控制根部焊道的方法技術

一種在自動一側氣體保護電弧焊接中控制根部焊道的方法，其中焊接底材沿焊接線附著在工件背面，焊接自動從工件表面一側實現，包括：在焊接底材表面沿縱向放上一種導電材料；檢測焊接時工件和導電材料間的電壓，控制這個電壓等于預定的參考電壓。通過比較參考電壓與測量電壓得到它們的差，并且修正對應于該差分電壓的移動臺速度，使測量電壓等于該參考電壓。導電材料是從金屬箔帶、金屬網和金屬線中選出的一種材料。（*該技術在2008年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及在自動一側氣體保護電弧焊接中。附圖說明圖1表示現有技術的自動一側氣體保護電弧焊接法。銅墊板3使包含固體焊劑或陶瓷的焊接底材2沿焊接線附著在工件1的背面。焊接時，底材2熔化，并變成熔渣4，它保護根部焊道，電流通過電焊極7送到電焊條5。供料輪6連續地送進電焊條5。焊接通過在保護氣體9的氣氛中產生的電弧10來實現，保護氣體9由氣嘴8供給。隨著焊接的進行，移動臺(未畫出)使焊接裝置沿焊接方向移動。如上所述的自動一側氣體保護電弧焊接法廣泛地用來焊接不能翻轉的結構。但是在這種情況下，由于焊縫根部間隙的差別而產生根部焊道的不均勻。為了去掉這種缺點，采用了下述兩種方法(1)在焊接時，由工人手工控制改變諸如焊接速度等焊接參數。(2)預先非常精確地形成待焊接部件的焊縫根部間隙。第1種方法需要高度的技巧。例如，用自動一側氣體保護電弧焊接法焊接象船這樣的大型結構時，不可能觀察到被焊接部分的背面并掌握焊接條件。工人只能依靠他的經驗和個人技巧。所以，形成均勻的根部焊道有困難，并且需要積累的高度的技巧。第2種方法的缺點是很難對大型結構保持所需的精度，因為焊縫根部間隙的所需精度大約是±1毫米。本專利技術的目的是提供，在該方法中可以形成均勻的焊道而不受焊縫根部間隙精度的影響。為了實現上述目的，本專利技術提供一種在自動一側氣體保護電弧焊接中，其中焊接底材沿焊接線附著在工件的背面，焊接自動地從工件表面一側實現，該方法包括在焊接底材表面沿縱向放上一種導電材料;檢測焊接時工件和導電材料之間的電壓，控制這個電壓等于預定的參考電壓。圖1是表示現有技術氣體保護電弧焊接的側視圖;圖2是表示本專利技術的氣體保護電弧焊接的側視圖;圖3是表示本專利技術的焊接底材的透視圖;圖4是表示工件和導電材料之間產生的電壓以及根據本專利技術改變焊接速度時，對應于該電壓的根部焊道形狀的曲線圖;圖5是本專利技術控制系統的方塊圖。圖2是表示本專利技術氣體保護電弧焊接的側視圖。銅墊板3使包含固體焊劑或陶瓷的焊接底材2沿焊接線附著在工件1的背面。如圖3所示的導電材料12在焊接底材2的中心沿縱向放在槽14的表面上用來形成根部焊道的。這個導電材料連續不斷地熔化，與電弧或熔化的金屬接觸，變成焊道。在焊接時焊接底材2熔化，變成熔渣4，保護根部焊道。電流通過電焊極7送到電焊條5。電焊條5由送料輪6連續送進。焊接通過在保護氣體9的氣氛中產生的電弧10來實現，保護氣體9由氣嘴8供給。隨著焊接的進行，移動臺(未畫出)使焊接裝置沿焊接方向移動。工件1和導電材料12之間的電壓通過電壓表13測量。當焊接開始時，電弧10從一對工件1之間漏過，到達導電材料12，在工件1和導電材料12之間產生電壓Vd。本專利技術利用電壓Vd與根部焊道的形成之間有良好的相互關系。圖4用曲線表示電壓Vd和對應于該電壓Vd的根部焊道的形狀，在焊接速度ν變化時測量電壓，只要窄間隙焊接的焊縫根部間隙是不變的。縱軸表示被測電壓Vd(伏)，橫軸表示焊接速度ν(厘米/分)。其它焊接條件如下工件(1)帶有厚12毫米，50°角的V形坡口斜角焊接面的鋼板焊接底材(2)陶瓷導電材料(12)寬3毫米、厚0.2毫米的金屬箔帶電流/電弧電壓250A/30V(直流)電焊條(5)直徑1.2毫米的固體焊條保護氣體(9)由80%氬氣和20%二氧化碳組成的混合氣體焊縫根部間隙(1)14毫米;(2)12毫米(3)10毫米圖4中，在區域(Ⅰ)形成過量根部焊道，該區域中測量到的電壓超過6伏。在區域Ⅱ得到好的根部焊道，該區域中測量到的電壓是4到6伏。在區域(Ⅲ)形成不充分的根部焊道，該區域中測量到的電壓小于4伏。在這種方法中，工件1和導電材料12之間的測量電壓與根部焊道的形狀有良好的相互關系。如果利用這個關系，可以規定一個在區域(Ⅱ)能夠形成良好根部焊道的參考電壓Vo。所以，如果控制焊接參數使測量電壓Vd等于參考電壓Vo，那么在焊接線的整個長度上都可以形成良好的根部焊道而不管焊縫根部間隙的精度如何。如果注意到這個事實測量電壓Vd和焊接速度ν之間有線性關系，那么可以通過控制焊接速度ν來控制測量電壓Vd。例如，在圖4中很清楚地證明，當焊縫根部間隙是10毫米時，如果焊接速度控制在15厘米/分，就可以得到良好的根部焊道。由上所述很清楚地證明，能夠實現對根部焊道的聯機控制，這是按常規從來沒有實現過的。圖5是本專利技術控制系統的方框圖。預先將參考電壓Vo輸入到參考電壓設置單元15。由電壓表13測量的信號Vd(其噪聲由濾波器16去掉)輸入到比較器17，與參考電壓設置單元的參考電壓信號Vo比較。比較器17輸出一個表示測量電壓信號Vd與參考電壓信號Vo之間平穩的差分信號給速度控制單元18。速度控制單元18輸出一個對應于該差分信號的速度控制信號給移動臺20的驅動電機19，控制移動臺20的速度使測量電壓Vd等于參考電壓Vo。上面所述的控制使得在焊接線的整個長度上形成良好的根部焊道。根據如上所述構成的在自動一側氣體保護電弧焊接中控制根部焊接的方法，通過控制工件1和導電材料12之間的測量電壓，使該測量電壓Vd總是等于參考電壓(從而可以很容易地控制根部焊道)，可以形成對應于該電壓Vd，具有一定預定形狀的根部焊道。在上述實施例中，直接測量焊接工件1和導電材料12之間的電壓Vd。但是，也可以通過測量電焊條5和工件之間的電壓，以及電焊條5和導電材料12之間的另一個電壓，控制這兩個電壓之間的差，使這個差保持不變來控制根部焊道。具有導電性的導電材料12最好同時具有能被電弧熔化的特點。作為導電材料12，希望用金屬箔帶、帶狀金屬網和金屬線。在上述最佳實施例中，說明了使用80%氬氣和20%二氧化碳氣體組成的混合氣體作為保護氣體的情況。此外，本專利技術的方法還可以廣泛地應用于其它氣體保護電弧焊接，例如二氧化碳氣體電弧焊接，氣體保護金屬極電弧焊(MAG)和金屬焊條惰性氣體保護焊(MIG)。權利要求1.在自動一側氣體保護電弧焊接中，其中焊接底材沿焊接線附著在一對工件的背面，焊接自動地從工件的表面一側實現，其特征是在焊接底材表面沿縱向放上一種導電材料；檢測焊接時工件和導電材料之間的電壓；控制這個電壓等于預定的參考電壓。2.權利要求1的方法，其中控制所說的電壓包括控制焊接速度。3.權利要求1的方法，其中控制電壓的過程包括比較參考電壓和測量電壓，計算參考電壓和測量電壓之間的差分電壓，修正對應于該差分電壓的移動臺的速度，控制測量電壓等于該參考電壓。4.權利要求1的方法，其中該導電材料包括放在焊接底材槽表面上的用來形成根部焊道的導電材料。5.權利要求1的方法，其中所說的導電材料包括從金屬箔帶、金屬網和金屬線中選出的一種材料。6.權利要求1的方法，其中導電材料包括放在焊接底材的槽的表面上的用來形成根部焊道的金屬箔帶;控制電壓過程包括比較參考電壓與測量電壓，計算參考電壓與測量電壓之間的差分電壓，修正對應于該差分電壓的移動臺的速度，控制測量電壓等于該參考電壓。7.在自動一側氣體保護電弧焊接中，其中所說的焊接底材沿焊接線附著在一對工件的背面，焊接自動地從工件的表面一側實現，其特征是在焊接底材表面沿縱向放上一種導電材料;計算兩個電壓之間的差，控制這個差等于常數，這兩個電壓中的一個是電焊條與工件之間的電壓，另一個是電焊條與導電材料之間的電壓。8.本文檔來自技高網...

【技術保護點】
在自動一側氣體保護電弧焊接中控制根部焊道的方法，其中焊接底材沿焊接線附著在一對工件的背面，焊接自動地從工件的表面一側實現，其特征是：在焊接底材表面沿縱向放上一種導電材料；檢測焊接時工件和導電材料之間的電壓；控制這個電壓等于預定的參考 電壓。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：杉谷司，佐藤慶和，西泰彥，
申請(專利權)人：日本鋼管株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]