的位置与上述金属丝接触。根据这样的构成，适合于避免在上述金属丝上产生过大的焦耳热。
本发明的其它特征和优点将参照附图在下面进行详细的说明，由此会变得更加明确。
附图说明
图1是表示本发明的GMA焊接方法的一例的系统结构图。
图2是表示现有的GMA焊接方法的一例的系统结构图。
图中：A-焊接装置；Ac-电弧；B-焊炬；FC-进给控制信号；Fw-进给速度；Iwa-第一GMA焊接电流；Iwb-第二GMA焊接电流；PSA-第一GMA焊接电源；PSB-第二GMA焊接电源；Rw-进给辊；W-金属丝；WM-进给电动机；WP-焊接母材(焊接对象材料)；1-保护气体喷嘴(shield nozzle)；2-第一接触头(接触电极)；3-第二接触头(追加的接触电极)。
具体实施方式
以下，参照附图具体说明本发明的优选实施方式。
图1表示用于本发明的GMA焊接方法的焊接装置的一例。本实施方式的焊接装置A具备焊炬B、第一GMA焊接电源PSA、第二GMA焊接电源PSB、进给辊Rw以及进给电动机WM。
焊炬B构成为在保护气体喷嘴1内第一接触头2和第二接触头3被配置在同心轴上。焊炬B通常在被机器人(省略图示)保持的状态下使其向焊接母材WP移动。
第一接触头2例如是Cu或Cu合金制品，设有贯通孔21。在贯通孔21中进给作为熔化电极的金属丝W。第二接触头3是大致圆筒状，例如是具有未图示的水冷却机构的Cu或Cu合金制品。第二接触头3中设有贯通孔31。贯通孔21和贯通孔31的尺寸是各自的内面与金属丝W互相摩擦的尺寸。贯通孔31位于比贯通孔21更靠金属丝W的进给方向顶端处。由将进给电动机WM作为驱动源的进给辊Rw进给金属丝W。
保护气体喷嘴1是大致圆筒状，例如是具有未图示的水冷却机构的Cu或Cu合金制品。保护气体喷嘴1中设有开口11。向保护气体喷嘴1与第二接触头3之间提供例如Ar等保护气体SG。从开口11喷出该保护气体SG。在该喷出的保护气体SG内进给金属丝W。
第一GMA焊接电源PSA是用于通过第一接触头2在金属丝W与焊接母材WP之间施加第一GMA焊接电压Vwa来使作为脉冲电流的第一GMA焊接电流Iwa流动的电源。另外，从第一GMA焊接电源PSA向进给电动机WM送出进给控制信号FC。从第一GMA焊接电源PSA施加第一GMA焊接电压Vwa时，将金属丝W设为+侧。
第二GMA焊接电源PSB是用于通过第二接触头3在金属丝W与焊接母材WP之间施加第二GMA焊接电压Vwb来使作为固定电流的第二GMA焊接电流Iwb流动的电源。从第二GMA焊接电源PSB施加第二GMA焊接电压Vwb时，将金属丝W设为+侧。
在本实施方式中，进给速度Fw进行10m/min左右的高效率焊接。此时，第一GMA焊接电压Vwa是30V左右，作为脉冲电流的第一GMA焊接电流Iwa的频率是200Hz、基值电流值是50～60A、峰值电流值是450～460A、平均电流值是180A左右。另一方面，第二GMA焊接电压Vwb是30V左右，电流值被固定的第二GMA焊接电流Iwb是100A左右。
下面，说明本实施方式的GMA焊接方法的作用。
将第一GMA焊接电流Iwa和第二GMA焊接电流Iwb加在一起的平均电流值是280A左右。假设，以平均电流值280A左右仅提供脉冲电流时，为了实现金属丝W的适当的焊接移动，一般需要将频率设定为280～300Hz左右。在该条件下进行焊接时，能够进行进给速度Fw为10m/min左右的高效率焊接，但是溅射的飞散量为1～2g/min左右而变得过大。
对此，根据诸发明者的试验，在本实施方式中，溅射的飞散量被抑制在0.5g/min左右的极少量。这是因为，尽管平均电流值的合计值为280A左右，但是第一GMA焊接电流Iwa的频率为200Hz左右的比较低的量。这种稳定的焊接通过除了作为脉冲电流的第一GMA焊接电流Iwa外还使作为固定电流的第二GMA焊接电流Iwb重叠地流动，从而实现金属丝W的适当的熔滴过渡，并且通过提高提供给金属丝W的能量，是首次能够实现的。
另外，使第二接触头3在比第一接触头2更靠金属丝W的顶端侧与金属丝接触是为了避免因第二GMA焊接电流Iwb而导致金属丝W上产生过大的焦耳热。
本发明的GMA焊接方法并不仅限于上述的实施方式。对本发明的GMA焊接方法的具体结构可自如地进行各种设计变更。
作为本发明的GMA焊接方法，并不仅限于只产生上述的熔化电极电弧，也适用于例如产生熔化电极电弧和包围该熔化电极电弧的非熔化电极电弧的所谓等离子体GMA焊接方法。

Claims (2)

1.一种GMA焊接方法，在保护气体中朝向焊接对象材料进给金属丝，并且通过在与上述金属丝接触的接触电极和上述焊接对象材料之间由第1GMA焊接电源施加电弧电压来产生电弧，该GMA焊接方法的特征在于，
在上述接触电极与上述焊接对象材料之间流动脉冲电流，并且
在与上述金属丝接触的追加的接触电极和上述焊接对象材料之间流动从所追加的第2GMA焊接电源开始其电流值被控制为固定值的固定电流，
在上述接触电极中设有第一贯通孔，在上述追加的接触电极中设有第二贯通孔，上述第一贯通孔和上述第二贯通孔的尺寸是各自的内面与上述金属丝互相摩擦的尺寸，为了避免由于上述固定电流而在上述金属丝中产生过大的焦耳热，上述第二贯通孔位于比上述第一贯通孔更靠上述金属丝的进给方向顶端处。
2.根据权利要求1所述的GMA焊接方法，其中，
上述追加的接触电极在比上述接触电极更靠近上述焊接对象材料的位置与上述金属丝接触。
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