專利名稱：焊接方法、焊接裝置、焊接接頭及焊接結(jié)構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)有單面坡口進(jìn)行焊接的方法、采用該焊接方法的焊接裝置及由該方法所得到的焊和接接頭焊接結(jié)構(gòu)件。
另外，進(jìn)行自動(dòng)焊接時(shí)，作為使焊炬的中心效仿焊接線的控制方法，廣泛使用使焊炬沿坡口寬度方向橫向擺動(dòng)、隨著電弧長(zhǎng)度及焊絲頂出長(zhǎng)度的變化而利用電的變化的電弧傳感器。作為這種現(xiàn)有例，如特公昭53-11502公報(bào)中公開(kāi)的內(nèi)容可知，主要是針對(duì)坡口寬度方向的位置偏移，比較在橫向擺動(dòng)左端得到的焊接電流的積分值和在橫向擺動(dòng)右端得到的焊接電流的積分值的大小，根據(jù)其比較信號(hào)使焊炬沿左右方向修正，從而效仿焊接線。
為了防止在具有單側(cè)坡口面的一方構(gòu)件和單側(cè)坡口面對(duì)接的另一方構(gòu)件的接合部的坡口根部的燒穿，前述的現(xiàn)有技術(shù)在上述接合部的焊接側(cè)對(duì)側(cè)預(yù)先設(shè)焊道。但是，因焊接接頭的結(jié)構(gòu)及焊接結(jié)構(gòu)的形狀，按照前述的現(xiàn)有技術(shù)在坡口里側(cè)預(yù)先設(shè)焊道，在實(shí)際的焊接施工上有時(shí)有困難。
另外，在進(jìn)行自動(dòng)焊接時(shí)，按照前述的現(xiàn)有技術(shù)那樣廣泛使用電弧傳感器，但由于不能夠適應(yīng)由坡口側(cè)的電弧焊接在里側(cè)形成焊道的施工法，使得用通常的電弧傳感方法效仿焊接線比較困難。
另外，因第1母材和第2母材的限制條件和焊接時(shí)的熱變形等，在坡口處沿坡口寬度方向或焊絲前端的距離方向上發(fā)生移動(dòng)和變形時(shí)，對(duì)焊接線進(jìn)行效仿是困難的。
由以上各點(diǎn)可以認(rèn)為，如果在坡口里側(cè)不預(yù)先設(shè)焊道，并且通過(guò)由坡口側(cè)的電弧焊接在坡口里側(cè)穩(wěn)定地形成角焊形狀，在操作上就沒(méi)有限制。
鑒于這樣的背景，本發(fā)明的目的在于，提供可以在坡口里側(cè)不預(yù)先設(shè)焊道，并且通過(guò)由坡口側(cè)的電弧焊接在坡口里側(cè)穩(wěn)定且有效地形成角焊形狀的焊道的焊接方法、使用該焊接方法的焊接裝置、由該焊接方法制作的焊接接頭及焊接構(gòu)件。
即，第1手段，其特征在于，在對(duì)焊第1母材和第2母材的焊接方法中，使在端部形成根表面及單側(cè)坡口面的第1母材的上述根表面與上述第2母材的平坦面接觸，使焊絲臨近由上述第1母材和上述第2母材的接觸形成的坡口，由上述焊絲的電弧熔融上述第1母材和上述第2母材的接觸部，將上述熔融生成的熔融物擠壓到上述坡口的里側(cè)并在上述坡口的里側(cè)形成焊道。
按照第1手段，通過(guò)設(shè)有單側(cè)坡口面的第1母材和具有平坦面的第2母材間存在的熱容量的差及焊絲的熔融，能夠在坡口處焊接同時(shí)在與坡口側(cè)對(duì)側(cè)的第1母材的里面穩(wěn)定地熔敷角焊形狀的焊道。即，在熱容量大的第2母材側(cè)發(fā)生更多的電弧，同時(shí)以不穿透的程度熔融熱容量小的第1母材，一邊通過(guò)焊絲的熔融埋住坡口，一邊將熔融物擠壓到與坡口側(cè)對(duì)側(cè)的第1母材的里面，也可以形成角焊形狀的焊道。另外，由于不要預(yù)備焊道、填密材料等的附設(shè)操作，所以可以提高焊接時(shí)的操作性，同時(shí)可以降低制作費(fèi)用。
第2手段，其特征在于，在對(duì)焊第1母材和第2母材的焊接方法中，將來(lái)自焊絲的電弧中心配置在位于上述第1母材上形成的單側(cè)坡口面和上述第2母材的平坦面相接的接觸位置或靠近其附近的目標(biāo)位置上，使上述電弧相對(duì)于上述第2母材的平坦面具有一定的傾斜角度并向橫切上述目標(biāo)位置的方向傾斜而照射，使上述第1母材和上述第2母材的接觸部熔融，使上述熔融產(chǎn)生的熔融物擠壓到上述坡口的里側(cè)并在上述坡口的里側(cè)形成焊道。
按照第2手段，由于向接觸部的電壓·電流供給的穩(wěn)定度高，所以可以穩(wěn)定地形成焊道。
第3手段，其特征在于，在第2手段中，使上述焊絲一邊在上述坡口內(nèi)維持上述一定的傾斜角度，一邊以一定的搖擺幅度作橫向擺動(dòng)。
第4手段，其特征在于，在第2手段中，將在上述坡口內(nèi)的上述一定傾斜角度上的一定位置作為上述焊絲的橫向擺動(dòng)的中心，以一定的搖擺角度作橫向擺動(dòng)。
按照第3及第4手段，通過(guò)焊絲的橫向擺動(dòng)動(dòng)作可以穩(wěn)定地進(jìn)行焊接。
第5手段，其特征在于，在第3或第4手段中，上述焊絲作橫向擺動(dòng)時(shí)，以上述電弧通過(guò)上述接觸位置的時(shí)刻作為基準(zhǔn)，檢測(cè)從通過(guò)上述一定位置移動(dòng)至上述第1母材側(cè)直至重新返回至上述接觸位置的時(shí)間中的焊接電壓值或焊接電流值的變化量，根據(jù)檢測(cè)的變化量，使上述焊絲在坡口寬度方向上移動(dòng)，以使上述橫向擺動(dòng)的中心相對(duì)于上述坡口始終處于適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 按照第5手段，即使因第1母材和第2母材的限制條件或焊接時(shí)的熱變形等，在坡口處發(fā)生坡口寬度方向的移動(dòng)和變形，也能夠移動(dòng)焊絲，使其沿坡口焊接線適當(dāng)?shù)男拚冯S，因此還能夠精度更良好地將熔融物擠壓到坡口的里側(cè)，形成角焊形狀的焊道。
第6手段，其特征在于，在第3或第4手段中，上述焊絲作橫向擺動(dòng)時(shí)，以上述電弧通過(guò)上述接觸位置的時(shí)刻作為基準(zhǔn)，檢測(cè)從通過(guò)上述一定位置移動(dòng)至上述第1母材側(cè)直至重新返回至上述接觸位置的時(shí)間中的焊接電壓值或焊接電流值的變化量，根據(jù)檢測(cè)的變化量，使上述焊絲的前端相對(duì)于上述接觸位置作接近、分離，從而使上述橫向擺動(dòng)的中心相對(duì)于上述坡口始終處于適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 按照第6手段，即使因第1母材和第2母材的限制條件或焊接時(shí)的熱變形等，使坡口和焊絲的前端相對(duì)移動(dòng)，從而使它們的位置關(guān)系與設(shè)定位置偏離，也可以使焊絲的前端接近或遠(yuǎn)離坡口而沿著坡口的焊接線適當(dāng)?shù)男拚冯S，因此能夠精度更良好地將熔融物擠壓到坡口的里側(cè)，形成角焊形狀的焊道。
第7手段，其特征在于，在第1或第2手段中，在上述坡口的里側(cè)形成的焊道是角焊形狀的焊道。
按照第7手段，可以穩(wěn)定地形成角焊形狀的焊道。
第8手段，其特征在于，在第1或第2手段中，電弧焊接的電流是直流。
第9手段，其特征在于，在第1或第2手段中，電弧焊接的電流是將直流電流和脈沖電流疊加的電流。
第10手段，其特征在于，在第1或第2手段中，電弧焊接的電流是正弦波電流。
按照第9及第10手段，由于電弧的指向性提高，在因任何理由使目標(biāo)位置與焊絲有若干偏離時(shí)，電弧的不平靜小，擠壓到與坡口對(duì)側(cè)的熔融物量穩(wěn)定，所以可以形成角焊形狀的焊道及穩(wěn)定地進(jìn)行焊接。
第11手段，其特征在于，對(duì)于將第1母材和第2母材對(duì)焊的T字形焊接接頭，使上述第2母材的平坦面和形成與上述平坦面接觸的根部表面及單側(cè)坡口面的第1母材的接觸部，通過(guò)臨近由上述單側(cè)坡口面和上述平坦面形成的坡口處的焊絲的電弧而熔融，將熔融生成的熔融物擠壓至上述坡口的里側(cè)，形成角焊形狀的焊道，在上述接觸部接合。
第12手段，其特征在于，對(duì)于將第1母材和第2母材對(duì)焊的平板的對(duì)焊接接頭，使上述第2母材的端面和形成與該端面接觸的根部表面及單側(cè)坡口面的第1母材的接觸部，通過(guò)臨近上述坡口的焊絲的電弧而熔融，將熔融生成的熔融物擠壓至與坡口側(cè)對(duì)側(cè)的里面，形成角焊形狀的焊道，在上述接觸部接合。
第13手段，其特征在于，對(duì)于將由板材構(gòu)成的母材多個(gè)對(duì)焊而形成的箱形焊接構(gòu)件，使對(duì)焊的2個(gè)母材中的一方的母材的平坦面和形成與該平坦面接觸的根部表面及單側(cè)坡口面的另一方母材的接觸部，通過(guò)臨近由上述單側(cè)坡口面和上述平坦面形成的坡口處的焊絲的電弧而熔融，將熔融生成的熔融物擠壓至與上述坡口側(cè)對(duì)側(cè)的上述一方的母材的里面，形成角焊形狀的焊道，在上述接觸部接合。
按照第11至13的手段，能夠提供制作費(fèi)低廉、使制作時(shí)間縮短的焊接接頭及箱形結(jié)構(gòu)件。
第14手段，其特征在于，在將第1母材和第2母材對(duì)焊的焊接裝置中，具備導(dǎo)入上述第1母材和上述第2母材的接觸部形成的坡口內(nèi)的焊絲；控制該焊絲的位置的控制裝置；供給上述接觸部焊接功率的焊接電源裝置；和當(dāng)由該焊接電源裝置供給接觸部的實(shí)際電壓值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的第1電壓設(shè)定值時(shí)，向上述控制裝置輸出使上述焊絲向上述第2母材靠近移動(dòng)的指令，當(dāng)實(shí)際電流值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的電流設(shè)定值時(shí)或者實(shí)際電壓值低于預(yù)先設(shè)定的第2電壓設(shè)定值時(shí)，向上述控制裝置輸出使上述焊絲向上述第1母材靠近移動(dòng)的指令的控制手段。
按照第14手段，在由單側(cè)電弧焊接第1母材和第2母材時(shí)，電弧的中心以相對(duì)于第2母材一定的傾斜角度正確地被控制位置，就能夠在坡口側(cè)的里側(cè)穩(wěn)定地形成角焊形狀的焊道。
第15手段，其特征在于，在將第1母材和第2母材對(duì)焊的焊接裝置中，具備導(dǎo)入上述第1母材和上述第2母材的接觸部形成的坡口內(nèi)的焊絲；控制該焊絲的位置的控制裝置；供給上述接觸部焊接功率的焊接電源裝置；和當(dāng)由該焊接電源裝置供給接觸部的實(shí)際電壓值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的第1電壓設(shè)定值時(shí)，向上述控制裝置輸出使上述焊絲向上述第2母材靠近移動(dòng)的指令，當(dāng)實(shí)際電流值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的電流設(shè)定值時(shí)或者實(shí)際電壓值低于預(yù)先設(shè)定的第2電壓設(shè)定值時(shí)、向上述控制裝置輸出使上述焊絲向上述第1母材靠近移動(dòng)的指令，同時(shí)分別將實(shí)際電流值、電壓值與預(yù)先設(shè)定的平均電流、平均電壓相比較，將電流控制信號(hào)及電壓控制信號(hào)輸出給上述焊接電源裝置，使這些實(shí)際電流值、實(shí)際電壓值成為預(yù)先設(shè)定的電流設(shè)定值、電壓設(shè)定值的控制手段。
第16手段，其特征在于，在將第1母材和第2母材對(duì)焊的焊接裝置中，具備焊絲；保持該焊絲的焊炬；在該焊炬上送進(jìn)上述焊絲的送進(jìn)手段；具有在直交的3軸方向上控制上述焊絲位置的位置控制部的控制裝置；向上述第1母材和上述第2母材的接觸部供給焊接功率的焊接電源裝置；設(shè)定焊接平均電壓的平均電壓設(shè)定器；設(shè)定焊接平均電流的平均電流設(shè)定器；為了使上述焊絲臨近由設(shè)在上述第1母材上的單側(cè)坡口面和上述第2母材的平坦面形成的坡口，在上述坡口的里側(cè)形成角焊形狀的焊道而檢測(cè)實(shí)際焊接電壓的電壓檢測(cè)器；檢測(cè)焊接電流的電流檢測(cè)器；輸入用上述電壓檢測(cè)器檢測(cè)的實(shí)際電壓值和用電流檢測(cè)器檢測(cè)的實(shí)際電流值，當(dāng)上述實(shí)際電壓值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的第1電壓設(shè)定值時(shí)，向上述位置控制部輸出使上述焊絲向上述第2母材靠近移動(dòng)的指令，當(dāng)用上述電流檢測(cè)器檢測(cè)的實(shí)際電流值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的電流設(shè)定值時(shí)或者用電壓檢測(cè)器檢測(cè)的實(shí)際電壓值低于預(yù)先設(shè)定的第2電壓設(shè)定值時(shí)，向上述位置控制部輸出使上述焊絲向上述第1母材靠近移動(dòng)的指令，同時(shí)輸出上述實(shí)際電壓值、輸出上述實(shí)際電流值的功率診斷部；將由上述平均電流設(shè)定器輸入的平均電流和由上述功率診斷部輸入的實(shí)際電流值相比較，輸出電流控制信號(hào)，使其成為預(yù)先設(shè)定的上述電流設(shè)定值的上述電流控制器；將由上述平均電壓設(shè)定器輸入的平均電壓和由上述功率診斷部輸入的實(shí)際電壓值相比較，輸出電壓控制信號(hào)，使其成為預(yù)先設(shè)定的上述電壓設(shè)定值的上述電壓控制器；和將由上述電流控制器輸出的上述電流控制信號(hào)和由上述電壓控制器輸出的上述電壓控制信號(hào)輸入，根據(jù)這些電流控制信號(hào)和電壓控制信號(hào)，將控制電源輸出的電源控制信號(hào)輸出給上述焊接電源裝置的上述輸出控制器。
按照第15及第16手段，由單側(cè)電弧焊接第1母材和第2母材時(shí)，電弧的中心可以以相對(duì)于第2母材一定的傾斜角度被控制在正確位置，另外因平均電壓和平均電流都控制成為設(shè)定值，所以在坡口的里側(cè)也能夠穩(wěn)定地形成角焊形狀的焊道。
第17手段，其特征在于，在第16手段中，設(shè)有設(shè)定脈沖電壓的峰值電壓的峰值電壓設(shè)定器；設(shè)定基本電壓的基本電壓設(shè)定器；設(shè)定脈沖時(shí)間的脈沖時(shí)間設(shè)定器；和分別輸入由上述峰值電壓設(shè)定器、上述基本電壓設(shè)定器及上述脈沖時(shí)間設(shè)定器設(shè)定的峰值電壓設(shè)定值、基本電壓設(shè)定值及脈沖時(shí)間設(shè)定值，將實(shí)際的峰值電壓值、實(shí)際的基本電壓值及實(shí)際的脈沖時(shí)間分別與這些設(shè)定值相比較，將波形控制信號(hào)輸出給上述輸出控制器的脈沖波形控制器；上述功率診斷部包含根據(jù)由上述電壓檢測(cè)器檢測(cè)的實(shí)際電壓值和由上述電流檢測(cè)器檢測(cè)的實(shí)際電流值，求出實(shí)際的峰值電壓值、實(shí)際的基本電壓值及實(shí)際的脈沖時(shí)間，將這些信號(hào)輸出給上述脈沖波形控制器的手段；上述輸出控制器包含輸入由上述脈沖波形控制器輸出的上述波形控制信號(hào)，根據(jù)由上述電壓控制器輸入的電壓控制信號(hào)和由上述電流控制器輸入的電流控制信號(hào)，將控制電源輸出的電源控制信號(hào)輸出給上述焊接電源裝置的手段。
第18手段，其特征在于，在第16手段中，上述脈沖波形控制器包含將焊接電流調(diào)制成正弦波電流，將實(shí)際的正弦波形與預(yù)先設(shè)定的設(shè)定正弦波形相比較，將波形控制信號(hào)輸出給上述輸出控制器的正弦波電流形成手段；上述功率診斷部包含根據(jù)由上述電壓檢測(cè)器檢測(cè)的實(shí)際電壓值和由上述電流檢測(cè)器檢測(cè)的實(shí)際電流值求出實(shí)際電流波形，將該實(shí)際電流波形輸出給上述正弦波電流形成手段的手段；上述輸出控制器包含根據(jù)由上述正弦波電流形成手段輸入的上述波形控制信號(hào)、由上述電壓控制器輸入的電壓控制信號(hào)和由上述電流控制器輸入的電流控制信號(hào)，將控制電源輸出的電源控制信號(hào)輸出給上述焊接電源裝置的手段。
按照第17及第18手段，因電弧焊接電流使用脈沖電流，所以電弧有更高的指向性，能夠更正確的捕捉電弧的目標(biāo)位置。另外，能夠更正確的保持電弧的一定的傾斜角度，可以防止第1母材和第2母材的接觸部的燒穿或者殘留未熔敷部等的不適當(dāng)情況的發(fā)生，能夠使坡口里側(cè)角焊形狀的焊道以穩(wěn)定地狀態(tài)熔敷。
第19手段，其特征在于，在對(duì)焊第1母材和第2母材的焊接裝置中，具備通過(guò)焊炬導(dǎo)入形成根部表面及單側(cè)坡口面的第1母材和具有平坦面的第2母材接觸形成的坡口內(nèi)的焊絲；控制該焊絲位置的控制裝置；將焊接功率供給上述接觸部的焊接電源裝置；檢測(cè)由上述焊接電源裝置供給上述接觸部的實(shí)際電壓值的電壓檢測(cè)器；檢測(cè)來(lái)自上述焊絲的電弧通過(guò)上述單側(cè)坡口面的端部和上述平坦面的接觸位置的時(shí)刻，同時(shí)對(duì)從通過(guò)上述接觸位置、移動(dòng)到上述第1母材側(cè)至重新返回上述一定位置的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)的計(jì)時(shí)裝置；由上述電壓檢測(cè)器和上述計(jì)時(shí)裝置記憶上述計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)焊接電壓值的變化的記憶手段；和在上述計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)，在從上述焊絲通過(guò)上述接觸位置時(shí)刻起經(jīng)過(guò)第1規(guī)定時(shí)間Δt1后的第2規(guī)定時(shí)間Δt2進(jìn)行時(shí)的時(shí)間內(nèi)，根據(jù)實(shí)際電壓值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的電壓設(shè)定值的開(kāi)始時(shí)刻t3和比上述電壓設(shè)定值低的時(shí)刻t4，時(shí)間(t4-t3)處于不使上述第1母材穿透而進(jìn)行適當(dāng)熔融的目標(biāo)時(shí)間內(nèi)時(shí)，繼續(xù)在那以前的橫向擺動(dòng)的控制，超過(guò)上述目標(biāo)時(shí)間時(shí)，使上述焊絲的橫向擺動(dòng)中心向上述第2母材側(cè)移動(dòng)，低于上述目標(biāo)時(shí)間時(shí)，使橫向擺動(dòng)的中心向上述第1母材側(cè)移動(dòng)的焊絲位置控制手段。
第20手段，其特征在于，在對(duì)焊第1母材和第2母材的焊接裝置中，具備通過(guò)焊炬導(dǎo)入形成根部表面及單側(cè)坡口面的第1母材和具有平坦面的第2母材接觸形成的坡口內(nèi)的焊絲；控制該焊絲位置的控制裝置；將焊接功率供給上述接觸部的焊接電源裝置；檢測(cè)由上述焊接電源裝置供給上述接觸部的實(shí)際電流值的電流檢測(cè)器；檢測(cè)來(lái)自上述焊絲的電弧通過(guò)上述單側(cè)坡口面的端部和上述平坦面的接觸位置的時(shí)刻，同時(shí)對(duì)從通過(guò)上述接觸位置、移動(dòng)到上述第1母材側(cè)至重新返回上述一定位置的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)的計(jì)時(shí)裝置；由上述電流檢測(cè)器和上述計(jì)時(shí)裝置記憶上述計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)焊接電流值的變化的記憶手段；和在上述計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)，在從上述焊絲通過(guò)上述接觸位置時(shí)刻起經(jīng)過(guò)第1規(guī)定時(shí)間Δt1后的第2規(guī)定時(shí)間Δt2進(jìn)行計(jì)時(shí)的時(shí)間內(nèi)，根據(jù)實(shí)際電流值低于預(yù)先設(shè)定的電流設(shè)定值的開(kāi)始時(shí)刻t3和超過(guò)上述電壓設(shè)定值的時(shí)刻t4，時(shí)間(t4-t3)處于不使上述第1母材穿透而進(jìn)行適當(dāng)熔融的目標(biāo)時(shí)間內(nèi)時(shí)，繼續(xù)在那以前的橫向擺動(dòng)的控制，超過(guò)上述目標(biāo)時(shí)間時(shí)，使上述焊絲的橫向擺動(dòng)中心向上述第2母材側(cè)移動(dòng)，低于上述目標(biāo)時(shí)間時(shí)，使橫向擺動(dòng)的中心向上述第1母材側(cè)移動(dòng)的焊絲位置控制手段。
按照第19及第20手段，根據(jù)由實(shí)際電壓檢測(cè)器或電流檢測(cè)器檢測(cè)的實(shí)際電壓值或?qū)嶋H電流值，即使因第1母材和第2母材的限制條件和焊接時(shí)的熱變形等在坡口處發(fā)生坡口寬度方向的移動(dòng)和變形，也能夠使焊絲移動(dòng)而沿著坡口的焊接線適當(dāng)?shù)男拚冯S，因此，能夠精度更良好地將熔融物擠壓到坡口的里側(cè)，形成角焊形狀的焊道。而且，由于不要預(yù)備焊道、填密材料等的附設(shè)操作，同時(shí)能夠更正確地仿效自動(dòng)的焊接線，所以可以提高其操作性。
第21手段，其特征在于，在對(duì)焊第1母材和第2母材的焊接裝置中，具備通過(guò)焊炬導(dǎo)入形成根部表面及單側(cè)坡口面的第1母材和具有平坦面的第2母材接觸形成的坡口內(nèi)的焊絲；控制該焊絲位置的控制裝置；將焊接功率供給上述接觸部的焊接電原裝置；檢測(cè)由上述焊接電源裝置供給上述接觸部的實(shí)際電壓值的電壓檢測(cè)器；檢測(cè)來(lái)自上述焊絲的電弧通過(guò)上述單側(cè)坡口面的端部和上述平坦面的接觸位置的時(shí)刻，同時(shí)對(duì)從通過(guò)上述接觸位置、移動(dòng)到上述第1母材側(cè)至重新返回上述一定位置的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)的計(jì)時(shí)裝置；由上述電壓檢測(cè)器和上述計(jì)時(shí)裝置記憶上述計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)焊接電壓值的變化的記憶手段；和在上述計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)，實(shí)際平均電壓值低于第1電壓設(shè)定值時(shí)，使焊絲的前端從上述接觸位置遠(yuǎn)離，實(shí)際平均電壓值超過(guò)述第2電壓設(shè)定值時(shí)，使焊絲的前端靠近上述接觸位置，實(shí)際平均電壓值處于上述第1電壓設(shè)定值和第2電壓設(shè)定值之間時(shí)，維持在那以前的焊絲的前端位置的焊絲前端位置控制手段。
第22手段，其特征在于，在對(duì)焊第1母材和第2母材的焊接裝置中，具備通過(guò)焊炬導(dǎo)入形成根部表面及單側(cè)坡口面的第1母材和具有平坦面的第2母材接觸形成的坡口內(nèi)的焊絲；控制該焊絲位置的控制裝置；將焊接功率供給上述接觸部的焊接電源裝置；檢測(cè)由上述焊接電源裝置供給上述接觸部的實(shí)際電流值的電流檢測(cè)器；檢測(cè)來(lái)自上述焊絲的電弧通過(guò)上述單側(cè)坡口面的端部和上述平坦面的接觸位置的時(shí)刻，同時(shí)對(duì)從通過(guò)上述接觸位置、移動(dòng)到上述第1母材側(cè)至重新返回上述一定位置的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)的計(jì)時(shí)裝置；由上述電流檢測(cè)器和上述計(jì)時(shí)裝置記憶上述計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)焊接電流值的變化的記憶手段；和在上述計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)，實(shí)際平均電流值超過(guò)第1電流設(shè)定值時(shí)，使焊絲的前端從上述接觸位置遠(yuǎn)離，實(shí)際平均電流值低于上述第2電流設(shè)定值時(shí)，使焊絲的前端靠近上述接觸位置，實(shí)際平均電流值處于上述第1電流設(shè)定值和第2電流設(shè)定值之間時(shí)，維持在那以前的焊絲的前端位置的焊絲前端位置控制手段。
按照第21及第22手段，由于根據(jù)由實(shí)際電壓檢測(cè)器或?qū)嶋H電流檢測(cè)器檢測(cè)的平均實(shí)際電壓值或平均實(shí)際電流值，即使因第1母材和第2母材的限制條件和焊接時(shí)的熱變形等在坡口處發(fā)生坡口寬度方向的移動(dòng)和變形，也能夠使焊絲的前端位置或靠近或遠(yuǎn)離，沿著坡口的焊接線適當(dāng)?shù)男拚冯S，所以能夠精度更良好地將熔融物擠壓到坡口的里側(cè)，形成角焊形狀的焊道。而且，由于不要預(yù)備焊道、填密材料等的附設(shè)操作，同時(shí)能夠更正確地仿效自動(dòng)的焊接線，所以可以提高其操作性。
圖2是表示由

圖1所示焊接操作焊接的T字形接頭的斜視圖。
圖3是表示在圖1所示的焊接操作中的焊接開(kāi)始前設(shè)定焊絲位置的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖4是表示在圖3所示的狀態(tài)下開(kāi)始焊接狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖5是表示從圖4所示的狀態(tài)進(jìn)一步進(jìn)行焊接的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖6是表示在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中用第3實(shí)施例對(duì)焊板厚不同的板材操作一例的說(shuō)明圖。
圖7是表示在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中用第3實(shí)施例對(duì)焊板厚不同的板材操作另一例的說(shuō)明圖。
圖8是表示在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中可焊接坡口形狀的一個(gè)變型例的說(shuō)明圖。
圖9是表示在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中可焊接坡口形狀的另一個(gè)變型例的說(shuō)明圖。
圖10是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的T字形接頭的焊接操作的說(shuō)明圖。
圖11是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的T字形接頭的焊接操作的說(shuō)明圖。
圖12是具備用本發(fā)明第4實(shí)施方式的焊接方法制作的焊接結(jié)構(gòu)件的液壓挖土機(jī)的正面圖。
圖13是圖12的XIII-XIII剖面圖。
圖14是圖12的XIV-XIV剖面圖。
圖15是表示用圖12中的符號(hào)XV示出的液壓挖土機(jī)的起重臂的板厚不同的上板彼此對(duì)接的接頭部的剖面圖。
圖16是表示本發(fā)明的第5實(shí)施方式的焊接裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖17是表示圖16中示出的焊接裝置的焊絲橫向擺動(dòng)動(dòng)作的一例的說(shuō)明圖。
圖18是表示在向圖16所示焊接裝置的坡口里側(cè)的熔融物的擠壓為下限的焊接條件下，焊絲的橫向擺動(dòng)位置與在焊絲上發(fā)生的焊接電壓的關(guān)系的圖。
圖19是表示在向圖16所示焊接裝置的坡口里側(cè)的熔融物的擠壓為上限的焊接條件下，焊絲的橫向擺動(dòng)位置與在焊絲上發(fā)生的焊接電壓的關(guān)系的圖。
圖20是表示圖16所示焊接裝置的焊絲的橫向擺動(dòng)位置的控制步驟的程序方框圖。
圖21是表示繼續(xù)圖20的控制步驟的程序方框圖。
圖22是表示本發(fā)明的第6實(shí)施方式的焊接裝置的構(gòu)成的圖。
圖23是圖22所示焊接裝置的脈沖電流的波形圖。
圖24是表示將在使用本發(fā)明焊接方法的焊接裝置中的坡口的里側(cè)形成的角焊形狀的焊道的焊腳長(zhǎng)度和目標(biāo)位置的關(guān)系作為曲線表示的圖。
1.第1實(shí)施方式圖1至圖9是說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的焊接方法的圖。
圖1是表示用本發(fā)明的第1實(shí)施方式的T字形接頭的焊接操作的說(shuō)明圖，圖2是表示由圖1所示焊接操作焊接的T字形接頭的斜視圖。
圖1表示將第1母材1和第2母材2對(duì)焊成T字形時(shí)的狀態(tài)。在第1母材1的對(duì)接端部，設(shè)有根部表面1a和形成レ形坡口的單側(cè)坡口面1b。第2母材2具有與第1母材1的根部表面1a接觸的平坦面2a，與第1母材形成T字形接頭。5是焊炬，6是通過(guò)保持在焊炬5上的未圖示的送給手段送給的焊絲。另外，圖1中，Rf表示根部表面1a的厚度方向的尺寸，P1表示第1母材1的單側(cè)坡口面1b的端部與第2母材2的平坦面2a的接觸位置，P2表示電弧中心的目標(biāo)位置，d表示由接觸位置P1到電弧中心的目標(biāo)位置P2的距離。θ表示坡口角度，δ表示電弧(焊絲)的中心與第2母材2的平坦面2a的一定的傾斜角度，A表示電弧中心。
以下參照附圖、按照具體例的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
1.1第1實(shí)施例在本實(shí)施例中，第1及第2母材1，2由鋼材構(gòu)成，根部表面1a的尺寸Rf是1mm，根部間隙是0mm(根部表面是接觸狀態(tài))，坡口角度θ取45度，由焊接裝置進(jìn)行CO2電弧焊接。焊接條件是平均電流310A，平均電壓33V，移動(dòng)速度35～40cm/min。
在以上條件下，使焊絲6(電弧中心)的目標(biāo)位置P2距接觸位置P1為0～3mm，第2母材2大體置于水平，當(dāng)使其平坦面2a與焊絲6形成的一定的傾斜角度δ取為15～35度時(shí)，在第1母材1的坡口和對(duì)側(cè)1c和第2母材2的平坦面2a的對(duì)接部可以穩(wěn)定地熔敷2～8mm的角焊形狀的焊道。
圖2示出了該焊接結(jié)果。在圖2中，B4是與母材1的坡口對(duì)側(cè)的面1c和第2母材2的平坦面2a間熔敷的角焊形狀的焊道，B5是使第2母材2的平坦面2a一邊熔融一邊再凝固的焊道，B6是增加焊絲6自身的熔融而形成上述焊道B4后的坡口側(cè)的焊道。
另外，上述具體的數(shù)值是考慮第1及第2母材1，2的板厚、母材1和母材2的對(duì)接部的形狀等種種條件而決定的。
這里，圖3至圖5示出了該實(shí)施例中形成T字形接頭的焊道的過(guò)程。
圖3是表示在圖1所示的焊接操作中的焊接開(kāi)始前設(shè)定焊絲位置的狀態(tài)的說(shuō)明圖。如該圖3所示，焊絲6的目標(biāo)位置P2設(shè)定在相對(duì)于坡口1b的端部和平坦面2a的接觸位置P1向焊接方向側(cè)少許離開(kāi)的位置，使焊絲的方向相對(duì)于熱容量大的第2母材2的平坦面2a以一定的傾斜角度δ傾斜，顯示與坡口對(duì)向的狀態(tài)。
圖4是表示在上述的圖3所示的狀態(tài)下開(kāi)始焊接狀態(tài)的說(shuō)明圖。如圖4所示，由于焊絲6朝向平坦面2a側(cè)，所以在平坦面2a上比熱容量小的單側(cè)坡口面1b得到更多的熱。因此能一邊使兩母材1，2均衡良好的熔融，而且一邊還增加焊絲6自身的熔融而形成熔池。結(jié)果，熱容量小的具有單側(cè)坡口面1b的第1母材1側(cè)，熔融區(qū)達(dá)到坡口里側(cè)的里面1c處。
圖5是表示從圖4所示的狀態(tài)進(jìn)一步進(jìn)行焊接的狀態(tài)的說(shuō)明圖。如圖5所示，因電弧效力和熔池內(nèi)的對(duì)流等，熔池被擠壓到焊接的對(duì)側(cè)，即第1母材1的里側(cè)，又因表面張力等作用從坡口內(nèi)至第1母材的里側(cè)形成成為一體的熔池。而且然后它們?cè)倌?，形成如圖2所示那樣的焊道B4、B5、B6，即T字形接頭的根部焊道。
另外，上述焊接狀態(tài)是坡口的根部焊接，坡口處的其他剩余部分的焊接可以根據(jù)坡口的大小與現(xiàn)有技術(shù)同樣進(jìn)行，所以省略其說(shuō)明。
1.2第2實(shí)施例舉出以下的例作為第2實(shí)施例。
即，在焊接是CO2電弧焊接，根部表面Rf是1mm，根部間隙是0mm，坡口角度θ是45度，平均電流310A，平均電壓33V，焊接速度35cm/min，焊絲6的目標(biāo)位置P2是從接觸位置P1起2mm的位置(d＝2mm)及傾斜角度δ為25度的條件下，由坡口側(cè)焊接T字形接頭。按照這樣焊接時(shí)，在坡口處不殘留未熔敷部，在位于坡口里側(cè)的第1母材1的里面1c和第2母材2的平坦面2a之間，也可以熔敷縱方向(第1母材1側(cè))焊腳長(zhǎng)度7mm、橫方向(第2母材2側(cè))焊腳長(zhǎng)度5mm的角焊形狀的焊道B4。另外，因焊絲6的目標(biāo)位置P2離接觸位置P1為2～3mm的位置，因此能夠比較穩(wěn)定地得到角焊形狀的焊道B4。
1.3第3實(shí)施例圖6及圖7表示了第3實(shí)施例。
圖6及圖7是表示對(duì)焊板厚不同的2個(gè)板材的第3實(shí)施例的圖。在圖6中，構(gòu)成板材的第1母材1′和比第1母材板厚厚的母材2′，使單側(cè)面配置在同一面上而對(duì)接。另外，圖中，1′a表示母材1′的根部表面，1′b表示設(shè)在母材1′的對(duì)接部的單側(cè)的坡口，1′c表示與母材1′的坡口1′b對(duì)側(cè)的面，2′a表示第2母材2的平坦面。在該圖6所示的對(duì)焊接頭中，如果按照上述圖1所示的條件設(shè)定焊炬5及焊絲6的目標(biāo)位置和坡口的關(guān)系等，即使是由坡口側(cè)的單側(cè)焊接，也能夠在接頭部使B4′的焊道熔敷，能夠形成接頭。
在將圖7所示的2個(gè)板材對(duì)焊的例中，兩母材1′、2′使單側(cè)面相平行，而且使兩母材1′、2′中薄的一方的第1母材1′配置在厚的一方的第2母材2′的板厚中央附近而對(duì)接。
在圖7中，與上述圖6所示例同樣，作為焊接接頭僅僅坡口側(cè)的最終的焊道形狀發(fā)生變化，因此省略其說(shuō)明，但該場(chǎng)合因僅由坡口側(cè)的單側(cè)焊接，所以板材的厚度方向的中心相一致，可以形成為力的傳達(dá)均衡良好的接頭。
1.4第4實(shí)施例以下，在圖8及圖9中示出了用本發(fā)明的焊接方法可以焊接的坡口形狀的其他例。
圖8是在第1母材1上設(shè)有J形的單側(cè)坡口面1b1的例，圖9是設(shè)有多個(gè)直線的單側(cè)坡口面1b2的例。這些場(chǎng)合都設(shè)有所希望的根部表面1a，即使是レ形坡口以外的坡口形狀，也與上述レ形坡口的場(chǎng)合同樣，通過(guò)由單側(cè)的電弧焊接，能夠在位于坡口里側(cè)的第1母材1的里面1c和第2母材2的平坦面2a之間形成角焊形狀的焊道B4。
1.5目標(biāo)位置P2和焊接結(jié)果圖24是表示將在使用本實(shí)施方式焊接方法的焊接裝置的坡口的里側(cè)形成的角焊形狀的焊道的焊腳長(zhǎng)度和目標(biāo)位置的關(guān)系作成曲線圖的圖。
如圖24所示，在接觸位置P1和目標(biāo)位置P2間的距離d為2～5mm時(shí)，位于坡口里側(cè)的第1母材1的里面1c和第2母材2的平坦面2a間形成的焊道B4的焊腳長(zhǎng)度在縱向約4～7mm的范圍內(nèi)形成。在橫向，P1-P2間距離d超過(guò)4mm時(shí)，焊道B4的焊腳長(zhǎng)度惡化成為1mm左右，但可以在第1母材1的里面1c和第2母材2的平坦面2a間形成焊道B4。另外，該焊道B4在P1-P2間距離d為2～3mm時(shí)成為4mm左右的良好的橫向焊腳長(zhǎng)度。
如以上所述，按照本實(shí)施方式，由于設(shè)有單側(cè)坡口面1b的第1母材和具有平坦面2a的第2母材之間存在的熱容量的差及焊絲的熔融，在坡口焊接的同時(shí)，位于坡口里側(cè)的第1母材1的里面1c和第2母材2的平坦面2a間就能夠穩(wěn)定地熔敷角焊形狀的焊道B4。
即，在熱容量大的第2母材2側(cè)產(chǎn)生更多的電弧(傳遞電弧熱)，同時(shí)在熱容量小的第1母材1的單側(cè)坡口面1b側(cè)，以不穿透的程度直至坡口里側(cè)的里面1c全體熔融，再通過(guò)焊絲6的熔融一邊埋住坡口，一邊向坡口里側(cè)擠壓熔融物，就能夠形成角焊形狀的焊道B4。
在坡口中還有其他焊接部分的場(chǎng)合，只要用與以往同樣的方法焊接，就能夠形成所希望的T字形接頭。
因而，在箱形的焊接構(gòu)件的內(nèi)側(cè)，在對(duì)接接頭部的外側(cè)設(shè)坡口，僅由其坡口側(cè)電弧焊接，也能夠在坡口和坡口的里側(cè)熔敷角焊形狀的焊道。藉此，能夠制作維持強(qiáng)度的接頭，同時(shí)不需要預(yù)先附設(shè)焊道的操作，可以顯著提高焊接作業(yè)的效率。
另外，對(duì)于具有不能夠從坡口里側(cè)焊接的接頭部，為此又不能使焊接母材的板厚變厚的構(gòu)件，僅用由單側(cè)的電弧焊接也不會(huì)殘留未熔敷部，在坡口的里側(cè)也能夠熔敷角焊形狀的焊道。因而不會(huì)降低構(gòu)件的強(qiáng)度，能夠謀求母材板厚的降低。2.第2實(shí)施方式圖10是表示本發(fā)明焊接方法的第2實(shí)施方式的說(shuō)明圖，表示了T字形接頭的焊接操作。另外，對(duì)于在本實(shí)施方式中與上述第1實(shí)施方式同等的各部分賦予同樣的參照符號(hào)，省略重復(fù)的說(shuō)明。
在本第2實(shí)施方式中，被焊炬5保持的、通過(guò)未圖示的送進(jìn)手段送進(jìn)的焊絲6向著目標(biāo)位置P2，相對(duì)于第2母材2的平坦面2a保持傾斜角度δ。在本實(shí)施方式中，使焊絲6橫向擺動(dòng)(搖動(dòng))進(jìn)行焊接。橫向擺動(dòng)是驅(qū)動(dòng)控制焊炬5，使得焊絲6一邊保持上述傾斜角度δ，一邊按照以箭頭50方向上一定的振幅搖動(dòng)。橫向擺動(dòng)的搖動(dòng)振幅·頻率數(shù)按第1母材1的板厚和坡口的尺寸等決定。
這樣，即使是在使焊絲6橫向擺動(dòng)進(jìn)行焊接的場(chǎng)合，電弧也能以不斷保持一定的傾斜角度δ的狀態(tài)，較多的傾向熱容量大的第2母材2的平坦面2a側(cè)，由于在該狀態(tài)下?lián)u動(dòng)，所以使熔池向坡口里側(cè)擠壓，在位于坡口里側(cè)的第1母材1的里面1c和平坦面2a之間能夠熔敷角焊形狀的焊道B4。按照這樣，即使坡口角度θ大，也能夠進(jìn)行高效率的焊接。
另外，如圖10箭頭60所示那樣，也可以使焊絲沿其軸線方向擺動(dòng)。該場(chǎng)合通過(guò)電弧效力等，使熔池向坡口里側(cè)擠壓，在位于坡口里側(cè)的第1母材1的里面1c和第2母材2的平坦面2a之間也能夠熔敷角焊形狀的焊道B4。3.第3實(shí)施方式圖11是表示本發(fā)明焊接方法的第3實(shí)施方式的說(shuō)明圖，表示了T字形接頭的焊接操作。另外，對(duì)于在本實(shí)施方式中與上述第1及第2實(shí)施方式同等的各部分賦予同樣的參照符號(hào)，省略重復(fù)的說(shuō)明。
本第3實(shí)施方式是以一定傾斜角度δ作為中心，驅(qū)動(dòng)控制焊炬5，使焊絲6的前端進(jìn)行α度的圓弧狀振動(dòng)，以進(jìn)行焊絲6的橫向擺動(dòng)的焊接方法。在本第3實(shí)施方式中，與前述的實(shí)施方式同樣，在位于坡口側(cè)里側(cè)的第1母材1的里面1c和平坦面2a之間能夠熔敷角焊形狀的焊道B4。4.第4實(shí)施方式圖12是作為用本發(fā)明的焊接方法制作的焊接結(jié)構(gòu)件的液壓挖土機(jī)的正面圖。
在圖12中，液壓挖土機(jī)由行走體70、可旋轉(zhuǎn)地設(shè)在行走體70上的旋轉(zhuǎn)體71和使旋轉(zhuǎn)體71旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置72構(gòu)成，該旋轉(zhuǎn)裝置72可以相對(duì)于行走體70使旋轉(zhuǎn)體71旋轉(zhuǎn)360度。行走體70具備行走用履帶框架、設(shè)在其上的驅(qū)動(dòng)輪和卷入這些驅(qū)動(dòng)輪的履帶等，能夠使液壓挖土機(jī)行走。
旋轉(zhuǎn)體71具有未圖示的旋轉(zhuǎn)框架，裝備發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵等各種液壓機(jī)器及駕駛室73等。司機(jī)通過(guò)操作裝備在駕駛室73中的操作裝置可以驅(qū)動(dòng)行走體70和后述的操作裝置80等。操作裝置80大體由可以俯仰移動(dòng)地設(shè)在旋轉(zhuǎn)體71上的起重臂74和驅(qū)動(dòng)該起重臂74的動(dòng)臂缸75，可回轉(zhuǎn)地安裝在起重臂74上的臂76，驅(qū)動(dòng)該臂76的液壓缸77，安裝在臂76上的鏟斗78和驅(qū)動(dòng)該鏟斗的鏟斗液壓缸79等構(gòu)成。
構(gòu)成上述液壓挖土機(jī)的上述履帶框架和旋轉(zhuǎn)框架，還有起重臂74、臂76等結(jié)構(gòu)件，是將首先制成T字形接頭的焊接接頭組合而構(gòu)成的焊接構(gòu)件，由于其斷面形狀大多是大體箱形，所以在其里側(cè)難以進(jìn)行預(yù)備焊道、里側(cè)墊材的附設(shè)，但在本發(fā)明中，可以解決這一點(diǎn)。
圖13是圖12的XIII-XIII剖面圖，圖14是圖12的XIV-XIV剖面圖，圖15是圖12中的符號(hào)XV示出部分的剖面圖。更詳細(xì)的說(shuō)，圖13是圖12中的液壓挖土機(jī)的起重臂74的剖面圖，圖14是圖12中的液壓挖土機(jī)的臂76的剖面圖，是表示液壓挖土機(jī)的起重臂的板厚不同的上板彼此對(duì)接的接頭部的剖面圖。該起重臂74及臂76構(gòu)成箱形焊接構(gòu)件，圖15構(gòu)成形成起重臂74上板的板厚厚的構(gòu)件74a′同樣和板厚薄的構(gòu)件74a”的對(duì)接接頭。
起重臂74由上板74a、左右側(cè)板74b、74b及下板74c構(gòu)成。當(dāng)使用本發(fā)明的焊接方法形成起重臂74時(shí)，使形成根部表面并在外側(cè)設(shè)有單側(cè)坡口面的側(cè)板74b與具有平坦面的下板74c對(duì)接，用上述圖1所示的焊接方法由坡口側(cè)進(jìn)行焊接操作。藉此，在側(cè)板74b的單側(cè)坡口面和下板74c的平坦面間的坡口處可以形成焊道74g，同時(shí)在側(cè)板74b的內(nèi)側(cè)面和下板74c的平坦面間可以熔敷角焊形狀的焊道B74。因而，按照本實(shí)施方式，不需要設(shè)填密材料和防止燒穿穿透等所用的焊道，另外也沒(méi)必要為了在構(gòu)件內(nèi)側(cè)對(duì)側(cè)板74b進(jìn)行焊接而設(shè)操作者進(jìn)入用的人孔等，可以僅通過(guò)從構(gòu)件外側(cè)進(jìn)行焊接操作而制作焊接到構(gòu)件內(nèi)側(cè)的箱形焊接結(jié)構(gòu)件。
另外，對(duì)上板74a與側(cè)板74b的焊接，不用說(shuō)也能使用本發(fā)明。但是，能夠確保焊炬等進(jìn)入兩側(cè)板74b間的充分空間時(shí)，既可以與從來(lái)一樣，使在外側(cè)設(shè)有坡口的側(cè)板74b與上板74a對(duì)接，由外側(cè)對(duì)坡口進(jìn)行角焊，也可以由坡口的里側(cè)進(jìn)行角焊。
另一方面，臂76由構(gòu)成箱形結(jié)構(gòu)件的經(jīng)沖壓等形成的コ字形構(gòu)件76a和構(gòu)成另一邊的板狀構(gòu)件76c構(gòu)成。采用本發(fā)明的焊接方法形成臂76時(shí)，使形成根部表面并在外側(cè)設(shè)有單側(cè)坡口面的構(gòu)件76a與具有平坦面的下板76c對(duì)接，用上述圖1所示的焊接方法由坡口側(cè)進(jìn)行焊接。藉此，可以在構(gòu)件76a的單側(cè)坡口面和下板76c的平坦面間的坡口處形成焊道76g，同時(shí)可以在構(gòu)件76a的坡口里側(cè)的面和下板76c的平坦面間熔敷角焊形狀的焊道76B。
這樣，即使在按照?qǐng)D14所示的焊接結(jié)構(gòu)件中，也不需要設(shè)填密材料和防止燒穿穿透等所用的焊道，另外也沒(méi)必要為了在結(jié)構(gòu)件的內(nèi)側(cè)對(duì)構(gòu)件76a的側(cè)部進(jìn)行焊接而設(shè)操作者進(jìn)入用的人孔等，可以僅從外側(cè)焊接就能夠制成焊接到內(nèi)側(cè)的箱形焊接結(jié)構(gòu)件。
圖15是表示圖12中的符號(hào)XV示出的液壓挖土機(jī)的起重臂的板厚不同的上板彼此對(duì)接的接頭部的剖面圖。是形成起重臂74的上板的板厚厚的構(gòu)件74a′同樣和板厚薄的構(gòu)件74a”的對(duì)接接頭。兩構(gòu)件74a′，74a”在圖中按照下面成為同一面那樣使兩者的端部彼此對(duì)接。在構(gòu)件74a”上設(shè)有單側(cè)坡口面74k。另外，為了不引起對(duì)強(qiáng)度的極端的變化，在本實(shí)施方式中，板厚厚的構(gòu)件74a′向著與板厚薄的構(gòu)件74a”的對(duì)接部，例如在位置T1和位置T2間設(shè)有傾斜面。
在圖15所示的焊接接頭中，可以使用在第1實(shí)施方式的第3實(shí)施例中參照?qǐng)D6說(shuō)明的焊接方法，由坡口74k側(cè)焊接，相對(duì)于構(gòu)件74a′的對(duì)接端面以規(guī)定的傾斜角度發(fā)生電弧，。藉此，在構(gòu)件74a′的對(duì)接端面和構(gòu)件74a”的單側(cè)坡口面74k的里面之間能夠形成角焊形狀的焊道B74′。5.第5實(shí)施方式圖16至圖21用于說(shuō)明本發(fā)明的第5實(shí)施方式，對(duì)于與在這以前說(shuō)明的各部分同等的各部分賦予同樣的參照符號(hào)，省略重復(fù)的說(shuō)明。
5.1全體構(gòu)成圖16是表示本實(shí)施方式的焊接裝置概略構(gòu)成的圖。圖中，本焊接裝置基本上由自動(dòng)機(jī)本體3、自動(dòng)機(jī)控制裝置4和進(jìn)行焊接的第1及第2母材1，2構(gòu)成。在第1母材的對(duì)接側(cè)的端部，設(shè)有形成レ形坡口的單側(cè)坡口面1b。第2母材2與第1母材的對(duì)接部是平坦面。
自動(dòng)機(jī)本體3可旋轉(zhuǎn)地構(gòu)成，在自動(dòng)機(jī)本體3上設(shè)有平行連桿部3A，在平行連桿部3A上設(shè)有自動(dòng)機(jī)臂3B。另外，自動(dòng)機(jī)本體由自動(dòng)機(jī)控制裝置4控制。該自動(dòng)機(jī)控制裝置4用于輸出指令信號(hào)并使自動(dòng)機(jī)臂3B在未圖示的至少互相垂直的X、Y、Z的3個(gè)軸向方向進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。自動(dòng)機(jī)控制裝置4由為輸入·記憶各種控制設(shè)定值等的輸入部4A、控制自動(dòng)機(jī)臂3B的位置·姿勢(shì)的位置控制部4B和控制焊接速度的速度控制部4C等構(gòu)成。在自動(dòng)機(jī)臂3B的前端設(shè)有焊炬5，在焊炬5上保持焊絲6，焊絲6通過(guò)焊炬5由送進(jìn)裝置8送進(jìn)。7A及7B是為供給焊接功率的電纜。電纜7A在自動(dòng)機(jī)上具備的送給裝置8側(cè)與焊絲6連接，電纜7B與焊接母材1或2連接。電纜7A、7B與焊接電源裝置9連接，藉此使焊絲6和母材1或2與焊接電源裝置9連接。在電纜7A上安裝了電壓檢測(cè)器10和電流檢測(cè)器11，由電壓檢測(cè)器10檢測(cè)由焊接電源裝置9供給焊絲6的焊接電流的電壓，由電流檢測(cè)器11檢測(cè)由焊接電源裝置9供給焊絲6的焊接電流。再有，檢測(cè)的焊接電壓和焊接電流被輸入功率診斷裝置23中。
在焊接電源裝置9的前段設(shè)有輸出控制器22，在輸出控制器22的前段分別并列設(shè)有電壓控制器13和電流控制器15。另外，在電壓控制器13的前段設(shè)有平均電壓設(shè)定器12，在電流控制器15的前段設(shè)有平均電流設(shè)定器14。平均電壓設(shè)定器12設(shè)定應(yīng)供給焊絲6的平均電壓值，電壓控制器13將在平均電壓設(shè)定器12中設(shè)定的平均電壓值、由電壓檢測(cè)器10檢測(cè)的實(shí)際電壓值和通過(guò)后述的功率診斷部23輸入的實(shí)際平均電壓值相比較，輸出電壓控制信號(hào)。平均電流設(shè)定器14設(shè)定應(yīng)供給焊絲6的平均電流值，電流控制器15將在平均電流設(shè)定器14中設(shè)定的平均電流值、由電流檢測(cè)器11檢測(cè)的實(shí)際電流值和通過(guò)后述的功率診斷部23輸入的實(shí)際平均電流值相比較，輸出電流控制信號(hào)。將來(lái)自電壓控制器13的電壓控制信號(hào)和來(lái)自電流控制器15的電流控制信號(hào)輸入到輸出控制器22中，根據(jù)這些控制信號(hào)，輸出控制由焊接電源裝置9應(yīng)供給的功率的控制信號(hào)。
輸入來(lái)自上述電壓檢測(cè)器10和電流檢測(cè)器11檢測(cè)輸出的功率診斷裝置23由輸入部23A、比較部23B、輸出部23C構(gòu)成。輸入部23A對(duì)比由平均電壓設(shè)定器12設(shè)定的平均電壓高的電壓的第1電壓設(shè)定值和比由平均電壓設(shè)定器12設(shè)定的平均電壓低的電壓的第2電壓設(shè)定值、或比由平均電流設(shè)定器14設(shè)定的平均電流高的電流的電流設(shè)定值進(jìn)行設(shè)定。比較部23B將由電壓檢測(cè)器10輸入的實(shí)際電壓值和上述第1及上述第2電壓設(shè)定值相比較，將后述的位置控制信號(hào)輸出給自動(dòng)機(jī)控制裝置4，同時(shí)將由電流檢測(cè)器11輸入的實(shí)際電流值和上述第1電流設(shè)定值或上述第2電壓設(shè)定值相比較，將位置控制信號(hào)輸出給自動(dòng)機(jī)控制裝置4。輸出部23C將由電壓檢測(cè)器10和電流檢測(cè)器11檢測(cè)的實(shí)際電壓值及實(shí)際電流值分別輸出給電壓控制器13及電流控制器15。而且，本焊接裝置具備控制上述各控制裝置和自動(dòng)機(jī)等全體的計(jì)算機(jī)等。
5.2動(dòng)作使用這樣構(gòu)成的焊接裝置的焊接動(dòng)作按以下那樣進(jìn)行。
在圖16中，焊炬5安裝在自動(dòng)機(jī)臂3B上。焊絲6一邊保持在焊炬5中，一邊由焊炬5的前端突出規(guī)定的長(zhǎng)度，并由焊絲送進(jìn)裝置8送進(jìn)，。因此，如圖1所示，焊絲6插入由單側(cè)坡口面1b形成的第1母材1與具有平坦面2a的第2母材2的接觸形成的坡口。這時(shí)，焊絲6相對(duì)于平坦面2a傾斜規(guī)定的傾斜角度δ，而且向著規(guī)定的目標(biāo)位置P2配置。這樣的位置控制通過(guò)自動(dòng)機(jī)控制裝置4的輸入部4A及位置控制部4B進(jìn)行。另外，移動(dòng)路徑和焊接速度由輸入部4A賦予速度控制部4C，據(jù)此焊絲6在與紙面垂直的方向上移動(dòng)。另外，由功率診斷裝置23的輸入部23A，預(yù)先輸入第1及第2電壓設(shè)定值和電流設(shè)定值，并記憶在比較部23B中。
在這樣設(shè)定的狀態(tài)下，開(kāi)始根部的電弧焊炬。焊接開(kāi)始時(shí)，電壓檢測(cè)器10和電流檢測(cè)器11分別檢測(cè)電纜7A的實(shí)際電壓值及實(shí)際電流值。若在焊接中因自動(dòng)機(jī)搖擺或第1、第2母材1、2的位置偏離等使焊絲6例如靠近第1母材1的坡口側(cè)時(shí)，熱容量小的第1母材的單側(cè)坡口面1b側(cè)的端部會(huì)最終被燒穿而不能夠形成焊道。若第1母材1的單側(cè)坡口面1b側(cè)的端部燒穿時(shí)，電弧透到第1母材1的里側(cè)，使實(shí)際電壓值變高。因此，功率診斷裝置23的比較部23B將實(shí)際電壓值與預(yù)先輸入的第1及第2電壓設(shè)定值相比較，當(dāng)實(shí)際電壓值超過(guò)第1電壓設(shè)定值時(shí)，將位置控制信號(hào)輸出給自動(dòng)機(jī)本體3的位置控制部4B，使焊絲6向第2母材2側(cè)移動(dòng)。藉此，焊絲6就可以進(jìn)行由第1母材1側(cè)向靠近第2母材2側(cè)的移動(dòng)修正。
與此相反，當(dāng)焊絲6和第1、第2母材1、2的相對(duì)位置關(guān)系相對(duì)設(shè)定位置靠近第2母材2側(cè)時(shí)，向第1母材1側(cè)的傳入熱變小，熔融物不能夠被擠壓到坡口的里側(cè)，而熔融物在跟前側(cè)積存。于是，因焊絲6的突出的長(zhǎng)度變短，所以出現(xiàn)實(shí)際電壓值下降、實(shí)際電流值變高的現(xiàn)象。因此，比較部23B將實(shí)際電壓值與預(yù)先輸入的電壓設(shè)定值相比較，實(shí)際電壓值低于第2電壓設(shè)定值時(shí)，將位置控制信號(hào)指令給位置控制部4B，使焊絲6向坡口側(cè)移動(dòng)。藉此，焊絲6向第1母材1側(cè)進(jìn)行移動(dòng)修正?；蛘?，采用由電流檢測(cè)器11檢測(cè)實(shí)際電流，比較部23B將實(shí)際電流值與預(yù)先輸入的電流設(shè)定值相比較，實(shí)際電流值超過(guò)電流設(shè)定值時(shí)，將位置控制信號(hào)指令給位置控制部4B，使焊絲6向第1母材1側(cè)移動(dòng)。這樣，也可以使焊絲6向第1母材1側(cè)進(jìn)行移動(dòng)修正。
另一方面，功率診斷裝置23的輸出部23C將由電壓檢測(cè)器10及電流檢測(cè)器11檢測(cè)的實(shí)際電壓值及實(shí)際電流值分別輸出給電壓控制器13及電流控制器15。由電壓控制器13將實(shí)際電壓值與預(yù)先設(shè)定的平均電壓值相比較，將電壓控制指令信號(hào)輸出給輸出控制部22，使實(shí)際電壓值成為預(yù)先設(shè)定的平均電壓值。另外，電流控制器15將實(shí)際電流值與預(yù)先設(shè)定的平均電流值相比較，將電流控制指令信號(hào)輸出給輸出控制部，使實(shí)際電流值成為預(yù)先設(shè)定的平均電流值。輸出控制部22根據(jù)輸入的電壓控制指令信號(hào)和電流控制指令信號(hào)，將調(diào)整由焊接電源裝置9供給的電壓和電流的控制信號(hào)輸出給焊接電源裝置9，以調(diào)整供給功率成為設(shè)定值。
在這樣的本實(shí)施方式的焊接裝置中，一邊將焊絲6和第1、第2母材1、2的位置關(guān)系移動(dòng)修正到設(shè)定位置，一邊還將平均電壓和平均電流修正為設(shè)定值，因此僅由坡口側(cè)的焊接，就能夠一邊在位于坡口里側(cè)的第1母材1的里面1c和第2母材2的平坦面2a處熔敷角焊形狀的焊道，一在在坡口處進(jìn)行沒(méi)有未熔敷部的穩(wěn)定的焊接。
5.3采用橫向擺動(dòng)的焊接在本實(shí)施方式的焊接裝置中，還可以一邊使焊絲6作橫向擺動(dòng)一邊進(jìn)行焊接。橫向擺動(dòng)，如圖10說(shuō)明的那樣，在使焊炬5及焊絲6的姿勢(shì)傾斜規(guī)定的傾斜角度δ的狀態(tài)下，按照箭頭50或者箭頭60所示那樣以規(guī)定的振幅進(jìn)行搖動(dòng)，或者如圖11說(shuō)明的那樣，以傾斜角度δ作為中心，使焊絲6進(jìn)行頭部圓弧狀搖擺搖動(dòng)。這些擺動(dòng)動(dòng)作，根據(jù)由自動(dòng)機(jī)3的輸入部4A預(yù)先輸入的輸入信號(hào)，由位置控制部4B的控制信號(hào)傳給自動(dòng)機(jī)而進(jìn)行。
圖17及圖18表示了橫向擺動(dòng)的例子。圖17是表示采用圖16所示焊接裝置的焊絲的橫向擺動(dòng)操作的一例，圖18是表示在向圖16所示焊接裝置的向坡口里側(cè)的熔融物的擠壓為下限的焊接條件下，焊絲的橫向擺動(dòng)位置與在焊絲上發(fā)生的焊接電壓的關(guān)系的圖。
圖18用實(shí)線顯示的特性表示當(dāng)如圖17所示，焊炬5及焊絲6相對(duì)于第2母材2的平坦面2a傾斜規(guī)定的傾斜角度δ向著目標(biāo)位置P2時(shí)、將擺動(dòng)的振幅中心取為L(zhǎng)0，從該中心L0搖擺到第1母材1側(cè)的位置L1時(shí)和搖擺到第2母材2側(cè)的位置L2時(shí)的擺動(dòng)位置(時(shí)間)與焊絲6上發(fā)生的焊接電壓的關(guān)系。另外，在此為了簡(jiǎn)單地進(jìn)行說(shuō)明，所表示的情況是規(guī)定的傾斜角度δ取第1母材1的レ形坡口角度的1/2，將圖17所示的擺動(dòng)中心L0設(shè)定為面向目標(biāo)位置P2的位置。
另外，用圖18的虛線顯示的特性表示對(duì)于焊絲6的傾斜角度δ與上述同樣取レ形坡口角度的1/2，將焊絲6的目標(biāo)位置取為單側(cè)坡口面1b的端部與第2母材2的平坦面2a接觸的接觸位置P1，將焊絲6的擺動(dòng)中心取為L(zhǎng)0’(未圖示，以下同樣)，從該中心L0’搖擺到第1母材1側(cè)的位置L1’時(shí)和搖擺到第2母材2側(cè)的位置L2’(L1’＝L2’)時(shí)的擺動(dòng)位置(時(shí)間)與焊絲6上發(fā)生的焊接電壓的關(guān)系。但是，這些場(chǎng)合是選擇用電弧將熔融物向坡口里側(cè)的擠壓為下限的焊接條件的情況。
在將目標(biāo)位置取為接觸位置P1進(jìn)行擺動(dòng)的場(chǎng)合、擺動(dòng)的中心L0’向著接觸位置P1點(diǎn)時(shí)，因位于中心L0’的焊絲6從焊絲6的前端至坡口的距離相對(duì)最長(zhǎng)，所以焊接電壓如圖18虛線所示那樣成為最高的值。然后假設(shè)使焊絲6搖擺到第1母材1側(cè)時(shí)，因焊絲6的前端和第1母材1的距離漸漸靠近，所以電壓如圖18虛線所示那樣緩慢下降，在距第1母材1最近的位置L1’處成為最低。接著，若開(kāi)始向第2母材2側(cè)返回時(shí)，電壓如圖18虛線所示那樣一邊再次緩慢上升，一邊在搖擺中心L0’處再成為最高電壓，在距第2母材2側(cè)最近的位置L2’處電壓成為最低，如此反復(fù)。
接著對(duì)如下的擺動(dòng)動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明如圖17所示那樣，以將焊絲6的目標(biāo)位置取為P2、傾斜角度取為δ的位置作為搖擺的中心L0，從該中心L0到位于第1母材1側(cè)的位置L1使焊絲6搖擺時(shí)和到位于第2母材2側(cè)的位置L2使焊絲6搖擺時(shí)的擺動(dòng)動(dòng)作。
此時(shí)，如圖18所示，因焊絲6位于擺動(dòng)的中心L0時(shí)，焊絲6的前端和坡口的距離不是最大，所以此時(shí)的電壓成為與其距離相當(dāng)?shù)碾妷褐?。然后隨著向第1母材1側(cè)移動(dòng)，電壓值如圖18實(shí)線所示那樣緩慢變大，在焊絲6向著接觸位置P1時(shí)成為最大電壓。然后到位置L1電壓又漸漸下降，接著，在開(kāi)始向第2母材2側(cè)返回時(shí)，在接觸位置P1處再次成為最大電壓值，而后漸漸接近第2母材2側(cè)，因此在位置L2處成為最低電壓，如此反復(fù)。
這些焊絲6的位置與電壓值的關(guān)系可以根據(jù)坡口形狀、目標(biāo)位置和傾斜角度等的設(shè)定條件用實(shí)驗(yàn)或計(jì)算求出。這些值由診斷裝置23的輸入部23A預(yù)先設(shè)定到比較部23B中。
其中，為進(jìn)行上述擺動(dòng)的焊炬5的位置控制，由自動(dòng)機(jī)控制裝置4的輸入部4A預(yù)先設(shè)定在位置控制部4B中。另外，焊接電壓由電壓檢測(cè)器10檢測(cè)，由比較部23B根據(jù)其檢測(cè)值求出實(shí)際電壓值和實(shí)際平均電壓值。比較部23B比較實(shí)際電壓值和預(yù)先設(shè)定的平均電壓值，以判斷實(shí)際目標(biāo)位置是否正確，發(fā)生偏移時(shí)，將位置控制信號(hào)輸出給自動(dòng)機(jī)控制裝置4的位置控制部4B，控制目標(biāo)位置使其成為設(shè)定位置。
另外，根據(jù)電壓檢測(cè)器10的檢測(cè)值由功率診斷裝置23的比較部23B求出實(shí)際平均電壓值V0。該值V0通過(guò)輸出部23C輸出給電壓控制部13，由該電壓控制部13將指令信號(hào)輸出給輸出控制部22，調(diào)整電壓，使上述實(shí)際電壓值成為預(yù)先設(shè)定的平均電壓值。
以上是選擇由電弧產(chǎn)生的熔融物向坡口里側(cè)的擠壓為下限的焊接條件的情況，而以下是最大限度地向坡口里側(cè)形成焊道的焊接條件、且圖17所示的擺動(dòng)的中心L0處于接觸位置P1點(diǎn)(即擺動(dòng)的中心處于上述的未圖示的L0’)的情況。
圖19是表示在向圖16所示焊接裝置中熔融物向坡口里側(cè)的的擠壓為最大限度的焊接條件下，焊絲的橫向擺動(dòng)位置與在焊絲上發(fā)生的焊接電壓的關(guān)系的圖。
此時(shí)，焊絲6由上述未圖示的中心L0’向第2母材2側(cè)靠近并到達(dá)位置L2’、直至返回到中心L0’區(qū)域內(nèi)，電壓波形顯示出與上述圖18的虛線所示電壓同一軌跡。但是，焊絲6通過(guò)中心L0’搖擺至第1母材1側(cè)時(shí)，在處于超過(guò)中心L0’的某位置，在熱容量小的第1母材1的單側(cè)坡口面1b側(cè)的端部傳入過(guò)多的熱量，最終發(fā)生電弧對(duì)坡口的里側(cè)的穿透。于是，焊絲6的前端和第2母材2間發(fā)生電弧，使兩者的距離急劇增大。
結(jié)果，描繪出與圖18的虛線同一軌跡的電壓從其軌跡偏離，并急劇增大。然后，焊絲6的前端和第2母材2間的距離漸漸變寬直至達(dá)到位置L1’，因此電壓也再稍微增大。接著從位置L1’開(kāi)始返回時(shí)，電壓也開(kāi)始稍微下降，最終向第1母材1的端部的傳入的熱減少，穿透消除，同時(shí)電壓返回上述圖18的虛線的軌跡上，直接到達(dá)位置L0’。
由以上說(shuō)明可以看出，當(dāng)焊絲6處于比位置L0’更靠近第1母材1側(cè)時(shí)，電壓急劇上升的時(shí)間與在坡口里側(cè)形成的焊道的形成量相關(guān)，在沒(méi)有如上述圖18的虛線那樣急劇上升的區(qū)間的場(chǎng)合，焊道的形成最小。另外，該區(qū)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，電弧的穿透過(guò)剩，使第1母材1和焊道B4分離，不能夠得到良好的焊接結(jié)果。
因此，必須根據(jù)所希望的焊道形成量控制該區(qū)間的時(shí)間。特別是當(dāng)存在電壓急劇上升區(qū)間時(shí)，更有必要控制該時(shí)間。
圖20及圖21是表示圖16所示焊接裝置的焊絲擺動(dòng)位置控制步驟的程序方框圖。該控制由自動(dòng)機(jī)控制裝置4實(shí)行。在該控制中，首先，監(jiān)視電壓，檢驗(yàn)是否是極大點(diǎn)V1，在檢測(cè)出極大點(diǎn)V1(相當(dāng)于P1位置的電壓)的時(shí)刻，由自動(dòng)機(jī)本體3具有的三元坐標(biāo)和焊炬5的動(dòng)作方向判別當(dāng)時(shí)焊炬5的位置相對(duì)于擺動(dòng)中心是處于第1母材1側(cè)，或者是處于第2母材2側(cè)(步驟S2)。如果是在第2母材2側(cè)，則返回步驟S1，如果是在坡口側(cè)，則等待經(jīng)過(guò)第1規(guī)定時(shí)間Δt1(步驟S3)。如果經(jīng)過(guò)第1規(guī)定的時(shí)間Δt1，則判別電壓是否超過(guò)預(yù)定的臨界值V2(步驟S4)。未超過(guò)時(shí)，判別是否經(jīng)過(guò)第2規(guī)定的時(shí)間Δt2(步驟S5)，如果經(jīng)過(guò)則實(shí)行后述的步驟S13。如果未經(jīng)過(guò)第2規(guī)定時(shí)間Δt2，則返回步驟S4。在步驟S4中，如果電壓超過(guò)臨界值V2，則將此時(shí)的時(shí)刻t3存入輸入部4A中(步驟S6)。如果存入時(shí)刻t3，則判別電壓是否低于臨界值V2(步驟S7)。不低于時(shí)，判別是否經(jīng)過(guò)第2規(guī)定時(shí)間Δt2(步驟S8)，如果經(jīng)過(guò)則實(shí)行后述的步驟S12。如果未經(jīng)過(guò)第2規(guī)定時(shí)間Δt2，則返回步驟S7。在步驟S7中，如果電壓低于臨界值V2，將此時(shí)的時(shí)刻t4存入(步驟S9)。
接著，等待經(jīng)過(guò)第2規(guī)定的時(shí)間Δt2(步驟S10)。如果經(jīng)過(guò)第12規(guī)定的時(shí)間Δt2，則將時(shí)刻t4和時(shí)刻t3的差(t4-t3)和適當(dāng)?shù)夭皇沟?母材1的端部穿透而進(jìn)行適度熔融的目標(biāo)時(shí)間Δt0相比較(步驟S11)。如果前者比后者大，則穿透量過(guò)大，因此使擺動(dòng)的中心向第2母材2側(cè)修正(步驟12)。如果兩者相等，則不直接變更擺動(dòng)中心。如果前者比后者小，則穿透量不足，因此使擺動(dòng)中心向第1母材1側(cè)修正(步驟S13)。
另外，在步驟S5中，當(dāng)未超過(guò)臨界值V2而經(jīng)過(guò)第2規(guī)定時(shí)間Δt2時(shí)，穿透量不足，因此使擺動(dòng)的中心向第1母材1側(cè)修正(步驟S13)。另一方面，在步驟S8中，當(dāng)不低于臨界值V2而經(jīng)過(guò)第2規(guī)定時(shí)間Δt2時(shí)，穿透量過(guò)大，因此使擺動(dòng)的中心向第2母材2側(cè)修正(步驟S12)。或者在這些場(chǎng)合下，也可以由自動(dòng)機(jī)控制裝置4發(fā)出焊道不良的中止焊接的指令。
步驟S12及步驟S13中的擺動(dòng)中心的修正量，通過(guò)步驟S11中的大小關(guān)系，由步驟S5實(shí)行或者由步驟S8實(shí)行，適宜地變更其修正量，并將指令發(fā)出給自動(dòng)機(jī)控制裝置4。另外，也可以在修正擺動(dòng)中心的同時(shí)，一并變更焊接電流和速度等焊接條件。
此外，臨界值V2及目標(biāo)時(shí)間Δt0、還有第1、第2規(guī)定時(shí)間Δt1、Δt2可以通過(guò)焊接條件和坡口形狀、作為目標(biāo)的焊道的形成量等而變更。
如以上所述，監(jiān)視焊絲6處于第1母材1側(cè)時(shí)的實(shí)際電壓值，根據(jù)實(shí)際電壓值的變化，可以自動(dòng)地修正擺動(dòng)中心，因此，在焊接中即使第1、第2母材1、2上下發(fā)生變形使目標(biāo)位置與設(shè)定位置偏離，也能夠一邊修正該偏離一邊進(jìn)行焊接。因而，僅由坡口側(cè)進(jìn)行電弧焊接，能夠精度更良好并高效地在坡口相對(duì)側(cè)熔敷角焊形狀的焊道。
另外，在坡口處與焊絲6的前端的距離方向上發(fā)生移動(dòng)和變形時(shí)，能夠控制成沿焊接線進(jìn)行仿效。
在這種場(chǎng)合下，將上述圖19中焊絲6通過(guò)擺動(dòng)搖擺到第1母材1的坡口側(cè)、再返回到接觸位置P1處時(shí)的時(shí)間，和其后搖擺到第2母材2側(cè)、再返回到接觸位置P1間的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，同時(shí)計(jì)測(cè)其間供給焊絲6的實(shí)際電壓值，以接觸位置P1作為基點(diǎn)，演算在第2母材2側(cè)擺動(dòng)的1個(gè)來(lái)回間的平均實(shí)際電壓值。在圖19中，將V0取為預(yù)先設(shè)定的平均電壓值，上述實(shí)際平均電壓值超過(guò)規(guī)定的上限臨界值V0U時(shí)，焊絲6和坡口焊接部的距離比規(guī)定的設(shè)定位置遠(yuǎn)離，要使焊絲6靠近坡口(在圖17中在接觸位置P1側(cè)的水平方向)。相反，上述實(shí)際平均電壓值低于下限臨界值V0L時(shí)，焊絲6和坡口的距離比規(guī)定的設(shè)定位置過(guò)于接近，要使焊絲6移動(dòng)，使其由坡口(在圖17中在接觸位置P1側(cè))沿水平方向離開(kāi)。
按照這樣作擺動(dòng)時(shí)，如圖24所示，在接觸位置P1和目標(biāo)位置P2間的距離為0.05mm～5mm寬范圍內(nèi)，若縱向焊腳長(zhǎng)度(連接■點(diǎn)的實(shí)線)為7～5mm及橫向焊腳長(zhǎng)度(連接▲點(diǎn)的實(shí)線)為4～3mm時(shí)，可以得到穩(wěn)定的焊腳長(zhǎng)度。也就是說(shuō)，通過(guò)擺動(dòng)可以對(duì)目標(biāo)位置的偏離可以擴(kuò)大似然度。
另外，以上對(duì)于監(jiān)視電壓的變化的場(chǎng)合進(jìn)行了敘述，但也可以監(jiān)視電流的變化作。但是，該場(chǎng)合的增減與電壓的場(chǎng)合成為上下反轉(zhuǎn)的形狀。另外，作為焊接電流，除直流外，還可以使用具有高指向性的脈沖波形電流或正弦波電流等，但優(yōu)選使用脈沖波形電流這樣指向性高的電流。6.第6實(shí)施方式圖22是表示第6實(shí)施方式的焊接裝置的構(gòu)成的圖，對(duì)于與上述圖16所示的第5實(shí)施方式同等的各部分賦予同樣的參照符號(hào)，省略重復(fù)的說(shuō)明。
該第6實(shí)施方式的焊接裝置，在焊接電流中重疊脈沖狀電流構(gòu)成，對(duì)于圖16所示的焊接裝置，在輸出控制器22’的前段，與電壓控制器13及電流控制器15并列設(shè)有脈沖波形控制器19，另外，在該脈沖波形控制器19的前段并列設(shè)有設(shè)定脈沖電流峰值電壓的峰值電壓設(shè)定器16、設(shè)定脈沖電流基本電壓的基本電壓設(shè)定器17及設(shè)定脈沖電流脈沖時(shí)間的脈沖時(shí)間設(shè)定器18，同時(shí)由功率診斷裝置23’輸入脈沖時(shí)間的實(shí)際時(shí)間。在脈沖波形控制器19中，由峰值電壓設(shè)定器16、基本電壓設(shè)定器17及脈沖時(shí)間設(shè)定器18分別輸入峰值電壓、基本電壓及脈沖時(shí)間，根據(jù)該輸入生成基本的所希望的脈沖波形。
輸出控制器22’根據(jù)由上述電壓控制器13和電流控制器15及脈沖波形控制器19輸入的控制信號(hào)，控制由焊接電源裝置9輸出的焊接功率。功率診斷裝置23’由輸入部23A’、比較部23B’和輸出部23C’等構(gòu)成。輸入部23A’設(shè)定比平均電壓設(shè)定器12設(shè)定的平均電壓高的電壓的第1電壓設(shè)定值、比平均電壓設(shè)定器12設(shè)定的平均電壓低的電壓的第2電壓設(shè)定值、和比平均電流設(shè)定器14設(shè)定的平均電流高的電流的電流設(shè)定值。比較部23B’將由電壓檢測(cè)器10輸入的實(shí)際電壓值和上述第1及上述第2電壓設(shè)定值相比較，將后述的位置控制信號(hào)輸出給自動(dòng)控制機(jī)裝置4，同時(shí)將由電流檢測(cè)器11輸入的實(shí)際電流值和上述電流設(shè)定值相比較，將位置控制信號(hào)輸出給自動(dòng)機(jī)控制裝置4。另外，在比較部23B’中，根據(jù)由電壓檢測(cè)器10和電流檢測(cè)器11檢測(cè)的分別檢測(cè)值，除具備求出平均實(shí)際電壓值及平均實(shí)際電流值的機(jī)能外，還具備求出脈沖電流的實(shí)際峰值電流值(或電壓值)、實(shí)際基本電流(或電壓)值及脈沖的實(shí)際時(shí)間(寬度)的機(jī)能。由輸出部23C’分別將實(shí)際平均電壓值和實(shí)際平均電流值輸出給電壓控制器13及電流控制器15，實(shí)際峰值電流值、實(shí)際基本電流值及脈沖時(shí)間的實(shí)際時(shí)間被輸出給脈沖波形控制器19。另外，與第5實(shí)施方式同樣，焊接裝置具備控制上述各控制裝置和自動(dòng)機(jī)等其全體的計(jì)算機(jī)等。
使用這樣構(gòu)成的焊接裝置的焊接按以下進(jìn)行。
在圖22中，將由峰值電壓設(shè)定器16、基本電壓設(shè)定器17及脈沖時(shí)間設(shè)定器18各自的設(shè)定值輸入脈沖波形控制器19中時(shí)，由該脈沖波形控制器19生成脈沖波形。其波形控制信號(hào)輸出給輸出控制部22’。在輸出控制部22’中，根據(jù)來(lái)自電壓控制器13的平均電壓控制信號(hào)、來(lái)自電流控制器15的平均電流控制信號(hào)和來(lái)自脈沖波形控制器19的脈沖波形控制信號(hào)，控制焊接電源裝置9，使得由焊接電源裝置9供給所希望的波形的功率。脈沖波形根據(jù)焊接所用電源裝置9的特性，按照電流·電壓的某一個(gè)或者兩個(gè)進(jìn)行設(shè)定。
圖23是前面較少觸及，但與圖22中所示第5實(shí)施方式有關(guān)的焊接裝置的脈沖電流的波形圖。
在圖23中，Ap表示峰值電流、Ab表示基本電流、Tp表示脈沖幅度即脈沖時(shí)間。Aa表示平均電流值。該平均電流值A(chǔ)a是由上述平均電流設(shè)定器14設(shè)定的值。根據(jù)這些設(shè)定值A(chǔ)p、Ab、Tp及Aa，由上述輸出控制器22’求出脈沖基本電流的幅度即時(shí)間Tb，將脈沖波形與直流電流重疊的波形作為輸出控制信號(hào)賦予焊接電壓裝置9。
更具體地說(shuō)，在圖23實(shí)線所示的波形中，例如賦予峰值電流Ap為400A、基本電流Ab為200A、脈沖時(shí)間Tp例如為1/50sec。此外，示出了基于平均電流設(shè)定器14賦予的平均電流值A(chǔ)a＝300A，求出基本電流的幅度即時(shí)間Tb(此時(shí)，Tb＝Tp＝1/50sec)。
這樣使脈沖狀電流與直流電流重疊并將所得到的脈沖電流作為焊接電流使用時(shí)，電弧的指向性比僅用直流電流高，能夠更正確地在焊絲6的目標(biāo)位置發(fā)生電弧，可以進(jìn)行更穩(wěn)定的坡口的電弧焊接。
另外，圖23中用雙點(diǎn)劃線表示的波形，相對(duì)于用實(shí)線表示的波形，是在例如將峰值電流取再提高100A的Ap’(＝500A)，將脈沖時(shí)間取實(shí)線情況的1/2，將平均電流Aa及基本電流Ab分別取與實(shí)線相同的原來(lái)的300A及200A時(shí)的脈沖波形。
此時(shí)，由于基本電流Ab(＝200A)和平均電流Aa(＝300A)與用實(shí)線表示的波形相同，所以相對(duì)于用實(shí)線表示波形時(shí)脈沖的周期為(Tp+Tb)，在用雙點(diǎn)劃線表示波形時(shí)周期變短為((Tp×1/2)+Tb)。將此情況用負(fù)荷表示時(shí)，相對(duì)于用實(shí)線表示波形時(shí)Tp/(Tp+Tb)＝(1/50)/(1/50+1/50)＝1/2，在用雙點(diǎn)劃線表示波形時(shí)就成為Tp’/(Tp’+Tb’)＝(1/50×1/2)/((1/50×1/2)+1/50)＝1/3。
在圖23中用虛線表示的波形相對(duì)于用實(shí)線表示的波形，例如是將峰值電流Ap、基本電流Ab及平均電流Aa與實(shí)線相同分別取為原來(lái)的400A、200A及300A，將脈沖時(shí)間Tp”取為用實(shí)線表示波形時(shí)的1/2時(shí)的脈沖波形。此時(shí)，基本電流的幅度Tb”與Tp”相等，負(fù)荷是與用實(shí)線表示波形時(shí)相同的1/2。
照這樣在圖23中對(duì)脈沖波形提示了幾個(gè)例子，但脈沖波形的負(fù)荷小的一方電弧的指向性提高。但是，焊接平均電流Aa、脈沖峰值電流Ap及基本電流Ab與種種焊接條件等有關(guān)，從焊接電弧的熔滴的移動(dòng)和電弧的穩(wěn)定性出發(fā)，在本實(shí)施方式中，平均電流Aa是300A左右、基本電流Ab是不足300A(也包含負(fù)值)、峰值電流Ap是350～500A左右、是實(shí)用的數(shù)值。
這樣，在本實(shí)施方式的焊接裝置中，除了在上述圖16說(shuō)明的第5實(shí)施方式焊接裝置中的控制以外，焊接電流使用脈沖電流，控制其脈沖電流成為預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值以提高電弧的指向性，就能夠更正確地捕捉電弧的目標(biāo)位置。藉此，僅由坡口側(cè)的焊接，就能夠一邊在坡口側(cè)的里側(cè)的里面1c處熔敷角焊形狀的焊道，一邊進(jìn)行坡口處沒(méi)有未熔敷部穩(wěn)定的焊接。
另外，雖然省略圖示，但在本實(shí)施方式的焊接裝置中，還可以將峰值電壓設(shè)定器16、基本電壓設(shè)定器17、脈沖時(shí)間設(shè)定器18及脈沖波形控制器19置換成正弦波電流設(shè)定器。此時(shí)，可以在焊接電流中用正弦波電流，因此與第6實(shí)施方式的焊接裝置同樣，可以提高電弧的指向性。結(jié)果，可以與第6實(shí)施方式的焊接裝置同樣進(jìn)行焊接。
如以上說(shuō)明那樣，按照本發(fā)明的焊接方法的實(shí)施方式和焊接裝置的實(shí)施方式，在對(duì)于由單側(cè)坡口面形成レ形、J形等坡口的第1母材1和第2母材2的接觸部的單側(cè)焊接中，可以全都不用預(yù)備焊道的生成和里側(cè)墊材等，而在現(xiàn)有技術(shù)中，如果不帶有里側(cè)墊材或不帶有未完成焊接的焊道是不可能的。藉此，能夠使在內(nèi)部焊接操作時(shí)需要許多時(shí)間的箱形焊接構(gòu)件的制作成本大幅度降低。
另外，在焊炬5進(jìn)入困難、在內(nèi)部不可能進(jìn)行焊接的構(gòu)件中，由于在坡口側(cè)和坡口的里側(cè)的兩方得到焊腳長(zhǎng)度，所以可以實(shí)現(xiàn)接頭強(qiáng)度的大幅度提高，另外，相反，不必加厚對(duì)接的2個(gè)母材的板厚等，就能達(dá)到維持強(qiáng)度等許多明顯效果。
另外，對(duì)于對(duì)接接頭，即使是對(duì)坡口的里側(cè)也要進(jìn)行焊接的焊接結(jié)構(gòu)，由于可以按照本發(fā)明僅由單側(cè)進(jìn)行焊接操作，所以也可以謀求高效地減少焊接工時(shí)。另外，由這些效果可以謀求焊接構(gòu)件設(shè)計(jì)的多樣化和高效化。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如以上所述，按照本發(fā)明的焊接方法，通過(guò)存在于設(shè)坡口的第1母材和有平坦面的第2母材之間的熱容量的差和焊絲的熔融，可以穩(wěn)定地進(jìn)行坡口的焊接，同時(shí)能夠在坡口的里側(cè)穩(wěn)定地熔敷角焊形狀的焊道。即，在熱容量大的第2母材側(cè)能發(fā)生較多的電弧，同時(shí)使熱容量小的第1母材的單側(cè)坡口面?zhèn)鹊亩瞬恳圆粺┑某潭热廴冢捎诤附z的熔融，一邊埋住坡口，一邊將熔融物擠壓到坡口的里側(cè)，因而還能夠形成角焊形狀的焊道。結(jié)果可以不要附設(shè)預(yù)備焊道，使操作性顯著提高。
此外，按照本發(fā)明的焊接接頭和焊接結(jié)構(gòu)件，能夠使制作費(fèi)用廉價(jià)，制作時(shí)間也縮短，因此可以使組裝它們的制品的生產(chǎn)率提高而且，按照本發(fā)明的焊接接頭和焊接結(jié)構(gòu)件，可以高精度地控制焊絲的位置，因此，能夠提供按照在母材外側(cè)的至少一個(gè)位置設(shè)坡口面、并由外側(cè)對(duì)坡口進(jìn)行焊接而在內(nèi)側(cè)熔敷角焊形狀的焊道的方式制作的焊接接頭和封閉斷面結(jié)構(gòu)件等，因此能顯著提高其生產(chǎn)率。
此外，由于使焊絲橫向擺動(dòng)能擴(kuò)大目標(biāo)位置的偏離似然度，結(jié)果可以高精度高效率地進(jìn)行焊接，從而能使焊接操作性顯著提高。
權(quán)利要求
1.焊接方法，其特征在于，在對(duì)焊第1母材和第2母材的焊接方法中，使在端部形成根表面及單側(cè)坡口面的第1母材的上述根表面與上述第2母材的平坦面接觸，使焊絲臨近由上述第1母材和上述第2母材的接觸形成的坡口，由上述焊絲的電弧熔融上述第1母材和上述第2母材的接觸部，將上述熔融生成的熔融物擠壓到上述坡口的里側(cè)并在上述坡口的里側(cè)形成焊道。
2.焊接方法，其特征在于，在對(duì)焊第1母材和第2母材的焊接方法中，將來(lái)自焊絲的電弧中心配置在位于上述第1母材上形成的單側(cè)坡口面和上述第2母材的平坦面相接的接觸位置或靠近其附近的目標(biāo)位置上，使上述電弧相對(duì)于上述第2母材的平坦面具有一定的傾斜角度并向橫切上述目標(biāo)位置的方向傾斜而照射，使上述第1母材和上述第2母材的接觸部熔融，使上述熔融產(chǎn)生的熔融物擠壓到上述坡口的里側(cè)并在上述坡口的里側(cè)形成焊道。
3.按照權(quán)利要求2所述的焊接方法，其特征在于，使上述焊絲一邊在上述坡口內(nèi)維持上述一定的傾斜角度，一邊以一定的搖擺幅度作橫向擺動(dòng)。
4.按照權(quán)利要求2所述的焊接方法，其特征在于，將在上述坡口內(nèi)的上述一定傾斜角度上的一定位置作為上述焊絲的橫向擺動(dòng)的中心，以一定的搖擺角度作橫向擺動(dòng)。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的焊接方法，其特征在于，上述焊絲作橫向擺動(dòng)時(shí)，以上述電弧通過(guò)上述接觸位置的時(shí)刻作為基準(zhǔn)，檢測(cè)從通過(guò)上述一定位置移動(dòng)至上述第1母材側(cè)直至重新返回至上述接觸位置的時(shí)間中的焊接電壓值或焊接電流值的變化量，根據(jù)上述檢測(cè)的變化量，使上述焊絲在坡口寬度方向上移動(dòng)，以使上述橫向擺動(dòng)的中心相對(duì)于上述坡口始終處于適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 6.按照權(quán)利要求3或4所述的焊接方法，其特征在于，上述焊絲作橫向擺動(dòng)時(shí)，以上述電弧通過(guò)上述接觸位置的時(shí)刻作為基準(zhǔn)，檢測(cè)從通過(guò)上述一定位置移動(dòng)至上述第1母材側(cè)直至重新返回至上述接觸位置的時(shí)間中的焊接電壓值或焊接電流值的變化量，根據(jù)上述檢測(cè)的變化量，使上述焊絲的前端相對(duì)于上述接觸位置作接近或分離，從而使上述橫向擺動(dòng)的中心相對(duì)于上述坡口始終處于適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 7.按照權(quán)利要求1或2所述的焊接方法，其特征在于，在上述坡口的里側(cè)形成的焊道是角焊形狀的焊道。
8.按照權(quán)利要求1或2所述的焊接方法，其特征在于，產(chǎn)生上述電弧的電流是直流。
9.按照權(quán)利要求1或2所述的焊接方法，其特征在于，產(chǎn)生上述電弧的電流是將直流電流和脈沖電流疊加的電流。
10.按照權(quán)利要求1或2所述的焊接方法，其特征在于，產(chǎn)生上述電弧的電流是正弦波電流。
11.T字形焊接接頭，其特征在于，對(duì)于將第1母材和第2母材對(duì)焊的T字形焊接接頭，使上述第2母材的平坦面和形成與上述平坦面接觸的根部表面及單側(cè)坡口面的第1母材的接觸部，通過(guò)臨近由上述單側(cè)坡口面和上述平坦面形成的坡口處的焊絲的電弧而熔融，將熔融生成的熔融物擠壓至上述坡口的里側(cè)，形成角焊形狀的焊道，在上述接觸部接合。
12.焊接接頭，其特征在于，對(duì)于將第1母材和第2母材對(duì)焊的平板的對(duì)焊接接頭，使上述第2母材的端面和形成與該端面接觸的根部表面及單側(cè)坡口面的第1母材的接觸部，通過(guò)臨近上述坡口的焊絲的電弧而熔融，將熔融生成的熔融物擠壓至與坡口側(cè)對(duì)側(cè)的里面，形成角焊形狀的焊道，在上述接觸部接合。
13.箱形焊接結(jié)構(gòu)件，其特征在于，對(duì)于將由板材構(gòu)成的母材多個(gè)對(duì)焊而形成的箱形焊接構(gòu)件，使對(duì)焊的2個(gè)母材中的一方的母材的平坦面和形成與該平坦面接觸的根部表面及單側(cè)坡口面的另一方母材的接觸部，通過(guò)臨近由上述單側(cè)坡口面和上述平坦面形成的坡口處的焊絲的電弧而熔融，將熔融生成的熔融物擠壓至與上述坡口側(cè)對(duì)側(cè)的上述一方的母材的里面，形成角焊形狀的焊道，在上述接觸部接合。
14.焊接裝置，其特征在于，在將第1母材和第2母材對(duì)焊的焊接裝置中，具備導(dǎo)入上述第1母材和上述第2母材的接觸部形成的坡口內(nèi)的焊絲；控制該焊絲的位置的控制裝置；供給上述接觸部焊接功率的焊接電源裝置；和當(dāng)由該焊接電源裝置供給接觸部的實(shí)際電壓值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的第1電壓設(shè)定值時(shí)，向上述控制裝置輸出使上述焊絲向上述第2母材靠近移動(dòng)的指令，當(dāng)實(shí)際電流值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的電流設(shè)定值時(shí)或者實(shí)際電壓值低于預(yù)先設(shè)定的第2電壓設(shè)定值時(shí)，向上述控制裝置輸出使上述焊絲向上述第1母材靠近移動(dòng)的指令的控制手段。
15.焊接裝置，其特征在于，在將第1母材和第2母材對(duì)焊的焊接裝置中，具備導(dǎo)入上述第1母材和上述第2母材的接觸部形成的坡口內(nèi)的焊絲；控制該焊絲的位置的控制裝置；供給上述接觸部焊接功率的焊接電源裝置；和當(dāng)由該焊接電源裝置供給接觸部的實(shí)際電壓值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的第1電壓設(shè)定值時(shí)，向上述控制裝置輸出使上述焊絲向上述第2母材靠近移動(dòng)的指令，當(dāng)實(shí)際電流值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的電流設(shè)定值時(shí)或者實(shí)際電壓值低于預(yù)先設(shè)定的第2電壓設(shè)定值時(shí)、向上述控制裝置輸出使上述焊絲向上述第1母材靠近移動(dòng)的指令，同時(shí)分別將實(shí)際電流值和電壓值與預(yù)先設(shè)定的平均電流和平均電壓相比較，將電流控制信號(hào)及電壓控制信號(hào)輸出給上述焊接電源裝置，使這些實(shí)際電流值和實(shí)際電壓值與預(yù)先設(shè)定的電流設(shè)定值、電壓設(shè)定值一致的控制手段。
16.焊接裝置，其特征在于，在將第1母材和第2母材對(duì)焊的焊接裝置中，具備焊絲；保持該焊絲的焊炬；在該焊炬上送進(jìn)上述焊絲的送進(jìn)手段；具有在直交的3軸方向上控制上述焊絲位置的位置控制部的控制裝置；向上述第1母材和上述第2母材的接觸部供給焊接功率的焊接電源裝置；設(shè)定焊接平均電壓的平均電壓設(shè)定器；設(shè)定焊接平均電流的平均電流設(shè)定器；為了使上述焊絲臨近由設(shè)在上述第1母材上的單側(cè)坡口面和上述第2母材的平坦面形成的坡口，在上述坡口的里側(cè)形成角焊形狀的焊道而檢測(cè)實(shí)際焊接電壓的電壓檢測(cè)器和檢測(cè)焊接電流的電流檢測(cè)器；輸入用上述電壓檢測(cè)器檢測(cè)的實(shí)際電壓值和用電流檢測(cè)器檢測(cè)的實(shí)際電流值，當(dāng)上述實(shí)際電壓值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的第1電壓設(shè)定值時(shí)，向上述位置控制部輸出使上述焊絲向上述第2母材靠近移動(dòng)的指令，當(dāng)用上述電流檢測(cè)器檢測(cè)的實(shí)際電流值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的電流設(shè)定值時(shí)或者用電壓檢測(cè)器檢測(cè)的實(shí)際電壓值低于預(yù)先設(shè)定的第2電壓設(shè)定值時(shí)，向上述位置控制部輸出使上述焊絲向上述第1母材靠近移動(dòng)的指令，同時(shí)輸出上述實(shí)際電壓值、輸出上述實(shí)際電流值的功率診斷部；將由上述平均電流設(shè)定器輸入的平均電流和由上述功率診斷部輸入的實(shí)際電流值相比較，輸出電流控制信號(hào)，使其成為預(yù)先設(shè)定的上述電流設(shè)定值的上述電流控制器；將由上述平均電壓設(shè)定器輸入的平均電壓和由上述功率診斷部輸入的實(shí)際電壓值相比較，輸出電壓控制信號(hào)，使其成為預(yù)先設(shè)定的上述電壓設(shè)定值的上述電壓控制器；和將由上述電流控制器輸出的上述電流控制信號(hào)和由上述電壓控制器輸出的上述電壓控制信號(hào)輸入，根據(jù)這些電流控制信號(hào)和電壓控制信號(hào)，將控制電源輸出的電源控制信號(hào)輸出給上述焊接電源裝置的上述輸出控制器。
17.按照權(quán)利要求16所述的焊接裝置，其特征在于，設(shè)有設(shè)定脈沖電壓的峰值電壓的峰值電壓設(shè)定器；設(shè)定基本電壓的基本電壓設(shè)定器；設(shè)定脈沖時(shí)間的脈沖時(shí)間設(shè)定器；和分別輸入由上述峰值電壓設(shè)定器、上述基本電壓設(shè)定器及上述脈沖時(shí)間設(shè)定器設(shè)定的峰值電壓設(shè)定值、基本電壓設(shè)定值及脈沖時(shí)間設(shè)定值，將實(shí)際的峰值電壓值、實(shí)際的基本電壓值及實(shí)際的脈沖時(shí)間分別與這些設(shè)定值相比較，將波形控制信號(hào)輸出給上述輸出控制器的脈沖波形控制器；上述功率診斷部包含根據(jù)由上述電壓檢測(cè)器檢測(cè)的實(shí)際電壓值和由上述電流檢測(cè)器檢測(cè)的實(shí)際電流值，求出實(shí)際的峰值電壓值、實(shí)際的基本電壓值及實(shí)際的脈沖時(shí)間，將這些信號(hào)輸出給上述脈沖波形控制器的手段；上述輸出控制器包含輸入由上述脈沖波形控制器輸出的上述波形控制信號(hào)，根據(jù)由上述電壓控制器輸入的電壓控制信號(hào)和由上述電流控制器輸入的電流控制信號(hào)，將控制電源輸出的電源控制信號(hào)輸出給上述焊接電源裝置的手段。
18.權(quán)利要求16所述的焊接裝置，其特征在于，上述脈沖波形控制器包含將焊接電流調(diào)制成正弦波電流，將實(shí)際的正弦波形與預(yù)先設(shè)定的設(shè)定正弦波形相比較，將波形控制信號(hào)輸出給上述輸出控制器的正弦波電流形成手段；上述功率診斷部包含根據(jù)由上述電壓檢測(cè)器檢測(cè)的實(shí)際電壓值和由上述電流檢測(cè)器檢測(cè)的實(shí)際電流值求出實(shí)際電流波形，將該實(shí)際電流波形輸出給上述正弦波電流形成手段的手段；上述輸出控制器包含根據(jù)由上述正弦波電流形成手段輸入的上述波形控制信號(hào)、由上述電壓控制器輸入的電壓控制信號(hào)和由上述電流控制器輸入的電流控制信號(hào)，將控制電源輸出的電源控制信號(hào)輸出給上述焊接電源裝置的手段。
19.焊接裝置，其特征在于，在對(duì)焊第1母材和第2母材的焊接裝置中，具備通過(guò)焊炬導(dǎo)入形成根部表面及單側(cè)坡口面的第1母材和具有平坦面的第2母材接觸形成的坡口內(nèi)的焊絲；控制該焊絲位置的控制裝置；將焊接功率供給上述接觸部的焊接電源裝置；檢測(cè)由上述焊接電源裝置供給上述接觸部的實(shí)際電壓值的電壓檢測(cè)器；檢測(cè)來(lái)自上述焊絲的電弧通過(guò)上述單側(cè)坡口面的端部和上述平坦面的接觸位置的時(shí)刻，同時(shí)對(duì)從通過(guò)上述接觸位置移動(dòng)到上述第1母材側(cè)至重新返回上述一定位置的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)的計(jì)時(shí)裝置；由上述電壓檢測(cè)器和上述計(jì)時(shí)裝置記憶上述計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)焊接電壓值的變化的記憶手段；和在上述計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)，在從上述焊絲通過(guò)上述接觸位置時(shí)刻起經(jīng)過(guò)第1規(guī)定時(shí)間Δt1后的第2規(guī)定時(shí)間Δt2進(jìn)行計(jì)時(shí)的時(shí)間內(nèi)，根據(jù)實(shí)際電壓值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的電壓設(shè)定值的開(kāi)始時(shí)刻t3和比上述電壓設(shè)定值低的時(shí)刻t4，時(shí)間(t4-t3)處于不使上述第1母材穿透而進(jìn)行適當(dāng)熔融的目標(biāo)時(shí)間內(nèi)時(shí)，繼續(xù)在那以前的橫向擺動(dòng)的控制，超過(guò)上述目標(biāo)時(shí)間時(shí)，使上述焊絲的橫向擺動(dòng)中心向上述第2母材側(cè)移動(dòng)，低于上述目標(biāo)時(shí)間時(shí)，使橫向擺動(dòng)的中心向上述第1母材側(cè)移動(dòng)的焊絲位置控制手段。
20.焊接裝置，其特征在于，在對(duì)焊第1母材和第2母材的焊接裝置中，具備通過(guò)焊炬導(dǎo)入形成根部表面及單側(cè)坡口面的第1和具有平坦面的第2母材接觸形成的坡口內(nèi)的焊絲；控制該焊絲位置的控制裝置；將焊接功率供給上述接觸部的焊接電源裝置；檢測(cè)由上述焊接電源裝置供給上述接觸部的實(shí)際電流值的電流檢測(cè)器；檢測(cè)來(lái)自上述焊絲的電弧通過(guò)上述單側(cè)坡口面的端部和上述平坦面的接觸位置的時(shí)刻，同時(shí)對(duì)從通過(guò)上述接觸位置、移動(dòng)到上述第1母材側(cè)至重新返回上述一定位置的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)的計(jì)時(shí)裝置；由上述電流檢測(cè)器和上述計(jì)時(shí)裝置記憶上述計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)焊接電流值的變化的記憶手段；和在上述計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)，在從上述焊絲通過(guò)上述接觸位置時(shí)刻起經(jīng)過(guò)第1規(guī)定時(shí)間Δt1后的第2規(guī)定時(shí)間Δt2進(jìn)行計(jì)時(shí)的時(shí)間內(nèi)，根據(jù)實(shí)際電流值低于預(yù)先設(shè)定的電流設(shè)定值的開(kāi)始時(shí)刻t3和超過(guò)上述電壓設(shè)定值的時(shí)刻t4，時(shí)間(t4-t3)處于不使上述第1母材穿透而進(jìn)行適當(dāng)熔融的目標(biāo)時(shí)間內(nèi)時(shí)，繼續(xù)在那以前的橫向擺動(dòng)的控制，超過(guò)上述目標(biāo)時(shí)間時(shí)，使上述焊絲的橫向擺動(dòng)中心向上述第2母材側(cè)移動(dòng)，低于上述目標(biāo)時(shí)間時(shí)，使橫向擺動(dòng)的中心向上述第1母材側(cè)移動(dòng)的焊絲位置控制手段。
21.焊接裝置，其特征在于，在對(duì)焊第1母材和第2母材的焊接裝置中，具備通過(guò)焊炬導(dǎo)入形成根部表面及單側(cè)坡口面的第1母材和具有平坦面的第2母材接觸形成的坡口內(nèi)的焊絲；控制該焊絲位置的控制裝置；將焊接功率供給上述接觸部的焊接電源裝置；檢測(cè)由上述焊接電源裝置供給上述接觸部的實(shí)際電壓值的電壓檢測(cè)器；檢測(cè)來(lái)自上述焊絲的電弧通過(guò)上述單側(cè)坡口面的端部和上述平坦面的接觸位置的時(shí)刻，同時(shí)對(duì)從通過(guò)上述接觸位置、移動(dòng)到上述第1母材側(cè)至重新返回上述一定位置的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)的計(jì)時(shí)裝置；由上述電壓檢測(cè)器和上述計(jì)時(shí)裝置記憶上述計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)焊接電壓值的變化的記憶手段；和在上述計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)，實(shí)際平均電壓值低于第1電壓設(shè)定值時(shí)，使焊絲的前端從上述接觸位置遠(yuǎn)離，實(shí)際平均電壓值超過(guò)上述第2電壓設(shè)定值時(shí)，使焊絲的前端靠近上述接觸位置，實(shí)際平均電壓值處于上述第1電壓設(shè)定值和第2電壓設(shè)定值之間時(shí)，維持在那以前的焊絲的前端位置的焊絲前端位置控制手段。
22.焊接裝置，其特征在于，在對(duì)焊第1母材和第2母材的焊接裝置中，具備通過(guò)焊炬導(dǎo)入形成根部表面及單側(cè)坡口面的第1母材和具有平坦面的第2母材接觸形成的坡口內(nèi)的焊絲；控制該焊絲位置的控制裝置；將焊接功率供給上述接觸部的焊接電源裝置；檢測(cè)由上述焊接電源裝置供給上述接觸部的實(shí)際電流值的電流檢測(cè)器；檢測(cè)來(lái)自上述焊絲的電弧通過(guò)上述單側(cè)坡口面的端部和上述平坦面的接觸位置的時(shí)刻，同時(shí)對(duì)從通過(guò)上述接觸位置、移動(dòng)到上述第1母材側(cè)至重新返回上述一定位置的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)的計(jì)時(shí)裝置；由上述電流檢測(cè)器和上述計(jì)時(shí)裝置記憶上述計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)焊接電流值的變化的記憶手段；和在上述計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)，實(shí)際平均電流值超過(guò)第1電流設(shè)定值時(shí)，使焊絲的前端從上述接觸位置遠(yuǎn)離，實(shí)際平均電流值低于上述第2電流設(shè)定值時(shí)，使焊絲的前端靠近上述接觸位置，實(shí)際平均電流值處于上述第1電流設(shè)定值和第2電流設(shè)定值之間時(shí)，維持在那以前的焊絲的前端位置的焊絲前端位置控制手段。
全文摘要
為了在坡口里側(cè)不預(yù)先設(shè)焊道，也能由坡口側(cè)的電弧焊接使得在坡口里側(cè)穩(wěn)定且有效地形成角焊形狀的焊道，在對(duì)焊第1母材1和第2母材2的焊接方法中，使形成根表面1a及單側(cè)坡口面1b的第1構(gòu)件1的根表面1a與第2母材2的平坦面2a接觸，使焊絲6臨近由第1母材1和第2母材2的接觸形成的坡口，由焊絲6的電弧熔融第1母材1和第2母材2的接觸部等，將焊接該接觸部形成的熔融物擠壓到坡口的里側(cè)，形成角焊形狀的焊道B4。
文檔編號(hào)B23K9/022GK1457280SQ02800352
公開(kāi)日2003年11月19日 申請(qǐng)日期2002年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月19日
發(fā)明者高谷透, 高野悠敬, 三柳直毅, 山本光, 桜井茂行, 平川學(xué) 申請(qǐng)人:日立建機(jī)株式會(huì)社