CN107635706A - 焊接方法以及焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明具备：配置工序，在所述配置工序中，配置成沿着焊接线而使非消耗电极(5)在先，使消耗电极(6)在后；非消耗电极升温工序，在所述非消耗电极升温工序中，沿着焊接线相对地驱动非消耗电极(5)，使接头部的母材升温；消耗电极焊接工序，在所述消耗电极焊接工序中，沿着焊接线相对地驱动消耗电极(6)，使母材产生熔深部(11)，并且利用熔敷金属(10)对母材进行包层；以及非消耗电极热输入控制工序，在所述非消耗电极热输入控制工序中，进行随着焊接的进展而下调热输入量的控制，所述热输入量用于基于非消耗电极(5)的升温。

Description

焊接方法以及焊接装置

技术领域

本发明涉及焊接方法以及应用该焊接方法的焊接装置，该焊接方法接合至少1个圆筒体，且以接头为角接接头的压缩机为对象，使用非消耗电极和消耗电极。

背景技术

在压缩机的圆筒部、封头部的焊接中，需要气密焊接，根据其产品形状、板厚尺寸，一般实施基于消耗电极的圆周焊接。在特别需要气密性的圆周焊接中，必须焊接成为可得到圆筒部与封头部的可靠的熔深部(溶け込み)。但是，在焊接开始时，工件本身为室温程度，与金属的熔点相比，温度非常低，所以产生因焊接开始部附近的熔深部不良而无法确保气密性的不佳情况。因此，虽然有在刚刚产生电弧之后使速度下降或者上调电流值以在焊接开始部得到熔深部的方法，但该方法存在发生熔敷金属的增加、熔深部不足的问题。

为了解决该问题，公开有如下方法：配置非消耗电极和消耗电极这两者，利用基于非消耗电极的焊接确保焊接开始部的可靠的熔深部，接着利用基于消耗电极的焊接进行包层(例如，专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开编号WO2012/017913号公报(段落[0024]、[0038]～[0047]以及图1、2)

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1公开发明中，虽然能够确保对接接头等平板焊接中的焊接开始部的熔深部，但在角接接头处，当接头部因在先的非消耗焊接而熔融时，熔融的母材流入到焊接焊路部，熔敷金属进入到电弧与母材之间，妨碍电弧向母材的热输入，发生熔深部不足。另外，随着焊接的进展，蓄热变大，所以如果利用恒定热输入进行基于消耗电极的焊接，则当到了后半段时，熔深部深度变大，特别在圆周焊接中存在在终端部处成为过热输入的问题。

本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的在于提供能够确保焊接开始部的可靠的熔深部以及稳定的熔深部的焊接方法以及焊接装置。

用于解决课题的手段

本发明的焊接方法使用非消耗电极和消耗电极，其中，所述焊接方法具备：配置工序，在所述配置工序中，配置成沿着焊接线而使非消耗电极在先，使消耗电极在后；非消耗电极升温工序，在所述非消耗电极升温工序中，沿着焊接线相对地驱动非消耗电极，使接头部的母材升温；消耗电极焊接工序，所述消耗电极焊接工序追随于非消耗电极升温工序，沿着焊接线相对地驱动消耗电极，使母材产生熔深部，并且利用熔敷金属对母材进行包层；以及非消耗电极热输入控制工序，所述非消耗电极热输入控制工序追随于消耗电极焊接工序，进行随着焊接的进展而下调热输入量的控制，所述热输入量用于基于非消耗电极的升温。

本发明的焊接装置具备：非消耗电极以及消耗电极；第1电源以及第2电源，所述第1电源对非消耗电极供给焊接电力，所述第2电源对消耗电极供给焊接电力，非消耗电极在先、消耗电极在后地沿着焊接线配置，非消耗电极使接头部的母材升温，消耗电极使母材产生熔深部，并且利用熔敷金属对母材进行包层，第1电源进行随着焊接的进展而下调热输入量的控制，所述热输入量用于基于非消耗电极的升温。

发明效果

对于本发明的焊接方法而言，由于非消耗电极使接头部的母材升温，消耗电极使母材产生熔深部，并且利用熔敷金属对母材进行包层，所以能够得到恒定的稳定的熔深部，熔敷金属量也能够成为恒定。

根据本发明的焊接装置，非消耗电极使接头部的母材升温，消耗电极使母材产生熔深部，并且利用熔敷金属对母材进行包层，所以能够得到恒定的稳定的熔深部，熔敷金属量也能够成为恒定。

附图说明

图1是与本发明的实施方式1的焊接方法相关的焊接装置的结构图。

图2是与本发明的实施方式1的焊接方法相关的主要部分的示意图。

图3是与本发明的实施方式1的焊接方法相关的压缩机的剖视示意图。

图4是与本发明的实施方式1的焊接方法相关的圆筒部和封头部的接头状态的示意图。

图5是与本发明的实施方式1的焊接方法相关的焊接状态的说明图。

图6是与本发明的实施方式1的焊接方法相关的接头部的熔深部深度的说明图。

图7是与本发明的实施方式1的焊接方法相关的接头部的熔敷金属的说明图。

图8是与本发明的实施方式1的焊接方法相关的非消耗电极与接头部的位置关系说明图。

图9是与本发明的实施方式1的焊接方法相关的消耗电极焊接的单独焊接的示意图。

图10是与本发明的实施方式1的焊接方法相关的消耗电极焊接的单独焊接中的温度推移说明图。

图11是与本发明的实施方式1的焊接方法相关的焊接状态的示意图。

图12是与本发明的实施方式1的焊接方法相关的非消耗电极焊接的热输入控制的说明图。

图13是与本发明的实施方式1的焊接方法相关的流程图。

图14是与本发明的实施方式2的焊接方法相关的焊接装置的结构图。

图15是与本发明的实施方式3的焊接方法相关的焊接装置的结构图。

图16是与本发明的实施方式3的焊接方法相关的仿形控制的说明图。

图17是与本发明的实施方式3的焊接方法相关的流程图。

图18是与本发明的实施方式4的焊接方法相关的焊接装置的结构图。

具体实施方式

实施方式1.

实施方式1涉及焊接方法以及该焊接方法所使用的焊接装置，所述焊接方法具备：配置工序，在所述配置工序中，配置成沿着焊接线而使非消耗电极在先，使消耗电极在后；驱动工序，在所述驱动工序中，使焊接对象旋转；非消耗电极升温工序，在所述非消耗电极升温工序中，沿着焊接线相对地驱动非消耗电极，使接头部的母材升温；消耗电极焊接工序，在所述消耗电极焊接工序中，沿着焊接线相对地驱动消耗电极，使母材产生熔深部，并且利用熔敷金属对母材进行包层；以及非消耗电极热输入控制工序，进行随着焊接的进展而下调热输入量的控制，上述热输入量用于基于非消耗电极的升温。

以下，基于焊接装置的结构图即图1、主要部分的示意图即图2、压缩机的剖视示意图即图3、圆筒部和封头部的接头状态的示意图即图4、焊接状态的说明图即图5、接头部的熔深部深度的说明图即图6、接头部的熔敷金属的说明图即图7、非消耗电极与接头部的位置关系说明图即图8、消耗电极焊接的单独焊接的示意图即图9、消耗电极焊接的单独焊接中的温度推移说明图即图10、焊接状态的示意图即图11、非消耗电极焊接的热输入控制的说明图即图12、以及与焊接方法相关的流程图即图13，对本申请发明的实施方式1的焊接方法的功能、动作以及焊接装置的结构进行说明。

首先，基于图1和图2，说明作为本申请发明的对象的焊接方法所使用的焊接装置的整体的结构。此外，图2是表示从图1所示的向视X观察的焊接部附近的示意图。

焊接装置1以压缩机2为焊接对象，并包括作为焊接电极的非消耗电极5以及消耗电极6、以能够进行朝下焊接的方式使压缩机2倾斜地固定并旋转的旋转夹具7、对非消耗电极5供给焊接电流的第1电源8、以及对消耗电极6供给焊接电流的第2电源9。压缩机2包括圆筒部3和封头部4，成为嵌合构造。

图3表示出包括圆筒部3和封头部4的压缩机2的构造。图4表示出压缩机2的接头形状。成为圆筒部3与封头部4的角接接头，焊接线为焊路部12。

接下来，为了使本申请发明的使用了非消耗电极和消耗电极的焊接方法的功能以及效果变清楚，首先，基于图5至图7，说明以往的使用了消耗电极的焊接方法。

对于圆筒部3与封头部4的接头部的基于消耗电极的圆周焊接而言，如图5所示，从消耗电极6的前端供给的焊接焊丝6A利用电阻放热以及电弧6B熔融，向焊接部作为熔敷金属而与母材接合。在特别需要气密性的圆周焊接中，必须焊接成为如图6那样能够得到圆筒部3与封头部4的可靠的熔深部Wh。

但是，有可能会产生因焊接开始部附近的熔深部不良而无法确保气密性的不佳情况。这是因为在焊接开始时，工件(焊接对象物)本身为室温程度，与金属的熔点相比为低温，温度差大。根据热输送的原则，随着焊接进展，圆筒部3和封头部4急速地升温。因此，如果焊接的投入热量恒定，则随着焊接进展到后半段，图6所示的熔深部深度Wh变大。

相反，在焊接开始时，圆筒部3和封头部4未升温，所以熔深部变得不足。

另外，在角接接头处，圆筒部3、封头部4的母材熔融，如图7所示，熔融的母材流入到焊接的焊路部(焊接线)。熔敷金属进入到电弧与母材之间，产生妨碍电弧向母材的热输入的现象，发生熔深部不足。因此存在保持不了气密性的问题。

图9表示出自动消耗电极(MAG)焊接单独进行下的焊接状态。消耗电极6的焊接焊炬从焊接开始点O起产生电弧，以恒定的速度进行焊接。在紧接着焊接开始点O之后，熔敷金属10被堆起来，但没有母材内部的熔深部11，从焊接开始点O稍离开的部位产生熔深部11。在焊接开始部处，首先，为了使电弧产生，焊丝与母材短路，流过大电流，从而焊丝的温度上升，当达到一定以上的温度时，发生绝缘损坏。由此产生电弧，一边使母材和焊丝熔化，一边进行焊接。在从发生绝缘损坏起至进行基于焊丝的熔敷为止的期间，电弧直接碰到母材，直接进行热输入。因此，焊接开始点O与其它点相比，被电弧直接炙烤的时间长。

但是，该时间为几百msec(毫秒)，而且工件为室温程度，所以是温度远比金属材料的熔点低的状态。因此，成为热输入不足，在焊接开始点O正下方无法得到熔深部11。此外，焊接过程中是利用此前的来自焊接部的导热而自然地进行预热的状态。电弧正下方处于高温状态，即使被炙烤的时间比焊接开始点O短也能够得到足够的熔深部。

图10表示自动消耗电极(MAG)焊接单独进行的圆周焊接中的与焊接进展相伴的最高达到温度的变化。这是将焊接电流也就是说设定热输入量设为恒定的情况，但随着焊接的进展而产生蓄热，最高达到温度上升。焊接结束部残留有焊接开始时的热输入，所以温度变得更高。

当这样单独利用消耗电极焊接以恒定焊接电流进行圆周焊接时，在周内产生温度不均。这是因为除了产生熔深部深度的不均之外，还产生热变形的不均。在如将旋转体收纳于内部那样的压缩机中，正圆度是重要的，周内的热变形的不均、也就是说正圆度的下降导致功能下降。

接下来，说明本申请发明的焊接方法。此外，在本实施方式1中，说明作为非消耗电极5而使用TIG(TUNGSTEN INERT GAS，钨极惰性气体)焊接焊炬、作为消耗电极6而使用MAG(METAL ACTIVE GAS，金属活性气体)焊接焊炬的例子。

在图1、图2中，两个焊炬、即非消耗电极5的TIG焊接焊炬和消耗电极6的MAG焊接焊炬被固定，通过压缩机2沿箭头Y方向旋转，从而焊接进展下去。

在本申请发明中，在焊接时，压缩机2沿箭头Y方向旋转，从而焊接下去，成为非消耗电极5在先、消耗电极6跟随的配置。非消耗电极5和消耗电极6以相同的速度移动，但也可以分别移动。

此时，非消耗电极5与消耗电极6分离至少10mm以上地进行设置，以降低相互的磁干扰。

此外，对于非消耗电极5与消耗电极6的距离而言，虽然存在构造、配置上的制约，但即使分离100mm，也能够实施良好的焊接。

此处，基于图8，说明非消耗电极5与焊接对象的接头部的位置关系。

如图8所示，配置成如图那样使与非消耗电极5的行进方向正交的角度θT进入到角接接头的V字部分的+θ与－θ之中。

在图8中，对非消耗电极5进行了表示，但消耗电极6与焊接对象的接头部的位置关系也相同。

图11是应用了本申请发明的焊接方法的情况下的焊接状态的示意图。基于消耗电极6的焊接在焊接开始点O处使电弧产生。作为此时的现象，如上述说明那样，但在本申请发明的焊接方法中，利用基于非消耗电极5的焊接在先地进行热输入，所以焊接开始点O已经处于高温状态。这是与焊接过程中的电弧正下方相同的状态。还如上述那样，对于焊接开始点O而言，由于被电弧炙烤的时间长，所以与其它部分相比，热输入多。因此，在图11的焊接开始点O处，能够得到与其它部分同等或其以上的熔深部11。

图12表示本申请发明中的基于在先的非消耗电极5的TIG焊接的热输入量的变化。这样，根据移动量使非消耗电极5的焊接电流减少，以补正先前说明的消耗电极焊接的单独焊接的情况下的图10的温度变化。该减少量是预先测定、设定的。通过这样进行热输入量的控制，能够使周内的温度成为恒定，在使熔敷金属10的量成为恒定的同时，熔深部11的深度也能够成为恒定。

此外，利用对非消耗电极5供给焊接电流的第1电源8内的电流控制部(没有图示)进行该非消耗电极5的焊接电流的控制。

当1周焊接接近结束时，存在在先的非消耗电极5的TIG焊接焊炬干扰到因消耗电极6的焊接而堆积起来的开始端部的熔敷金属10的情况。因此，需要具有在1周焊接后的重叠时使非消耗电极5的TIG焊接焊炬与工件相对地分离的机构。

通常，非消耗电极5与工件的距离越近，能量密度越高。因此，在通常的熔融焊接法中，如果不以使消耗以及非消耗电极与工件间的距离成为1mm至2mm的方式极力接近，则效率差，需要大容量的电源。

但是，在本实施方式1的焊接方法中，不利用非消耗电极5的TIG焊接使母材熔化，所以能够使非消耗电极5与工件间的距离分离。因此，为了避免在1周焊接后，重叠时的非消耗电极5与初始的熔敷金属10的包层部的物理接触，也可以从焊接初始的状态起使非消耗电极5从工件分离。

接下来，对于在上述中与以往的焊接方法对比地说明了的本实施方式1的焊接方法而言，基于图13的流程图，还参照图11说明一连串的功能、动作。

在步骤1(S01)的配置工序中，配置成沿着包括圆筒部3和封头部4的压缩机2的接头部的焊接线而使非消耗电极5在先，使消耗电极6在后。

在步骤2(S02)的驱动工序中，利用旋转夹具7使压缩机2的圆筒部3和封头部4旋转。

在步骤3(S03)的非消耗电极升温工序中，沿着焊接线相对地驱动非消耗电极5，不熔融压缩机2的圆筒部3与封头部4的接头部的母材地使其升温。

在步骤4(S04)的消耗电极焊接工序中，追随于非消耗电极升温工序(S03)，沿着焊接线相对地驱动消耗电极6，利用消耗电极6使压缩机2的圆筒部3与封头部4的接头部的母材产生熔深部11，并且利用熔敷金属10对母材进行包层。

在步骤5(S05)的非消耗电极热输入控制工序中，追随于消耗电极焊接工序(S04)，进行随着焊接的进展而下调热输入量的控制，上述热输入量用于由非消耗电极5进行的升温。

在本实施方式1中，基于在先的非消耗电极5的TIG焊接的平均电流为100A至500A，基于在后的消耗电极6的MAG焊接的平均电流为100A至500A。另外，按照300mm/min(毫米/分钟)至2000mm/min(毫米/分钟)使用焊接速度。

在本实施方式1中，说明了使用MAG焊接焊炬作为消耗电极6的例子，但还能够使用MIG(METAL INERT GAS，金属惰性气体)焊接焊炬作为消耗电极6。

在本实施方式1中，作为利用旋转夹具7使压缩机2倾斜而使其固定并旋转的结构而进行了说明。但是，还能够形成为预先固定压缩机2并沿着接头部的焊接线使非消耗电极5和消耗电极6相对地移动的结构。

如以上说明的那样，实施方式1的焊接方法具备：配置工序，在所述配置工序中，配置成沿着焊接线而使非消耗电极在先，使消耗电极在后；驱动工序，在所述驱动工序中，使焊接对象旋转；非消耗电极升温工序，在所述非消耗电极升温工序中，沿着焊接线相对地驱动非消耗电极，使接头部的母材升温；消耗电极焊接工序，在所述消耗电极焊接工序中，沿着焊接线相对地驱动消耗电极，使母材产生熔深部，并且利用熔敷金属对母材进行包层；以及非消耗电极热输入控制工序，在所述非消耗电极热输入控制工序中，进行随着焊接的进展而下调热输入量的控制，上述热输入量用于由非消耗电极进行的升温。另外，实施方式1的焊接装置用于该焊接方法。因而，能够确保焊接开始部的可靠的熔深部以及遍及整周稳定的熔深部，熔敷金属量也能够成为恒定。

而且，通过焊接品质提高，从而预计会有作为焊接对象的压缩机的小型化、耐久性的提高、产品的安全性提高以及生产工序改善的效果。

实施方式2.

实施方式2的焊接方法以及焊接装置是在实施方式1中将基于非消耗电极的TIG焊接设为能量束焊接的实施方式。

以下，基于焊接装置的结构图即图14，以与实施方式1的差异为中心对实施方式2的焊接方法以及装置进行说明。在图14中，与实施方式1的图11相同或者相当部分标注有相同的附图标记。

此外，包括圆筒部3和封头部4的压缩机2以及将压缩机2固定并使之旋转的旋转夹具7与实施方式1相同，所以省略。图14仅记载有为了说明与实施方式1的差异而所需的结构要素。

另外，为了与实施方式1的焊接装置1进行区分，设为焊接装置100。

基于图14，参照实施方式1的图1、2，对本发明的实施方式2的焊接方法的功能、动作以及焊接装置的结构进行说明。

与实施方式1的焊接装置1的不同点在于，在本实施方式2的焊接装置100中，将基于非消耗电极的TIG焊接设为等离子焊接、作为非接触的热源的激光器等的能量束焊接。

焊接装置100具备非消耗电极21、消耗电极6、对非消耗电极21供给电力的第3电源22、以及对消耗电极6供给焊接电流的第2电源9。

在本实施方式2的焊接装置100中，说明作为非消耗电极21而使用激光束焊炬、作为消耗电极6而使用MAG焊接焊炬的例子。

两个焊炬、即非消耗电极21的激光器和消耗电极6的MAG焊接焊炬按照非消耗电极21在先、消耗电极6跟随的配置进行固定，通过压缩机2沿箭头Y方向旋转，从而焊接进展下去。

通过将在先的热源设为激光器等的能量束，从而不产生磁干扰。在实施方式1中，在非消耗电极5的TIG焊接与消耗电极6的MAG焊接之间产生磁干扰，所以非消耗电极5与消耗电极6需要分离至少10mm以上地进行设置，以降低相互的磁干扰。

在实施方式2中，不产生该磁干扰，所以能够使基于非消耗电极21的激光束的照射位置成为紧挨着在后的消耗电极6的之前位置。

越使基于非消耗电极21的激光束的照射位置接近消耗电极6，越能够抑制热扩散造成的损失，所以焊接的效率提高。

另外，如果基于非消耗电极21的焊接为激光器等的能量束，则是非接触的，所以在1周焊接时，没有焊接开始部与熔敷金属10的包层的物理接触。因此，无需设置使非消耗电极21与工件相对地分离的机构。

而且，一般在使用了激光器的焊接中，作为氧化防止以及金属蒸气向透镜的附着对策，使保护气体喷出。在本实施方式2中，激光束使接头部的母材的上升温度止于熔点以下，所以不需要保护气体，能够以简易的激光头结构进行应对。

在本实施方式2中，说明了使用MAG焊接焊炬作为消耗电极6的例子，但还能够使用MIG焊接焊炬作为消耗电极6。

如以上说明的那样，实施方式2的焊接方法以及焊接装置是将基于非消耗电极的焊接设为能量束焊接的实施方式。因此，与实施方式1同样地，能够确保焊接开始部的可靠的熔深部以及遍及整周的稳定的熔深部，熔敷金属量也能够成为恒定。而且，不产生磁干扰，所以能够使基于非消耗电极的激光束的照射位置成为紧接挨着消耗电极的之前位置，所以能够提高焊接的效率。

实施方式3.

实施方式3的焊接方法以及焊接装置是对实施方式1的焊接方法的各工序进一步追加了非消耗电极仿形控制工序的实施方式。

以下，基于焊接装置的结构图即图15、仿形控制的说明图即图16以及与焊接方法相关的流程图即图17，以与实施方式1的差异为中心对实施方式3的焊接方法以及装置进行说明。在图15中，与实施方式1的图11相同或者相当部分标注有相同的附图标记。

此外，包括圆筒部3和封头部4的压缩机2以及将压缩机2固定并使之旋转的旋转夹具7与实施方式1相同，所以省略。图15仅记载有为了说明与实施方式1的差异而所需的结构要素。

另外，为了与实施方式1的焊接装置1进行区分，设为焊接装置200。

基于图15以及图17，参照实施方式1的图1、2，对本发明的实施方式3的焊接方法的功能、动作以及焊接装置的结构进行说明。

与实施方式1的焊接方法的不同点在于，追加了非消耗电极仿形控制工序。与该非消耗电极仿形控制工序的追加关联地追加有仿形控制装置，所述仿形控制装置控制对非消耗电极供给焊接电流的第1电源，并且进行非消耗电极的位置的控制。

首先，基于图15，参照图1、2说明本发明的实施方式3的焊接装置200的结构。

在本实施方式3中，说明作为非消耗电极5而使用TIG焊接焊炬、作为消耗电极6而使用MAG焊接焊炬的例子。

两个焊炬、即非消耗电极5的TIG焊接焊炬和消耗电极6的MAG焊接焊炬按照非消耗电极5在先、消耗电极6跟随的配置被固定，通过压缩机2沿箭头Y方向旋转，从而焊接进展下去。

焊接装置200具备对非消耗电极5供给焊接电流的第1电源8、以及对消耗电极6供给焊接电流的第2电源9。焊接装置200还具备仿形控制装置31，所述仿形控制装置31进行随后说明的基于在先的非消耗电极5的TIG电弧电压的仿形控制。仿形控制装置31为了控制对非消耗电极5供给焊接电流的第1电源而连接于第1电源8。另外，仿形控制装置31为了将非消耗电极5的位置调整为最佳的位置而连接于非消耗电极5的保持部(没有图示)。

首先，基于图16，对利用了基于通常的TIG焊接焊炬的电弧电压的仿形控制的原理和问题点进行说明。

在角接焊接中，在非消耗电极5与工件的相对位置关系相同时，与非消耗电极5的直线距离最长的焊路部12的熔深部是最重要的。但是，由于接头部的形状的问题而难以向焊路部12引出电弧。

因而，利用基于在先的TIG焊接的电弧电压来进行仿形控制。在图16中记载利用了电弧电压的仿形控制即电弧传感的原理。

电弧为放电现象，所以产生和如下距离相应的电阻，上述距离是电弧释放的一端即电极前端与另一端即工件的电弧产生点之间的直线距离。该距离越长，电阻越高。TIG焊接电源具有定电流特性，所以即使作为放电距离的电阻发生变化，也要将电流保持为恒定值。因此，根据欧姆法则(电压＝电流×电阻)，在电流为恒定的条件下，电阻与电压处于正比例关系。也就是说，当TIG电极与工件间距离变远时成为高电压，当变近时成为低电压。

作为目标位置的焊路部12从非消耗电极5起距离最远，所以使TIG焊接焊炬的位置沿与行进方向正交的方向移动而调整，以成为最高电压。

该控制方法一般被称为电弧传感，通常一边使接头部熔融一边进行感测。当接头部熔融时，如图16所示，熔融了的接头的熔敷金属也流入到非消耗电极5的正下方，覆盖作为原来的目标位置的焊路部12。因此，非消耗电极5与接头熔融时的焊路部之间的距离L1相对于接头焊接初始状态的非消耗电极5与焊路部12之间的距离L0变短。因此，仿形位置偏离，与电弧引出到焊路部以外时的电压的差异变小，仿形灵敏度下降。

相对于此，在本实施方式3中，在非消耗电极5的TIG焊接焊炬正下方，母材未熔融，角接接头的形状在基于非消耗电极5的焊接(加热)时也仍旧为初始状态。因此，能够维持非消耗电极5与焊路部12之间的距离长的状态，能够进行高灵敏度的仿形控制。当预先固定非消耗电极5与消耗电极6的相对位置关系时，该仿形控制功能对消耗电极6也是有效的，能够在两方的焊接焊炬中进行高灵敏度的仿形控制。

由此，非消耗电极5和消耗电极6这两方能够对最需要热输入且难以熔融的焊路部12准确地进行热输入，能够得到稳定的熔深部11。

接下来，对于本实施方式3的焊接方法而言，基于图17的流程图，说明一连串的功能、动作。其中，步骤1(S01)至步骤5(S05)与实施方式1的图13的流程图相同，所以仅说明追加的步骤6(S06)。

在步骤6(S06)的非消耗电极仿形控制工序中，进行利用了非消耗电极的电弧电压的仿形控制。具体而言，与第1电源8连接的仿形控制装置31利用非消耗电极5的电弧电压来调整非消耗电极5的位置，以使电弧电压成为最高电压。

此外，追随于非消耗电极升温工序、消耗电极焊接工序以及非消耗电极热输入控制工序而进行本非消耗电极仿形控制工序。

在本实施方式3中，说明了使用MAG焊接焊炬作为消耗电极6的例子，但还能够使用MIG焊接焊炬作为消耗电极6。

如以上说明的那样，实施方式3的焊接方法以及焊接装置是对实施方式1的焊接方法的各工序追加了非消耗电极仿形控制工序的实施方式。因此，与实施方式1同样地，能够确保焊接开始部的可靠的熔深部以及遍及整周稳定的熔深部，熔敷金属量也能够成为恒定。而且，能够进行高精度的仿形控制，所以能够提高焊接的品质。

实施方式4.

实施方式4的焊接方法以及焊接装置是在实施方式1中在非消耗电极与消耗电极之间进一步追加金属板的实施方式。

以下，基于焊接装置的结构图即图18，以与实施方式1的差异为中心对实施方式4的焊接方法以及装置进行说明。在图18中，与实施方式1的图11相同或者相当部分标注有相同的附图标记。

焊接装置300还具备非消耗电极5、消耗电极6、对非消耗电极5供给电力的第1电源8、对消耗电极6供给焊接电流的第2电源9、以及非消耗电极5与消耗电极6之间的金属板41。

在非消耗电极5、消耗电极6中都流过高电流，所以产生磁场。因此，两个电极产生相互的磁干扰，由于该干扰而电弧放电变得不稳定，其结果是，热输入量也不稳定，作为最初的目的的熔深部深度也有可能变得不稳定。

为了使该磁干扰降低，在实施方式4中，在非消耗电极5与消耗电极6之间配置相对导磁率高的金属板41。作为金属板41，例如能够使用铁、镍以及钴等。

此外，在实施方式4的焊接方法中，在配置工序中，在非消耗电极5与消耗电极6之间配置金属板41。

如以上说明的那样，实施方式4的焊接方法以及焊接装置是在非消耗电极与消耗电极之间进一步追加了金属板的实施方式。因此，与实施方式1同样地，能够确保焊接开始部的可靠的熔深部以及遍及整周稳定的熔深部，熔敷金属量也能够成为恒定。而且，能够使磁干扰降低，能够使非消耗电极与消耗电极的位置接近，所以能够提高焊接的效率。

此外，本发明能够在其发明的范围内对各实施方式自由地进行组合，或者对实施方式适当地进行变形、省略。另外，在各实施方式中说明的焊接方法以及焊接装置不限于圆周焊接即焊接线为环状的焊接，还能够应用于所有的形状的焊接。

工业上的可利用性

本发明涉及使用了非消耗电极和消耗电极的焊接方法、以及应用该焊接方法的焊接装置，能够广泛地应用于能够确保焊接开始部的可靠的熔深部以及遍及焊接线整体的稳定的熔深部的焊接方法以及焊接装置。

Claims (12)

1.一种焊接方法，使用非消耗电极和消耗电极，其中，所述焊接方法具备：

配置工序，在所述配置工序中，配置成沿着焊接线而使所述非消耗电极在先，使消耗电极在后；

非消耗电极升温工序，在所述非消耗电极升温工序中，沿着所述焊接线相对地驱动所述非消耗电极，使接头部的母材升温；

消耗电极焊接工序，所述消耗电极焊接工序追随于所述非消耗电极升温工序，沿着所述焊接线相对地驱动所述消耗电极，使所述母材产生熔深部，并且利用熔敷金属对所述母材进行包层；以及

非消耗电极热输入控制工序，所述非消耗电极热输入控制工序追随于所述消耗电极焊接工序，进行随着焊接的进展而下调热输入量的控制，所述热输入量用于基于所述非消耗电极的所述升温。

2.根据权利要求1所述的焊接方法，其中，

所述焊接方法还具备仿形控制工序，所述仿形控制工序追随于所述配置工序之后的各工序，进行基于所述非消耗电极的电弧电压的非消耗电极仿形控制。

3.根据权利要求1或者2所述的焊接方法，其中，

所述非消耗电极使用TIG焊接焊炬，在所述配置工序中，使所述非消耗电极与所述非消耗电极的配置间隔成为10mm至100mm。

4.根据权利要求1所述的焊接方法，其中，

所述非消耗电极使用激光束焊炬。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的焊接方法，其中，

在所述配置工序中，在所述非消耗电极与所述消耗电极之间还配置金属板。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的焊接方法，其中，

所述焊接线为环状。

7.一种焊接装置，具备：

非消耗电极以及消耗电极；

第1电源以及第2电源，所述第1电源对所述非消耗电极供给焊接电力，所述第2电源对所述消耗电极供给焊接电力，

所述非消耗电极在先、所述消耗电极在后地沿着焊接线配置，

所述非消耗电极使接头部的母材升温，

所述消耗电极使所述母材产生熔深部，并且利用熔敷金属对所述母材进行包层，

所述第1电源进行随着焊接的进展而下调热输入量的控制，所述热输入量用于基于所述非消耗电极的所述升温。

8.根据权利要求7所述的焊接装置，其中，

所述焊接装置还具备仿形控制装置，所述仿形控制装置进行基于所述非消耗电极的电弧电压的仿形控制。

9.根据权利要求7或者8所述的焊接装置，其中，

所述非消耗电极使用TIG焊接焊炬，使所述非消耗电极与所述非消耗电极的配置间隔成为10mm至100mm。

10.根据权利要求7所述的焊接装置，其中，

所述非消耗电极使用激光束焊炬。

11.根据权利要求7至10中的任意一项所述的焊接装置，其中，

在所述非消耗电极与所述消耗电极之间配置有金属板。

12.根据权利要求7至11中的任意一项所述的焊接装置，其中，

所述焊接线为环状。