專利名稱：雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由被焊接材料形成的坡口的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接。特別還不限于此，還涉及用較大電流電弧焊接較寬坡口的電弧焊接裝置。
近年來，在各種焊接構(gòu)造物的建造中，為了降低焊接成本和提高效率，在各個(gè)領(lǐng)域中迅速推廣應(yīng)用氣體保護(hù)電弧焊接法。其中，在對(duì)接焊接比例高的造船和橋梁等的領(lǐng)域中的運(yùn)用更為顯著。但是，從焊接的總成本降低的觀點(diǎn)來看，主要是從短尺寸到長尺寸的單面焊接的高速化的問題。
作為單面焊接方法，以往作為造船的長鋼板焊接，盛行埋弧焊接法。例如日本特公昭60-59072號(hào)公報(bào)所示的埋弧焊接法，特別能防止伴隨電極搖動(dòng)的焊道(Bead)熔深的減少和焊道外觀形狀的惡化，還能同時(shí)防止根部為焊道的裂縫。但是，這種埋弧焊接法在在于，實(shí)施設(shè)備龐大、在短尺寸焊接中因麻煩而不能適用。
在日本特公昭61-49027號(hào)公報(bào)所示的使用加入焊劑的焊絲的高電流密度的氣體保護(hù)向下焊接法，使用細(xì)直的徑的復(fù)合焊絲，焊絲擠出長度長，而且用大電流的高焊接速度高效率地進(jìn)行向下焊接、降低了焊接成本。但是，因焊絲擠出長度長達(dá)35～70mm，所以產(chǎn)生了保護(hù)不良或因焊絲彎曲導(dǎo)致偏離的目標(biāo)位置、及單面焊接時(shí)根部焊道裂縫等的問題。
在日本特公昭50-7543號(hào)公報(bào)中公開了在與墊板材料搭接的坡口內(nèi)適量地填充鋼?；蛘哞F粉，在搖動(dòng)細(xì)直徑焊絲的同時(shí)進(jìn)行焊接的方法。但是，這種方法，因不設(shè)置坡口間隙就不能良好地焊接，所以產(chǎn)生了因坡口角度大而坡口截面積大、鋼板作業(yè)效率低的問題。
例如在造船的船體建造，橋梁制造，大型箱體的建造或者其它鋼鐵構(gòu)造物的制造或建造中，在進(jìn)行對(duì)焊接的兩塊鋼板間的坡口焊接的場合，在進(jìn)行焊接的同時(shí)沿著焊縫(坡口的延伸方向)使焊接臺(tái)車行走，用安裝在臺(tái)車上的焊炬對(duì)焊縫進(jìn)行自動(dòng)焊接。為了使填充金屬均勻焊透，將細(xì)直徑鋼絲切斷成微小顆粒狀的切割(cut)鋼絲或者鐵粉作為填充金屬、在焊接之前將其分布在坡口內(nèi)。(例如日本特公昭50-7543號(hào)公報(bào))。
因焊接對(duì)象鋼板厚、坡口橫截面大，因此在與坡口的延伸方向垂直方向上搖動(dòng)焊炬，另外，也有的為了并提高焊炬作業(yè)效率，將2個(gè)以上的焊炬裝載在臺(tái)車上，用臺(tái)車的一次行走進(jìn)行雙層焊接。本申請(qǐng)人已經(jīng)開發(fā)了這種焊接裝置并投入實(shí)際運(yùn)用(例如日本特申請(qǐng)平8-64705號(hào)和日本特申請(qǐng)平8-298439號(hào))。
將2個(gè)以上的焊炬裝載在臺(tái)車上，用臺(tái)車的一次行走進(jìn)行2層以上焊接的場合也存在下述問題，因焊接對(duì)象鋼板厚、各焊炬的焊接電弧電流是大電流，先行焊炬的電弧、在焊接進(jìn)行方向及反方向上反復(fù)搖動(dòng)，由于先行焊炬而造成焊道表面的凹凸起伏、飛濺發(fā)生多，根部寬度的寬窄隨機(jī)變化等。
在日本特開昭57-28677號(hào)公報(bào)、日本特開昭59-107772號(hào)公報(bào)和日本特開平8-155643號(hào)公報(bào)中，公開了焊接電弧的不穩(wěn)定的原因及對(duì)策。
前述日本特開昭57-28677號(hào)公報(bào)認(rèn)為，坡口兩側(cè)的母材被磁化為相互的極性、在橫切坡口的方向上出現(xiàn)磁場，并由此在坡口延長的方向上使焊接電弧偏轉(zhuǎn)，是電弧不穩(wěn)定的原因。因此，提出了在焊炬的周圍卷繞電氣線圈，并在其中通過直流或者交流電流、相對(duì)于電弧施加垂直磁場，減小或者抵消坡口內(nèi)的磁場的電弧穩(wěn)定化方法。但是，這種電弧穩(wěn)定化方法的問題是，因在焊炬的周圍裝備大的電氣線圈，所以焊炬重，并且焊炬的安裝變得困難，另外，因必須有這種電氣線圈和對(duì)其供電的電源，所以裝備的成本增高，再有，增加了去除附著在焊炬和電氣線圈上的飛濺的作業(yè)，而且操作性降低等。
前述日本特開昭59-107772號(hào)公報(bào)，提出了在電弧焊接的鋼材的端面坡口部配置磁檢測器、對(duì)坡口內(nèi)的磁場方向和強(qiáng)度進(jìn)行檢測，并在抵消其的方向上安裝在鋼材端面上的電磁鐵、在鋼材中施加磁場的焊接電弧磁吹防止法。但是，這種磁吹防止法的問題是，它只在母材的端部有效，因要安裝電磁鐵及其電源和處理磁檢測器的檢測信號(hào)并控制電磁鐵通電的控制器，所以裝備成本高，而且操作也困難、將焊接裝置搬入有母材的現(xiàn)場的現(xiàn)場作業(yè)實(shí)質(zhì)上不可能等。
前述日本特開平8-155643號(hào)公報(bào)提出，在行走臺(tái)車上備有母材接地用的觸頭，借助于與焊炬一起運(yùn)動(dòng)觸頭，在焊接部附近確保母材接地的磁吹防止型焊接裝置。但是，在這種焊接裝置中，因用行走臺(tái)車?yán)值哪覆牡鼐€電纜移動(dòng)，所以拉動(dòng)母材地線電纜的操作非常困難，另外，即使因母材中流動(dòng)的電流而產(chǎn)生的磁吹減少了，但對(duì)因焊炬前后的磁不平衡而產(chǎn)生的磁吹效果較差、由于用行走臺(tái)車?yán)瓌?dòng)粗的母材地線電纜很困難，因此在低電流小堆焊中受到限制等。
在這種分別搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)多個(gè)焊炬、并用它們同時(shí)焊接同一個(gè)坡口的焊接裝置中，操作者必須對(duì)應(yīng)于板厚、坡口形狀(橫截面形狀)、和接頭質(zhì)量規(guī)格，在焊接裝置中設(shè)定焊接速度(臺(tái)車的行走速度)、和各焊炬的焊接條件(搖動(dòng)速度、搖動(dòng)寬度、焊接電流、焊接電壓)，但在使用多個(gè)焊炬的場合，不僅因焊炬數(shù)多而設(shè)定操作麻煩，而且從焊接中臺(tái)車移動(dòng)方向來看，因上流側(cè)的焊炬(先行焊炬)和下流側(cè)的焊炬(后行焊炬)的焊接條件不同，所以設(shè)定操作也麻煩。為了簡化這樣的多種板厚及與之對(duì)應(yīng)的多種條件的設(shè)定變更操作，通常采用將預(yù)定的各種條件存儲(chǔ)輸入到輸入輸出控制器中的方法。
在焊接操作的現(xiàn)場采用前述存儲(chǔ)預(yù)置的方法，要操作多個(gè)開關(guān)，非常麻煩。另外，當(dāng)如前所述設(shè)定焊接條件，在對(duì)未圖示的焊接起動(dòng)開關(guān)進(jìn)行操作，在焊接操作開始后，常常根據(jù)目視判定焊接狀態(tài)，調(diào)整或者變更焊接條件。雖然也用前述的開關(guān)進(jìn)行焊接中的焊接條件的調(diào)整，但如前所示，必須進(jìn)行多次的開關(guān)操作，直到確定(變更)設(shè)定值為止、因設(shè)定項(xiàng)目(調(diào)整項(xiàng)目)多，所以在調(diào)整操作中費(fèi)時(shí)、而且在調(diào)整項(xiàng)目的指定和數(shù)據(jù)值的增減方向指定中容易發(fā)生錯(cuò)誤、操作者的負(fù)擔(dān)很大。
在焊接對(duì)象材料上安裝與坡口平行的導(dǎo)軌，并將安裝焊炬的臺(tái)車與該導(dǎo)軌連接的焊接方式中，因省略焊接對(duì)象材料的移動(dòng)操作，不需要進(jìn)行焊接對(duì)象材料的移動(dòng)、定位等的相當(dāng)大的設(shè)備或者空間，所以焊接工序變得簡單。這種導(dǎo)軌為了搬運(yùn)方便，用鋁拉拔材料。其橫截面是上下反轉(zhuǎn)凹形的反凹形狀，即平行兩腳(厚壁部)和它們之間的平板部整體相連。在兩腳的下底部固定著用于固定在焊接對(duì)象的鋼板上的永磁鐵。在兩腳的外側(cè)面上搭接有焊接臺(tái)車的仿形輥軸。但是，這種導(dǎo)軌撓性低，難以彎曲，對(duì)于上凸或者上翹的凹形鋼板的坡口焊接適應(yīng)性低。因?qū)к壋叽玳L，所以雖然能稍微彎曲，但當(dāng)強(qiáng)制成沿例如曲率半徑在幾十m以下的上凸或者上翹凹形的鋼板的曲面時(shí)，在導(dǎo)軌上施加的力超過彈性限度(屈服點(diǎn))，導(dǎo)軌1永久變形或者損壞。因此，以往必須利用預(yù)先彎曲加工制造(特別定購)與鋼板的彎曲相吻合的彎曲導(dǎo)軌，導(dǎo)致彎曲鋼板的焊接成本增高的問題。
本發(fā)明的第1個(gè)目的是在于在雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接中，具有良好的從短尺寸到長尺寸的焊接構(gòu)造物的單面焊接的焊接操作性、抗裂性能和完好的背面焊道及高韌性的焊接區(qū)，第2個(gè)目的是在于容易地高效率地進(jìn)行長鋼板焊接作業(yè)，第3個(gè)目的是在于抑制焊炬的電弧的不穩(wěn)定、穩(wěn)定電弧位置、并抑制焊道表面的大的凹凸起伏、飛濺和根部寬度變動(dòng)，第4個(gè)目的是在于簡單地進(jìn)行焊接條件的設(shè)定和調(diào)整，第5個(gè)目的是在于即使對(duì)于彎曲較大的焊接對(duì)象材料，也能進(jìn)行使用導(dǎo)軌的仿形焊接。
(1)本發(fā)明的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接方法，其特征在于，在被焊接材料(WR，WL)的坡口角度30～55℃的Y或者V形的坡口(α)、搭接墊板材料(BP)并單面焊接該坡口時(shí)，在該坡口內(nèi)填充鋼?；蛘哞F粉(cw)到被焊接材料板厚的1/4以上2/3以下的高度，令先行和后行的焊接電極焊絲(9f，9b)間的極間距離(Dw)在100mm以上600mm以下，先行和后行的焊接電極焊絲的焊接電流密度分別在230A/mm2以上和150A/mm2以上，而且用40次/分鐘以上150次/分鐘以下和30次/分鐘以上120次/分鐘以下、分別搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)先行和后行的焊接電極絲。
此外，為了易于理解，括號(hào)內(nèi)注明了后述的實(shí)施例中附圖所示的對(duì)應(yīng)要素或?qū)?yīng)事項(xiàng)的標(biāo)號(hào)，以便參考。
采用本發(fā)明，則焊接效率高，焊接時(shí)的飛濺發(fā)生量少，并能得到外觀良好的焊道。
(2)坡口(α)是定位焊接內(nèi)面的坡口。
(3)后行焊接電極焊絲(9b)對(duì)于焊絲全部重量含有重量百分比為TiO2 2.5％以上7.0％以下ZrO2 0.4％以上1.0％以下Al2O30.1％以上1.0％以下Si0.2％以上1.2％以下Mn1.0％以上4.0％以下Mg0.1％以上1.0％以下并且是填充了Na和K的一種或者2種的合計(jì)為0.03％以上0.3％以下的焊劑的含有焊劑的焊絲。采用本發(fā)明，則能得到高韌性的焊道。
(4)后行焊接電極焊絲(9b)對(duì)于焊絲全部重量還再填充了含有重量百分比為Ni 0.3％以上3.0％以下Ti 0.02％以上0.2％以下B 0.002％以上0.015％以下焊劑的含有焊劑的焊絲。采用本發(fā)明，則能得到抗裂性能高的焊道。
(5)至少用第1保護(hù)氣體和第2保護(hù)氣體雙重保護(hù)先行電極焊絲(9f)。采用本發(fā)明，則飛濺發(fā)生量減少，并能得到外觀良好的焊道。
(6)本發(fā)明的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接裝置，其特征在于，包括將在X方向延伸、在Y方向上設(shè)置坡口(α)并相對(duì)的2塊被焊接材料(WR，WL)，在該坡口部進(jìn)行先行焊接的氣體保護(hù)電弧焊炬(Tf)和后行焊接的氣體保護(hù)電弧焊炬(Tb)；與前述坡口實(shí)際上平行地安裝在前述2塊被焊接材料(WR，WL)的某一邊的導(dǎo)軌(400)；支承前述焊炬、用前述導(dǎo)軌(400)引導(dǎo)、并在X方向上移動(dòng)的行走裝置(1,500m)；裝備在該行走裝置(1,500m)上、支承前述焊炬、并在Y方向上進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(6f，6b)；將焊接電流供給前述焊炬的焊接電源裝置(Ppf，Ppb)；對(duì)前述焊接搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置、焊接電源裝置和行走裝置進(jìn)行控制的控制裝置(20)；向該控制裝置供給動(dòng)作指示值的指定裝置(30)；沿該移動(dòng)的方向在先行焊炬(Tf)的先行位置上，跨越前述坡口(α)并與前述兩塊被焊接材料(WR，WL)接觸或者接近的磁路用的磁性體構(gòu)件(210/220/230/240)；和保持該磁路用的磁性體構(gòu)件、并將其連接到前述行走裝置(1,500m)的連接裝置(210-209)。
采用這種焊接裝置，則先行焊炬(Tf)的前方最近的磁通進(jìn)行位移，以便流到更前方的磁路用的磁性體構(gòu)件(210/220/230/240)中，因此焊炬(Tf)的前方最近的磁力線(磁場)減少(變?nèi)?，因此，使焊炬(Tf)的后方焊接電弧不穩(wěn)定的電磁力減弱，焊道表面的凹凸起伏低，飛濺的發(fā)生急劇地減少，得到寬度變動(dòng)小的根部。
(7)前述磁路用的磁性體構(gòu)件(210)包括下端接觸到被焊接材料(WR，WL)上的、在Z方向上較長并分布在X方向上的多個(gè)支腳用的薄磁性體板(217a～217d)；插入這些板之間、放置在與被焊接材料(WR，WL)之間的寬廣的空間，在Z方向上較短并分布在X方向上的多個(gè)支干用的薄磁性體板(216)；支承前述腳用和支于用的薄磁性體板的支承器具(211～215c)(

圖10，圖11)。
(8)前述磁路用的磁性體構(gòu)件(220)包括較厚的鋼板(223)和將該鋼板(223)與前述連接裝置(201～209)相連接的傾斜自如的接頭(221，222)(圖15)。
(9)前述磁路用的磁性體構(gòu)件(230)包括在Y方向延伸、在X方向上分布的多個(gè)磁性體輥軸(224a～224e)、旋轉(zhuǎn)自如地支承它們的框架(223)和將該框架(223)與前述連接裝置(201～209)相連接的傾斜自如的接頭(221，222)(圖16)。
(10)前述磁路用的磁性體構(gòu)件(240)包括在Y方向延伸、在X方向上分布的多個(gè)鋼板(242a～242d)和傾斜自如地支承它們的框架(241)(圖17)。
(11)前述連接裝置(201～209)包括與前述磁路用的磁性體構(gòu)件(210/220/230/240)連接、并在Z方向上延伸的滑動(dòng)構(gòu)件(208)；和在Z方向上可移動(dòng)的、支承該滑動(dòng)構(gòu)件(208)的滑動(dòng)導(dǎo)向裝置(207)(圖1，圖10，圖15，圖16，圖17)。
(12)前述磁路用的磁性體構(gòu)件(210)的與被焊接材料(WR，WL)接觸或者接近的構(gòu)件(217a～217d/242a～242d)，在行走裝置(1,500m)的移動(dòng)方向(x)上向先行的焊炬(Tf)先行的方向(圖11，圖17)傾斜。
(13)前述控制裝置(20)包括用于與前述指定裝置(30)進(jìn)行電氣連接的信號(hào)接收側(cè)連接器(20a)；前述指定裝置(30)是包括發(fā)生表示動(dòng)作指示值的電氣信號(hào)的多個(gè)可變電阻器(31～35)和具有分別與可變電阻器連接的、與前述信號(hào)接收側(cè)連接器(20a)的連接端(36f)脫離的連接端(36m)的信號(hào)發(fā)送側(cè)連接器(30a)的焊接條件指定盤(30)。
采用這種焊接裝置，則因用可變電阻器(31～35)確定焊接條件，所以每一種焊接條件與每一個(gè)可變電阻器(31～35)對(duì)應(yīng)，不必進(jìn)行指定焊接條件的開關(guān)操作?？勺冸娮杵?31～35)直接產(chǎn)生表示動(dòng)作指示值的電氣信號(hào)、即指令信號(hào)，因借助于操作可變電阻器的可動(dòng)部分(滑塊或者轉(zhuǎn)軸)，直接確定動(dòng)作指示值、即指令值，所以數(shù)值的設(shè)定和調(diào)整簡單、同時(shí)焊接條件指定盤(30)內(nèi)的電氣布線數(shù)和電氣電路元件數(shù)少、能低成本地提供焊接條件指定盤(30)。
因采用通過連接器(20a，30a)的裝拆方式、將焊接條件指定盤(30)與控制裝置(20)相連，所以借助于在離開焊接操作現(xiàn)場的場所將焊接條件設(shè)定于焊接條件指定盤(30)，然后將其拿到焊接操作現(xiàn)場去、并連接到控制裝置(20)上，就能開始焊接?；蛘?，備有例如設(shè)定了包括板厚分別9mm，12mm，14mm，16mm，19mm，22mm，25mm共7個(gè)的各板厚對(duì)應(yīng)的焊接條件的焊接條件指定盤(30)，借助于選擇與焊接對(duì)象的板厚相應(yīng)的焊接條件指定盤(30)，并將其連接到控制裝置(20)上，就能開始焊接。這是最被推薦的使用狀態(tài)?？傊?，在焊接中調(diào)整焊接條件時(shí)，因借助于操作對(duì)應(yīng)于希望調(diào)整的焊接條件的可變電阻器的可動(dòng)部分、直接地確定指令值，所以焊接中的調(diào)整也極其簡單。
(14)前述多個(gè)可變電阻器(31～35)包括用于供給搖動(dòng)速度指示信號(hào)的可變電阻器(34)、用于供給搖動(dòng)寬度指示信號(hào)的可變電阻器(33)、用于供給焊接電流指示信號(hào)的可變電阻器(31)、用于供給焊接電壓指示信號(hào)的可變電阻器(32)和用于供給行走速度指示信號(hào)的可變電阻器(35)。
也就是說，因在焊接條件指定盤(30)上包括5個(gè)可變電阻器(31～35)，因能用與電阻器一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系個(gè)別地設(shè)定或者調(diào)整5個(gè)焊接參數(shù)，所以焊接條件的設(shè)定或者調(diào)整簡單。
(15)前述各個(gè)電阻器(31～35)是帶有鎖定電阻值設(shè)定用的可動(dòng)部分運(yùn)動(dòng)的鎖定機(jī)構(gòu)的可變電阻器。
在離開焊接操作現(xiàn)場的地方在焊接條件指定盤(30)上設(shè)定焊接條件，將該指定盤(30)拿到焊接操作現(xiàn)場去、并安裝在焊接裝置上的場合，在例如包括設(shè)定板厚分別9mm，12mm，14mm，16mm，19mm，22mm，25mm的各板厚對(duì)應(yīng)的焊接條件的焊接條件指定盤(30)中，借助于選擇對(duì)應(yīng)于焊接對(duì)象的板厚的焊接條件指定盤(30)，并將其連接到控制裝置(20)上的任何一個(gè)場合，在焊接裝置上安裝指定盤(30)之前，可變電阻器的可動(dòng)部分由于物體或者人手的碰觸可動(dòng)部分的位置可能全移動(dòng)(設(shè)定值變化)，但采用本實(shí)施例，則借助于在焊接條件的設(shè)定或者調(diào)整后鎖定可動(dòng)部分，不會(huì)發(fā)生這種設(shè)定值的偏移。在行走裝置(1,500m)上安裝控制裝置(20)，并將其信號(hào)輸入側(cè)連接器(20a)安裝在焊接條件指定盤(30)上的狀態(tài)下，通過控制裝置(20)將因焊炬的搖動(dòng)而產(chǎn)生的振動(dòng)傳送到指定盤(30)上，在可變電阻器的可動(dòng)部分的機(jī)械滑動(dòng)阻力或者轉(zhuǎn)動(dòng)阻力低(滑動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)好)時(shí)，雖然有可能因振動(dòng)而使可動(dòng)部分偏移位置(設(shè)定值變化)，但借助于鎖定可動(dòng)部分，不會(huì)發(fā)生這種設(shè)定值的偏移。
(16)前述各個(gè)可變電阻器(31～35)是在電阻值設(shè)定用的轉(zhuǎn)動(dòng)型可動(dòng)部分上安置了旋鈕(31a)的刻度盤式的可變電阻器。眾所周知，因刻度盤式的可變電阻器參照刻度直接地看出指示值，所以焊接條件的設(shè)定和調(diào)整容易。
(17)還包括在X方向上行走方向的前方、用前述行走裝置(1,500m)支承的填充金屬供給裝置(300)。采用這種焊接裝置，則用填充金屬供給裝置(300)能在焊接中預(yù)先在坡口內(nèi)自動(dòng)供給填充金屬，不需要分布填充金屬的人工操作，焊接操作效率高。
(18)前述導(dǎo)軌(400)還包括在X方向延伸的2根導(dǎo)軌(32L，32R)和分散在X方向上的多點(diǎn)的一點(diǎn)上固定在前述2根導(dǎo)軌上，并在其它點(diǎn)上在X方向上相對(duì)地滑動(dòng)，在Y方向上實(shí)質(zhì)上卡緊關(guān)系地結(jié)合在前述2根導(dǎo)軌上的、在Y方向上置以規(guī)定距離平行地連接前述2根導(dǎo)軌的連接板(404)。
采用這種焊接裝置，則雖然將2根導(dǎo)軌(32L，32R)和連接板(404)相互地固定在X方向(長軸方向)的一點(diǎn)上，但因在其它點(diǎn)上、2根導(dǎo)軌(32L，32R)和連接板(404)能在X方向上相對(duì)地滑動(dòng)，所以當(dāng)強(qiáng)制導(dǎo)軌(400)沿著上凸或者上翹的凹形鋼板的曲面時(shí)，2根導(dǎo)軌(32L，32R)的每一根和連接板(404)彎曲，這時(shí)，2根導(dǎo)軌(32L，32R)和連接板(404)相對(duì)地滑動(dòng)。也就是說，由于各自的曲率不同而導(dǎo)致的彎曲之差相對(duì)地滑動(dòng)，不會(huì)發(fā)生由于曲率不同的局部地方應(yīng)力集中。也就是說，這種滑動(dòng)能釋放2根導(dǎo)軌(32L，32R)和連接板(404)之間的變形。
因此，2根導(dǎo)軌(32L，32R)和連接板(404)的彈性限度，較它們?cè)赬方向全長上整體固定的場合更加提高，不會(huì)發(fā)生永久變形或者破壞的曲率半徑變得更小。也就是說，容易彎曲，且難以永久變形、難以產(chǎn)生破損，不僅對(duì)于平面，而且即使是對(duì)于各種曲率的曲面、也有較高的適應(yīng)性。
(19)前述導(dǎo)軌(400)的連接板(404)，在分布在X方向上的多點(diǎn)的一點(diǎn)上利用止動(dòng)螺針固定在前述2根導(dǎo)軌(32L，32R)上，并在其它點(diǎn)上穿過連接板(404)的在X方向上較長的長孔(4L2)，利用在導(dǎo)軌(32L，32R)中旋入的螺絲(6L2)在X方向上相對(duì)地滑動(dòng)，在Y方向上實(shí)質(zhì)上卡緊關(guān)系地結(jié)合在前述2根導(dǎo)軌上。
因利用長孔(4L2)和穿通它的螺絲(6L2)，連接板(404)在導(dǎo)軌(32L，32R)上、在X方向上保持滑動(dòng)關(guān)系，所以在大體上導(dǎo)軌(32L，32R)和連接板(404)成為整體，與以往相同，導(dǎo)軌(400)的搬運(yùn)及對(duì)鋼板的安裝是容易的。
(20)前述導(dǎo)軌(400)還進(jìn)一步包括在分布在X方向上的多點(diǎn)的一點(diǎn)上固定在連接板(404)上，并在其它點(diǎn)上在X方向上相對(duì)地滑動(dòng)，在Y方向上實(shí)質(zhì)上卡緊關(guān)系地結(jié)合在連接板(404)上的齒條(402)。
借助于用導(dǎo)軌(400)引導(dǎo)行走裝置(1，500m)的車輪或者輥軸、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)車輪或者輥軸，雖然沿著導(dǎo)軌(400)使行走裝置行走，但對(duì)于導(dǎo)軌(400)恐怕有車輪或者輥軸滑動(dòng)。因此，為了行走速度正確，最好與以往相同，將齒條(402)安裝在導(dǎo)軌(400)上為佳，但這種齒條(402)也使導(dǎo)軌(400)的彈性下降。也就是說，導(dǎo)軌難于彎曲。
但是，在本實(shí)施例中，因?qū)X條(402)在X方向上相對(duì)滑動(dòng)地安裝在連接板(404)上，所以在彈性限度內(nèi)齒條(402)和連接板(404)分別容易彎曲，不僅對(duì)于平面，而且即使是對(duì)于各種曲率的曲面、也有較高的適應(yīng)性。
(21)前述齒條(402)，在分布在X方向上的多點(diǎn)的一點(diǎn)上利用止動(dòng)螺針固定在連接板(404)上，并在其它點(diǎn)上穿過連接板(404)的在X方向上較長的長孔(4c3)，利用在齒條(402)中旋入的螺絲(6c3)在X方向上相對(duì)地滑動(dòng)，在Y方向上實(shí)質(zhì)上卡緊關(guān)系地結(jié)合在連接板(404)上。因利用該長孔(4c3)和穿過它的螺絲(6c3)，在連接板(404)上、在X方向上保持滑動(dòng)關(guān)系的齒條(402)，所以在大體上導(dǎo)軌(32L，32R)、連接板(404)和齒條(402)三者成為整體，與以往相同，導(dǎo)軌(400)的搬運(yùn)及對(duì)鋼板的安裝是容易的。
圖1表示本發(fā)明的一實(shí)施例的焊接裝置的外觀的概要立體圖，所示為焊接中的狀態(tài)。
圖2表示圖1所示的實(shí)施例的焊接裝置中、在焊接之前在坡口內(nèi)投入截割焊絲的狀態(tài)的立體圖。
圖3表示圖1所示的實(shí)施例的焊接裝置中、焊炬Tf、Tb的正視圖。
圖4表示相當(dāng)于圖3中4A-4A線剖面的傳感器搖動(dòng)機(jī)構(gòu)5f的剖視圖。
圖5表示對(duì)圖1所示的先行焊炬Tf和后行焊炬Tb進(jìn)行搖動(dòng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方框圖，給出了焊接對(duì)象材料WR、WL立體圖。
圖6表示裝備在圖1所示的焊炬Tb上的雙重保護(hù)100b的放大縱剖視圖。
圖7表示圖1所示的先行電極焊絲9f和后行電極焊絲b之間的距離、即極間距離Dw的側(cè)視圖。
圖8表示焊接電流值和飛濺發(fā)生量的關(guān)系，以往方法表示是單一保護(hù)的場合。
圖9是表示在圖1所示的焊接裝置中，在焊接多種板厚的被焊接材料的坡口時(shí)，板厚和鋼粒分布高度的組合分布的關(guān)系圖，在組合點(diǎn)上附以背面焊道形狀是否良好的標(biāo)號(hào)。
圖10表示圖1所示的磁路構(gòu)件210的放大立體圖。
圖11表示圖10中11A-11A線剖視圖。
圖12表示圖11中12A-12A線剖視圖。
圖13表示圖1所示的焊接裝置的磁路構(gòu)件210和焊絲9f與焊接對(duì)象材料WR、WL的平面圖。
圖14(a)表示在將圖1所示的焊接裝置的磁路構(gòu)件210換成Y方向的寬度為200mm、坡口延伸方向的長度為220mm、厚度為22mm的磁通旁路用的鋼板、焊接工件(work)WR、WL間的坡口α?xí)r的磁通測定探針MS的配置位置的平面圖。
圖14(b)是表示該焊接時(shí)的先行焊炬Tf的位置(探針MS起點(diǎn))和探針的測定值的關(guān)系。
圖15表示能用來代替圖1所示的磁路構(gòu)件210的磁路構(gòu)件220的外觀的立體圖。
圖16表示能用來代替圖1所示的磁路構(gòu)件210的磁路構(gòu)件230的切除部分后的外觀的立體圖。
圖17表示能用來代替圖1所示的磁路構(gòu)件210的磁路構(gòu)件240的外觀的立體圖。
圖18表示圖1所示的截?cái)嗪附z自動(dòng)分布裝置100的放大立體圖。
圖19(a)表示坡口開口寬度小時(shí)的焊接狀態(tài)的放大剖視圖。
圖19(b)表示坡口開口寬度大時(shí)的焊接狀態(tài)的放大剖視圖。
圖20表示圖1所示的導(dǎo)軌400的放大立體圖。
圖21表示從圖20所示的21A的方向見到的導(dǎo)軌400的右端面的放大剖視圖。
圖22表示圖20所示的22A-22A的導(dǎo)軌403的垂直橫剖面的放大剖視圖。
圖23表示圖20所示的23A-23A的導(dǎo)軌403的垂直縱剖面的放大剖視圖。
圖24表示圖1所示的臺(tái)車1的行走機(jī)構(gòu)部分的橫剖視圖。
圖25表示圖1所示的焊接條件指定盤30的外觀的放大剖視圖。
圖26表示圖1所示的焊接裝置1的布線狀態(tài)的電氣電路圖。
圖27表示在圖1所示的電弧焊接裝置中，去除磁路構(gòu)件210后進(jìn)行焊接中的工件WR、WL的平面圖。
圖28表示在圖1所示的電弧焊接裝置中，去除磁路構(gòu)件210后進(jìn)行焊接中的工件WR、WL的側(cè)視圖，其中一部分所示為縱剖面。
圖29(a)表示在圖1所示的電弧焊接裝置中，去除磁路構(gòu)件210、焊接工件WR、WL間的坡口α?xí)r的磁通測定探針MS的配置位置的平面圖。
圖29(b)是表示該焊接時(shí)的先行焊炬Tf的位置(探針MS起點(diǎn))和探針的測定值的關(guān)系。
圖30表示以往的導(dǎo)軌的外觀的立體圖。
圖31表示以往的焊接裝置的控制盤的結(jié)構(gòu)概要的方框圖。
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
實(shí)施例圖1表示本發(fā)明的一實(shí)施例的外觀的概要。在圖1所示的焊接裝置中，用2根焊炬Tf，Tb的雙電極，進(jìn)行CO2氣體保護(hù)單面焊接，將坡口α在其延伸的方向X上進(jìn)行焊接。水平并排的工件WR，WL將其面對(duì)面相對(duì)的端面相互對(duì)接，并在兩工件之間形成坡口α。導(dǎo)軌400與坡口α平行地配置在工件WR上，安裝在這種導(dǎo)軌400上的臺(tái)車1，沿導(dǎo)軌400在X方向上移動(dòng)。50是防止熔融金屬燒穿用的引弧板。
臺(tái)車1通過支承框架12從下面支承內(nèi)裝控制電路20的箱體。在臺(tái)車1上安裝先行焊炬搖動(dòng)機(jī)構(gòu)6f和后行焊炬搖動(dòng)機(jī)構(gòu)6b。
先行焊炬搖動(dòng)機(jī)構(gòu)6f通過先行焊炬支承機(jī)構(gòu)80f，支承先行焊炬Tf?？刂齐娐?0的搖動(dòng)控制器Cof(圖26)控制先行焊炬搖動(dòng)機(jī)構(gòu)6f的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，以便用對(duì)應(yīng)于來自焊接條件指定盤30的搖動(dòng)寬度信號(hào)和搖動(dòng)速度信號(hào)的振動(dòng)寬度和搖動(dòng)次數(shù)/分鐘、搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)先行焊炬Tf。這樣，先行焊炬Tf在與臺(tái)車行進(jìn)方向X(坡口α的延伸方向)成直角的方向Y上搖動(dòng)(往復(fù)運(yùn)動(dòng))。
后行焊炬搖動(dòng)機(jī)構(gòu)6b通過后行焊炬支承機(jī)構(gòu)80b，支承后行焊炬Tb。控制電路20的搖動(dòng)控制器Cob(圖26)控制后行焊炬搖動(dòng)機(jī)構(gòu)6b的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，以便用對(duì)應(yīng)于來自焊接條件指定盤30的搖動(dòng)寬度信號(hào)和搖動(dòng)速度信號(hào)的振動(dòng)寬度和搖動(dòng)次數(shù)/分鐘、搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)后行焊炬Tb。這樣，后行焊炬Tb在與臺(tái)車行進(jìn)方向X(坡口α的延伸方向)成直角的方向Y上搖動(dòng)(往復(fù)運(yùn)動(dòng))。
在支承框架12的先行側(cè)和后行側(cè)的側(cè)面上，預(yù)先安裝先行焊炬Tf用和后行焊炬Tb用的焊絲盤18f和18b，并在其上卷繞焊絲wf，wb。當(dāng)一驅(qū)動(dòng)支承框架12的焊絲供給電動(dòng)機(jī)19f，19b時(shí)，就將Wf，Wb供給焊炬Tf，Tb。
在固定于臺(tái)車1上的支承棒13上，安裝著用于形成橫穿坡口α的磁路的搭橋器具200。用連接構(gòu)件(201～209)和磁路構(gòu)件210構(gòu)成這種搭橋器具200。利用擰緊在支承棒13上未圖示的止動(dòng)螺絲，將這種連接構(gòu)件的滑塊201固定在支承棒13上。在滑塊201上安裝帶有旋鈕的升降機(jī)構(gòu)202，并且這種升降機(jī)構(gòu)202支承著套筒203。當(dāng)操作者正向旋轉(zhuǎn)或者反向旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)202的旋鈕時(shí)，套筒203就向Z的向上方向或者向下方向移動(dòng)。
在Z方向延伸的滑桿204穿過套筒203，并利用擰入套筒203的止動(dòng)螺絲，將滑桿204固定在套筒203上。利用焊接、將套筒205固定在滑桿204的下端，并利用焊接、將在Y方向上延伸的臂206固定在該套筒205上。利用焊接、將引導(dǎo)套筒207固定在臂206的前端?；瑮U208穿過這種引導(dǎo)套筒207的內(nèi)孔，并且這種滑桿208能在Z方向上移動(dòng)。騎在工件WR、WL上的磁路構(gòu)件210固定在滑桿208的下端。
在磁路構(gòu)件210和引導(dǎo)套筒207之間，插入穿過桿208的壓縮螺旋彈簧209，這種壓縮彈簧209用引導(dǎo)套筒207支承，并將磁路構(gòu)件210壓緊在制品WR、WL上。當(dāng)臺(tái)車1在X方向行走中，制品WR、WL的上面的平面升高時(shí)，磁路構(gòu)件210在隨該平面上升的同時(shí)，一邊壓縮彈簧209一邊上升。也就是說，引導(dǎo)套筒207和彈簧209能完成磁路構(gòu)件210對(duì)于工件上平面的仿形移動(dòng)。
在支承框架12上的箱體內(nèi)的控制電路20中，有后述的搖動(dòng)控制器Cof、Cob以及行走臺(tái)車控制器Cm。控制電路20的信號(hào)接收側(cè)連接器20a與焊接條件指定盤30的信號(hào)輸出側(cè)連接器相連，由此，指定盤30與控制電路20相連在焊接條件指定盤30上，有用于指定先行焊炬Tr和后行焊炬Tt的焊接電流、焊接電壓、搖動(dòng)寬度和搖動(dòng)次數(shù)(次/分鐘)、以及臺(tái)車11的行走速度(焊接速度)的可變電阻器。分別對(duì)應(yīng)于焊接對(duì)象材料應(yīng)該進(jìn)行調(diào)整或者指定的焊接條件，用指定盤30進(jìn)行調(diào)整或者設(shè)定(指定)，而其它的調(diào)整、設(shè)定或者指示用操作板21的刻度盤(可變電阻器)、開關(guān)等進(jìn)行。
圖1給出了焊接中的狀態(tài)，在坡口α中放入作為填充材料的截?cái)嗪附zcw。如圖1所示，在本實(shí)施例中，在進(jìn)行焊接前、在坡口α內(nèi)放入截?cái)嗪附zcw。圖18表示填充材料供給裝置300，其細(xì)節(jié)如后所述，在坡口α內(nèi)放入截?cái)嗪附zcw時(shí)，從支承棒13將前述的搭橋器具200脫去，代之以在支承棒13上安裝填充材料供給裝置300。填充材料供給裝置300的連接構(gòu)件也與搭橋器具200的連接構(gòu)件(201～206)有相同的結(jié)構(gòu)。
圖2表示了在支承棒13上安裝填充材料供給裝置300，在坡口α內(nèi)投入截割焊絲cw的狀態(tài)。這時(shí)，雖然臺(tái)車1在X方向上行走，但不用焊炬Tf、Tb進(jìn)行焊接。在超出臺(tái)車1的行走范圍不用填充材料供給裝置300投入截割焊絲cw的坡口α區(qū)域內(nèi)，由操作者加入截割焊絲cw。此外，在截割焊絲投入時(shí)，臺(tái)車1可與焊接時(shí)的前進(jìn)方向(+X方向)是同方向，也可以是相反方向(-X)方向。此外，也能在支承棒13上同時(shí)安裝搭橋器具200和填充材料供給裝置300，一邊向坡口α內(nèi)投入截割焊絲cw一邊進(jìn)行焊接。
此外，在臺(tái)車1的上部、從下面支承箱體20的框架7上，有支承包含指示臺(tái)車1的前進(jìn)/后退的開關(guān)、指示焊炬Tf、Tb各自的上/下移動(dòng)的開關(guān)和指示焊接開始/停止的開關(guān)的手動(dòng)操作端9f(圖4)的配件，手動(dòng)操作端9f能從框架7取下，在本實(shí)施例中，從框架7取下、使用手動(dòng)操作端9f。圖4用雙點(diǎn)劃線表示在框架7上安裝手動(dòng)操作端9f的狀態(tài)。下面，詳細(xì)地說明各部分的結(jié)構(gòu)。
A.焊炬、搖動(dòng)機(jī)構(gòu)和坡口傳感器圖3表示焊炬Tf、Tb的正面，圖4表示傳感器振動(dòng)機(jī)構(gòu)5f。此外，下面也將振動(dòng)表示為搖動(dòng)。在臺(tái)車1上安裝著先行傳感器振動(dòng)機(jī)構(gòu)5f。將傳感器振動(dòng)機(jī)構(gòu)5f的框架51固定在臺(tái)車1上，在框架51的內(nèi)部有傳感器振動(dòng)電動(dòng)機(jī)M5f，其旋轉(zhuǎn)軸在右方向上延伸，并連接到在X方向上延伸、轉(zhuǎn)動(dòng)自如的支承螺桿52的左端。利用電動(dòng)機(jī)M5f的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)螺桿52?；瑝K54通過螺紋與螺桿52連接，并通過在X方向上鋪設(shè)在框架51的底面的導(dǎo)軌53，不能旋轉(zhuǎn)只可X方向前進(jìn)/后退地引導(dǎo)滑塊54。當(dāng)電動(dòng)機(jī)M5f正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺桿52旋轉(zhuǎn)，用導(dǎo)軌53引導(dǎo)滑塊54并在X方向(右方向)上移動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)M5f反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，滑塊54向左方向移動(dòng)。
在滑塊54的右端固定著在X方向上延伸、從框架51的右側(cè)面突出的支承棒55f。在支承棒55f的前端上固定著臂41的上端，并在其下端固定著在Y方向上延伸的臂42。臂41和42結(jié)合成倒T字形。在臂42的右側(cè)面上有向右方突出的圓柱形的軸銷，并用蝶形螺釘44將支承臂43固定在該軸銷上。先行傳感器Sf是導(dǎo)電體焊絲，通過支承臂43的前端穿通孔，并用蝶形螺釘45固定在支承臂43上。借助于放松蝶形螺釘44、相對(duì)于腳44旋轉(zhuǎn)支承臂43，能調(diào)整對(duì)于Z軸的先行傳感器Sf的角度，借助于放松蝶形螺釘45對(duì)先行傳感器Sf進(jìn)行上下移位，能調(diào)整對(duì)于坡口的先行傳感器Sf的前端的進(jìn)入深度。在更換先行傳感器Sf或者進(jìn)行修理(去除被覆的飛濺)時(shí)，也可以放松蝶形螺釘45取出先行傳感器Sf。
先行傳感器Sf是導(dǎo)電體焊絲，支承臂43、41和支承棒55f是導(dǎo)電體(鋼材)通過絕緣體將支承棒55f固定在滑塊54上。也就是說，先行傳感器Sf、支承臂43、41和支承棒55f在電氣上是一個(gè)整體，并將它們成為機(jī)器接地電平的滑塊54和框架51絕緣。也就是說，電氣上與機(jī)器地電平隔離。在框架51內(nèi)將電線連接到支承棒55f上，并將這種電氣引導(dǎo)線連接到圖5所示的接觸檢測電路110中。
將先行焊炬振動(dòng)機(jī)構(gòu)6f的基板固定在先行傳感器振動(dòng)機(jī)構(gòu)5f的框架51上。先行焊炬振動(dòng)機(jī)構(gòu)6f包括上下驅(qū)動(dòng)支承臂81的電動(dòng)的焊炬高度調(diào)整機(jī)構(gòu)、和支承這種焊炬高度調(diào)整機(jī)構(gòu)并在支承臂81延伸的X方向上搖動(dòng)(振動(dòng))驅(qū)動(dòng)它的電動(dòng)的搖動(dòng)機(jī)構(gòu)，對(duì)應(yīng)于操作者的上升(UP)、下降(DOWN)指示，上下驅(qū)動(dòng)支承臂，另外，在焊接中自動(dòng)地在X方向上振動(dòng)驅(qū)動(dòng)(搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)即重復(fù)地往返驅(qū)動(dòng))支承臂81。
支承臂81通過焊炬支承機(jī)構(gòu)80f支承先行焊炬Tf。在支承臂81上標(biāo)有表示先行焊炬Tf的X方向移動(dòng)量的刻度。參照?qǐng)D3和圖4，焊炬支承機(jī)構(gòu)80f由倒立的大致等腰三角形的支承盤82、利用腳86由支承盤82從下面支承的旋轉(zhuǎn)自如地對(duì)于支承盤82以腳86為中心與YZ平面平行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)盤83、和利用螺絲85固定在旋轉(zhuǎn)盤83上的焊炬夾持構(gòu)件87組成。利用螺絲81a將支承盤82固定在支承臂81的右端部上。在支承盤82的上部有以其下端部所開的圓孔為中心的軌跡為圓弧的引導(dǎo)槽，引導(dǎo)從支承盤82的左面插入的止動(dòng)螺絲84。旋轉(zhuǎn)盤83在Z方向是長的長方形，在其下端開有引導(dǎo)腳86的圓孔。在旋轉(zhuǎn)盤83的下端和支承盤82的下端所開的孔中插入腳86，腳86支承旋轉(zhuǎn)盤83的下端相對(duì)于支承盤82的下端能旋轉(zhuǎn)自如。在旋轉(zhuǎn)盤83的上部開有螺絲孔，穿通支承盤82的引導(dǎo)溝并突出的止動(dòng)螺絲84的右端部與螺紋配合。借助于擰緊止動(dòng)螺絲84，將旋轉(zhuǎn)盤83緊密地固定在支承盤82上。
操作者放松止動(dòng)螺絲84，在以腳86為基準(zhǔn)、在支承盤82的引導(dǎo)溝內(nèi)從基準(zhǔn)位置起引導(dǎo)止動(dòng)螺絲84的范圍內(nèi)(從基準(zhǔn)位置起15°)、使旋轉(zhuǎn)盤83旋轉(zhuǎn)，并在所要的角度螺緊止動(dòng)螺絲84、將旋轉(zhuǎn)盤83固定在支承盤82上。在旋轉(zhuǎn)盤83上利用螺絲85固定支承先行焊炬Tf的焊炬夾持構(gòu)件87，伴隨著旋轉(zhuǎn)盤83的旋轉(zhuǎn)，先行焊炬Tf能使其前端旋轉(zhuǎn)。因此，能調(diào)整對(duì)于Z軸的焊炬Tf的角度(在Y方向上相對(duì)于前進(jìn)側(cè)、后退側(cè)的傾斜)。
因后行焊炬Tb和后行傳感器Sb的振動(dòng)機(jī)構(gòu)(4b、5b、6b、80b)和臺(tái)車1的支承結(jié)構(gòu)與前述的先行焊炬Tf和先行傳感器Sf的機(jī)構(gòu)(4f、5f、6f、80f)相同，所以省略其詳細(xì)的說明。
圖5給出了對(duì)先行焊炬Tf和先行傳感器Sf進(jìn)行振動(dòng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。因?qū)笮泻妇鎀b和后行傳感器Sb進(jìn)行振動(dòng)的系統(tǒng)構(gòu)成也與其相同，所以省略與其相關(guān)的圖示。這里，圖5的控制電路20，對(duì)于先行焊炬Tf和先行傳感器Sf進(jìn)行振動(dòng)的系統(tǒng)和對(duì)于后行焊炬Tb和后行傳感器Sb進(jìn)行振動(dòng)的系統(tǒng)都通用。
在接觸檢測電路110中連接支承棒55f，通過這種支承棒55f和支承臂43、41，將電氣上形成整體的電氣引導(dǎo)線連接到先行傳感器Sf上，電氣上升機(jī)器的地電平隔離。接觸檢測電路110通過電阻器在該電氣引導(dǎo)線上施加固定電壓，在先行傳感器Sf不接觸工件WL、WR中的任何一個(gè)時(shí)，該電氣引導(dǎo)線是該固定電壓的電位(高電平H)，當(dāng)先行傳感器Sf一接觸配件WL、WR中的任何一個(gè)時(shí)，就成為機(jī)器地電平(低電平L)。接觸檢測電路110將表示這種接觸(低電平L)、非接觸(高電平H)的2值信號(hào)供給控制電路20?？刂齐娐?0在右驅(qū)動(dòng)先行傳感器Sf時(shí)、2值信號(hào)一從高電平H切換成低電平L，就判斷先行傳感器Sf接觸到配件WR上，在左驅(qū)動(dòng)先行傳感器Sf時(shí)、2值信號(hào)一從高電平H切換成低電平L，就判斷先行傳感器Sf接觸到配件WL上。
通過前述的傳感器振動(dòng)機(jī)構(gòu)5f，先行傳感器Sf在相對(duì)于坡口的延伸方向Y的垂直方向X(左右方向)振動(dòng)。傳感器振動(dòng)結(jié)構(gòu)5f的傳感器振動(dòng)電動(dòng)機(jī)M5f是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器MDf1并利用控制電路20，控制其旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量(步進(jìn)數(shù))。當(dāng)控制電路20指示驅(qū)動(dòng)器MDf1使電動(dòng)機(jī)M5f正轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器MDf1將規(guī)定周期的正轉(zhuǎn)脈沖電壓施加到電動(dòng)機(jī)M5f上，由此、電動(dòng)機(jī)M5f步進(jìn)旋轉(zhuǎn)(正轉(zhuǎn))，先行傳感器Sf向右方移動(dòng)。相反地，當(dāng)控制電路20指示驅(qū)動(dòng)器MDf1使電動(dòng)機(jī)M5f反轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器MDf1將規(guī)定周期反轉(zhuǎn)脈沖電壓施加到電動(dòng)機(jī)M5f上，由此、電動(dòng)機(jī)M5f步進(jìn)旋轉(zhuǎn)(反轉(zhuǎn))，先行傳感器Sf向左方移動(dòng)?？刂齐娐?0將正轉(zhuǎn)指示信號(hào)或者反轉(zhuǎn)指示信號(hào)供給驅(qū)動(dòng)器MDf1的期間，驅(qū)動(dòng)器Mdf1持續(xù)將規(guī)定周期的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)脈沖電壓供給電動(dòng)機(jī)M5f，電動(dòng)機(jī)M5f連續(xù)旋轉(zhuǎn)。
另一方面，通過前述的焊炬振動(dòng)機(jī)構(gòu)6f，先行焊炬Tf在相對(duì)于坡口的延伸方向Y的垂直方向X(左右方向)振動(dòng)。焊炬振動(dòng)機(jī)構(gòu)6f的振動(dòng)電動(dòng)機(jī)M7f是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器MDf2并利用控制電路20，控制其旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量(步進(jìn)數(shù))。當(dāng)控制電路20指示驅(qū)動(dòng)器MDf2使電動(dòng)機(jī)M7f正轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器MDf2將規(guī)定周期的正轉(zhuǎn)脈沖電壓施加到電動(dòng)機(jī)M7f上，由此、電動(dòng)機(jī)M7f步進(jìn)旋轉(zhuǎn)(正轉(zhuǎn))，先行焊炬Tf向右方移動(dòng)。相反地，當(dāng)控制電路20指示驅(qū)動(dòng)器MDf2使電動(dòng)機(jī)M7f反轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器MDf2將規(guī)定周期反轉(zhuǎn)脈沖電壓施加到電動(dòng)機(jī)M7f上，由此、電動(dòng)機(jī)M7f步進(jìn)旋轉(zhuǎn)(反轉(zhuǎn))，先行焊炬Tf向左方移動(dòng)?？刂齐娐?0將正轉(zhuǎn)指示信號(hào)或者反轉(zhuǎn)指示信號(hào)供給驅(qū)動(dòng)器MDf2的期間，驅(qū)動(dòng)器MDf2持續(xù)將規(guī)定周期的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)脈沖電壓供給電動(dòng)機(jī)M7f，電動(dòng)機(jī)M7f連續(xù)旋轉(zhuǎn)。
控制電路20用與焊接速度(Y方向)成反比的周期在X方向往返掃描驅(qū)動(dòng)(振動(dòng)驅(qū)動(dòng))傳感器Sf、Sb，以操作者焊接開始前設(shè)定的焊炬位置(X方向)為中心、左右地進(jìn)行操作者設(shè)定的振動(dòng)寬度的焊炬振動(dòng)，并在X方向上將振動(dòng)寬度的中心進(jìn)行移動(dòng)，移動(dòng)大小為利用傳感器的振動(dòng)得到的坡口中心位置的變化部分。也就是說，進(jìn)行在焊接條件指定盤30上進(jìn)行操作者設(shè)定的寬度的振動(dòng)，并同方向地對(duì)振動(dòng)的中心進(jìn)行移動(dòng)，移動(dòng)大小為利用傳感器的振動(dòng)得到的坡口中心位置的X方向的變化部分。
焊接條件指定盤30將振動(dòng)寬度和焊接條件(焊接速度、焊接電流值、以及其它)供給到控制電路20中。借助于對(duì)手操作端9f的開關(guān)進(jìn)行操作，操作者進(jìn)行在工件WR上的臺(tái)車1的X位置調(diào)整，對(duì)于制品的焊炬的高度的調(diào)整(Z位置調(diào)整)，焊炬的Y位置調(diào)整和傳感器的Y位置調(diào)整。
將雙重密封100f和100b分別安裝在焊炬Tf和Tb的前端上。圖6放大表示安裝在焊炬Tb上的二重密封Tb的縱剖視圖。焊炬Tb將焊縫9b從其前端的焊接噴嘴WC送到坡口內(nèi)，而且排出保護(hù)氣體。在這種焊炬Tb上安裝著二重密封100b。二重密封100b包括固定在焊炬Tb上的附件101、固定在這種附件101上的內(nèi)噴嘴102和外噴嘴103。內(nèi)噴嘴102包圍焊接片WC，并沿著焊接片WC將從焊炬Tb排出的保護(hù)氣體(第1保護(hù)氣體)引導(dǎo)到下方。這種第1保護(hù)氣體從內(nèi)噴嘴102的下端開口排出到露出于片WC的外部的焊縫9b的周圍。外噴嘴103下半部分?jǐn)U展成圓錐狀，從焊炬Tb的外部將第2保護(hù)氣體供給這種外噴嘴103，并將其沿著內(nèi)噴嘴103的外表面從下端開口排出在第1保護(hù)氣體的外側(cè)。用第一保護(hù)氣體和第2保護(hù)氣體二重保護(hù)焊炬9b正下方的焊接部分。下面，將在第1保護(hù)氣體上施加并排出第2保護(hù)氣體的狀態(tài)稱為“雙重保護(hù)”，僅排出第1保護(hù)氣體的樣子稱為“非雙重保護(hù)”、或者“單一密封”。雙重保護(hù)100f的結(jié)構(gòu)與雙重保護(hù)100b的結(jié)構(gòu)相同。
如圖7所示，先行、后行焊絲間的電極間距離、即極間距離Dw是沿著配件的坡口的先行焊接電極焊絲9f和后行焊接電極焊絲9b的距離。如后所述，極間距離Dw不到100mm則電弧不穩(wěn)定，而且背面焊道過于突出，當(dāng)超過600mm時(shí)，雖然有效地改善韌性，但裝置變大，所以不能令人滿意。
圖8所示為焊接電流和飛濺發(fā)生量的關(guān)系。如果雙重保護(hù)、則與以往的方法(單一密封)相比，與電流變化無關(guān)，而且飛濺的發(fā)生量在2.0g/min以下。
圖9所示為多種板厚的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接的鋼粒分布高度和內(nèi)焊道形狀的關(guān)系(這時(shí)的焊接的各種條件如表2所示)。此外，圖9上的圓形標(biāo)號(hào)、三角形標(biāo)號(hào)、×標(biāo)號(hào)表示測定點(diǎn)，而且，圓形標(biāo)號(hào)表示內(nèi)焊道形狀良好，三角形標(biāo)號(hào)表示內(nèi)焊道形狀不好，×號(hào)表示內(nèi)焊道形狀很差或者發(fā)生燒透。
由圖9可知，在各板厚的坡口內(nèi)將鋼粒分布在板厚的1/4以上2/3以下的高度并進(jìn)行焊接，則內(nèi)焊道的形狀良好。分布高度超過板厚的2/3時(shí)，則或者內(nèi)焊道形狀很差或者不能形成內(nèi)焊道。此外，不到1/4時(shí)，發(fā)生焊接脫落。
B.磁力線架橋用的磁路構(gòu)件210等本發(fā)明者在將2個(gè)焊炬安裝在臺(tái)車上、在臺(tái)車的每1次行走進(jìn)行2層以上焊接的厚鋼板的焊接中，對(duì)先行焊炬的焊接電弧不穩(wěn)定的原因進(jìn)行了研究。首先，在使用2個(gè)焊炬的場合，前述的問題出現(xiàn)在與先行焊炬焊接中，在后行焊炬的焊接中實(shí)際上不出現(xiàn)前述的問題。如果注意到這一點(diǎn)，即看到先行焊炬和后行焊炬的焊接環(huán)境不同，對(duì)先行焊炬的焊炬移動(dòng)方向(焊接方向)的前方是坡口，后方是焊道，而后行焊炬的前方和后方都是焊道，前方的焊道(由先行焊炬形成)、在后行焊炬的正前方也是居里點(diǎn)(Curie’s point)以下的溫度(磁性體)。
因此，如圖27中雙點(diǎn)劃線所示，關(guān)于先行焊炬、由于電弧電流形成了磁場，雖然磁力線流過焊接對(duì)象鋼板WR、WL，但因前方是坡口、后方靠近的是非磁性體(居里點(diǎn)以上的焊道)、而且后方的遠(yuǎn)距離是磁性體(不到居里點(diǎn)的焊道)，所以在先行焊炬的焊縫9f的后方，磁力線繞到很遠(yuǎn)距離，因此在靠近焊縫9f的后方，磁通密度(磁場)稀(弱)，但在焊縫9f的前方，因前方是坡口(空隙)，所以磁力線不會(huì)繞到很遠(yuǎn)距離，因此在靠近焊縫9f的前方磁通密度(磁場)密(強(qiáng))。此外，在坡口內(nèi)雖然分布截割焊絲cw作為填充金屬，但截割焊絲的磁力線的旁路效果低，即使這種場合也能同樣地考慮。如前所述，當(dāng)在先行焊炬的焊炬焊絲9f的前方磁通密度高在后方磁通密度低時(shí)，按照弗來明(Fleming)的左手定則，由于前方的磁力線會(huì)對(duì)焊接電弧產(chǎn)生力P的作用，由此，如圖28所示，焊接電弧在與焊炬前進(jìn)方向的相反方向上振動(dòng)。
圖29表示焊接中坡口的1點(diǎn)伴隨焊接進(jìn)行的磁力線的變化。如圖29(b)所示，在離開厚鋼板WR、WL的焊接結(jié)束側(cè)(引弧板側(cè))500mm位置的坡口內(nèi)，插入磁通測定器的探針MS的前端(磁通檢查端)，設(shè)定在離開鋼板的下面8～10mm的高度范圍內(nèi)，并從引弧板側(cè)開始下述條件的雙電極焊接，并采集先行焊炬在圖29上橫坐標(biāo)軸的各位置(圖中的橫坐標(biāo)軸的數(shù)值離開磁力線測定位置的距離)上時(shí)的探針MS的測定值。其結(jié)果表示在圖29(a)中。此外，圖29(b)的坡口α內(nèi)的涂黑的點(diǎn)是定位焊接點(diǎn)。
-焊接條件-焊接對(duì)象鋼板WR、WL材質(zhì)SM490A，厚度19mm，長度3000mm，各寬度1.1m坡口坡口角度50度的V型坡口，截割焊絲分布高度8mm先行焊炬電流540A-電壓42V振動(dòng)寬度8mm，次數(shù)90次/分鐘焊縫YM-55H，φ1.6，固體焊絲后行焊炬電流450A-電壓40V振動(dòng)寬度5mm，次數(shù)60次/分鐘焊縫SF-1，φ1.6，帶焊劑焊絲母材接地以兩塊鋼板WR，WL為整體的矩形各個(gè)角部，一共4點(diǎn)由圖29(a)可知，隨著先行焊炬靠近測定點(diǎn)(MS)，測定點(diǎn)(MS)的磁通急劇地上升，靠近先行焊炬前方(400mm前方)的磁通為高達(dá)160高斯的數(shù)值。
這里，本發(fā)明者考慮在先行焊炬的前方放置對(duì)焊接對(duì)象鋼板WR和WL之間的坡口進(jìn)行磁旁路的厚鋼板(下面稱為磁通旁路用的鋼板)，使其與先行焊炬一起同方向地移動(dòng)，在磁力線偏置用的鋼板側(cè)流過靠近先行焊炬的前方的磁力線，并減弱靠近先行焊炬的前方(先行焊炬與磁力線偏置用的鋼板之間)磁場，由此、進(jìn)行與前述實(shí)驗(yàn)相同的實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果，如圖14所示，這種實(shí)驗(yàn)的磁力線測定條件，與不用磁力線偏置用的鋼板的場合相同，焊接條件也與前述相同。但是，在靠先行焊炬150mm的前方，安裝橫穿坡口方向的寬度200mm、延伸坡口方向的長度120mm、厚度22mm的磁力線偏置用的鋼板，以便跨越坡口，該磁通旁路用鋼板用焊接臺(tái)車支承、并與先行焊炬相同地進(jìn)行移動(dòng)。也就是說，在焊接中在先行焊炬的焊縫和磁力線偏置用的鋼板之間始終保持150mm的空間，并同時(shí)地在焊接方向(坡口延伸的X方向)驅(qū)動(dòng)它們。圖14(b)表示焊接鋼板WR、WL的坡口α和磁通測定探針MS。，圖14(b)的坡口α內(nèi)的涂黑的點(diǎn)是定位焊接點(diǎn)。
圖14(a)的實(shí)線表示用磁力線偏置用的鋼板時(shí)的磁通測定值。當(dāng)先行焊炬在靠磁通測定點(diǎn)(MS)400mm前時(shí)，靠焊炬前方的磁通從沒有磁通偏置用的鋼板時(shí)的160高斯減少到63高斯，大至磁通流過磁通偏置用的鋼板，可見采用該鋼板的磁通偏置效果很好。在這種焊接時(shí)，先行焊炬的電弧在與焊接進(jìn)行方向相反方向的振動(dòng)極小，焊道表面的波動(dòng)凹凸不明顯，飛濺的發(fā)生急劇減少，能得到幅度變動(dòng)小的根部。也就是說，可見改善前述以往的問題的效果極高。
這可以認(rèn)為是由于靠近先行焊炬的前方的磁通多且流過磁通偏置用的鋼板的結(jié)果。與沒有磁通偏置用的鋼板的磁通分布(圖27)相比較，當(dāng)使用磁通偏置用的鋼板時(shí)，如圖13(這里圖1的矩形塊210看作磁通偏置用的鋼板)所示，靠焊縫的前方的磁通偏移至比其更加前方的磁通偏置用的鋼板(210)。
如圖1所示，這里在本實(shí)施例中，用磁路構(gòu)件210橫穿坡口使磁通構(gòu)成旁路。
圖10放大表示磁路構(gòu)件210，圖11表示圖10中11A-11A線的斷面。參照這些附圖。前述的滑桿208的下端固定在磁性體(鋼板材料)支架211上。如圖3所示，支架211是45度傾斜的“コ”字型橫截面形狀，在這種“コ”字的內(nèi)空間部分插入支腳用的厚度0.5mm的多個(gè)硅鋼板217a～217d和支干用的厚度0.5mm的多塊硅鋼板216。如圖11所示，腳用的硅鋼板217a～217d為了與制品WR、WL接觸，在與Z軸成45度的方向上比較長，干部用的硅鋼板216較短，并將各片(一片)插入到腳用的硅鋼板217a～217d的各片之間。腳用的硅鋼板217a～217d的下端面成45度的傾斜面，以便增大與制品的接觸面積。
如圖10所示，腳用的硅鋼板217a～217d在Y方向上寬度較短并成為4組，但干部用的硅鋼板216的長度的該4組總的寬度。用螺栓213a～213d以掛吊形式支承全部腳用和干部用的硅鋼板。通過將下底切削成45度傾斜的套筒狀的墊圈212a～212d、支架211、腳用和干部用的硅鋼板、以及將下底切削成45度傾斜的套筒狀的墊圈214a～214d，利用緊固與這些螺栓端部的螺紋配合的螺母215a～215d，將這些螺栓213a～213d固定在支架211上。
螺栓通過的硅鋼板的孔徑比螺栓的直徑大，腳用的硅鋼板全部地每一片在Z方向上能夠上下，并能在X方向上傾斜和彎曲/伸長。因引導(dǎo)套筒207的孔徑比滑桿208的外徑大，所以滑桿208能對(duì)于引導(dǎo)套筒207進(jìn)行傾斜運(yùn)動(dòng)。
圖12表示圖11中12A-12A線剖視圖。如圖12所示，當(dāng)在制品WR、WL之間有Z方向的偏差時(shí)(平面高度有相差)，第1和第2組的腳用的硅鋼板217a、217b接觸到制品WR的上面，第3和第4組的腳用的硅鋼板217c、217d接觸到制品WL的上面?；瑮U208相對(duì)于套筒207傾斜，使得成為上述接觸那樣。另外，如圖12所示，當(dāng)在制品WR的上面有其它物體(例如截割焊絲)218時(shí)，腳用的硅鋼板傾斜以越過該其它物體，全部腳用的硅鋼板經(jīng)常地上下移動(dòng)，在X方向上傾斜運(yùn)動(dòng)或者圍繞螺栓旋轉(zhuǎn)使得它們的下端最大限度地接觸制品。
因此，從制品WL橫穿坡口α向著制品WR的磁通集中到經(jīng)過第1和第2組的腳用的硅鋼板217a、217b/干部用的硅鋼板216和第3和第4組的腳用的硅鋼板217c、217d的磁路中，如圖13所示，在靠先行焊炬Tf的焊縫9f的焊接方向X的前方，想要從制品WL橫穿坡口α到WR的磁通，就迂回流動(dòng)到比其更前方的磁路構(gòu)件210中。其結(jié)果，焊接中的坡口部的磁通降低到圖14(a)所示的實(shí)線附近或者其前后，由此，能使得先行焊炬Tf在焊炬后方的焊接電弧不穩(wěn)定的電磁力變?nèi)?，焊道表面的波?dòng)凹凸降低，飛濺的發(fā)生量急劇地減少，能得到幅度變動(dòng)小的根部。
利用通過腳用的硅鋼板217a～217d的磁通，將這些硅鋼板吸附在制品WR、WL上，因腳用的硅鋼板217a～217d向前方方向傾斜，因此用于反抗吸附力在X方向上驅(qū)動(dòng)磁路構(gòu)件210的力比較小。因支腳用的硅鋼板217a～217d的下端面成45度的傾斜面，所以與工件的接觸面積大，使磁通迂回到磁路構(gòu)件210中的效果好。
圖15表示用來代替前述的第1例的磁路構(gòu)件210的第2例的磁路構(gòu)件220的外觀。用與前述的磁路構(gòu)件210相同的狀態(tài)，將這種磁路構(gòu)件220安裝在圖1所示的臺(tái)車1上。圖15所示的磁路構(gòu)件220，在Y方向的寬度為200mm、坡口延長方向的長度為120mm、厚度為22mm的磁通偏置用的鋼板223的中心通過螺紋固定球節(jié)的外殼222，將滑桿208固定在該球形連接器的內(nèi)球體221上。其它的結(jié)構(gòu)與圖1、圖10所示的第1例相同。
這種第2例的磁路構(gòu)件220可相對(duì)于臂206在Z方向上升降，而且可相對(duì)于滑桿208在X方向和Y方向傾斜運(yùn)動(dòng)，所以磁路構(gòu)件經(jīng)常處于制品WR、WL與它們的接觸面積成為最大的姿勢。因此，磁路構(gòu)件的磁通旁路效果好。在第2例中，在靠近先行焊炬Tf的焊縫9f的焊接方向X的前方，想要從制品WL橫穿將坡口α到WR的磁通，迂回流動(dòng)到比其更前方的磁路構(gòu)件220中。其結(jié)果，焊接中的坡口部的磁通降低到圖14(a)所示的實(shí)線附近或者其前后，由此，能使先行焊炬Tf在焊炬后方的焊接電弧不穩(wěn)定的電磁力變?nèi)?，焊道表面的波?dòng)凹凸降低，飛濺的發(fā)生量急劇地減少，能得到幅度變動(dòng)小的內(nèi)波。這種第2例的磁路構(gòu)件220構(gòu)造簡單而且牢固，并且檢查和清掃簡單。
圖16表示用來代替前述的第1例的磁路構(gòu)件210的第3例的磁路構(gòu)件230的外觀。用與前述的磁路構(gòu)件210相同的狀態(tài)，將這種磁路構(gòu)件230安裝在圖1所示的臺(tái)車1上。圖16所示的磁路構(gòu)件230，在具有向下方向開口的內(nèi)空間的磁性體(鋼材)基座223上，將6根在Y方向上延伸的磁性體(鋼材)輥軸224a～224e分布在X方向上，并旋轉(zhuǎn)自如地安裝，磁性體輥軸224a～224e的側(cè)面在下方較基座223的下面突出0.5mm左右。也就是說，磁性體輥軸224a～224e使基座223離開制品WR、WL0.5mm左右。借助于使用輥軸，平衡作用于磁路構(gòu)件230上的磁吸附力，使在X方向上驅(qū)動(dòng)磁路構(gòu)件230的力急劇地減少。但是，因輥軸相對(duì)于制品WR、WL是線接觸，因此磁阻大，所以采用多根輥軸使磁路電阻變小。另外為了利用基座223也能使大多數(shù)的磁通旁路，采用厚壁結(jié)構(gòu)，同時(shí)盡量減少與制品WR、WL的間距至0.5mm左右。
與第2例相同，用球形連接器(221、222)將基座223與滑桿208連接。其它的結(jié)構(gòu)與圖1所示的第1例相同。在第3例中，在靠近先行焊炬Tf的焊縫9f的焊接方向X的前方，想要從制品WL橫穿坡口α到WR的磁通，迂回流動(dòng)到比其更前方的磁路構(gòu)件230中。其結(jié)果，焊接中的坡口部的磁通比圖14(a)所示的實(shí)線有稍高的值，較沒有磁路構(gòu)件230的場合急劇地減少，由此，能使先行焊炬Tf在焊炬后方的焊接電弧不穩(wěn)定的電磁力變?nèi)?，焊道表面的波?dòng)凹凸降低，飛濺的發(fā)生量急劇地減少，能得到幅度變動(dòng)小的內(nèi)波。
圖17表示第4例的磁路構(gòu)件240的外觀。用與前述的第1例的磁路構(gòu)件210相同的狀態(tài)，將這種磁路構(gòu)件240安裝在圖1所示的臺(tái)車1上。圖17所示的磁路構(gòu)件240，將在Y方向延伸的凸形的厚鋼板242a～242d并排在X方向上、并在那些上突起部的直徑較粗的孔中穿過較該孔徑要細(xì)的軸銷243，針腳243固定在X方向上45度傾斜的“コ”字型的支架241上。未圖示的壓縮螺紋彈簧作為隔片插入在相鄰的厚鋼板242a～242d之間，并且針腳243穿過這些彈簧。
將滑桿208的下端固定在支架241上。厚鋼板242a～242d的下端面成45度的傾斜面，當(dāng)這些厚鋼板242a～242d相對(duì)于制品WR、WL45度傾斜時(shí)，厚鋼板的下端面緊密貼在制品WR、WL的上面。借助于厚鋼板242a～242d的孔徑較針腳243的外徑大得多，并因在相鄰的厚鋼板242a～242d之間有壓縮線圈彈簧，并且在X方向上厚鋼板之間分開，所以厚鋼板242a～242d能分別個(gè)別地對(duì)于X方向傾斜運(yùn)動(dòng)，并對(duì)于針腳243能在Z方向上搖動(dòng)，同時(shí)針腳能繞243轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，厚鋼板242a～242d能相對(duì)于制品WR、WL成為最大接觸面積的姿勢。
其它的結(jié)構(gòu)與圖1所示的第1例相同。在第4例中，在靠近先行焊炬Tf的焊縫9f的焊接方向X的前方，想要從制品WL橫穿坡口α到WR的磁通，迂回流動(dòng)到比其更前方的磁路構(gòu)件240的厚鋼板242a～242d中。其結(jié)果，焊接中的坡口部的磁通比圖14(a)所示的實(shí)線的值稍低，較沒有磁路構(gòu)件240的場合急劇地減少，由此，能使先行焊炬Tf在焊炬后方的焊接電弧不穩(wěn)定的電磁力變?nèi)?，焊道表面的波?dòng)凹凸降低，飛濺的發(fā)生量急劇地減少，能得到幅度變動(dòng)小的內(nèi)波。這種第4例的磁路構(gòu)件240構(gòu)造簡單而且牢固，并且維護(hù)和清掃簡單。
C.填充金屬供給裝置400圖18放大表示填充金屬供給裝置300的關(guān)鍵部分。將“コ”字型的支架312固定在臂306的前端上，支架312支承在Y方向上延伸的導(dǎo)桿312a和與其平行地延伸的絲桿313。絲桿313相對(duì)于支架312能自由旋轉(zhuǎn)，其一端突出在支架312的外側(cè)面上，并將旋鈕固定在突出的前端上。將滑塊314通過螺紋嚙合在絲桿313上。引導(dǎo)棒312a穿過通滑塊314能自由滑動(dòng)，并引導(dǎo)滑塊314。當(dāng)用手旋轉(zhuǎn)絲桿313的旋鈕、使絲桿313相對(duì)于滑塊314旋轉(zhuǎn)時(shí)，方法引導(dǎo)棒312a引導(dǎo)的滑塊314在水平面內(nèi)沿相對(duì)于臺(tái)車進(jìn)行方向X的垂直方向Y、即坡口α的寬度方向移動(dòng)。
在滑塊314上開有在上下方向Z上貫通的圓孔。在該圓孔中壓入截割焊絲供給管道316的下端，并壓入非磁性體的前端噴嘴317的上端。管道316的上端與大致為漏斗型的截割焊絲加料斗315連接，利用重力將加料斗315內(nèi)的截割焊絲cw流下到管道316內(nèi)。支承臂311的上端支承加料斗315。
在滑塊314上與Y方向箭頭相反側(cè)的側(cè)面上，在相對(duì)于滑塊314的移動(dòng)方向Y的垂直方向X延伸的旋轉(zhuǎn)軸319a為中心支承由平板彎曲成大致為ㄑ”字型的臂319并能自由旋轉(zhuǎn)。在臂319的下端的、相對(duì)于前端噴嘴317的側(cè)面上，固定支承著垂直突出的圓柱形的磁鐵318，以便使前端接近前端噴嘴317的外表面。在前端噴嘴317上有截割焊絲cw的狀態(tài)下，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)圖18中的臂319，當(dāng)磁鐵318接近前端噴嘴317到達(dá)規(guī)定距離時(shí)，利用對(duì)于截割焊絲cw的吸引力，將磁鐵318的前端吸引在前端噴嘴317上。這時(shí)，如圖18中實(shí)線所示，從臂319的旋轉(zhuǎn)軸319a的以下部分幾乎垂直，從臂319的旋轉(zhuǎn)軸319a的以上部分稍稍傾斜。利用磁鐵318的吸引力，前端噴嘴317的截割焊絲cw停留在前端噴嘴317的內(nèi)部，不放出到外部(閉)。
大致為鉤型的擋板320從滑塊314的下面突出。首先，擋板320從固定在滑塊314上的基部向著滑塊314的支承臂319的側(cè)面，在與方向箭頭Y相反的方向上延伸，然后再彎折前端，以便與臂319的背面(支承磁鐵318的側(cè)面的背面)相對(duì)。傾斜與臂319的背面相對(duì)的擋板320的側(cè)面呈傾斜狀態(tài)，與因旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的臂319的背面的傾斜相一致。當(dāng)在圖2中向雙點(diǎn)劃線所示的“開”的方向旋轉(zhuǎn)臂319的上端時(shí)，臂319就以旋轉(zhuǎn)軸319a為中心在圖18中沿著順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并且磁鐵318的前端從前端噴嘴317分離。當(dāng)磁鐵318的前端從前端噴嘴317離開規(guī)定的距離時(shí)，利用對(duì)于擋板320的磁鐵318的吸引力，將磁鐵318吸引到擋板320，并且臂319的下端保持在圖18中用2點(diǎn)虛線表示的“開”的位置上。在這種狀態(tài)中，對(duì)于前端噴嘴317磁鐵318的磁通不起作用。因此，前端噴嘴317內(nèi)的截割焊絲cw不受拘束地從前端噴嘴317的開口流出到外部。
因截割焊絲cw的流動(dòng)性差，所以前端噴嘴317一停止，截割焊絲cw就從前端噴嘴317流下，流在的正下方的坡口中、當(dāng)其水平面達(dá)到前端噴嘴317的下端或者比其稍稍高的水平面時(shí)，截割焊絲cw就停止從前端噴嘴317流出。當(dāng)前端噴嘴317沿著坡口移動(dòng)時(shí)，因在其進(jìn)行方向上的上流側(cè)還是空的，所以在那里截割焊絲cw流下，截割焊絲cw自動(dòng)分布在坡口中、用相對(duì)于坡口底部的前端噴嘴317的高度決定了其水平面。
臂306是與支承磁路構(gòu)件210的連接構(gòu)件(201～206)相同結(jié)構(gòu)的未圖示的連接構(gòu)件的一部分，借助于將這種連接構(gòu)件固定在支承棒13上，如圖2所示，填充金屬供給裝置300安裝在臺(tái)車1上。借助于利用連接構(gòu)件、調(diào)整裝置300的高度，調(diào)整截割焊絲cw的分布深度。
D.導(dǎo)軌400和臺(tái)車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)500圖30表示以往的導(dǎo)軌400的外觀。通過支承腳31L、31R，將引導(dǎo)焊接臺(tái)車的以往的導(dǎo)軌403固定在支承支架405上。在支承支架405的下面固定著永久磁鐵52L、52R。此外，為了用于從焊接對(duì)象的鋼板WR使永久磁鐵脫離，還有杠桿(圖20的408)，圖中省略。
前述的以往的導(dǎo)軌403撓性差，難于彎曲，在上凸或者上翹的凹形鋼板的坡口焊接中適應(yīng)性差。因?qū)к?03是長尺寸，所以雖然能稍稍彎曲，但當(dāng)例如強(qiáng)制沿著曲率半徑數(shù)10m以下的上凸或者上翹的凹形鋼板的曲面時(shí)，施加在導(dǎo)軌1上的力超過彈性限度(屈服點(diǎn))，導(dǎo)軌403永久變形或者損壞。因此，以往必須利用彎曲加工預(yù)先制造(特別定制)與鋼板的彎曲相吻合的彎曲導(dǎo)軌，使彎曲鋼板的焊接成本提高。圖1所示的導(dǎo)軌400改善了前述的問題。
圖20表示圖1所示的導(dǎo)軌400的外觀，圖21表示圖20所示的導(dǎo)軌400的端面。在導(dǎo)軌403(導(dǎo)軌構(gòu)件32R、32L、連接板404、齒條402)延伸的X方向上每隔固定距離(在本實(shí)施例中是500mm)并排的永久磁鐵52L、52R，吸附在焊接對(duì)象的鋼板(制品)WR上，由此，將支承支架405固定在制品WR上。
支承支架405為平行于制品WR的表面、在Y方向上延伸的長方形的板狀支架，在其表面上，直立著圓柱狀的導(dǎo)軌腳31L、31R(圖21)，這些腳從下面支承導(dǎo)軌構(gòu)件32R、32L。支承支架405的反面與制品WR的表面相對(duì)。作為支承支架405的腳的永久磁鐵52L、52R吸附在制品WR的表面，并相對(duì)于制品WR平行地支承著支架405。
在支承支架405上安裝著分離機(jī)構(gòu)408。借助于提起分離機(jī)構(gòu)408的前端的把手484，杠桿483以旋轉(zhuǎn)軸482為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。伴隨著杠桿483的旋轉(zhuǎn)，與制品WR表面相對(duì)的杠桿483的根部的角接觸到制品WR的表面。杠桿483的基部的角加工成圓弧狀，杠桿483根部的角相對(duì)于工件WR的表面施加壓力，利用以旋轉(zhuǎn)軸482為支點(diǎn)的杠桿原理，對(duì)垂直設(shè)置于支承支架405的下面的臂481產(chǎn)生了大的頂升力，將永久磁鐵52L、52R從制品WR的表面脫離。當(dāng)進(jìn)一步向上們起杠桿483時(shí)，導(dǎo)軌400以左方的永久磁鐵52L的下左角(圖21)為中心向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)并橫倒，對(duì)于制品WR的永久磁鐵52L、52R的吸引力減弱，操作者能容易地提起導(dǎo)軌400。
支承輥軸用的2根導(dǎo)軌構(gòu)件32L、32R以相互平行的狀態(tài)在X方向上延伸，構(gòu)成導(dǎo)軌403，固定在它們上面的導(dǎo)軌腳31L、31R分別支承導(dǎo)軌構(gòu)件32L、32R。而且，平行于制品WR、在X方向上延伸的連接板404安裝在導(dǎo)軌構(gòu)件32L、32R之間，并連接導(dǎo)軌構(gòu)件32L、32R。在連接板404表面的寬度方向的中心安裝著在X方向上延伸的齒條402。
圖22表示在離開起始點(diǎn)附近的固定點(diǎn)150mm附近的第1長孔4L2、4R2的位置處的導(dǎo)軌403的垂直橫剖面(圖20的22A-22A線剖面)，圖23表示第1長孔4L2、4R2和第2長孔4L3、4R3的位置處的導(dǎo)軌403的垂直縱斷剖(圖20的23A-23A線剖面)。
在連接板404上在其起始點(diǎn)(圖20所示的右側(cè)的端面)的附近，開有止動(dòng)螺絲通過的圓孔4L1、4R1(圖21)，通過這種圓孔、止動(dòng)螺絲6L1、6R1旋入導(dǎo)軌構(gòu)件32L、32R的陰螺紋孔3L1、3R1(圖21)中，由此，將連接板404固定在導(dǎo)軌構(gòu)件32L、32R上。也就是說，連接板404在起始點(diǎn)附近固定在導(dǎo)軌構(gòu)件32L、32R上，使其在X、Y的任一個(gè)方向上都不能相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
從這種固定點(diǎn)在X方向上每隔一定的距離(在本實(shí)施例中為150mm)、在安裝著齒條402的寬度方向中央兩邊的對(duì)稱位置上，有用于穿過止動(dòng)螺絲的、在X方向上較長的長孔4L2，4R2，4L3，4R3…(圖20，圖22，圖23)，在導(dǎo)軌構(gòu)件32L、32R的表面上的相對(duì)于這些長孔的位置處開有安裝止動(dòng)螺絲的陰螺紋孔3 L1、3R1(圖22，圖23)，通過連接板404的長孔4L2，4R2，4L3，4R3…的止動(dòng)螺絲6L2，6R2，6L3，6R3…，旋入到導(dǎo)軌構(gòu)件32L、32R的螺絲帽孔3L2、3R2中。為了避免由于止動(dòng)螺絲6L2，6R2，6L3，6R3…對(duì)連接板404加壓固緊(為了使止動(dòng)螺絲能與連接板相對(duì)滑動(dòng))，將套管(collar)7L1，7R1的筒干插入長孔4L2，4R2中，止動(dòng)螺絲6L2、6R2穿過這種套管7 L1，7R1。
套管7L1，7R1在其筒干的上端上有與筒干連接的凸緣，筒干的長度(筒干的下端和法蘭盤下表面的距離)比連接板404的板厚稍長一點(diǎn)。由此，將止動(dòng)螺絲6L2，6R2旋入螺絲帽孔3L2、3R2中，直到壓緊套管7L1，7R1為止，雖然，止動(dòng)螺絲和套管與導(dǎo)軌構(gòu)件32L、32R整體固定，但連接板404對(duì)于套管能在Y方向上滑動(dòng)。連接板404的長孔4L2，4R2，4L3，4R3…雖然在X方向的寬度與止動(dòng)螺絲穿過的套筒7L1、7R1的筒干的外徑大致相同，但Y方向的寬度(長度)比該套筒的外徑要大，在連接板404的延伸的Y方向上具有長的縫隙形狀。
在連接板404的起始點(diǎn)(圖20所示的右側(cè)的端面)的附近的寬度方向中央上開有止動(dòng)螺絲通過的圓孔4c1，通過這種圓孔4c1將止動(dòng)螺絲6c1旋入磁條402的螺絲帽孔3c1中，由此，將磁條402固定在連接板404上。也就是說，將磁條402在起始點(diǎn)附近固定在連接板404上，使其相對(duì)于X、Y的任一個(gè)方向都不動(dòng)。
從這種固定點(diǎn)在X方向上每隔一定的距離(在本實(shí)施例中為150mm)在與前述的長孔4L2，4R2，4L3，4R3…在X方向上大致相同的位置上，有用于從反面穿過磁條安裝用的止動(dòng)螺絲6c2、6c3的長孔4c2、4c3…(圖22，圖23)，在磁條402的反面上在相對(duì)于這些長孔4c2、4c3…的位置上開有安裝止動(dòng)螺絲6c2、6c3…的螺絲帽孔3c2、3c3。
通過連接板404的長孔4c2，4c3…的止動(dòng)螺絲6c2，6c3…，旋入到磁條402的螺絲帽孔3c2、3c3中。為了避免由于止動(dòng)螺絲6c2，6c3對(duì)連接板404加壓固緊(為了使止動(dòng)螺絲能與連接板相對(duì)滑動(dòng))，將套管7c1，7c2的筒干插入長孔4c2，4c3中，止動(dòng)螺絲6c2、6c3穿過這種套管7c1，7c2。
連接板404的長孔在Y方向的寬度與止動(dòng)螺絲穿過的套筒7c1、7c2的筒干的外徑大致相同，但X方向的寬度(長度)比該套筒的外徑要大，在連接板404的延伸的X方向上具有長的縫隙形狀。
當(dāng)將以上說明了的導(dǎo)軌400，在上凸或者上翹凹形的彎曲比較大的制品WR上相對(duì)于其坡口平行安裝時(shí)，永久磁鐵31L、31R吸附在制品WR上，導(dǎo)軌構(gòu)件32L、32R與制品WR的上表面平行。也就是說，與制品WR的彎曲相同地彎曲。這時(shí)，因在導(dǎo)軌403的起始點(diǎn)(在圖20右端)在導(dǎo)軌構(gòu)件32L、32R上固定連接板404、且在連接板404上固定磁條402，所以這3者固定在制品WR上。但是，在X方向的其它的多個(gè)點(diǎn)上，因連接板404能對(duì)于導(dǎo)軌構(gòu)件32L、32R在X方向上滑動(dòng)，另外，磁條402能對(duì)于連接板404在X方向上滑動(dòng)，并且因3者能分別地單獨(dú)地彎曲，所以容易彎曲且彈性限度(屈服點(diǎn))高，并且各自能沿著小的曲率半徑的曲面(制品WR)彎曲。也就是說，由于對(duì)于曲面(制品WR)的3者各自的距離(z)不同，因此3者各自的曲率半徑不同，雖然導(dǎo)軌構(gòu)件32L、32R，連接板404，磁條402和制品WR等四部分投影到水平面上時(shí)，與水平面上的規(guī)定長度相應(yīng)的四部分各自的實(shí)際長度相對(duì)不同，但因這種不同相對(duì)地在X方向上滑動(dòng)，所以在導(dǎo)軌構(gòu)件32L、32R和連接板404之間、連接板404和磁條402之間，不產(chǎn)生X方向的應(yīng)力，導(dǎo)軌構(gòu)件32L、32R，連接板404和磁條402三部分容易彎曲，難以產(chǎn)生塑性變形和損壞(折斷、裂紋)。因此，導(dǎo)軌400不僅對(duì)于平面而且對(duì)于各種曲率的曲面都有很高的適應(yīng)性。
因在整個(gè)X方向的全長、在寬度方向Y上，將連接板404卡緊在導(dǎo)軌構(gòu)件32L、32R上，將磁條卡緊在連接板404上，所以導(dǎo)軌403在整個(gè)X方向的全長，因?qū)挾纫欢ǎ艞l402的寬度方向位置一定，所以能確保導(dǎo)軌構(gòu)件32L、32R和磁條402的X方向的直線性。
此外，在前述的例子中，將套筒的筒干插入到長孔中，并在套筒中穿過止動(dòng)螺絲，但也可以省略套筒，采用螺紋牙頂端和螺絲頭之間長度較連接板404的板厚稍長一點(diǎn)的帶有較粗直徑圓柱體的階梯螺絲作為止動(dòng)螺絲。
圖24表示臺(tái)車1上的臺(tái)車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)500。前述的導(dǎo)軌403的左、右側(cè)面為相對(duì)于導(dǎo)軌403的水平面呈45度的傾斜面形成的山形，臺(tái)車1的左側(cè)面仿形輥r1、r2與左側(cè)面的傾斜面接觸，臺(tái)車1的右側(cè)面仿形輥r3、r4與右側(cè)面的傾斜面接觸，臺(tái)車1用左側(cè)面仿形輥r1、r2和右側(cè)面仿形輥r3、r4夾住導(dǎo)軌1。左側(cè)面仿形輥r1、r2和右側(cè)面仿形輥r3、r4分別用輥頭506a和506b支承，并能自由旋轉(zhuǎn)。輥頭506b支承在臺(tái)車1上，并能自由旋轉(zhuǎn)，但也可以利用止動(dòng)螺絲507不使其旋轉(zhuǎn)。絲桿505a的前端與輥頭506a相連，并能自由旋轉(zhuǎn)，絲桿505a與臺(tái)車1的陰螺紋孔相配合并穿過該螺絲帽孔。在絲桿505a的后端上固定旋鈕505。借助于順時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕505，旋入絲桿505a，使左側(cè)面仿形輥r1、r2和右側(cè)面仿形輥r3、r4對(duì)導(dǎo)軌403的夾緊壓力增強(qiáng)。借助于反時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕505，使夾緊壓力減弱。
臺(tái)車1的小齒輪504與導(dǎo)軌403的齒條402互相嚙合，臺(tái)車1通過與電機(jī)輸出軸形成一體的齒輪501和與其嚙合的齒形帶502，將電機(jī)500m的旋轉(zhuǎn)傳送到傳動(dòng)齒輪503。將傳動(dòng)齒輪503固定在旋轉(zhuǎn)軸503a上，并在這種旋轉(zhuǎn)軸503a上固定小齒輪504。因此，當(dāng)電機(jī)500m—旋轉(zhuǎn)，就旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)小齒輪504并后推齒條502，于是臺(tái)車1在導(dǎo)軌403延伸的方向(圖24與紙面垂直的方向)上移動(dòng)。
E.焊接條件指定盤30圖31表示坡口仿形焊接2塊板材WR、WL的對(duì)接部的單面的以往的焊接裝置的、控制焊接機(jī)構(gòu)動(dòng)作的控制盤的一例。此外，僅給出了分別對(duì)應(yīng)于焊接對(duì)象材料、與調(diào)整或者指定的焊接條件的輸入輸出相關(guān)的部分，圖中省略了與其它的調(diào)整、設(shè)定或者指示相關(guān)的部分。在圖31所示的以往的實(shí)施例中，在設(shè)定或者變更供給到控制盤30A內(nèi)各種控制器的指定值的操作板36A上，有旋轉(zhuǎn)開關(guān)(板厚選擇開關(guān)38A)，由帶有顯示燈的數(shù)字開關(guān)(設(shè)定值變更開關(guān)a1、a2，顯示設(shè)定項(xiàng)目選擇開關(guān)a3～a9)組成的數(shù)字開關(guān)群37A，和顯示被設(shè)定值的設(shè)定值顯示器39A。輸入輸出控制器41A(包含輸入接口)讀入用這些開關(guān)輸入的數(shù)據(jù)。輸入輸出控制器41A根據(jù)讀入的數(shù)據(jù)，算出控制盤30A內(nèi)的各種控制器Cm、Cor、Cot以及各焊接電源Ppf、Ppb的指令值，并通過輸出接口41B，將指令值數(shù)據(jù)輸出到各種控制器中。在輸出接口41B中有將指令值數(shù)據(jù)變換成指令電壓(模擬指令信號(hào))的D/A變換器31A等，將指令電壓供給到各種控制器中。
參照對(duì)7種板厚值(7種板厚的各種代表值)9mm，12mm，14mm，16mm，19mm，22mm和25mm的每一個(gè)寫入了焊接條件數(shù)據(jù)的焊接條件表，操作者在焊接開始前，首先旋轉(zhuǎn)板厚選擇開關(guān)設(shè)定板厚，與所要的板厚相一致，接著借助于按下顯示設(shè)定項(xiàng)目選擇開關(guān)的先行焊炬開關(guān)a3或者后行焊炬開關(guān)a4，選擇進(jìn)行設(shè)定先行焊炬或是后行焊炬。然后從焊炬條件表取出并輸入所要設(shè)定的項(xiàng)目的值(焊接電流值、焊接電壓值、搖動(dòng)寬度值、搖動(dòng)速度值(次/分鐘)、焊接速度值)。這時(shí)，首先用設(shè)定項(xiàng)目選擇開關(guān)a5～a9，指定焊接條件的項(xiàng)目(焊接電流、焊接電壓、搖動(dòng)寬度、搖動(dòng)速度、焊接速度)。并一邊用眼確認(rèn)在設(shè)定值顯示器39A中被顯示的設(shè)定值，一邊利用按下設(shè)定值變更開關(guān)a1(增加)、a2(減少)，使顯示值成為希望輸入的值。輸入輸出控制器41A，在被指定的焊接條件項(xiàng)目相對(duì)應(yīng)的輸出鎖存器中，寫入每次變化顯示值后變化了的顯示值。輸出鎖存器是8位鎖存器，平行輸出8位數(shù)據(jù)。D/A變換器是平行輸入的變換器，分級(jí)產(chǎn)生與8位數(shù)據(jù)表示的值對(duì)應(yīng)的的電壓(指令電壓即指令信號(hào))，并供給到控制器中。
在焊接操作現(xiàn)場采用前述的存儲(chǔ)預(yù)置方法，要操作很多的開關(guān)非常麻煩。另外，如前所述在設(shè)定焊接條件，在對(duì)未圖示的焊接起動(dòng)開關(guān)進(jìn)行操作并開始焊接后，有時(shí)需要用眼判定焊接狀態(tài)，并調(diào)整或者變更焊接條件。雖然焊接中的焊接條件的調(diào)整也用前述的開關(guān)操作進(jìn)行，但必須如前所述地進(jìn)行多次的開關(guān)操作，直到?jīng)Q定(變更)設(shè)定值，因設(shè)定項(xiàng)目(調(diào)整項(xiàng)目)所以調(diào)整操作費(fèi)時(shí)，同時(shí)容易在調(diào)整項(xiàng)目的指定和數(shù)據(jù)值的增減方向指定中產(chǎn)生錯(cuò)誤，操作者的負(fù)擔(dān)大。而且，如圖31所示的輸入輸出控制器41A和輸出接口41B的組合，因數(shù)據(jù)線數(shù)(平行位數(shù))龐大、電路元件數(shù)也多、電路復(fù)雜，所以裝置價(jià)格高。
這里，在本實(shí)施例的焊接裝置中，將焊接條件指定盤30做得可以與控制電路20連接或脫離。
圖25表示圖1所示的焊接條件指定盤30的外觀，圖26表示焊接條件指定盤30和各電源、控制器以及機(jī)構(gòu)的連接狀態(tài)。在指定盤30中包括利用旋鈕(31a)的旋轉(zhuǎn)來改變電阻值的可變電阻器31～35，37～40，當(dāng)將指定盤30的連接器36插入到控制盤20的端子盒20a中時(shí)，就將這些可變電阻器31～35，37～40連接到各電源和控制器中。通過旋轉(zhuǎn)這些可變電阻器的旋鈕(31a)，使供給到各電源和控制器的指令值(指令信號(hào)的電平)發(fā)生變化。
在指定盤30中具有對(duì)于先行、后行的各個(gè)焊炬分別指定焊接電流和焊接電壓的可變電阻器31、32、37、38，指定搖動(dòng)的寬度和次數(shù)(次/分鐘)的可變電阻器33、34、39、40，以及指定臺(tái)車1的驅(qū)動(dòng)電機(jī)500m的旋轉(zhuǎn)速度(焊接速度)的可變電阻器35。
可變電阻器31具有旋轉(zhuǎn)型的可動(dòng)部分，并在與其連接的旋轉(zhuǎn)軸上，固定了裝有旋轉(zhuǎn)鎖定機(jī)構(gòu)的帶有箭頭的旋鈕31a，并且旋轉(zhuǎn)鎖定按鈕31b和解除按鈕31c從旋鈕31a突出。也就是說，是帶有鎖定機(jī)構(gòu)的刻度盤式的可變電阻器。
當(dāng)按下解除按鈕31c時(shí)，旋轉(zhuǎn)鎖定按鈕31b突出在上面位置，旋鈕31a能轉(zhuǎn)動(dòng)。操作者借助于順時(shí)針方向或者逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)旋鈕31a、使其箭頭處于平板環(huán)狀的刻度板31d上的所要電流值的位置，就能指定焊接電流指示值。當(dāng)結(jié)束指定時(shí)，按下鎖定按鈕31b、直到卡緊位置為止。這樣，旋鈕31a不能轉(zhuǎn)動(dòng)。其它的可變電阻器也與31的結(jié)構(gòu)相同，僅刻度板31d不同。
例如，就先行焊炬Tf而言，先行焊炬Tf連接到焊接電源Ppf上，通過控制電路20的信號(hào)接收側(cè)的連接器20a和指定盤30的信號(hào)輸出側(cè)的連接器36a(圖26)，焊接電源Ppf連接到焊接電流調(diào)節(jié)用的可變電阻器31和焊接電壓調(diào)節(jié)用的可變電阻器32上。借助于旋轉(zhuǎn)旋鈕31a，可變電阻器31的電阻值變化，焊接電源Ppf控制焊絲供給速度、使焊炬Tf的焊接電流值與目標(biāo)電流值信號(hào)所示的值相一致。同樣，借助于旋轉(zhuǎn)可變電阻器32的旋鈕，可變電阻器32的電阻值變化，焊接電源Ppf控制輸出電壓、使焊炬Tf的焊接電壓與目標(biāo)電壓值信號(hào)所示的值相一致。
另外，通過信號(hào)接收側(cè)的連接器20a和信號(hào)輸出側(cè)的連接器30，在控制先行焊炬搖動(dòng)機(jī)構(gòu)6f的搖動(dòng)控制器Cof上連接指定盤30的搖動(dòng)寬度調(diào)節(jié)用的可變電阻器33和搖動(dòng)次數(shù)調(diào)節(jié)用的可變電阻器34。借助于旋轉(zhuǎn)可變電阻器33的旋鈕，可變電阻器33的電阻值變化，從可變電阻器33供給到搖動(dòng)控制器Cof的電壓(搖動(dòng)寬度信號(hào))變化。這種電壓是目標(biāo)搖動(dòng)寬度信號(hào)，搖動(dòng)控制器Cof控制搖動(dòng)機(jī)構(gòu)6f，使焊炬Tf的搖動(dòng)寬度與目標(biāo)搖動(dòng)寬度信號(hào)所示的值一致。相同地，借助于旋轉(zhuǎn)可變電阻器34的旋鈕，可變電阻器34的電阻值變化，從可變電阻器34供給到搖動(dòng)控制器Cof的電壓(搖動(dòng)次數(shù)信號(hào))變化。這種電壓是目標(biāo)搖動(dòng)次數(shù)信號(hào)，搖動(dòng)控制器Cof控制搖動(dòng)機(jī)構(gòu)6f，使焊炬Tf的搖動(dòng)次數(shù)(次/分鐘)與目標(biāo)搖動(dòng)次數(shù)信號(hào)所示的值一致。
用可變電阻器37指定后行焊炬Tb的焊接電流目標(biāo)值，用可變電阻器38指定后行焊炬Tb的焊接電壓目標(biāo)值，用可變電阻器39指定后行焊炬Tb的目標(biāo)搖動(dòng)寬度，用可變電阻器40指定后行焊炬Tb的目標(biāo)搖動(dòng)次數(shù)。
通過臺(tái)車1的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，控制電路20的臺(tái)車控制器Cm對(duì)臺(tái)車1的臺(tái)車驅(qū)動(dòng)電機(jī)500m進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)?？勺冸娮杵?5將目標(biāo)速度信號(hào)供給臺(tái)車控制器Cm。借助于旋轉(zhuǎn)可變電阻器35的旋鈕，可變電阻器35的電阻值變化，供給到臺(tái)車控制器Cm中的電壓(目標(biāo)速度信號(hào))變化。當(dāng)臺(tái)車控制器Cm(焊接時(shí)的行走方向+x)向前驅(qū)動(dòng)臺(tái)車1時(shí)，控制臺(tái)車驅(qū)動(dòng)電機(jī)500m的旋轉(zhuǎn)速度，使臺(tái)車1的行走速度與目標(biāo)速度信號(hào)所示的速度一致。返回的行走速度為一固定值。
用各可變電阻器設(shè)定的焊接條件因坡口α的開口間隔(坡口的Y方向最大寬度)或者坡口角度與鋼板厚度等而不同。例如，如圖19(a)所示，在坡口α的開口間隔小的場合，設(shè)定焊接電流較小，并對(duì)應(yīng)于焊接狀況調(diào)整焊接電壓。而且，設(shè)定較小的搖動(dòng)寬度及較少的搖動(dòng)次數(shù)。另一方面，如圖19(b)所示，在坡口α的開口間隔大的場合，設(shè)定焊接電流較大，并對(duì)應(yīng)于焊接狀況調(diào)整焊接電壓。而且，設(shè)定較大的搖動(dòng)寬度及較多的搖動(dòng)次數(shù)。在圖19中，BP為墊板材料。在下面的表1中所示為不同板厚的焊接條件的例子。
表1
如果對(duì)于每種板厚預(yù)先準(zhǔn)備了根據(jù)不同板厚設(shè)定各可變電阻器的焊接條件指定盤30，則需要選擇與配置了焊接裝置的制品WR、WL的板厚相對(duì)應(yīng)的指定盤30更換安裝在焊接裝置上即可，因在焊接現(xiàn)場不需要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)各可變電阻器來設(shè)定與板厚對(duì)應(yīng)的各焊接條件值的操作，所以操作簡單，不費(fèi)事，而且能縮短操作時(shí)間，故操作效率好、并與操作現(xiàn)場的情況相吻合。
別處，與利用數(shù)字開關(guān)的輸入相比、數(shù)值的變化容易，對(duì)于焊接中急于想變更設(shè)定值的場合，和用眼一邊確認(rèn)焊接狀況一邊進(jìn)行設(shè)定變更的場合是有效的。
F.利用前述的焊接裝置的雙電極單面氣體保護(hù)焊接接著，對(duì)如前述所示、參照?qǐng)D～圖26說明了的、使用雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接裝置的焊接方法進(jìn)行說明。
制品WR、WL形成的坡口為坡口角度30～55°的V或者Y(圖5)形，為了在焊接中不發(fā)生坡口偏移，最好利用定位焊接對(duì)坡口內(nèi)面進(jìn)行定位焊。在坡口的反面有墊板BP，如圖2所示，在坡口α內(nèi)將鋼?；蛘哞F粉分布在板厚的1/4以上2/3以下的高度，并使先行焊接電極絲9f(焊炬Tf)進(jìn)行40次/分鐘以上150次/分鐘以下的搖動(dòng)、使后行焊接電極絲9b(焊炬Tb)進(jìn)行30次/分鐘以上120次/分鐘以下的搖動(dòng)，這種搖動(dòng)進(jìn)行一次即一個(gè)單位即完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
借助于先行焊接電極絲9f的焊接電流密度為相對(duì)于焊絲截面積230A/mm2以上，后行焊接電極焊絲9b的焊接電流密度為相對(duì)于焊絲截面積150A/mm2以上，先行和后行焊接電極焊絲9f、9b的極間距離Dw為100mm以上600mm以下，進(jìn)行雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接，能完成電弧穩(wěn)定、抗裂性能好、有良好的表面及背面焊道、并高效的焊接。
此外，如圖7所示，極間距離Dw是沿著制品的坡口的先行焊接電極焊絲9f和后行焊接電極焊絲9b的距離。
圖9表示多種板厚的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接的鋼粒分布高度和背面，焊道的形狀的關(guān)系。表2所示為這時(shí)的焊接諸條件。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)應(yīng)于各板厚，改變電流、搖動(dòng)寬度(振動(dòng)寬度)、搖動(dòng)次數(shù)(振動(dòng)次數(shù)次/分鐘)。表2的“根部間隙”是指在坡口橫截面的、相對(duì)的工作WR、WL間的最短距離。在圖5中給出了根部間隙。
表2
此外，圖9上的圓標(biāo)號(hào)、三角標(biāo)號(hào)和×標(biāo)號(hào)表示測定點(diǎn)，而且，圓形標(biāo)號(hào)表示背面焊道形狀良好，三角形標(biāo)號(hào)表示內(nèi)焊道形狀不好，×號(hào)表示內(nèi)焊道形狀很差或者發(fā)生燒穿。
由圖9可知，借助于在各板厚的坡口內(nèi)將鋼粒或者鐵粉分布在板厚的1/4以上2/3以下的高度并加以焊接，內(nèi)焊道的形狀良好。當(dāng)分布高度超過板厚的2/3時(shí)，內(nèi)焊道形狀很差，或不能形成內(nèi)焊道，不到1/4時(shí)，則發(fā)生燒穿。
此外，鋼?；蛘哞F粉的粒度分布最好在粒徑1.5mm以下，因?yàn)檫@樣電弧穩(wěn)定、內(nèi)焊道的形狀良好。此外，成分主要由Fe組成，但從抗裂性能來看，C在0.10％以下，S和P在0.020以下為佳，其它的成分考慮到焊接金屬的強(qiáng)度韌性，也可含有Si、Mn、Mo以及其它的去氧劑和合金劑。如果滿足以上的粒度和成分，則也可以將各種尺寸的鋼焊絲做成切割的粒狀體。
坡口角度不到300，內(nèi)焊道的均勻性變差，坡口角度超過550，則因坡口截面積變大，焊接效率降低。
借助于坡口內(nèi)面定位焊，能減少焊接中的間隙變動(dòng)。另外，在使用陶瓷固態(tài)墊板材料作為墊板BP的場合，只要用在被焊接部的背面連接墊板的較小的支承力，對(duì)于被焊接材料支承墊板BP即可，不必使用磁鐵和約束用器具。因此，能降低勞動(dòng)強(qiáng)度。墊板BP除用陶瓷固態(tài)墊板材料外，用與玻璃帶合用的銅墊板材料或者焊劑(flux)銅墊板的任何一種，都能得到相同的效果。
此外，對(duì)坡口內(nèi)面的定位焊也可以是焊縫的全長或者部分。定位焊道的高度以為了穩(wěn)定地產(chǎn)生焊道、在7mm以下，并且為了完全地定位、在2mm以上為佳。
根部間隙最好在5mm以下，在Y坡口的鈍邊(參照?qǐng)D5)最好在3mm以下，這樣能容易進(jìn)行長鋼板焊接和具有穩(wěn)定的焊道。當(dāng)根部間隙超過5mm時(shí)，因坡口截面積增大，所以焊接效率降低。
當(dāng)先行焊接電極焊絲9f的單位焊絲截面積的焊接電流密度不到230A/mm2時(shí)，不能得到穩(wěn)定的內(nèi)焊道。特別，在定位部會(huì)發(fā)生未焊接部分。
每后行焊接電極焊絲9b的單位焊絲截面積的焊接電流密度不到150A/mm2時(shí)，會(huì)發(fā)生焊透不良。
此外，先行焊接電極焊絲9f采用JIS Z3312和Z3325中規(guī)定的軟鋼和高強(qiáng)度鋼用、低溫鋼用的任一種固體焊絲，都能得到良好的效果，特別，在焊接金屬中要求高韌性的場合，用JIS Z3325中規(guī)定的低溫鋼用的固體焊絲為佳。
因每焊絲截面積的焊接電流密度高，使焊接操作性和內(nèi)焊道的形狀良好，以先行電極焊絲9f直徑在1.4mm以上2.0mm以下，以后行電極焊絲9b直徑在1.2mm以上2.0mm以下為佳。
為了良好地做成內(nèi)焊道的形狀，先行電極焊絲9f(焊炬Tf)的搖動(dòng)次數(shù)(次/分鐘)在40次/分鐘以上150次/分鐘以下。不到40次/分鐘，則焊道波形變粗，不能得到良好的內(nèi)焊道形狀。超過150次/分鐘，則電弧不穩(wěn)定，不能得到良好的內(nèi)焊道形狀。為了良好地做成內(nèi)焊道的形狀，后行電極焊絲9b(焊炬Tb)的搖動(dòng)次數(shù)(次/分鐘)，在30次/分鐘以上120次/分鐘以下。不到30次/分鐘，則焊道波形變粗，不能得到良好的內(nèi)焊道形狀。超過120次/分鐘，則電弧不穩(wěn)定，不能得到良好的內(nèi)焊道形狀。
電極焊絲的搖動(dòng)寬度(振動(dòng)寬度)以將焊道表面做成良好為目的，對(duì)應(yīng)于板厚變化分段地進(jìn)行變化。在板厚10mm左右，先行電極焊絲9f的搖動(dòng)寬度為4mm，后行電極焊絲9b的搖動(dòng)寬度為6mm為佳，在板厚25mm左右，先行電極焊絲9f的搖動(dòng)寬度為10mm，后行電極焊絲9b的搖動(dòng)寬度為15mm為佳。
先行、后行電極焊絲間的電極間距離Dw(圖7)不到100mm，則電弧不穩(wěn)定，而且內(nèi)焊道過于出來，超過600mm，則雖然在改善韌性上有效，但因裝置過大，所以不能令人滿意。
此外，對(duì)應(yīng)于板厚決定焊接速度，在板厚10mm左右的場合為40cm/min以上45cm/min以下，在板厚25mm左右的場合為15cm/min以上20cm/min以下，能得到良好地焊接。
接著，在本發(fā)明的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接中，對(duì)使用后行電極焊絲9b的加入焊劑的焊絲的成分限定的根據(jù)進(jìn)行說明。
TiO22.5％以上7.0％以下TiO2雖然具有作為對(duì)于焊道的焊渣形成劑和電弧穩(wěn)定劑的性質(zhì)，但對(duì)于焊絲全重量不到2.5％，不能得到良好地表面焊道形狀。當(dāng)超過7.0％時(shí)，在焊接金屬中含氧量增加，因大型的非金屬混合物增加，所以微觀組織不能微細(xì)化，韌性降低，所以其范圍在2.5％以上7.0％以下。
ZrO20.4％以上1.0％以下ZrO2提高了焊渣的凝固速度和熔融金屬的焊渣覆蓋性，并將焊道外觀做成良好。在高溫的蒸汽壓力低、也有熔滴的細(xì)?；男Ч?，飛濺減少。但是，不到0.4％，不能得到這種效果，表面焊道外觀變得不良，并且飛濺發(fā)生量多。當(dāng)超過1.0％時(shí)，因凝固溫度高容易發(fā)生焊渣卷入等的缺陷，所以其范圍在0.4％以上1.0％以下。
Al2O30.1％以上1.0％以下Al2O3與ZrO2相同地提高了焊渣的凝固速度和熔融金屬的焊渣被包性，并將焊道外觀做成良好。但是，不到0.1％，不能得到這種效果。當(dāng)超過1.0％時(shí)，因發(fā)生焊渣卷入等的缺陷，焊渣的剝離性低，所以其范圍在0.1％以上1.0％以下。
Si0.2％以上1.2％以下Si有用作脫氧劑使焊接金屬的含氧量降低的效果。但是，不到0.2％，則脫氧不足并發(fā)生氣孔。當(dāng)超過1.2％時(shí)，因使鐵氧體固體硬化，韌性降低，所以其范圍在0.2％以上1.2％以下。
Mn1.0％以上4.0％以下Mn輔助脫氧、并提高金屬的流動(dòng)性，在改善焊道形狀的同時(shí)，也有改善強(qiáng)度韌性的效果。但是，不到1.0％，則脫氧不足并容易發(fā)生焊接脫落。當(dāng)超過4.0％時(shí)，因焊接金屬脫氧過剩，容易發(fā)生凹坑和氣泡，所以其范圍在1.0％以上4.0％以下。
Mg0.1％以上1.0％以下Mg在高溫的電弧中與氧發(fā)生反應(yīng)，并在焊絲前端的焊滴的階段進(jìn)行脫氧反應(yīng)。其結(jié)果，脫氧生成物不會(huì)殘留在熔池內(nèi)，此外，有幫助在熔融池內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)的Si、Mn的脫氧反應(yīng)，減少熔融金屬的含氧量并提高韌性的效果。但是，不到0.1％，則前述的效果不足。當(dāng)超過1.0％時(shí)，因電弧長度過大，焊道形狀變差，所以其范圍在0.1％以上1.0％以下。
Na，KNa，K的1種或者2種的合計(jì)0.03％以上0.3％以下Na，K有提高電弧穩(wěn)定性，緩和母材的掘出的效果。但是，不到0.3％，則不能得到前述的效果。當(dāng)超過0.3％時(shí)，因電弧長度過長，飛濺量、氣體量增加。
在要求低溫韌性的場合，在前述的加入焊劑的焊絲中進(jìn)一步在下述的范圍內(nèi)添加Ni、Ti和B。
Ni0.3％以上3.0％以下添加Ni用于確保低溫韌性，不到0.3％，則不能充分地得到韌性改善的效果。當(dāng)超過3.0％時(shí)，容易發(fā)生高溫裂縫，所以其范圍在0.3％以上3.0％以下。
Ti0.02％以上0.2％以下Ti是強(qiáng)脫氧劑，能防止焊接金屬的氧化，而且利用Ti氧化物的生成，使焊接金屬的微組織微細(xì)化，有改善韌性的效果。但是，不到0.02％，則不能得到由于微組織的微細(xì)化而使得韌性改善的效果。當(dāng)超過0.2％時(shí)，因顯著地形成碳化物并損壞韌性，所以其范圍在0.02％以上0.2％以下。
B0.002％以上0.015％以下B使焊接金屬的微組織微細(xì)化，有改善韌性的效果。但是，不到0.002％，則不能得到由于微組織的微細(xì)化而使得韌性改善的效果。當(dāng)超過0.015％時(shí)，因抗裂性能惡化，同時(shí)顯著地形成碳化物并損壞韌性，所以其范圍在0.002％以上0.015％以下。
此外，為了進(jìn)一步使焊接金屬的微組織微細(xì)化并改善韌性，可在Al0.30％以下、Zr0.20％以下的范圍進(jìn)行添加。此外，可在2.5％以下添加Cr，在2％以下添加Mo。
在本發(fā)明的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接方法中，由于在坡口內(nèi)分布鋼?；蛘哞F粉，由于先行電極焊絲9f中使用比加入焊劑的焊絲的熔透更深的鋼焊絲，每焊絲平均截面積的電流密度高，此外，因搖動(dòng)電極焊絲，飛濺發(fā)生量多。因此，為了保護(hù)效果好，減少飛濺發(fā)生量，至少對(duì)先行電極焊絲9f采用雙重保護(hù)。
根據(jù)表3所示的諸焊接條件，特別對(duì)飛濺發(fā)生量多的先行焊接的飛濺發(fā)生量進(jìn)行了調(diào)查。
表3
300A、400A、500A3個(gè)階段進(jìn)行變化，對(duì)以往的方法(單一密封)和雙重保護(hù)的場合的飛濺發(fā)生量進(jìn)行了調(diào)查。
通常，因以往的方法的飛濺發(fā)生量隨著電流的增大而增加，是在2.0～5.0g/min左右，所以在其以下評(píng)價(jià)為良好。圖8所示為焊接電流和飛濺發(fā)生量的關(guān)系。當(dāng)雙重保護(hù)時(shí)，與以往的方法(單一保護(hù))相比，與電流變化無關(guān)，飛濺發(fā)生量在2.0g/min以下。下面，對(duì)本發(fā)明的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接方法的實(shí)施例和比較例進(jìn)行說明。
實(shí)施例1對(duì)表4所示的鋼材和表5所示的先行電極(9f)用鋼焊絲以及表6所示的后行電極(9b)用的加入焊劑的焊絲進(jìn)行組合，用表7～表12所示的坡口形狀、鋼?；蛘哞F粉的分布和焊接條件，進(jìn)行焊接長度1500mm的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接。焊接速度對(duì)應(yīng)于板厚在15m/min以上450m/min以下進(jìn)行。此外，用埋弧焊條每隔300mm在6個(gè)地方，進(jìn)行坡口內(nèi)長度30mm的定位焊。
在焊接后，對(duì)表面膠背面焊道的外觀、有無裂縫和沖擊值進(jìn)行了調(diào)查。從焊接后的試驗(yàn)體的板厚中央部、采集JIS Z2202 4號(hào)的沖擊試驗(yàn)片并在0℃測定其沖擊值。
此外，用浸透探傷試驗(yàn)和宏斷面對(duì)有無裂縫進(jìn)行了調(diào)查，并將調(diào)查結(jié)果集中表示在表7～表12中。此外，表7～表12是將一個(gè)大的表分開成6部分，并將這些表排列如下表7 表9 表11表8 表10 表12借助于對(duì)相鄰表中的重復(fù)列表部分進(jìn)行重合，并且并排在同一面上，便成為一個(gè)大的表。
表4
表5
表6
(注)其它為TiO2、ZrO2、Al2O3以外的焊渣劑和鐵粉
表7
注No.1-3，No.6-28使用陶瓷固態(tài)墊板材料。No.4使用玻璃帶共用的銅板墊板材料。No.5使用焊劑銅墊板材料。No.1-4和No.9-14對(duì)先行和后行電極進(jìn)行雙重保護(hù)。No.5-8和No.15-27僅對(duì)先行電極進(jìn)行雙重保護(hù)。No.28僅為以往的保護(hù)。
表8
注No.1-3，No.6-28使用陶瓷固態(tài)墊板材料。No.4使用玻璃帶共用的銅板墊板材料。No.5使用焊劑銅墊板材料。No.1-4和No.9-14對(duì)先行和后行電極進(jìn)行雙重保護(hù)。No.5-8和No.15-27僅對(duì)先行電極進(jìn)行雙重保護(hù)。No.28僅為以往的保護(hù)。
表9<
注No.1-3，No.6-28使用陶瓷固態(tài)墊板材料。No.4使用玻璃帶共用的銅板墊板材料。No.5使用焊劑銅墊板材料。No.1-4和No.9-14對(duì)先行和后行電極進(jìn)行雙重保護(hù)。No.5-8和No.15-27僅對(duì)先行電極進(jìn)行雙重保護(hù)。No.28僅為以往的保護(hù)。
表10
注No.1-3，No.6-28使用陶瓷固態(tài)墊板材料。No.4使用玻璃帶共用的銅板墊板材料。No.5使用焊劑銅墊板材料。No.1-4和No.9-14對(duì)先行和后行電極進(jìn)行雙重保護(hù)。No.5-8和No.15-27僅對(duì)先行電極進(jìn)行雙重保護(hù)。No.28僅為以往的保護(hù)。
表11
注No.1-3，No.6-28使用陶瓷固態(tài)墊板材料。No.4使用玻璃帶共用的銅板墊板材料。No.5使用焊劑銅墊板材料。No.1-4和No.9-14對(duì)先行和后行電極進(jìn)行雙重保護(hù)。No.5-8和No.15-27僅對(duì)先行電極進(jìn)行雙重保護(hù)。No.28僅為以往的保護(hù)。
表12
注No.1-3，No.6-28使用陶瓷固態(tài)墊板材料。No.4使用玻璃帶共用的銅板墊板材料。No.5使用焊劑銅墊板材料。No.1-4和No.9-14對(duì)先行和后行電極進(jìn)行雙重保護(hù)。No.5-8和No.15-27僅對(duì)先行電極進(jìn)行雙重保護(hù)。No.28僅為以往的保護(hù)。
表7～表12中的No.1～8是采用本發(fā)明的焊接方法的實(shí)施例，No.9～28是比較例。作為本發(fā)明實(shí)施例的No.1～8，因坡口形狀、鋼?；蛘哞F粉的分布高度、電極的搖動(dòng)次數(shù)、焊接電流密度和后行焊接電極9b的焊絲成分適當(dāng)，且至少雙重保護(hù)先行焊接電極焊絲9f，所以有表面及背面焊道外觀都良好，沒有高溫裂縫等的缺陷，沖擊值也極其良好的結(jié)果。
比較例中No.9因鋼粒的分布量低，所以會(huì)發(fā)生焊接金屬的燒穿。No.10因鋼粒的分布量高，所以背面焊道沒有出來。No.11坡口寬、基于焊接的堆積少、內(nèi)焊道過于突出。此外，因后行電極焊絲9b(F6)的Si含量高，所以韌性低，因Mg含量高，所以表面焊道的外觀變得不良。No.12因坡口角度狹窄，所以內(nèi)焊道變得不均勻，因后行電極焊絲9b(F5)的Si和Mn含量低，所以發(fā)生氣泡。
No.13因后行電極焊絲9b(F7)的Mn高，所以發(fā)生氣泡。此外，因Na、K的合計(jì)量多，所以飛濺發(fā)生量多。
No.14因后行電極焊絲9b(F8)的Mg少，所以韌性差。此外，因Na、K的合計(jì)量少，所以電弧不穩(wěn)定，表面焊道變得不良。
No.15因先行電極焊絲9f的焊接電流密度低，所以內(nèi)焊道不出來。
No.16因后行電極焊絲9b的焊接電流密度低，所以內(nèi)焊道的外觀不良。
No.17因先行電極焊絲9f的搖動(dòng)次數(shù)少，所以內(nèi)焊道不齊。
No.18因后行電極焊絲9b的搖動(dòng)次數(shù)少，所以內(nèi)焊道的外觀不良。
No.19因先行電極焊絲9f的搖動(dòng)次數(shù)多，所以電弧不穩(wěn)定，內(nèi)焊道不齊。
No.20因后行電極焊絲9b的搖動(dòng)次數(shù)多，所以電弧不穩(wěn)定，表面焊道不良。
No.21因先行和后行電極焊絲9f、9b的極間距離Dw小，所以電弧不穩(wěn)定，發(fā)生焊接金屬的燒穿。
No.22因后行電極焊絲9b(F9)的TiO2少，所以表面焊道的外觀不良。
No.23因后行電極焊絲9b(F10)的TiO2多，所以韌性差。
No.24因后行電極焊絲9b(F11)的ZrO2少，所以對(duì)熔融金屬的焊渣被包性差，表面焊道的外觀不良，飛濺發(fā)生量也多。
No.25因后行電極焊絲9b(F12)的ZrO2多，所以發(fā)生焊渣卷入。
No.26因后行電極焊絲9b(F13)的Al2O3少，所以對(duì)熔融金屬的焊渣被包性差，表面焊道的外觀不良。
No.27因后行電極焊絲9b(F14)的Al2O3多，所以發(fā)生焊渣卷入缺陷，而且焊渣剝離變差。
No.27因沒有雙重保護(hù)，所以飛濺發(fā)生量多。
實(shí)施例2對(duì)表13所示的低溫用鋼材和表5所示的鋼焊絲以及表14所示的加入焊劑的焊絲進(jìn)行組合，與實(shí)施例1相同、進(jìn)行雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接。此外，在各試驗(yàn)中也雙重保護(hù)先行和后行電極焊絲9f、9b。此外，韌性的評(píng)價(jià)考察-20℃的沖擊值。將其結(jié)果集中表示在表15、表16、表17中。
表15～表17是將一個(gè)大的表分開成3部分，并將這些表排列如下表15 表16 表17借助于對(duì)相鄰表中的重復(fù)列表部分進(jìn)行重合，并且并排在同一面上，便成為一個(gè)大的表。
表13
表14
(注)其它為TiO2、ZrO2、Al2O3以外的焊主劑和鐵粉
表15
注No.29-31，No.34-39使用陶瓷固態(tài)墊板材料。No.32使用玻璃帶共用的銅板墊板材料。No.33使用焊劑銅墊板材料。No.29-39的任何一種都雙重保護(hù)先行和后行電極。
表16
注No.29-31，No.34-39使用陶瓷固態(tài)墊板材料。No.32使用玻璃帶共用的銅板墊板材料。No.33使用焊劑銅墊板材料。No.29-39的任何一種都雙重保護(hù)先行和后行電極。
表17
注No.29-31，No.34-39使用陶瓷固態(tài)墊板材料。No.32使用玻璃帶共用的銅板墊板材料。No.33使用焊劑銅墊板材料。No.29-39的任何一種都雙重保護(hù)先行和后行電極。
表15～表17中的No.29～33是采用本發(fā)明的焊接方法的實(shí)施例，No.34～39是比較例。作為本發(fā)明實(shí)施例的No.29～33，因坡口形狀、鋼粒或者鐵粉的分布高度、電極的搖動(dòng)次數(shù)、焊接電流密度和后行焊接電極焊絲9b(F15～F18表14)的填充焊劑成分適當(dāng)，且至少雙重保護(hù)先行和后行焊接電極焊絲9f、9b，所以有表面及背面焊道外觀都良好，沒有高溫裂縫等的缺陷，沖擊值也極其良好的結(jié)果。
比較例中No.34因后行電極焊絲9b(F19)的Ni少，所以韌性差。
No.35因后行電極焊絲9b(F20)的Ni多，所以發(fā)生高溫裂縫。
No.36因后行電極焊絲9b(F21)的Ti少，所以韌性差。
No.37因后行電極焊絲9b(F22)的Ti多，所以韌性差。
No.38因后行電極焊絲9b(F23)的B少，所以韌性差。
No.39因后行電極焊絲9b(F24)的B多，所以發(fā)生高溫裂縫。
如前所述，采用本發(fā)明，則對(duì)于從短尺寸到長尺寸的焊接構(gòu)造物的單面焊接，能得到焊接操作性、抗裂性能和背面及表面焊道良好，完整的高韌性的焊接區(qū)，同時(shí)能縮小坡口截面積，因焊接中不需要復(fù)雜的操作的一行焊接，所以能容易地大幅度地改善長鋼板焊接操作效率。
權(quán)利要求
1.一種雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接方法，其特征在于，在被焊接材料的坡口角度30～55℃的Y或者V形的坡口、搭接墊板材料并單面焊接該坡口時(shí)，在該坡口內(nèi)填充鋼?；蛘哞F粉到被焊接材料板厚的1/4以上2/3以下的高度，令先行和后行的焊接電極焊絲間的極間距離在100mm以上600mm以下，先行和后行的焊接電極焊絲的焊接電流密度分別在230A/mm2以上和150A/mm2以上，而且用40次/分鐘以上150次/分鐘以下和30次/分鐘以上120次/分鐘以下、分別搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)先行和后行的焊接電極焊絲。
2.如權(quán)利要求1所述的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接方法，其特征在于，所述坡口是定位焊接內(nèi)面的坡口。
3.如權(quán)利要求1所述的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接方法，其特征在于，所述后行焊接電極焊絲對(duì)于焊絲全部重量含有重量百分比為TiO2 2.5％以上7.0％以下ZrO2 0.4％以上1.0％以下Al2O30.1％以上1.0％以下Si0.2％以上1.2％以下Mn1.0％以上4.0％以下Mg0.1％以上1.0％以下并且是填充了Na和K的一種或者2種的合計(jì)為0.03％以上0.3％以下的焊劑的含有焊劑的焊絲。
4.如權(quán)利要求3所述的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接方法，其特征在于，所述后行焊接電極焊絲對(duì)于焊絲全部重量填充了含有重量百分比為Ni0.3％以上3.0％以下Ti0.02％以上0.2％以下B 0.002％以上0.015％以下焊劑的含有焊劑的焊絲。
5.如權(quán)利要求1所述的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接方法，其特征在于，至少用第1保護(hù)氣體和第2保護(hù)氣體雙重保護(hù)先行電極焊絲。
6.一種雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接裝置，其特征在于，包括將在X方向延伸、在Y方向上設(shè)置坡口并相對(duì)的2塊被焊接材料，在該坡口部進(jìn)行先行焊接的氣體保護(hù)電弧焊炬和后行焊接的氣體保護(hù)電弧焊炬；與所述坡口實(shí)際上平行地安裝在所述2塊被焊接材料的某一邊的導(dǎo)軌；支承所述焊炬、用所述導(dǎo)軌引導(dǎo)、并在X方向上移動(dòng)的行走裝置；裝備在該行走裝置上、支承所述焊炬、并在Y方向上進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置；將焊接電流供給所述焊炬的焊接電源裝置；對(duì)所述焊接搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置、焊接電源裝置和行走裝置進(jìn)行控制的控制裝置；向該控制裝置供給動(dòng)作指示值的指定裝置；沿該移動(dòng)的方向在先行焊炬的先行位置上，跨越所述坡口并與所述兩塊被焊接材料接觸或者接近的磁路用的磁性體構(gòu)件；和保持該磁路用的磁性體構(gòu)件、并將其連接到所述行走裝置的連接裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接裝置，其特征在于，所述磁路用的磁性體構(gòu)件包括下端接觸到被焊接材料上的、在Z方向上較長并分布在X方向上的多個(gè)支腳用的薄磁性體板；插入這些板之間、放置在與被焊接材料之間的寬廣的空間，在Z方向上較短并分布在X方向上的多個(gè)支干用的薄磁性體板；支承所述腳用和支干用的薄磁性體板的支承器具。
8.如權(quán)利要求6所述的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接裝置，其特征在于，所述磁路用的磁性體構(gòu)件包括較厚的鋼板和將該鋼板與所述連接裝置相連接的傾斜自如的接頭。
9.如權(quán)利要求6所述的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接裝置，其特征在于，所述磁路用的磁性體構(gòu)件包括在Y方向延伸、在X方向上分布的多個(gè)磁性體輥軸、旋轉(zhuǎn)自如地支承它們的框架和將該框架與所述連接裝置相連接的傾斜自如的接頭。
10.如權(quán)利要求6所述的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接裝置，其特征在于，所述磁路用的磁性體構(gòu)件包括在Y方向延伸、在X方向上分布的多個(gè)鋼板和傾斜自如地支承它們的框架。
11.如權(quán)利要求6所述的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接裝置，其特征在于，所述連接裝置包括與所述磁路用的磁性體構(gòu)件連接、并在Z方向上延伸的滑動(dòng)構(gòu)件；和在Z方向上可移動(dòng)的、支承該滑動(dòng)構(gòu)件的滑動(dòng)導(dǎo)向裝置。
12.如權(quán)利要求6所述的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接裝置，其特征在于，所述磁路用的磁性體構(gòu)件的與被焊接材料接觸或者接近的構(gòu)件，在行走裝置的移動(dòng)方向上向先行的焊炬先行的方向傾斜。
13.如權(quán)利要求6所述的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接裝置，其特征在于，所述控制裝置包括用于與所述指定裝置進(jìn)行電氣連接的信號(hào)接收側(cè)連接器；所述指定裝置是包括發(fā)生表示動(dòng)作指示值的電氣信號(hào)的多個(gè)可變電阻器和具有分別與可變電阻器連接的、與所述信號(hào)接收側(cè)連接器的連接端脫離的連接端的信號(hào)發(fā)送側(cè)連接器的焊接條件指定盤。
14.如權(quán)利要求13所述的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接裝置，其特征在于，所述多個(gè)可變電阻器包括用于供給搖動(dòng)速度指示信號(hào)的可變電阻器、用于供給搖動(dòng)寬度指示信號(hào)的可變電阻器、用于供給焊接電流指示信號(hào)的可變電阻器、用于供給焊接電壓指示信號(hào)的可變電阻器和用于供給行走速度指示信號(hào)的可變電阻器。
15.如權(quán)利要求13所述的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接裝置，其特征在于，所述各個(gè)電阻器是帶有鎖定電阻值設(shè)定用的可動(dòng)部分運(yùn)動(dòng)的鎖定機(jī)構(gòu)的可變電阻器。
16.如權(quán)利要求13所述的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接裝置，其特征在于，所述各個(gè)可變電阻器是在電阻值設(shè)定用的轉(zhuǎn)動(dòng)型可動(dòng)部分上安置了旋鈕的刻度盤式的可變電阻器。
17.如權(quán)利要求6所述的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接裝置，其特征在于，還包括為了在所述坡口中放入填充金屬而與所述行走裝置連接的填充金屬供給裝置。
18.如權(quán)利要求6所述的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接裝置，其特征在于，所述導(dǎo)軌還包括在Y方向上置以規(guī)定的距離、平行地連接在X方向延伸的2根導(dǎo)軌和分散在X方向上的多點(diǎn)的一點(diǎn)上固定在所述2根導(dǎo)軌上，并在其它點(diǎn)上在X方向上相對(duì)地滑動(dòng)，在Y方向上實(shí)質(zhì)上卡緊關(guān)系地結(jié)合在所述2根導(dǎo)軌上的所述2根導(dǎo)軌的連接板。
19.如權(quán)利要求18所述的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接裝置，其特征在于，所述導(dǎo)軌的連接板，在分布在X方向上的多點(diǎn)的一點(diǎn)上利用止動(dòng)螺絲固定在所述2根導(dǎo)軌上，并在其它點(diǎn)上穿過連接板的在X方向上較長的長孔，利用在導(dǎo)軌中旋入的螺絲在X方向上相對(duì)地滑動(dòng)，在Y方向上實(shí)質(zhì)上卡緊關(guān)系地結(jié)合在所述2根導(dǎo)軌上。
20.如權(quán)利要求18所述的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接裝置，其特征在于，所述導(dǎo)軌還進(jìn)一步包括在分布在X方向上的多點(diǎn)的一點(diǎn)上固定在連接板上，并在其它點(diǎn)上在X方向上相對(duì)地滑動(dòng)，在Y方向上實(shí)質(zhì)上卡緊關(guān)系地結(jié)合在連接板上的齒條。
21.如權(quán)利要求20所述的雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接裝置，其特征在于，所述齒條，在分布在X方向上的多點(diǎn)的一點(diǎn)上利用止動(dòng)螺絲固定在連接板上，并在其它點(diǎn)上穿過連接板的在X方向上較長的長孔，利用在齒條中旋入的螺絲在X方向上相對(duì)地滑動(dòng)，在Y方向上實(shí)質(zhì)上卡緊關(guān)系地結(jié)合在連接板上。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接方法和裝置。在雙電極單面氣體保護(hù)電弧焊接方法中,被焊接材料的坡口角度為30～55°,在對(duì)坡口內(nèi)面進(jìn)行定位焊的坡口背面與墊板材料接觸,用填充金屬在該坡口內(nèi)填充鋼?；蛘哞F粉到被焊接材料板厚的1/4～2/3的高度,分別用40～150次/分鐘和30～120次/分鐘搖動(dòng)先行和后行焊接電極焊絲,先行和后行焊接電極的焊接電流密度分別在230A/mm
文檔編號(hào)B23K9/035GK1188702SQ9712635
公開日1998年7月29日 申請(qǐng)日期1997年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月23日
發(fā)明者長友和男, 山下礦三, 鈴木洋三, 星野忠, 佐野博文, 丸山修志, 和田達(dá)郎 申請(qǐng)人:日鐵溶接工業(yè)株式會(huì)社