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CN119403638A - 电弧焊法和利用该电弧焊法焊接的接合体的焊接强度检查法 - Google Patents

电弧焊法和利用该电弧焊法焊接的接合体的焊接强度检查法 Download PDF

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Abstract

本发明的电弧焊法是使重叠多个非铁金属板而成的工件的至少局部熔融而接合的电弧焊法。并且,所述工件在焊接部位具有加工孔,所述加工孔是贯通电弧照射侧的非铁金属板而到达距电弧焊机最远的一侧的非铁金属板、且使所述最远的一侧的非铁金属板的局部凹陷而成的非贯通孔,从所述加工孔的开口侧照射电弧,在所述工件的与所述开口侧相反的一侧不使用背垫治具而熔融到所述最远的一侧的非铁金属板的背面,进行焊接,因此,能够提供如下电弧焊法:不使用背垫器具,就可进行焊接,即使是在工件的背面侧的空间具有限制的情况下,也可进行焊接。

Description

电弧焊法和利用该电弧焊法焊接的接合体的焊接强度检查法
技术领域
本发明涉及电弧焊法和利用该电弧焊法焊接的接合体的焊接强度检查法,进一步详细而言涉及使非铁金属板彼此接合的电弧焊法和利用该电弧焊法焊接的接合体的焊接强度检查法。
背景技术
公知有如下电弧点焊方法:在利用焊接将多个板材接合之际,在使板材重叠而成的工件的电弧焊机侧的板材形成加工孔,利用焊丝供给式的电弧点焊进行接合。
在专利文献1中记载有如下内容:在使在上述板材形成的加工孔的内壁熔融而进行电弧点焊的情况下,下侧的板材的熔融深度变深,产生烧穿,因此,使背垫器具(日文:裏当て器具)与下侧的板材抵接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平06-039542号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,在实际的生产现场中,存在工件的形状、工件的背面侧的空间具有限制的情况,大多无法使用背垫器具。
本发明是鉴于这样的现有技术所具有的问题而做成的,其目的在于提供如下电弧焊法:无需背垫治具,即使是在工件的背面侧的空间具有限制的情况下,也可进行电弧点焊。
用于解决问题的方案
本发明人为了达成上述目的而反复进行了深入研究,结果发现如下方案,以至于完成本发明:形成加工孔,该加工孔不仅形成于电弧焊机侧的板材、还到达距电弧焊机最远那一侧的板材,从而能够达成上述目的。
即,本发明的电弧焊法是使重叠多个非铁金属板而成的工件的至少局部熔融而进行接合的电弧焊法。
并且,特征在于,所述工件在焊接部位具有加工孔,所述加工孔是贯通电弧照射侧的非铁金属板而到达距电弧焊机最远的一侧的非铁金属板、且使所述最远的一侧的非铁金属板的局部凹陷而成的非贯通孔,从所述加工孔的开口侧照射电弧,在所述工件的与所述开口侧相反的一侧不使用背垫治具而熔融到所述最远的一侧的非铁金属板的背面,进行焊接。
另外,本发明的焊接强度检查法是检查利用电弧焊法焊接的接合体的焊接强度的方法。
并且,特征在于,由在所述最远的一侧的非铁金属板的背面显现的熔融部的直径推定焊接强度。
发明的效果
根据本发明,通过形成了不仅形成于电弧焊机侧的板材、还到达距电弧焊机最远的板材的加工孔,因此,能够提供如下电弧焊法:不使用背垫器具,就可进行焊接,即使是在工件的背面侧的空间具有限制的情况下,也可进行焊接。
附图说明
图1是说明本发明的电弧焊法的主要部分剖视图。
图2是利用本发明的电弧焊法焊接的接合体的主要部分剖视图。
图3是表示加工孔径是4mm时的、距电弧焊机最远的一侧的非铁金属板的加工孔形成部位的板厚与接合部位的烧穿的有无之间的关系的图表。
图4是表示加工孔径是8mm时的、距电弧焊机最远的一侧的非铁金属板的加工孔形成部位的板厚与接合部位的烧穿的有无之间的关系的图表。
图5是表示在接合体形成的熔融部的加工孔径与强度之间的关系的图表。
图6是表示接合体的拉伸强度与在距电弧焊机最远的一侧的非铁金属板的背面显现的熔融部的直径之间的关系的图表。
具体实施方式
详细地说明本发明的电弧焊法。
本发明的电弧焊法是利用电弧使工件的至少局部熔融、使重叠的多个非铁金属板彼此接合的焊接法。
使多个非铁金属板重叠而成的工件2预先在焊接部位形成有加工孔21,如图1所示,上述加工孔是贯通已配置到比距电弧焊机1最远的非铁金属板4(以下,有时称为“背板”。)靠上述焊接机侧的位置的非铁金属板3(以下,有时称为“表侧板”。)的全部而到达背板4、且使上述背板4的局部凹陷而成的非贯通孔。
并且,从上述加工孔21的开口侧瞄准加工孔21的内周面而使焊炬旋转来照射电弧,使加工孔21的内周面与焊丝一起熔融,与此相伴,加工孔21的底面熔融,一熔融到背板4的背面,就使电弧照射停止而进行凝固,从而使重叠的多个非铁金属板彼此接合。
此外,表侧板3并不限于1张,也可以重叠多张。
本发明的电弧焊法通过将凹陷的加工孔形成到背板的局部,加工孔的内周侧面也在背板形成,背板也与在接合界面的面内方向上相邻的表侧板一起熔融,因此,无需背垫器具。
也就是说,先不论接合强度,在仅将背板与相邻的表侧板接合的情况下,需要接合界面熔融,若背板不凹陷、而是呈平面状,则背板只要加工孔的底面不熔融,就无法向接合界面方向熔融,因此,为了背板与相邻的表侧板之间的接合,首先需要背板在其厚度方向上熔融。相对于此,只要背板的局部凹陷,背板就能够立即向接合界面方向熔融,因此,即使背板的底面不熔融,也可进行背板与相邻的表侧板之间的接合。
如此,本发明的电弧焊法即使不使重叠非铁金属板而成的工件在厚度方向上熔融,也能够使工件在接合界面的面内方向上熔融,因此,可尽早使接合界面附近熔融而在加工孔的底面烧穿之前进行背板与表侧板之间的接合。
并且,通过照射电弧,随着使工件向接合界面方向熔融,工件在工件的厚度方向上也熔融,直到背板的背面熔融,从而如图2所示,熔融部分在接合界面的面内方向上充分扩大,并且,利用来自焊丝的熔融金属填埋加工孔,能够利用由于它们凝固而形成的熔融部来确保接合强度。
此外,能够尽早使接合界面附近熔融,因此,向工件投入的焊接能量省力化,不仅能够抑制工件的变形,还能够抑制烟、粉尘的产生量。
此外,在图1中,表示从在工件形成的加工孔的上方照射电弧而进行焊接的形态,但也可使工件旋转90°而使加工孔的开口部朝向侧方,从侧方进行电弧照射而进行焊接。
向工件投入的焊接能量除了取决于非铁金属板的材质、非铁金属板的厚度之外,还取决于加工孔的深度、直径等,但通电电流优选是50~350A(安培),通电时间优选是0.5~5秒。
若向工件投入的焊接能量变得过多,则熔融金属从接合部位脱落而分离,熔融金属凝固而成的熔融部的体积减少,接合强度降低。
上述背板的凹陷的部位(加工孔形成部位)的板厚优选比加工孔的直径的1/20厚。
将在5000系铝合金板形成了直径4mm的加工孔时的、加工孔形成部位的背板的厚度与十字拉伸强度(CTS)之间的关系表示在图3中,另外,将形成了直径8mm的加工孔时的、加工孔形成部位的背板的厚度与十字拉伸强度(CTS)之间的关系表示在图4中。
从图3、4可知:由于背板的凹陷的部分的板厚比加工孔的径的1/20厚,能够防止熔融金属的烧穿,防止熔融部的体积减少。
另外,只要在背板形成的凹部的深度是0.1mm以上,就可使接合界面的背板向接合界面方向熔融。
上述加工孔优选呈圆筒形。在背板和相邻的表侧板形成的加工孔的内周面齐平,在背板与表侧板之间的接合界面,能够使背板和表侧板同时熔融,因此,易于向接合界面方向熔融。
上述加工孔的直径也依赖于所要求的接合强度,但优选比构成上述工件的非铁金属板中的最薄的非铁金属板的厚度的3倍大。在上述加工孔的直径比构成上述工件的非铁金属板中的最薄的非铁金属板的厚度的3倍小的情况下,加工孔容积较小,因此,即使熔融金属填埋加工孔,所具有的热量也较少。其结果,易于向周围的母材排热,难以向接合界面方向熔融,产生未熔接等焊接不良情况。
使多张板材重叠而进行了焊接时的焊接强度由最薄的板材的焊接强度决定,如图5所示,该焊接强度与加工孔的直径具有相关性。
例如,在最薄的板材的厚度是1mm时,在作为产品的需要强度是2.0kN的情况下,通过将加工孔设为直径4.5mm以上,能够保证2.5kN以上的强度。
上述电弧焊法能够适用于非铁金属板的焊接,作为形成非铁金属板的金属,例如,除了铝、镁、钛之外,还能够列举含有这些金属的合金。
对检查利用上述本发明的电弧焊法焊接的接合体的焊接强度的方法进行说明。
一般而言,接合体的焊接强度由熔融部5的两个板材的接合界面51的直径决定,因此,为了知晓接合体的焊接强度,需要测定熔融部5的接合界面51的直径。不过,难以从外部测定熔融部4的接合界面51的直径。
本发明的电弧焊法能够如上述那样在焊接部位形成贯通接合界面51的加工孔21,接合界面51的缘暴露,因此,能够借助加工孔21使接合界面附近直接熔融,即使不使加工孔21的底面熔融,也能够使接合界面附近熔融。因此,只要将熔融部5形成到背板4的背面41,接合界面51的熔融部的直径就比显现在背面41的熔融部的直径52大。
因而,利用本发明的电弧焊法焊接的接合体的焊接强度可从显现在背板4的背面41的熔融部的直径52推定。
在图6中表示利用本发明的电弧焊法焊接的接合体的、显现在背板的背面的熔融部的直径与拉伸剪切强度之间的关系。
从图6可知:接合体的拉伸强度与显现在背板的背面的熔融部的直径之间存在相关性,对于利用本发明的电弧焊法焊接的接合体,可通过测定显现在背板的背面的熔融部的直径来推测接合体的焊接强度。
如此,接合体的焊接强度检查法测定显现在可视觉辨认的背板的背面的熔融部的直径即可,能够简易地推测接合体的焊接强度,因此,不是进行样品检查,而是可进行接合体的全数检查。
附图标记说明
1、电弧焊机;2、工件;21、加工孔;22、加工孔形成部位的背板的板厚;3、电弧焊机侧的非铁金属板(表侧板);4、距电弧焊机最远的一侧的非铁金属板(背板);41、背面;5、熔融部;51、接合界面;52、显现在背面的熔融部的直径。

Claims (5)

1.一种电弧焊法,其是使重叠多个非铁金属板而成的工件的至少局部熔融而进行接合的电弧焊法,其特征在于,
所述工件在焊接部位具有加工孔,
所述加工孔是贯通电弧照射侧的非铁金属板而到达距电弧焊机最远的一侧的非铁金属板、且使所述最远的一侧的非铁金属板的局部凹陷而成的非贯通孔,
从所述加工孔的开口侧照射电弧,在所述工件的与所述开口侧相反的一侧不使用背垫治具而熔融到所述最远的一侧的非铁金属板的背面,进行焊接。
2.根据权利要求1所述的电弧焊法,其特征在于,
所述加工孔呈圆筒形。
3.根据权利要求2所述的电弧焊法,其特征在于,
所述最远的一侧的非铁金属板的凹陷的部分的板厚比加工孔的直径的1/20厚。
4.根据权利要求3所述的电弧焊法,其特征在于,
所述加工孔的直径比构成所述工件的非铁金属板中的最薄的非铁金属板的厚度的3倍大。
5.一种焊接强度检查法,其是利用所述权利要求1~4中任一项所述的电弧焊法焊接的接合体的焊接强度检查法,其中,
由在所述最远的一侧的非铁金属板的背面显现的熔融部的直径推定焊接强度。
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