自動電弧焊接方法技術

一種自動電弧焊接方法包括：當用焊絲將兩個待焊物體沿著由兩物體之間在第一面上所形成的第一坡口焊接在一起時，以根部間隙、焊絲的材料為基礎不斷地用計算確定目標焊接電流，以焊接電流、焊絲的材料為基礎不斷地用計算確定焊絲的目標進給速率，以焊絲的進給速率、焊絲的材料為基礎不斷地用計算確定目標焊接速度，從而在各個目標值被確定的基礎上能自動地控制焊接電流、焊絲的進給速率和焊接速度。（*該技術在2008年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及到一種利用焊絲作為熔化電極的，特別涉及一種當兩個待焊物體沿著由該兩物體之間形成的坡口的縱向焊接在一起時，即使是在根部間隔距離改變的情況下也能防止燒穿，保持不變的焊縫高度和電弧的穩(wěn)定的。當用焊絲作為熔化電極，將兩個待焊接的物體沿著由該兩物體之間形成的坡口的縱向用電弧焊接在一起時，通常的焊接是以坡口的根部間隙距離為零來實現(xiàn)的，也就是說其鈍邊彼此之間保持接觸。特別是當進行自動電弧焊接時，通常要求嚴格地控制根部間隙的距離，以使根部間隙距離的最大值保持在1mm。大距離的根部間隙會導致不完全的熔深和燒穿。然而實際上由于加工精度的限制，在坡口的縱向方向上的根部間隙距離的變化是不可避免的。因此，傳統(tǒng)的方式是在待焊物體沿著一坡口被焊接在一起以前，預先在坡口的整個長度上、在允許的范圍內利用如手工焊接的方式來填充較大的根部間隙部分，以改變根部間隙的距離。此外，增加鈍邊的高度以致于不引起燒穿也是必要的。然而，在大規(guī)模焊接以前用這樣的手工操作來填充根部間隙會導致整體上降低焊接操作的效率。另外，如上所述，還必需增加坡口的鈍邊高度。結果，當從待焊物體的第一面和第二面兩次焊接時，在第一面上形成的第一坡口焊接后、在第二面上形成的第二坡口焊接之前，為了保證滿意的熔深，必需修整第二坡口(如采用鑿的方式)，一直到第二坡口的底面到達在第一坡口內形成的焊縫為止。在這種情況下，就需要研究一種，該方法甚至在坡口的縱向根部間隙距離改變的情況下也可以保證恒定的熔深，在不增加鈍邊高度的情況下能防止燒穿、保持恒定的焊縫高度和穩(wěn)定的電弧。但是這樣的一種一直沒有提出來。因此，本專利技術的目的在于提供一種，該方法甚至在坡口的縱向方向的根部間隙距離改變時，也可以保證恒定的熔深，在不增加鈍邊高度的情況下能防止燒穿、保持恒定的焊縫高度和穩(wěn)定的電弧。本專利技術的特征之一是提供了一種，該方法包括將焊絲作為熔化電極、以規(guī)定的進給速率將焊絲連續(xù)地提供給由兩個待焊物體的第一面之間所形成的第一坡口上，該焊絲是以大體垂直的方向通過噴嘴而向著第一坡口而提供的;將所述的噴嘴連同所述的焊絲一起沿著所述的第一坡口的縱向不斷地運行;將規(guī)定的焊接電流提供給焊絲，以使所述的焊絲的端部與所述的第一坡口之間產(chǎn)生已經(jīng)制定，從而利用該電弧熱將所述的待焊物體沿著所述的第一坡口以規(guī)定的焊接速度焊接在一起;然后，以規(guī)定的進給速率使焊絲大體垂直地通過所述的噴嘴，不斷地向著在所述待焊物體的第二面上所形成的第二坡口而提供，所述的第二坡口與所述的第一坡口相對;將所述的噴嘴連同所述的焊絲一起沿著所述第二坡口的縱向不斷地運行;將規(guī)定的焊接電流提供給所述的焊絲，以使所述焊絲的端部與所述的第二坡口之間產(chǎn)生電弧，從而利用該電弧熱將所述的待焊物體沿著所述的第二坡口以規(guī)定的焊接速度焊接在一起。這種改進的特征在于(A)當將所述的待焊物體沿著所述的第一坡口焊接在一起時，(a).在所述的噴嘴的下端沿該噴嘴的運行方向不斷地測量根部間隙的距離;(b).按照下面的公式(1)計算目標焊接電流(I)，在該電流下，熔深與其目標值相一致I＝Io-KG……(1)這里I目標焊接電流，Io當根部間隙距離為零時的焊接電流，K視熔深、保護氣體的種類、焊絲材料等等而定的系數(shù)，G根部間隙的距離，控制所述的焊接電流，以便使其與計算出的目標焊接電流相一致，(c).按照下面的公式(2)計算所述焊絲的目標進給速率(Vf)，在該進給速率下，所述的焊絲從所述噴嘴的導電嘴起的伸出長度與其目標值相一致Vf＝A·I+B·L·I2……(2)這里 Vf焊絲的目標進給速率，I焊接電流，L焊絲的伸出長度，A、B視保護氣體的種類、焊絲材料等等而定的系數(shù)，控制焊絲的所述進給速率，以便使其與計算出的焊絲的目標進給速率相一致;(d).按照下面的公式(3)計算目標焊接速度(V)，在該焊接速度下，焊縫的高度與其目標值相一致V＝Vf(Vfo/Vo+ (d)/(K) ·G)……(3)這里V目標焊接速度，Vf焊絲的進給速率，Vfo當根部間隙距離為零時焊絲的進供速率，Vo當根部間隙距離為零時的焊接速度，d熔深的最低點和焊縫的最高點之間的距離，K焊絲的橫截面積與熔敷效率的乘積，G根部間隙的距離，控制所述的焊接速度，以便使其與計算出的目標焊接速度相一致。(B).當將所述的待焊物體沿著所述的第二坡口焊接在一起時，(a).在所述的噴嘴的下端沿該噴嘴的運行方向不斷地測量根部間隙的距離;(b).按照所述的公式(1)計算目標焊接電流，在該電流下，當所述的根部間隙距離為零時，目標熔深(P2)符合下面的公式(4)P2≥tf-P1……(4)這里P2第二坡口的目標熔深，P1第一坡口的目標熔深，tf鈍邊的高度，控制所述的焊接電流，以便使其與計算出的目標焊接電流相一致;(c).按照下面的公式(5)計算目標焊接速度(V)，在該速度下焊縫的高度與其目標值相一致V＝Vfo(Vfo/Vo+ (d)/(K) ·G)……(5)這里V目標焊接速度，Vfo當根部間隙距離為零時焊絲的進給速率，Vo當根部間隙距離為零時的焊接速度，d熔深的最低點與焊縫的最高點之間的距離，K焊絲的橫截面積與熔敷效率之間的乘積，G根部間隙的距離，控制所述的焊接速度，以便使其與計算出的目標焊接速度相一致。附圖說明圖1為本專利技術的一個實施例的方框示意圖;圖2為坡口的根部間隙距離與焊接電流之間關系的圖形，以熔深作為參數(shù);圖3為一個典型的雙坡口例子的橫截面4為表示焊接電流、焊絲的進給速率、焊接電壓及焊接速度之間關系的圖形。從上述的觀點出發(fā)，對于改進一種進行了廣泛的研究，這種改進的方法也即，即使是在坡口的縱向根部間隙距離改變的情況下也能保證不變的熔深，在不增加鈍邊高度時能防止燒穿、保持不變的焊縫高度和電弧的穩(wěn)定。因此，得出如下研究結果(1).如果在焊接電流與根部間隙距離之間相對于熔深存在著一定的關系的話，那么通過測量坡口的根部間隙距離，靠計算來確定熔深與其目標值相一致時的目標焊接電流是可能的。(2).如果在焊接電流、焊接速度、焊絲的進給速率及根部間隙距離之間相對于焊縫的高度存在著一定的關系的話，那么在上述的目標電流下，通過計算來確定焊縫的高度與其目標值相一致時的目標焊接速度是可能的。(3).如果在焊接電流和焊絲的進給速率之間相對于焊絲的伸出長度存在著一定的關系的話，那么在上述的目標焊接電流下，通過計算來確定從噴嘴的導電嘴起的焊絲的長度與其目標值相一致時的焊絲的目標進給速率是可能的。本專利技術是基于上述的研究結果而產(chǎn)生的。現(xiàn)在，參考附圖詳細地敘述本專利技術的。圖1為本專利技術的的一個實施例的方框示意圖。如圖1所示，兩個待焊物體1A和1B沿著由該兩物體之間形成的第一坡口2和第二坡口3焊接在一起。第一坡口2是在待焊物體1A和1B的第一個面上形成的，第二坡口3是在待焊物體1A和1B的第二個面上形成的，并且第二坡口3與第一坡口2相對。噴嘴4由傳送裝置5帶動而沿著第一坡口2或第二坡口3連續(xù)地運行。該傳送裝置的運行速度，也就是焊接速度由第三控制器6進行控制，以便使焊縫的高度與其目標值相一致，正如后面將要說明的那樣。該噴嘴4沿圖1中序號A所示的方向以高速圍繞其中心軸旋轉。作為熔化電極的焊絲7與噴嘴中心軸偏心地插入該噴嘴4中，焊絲7通過焊絲進給裝置8以大體垂直的方向通過噴嘴4連續(xù)地供向第一坡本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種自動電弧焊接方法，其包括：將焊絲作為熔化電極、以規(guī)定的進給速率將焊絲連續(xù)地提供給由兩個待焊物體的第一面之間所形成的第一坡口上，該焊絲是以大體垂直的方向通過噴嘴而向著所述第一坡口而提供的；將所述的噴嘴連同所述的焊絲一起沿著所述的第一坡口的縱向不斷地運行；將規(guī)定的焊接電流提供給焊絲，以使所述焊絲的端部與所述的第一坡口之間產(chǎn)生電弧，從而利用該電弧的熱量將所述的待焊物體沿著所述的第一坡口以規(guī)定的焊接速度焊接在一起然后，以規(guī)定的進給速率使焊絲大體垂直地通過所述的噴嘴，不斷地向著所述待焊物體的第二面上形成的第二坡口而提供，所述的第二坡口與所述的第一坡口相對；將所述的噴嘴連同所述的焊絲一起沿著所述第二坡口的縱向不斷地運行；將規(guī)定的焊接電流提供給所述的焊絲，以使所述焊絲的端部與所述的第二坡口之間產(chǎn)生電弧，從而利用該電弧熱將所述的待焊物體沿著所述的第二坡口以規(guī)定的焊接速度焊接在一起。其改進的特征在于：（Ａ）．當將所述的待焊物體沿著所述的第一坡口焊接在一起時，（ａ）．在所述的噴嘴的下端沿該噴嘴的運行方向不斷地測量根部間隙的距離；（ｂ）．按照下面的 公式（１）計算目標焊接電流（Ｉ），在該電流下，熔深與其目標值相一致：Ｉ＝Ｉ↓［０］－ＫＧ－－－－－（１）這里Ｉ：目標焊接電流，Ｉ↓［０］：當根部間隙距離為零時的焊接電流Ｋ：視熔深、保護氣體的種類、焊絲材料等等而定的系數(shù)， Ｇ：根部間隙的距離，控制所述的焊接電流，以便使其與計算出的目標焊接電流相一致；（Ｃ）、按照下面的公式（２）計算所述焊絲的目標進給速率（Ｖ↓［ｆ］），在該進給速率下，所述的焊絲從所述的噴嘴的導電嘴起的伸出長度與其目標值相一致：Ｖ↓ ［ｆ］＝Ａ.Ｉ＋Ｂ.Ｌ.Ｉ↑［２］－－－－－（２）這里Ｖ↓［ｆ］：焊絲的目標進給速率，Ｉ：焊接電流，Ｌ：焊絲的伸出長度，Ａ、Ｂ：視保護氣體的種類、焊絲材料等等而定的系數(shù)，控制焊絲的所述進給速率，以便使其與計算出的焊絲的目標進 給速率相一致；（ｄ）、按照下面的公式（３）計算目標焊接速度（Ｖ），在該焊接速度下，焊縫的高度與其目標值相一致：Ｖ＝Ｖ↓［ｆ］（Ｖ↓［ｆｏ］／Ｖ↓［ｏ］＋ｄ／ｋ.Ｇ）－－－－－（３）這里Ｖ：目標焊接速度，Ｖ↓［ｆ］：焊絲的進給 速率，Ｖ↓［ｆｏ］：當根部間隙距離為零時焊絲的進給速率，Ｖ↓［０］：當根部間隙距離為零時的焊接速度，ｄ：熔深的最低點和焊縫的最高點...

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：杉谷司，勘定義弘，西泰彥，
申請(專利權)人：日本鋼管株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]