[其他]高速旋轉電弧填角焊接的坡口仿形控制方法

無效

• 申請號: 86103033
• 申請日: 1986-04-30
• 公開（公告）號: CN86103033A
• 公開（公告）日: 1987-10-07
• 發明（設計）人: 杉谷祐司;小林征夫;村山雅智
• 申請（專利權）人: 日本鋼管株式會社
• 主分類號: B23K9/02
• 分類號: B23K9/02
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 林長安

本發明涉及高速旋轉電弧填角焊接的坡口仿形控制方法。

在一般情況下，構件填角焊接的焊腳高度大多在10毫米以下，施焊時大部分采用高速焊接，但是如果電弧的瞄準位置稍微偏離坡口線一點，就會在大范圍內出現焊接缺陷。為此焊炬的自動仿形是不可缺少的。

本發明的目的是，為了滿足上述要求，在不需要任何檢測器的情況下，利用旋轉電弧本身的特性，高精度地、實時地進行焊炬的仿形控制，即提出高速旋轉電弧填角焊接的坡口仿形控制方法。

與本發明有關的高速旋轉電弧填角焊接的坡口仿形控制方法，就是利用以下幾點來實現焊炬坡口仿形的：

（1）檢出旋轉電弧的電壓波形，

（2）以行焊方向前方的點C_f點為中心，只考慮在其左、右方一定角度φ₀內分割的電壓波形，φ₀的范圍是5°～90°，

（3）在其左、右方，把分割后的電壓波形積分，求出電壓波形在左方旋轉角（-φ₀～0）內形成的面積S_L以及電壓波形在右方旋轉角（0～φ₀）內形成的面積S_R，

（4）計算面積差S_L-S_R，在垂直于焊接線的方向上對焊炬進行修正，并將其修正到焊炬的寬度方向，使該差值為零，

（5）而且，計算面積和S_L+S_R，修正焊炬高度，使該面積和等于予定的基準值S₀。

在本發明中，以電極噴咀軸為中心，沿行焊方向只考慮在其左、右方一定角度φ₀內分割的旋轉電弧的電壓波形，根據φ₀內電壓波形所形成的面積，進行坡口仿形控制，就能實現響應好、精度高的坡口仿形。

如果采用本發明，檢出旋轉電弧的電壓波形，根據所檢出的波形進行焊炬的坡口仿形控制，因此不需要檢出直接坡口的檢測器，就能高精度地進行坡口仿形。

再有，由于在檢出電弧本身的位置后修正了焊炬的位置，所以具有能夠實時地修正電弧本身位置的效果。

根據下面的介紹（參看插圖），本發明的上述目的、其它目的和各種有利特點將會更加清楚。

圖1是本發明使用的焊接裝置的概略結構圖，圖2是利用上述裝置的焊接部分放大的側視圖，圖3是從圖2Y軸方向上觀察的焊絲裝配圖，圖4（a）、（b）是表示焊接電源的特性圖，（a）為恒壓特性圖、（b）為恒流特性圖，圖5（a）是電弧電壓波形圖、（b）是焊接電流波形圖，圖6是控制電路方框圖，圖7是另一實施例的概略結構圖，圖8是表示圖7所示實施例中控制電路一部分的方框圖，圖9是表示高速旋轉電弧填角焊接方法概要的斜視圖。

如果采用電弧旋轉的焊接方法，由于電極噴咀同心地高速旋轉，使電弧的物理效應向周圍彌散，從而形成熔透的圓周彌散和扁平焊縫（彎曲焊縫），或者利用旋轉離心力來取得提高焊絲熔化速度的優點，特別是用于厚板的窄坡口焊接時，發揮出更大的效果。

本發明將這種高速旋轉電弧焊接方法應用于橫向填角焊接。

圖9是表示上述高速旋轉電弧填角焊接方法優選實施例概要的斜視圖。圖中，1是電極噴咀，2是使電極噴咀1旋轉的旋轉電機，3是穿過裝在電極噴咀1前端上的通電電極偏心孔的焊絲，4是電弧，5是熔池，6是焊縫，7是下板，8是放在下板7上的垂直板，9是坡口根部。

在這種高速旋轉電弧填角焊接方法中，焊絲3前端的旋轉直徑為1毫米～6毫米，以與焊接電流、焊接速度相適應的每秒轉數（即至少是垂直板焊腳高度l₁與下板焊腳高度l₂的比值l₁/l₂為最大時的轉數），利用旋轉電機2使電極噴咀1旋轉，從而使焊絲3的前端旋轉，并使電弧4在旋轉的同時沿著坡口根部9進行下板7與垂直板8的填角焊接，形成等焊腳高度的焊縫6。

圖1是實施本發明焊接裝置的一個實例的概略結構圖，圖中示出把仿形軸設置在焊炬10的軸線方向上和與其垂直的方向上。圖中11是保護氣體噴咀，其內部具有由旋轉電機2旋轉的電極噴咀，12是垂直于坡口根部9在X軸方向上對焊炬10進行修正的X軸仿形機構，13是在焊炬高度方向上，即Y軸方向上對焊炬10進行修正的Y軸仿形機構，14是控制裝置，15是焊絲送料器，16是臺車。