串列電弧焊接方法、串列電弧焊接裝置以及串列電弧焊接系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及串列電弧焊接方法、串列電弧焊接裝置以及串列電弧焊接系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為對例如在橋梁等中使用的構(gòu)造物進(jìn)行的焊接，有時對使平板與立板對接而成的接縫進(jìn)行角焊接。圖11是示出角焊接時的立板以及平板的一例的圖。在圖11所示的例子中，作為立板而使用鋼底板用u型鋼(以下，稱作U槽)，作為平板而使用蓋板。在此，在作為立板的U槽以及作為平板的蓋板的角焊接中，從作業(yè)性考慮難以從U槽的內(nèi)側(cè)進(jìn)行焊接，因而從u槽的外側(cè)進(jìn)行焊接。
[0003]并且，在該角焊接中，為了抑制在角焊縫的根部產(chǎn)生疲勞龜裂，著眼于應(yīng)力集中的緩和而確保恒定的焊透是有效的。在作為日本的與橋梁、高架道路等相關(guān)的技術(shù)基準(zhǔn)而確定的道路橋梁說明書中，要求確保焊透，使得將U槽的板厚設(shè)為100%的情況下的焊透深度的比例、即相對于板厚而熔融金屬(是焊接部的一部分，在焊接中熔融凝固的金屬)達(dá)到的長度的比例為75%以上。
[0004]在U槽與蓋板的接觸面上通常產(chǎn)生被稱作自然坡口的縫隙，由于該縫隙極其窄，因此難以確保足夠的焊透。另外，若提高為了確保焊透而施加的焊接電流，則容易產(chǎn)生高溫破裂，并且焊接部的形狀變差。在角焊縫中，在產(chǎn)生了熔融金屬熔穿至坡口(設(shè)置在進(jìn)行焊接的母材之間的槽)的相反側(cè)(背側(cè))的焊接缺陷(以下稱作熔穿)的情況下，尤其是產(chǎn)生尚溫破裂的可能性也增尚。
[0005]因此，以往對坡□實施加工，容易確保焊接的焊透，抑制高溫破裂的產(chǎn)生。例如，在專利文獻(xiàn)1中記載有一種角焊接方法，其中，在平板與立板的對接部具有V型坡口(楔狀空隙)的T字型的角焊接接頭中，作為坡口而形成坡口角度為20度以上且35度以下的V型坡口，單電極每道次的熱輸入量為5kJ/cm以上且lOkJ/cm以下，通過使用實芯焊絲進(jìn)行的氣體保護金屬極電弧焊而形成根部焊道。
[0006]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2008 - 290115號公報
[0009]發(fā)明要解決的課題
[0010]為了確保焊接的焊透，加工坡口是有效的，但是用于增大坡口的角度的加工花費工時。另外，若增大坡口的角度，則也存在需要進(jìn)行形成多層焊道的多層堆焊的情況，在該情況下，焊接的作業(yè)時間與焊接材料的使用量進(jìn)一步增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于，在角焊接中，抑制為了獲得適當(dāng)?shù)暮竿概c良好的焊道外觀所需要的作業(yè)時間以及焊接材料的使用量。
[0012]用于解決課題的手段
[0013]基于上述目的，本發(fā)明涉及一種串列電弧焊接方法，在該串列電弧焊接方法中，使用在先的第一電極以及在與焊接行進(jìn)方向相反的方向上與該第一電極分離配置的第二電極，對使平板與立板對接而成的接縫進(jìn)行角焊接，其特征在于，在所述第一電極與所述第二電極之間設(shè)置預(yù)先確定的極間距離，將所述第二電極配置為在所述平板上向相對于所述焊接行進(jìn)方向垂直的方向錯開，使得該第二電極與所述立板的距離比所述第一電極與該立板的距離長，使所述第一電極與所述平板所成的第一角度比所述第二電極與該平板所成的第二角度小。
[0014]另外，其特征在于，所述第一角度為10度以上且50度以下。
[0015]此外，其特征在于，所述第二角度在35度以上且70度以下。
[0016]并且，其特征在于，所述第一角度與所述第二角度之差為10度以上且60度以下。
[0017]進(jìn)一步，其特征在于，所述第一電極的目標(biāo)位置是能夠?qū)λ鼋涌p處的所述立板的端部中的、不與所述平板相接一側(cè)的端部進(jìn)行焊接的位置，所述第二電極的目標(biāo)位置配置為相對于所述第一電極的目標(biāo)位置錯開10mm以下的距離。
[0018]另外，其特征在于，預(yù)先確定的所述極間距離為10mm以上且60mm以下。
[0019]此外，其特征在于，所述第一電極的朝向所述焊接行進(jìn)方向的相反側(cè)傾斜的前進(jìn)角的上限為30度，所述第一電極的朝向該焊接行進(jìn)方向傾斜的后退角的上限為25度，所述第二電極的朝向所述焊接行進(jìn)方向的相反側(cè)傾斜的前進(jìn)角的上限為40度，所述第二電極的朝向該焊接行進(jìn)方向傾斜的后退角的上限為10度。
[0020]并且，所述串列電弧焊接方法的特征在于，將使所述平板與所述立板對接而成的所述接縫設(shè)為自然坡口而進(jìn)行角焊接。
[0021]另外，從其它觀點來看，本發(fā)明涉及一種串列電弧焊接裝置，其使用在先的第一電極以及在與焊接行進(jìn)方向相反的方向上與該第一電極分離配置的第二電極，對使平板與立板對接而成的接縫進(jìn)行角焊接，其特征在于，在所述第一電極與所述第二電極之間設(shè)置預(yù)先確定的極間距離，并且該第二電極配置為在所述平板上向相對于所述焊接行進(jìn)方向垂直的方向錯開，使得該第二電極與所述立板的距離比該第一電極與該立板的距離長，該第一電極與該平板所成的第一角度比該第二電極與該平板所成的第二角度小。
[0022]此外，從其他觀點來看，本發(fā)明涉及一種串列電弧焊接系統(tǒng)，其使用在先的第一電極以及在與焊接行進(jìn)方向相反的方向上與該第一電極分離配置的第二電極，對使平板與立板對接而成的接縫進(jìn)行角焊接，其特征在于，具備:距離保持機構(gòu)，其將所述第一電極與所述第二電極之間保持為預(yù)先確定的距離；配置機構(gòu)，其將所述第二電極配置為在所述平板上向相對于所述焊接行進(jìn)方向垂直的方向錯開，使得該第二電極與所述立板的距離比所述第一電極與該立板的距離長；以及角度保持機構(gòu)，其將所述第一電極與所述平板所成的第一角度保持為比所述第二電極與該平板所成的第二角度小。
[0023]發(fā)明效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明，在角焊接中，能夠抑制為了獲得適當(dāng)?shù)暮竿概c良好的焊道外觀所需的作業(yè)時間以及焊接材料的使用量。
【附圖說明】
[0025]圖1是示出本實施方式的串列電弧焊接系統(tǒng)的簡要結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0026]圖2是用于對先行電極以及后行電極的焊炬角度、目標(biāo)位置的一例進(jìn)行說明的圖。
[0027]圖3是用于對極間距離的一例進(jìn)行說明的圖。
[0028]圖4(a)、(b)是用于對前進(jìn)角以及后退角的一例進(jìn)行說明的圖。
[0029]圖5是示出在實施例以及比較例中用作焊絲的實芯焊絲以及藥芯焊絲的化學(xué)組成的圖。
[0030]圖6是示出實施例以及比較例中的立板的板厚以及焊接條件的圖。
[0031]圖7是示出實施例的各種條件的圖。
[0032]圖8是示出實施例以及比較例的各種條件的圖。
[0033]圖9是示出實施例的評價結(jié)果的圖。
[0034]圖10是示出實施例以及比較例的評價結(jié)果的圖。
[0035]圖11是示出角焊接時的立板以及平板的一例的圖。
[0036]附圖標(biāo)記說明
[0037]1…串列電弧焊接系統(tǒng)；10…焊接機器人；11...焊炬；12...焊炬；13…先行電極；14...后行電極；20…機器人控制器；30a、30b...焊接電源；40a、40b…供給裝置
【具體實施方式】
[0038]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0039]<系統(tǒng)結(jié)構(gòu)>
[0040]首先，對本實施方式的串列電弧焊接系統(tǒng)1進(jìn)行說明。圖1是示出本實施方式的串列電弧焊接系統(tǒng)1的簡要結(jié)構(gòu)的一例的圖。這里，串列電弧焊接是指下述的焊接方法:配置兩個獨立的電極(先行電極以及后行電極)，將先行電極與后行電極之間保持為預(yù)先確定的間隔，并且分別以獨立的焊接條件進(jìn)行控制并焊接。
[0041]如圖1所示，本實施方式的串列電弧焊接系統(tǒng)1具備焊接機器人10、機器人控制器20、焊接電源30a、焊接電源30b、供給裝置40a、供給裝置40b。并且，串列電弧焊接系統(tǒng)1通過先行電極13以及后行電極14對將平板與立板對接而成的接縫部分進(jìn)行角焊接。這里，作為成為角焊接的對象的平板，例如使用蓋板，作為成為角焊接的對象的立板，例如使用U槽。另外，在本實施方式中，作為第一電極的一例而使用先行電極13。另外，作為第二電極的一例而使用后行電極14。
[0042]焊接機器人10從電極伸出電弧，利用其熱量對作為焊接對象的母材進(jìn)行焊接。這里，作為保持電極的焊炬，焊接機器人10具有焊炬11以及焊炬12這兩個焊炬。并且，焊接機器人10使焊炬11以及焊炬12向上下左右移動或者旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行焊接。
[0043]另外，焊炬11以及焊炬12分別在前端保持有電極。這里，以焊炬11所保持的電極、即配置在焊接行進(jìn)方向的前方而先行的電極作為先行電極13。另外，以焊炬12所保持的電極、即在與焊接行進(jìn)方向相反的方向上與先行電極13相距預(yù)先確定的距離而配置的電極作為后行電極14。先行電極13以及后行電極14通過使作為消耗電極而發(fā)揮作用的焊接材料(以下稱作焊絲)從被稱作導(dǎo)電嘴的圓筒形的導(dǎo)體的前端以恒定的突出長度(例如，15?30mm)突出而成。
[0044]此外，焊炬11以及焊炬12也可以具備噴出保護氣體的機構(gòu)。保護氣體主要用于保護熔融金屬、電弧免受大氣影響等，例如，只要使用100% C02U00% Ar、在Ar中混合有C02的氣體等即可。特別是，在使用100% 0)2的情況下，焊透效果好，是優(yōu)選的。另外，從防止保護氣體變差的觀點出發(fā)，優(yōu)選氣體流量的上限為40升/min，下限為15升/min。
[0045]機器人控制器20控制焊接機器人10的動作。這里，機器人控制器20保持有預(yù)先確