CN102596478B - 非消耗电极式弧焊设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种非消耗电极式弧焊设备，该设备在起弧时不产生高频噪声、消除起动故障、并且能够减少电极末端的消耗。该非消耗电极式弧焊设备设有：焊炬(1)，焊炬设有电极部和喷嘴(1b)；供气装置(8，9)，该供气装置供给保护气体，该保护气体在电极部和喷嘴(1b)之间的间隙中流到焊炬(1)；第一电源(7)，第一电源对电极部和喷嘴(1b)之间施加电压并且产生维弧(14)；第二电源(6)，第二电源向电极部分和工件之间施加电压并且产生主弧；以及控制单元(5)，该控制单元控制第一电源(7)和第二电源(6)。电极部设有电极(1a)和电极保持部(13)，该电极保持部保持电极的基部。电极保持部(13)在喷嘴(1b)侧设有突起(13a)，突起朝喷嘴(1b)突出，且突起(13a)和喷嘴(1b)彼此接触和分离。

Description

非消耗电极式弧焊设备

技术领域

本发明涉及一种用于将金属接合的非消耗电极式弧焊设备，并且更具体地，涉及一种通过在产生维弧之后产生主弧来进行焊接的非消耗电极式弧焊设备。

背景技术

<产生维弧的传统技术>

在使用非消耗钨作为电极的TIG(钨惰性气体)弧焊或等离子弧焊中，通常，几千伏的高频电压被叠加并且施加在焊炬的电极的末端和焊接基材(工件)之间从而产生电弧。在产生电弧的过程中，传统上，一直使用如下方法：在该方法中，在产生用于焊接的主弧之前，产生充当引示光的维弧。例如，专利文件1公开了在实现良好的维弧之后到主弧的过渡，这种良好的维弧通过在产生维弧时暂时增加用于维弧产生的气体量而实现。

专利文件2公开了到借用触点火花来工作的弧的过渡，这种触点火花通过使用等离子气体的压力来分离已经彼此接触的喷嘴和电极而产生。

现有技术文件

专利文件1：JP 63-194867A

专利文件2：JP 3-106572A

发明内容

要解决的问题

<专利文件1的问题>

然而，在专利文件1的方法中，当产生维弧时，除用于维弧的直流电源之外，还使用了高频电源。因此，一直存在如下问题：从高频电源所产生的高频噪声可以对周围电子装置造成诸如故障的不利影响。

此外，在电极和喷嘴之间所产生的维弧使得氧化物在电极的表面上以及喷嘴的内表面上形成绝缘膜。这种氧化膜因重复起弧而堆积。因此，一直存在如下问题：起弧因产生维弧上的困难而失败，除非定期地除去氧化膜或更换部件。

<专利文件2的优点>

与此相对，根据专利文件2的方法，不存在噪声问题，因为在产生维弧时不使用高压高频电源。

再者，在起弧时，电极和喷嘴(或电极和辅助电极)重复接触和分离。

这种接触操作在除去氧化膜上有利地起作用，使得与专利文件1相比，氧化膜堆积较少。

<专利文件2的问题>

然而，这种操作借助于受保护气体压缩的弹簧而进行。通过弹簧将电极压在喷嘴上的力(或将辅助电极压在电极上的力)很小。因此，氧化膜不能通过电极和喷嘴之间的接触而充分地除去，并且仍旧存在起弧特性逐渐恶化的问题。

再者，还存在的问题在于，由于电极的末端部分与喷嘴的接触而导致电极的末端的损坏或磨损加快了。

<发明目的>

鉴于上述问题完成了本发明，并且本发明的目的是，在非消耗电极式弧焊中在起弧时不产生高频噪声，并且提供如下非消耗电极式弧焊设备：其中防止起弧上的失败且抑制电极末端的磨损。

解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明具有如下构造。

本发明的第一方面涉及非消耗电极式弧焊设备。该非消耗电极式弧焊设备包括：焊炬，该焊炬具有电极部分和喷嘴，该喷嘴设置在电极部分的外周的周围，使得在电极部分和喷嘴之间形成间隙；供气装置，该供气装置向焊炬供给保护气体，该保护气体流经电极部分和喷嘴之间的间隙；第一电源，该第一电源在电极部分和喷嘴之间施加电压以产生维弧；第二电源，该第二电源在电极部分和工件之间施加电压以产生主弧；以及控制器，该控制器控制第一电源和第二电源。电极部分包括电极和电极保持部分，该电极保持部分保持电极的基部。该电极保持部分具有突起，该突起从面对喷嘴的一侧朝喷嘴突出。该焊炬包括移动机构，该移动机构被构造成使电极部分在焊炬的内部沿纵向方向移动，使得突起和喷嘴彼此接触和分离。

根据本发明的第二方面，结合本发明的第一方面，当移动机构使得突起和喷嘴彼此接触时，保护气体流经由突起维持在电极保持部分和喷嘴之间的间隙。

根据本发明的第三方面，结合本发明的第一方面，通过在使得突起和喷嘴彼此接触之后使突起和喷嘴分离而由第一电源在突起和喷嘴之间产生维弧。

根据本发明的第四方面，结合本发明的第三方面，保护气体使维弧移动至电极的末端部分，并且第二电源使得维弧实现到电极和工件之间的主弧的过渡。

根据本发明的第五方面，结合本发明的第一方面，移动机构是空气缸。

根据本发明的第六方面，结合本发明的第一方面，电极保持部分和喷嘴由铜合金制成。

根据本发明的第七方面，结合本发明的第一方面，进一步提供了多关节型机器人，该多关节型机器人具有：远端，焊炬附接到该远端；以及机器人控制器，该机器人控制器控制机器人。机器人控制器充当控制器并且控制第一电源和第二电源。

根据本发明的第八方面，结合本发明的第一方面，电极的末端部分从喷嘴的末端部分露出以进行TIG弧焊。

根据本发明的第九方面，结合本发明的第一方面，喷嘴覆盖整个电极以进行等离子弧焊。

本发明的优点

根据本发明，接触起动型维弧产生点设置在焊炬的内部。维弧首先通过维弧电源在焊炬的内部产生，并且紧在那之后，维弧立即被气体移动至非消耗电极的末端部分。已移动至电极的末端部分的维弧由维弧电源维持。

当通过使用已移动至电极的末端部分的维弧作为引示光起动弧焊时，通过主电源在电极的末端和工件之间产生弧。

根据本发明的非消耗电极式弧焊设备，不使用高频电源来产生维弧，因而不产生高频噪声。此外，电极保持部分的突起是焊炬的内部的维弧产生点，通过强力使得所述突起和喷嘴的一部分彼此接触，从而除去因维弧的产生而形成的氧化膜。因此，能够防止下一个维弧的起动误差，从而实现了良好的起弧。

再者，当产生维弧时，电极的末端和喷嘴彼此也不接触。因此，抑制电极的末端部分的磨损是可能的，从而防止氧化膜沉淀在电极的末端上。在这方面，促进良好的起弧也是可能的。

附图的简要说明

图1是示出了非消耗电极式弧焊设备的总体结构的图示；

图2是焊炬的侧视图；

图3是焊炬的顶视图；

图4是示出了TIG焊炬的末端部分的侧截面的视图；

图5是电极部分的透视图；

图6是电极部分的前视图；

图7是示出了电极部分的上下运动以及中央气体和保护气体的流量上以及由维弧电源所产生电流上和由主电源所产生的电流上的变化的时序图；

图8是示出了在图7中t1时的TIG焊炬的末端部分的侧截面的视图；

图9是示出了在图7中t2时的TIG焊炬的末端部分的侧截面的视图；

图10是示出了维弧被移动至喷嘴的末端部分的状态下的侧截面的视图；

图11是示出了在图7中t3时的TIG焊炬的末端部分的侧截面的视图；

图12是示出了在图7中t5时的TIG焊炬的末端部分的侧截面的视图；

图13是示出了等离子焊炬的末端部分的侧截面的视图；

图14是示出了在图7中t1时的等离子焊炬的末端部分的侧截面的视图；

图15是示出了在图7中t2时的等离子焊炬的末端部分的侧截面的视图；

图16是示出了维弧被移动至喷嘴的末端部分的状态下的侧截面的视图；

图17是示出了在图7中t3时的等离子焊炬的末端部分的侧截面的视图，以及

图18是示出了在图7中t5时的等离子焊炬的末端部分的侧截面的视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。

实施例1

<非消耗电极式弧焊设备的总体结构>

图1是示出了非消耗电极式弧焊设备的总体结构的图示。

在该实施例中，将以TIG焊接设备作为实例给出描述。

1表示焊炬，并且2表示待焊接的工件。焊炬1经由附接夹具4附接到机器人3的远端部分。机器人3是多关节型机器人，该多关节型机器人包括多个接头，并且能够通过适当地控制接头中的每一个的工作自由地改变焊炬1相对于工件2的位置和取向。机器人3受到控制器5的控制。

6表示主电源，该主电源在焊炬1和工件2之间供给焊接电力，并且7表示维弧电源，该维弧电源供给在焊炬1中的电极和在焊炬1的末端部分处的喷嘴之间提供电力以产生维弧。8和9每一个表示气缸，这些气缸将作为保护气体的诸如氩气的惰性气体供给至焊炬1中。在该实施例中，因为保护气体是双组分，所以设有两个气缸，关于气缸的细节将在稍后描述。

<焊炬1的上下移动>

10表示空气压缩机，该空气压缩机供给用于竖直地移动焊炬1中的电极的空气。焊炬1的内部结构将在稍后描述。

11表示光学传感器，该光学传感器用于通过来自电弧的光发射来检测电弧产生的存在。此外，虽然在图1中省略了冷却水循环装置，但是冷却水循环装置被设置用以使冷却水在焊炬1中循环以使电极冷却。

在图1中，焊炬1通过附接到多关节型机器人的远端而移动。然而，这仅仅只是根据本发明的焊接设备的实例，并且焊炬1可以通过不同于多关节型机器人的装置而移动。

<控制器5的功能>

除控制机器人3之外，控制器5还具有控制整个焊接设备的功能，诸如通过主电源6和维弧电源7控制电源到焊炬1的接通/断开(ON/OFF)，以及从气缸8、9供给到焊炬1的气体的流量控制。

<对焊炬1的侧面的解释>

图2是焊炬1的侧视图，并且图3是沿图2中的白色空白箭头的方向所看到的焊炬1的顶视图。在图2和3中，相同的部分具有相同的附图标记。

1a表示钨电极，并且1b表示喷嘴。喷嘴1b由铜合金制成，1c和1d每一个表示连接到空气压缩机10的空气供给口，并且将压缩空气从空气压缩机10供给到焊炬1中。压缩空气被用来使焊炬1中的电极上下移动。

1f和1h每一个表示待从相应的气缸8、9供给的保护气体的供给口，并且将保护气体供给到焊炬1。保护气体在焊炬1的内部流动，并且从焊炬1的末端部分被排出。

1e和1g分别表示待在焊炬1内循环的冷却水的排出口和供给口。

<对焊炬1末端部分的解释>

图4是示出了焊炬1的末端部分的侧截面的视图。钨电极1a由电极保持部分13保持在电极支撑构件12的远端处。像喷嘴1b一样，电极保持部分13由铜合金制成。

如图4中所示，在钨电极1a和电极保持部分13与喷嘴1b之间设有空间，并且从两个气缸中的一个所供给的保护气体(以G1表示的黑色箭头)在附图中沿从上往下的方向流经该空间。在下文中，该保护气体将被称为中央气体。

维弧电源7在电极保持部分13和喷嘴1b之间施加电压，所述电极保持部分保持钨电极1a，所述喷嘴被设置成围绕电极保持部分13。

<中央气体G1和保护气体G2>

在喷嘴1b的外周和焊炬的外壁之间进一步设有空间，并且从另一气缸所供给的保护气体(以G2所指示的白色空白箭头)在附图中沿从上往下的方向流动，所述另一气缸不同于供给中央气体G1的气缸。在下文中，该气体将被简单地称为保护气体。

主电源6在电极保持部分13和工件2之间提供焊接电力。

<电极部分的上下移动>

如上所述，钨电极1a、电极支撑构件12和电极保持部分13被构造成使得它们能够通过来自空气压缩机10的压缩空气在焊炬的内部沿上下方向一起移动。在该实施例中，虽然在附图中省略了图示，但是一般的空气缸被用作上下移动机构。在下文中，钨电极1a、电极支撑构件12和电极保持部分13将共同地被称为电极部分。

当空气被供给至空气供给口1c时，电极部分被推出，并且向下移动，直到电极保持部分13碰及喷嘴1b的内壁为止。当空气被供给至空气供给口1d时，电极部分被向上拉进并且返回至原始位置。图4示出电极部分被向上拉进的状态。

<电极部分的结构>

图5和6是电极部分的视图。

图5是从斜下方看到的电极部分的透视图，并且图6是沿图5中的白色空白箭头的方向所看到的电极部分的前视图。电极保持部分13设有多个突起13a。当向下移动电极部分时，在突起13a接触喷嘴1b时电极部分停止。在该实施例中，突起中的每一个具有约0.5mm的高度(图5中向下的伸出量)和约1mm的长度(在图6中从电极部分的中心轴线沿径向延伸方向)。在图5和6中，突起13a在前视图中以120°间隔被设置在三个位置。然而，突起13a的数量和布置并不限于此。

不过，如果突起13a和喷嘴1b之间的接触面积太大，那么稍后将描述的因维弧的产生而造成的氧化膜的沉积量将增加。因此，期望最小化接触面积。

<从起弧到焊接的步骤>

接着，将参考图7至12描述根据该实施例的非消耗电极式弧焊设备中的从起弧到焊接的步骤。

图7是示出了从起弧到焊接结束的电极部分的上下运动以及中央气体和保护气体的流量上以及由维弧电源所产生电流上和由主电源所产生的电流上的变化的时序图，并且图8至12是示出了焊炬的末端部分在相应的时刻的情况的侧截面视图。

《步骤1：焊炬1到工件2的靠近》

首先，根据来自控制器5的命令来操作机器人3以使焊炬1靠近工件2并且使焊炬1移动至如图8中所示的适当的位置。此时，电极部分通过上下移动机构被向下推出。

当焊炬被移动至适当的位置时，控制器5输出命令以将中央气体和保护气体供给到焊炬1中。气体的流量取决于焊炬内相应的气体通道的形状。这里，中央气体G1的流量是约5升/分钟至20升/分钟，并且保护气体G2的流量是约5升/分钟至10升/分钟。此外，电压通过维弧电源7被施加在电极保持部分13和喷嘴1b之间，所述电极保持部分和喷嘴彼此接触以在电极保持部分13和喷嘴1b之间传导电流。由维弧电源7所产生的电流值虽然取决于喷嘴等的形状，但是为约3至15A。在图7中，t1对应于这种情况。

在图8中，显然，中央气体G1的通道因电极保持部分13的突起13a和喷嘴1b之间的接触而被堵塞。然而，突起13a以图5和6中所示的方式构造。因此，即使当突起13a接触喷嘴1b时，在电极保持部分13和喷嘴1b之间也存在间隙。中央气体G1从钨电极1a的周边通过该间隙流出。

《步骤2：因向上拉动电极部分而导致产生维弧》

控制器5随后向空气压缩机10输出命令，并且借助于上下移动机构如图9中所示向上拉进电极部分。在图7中，t2对应于这种情况。这里，虽然电极部分的移动量取决于焊炬的内部构造，但是为约0.3mm至2.0mm。

当电极部分从电流借助于维弧电源7在电极保持部分13和喷嘴1b之间流过的情况下向上移动时，已经接触彼此的突起13a和喷嘴1b彼此分离。当突起13a向上移动使得与喷嘴1b的短路释放时，如图9中所示的弧14从突起13a中的至少一个产生。在下文中，该弧14将被称为维弧。在附图中，为便于理解，示意性地示出了维弧的存在。

如上结合突起13a的形状所述的，与喷嘴1b的接触面积被最小化。因此，维弧容易产生。此外，在检测到突起13a和喷嘴1b之间的短路释放之后，维弧电源7在正常电流值上叠加10A至20A的电流5毫秒至10毫秒。因此，维弧可靠地产生。

《确认产生维弧的方法》

维弧电源7具有电流和电压反馈功能，并且易于借助于控制器5来确认图9的维弧的产生。取决于由维弧电源7所检测到的电流值和电压值是否符合给定的条件(例如，15V或更高的电压、同时3A或更大的电流)，检测维弧的产生是可能的。

《维弧的优点》

根据该实施例，仅使用是直流电源的维弧电源7来产生维弧，并且不使用高频电源。因此，防止周边装置因高频噪声发射而引起故障是可能的。

再者，维弧通过将电极保持部分13的突起13a从喷嘴1b分离而产生，并且钨电极1a的末端部分和喷嘴1b彼此不接触以产生维弧。因此，抑制电极的末端的磨损是可能的。

此外，在钨电极1a的末端部分和喷嘴1b之间不产生维弧。因此，维弧的产生在钨电极1a的末端部分上不形成氧化膜。因此，抑制钨电极1a和工件2之间的主起弧特性的氧化膜关联的恶化是可能的。

《步骤3：维弧的移动》

当向上移动电极部分时，维弧14受到中央气体G1的推动，并且移动至钨电极1a的末端部分，如图10中所示。

当维弧14到达钨电极1a的末端部分时，它无法进一步移动，因此，它停在该位置。在这种状态下，为了防止电弧被中央气体G1熄灭，维弧电源7在电极部分和喷嘴1b之间施加足够的电压(更具体地，约30V或更高)，使得能够维持维弧14。

通过将连接到控制器5的光学传感器11布置成朝向钨电极1a的末端部分，确定如下情况是可能的：在如图9中所示的焊炬中所产生的维弧14是否已经到达如图10中所示的钨电极1a的末端部分。弧光非常强，并且具有与约3A至15A的弱电流相等的高光强度。因此，借助于光学传感器11容易地检测维弧14的移动是可能的。

《步骤4：主弧的产生》

当如图10中所示维弧14被定位在钨电极1a的末端部分处时，钨电极1a的末端附近的气体被维弧14离子化。此外，电压借助于主电源6施加在钨电极1a和工件2之间。因此，如图11中所示，主弧15容易地在钨电极1a和工件2之间产生，使得电流流过。在图7中，t3对应于这种情况。

因此，通过在焊接之前将由维弧电源7所产生的维弧14维持在钨电极1a的末端部分处，通过主电源6在非常短的时间内顺利地产生主弧15是可能的。

虽然取决于焊接的情况，焊接电流的实际值变化，但是主电源6能够使得约10A至500A的电流流过。

《步骤5：在产生主弧之后抑制中央气体G1的流量》

中央气体G1的流量被设定为高的以将维弧14移动至钨电极1a的末端，直到产生主弧15为止。然而，在维弧14被移动至钨电极1a的末端并且产生主弧15之后，中央气体G1的流量受到控制以具有用于焊接的适当的值，该值为约0.2升/分钟至2升/分钟(图7中的t4)。在图12中，指示中央气体G1的黑色箭头变窄以示出流量上的这种变化。

然后断开维弧电源7(图7中的t5)。

《步骤6：通过主弧焊接》

随后，通过主弧15进行对工件2的焊接。图12中示出了这种状态。

《步骤7：在焊接之后》

在完成焊接之后，首先，断开主电源6(图7中的t6)，然后关闭中央气体G1和保护气体G2(图7中的t7)。其后，通过上下移动机构向下推动电极部分从而为下一道焊接作准备(图7中的t8)。

《氧化膜的除去》

当通过上下移动机构向下推动电极部分时，电极保持部分13的突起13a通过大力压靠喷嘴1b，以除去由维弧14在所述突起的表面上所产生的氧化膜。更具体地，压紧力是约75N。通过利用该压紧操作除去氧化膜，顺利地产生下一道维弧是可能的。

突起13a被设置成具有与喷嘴1b最小的接触面积，使得氧化膜的沉积量受到抑制。因此，氧化膜能够通过单次压紧操作而被充分地除去。

<产生维弧的时刻1和2>

在该实施例中，在通过主电源6在电极保持部分13和工件2之间供给焊接电力的状态下，使得焊炬1靠近工件2，并且在完成靠近之后产生维弧。然而，在焊炬1靠近工件2期间，维弧可以产生并且被维持在钨电极1a的末端部分处，并且在对工件2的靠近完成之后，主弧可以通过主电源在钨电极1a和工件2之间产生。

根据该程序，在移动焊炬期间，完成了用于产生主弧的准备工作。因此，缩短整个焊接工件所需的时间以及主电源被激活的时间是可能的。因此，提高工作效率是可能的。

在该实施例中，使用纯氩气作为中央气体G1和保护气体G2。然而，取决于所需的焊接质量，氦、氢、或氧有时混合到氩气中。

实施例2

虽然在实施例1中已经通过以TIG焊接设备作为实例进行了描述，但是，在该实施例中，将参考图13至18描述在等离子焊接设备中从起弧到焊接的步骤。

<等离子焊接中焊炬的末端部分的侧截面的说明>

图13是示出了等离子焊接中焊炬的末端部分的侧截面的视图。

在图13中，与图4中的那些部分相同的部分具有相同的附图标记。这对图14至18也是如此。

在等离子焊接的情况下，为了使弧变窄，喷嘴1b′被构造成围绕钨电极1a的末端，使得钨电极1a不从焊炬的末端露出。当从钨电极1a所产生的主弧经过喷嘴1b′的末端处的孔时，它因受到冷却和收缩而变窄。

因此，在等离子焊接的情况下，喷嘴的形状以及钨电极1a的末端和喷嘴之间的位置关系不同于在TIG焊接的情况下的那些情况。然而，电极部分与在TIG焊接情况下相同，并且一系列步骤类似于TIG焊接，即，通过维弧电源7在突起13a和喷嘴1b′之间产生维弧，然后将维弧移动至钨电极1a的末端部分，并且通过主电源6实现到主弧的过渡。

图14对应于在TIG焊接的情况下的图8，并且示出如下状态：使焊接炬1靠近工件2，然后将焊炬1移动至适当的位置。在图14中，显然，中央气体G1的通道因电极保持部分13的突起13a和喷嘴1b′之间的接触而被堵塞。然而，像在TIG焊接的情况下一样，突起13a被构造成如图5和6中所示。因此，即使当突起13a接触喷嘴1b′时，在电极保持部分13和喷嘴1b′之间也存在间隙。中央气体G1通过该间隙流出钨电极1a的周边。此外，电压通过维弧电源7施加在电极保持部分13和喷嘴1b′之间。这类似于图7的t1时的情况。

图15对应于在TIG焊接的情况下的图9。

图15示出如下状态：借助于上下移动机构向上拉进电极部分，并且维弧14以如在TIG焊接的情况下类似的方式从突起13a中的至少一个产生。这类似于图7的t2时的情况。在附图中，为便于理解，示意性地示出了维弧的存在。

如上结合突起13a的形状所述的，与喷嘴1b′的接触面积被最小化。因此，维弧容易产生。此外，在检测到突起13a和喷嘴1b′之间的短路释放之后，维弧电源7在正常电流值上叠加10A至20A的电流5毫秒至10毫秒。因此，维弧可靠地产生。

图16对应于在TIG焊接的情况下的图10，并且示出如下状态：中央气体G1使维弧14移动至钨电极1a的末端部分。

这里，通过以与在TIG焊接情况下类似的方式将连接到控制器5的光学传感器11布置成朝向钨电极1末端部分，确定如下情况是可能的：在图15中的焊炬中所产生的维弧14是否已经到达如图16中所示的钨电极1a的末端部分。在等离子焊接的情况下，维弧14不暴露在喷嘴1b′的外侧。然而，因为弧光非常强，所以借助于光学传感器11来检测维弧14的移动是可能的。

图17对应于在TIG焊接的情况下的图11，并且示出产生主弧15的状态。这类似于图7中t3时的情况。

另外，在等离子焊接的情况下，类似于TIG焊接的情况之处在于，通过在焊接之前将由维弧电源7所产生的维弧14维持在钨电极1的末端部分处，通过主电源6在非常短的时间内顺利地产生主弧15是可能的。

另外，在该实施例中，像在TIG焊接的情况下一样，仅使用是直流电源的维弧电源7来产生维弧，并且不使用高频电源。因此，防止周边装置因高频噪声发射而引起故障是可能的。再者，维弧通过使电极保持部分13从喷嘴1b分离而产生。因此，钨电极1a的末端部分和喷嘴1b′彼此不接触以产生维弧。因此，抑制电极的末端的磨损是可能的。

此外，类似于TIG焊接的情况之处在于，由于在钨电极1a的末端部分和喷嘴1b′之间不产生维弧，所以维弧的产生不在钨电极1a的末端部分上形成氧化膜，并且抑制钨电极1a和工件2之间的主起弧特性的氧化膜关联的恶化是可能的。

中央气体G1的流量被设定为高的以将维弧14移动至钨电极1a的末端，直到产生主弧15为止。然而，在维弧14被移动至钨电极1a的末端并且产生主弧15之后，中央气体G1的流量受到控制以具有用于焊接的适当的值，该值为约0.2升/分钟至2升/分钟(图7中的t4)。在图18中，指示中央气体G1的黑色箭头变窄以示出流量上的这种变化。

然后断开维弧电源7(图7中的t5)。随后，通过主弧15进行对工件2的焊接。图18中示出了这种状态。

在完成焊接之后，以与在TIG焊接的情况下类似的方式，首先，断开主电源6(图7中的t6)，然后关闭中央气体G1和保护气体G2(图7中的t7)。其后，通过上下移动机构向下推动电极部分从而为下一道焊接作准备(图7中的t8)。

当通过上下移动机构向下推动电极部分时，电极保持部分13通过大力压靠喷嘴1b′以除去由维弧14在突起的表面上所产生的氧化膜。更具体地，推力是约75N。通过利用该压紧操作除去绝缘膜，顺利地产生下一道维弧是可能的。

突起13a被设置成使得与喷嘴1b′的接触面积被最小化，使得氧化膜的沉积量受到抑制。因此，氧化膜能够通过单次压紧操作而被充分地除去。

本申请是基于2009年11月4日提交的日本专利申请JP2009-253125，该专利的内容以引用方式并入此处。

附图标记说明

1       焊炬

1a      钨电极

1b、1b′喷嘴

1c      用于电极推出的空气供给口

1d      用于电极拉进的空气供给口

1e      冷却水排出口

1f      保护气体(G2)供给口

1g      冷却水供给口

1h      中央气体(G1)供给口

2       工件

3       机器人

4       附接夹具

5       控制器

6       主电源

7       维弧电源

8、9    气缸

10      空气压缩机

11      光学传感器

12      电极支撑构件

13      电极保持部分

13a     突起

14      维弧

15      主弧

G1      中央气体

G2      保护气体

Claims (9)

1.一种非消耗电极式弧焊设备，包括：

焊炬，所述焊炬包括电极部分和喷嘴，所述喷嘴设置在所述电极部分的外周的周围，使得在所述电极部分和所述喷嘴之间形成间隙；

供气装置，所述供气装置向所述焊炬供给保护气体，所述保护气体流经所述电极部分和所述喷嘴之间的所述间隙；

第一电源，所述第一电源在所述电极部分和所述喷嘴之间施加电压以产生维弧；

第二电源，所述第二电源在所述电极部分和工件之间施加电压以产生主弧；以及

控制器，所述控制器控制所述第一电源和所述第二电源，

其中所述电极部分包括电极和电极保持部分，所述电极保持部分保持所述电极的基部，

所述电极保持部分包括突起，所述突起从与所述喷嘴面对的一侧朝所述喷嘴突出，并且

所述焊炬包括移动机构，所述移动机构被构造成使所述电极部分在所述焊炬的内部在纵向方向上移动，使得所述突起和所述喷嘴彼此接触和分离，

在产生维弧时所述电极的末端和所述喷嘴不接触。

2.根据权利要求1所述的非消耗电极式弧焊设备，其中，当所述移动机构使得所述突起和所述喷嘴彼此接触时，所述保护气体流经由所述突起维持在所述电极保持部分和所述喷嘴之间的所述间隙。

3.根据权利要求1所述的非消耗电极式弧焊设备，其中通过在使得所述突起和所述喷嘴彼此接触之后使所述突起和所述喷嘴分离，从而所述第一电源在所述突起和所述喷嘴之间产生所述维弧。

4.根据权利要求3所述的非消耗电极式弧焊设备，其中所述保护气体使所述维弧移动至所述电极的末端部分，并且所述第二电源使得所述维弧实现到所述电极和所述工件之间的所述主弧的过渡。

5.根据权利要求1所述的非消耗电极式弧焊设备，其中所述移动机构是空气缸。

6.根据权利要求1所述的非消耗电极式弧焊设备，其中所述电极保持部分和所述喷嘴由铜合金制成。

7.根据权利要求1所述的非消耗电极式弧焊设备，进一步包括：多关节型机器人，所述多关节型机器人具有远端，所述焊炬附接到所述远端；以及机器人控制器，所述机器人控制器控制所述机器人，其中所述机器人控制器充当所述控制器并控制所述第一电源和所述第二电源。

8.根据权利要求1所述的非消耗电极式弧焊设备，其中所述电极的末端部分从所述喷嘴的末端部分露出以进行TIG弧焊。

9.根据权利要求1所述的非消耗电极式弧焊设备，其中所述喷嘴覆盖整个所述电极以进行等离子弧焊。