CN1819886A - 自耗电极弧焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明包括用于当在一焊接终止部分焊接一弧坑时，在允许整个焊炬离开熔池的方向上移动所述焊炬的装置，因此，本发明可防止所有焊丝与所述熔池接触。另外，本发明不仅可检查弧坑焊接的焊丝的熔敷，还可检查所有其余焊丝的熔敷，并且如果探测到熔敷的焊丝，本发明可对探测到熔敷的焊丝再次供能，从而能够去除焊丝的熔敷。

Description

自耗电极弧焊方法

技术领域

本发明涉及一种用于通过在一根焊炬内进给两根或更多焊丝而进行焊接的自耗多电极弧焊方法，特别地，涉及一种控制焊接终止部分(weldingtermination part)的焊接的焊接控制方法。

背景技术

常规地，已采用一种在一焊炬内进给单根焊丝而进行焊接的自耗单电极弧焊方法来作为在一焊炬内进给一焊丝而进行焊接的自耗电极弧焊方法。另外，近来还已采用一种用于通过在一焊炬内进给两根或更多焊丝而进行焊接的自耗多电极弧焊方法。特别地，近年来，该自耗多电极弧焊方法已被应用于自动制罐工艺，即，由于它的高熔敷金属焊接(high deposition metalwelding)，它已被用作提高生产效率的手段之一。这里，术语“高熔敷金属焊接”意为高效率地形成熔融的熔敷金属的焊接。

另外，在这些自耗电极弧焊方法中，通常已知在焊接终止部分内形成被称为弧坑的一焊缝凹部，这使得必须进一步焊接所述焊接终止部分以填充该弧坑。为填充该弧坑，在用于通过在一焊炬内进给单根焊丝而进行焊接的自耗单电极弧焊方法中，通过在放出一给定条件的电弧的同时将焊炬停止在焊接终止位置上一给定时间以填充该弧坑而焊接该焊接终止部分。另一方面，在用于通过进给两根或更多焊丝而焊接的自耗多电极弧焊方法中，由于它的高熔融金属焊接，弧坑倾向于比自耗单电极弧焊方法中的更大。因此，仅仅通过将焊炬停止在焊接终止位置上一给定时间而焊接弧坑，该弧坑还不能被充分填充。

由此，常规地，例如，在自耗多电极弧焊方法中的一种——纵列焊接方法中，提出一种在焊接终止部分执行的用于填充这种弧坑的焊接操作。例如，根据JP-A-2002-361413公开申请，公开了一种方法，其中当焊接操作到达一焊接终止位置时，在终止焊接进行方向前的自耗电极的电弧产生后，而保持焊接进行方向后的自耗电极的电弧产生时，在焊接进行方向上的焊接操作继续以焊接所述焊接终止部分。另外，在JP-A-2002-361414公开文件中，当焊接操作到达一焊接终止位置时，在终止焊接进行方向后的自耗电极的电弧产生后，而保持焊接进行方向前的自耗电极的电弧产生时，焊炬在与用于焊接的焊接前进方向相反的方向上移回。

发明内容

但是，在上述常规的自耗多电极弧焊方法中，有可能当填充弧坑的焊接操作在只使用多自耗电极中的一个的情况下执行时，未被用于焊接的其余自耗电极的焊丝可能与焊接池接触并可能在焊接终止时间(welding terminationtime)内熔敷。当出现这种焊丝熔敷状态时，例如，在自动焊机如焊接机器人中，不能继续进行后续操作。

由于以上原因，本发明的目的是提供一种焊接方法，可在自耗多电极弧焊方法中防止所有焊丝在焊接终止时间内出现焊丝熔敷状态。

为解决常规的自耗多电极弧焊方法中出现的上述问题，根据本发明，提供一种自耗电极弧焊方法，其中两根或更多焊丝在一焊炬内被进给和供能，并且当在焊接进行方向上移动该焊炬时，形成焊接的焊缝，所述自耗电极弧焊方法包括：在焊接终止位置停止除一指定焊丝外的所有上述焊丝的进给和供能的一第一步骤；以及将所述焊炬从所述焊接终止位置移动一给定量到在与焊接进行方向相反并与所述焊缝分离的方向上的位置的一第二步骤。

另外，本发明的自耗电极弧焊方法，进一步包括大致平行于所述焊缝在所述焊接进行方向上从所述焊炬在第二步骤中已移动到的位置移动所述焊炬的一第三步骤。

另外，根据本发明，在一个焊炬内将被指定的一焊丝是当在焊接进行的方向上移动所述焊炬时将在最前移动的一焊丝。

并且，根据本发明，在与迄今为止所使用的焊接规范不同的一焊接终止时间焊接规范(welding termination time welding condition)下进行利用一个焊炬内指定焊丝的焊接。

另外，根据本发明，在所述第二和第三步骤中，在所述焊接终止时间焊接规范下，执行用于填充出现在一焊接终止部分内的一弧坑的一弧坑处理操作。

进一步地，本发明还包括：在所述焊炬在第三步骤内所移动到的位置上停止所述焊丝的进给和能量供应的一第四步骤；检查所有焊丝在所述焊缝上的熔敷的一第五步骤；以及，当在所述第五步骤探测到熔敷焊丝时，恢复至少探测到熔敷的焊丝的供能的一第六步骤。

如上所述，根据用于控制自耗多电极弧焊终止部分的焊接的一焊接控制方法，可防止所有焊丝与熔池接触，从而能够防止所有焊丝在熔池上熔敷。另外，即使任何一根焊丝在熔池上熔敷，该熔敷也可被去除，这可防止整个焊机因熔敷的出现而停止操作。

附图说明

图1是自耗电极弧焊方法的实施例1的视图，示出到达焊接终止位置前的阶段。

图2是自耗电极弧焊方法的实施例1的视图，示出它的焊接操作到达焊接终止位置的阶段。

图3是自耗电极弧焊方法的实施例1的视图，示出用于控制焊接终止部分的焊接的方法的第一阶段。

图4是自耗电极弧焊方法的实施例1的视图，示出用于控制焊接终止部分的焊接的方法的第二阶段。

图5是用于本发明的实施例1中的焊接终止部分的焊接终止控制的控制工艺流程图。

图6是用于本发明的实施例2中的焊接终止部分的焊接终止控制的控制工艺流程图。

参考符号的描述

1：焊炬

w：焊接进行方向

2，3：焊丝

6：焊缝

L，Tz：给定移动量

201：停止除一指定焊丝外的所有焊丝的进给和供能的步骤。

204：将焊炬移动一给定量到在与焊接进行方向斜相对的方向上的并与焊缝分离的位置的步骤。

207：在焊接进行方向上与焊缝大致平行地移动焊炬的步骤。

202、205：设置与到此时为止所使用的正常焊接规范不同的焊接终止时间焊接规范的步骤。

301：停止除一指定焊丝外的所有焊丝的进给和供能的步骤。

304：将焊炬移动一给定量到在与焊接进行方向斜相对的方向上的并与焊缝分离的位置的步骤。

307：在焊接进行方向上与焊缝大致平行地移动焊炬的步骤。

302、305：设置与到此时为止所使用的正常焊接规范不同的焊接终止时间焊接规范的步骤。

310：停止焊丝的进给和供能的步骤。

312：检查所有焊丝在焊缝上的熔敷的步骤。

313：恢复焊丝的供能的步骤。

具体实施方式

现在，以下将参照图1到6给出本发明的具体实施方式的描述。特别地，作为通过在一焊炬内进给两根或更多焊丝而执行焊接操作的自耗多电极弧焊终止方法的最常用的例子，有一种用于终止采用两根焊丝并将它们布置在一焊线上的纵列焊接的方法。

(实施例1)

在图1到4中，参考符号w表示本焊接的焊接进行方向，1表示一焊炬，2表示本焊接的焊接进行方向w上在前的自耗电极焊丝(下文中称之为前焊丝)，3表示本焊接的焊接进行方向w上在后的自耗电极焊丝(下文中称之为后焊丝)，4表示从前焊丝产生的电弧，5表示从后焊丝产生的电弧，6表示所形成的焊缝，7表示熔池，8表示母材。另外，在焊接过程中，焊丝2和3分别由一进给设备(未示出)连续进给。进一步地，焊机(未示出)分别连接到各自焊丝，而各自焊机不仅可通过控制焊丝2和3的供能，还可通过控制进给焊丝2和3的进给设备而执行焊接操作。

首先，图1是示出焊接到达焊接终止位置前的阶段，即，示出正通过分别从两根焊丝2和3产生电弧4和5执行本焊接的阶段的视图。以及，正好在电弧4和5下，存在由熔融金属组成的一熔池7，并且随着在w方向上进行焊接，熔池7硬化从而形成焊缝6。

接着，图2是本焊接到达焊接终止部分的阶段的视图，示出正好在执行要在焊接终止部分内执行的焊接控制前的状态，这是本实施例的特征。由此，如后所述，将从焊接终止部分开始执行的该焊接控制是本实施例的特征。并且，在该阶段，熔池7的熔融金属数量与到目前为止所形成的焊缝6相比还不足，因此，如果此时终止焊接，在所得焊缝的端部，如图所示，生成一弧坑7a。这使得必须执行用于填充弧坑7a的焊接操作。

为此，可期望额外的用于填充弧坑7a的使用两根焊丝的焊接，但是，如此有可能导致多余的熔敷。考虑到这一点，如图2所示，停止后焊丝3的进给，只余前焊丝2并停止电弧5的产生。换句话说，保留前焊丝2的电弧4，而停止后焊丝3的电弧5的产生。

进一步地，图3是示出根据本实施例，用于控制一焊接终止部分的焊接的一焊接控制方法的第一阶段的视图。图3中，参考符号1a表示焊接终止位置中的焊炬位置(由代表性的点示出)，而1b代表移动到焊接终止位置的焊炬1接下来将要移动到的焊炬位置(由代表性的点示出)，其中焊炬位置1a、1b在水平方向上相互距离一距离L，在垂直方向上相互距离一距离Tz。并且，如果焊炬1前进到焊炬位置1a，当不仅在与焊接进行方向w相反的方向上，而且在向上的方向上，即，在箭头标记所示斜向上的方向上向上移动焊炬1到焊炬位置1b时，执行焊接，其中所述焊炬位置1b在水平方向上距离预设距离L，而在焊丝2垂直远离熔池7的方向上距离预设距离Tz。

如此，由于焊炬在焊丝2和3远离熔池7的方向上以及在箭头标记a所示相对焊接进行方向w的斜方向上的移动操作，可防止两根焊丝2和3与熔池7接触。由此，在箭头标记a上的焊炬移动操作的速度与焊接规范在与到目前为止已使用的条件不同的事先设置的条件下受到控制。

进一步地，图4是示出根据本实施例，用于控制一焊接终止部分的焊接的一焊接控制方法的第二阶段的视图。如图4所示，当在箭头标记b所示大致平行于焊接进行方向w的水平方向上将焊炬1从焊炬位置1b移动到焊炬位置1c时，进一步实施焊接以填充弧坑7a。

如此，在图3中在箭头标记a方向上的焊炬移动操作，以及随后的箭头b方向上的焊炬移动操作中，移动焊炬时保持使焊丝2和3可从熔池7分离的垂直距离Tz，因此能够防止两根焊丝2和3与熔池7接触。顺便提及，这些距离L和Tz的数值可根据焊接规范确定，并且对于这些数值，应选择可便于观察焊接终止位置形状并能防止焊丝2和3熔敷在熔池7上的数值。另外，当时的操作速度与焊接规范在预先设置的条件下受到控制。

另外，在焊炬1到达最后的焊接终止位置，即，焊炬位置1c时，焊丝3的供能结束。在这种情况中，类似使用单焊丝的常规焊接方向中的终止时间，在焊炬1停止一预设时间并且实施焊接之后，可结束供能。

由此，在本实施例中，已示出焊炬1的焊接进行方向w在水平方向上移动的例子。但是，当然，这不是限制性的，而是焊炬1的焊接进行方向w可为取决于要焊接部件的形状及其安装条件的任何方向。另外，与此相关，与熔池7分离的焊炬1的方向并不局限于垂直向上的方向，而是可采用任何方向，只要该方向允许焊炬1与熔池7分离。

接下来，将在下面参照图5给出用于焊接终止控制的控制工艺流程的描述。图5是用于控制焊接终止控制的控制工艺流程的流程图。

首先，在图5中，在步骤201中，除了要用于焊接弧坑的指定焊丝外停止其它所有焊丝的供能。这相当于当保持从图2所示的前焊丝2电弧产生时，结束后焊丝3的供能以终止焊丝3的电弧产生。

接下来，在步骤202中，施加到供能焊丝(即，前焊丝2)的焊接规范切换到将要通过在图3所示的箭头标记a方向上的焊炬移动操作而执行的焊接的焊接规范。由此，如果不必切换焊接规范，该步骤202可在不执行任何操作的情况下跳过。

接下来，在步骤203中，焊炬移动停止一给定时间以便于等待切换的焊接规范稳定。顺便提及，在该步骤203中，同样是如果根据所使用的焊机而不必进行等待时，该步骤203可跳过。

接下来，在步骤204中，执行图3所示的箭头标记a方向上的焊炬移动操作。进一步地，在步骤205中，施加到供能焊丝的焊接规范切换到将通过在图4所示的箭头标记b方向上的焊炬移动而执行的焊接的焊接规范。顺便提及，在这种情况下也同样，如果不必切换焊接规范，该步骤205可在不进行任何操作的情况下跳过。

接下来，在步骤206中，焊炬移动停止一给定时间以便于等待切换的焊接规范稳定。顺便提及，在该步骤206中，同样是如果根据所使用的焊机而不必进行等待时，该步骤206可跳过。

接下来，在步骤207中，执行图3所示的箭头标记a方向上的焊炬移动操作。进一步地，在步骤208中，施加到供能焊丝的焊接规范切换到将通过停止焊炬移动而执行的最终焊接的焊接规范。顺便提及，在这种情况下也同样，如果不必切换焊接规范，该步骤208可在不进行任何操作的情况下跳过。

接下来，在步骤209中，焊炬移动停止一给定时间。顺便提及，在该步骤209中，同样是如果根据所使用的焊机而不必进行这种焊接规范切换时，该步骤209可跳过。

最后，在步骤210中，停止所有焊丝的供能以及焊丝的进给从而停止电弧的产生。

以上描述是根据本实施例相应于用于控制自耗多电极弧焊终止部分的焊接的焊接控制方法的例子的描述。

如上所述，根据本实施例，当弧坑填充焊接在执行中时，焊丝2和3在远离熔池7的方向上移动，从而能够防止焊丝熔敷。

顺便提及，在本实施例中，给出自耗多电极弧焊方法的纵列焊接的例子的描述，其中通过在一焊炬内进给两根焊丝执行焊接。但是，焊丝的数目不局限于两根，而是即使焊丝的数目为三根或更多，也可通过给除一焊丝外的焊丝供能以及停止焊丝的进给而获得相似的效果。

(实施例2)

接下来，将在下面参照图6给出根据实施例2的控制自耗多电极弧焊终止部分的焊接的一焊接控制方法。由此，本实施例，连同实施例1中图1到4所示的用于焊接自耗多电极弧焊终止部分而执行的一系列操作，示出与先前参照图5所述的焊接控制方法不同的焊接控制方法的例子。

图6是根据本实施例的用于焊接终止控制的控制工艺流程的流程图。

这里，在图6中，步骤301到309分别相应于图5的步骤201到209，控制工艺的操作也都相同。因此，在本实施例中，为避免重复描述，简化从步骤301到步骤309的描述而将在下面主要给出步骤310的描述。

作为恰在步骤310之前的工艺，在步骤307中，焊炬在图4所示的箭头标记b的方向上移动，并且进一步地，在施加到供能焊丝的焊接规范切换到用于在停止焊炬移动时所执行的最终焊接的焊接规范后，根据需要，在步骤309中，焊接停止一给定时间。

接下来，在步骤310中及在此之后，执行去除焊丝熔敷的工艺。

首先，在步骤310中，停止所有焊丝的供能以及焊丝的进给从而停止电弧产生。

接下来，在步骤311中，在一给定时间提供一停止状态以便于不仅等待电弧产生和焊丝进给的完全停止，还等待焊丝和焊缝的状态稳定。由此，如果不是必须提供这种停止状态，可跳过步骤311。

接下来，在步骤312中，检查所有焊丝的熔敷。作为检查焊丝熔敷的方法，利用一种方法，其中用到这样的现象：如果任何焊丝熔敷，则一电流在所熔敷的焊丝和母材之间流动，在焊丝上施加一电压并检查电流是否在焊丝与母材之间流动。或者，如果有能够探测焊丝熔敷的方法，也可使用这种方法。例如，如果所使用的焊机具有探测焊丝熔敷的功能，利用该功能，输入该焊机的状态信号从而探测焊丝的熔敷状态。

这里，在所有焊丝上执行熔敷检查的原因是不仅要检查前焊丝，也要检查后焊丝的熔敷。换句话说，在本实施例中，作为它的一个例子，采用一种用于控制在一焊炬内进给两根焊丝的焊接的自耗多电极弧焊控制方法，但是，即使所进给的焊丝数目为三根或更多，也应检查所有焊丝的熔敷。

并且，如果在步骤312中没有发现熔敷，则焊接终止控制完成。如果发现任何一根焊丝熔敷，工艺前进到步骤313。

进一步地，在步骤313中，为了去除焊丝的熔敷状态，至少已发现熔敷的焊丝被再次供能。在这种情况中，焊接规范和供能时间由一给定方法预先设置。进一步地，此后，工艺前进到步骤314，统计从步骤310到步骤313所执行的一系列工艺的执行次数，并检查所统计的数目是否到达预先设置的给定数目。并且，如果即使所统计的数目到达给定数目也不能去除焊丝的熔敷状态，则产生一错误并停止所有操作。另外，如果所统计的数目未到达给定数目，工艺返回步骤310，并再次执行步骤310中及其后续步骤中的焊丝熔敷去除工艺。

如上所述，根据本实施例，在步骤313中，通过给熔敷的焊丝再次供能，可去除焊丝的熔敷状态，从而能够防止出现整个焊机的操作必须停止的状态。

尽管迄今已参照具体实施例详细描述了本发明，对于本领域的技术人员显见在不背离本发明的精神和范围的情况下可做进一步变化和修改。

本申请基于2004年4月20日提交的JP申请(JP申请20004-123953)，其内容在此引用作为参考。

工业应用性

在一焊炬内进给两根或更多焊丝类型的自耗多电极弧焊方法中，根据本发明的自耗多电极弧焊方法不仅可防止焊丝在焊接终止时间内的熔敷，如果发现焊丝熔敷，还可提供一种用于去除焊丝的熔敷状态的方法。由此，本发明作为一种用于控制一自动焊机如焊机器人的控制方法具有工业应用性。

Claims (7)

1.一种自耗电极弧焊方法，其中，两根或更多焊丝被在一焊炬内进给并供能，所述焊炬在焊接进行方向上移动，从而形成焊接的焊缝，所述自耗电极弧焊方法包括：

在一焊接终止位置停止所述两根或更多焊丝中除一指定焊丝外的所有焊丝的进给和供能的一第一步骤；以及

将所述焊炬从所述焊接终止位置移动一给定量到一位置的一第二步骤，所述位置不仅在与焊接进行方向相反的方向上而且在使所述焊炬与所述焊缝分离的方向上。

2.根据权利要求1所述的自耗电极弧焊方法，其中，进一步包括大致平行于所述焊缝在所述焊接进行方向上从所述焊炬在所述第二步骤中所移动的所述位置移动所述焊炬的一第三步骤。

3.根据权利要求1或2所述的自耗电极弧焊方法，其中，在一焊炬内所指定的焊丝是当在所述焊接进行方向上移动所述焊炬时在所述焊炬内在最前移动的位置的一焊丝。

4.根据权利要求1到3中任意一项所述的自耗电极弧焊方法，其中，在所述第二和第三步骤中，利用所述焊炬内指定的焊丝，在与之前所使用的焊接规范不同的一焊接终止时间焊接规范下执行焊接。

5.根据权利要求4所述的自耗电极弧焊方法，其中，在所述第二和第三步骤中，在所述焊接终止时间焊接规范下执行用于填充在一焊接终止部分内形成的一弧坑的一弧坑处理焊接。

6.根据权利要求2到5中任意一项所述的自耗电极弧焊方法，其中，进一步包括：在所述焊炬在所述第三步骤内所移动的位置上停止所述焊丝的进给和能量供应的一第四步骤；检查所有焊丝在所述焊缝上的熔敷的一第五步骤；以及，当在所述第五步骤探测到一熔敷焊丝时，至少在探测到熔敷的焊丝上恢复供能的一第六步骤。

7.一种自耗电极弧焊方法，其中，两根或更多焊丝被在一焊炬内进给并供能，所述焊炬在所述焊接进行方向上进给从而形成焊接的焊缝，所述自耗电极弧焊方法包括：在一焊接终止位置停止所述焊丝的进给和供能的一步骤；检查所有焊丝在所述焊缝上的熔敷的一步骤；以及，当探测到一熔敷焊丝时，至少在探测到熔敷的焊丝上恢复供能的一步骤。

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