JP2000502612A

JP2000502612A - 自動多層溶接方法

Info

Publication number: JP2000502612A
Application number: JP9523578A
Authority: JP
Inventors: エシェレフ，ベングト; サンドストレム，ラルス
Original assignee: エサブアクチボラゲット
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 2000-03-07
Also published as: EP0958091B1; WO1997023324A1; SE9504607L; EP0958091A1; AU1219397A; CA2240105A1; SE515773C2; DE69636740D1; CA2240105C; DE69636740T2; SE9504607D0; US6155475A

Abstract

(57)【要約】多数の横断面における継手の外形が、継手の現在の横断面の外形を表す信号を発する検出手段（２０）によって特定される方法によるところの２つの継手面により形成される継手（３３）の自動多層溶接方法に関するものである。評価の後に、前記信号は、継手の溶接領域の方に向けられ連続的に給電される電極（３２）を使って、溶接ビードの形成を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】自動多層溶接方法本発明は、多数の横断面における継手の外形ないし輪郭が、継手の現在の横断面における継手の外形ないし輪郭を表す信号を発する光学式ないし機械式センサ等の検出手段によって特定され、前記信号は、評価の後に、継手の溶接領域の方に向けられ連続的に給電される電極を使って、溶接ビードの形成を制御し、前記検出手段により、継手の横断面を本質的に定義すると共に継手の継手エッジ、継手側面、および継手底の上に位置する現在の断面における継手の外形を示す点が測定され、これら測定点によって決定される多角形の領域（Ｐpn）が計算され、前記多角形領域の平均値（Ｐpm）が計算され、継手の横断面の多角形領域の平均値に対応する単位長さ当たりの溶接材料の平均量が決定され、継手の各横断面についての単位長さ当たりの溶接材料の量が、単位長さ当たりの溶接材料の平均量と、多角形領域の平均値（Ｐpm）に対する継手の横断面の多角形領域（Ｐpn）の割合との関数として決定されてなる２つの継手面により形成される継手の自動多層溶接方法に関する。溶接においては、継手に沿っての溶接継手の横断面領域における変化について、考慮が入れられられなくてはならない。この横断面領域は、一方では継手の外形によって、他方では２つの継手エッジを結ぶ線によって決定される。この線は、以下において、相互接続線として言及される。継手の横断面は、理想的な形、例えばＶ形、Ｕ形などとはしばしば異なる。長い継手の場合には、継手の幅は通常変化し、そして、継手エッジは、いわゆるエッジオフセットと呼ばれ、しばしばお互いに相対的にオフセットされる。したがって、継手に沿っての横断面領域は継手の幾何学上の不完全性のために連続的に変わり、そして、それは生産エンジニアリング上の理由、継手準備における相互境界、およびまさに溶接操作の間の形状の変化によって引き起こされる。特に自動溶接においては、継手に沿っての継手横断面におけるこれらの変化が示され得るはずであり、それゆえに、継手領域ないし面積、および継手形状の双方に関して、両方の継手エッジに平らに充填された継手が得られるようにビードが形成され得る。マニュアルあるいは半自動溶接において、溶接者は溶接継手における不規則性を補償するために、例えば溶接速度等の溶接パラメーターを変えることができる。自動溶接の場合には、このようなこれらの変化に対する溶接することの適応は、自動的に完全にもたらされなくてはならない。ＥＰ−Ｂ１−１２９６２号は、序説において述べたタイプの方法について記述している。検出手段によって走査される実際の継手幅の基部の上で、お互い並んで形成される溶接ビードの数は自動的に選択され、そして一つのビードから次のビードへの移行は特定の手順に従って実行される。しかしながら、溶接の間、継手幅により影響を受けるだけでなく、エッジオフセットによっても大きく影響を受ける継手の横断面における変化について何ら考慮が払われていない。別の提案−ＵＳ４，６０８，４８１号−においては、継手は電極の振動動作によって充填され、その継手の形状は、ワークピースに対し溶接バーナが所定の相対的位置にあって振動動作をしている間のアーク電圧を測ることによって同時に走査される。この手順では、振動動作のために付加的な装置と、この動作のための別の制御装置とを必要とする。溶接トーチの位置と溶接される溝の横断面に基づいた溶接条件とを自動的に制御しながら多層溶接を行うことはまた従来公知であり、ＪＰ−Ａ−６１−６７５６８号およびＪＰ−Ａ−６０−９９４８５号に示されている。しかしながら、この場合には、検出操作は２つの溶接ビードの形成の間の休止期間に実施される。これは、継手に沿って外形が変化することにしたがって多くの測定が行われなければならず、溶接操作に遅延をもたらすことになることを意味する。ＥＰ−Ｂ１−４２３，０８８号は、溶着される単位長さ当たりの溶接材料の量が継手の現在の横断面領域の関数として変化されることにより、継手の異なるセクションにおける継手の実際の横断面が溶接速度を決定するための基準とされる多層溶接方法について記述している。この方法は、継手のエッジの間の小さいエッジオフセットの場合、すなわち１ｍｍより小さい垂直距離の場合においては許容範囲内の結果を提供するが、しかし、上記値を超えたエッジオフセットの場合においては、継手の両エッジのレベルにまで充填された継手が形成されることを保証しない。溶接速度は、より高いエッジを備えている継手側において減らされるであろう。エッジオフセットが大きくなればなる程、それだけ溶接速度が低くなる。結果として単位長さ当りの溶接材料の量が増大するが、単位長さ当たりのエネルギー消費も増加する。結果的に、継手側面への溶接ビードの溶込みだけではなく溶融池の大きさの容認し難い増大をもたらし、より広く、そして望ましくないが、より高いビードとなる。過度に減じられた溶接速度は、反対の効果を与える。すなわちあまりにも広くて平らなビードが継手のより高いエッジ側に形成される。継手エッジの間の相互接続線がより険しくなるほど、供給された量の溶接材料が継手の全横断面にわたって水平化するように分配されるという虞れが増えるため、継手エッジの間のまさに垂直距離というよりむしろ、相互接続線の傾斜を考慮に入れる方がより正しい。上述の方法は、相互接続線と水平線の間の傾斜角がおよそ３゜以下であるときに、許容範囲内の結果を提供する。したがって、本発明の目的は、垂直方向のエッジオフセットがおよそ１ｍｍを超えるか、あるいは傾斜角が３゜を超える場合であっても、継手の長手方向のみならず横方向においても平らで両継手エッジにまで充填された継手を作り出すことを可能にする自動多層溶接方法を提供することにある。これは、単位長さ当たりの溶接材料の量は現在の溶接速度（Ｖpn）の関数として変化し、溶接速度（Ｖpn）は継手の長手方向で変化し、平均溶接速度（Ｖpm）は継手の横断面の多角形領域の平均値と関連づけられて定められると共に、継手の個々の横断面の溶接速度（Ｖpn）は、平均溶接速度と、継手の現在の横断面の多角形領域（Ｐpn）に対する多角形領域の平均値（Ｐpm）の割合との関数として計算され、継手の種々の横断面における中間層のレベルでの継手幅に対応した値の平均値が前もって決定された設定値を超える場合に、少なくとも２つの溶接ビード（８４、８５）が継手に形成されて中間層を形成し、継手の横方向での溶接材料の量が、現在のワイヤ送り速度（Ｖt^xpn）の関数として変化し、測定点によって決定された多角形が、この場合において継手を通過する垂直線（８７）によって一方の継手側面および継手エッジを表す測定点を備える第１および第２の部分多角形（８８、８９）に分割され、一方および他方の継手側面においてそれぞれ形成される溶接ビードに対して、ワイヤ送り速度（Ｖt^xpn）が継手の各横断面に関して現在の平均ワイヤ送り速度（Ｖtpnm）と部分多角形の領域間の関係との関数として決定され、継手の種々の横断面に対する平均ワイヤ送り速度（Ｖtpnm ）は一定であり、すなわち平均ワイヤ送り速度（Ｖtpnm）は継手の長手方向において変化せず、こうして溶接継手は、その２つの継手エッジのレベルに充填され、継手エッジの相互接続線と水平面の間の傾斜角が３度を超えるようなエッジ継手オフセットの場合においても作り出されることを特徴とする序説において規定された種類の方法によって達成される。ワイヤ送り速度が継手横断面の部分多角形領域の関数として決定されるので、本発明による方法によれば、１ｍｍを超えるエッジオフセットの場合でも、その２つの継手エッジのレベルに充填された溶接継手が得られる。もし継手エッジ間のエッジオフセットが継手の予備的な準備段階で現われたなら、より高い継手エッジを備えている継手側面における部分多角形領域は他方の継手側面における部分多角形領域より大きいであろう。したがって、それぞれの継手側面に対して形成される溶接ビードは、それぞれの部分多角形領域に適合した溶接材料の量を受け取らなくてはならない。溶接材料の量は、溶接材料がより速く供給されるようなより高いワイヤ送り速度によって制御される。すなわちワイヤ送り速度が高いほど、それだけ単位時間当たりに現在の継手側面に供給される溶接材料の量が大きくなる。単位長さ当たりのエネルギー供給がＥＰ−Ｂ１− ４２３，０８８号の方法の場合より少ないのに対して、単位長さ当たりの溶接材料の量は増加するので、溶接ビードはより小さい程度に加熱され、そして、このような加熱の結果であるビードの望まれていない延展が回避され、すなわち結果として生じている溶接ビードは、前述の方法によって生成された溶接ビードよりも高くて狭い。長手方向において溶接速度を変えることによって、継手の容量が平らに充填され、横方向においてそれぞれの別の溶接ビードについてワイヤ送り速度を変えることによって、充填が継手の横方向に分配されるので、エッジオフセットあるいは２つの半継手部分における他の対称欠如が補償される。実用的な理由のために、継手の外形は、点式の方法で特定される。その点は、若干の適切な多角形アルゴリズムの助けによりその領域が容易に計算され得る多角形におけるコーナー点になる。平坦な継手表面を含む単純な継手形状の場合においては、一般に、ただ数個の点だけが継手の横断面に対応する多角形領域を計算するために必要とされる。これらの点は、例えばレーザーセンサのような光センサによって測定することが考えられる。検出手段は、有利には、溶接ヘッドと共に同期して、すなわち溶接速度で動かされる。もし溶接ヘッドが静止され、ワークピースが溶接ヘッドに対して相対的に動かされるなら、検出手段もまた静止されることが適切である。好ましくは、検出手段は溶接ヘッドによって運ばれる。次のビードのための溶接パラメーターが決定される前に、継手全体を走査することが有利であることが分かった。しかしながら、継手を溶接し、そして走査することは、溶接作業のために必要とされる全体的な時間を最小にするために、同時に行われるべきである。第１層と通常は同じである第１のビードが形成され、そして溶接ヘッドの前方に配置される検出手段が継手の外形を走査するときには、この第１のビードに対する溶接パラメーターを決定するようないかなる測定値も存在しない。第１のビードに対して、従って単位長さ当たりの前もって決定された量の溶接材料が溶着され、そしてこの量は、好ましくは継手全体に沿って同じである。単位長さ当たりの所定の前もって決定された量の溶接材料を使って、第１層の完成のために最初にいくつかのビードを形成することは、実用的な理由で有利であるかもしれない。層ごとに２つのビードの形成は、好ましくは層のレベルないし高さでの継手幅に依存してのみ決定される。継手の各横断面における中間層の多角形領域（ＰLpn ）に決定される値は、多角形領域のコーナー点（Ｐ2、Ｐ3、Ｐ5、Ｐ6）の関数として計算されてもよく、中間層の継手底と継手側面との間の交点であるコーナー点（Ｐ2）および（Ｐ3）は、上記層において一方の継手側面に対して継手側面から前もって決定された距離（Ｉ）に最初に形成されるビード（８０）の溶着の間に測定され、最初に形成されたビードの上面と前記一方の継手側面との間の交点であるコーナー点（Ｐ5）は、その後すぐに他方の継手側面に対して形成されるビード（８１）の溶着の間に測定され、前記他方の継手側面に対して形成されたビードの上面と前記他方の継手側面との間の交点であるコーナー点（Ｐ6 ）は、前記最初に形成されたビードの測定高さ（ｈ1）によって計算され、式（ｈ2＝びＳ¹pn は２つの形成されたビードのビード領域に対応し、前記他方の継手側面に対して形成されるビードについての高さ（ｈ2）と、結果的に交点とを与える。中間層の計算された多角形領域（ＰLpn ）が（Ｓ0 ×（Ｚ＋１））を超える場合に、中間層は先行する層と比較してーつのビードを増加するとよい。ここで、（Ｓ0 ）は基準ビード領域、（Ｚ）は先行する層のビード数、（１）は例えば０．５等の定数である。同じ中間層における付加的なビードのビード領域は、継手側面に対して形成された２つのビードのビード領域に挿入されることによって実現されてもよく、対応するワイヤ送り速度（Ｖt^xpn）はビード領域（Ｓ ^xpn）に比例する。中間層を形成するために継手に少なくとも３つのビード（８０、８１、８３）が形成されるときに、溶接ビード中心間の距離、すなわち溶接ピッチ（Ｌpn）は、いわば対称溶接ピッチ（Ｌ₀）と前記継手エッジを相互に結ぶ継手の現在の横断面の相互接続線の傾斜係数（ｋspn ）および／または継手底の傾斜係数（ｋfp n ）との関数として、継手の各横断面で前もって決定してもよく、ここで、Ｌ₀ ＝ｂ／Ｚ、ｂは継手の現在の横断面の継手底の幅、Ｚは継手の横断面におけるビード数である。好ましくは、継手の各横断面における溶接ビードの位置は、望ましい溶込みが継手側面に得られるほどに継手側面に最も近い溶接ビードを位置させることにより得られ、中間のビードの位置は、ビード中心間の距離、すなわち次の式にしたがう溶接ピッチ（Ｌpn）の助けにより計算される。Ｌpn＝Ｌ0^(1+k) ；ｋ≧０Ｌpn＝１−（１−Ｌ0 ）^(1-k) ；ｋ＜０ここで、（ｋ＝（ｋspn −ｋfpn ）×Ｆ）（Ｆ）は、実験的に前もって決定された一定の強化係数である。継手の中間層の形成後で次の層の形成前に、継手の残りの横断面（９０）における多角形横断面領域の平均値と継手の全横断面における最後に形成された中間層の横断面領域（９１）の平均値との比が好ましくは計算され、この比が好ましくは０．７より小さくあらかじめ設定した値よりも小さい場合に、好ましくはトップ層における頂上のビードが、継手の前記中間層の頂上に形成される。トップ層の領域（Ａc ）が次の条件を満足する場合には、トップ層におけるビード数が最後に形成された中間層のビード数と比較して１つだけ増加される。Ａc＞Ｓ0 ×Ｚ×Ｖpm／Ｖmin ここで、（Ｓ0 ）は基準ビード領域、（Ｚ）は最後に形成された中間層のビード数、（Ｖpm）は平均溶接速度、（Ｖmin）は最も低いと考えられる溶接速度である。本発明の目的はまた、単位長さ当たりの溶接材料の量はワイヤ送り速度（Ｖt^x pn）および／または溶接速度（Ｖpn）の関数として変化し、中間層を形成するために継手に少なくとも３つのビードが形成される場合に、溶接ビード中心間の距離、すなわち溶接ピッチ（Ｌpn）は、いわゆる対称溶接ピツチ（Ｌ₀）と前記継手エッジを相互に結ぶ継手の現在の横断面の相互接続線の傾斜係数（ｋspn ）および／または継手底の傾斜係数（ｋfpn ）との関数として、継手の各横断面に関して計算され、ここで、Ｌ0 ＝ｂ／Ｚであり、ｂは継手の現在の横断面の継手底の幅、（Ｚ）は継手の横断面におけるビード数であることを特徴とする序説において略述された種類の方法によって達成される。継手の横断面にわたって変化するワイヤ送り速度だけではなく、継手の横断面にわたって変化する溶接ピッチをも用いることによって、その層におけるビードの数が少なくとも３個に達したならば、かなりの量のエッジオフセットがある場合においても、２つのエッジまで充填された継手を達成することが確実なものとなる。本発明の方法に関連して用いられる２つの実施形態を例示する添付図面を参照しつつ、本発明をより一層詳細に説明する。図１ａ、１ｂ、１ｃは、溶接の異なった段階中のＶ形継手の断面を示している。図２ａ、２ｂ、２ｃは、円筒状ワークピースの突合わせ継手におけるエッジオフセットを示している。図３は、可動自在な溶接ヘッド手段による自動的な多層溶接のための装置を幾分概略的に示している。図４は、説明において用いる特定の用語の説明に供するためのＶ形継手を示している。図５は、異なった継手横断面について計算された溶接速度の図表を示している。図６は、２つのビードを有するある層を形成する場合における適切なＶ形継手を示している。図７は、２つのビードを有するある層を形成する場合におけるエッジオフセットした状態のＶ形継手を示している。図８は、３つのビードを有するある層を形成する場合における適切なＶ形継手を示している。図９は、４つのビードを有するある層を形成する場合におけるエッジオフセットした状態のＶ形継手を示している。図１０は、ビード領域Ｓ ^xpn の関数としてのワイヤ送り速度Ｖt^xpnの変化の図表を示している。図１１ａは、対称的に配置された溶接ビードによって充填ないし満たされた継手を示している。図１１ｂは、非対称的に配置された溶接ビードによって充填ないし満たされる点を除いて、図１１aと同じ継手を示している。図１２は、トップ層を形成する前のＶ形継手を示している。図１３は、自動多層溶接を行うための装置を図式的に示している。図１４は、２つの静止した溶接ヘッドを用いて自動的な多層溶接を行うための装置を図式的に示している。図１ａは、２つのワークピース１ａ、１ｂの間のＶ形継手の断面を示しており、２つのワークピース１ａ、１ｂは、ギャップ２、継手側面３ａ、３ｂ、継手エッジ４ａ、４ｂ、ルート面５ａ、５ｂおよび継手の頂面６ａ、６ｂを備えている。ワークピース１ａ、１ｂは、継手のエッジ４ａ、４ｂに関して鉛直方向にわずかにオフセットして示されている。現時点における横断面の多角形領域Ｐ1nは、継手側面３ａ、３ｂ、ギャップ２および２つの継手エッジ４ａ、４ｂ間の想像線７によって限定されている。本明細書においては、この想像線を相互接続線と称する。図１ｂは、ルートビード８を備えた同じ継手を示している。その多角形領域は、より小さく、Ｐ2n によって示されている。ルートビード８は、固定された複数の溶接パラメーターを用いて、継手全体に沿って形成されている。これらのいわゆる基準値ないし公称値は、溶接操作の前に選択され、また、完成した溶接に対する品質要求や、現在の充填されていない溶接継手の外観とともに、溶接するワークピースに応じて決定される。この点については次のことに注意すべきである。つまり、製造許容誤差、特に継手幅、継手オフセットおよび溶接中における形状変化に関するような製造許容誤差のために、継手横断面が、当該継手に沿って変化することに注意すべきである。継手における第１ないし最初のビードの形成に関連してＰ1n がまず感知されると、この第１のビードは、一定の基準溶接速度Ｖ0 および溶接用電極の一定の基準ワイヤ送り速度Ｖt0で、継手全体に沿って形成される。その結果、形成されたビードの断面積Ｓ'^xpn は、継手全体に沿って同一なものとなるであろう。すなわち、Ｓ ^x pn ＝Ｓ0＝（ｔ×ｖt0)／ｖ0 、ｔは、溶接用電極の断面積、Ｓ0 は、基準ビード領域である。ここに、インデックスないし指数ｘは現時点のビードの序数を示し、ｐは現時点の層を示し、ｎは継手の現時点の横断面を示している。継手の第２の層に第１ビード９を形成するとき、溶接速度およびワイヤ送り速度に適合して特定の寸法とされるのは、残りの多角形領域Ｐ2n である。この多角形領域Ｐ 2n は、前記ビードの形成に関連して継手のそれぞれの個々の横断面について特定され、また、ビード９についての溶接パラメーターを計算するために用いられる。上述した理由により継手の長手方向でＰ2n が変化することから、もし平らに充填された継手を得るのであれば、単位長さ当たりの溶接材料の量もまた、継手の長手方向ないし縦方向で変化させなければならない。単位長さ当たりの溶接材料の量は、溶接速度およびワイヤ送り速度の関数として変化し、これら溶接パラメーターのうちの一方あるいは他方あるいその両方を変化させることによって、現在の継手の横断面に適合した溶接材料の量が得られる。溶接速度やワイヤ送り速度が継手の現在の横断面に関して計算されるという方法は、図３に例示した第１の実施形態および図１４に例示した第２の実施形態を参照して説明されるであろう。図１ｃは、２つのビード１０、１１をさらに形成した後の同じ継手を示している。現在、継手の第３の層における第１および第２のビード１０、１１を形成するとき、溶接パラメーターの程度ないしディメンジョンを支配するのはＰ3n である。現時点の継手の横断面に溶接ビードを形成する方法にとってきわめて重要な他の因子として、継手エッジ間の鉛直方向距離の大きさがある。その距離は、通常、エッジオフセットをさしている。エッジオフセットは、一般に、大きいパイプや円筒状容器に関する突合わせ継手の溶接において生じている。ともに溶接されるパイプや容器部分の横断面は、円形状から常にわずかに異なっており、長円形状ないし楕円形状となっている。このようなワークピースを互いに溶接するとき、長円形状や楕円形状の横断面の軸系を互いに一致させることは一般に困難である。その結果、継手において当該継手全体に沿って連続的に変化するエッジオフセットが生じる。軸方向にわずかに誇張した図２ａは、突合わせ継手の位置に楕円形の横断面を備える２つの円筒状ワークピース１２ａ、１２ｂを示している。２つのワークピース１２ａ、１２ｂのＩ−Ｉ断面（図２ｂ）に沿うエッジオフセットは、ＩＩ−ＩＩ断面（図２ｃ）に沿うエッジオフセットと正反対となっている。理解し得るように、そのエッジオフセットは周囲にわたって連続的に変化している。説明の序説で述べたように、オフセットは、両継手エッジ間の鉛直方向の間隔というよりはむしろ、両継手エッジを相互に接続している線の傾斜である、と一層正確に定義づけられる。また、かなりの量のエッジオフセットがあるにも拘らず、２つの継手エッジの両方のレベルにまで充填された溶接継手をもたらすためには、溶接ビードが継手に形成されるべき方法にとって、現在の継手底の傾斜は重要なことである。この実施形態では、レーザーダイオードおよび光学式センサ２０の形をとる光学式測定ユニット１８は、図示しない溶接ヘッドによって支持され、継手の多数の横断面における継手の外形ないし輪郭、すなわち残っている多角形領域を特定するために使用されている。若干のビード３４が既に形成されている継手３３において、図３には示されないものの、同じように溶接ヘッドに支持され少なくとも３つの方向に移動自在な連続的に前進する電極３２を用いてさらに多くのビードが形成される。溶接操作の間に、センサは、継手に存在している外形すなわち継手側面３５ａ、３５ｂおよび底３６を、この底にわたって平らに分布する５つの点４１ａ−ｅおよびそれぞれ継手エッジである点４２ａ、４２ｂを検出することによって、特定している。図示するように、継手底の上の第１、第２測定点４１ａ、４１ｅのそれぞれは、継手底と各継手側面とが交差する線上に位置している。継手６０（図４）の中の囲まれた領域５９は、多角形領域Ｐpn を一般的に表すことを意図している。第１ないし最初のインデックスはＰ番目の層の形成に関して特定された断面積を示し、ｎは検出がなさるｎ番目の継手断面を示している。例えば、Ｐ13 というのは、第１層が形成されるとき、３番目の継手横断面の多角形領域であることを示している。上述したように、もし平らな継手を得るのであれば、単位長さ当たりの溶接材料の量は、現在の断面の多角形領域Ｐpn の関数として変化させなければならない。図３に示した実施形態においては、いわゆる平均ワイヤ送り速度（原文第２２、２３頁参照）Ｖtpnmが継手の長手方向では変化しないのに反し、溶接速度Ｖpn は継手の長手方向で変化している。継手の個々の横断面に関する溶接速度Ｖpn の計算において、のそれぞれの多角形領域Ｐpn の平均値Ｐpnm に関連している。そうする、溶接速度は式Ｖpn＝Ｖpm×Ｐpm／Ｐpn を用いて計算される。この点について、現在の層におけるビードの多角形領域の平均値の計算が、それぞれの層の中の残っているビードに関するよりも、当該層の中の第１のビードに関するという異なった方法でなされるということを指摘する。層の第１ビードの形成に関連するまで、センサは、継手の現在の横断面について残りの多角形領域を計算するための点を計測しない。このため、全部のビードが形成されるまで、継手横断面の多角形領域の平均値の正確な値を計算することはできない。第１のビードの溶接速度を計算するために、その量について後に特定される正確な値の代わりに、近似値Ｐpm＝Σ（Ｐp-1n−Ｓ0×Ｚ）／ｎが用いられる。但し、Ｐp n の正確な値は用い得る。継手の縦方向ないし長手方向におけるＰpn の変化のために、溶接速度は継手の一の横断面から次の横断面まで変動し得る。図５は、継手の横断面の関数である溶接速度を例示している。溶接速度Ｖpm の平均値は、対応する溶接施工方法を考慮して選択される。溶接エンジニアリングの目的ないし効果のためには、溶接速度変化は、ある特定の限度内、この場合にはＶmax およびＶmin によって示される限度内に包含されるべきである。溶接速度の平均値は、もし可能であるなら、上記式にしたがって計算された継手のすべての横断面に関連する溶接速度が、ＶmaxおよびＶmin によって限定される範囲内にあることを確実なものとするように選択される。継手のいかなる横断面においても速度がＶmax を上回っているならば、それがきっかけとなって、例えばオペレーターに与える信号ないしシグナルであって、継手の一またはいくつかの横断面の場合における溶接速度が高すぎる値か低すぎる値であるというビードを形成する前の情報を持った信号が発せられる。この問題を解決するために、いくつかの処置が採られ得る。例えば、その後のビードが形成されるときに平滑化を期待し得るので、継手のこれらの横断面に関連する溶接速度を、許容される上限値または下限値に制限すればよい。しかしながら、大きい偏差は継手の作成における主要な欠陥ないし障害の兆候である。多くの場合、そのような欠陥は、関係している継手横断面について手動溶接操作を実行することによって、もっとも簡単に修正される。この場合には、自動アーク溶接操作を中断し、継手を修正した後に引き続いて再開しなくてはならない継手のこれら横断面についての推定速度のため、一方の断面から他方の断面までの移行は、図５に示されるように、複数の段階を経て行われることになる。実際には、一の速度から他の速度への変化が干渉することなく行われるという方法で、その速度が制御され、継手のそれぞれの横断面を横切る速度は、一定で、Ｖ pn に等しいものとなる。２つの隣接した継手横断面について計算された速度間の相違は、この速度間の相違に適合した規則や変化、すなわち加速や減速に必要な量が選択され考慮されるので、小さいものである。ルートから頂面にかけて継手幅が増加する継手溶接においては、層が頂面に至るにつれて、それだけ層毎のビード数を増やすことが必要である。エッジオフセットのない対称なＶ形継手（図６）、すなわち相互接続線と水平面との間の傾斜角度が０゜であるＶ形継手においては、ビード６１、６２は、それぞれ第１と第２の層に形成されていることが示されている。第３の層と同じ高さの継手幅は、その層全体を充填するのに当該層内に形成される２つのビードを必要とするような寸法である。両継手側面のうちのいずれか一方までの電極のチップ６３の距離は、当該一の継手側面に隣接するビード６４を形成するとき、値Ｉにセットすべきである。その距離がセットした値を越えると、母材中へのビードの溶込みが劣ってくる。両継手側面のうちの一方の継手側面に対し、当該一の継手側面から距離Ｉだけ離れた電極を用いて第３の層についての第１ビード６４が形成されるときに、多角形領域Ｐ3n が同時に測定される。この方法で、下にあるビード６２のビードエッジ６５、６６の間の幅ｂの測定がなされる。ｋ×ｂ＜Ｉのとき、層毎にただ１つだけのビードを必要とすることがわかる。ここに、ｂは、現在の継手底すなわち新しい層が形成される前のビード６２の上面と同じ高さの前述した継手幅を表わしている。また、ｋは、０．５と１．０との間の係数を表わしている。ｋのより低い値は、Ｉタイプの継手のように、現時点の層における継手角度が小さい継手の場合に選択される。さらに、ｋの値の選択は、溶接張力、溶接電流、溶接速度、ワイヤ送り速度およびピッチすなわち溶接ビード中心間の距離のような溶接パラメーターの一つあるいはいくつかに依存している。ｋの小さい値は、トライアンドエラーによって決定される。エッジオフセツトを引き起こしている非対称な継手の場合には、前述の計算は不都合な結果をもたらすことになる。従って、継手の長手方向における溶接速度Ｖ pn の変化についての計算は、継手横断面にわたる溶接材料の分配に影響を与え得るワイヤ送り速度Ｖt^xpn のような残りの溶接パラメーターの一つあるいはいくつかについての計算によって、補足しなくてはならない。序説で述べたように、溶接速度の低下は現在の溶接ビードについての増大した加熱や溶融を生じることから、存在するエッジオフセットに継手横断面にわたって形成される溶接材料の量を適合させるため、溶接速度の変化は用いることができない。結果として、傾斜した頂面よりむしろ平面を備える継手が形成されることになる。この種の継手（図７）において、溶接材料の平滑な分配を得て、その継手が２つの継手エッジのレベルにまで充填されるであろうことを確実なものとするために、継手のそれぞれの横断面について、継手の左半分および右半分の部分多角形領域が計算される。多角形領域Ｐ3n を２つの部分多角形ＰD¹3n、ＰD²3n に分割する垂直線６９が、現在の継手底の中心から、水平面に対して直角をなして描かれている。線の延長ないし増設は、センサにより読み取った点を用いて計算されている。部分多角形ＰD¹3n 及びＰD²3n は、破線によって囲まれた領域７０，７１を有する。関係する継手横断面の部分多角形領域は、多角形領域Ｐ3n を利用して、計算される。なお、多角形領域Ｐ3n は、一般に受け入れられている多角形アルゴリズムを使用し、第３層における第１ビード７２の形成の上方で測定される点を利用して、計算される。２つの部分多角形領域は、ビード７２，７３を有する継手の第３層の断面ｎにおけるワイヤ送り速度Ｖt^x3n の計算基準を構成する。なお、第１ビード７２のワイヤ送り速度は、Ｖt¹3n で示される。継手側面に対して形成される２つのビードのワイヤ送り速度は、上記に従い計算される部分多角形領域と、平均ワイヤ送り速度Ｖt３nm に基づいて、算出される（図１０）。Ｖt¹3n＝２Ｖt3nm×１／（１＋ＰD²3n／ＰD¹3n）Ｖt²3n=２Ｖt3nm×１／（１＋ＰD¹3n／ＰD²3n) 継手の長手方向におけるワイヤ送り速度が変化しない場合、平均ワイヤ送り速度Ｖt3nm は、現在の層における継手横断面において、一定である。この平均ワイヤ送り速度の値、すなわち、ワイヤ送り速度の基準値は、Ｖt0にセットすることが好ましい。また、ワイヤ送り速度の基準値のセットは、実用的な理由のため、溶接電流を設定することで達成できることが指摘される。それは、溶接電流が、ワイヤ送り速度の関数として変化するためである。また、ワイヤ送り速度を計算するための上述の式は、エッジオフセットを備えない非対称の継手の場合、つまり、部分多角形のサイズが異なっており、ワイヤ送り速度が、現在の継手横断面において調整される場合、適用可能であることを、注意するべきである。したがって、この場合、継手横断面の第１及び第２ビードは、同一のワイヤ送り速度で、形成されない。しかしながら、継手横断面全体でのワイヤ送り速度、すなわち平均ワイヤ送り速度は、一定である。エッジオフセットのない対称継手において（図８）、ビード７４、ビード７５、ビード７６，７７、及びビード７８，７９からなる層が、それぞれ形成される。ビード８０，８１は、第５層にすでに形成されている。第５層のビード数が２あるいは３であるかを確定するために、継手横断面の各多角形領域（いわゆる層領域）ＰL5n が、最初に計算される。また、多角形領域は、適切な確立された多角形アルゴリズムを利用して、多角形領域のコーナポイントＰ2、Ｐ3、Ｐ5、Ｐ6 を利用して計算される。中間層の継手底と継手側面との交点であるコーナポイントＰ2及びＰ3は、一方の継手側面から所定の距離Ｉだけ離れた位置において、当該側面に対してビード８０を形成する間に、計算される。なお、当該ビードは、この層において最初に形成されるものである。一方、第１ビードの上面と前記一方の継手側面との交点であるコーナポイントＰ5 は、ビード８０の形成の直後における、他方の継手側面に対してビード８１を形成する間に、測定される。さらに、他方の側面に形成されるビードの上面と前記２番目の継手側面との交点であるコーナポイントＰ6 は、第１ビードの高さ測定値ｈ1を利用して、お、Ｓ ²5n 及びＳ ¹5n は、形成された２つのビードの対応するビード領域である。また、この式は、他方の側面に形成されるビードの高さｈ2 及び交点Ｐ6 を、規定している。中間層の計算された多角形領域ＰL5nが、Ｓ0×（Ｚ−1）を超える場合、第３ビード８３は、第５層に形成される。なお、Ｓ0は、基準ビード領域、Ｚは、前層のビード数、Ｌは、例えば０．５である定数を表す。また、ビード数は、各層において、１つ増加可能である。ここで示されている前記層の第３ビード８３、つまり継手の第９ビードは、Ｓ ³ 5n で示される。当該ビードの溶接速度は、現在の継手横断面における他のビードと等しいが、継手の長手方向においては、変化する。つまり、継手は、対称であり、上記のように定義された部分多角形領域は、同じサイズを有している。したがって、個々のビードのワイヤ送り速度は、一定であり、平均ワイヤ送り速度Ｖ t5nm に等しい。エッジオフセット（図９）及び層毎に幾つかのビードを有する継手の場合、ワイヤ送り速度は、継手側面に接している２つのビード８４，８５に関し、新しい層における、それぞれの部分多角形領域と平均ワイヤ送り速度の関数として、決定される。多角形領域は、垂直線８７によって２分割され、その領域は、図９において、線８８，８９によって、それぞれ囲まれている。新しい層の最外側のビードのワイヤ送り速度は、Ｖt¹6n＝２Ｖt6nm×１／（１＋ＰD²6n/ＰD¹6n）Ｖt²6n＝２Ｖt6nm×１／（１＋ＰD16n/ＰD²6n）となる。Ｖt¹6n 及びＶt²6n で示される現在のビード領域は、それぞれ、Ｓ ₁6n 及びＳ ²6n になる。最外側ビードの中間で形成されるビード場合、ビード領域は、継手側面に対して形成される２つのビード（８４、８５）のビード領域の直線補間によって、計算される。また、対応するワイヤ送り速度（Ｖt^xpn）は、ビード領域（Ｓ ^xpn）に比例する。このことは、ワイヤ送り速度Ｖt^xpnをビード領域Ｓ ^xpn の関数として示している図１０から、明らかである。また、図９の場合とは逆に、左の継手エッジは、右の継手エッジより高い位置にある。前記層におけるビード数が少なくとも３に達する場合、継手横断面において可変自在であるワイヤ送り速度と溶接ピッチとが利用され、両エッジが満たされた継手が得られる。また、エッジオフセットが無視できない場合も同様である。上記で指摘したように、エッジオフセットは、継手エッジの垂直オフセットとしてよりは、むしろ、継手エッジの相互接続線の傾斜としての関係において、いっそう正確に表現される。この場合、傾斜は、相互接続線の傾斜係数として表される。現在の継手底の傾斜係数は、溶接ピッチにとって、明らかに重要である。それは、対称溶接ピッチが、上記傾斜係数が同一である場合、使用できるからである。図１１ｂは、ビードのセンタ間のスペーシング、すなわちピッチＬpn が、いわゆる対称ピッチ（Ｌ0）と、継手エッジの間における現在の継手横断面の相互接続線の傾斜係数（Ｋspn ）と、継手底の傾斜係数（Ｋfp n ）との関数として、変化することを示している。ピッチＬpn を計算するため、最初に、対称ピッチＬ0の値を計算する。この値は、エッジオフセットを備えない対称継手におけるピッチに等しい。すなわち、Ｌ0＝ｂ／Ｚである。なお、ｂは、関係する継手横断面の底の幅であり、Ｚは、継手横断面におけるビード数である。一方、図１１ａの継手は、図１１ｂと同様であるが、対称ピッチを有している。つまり、Ｌpn＝Ｌ0である。図１１ｂに示される継手においては、継手側面における好ましい溶込みを達成するために、継手側面に最も近いビードのポジションを決定している。なお、中間ビードのポジションは、ビードのセンタ間の距離、すなわち、溶接ピッチ（Ｌ pn ）に基づき、下記の式に従って、計算される。Ｌpn＝Ｌ0^(1+k) ；ｋ≧０Ｌpn＝１−（１−Ｌ0）^(1-k) ；ｋ＜０なお、（ｋ＝（Ｋspn −Ｋfpn ）×Ｆ）であり、Ｆは、実験的に決定される、一定の強化係数（coefficient of intensification）である。また、Ｆの値は、例えば、２である。高い位置にある継手側面、すなわち、図１１ａ及び図１１ｂにおける左の側面に向かうビードの置換をもたらすため、上記式を利用して値Ｌ pn を計算する代わりに、次の式を使用することもできる。Ｌpn＝Ｌ0^(1/1+k) ；ｋ≧０Ｌpn＝１−（１−Ｌ0）^(1/1-k) ；ｋ＜０及びＬpn＝(１＋Ｋ)×Ｌ0／（1＋Ｋ×Ｌ0）Ｌpn＝１−（１−ｋ）×（１−Ｌ0）／（（１−ｋ）×（１−Ｌ0））；ｋ＜０最初の２つの式は、低い位置にある継手側面に向かうビードの置換をもたらし、次の２つの式は、対称置換をもたらす。１つの層の溶接が完了すると、次の層が溶接操作を完了するトップ層であるか否かのチェックが実行される。そして、図１２の包囲された領域９０によって示される、継手横断面の残っている多角形領域Ｐpn の平均値Ｐpmが、計算される。そして、当該平均値Ｐpm と、継手横断面全てにおいて最後に形成される中間層の断面積の平均値とから、比（商）が計算される。このタイプの断面積は、図１２においてクロスハッチ領域９１として示されており、Ｓ0×Ｚとして計算される。なお、Ｓ0×Ｚは、基準ビード領域であり、Ｚは、最後に形成される層のビード数である。前記係数が、０．７以下である場合、次の層は、トップ層として形成される。トップ層のビード数は、最後に形成される中間層と比較し、１つ増加する。ただし、トップ層の領域Ａｃが、条件：Ａｃ＞Ｓ0×Ｚ×Ｖpm／Ｖ min を満足させることが必要である。なお、Ｓ0は、基準ビード領域、Ｚは、最後に形成される中間領域におけるビード数、Ｖpm は、平均溶接速度、Ｖmin は、想定される最小溶接速度を表している。この場合、Ａｃは、式：Ａｃ＝Σ（Ｐ P-1n-Ｓ0×Ｚ）／ｎ＋ｂ×（Ｃａｐmin ＋Ｃａｐmax ）／２にしたがって、計算される。なお、ｂは、トップ層の幅、Ｃａｐmin は、トップ層の最小高さ、Ｃａｐmaxは、継手エッジの上方に位置するトップ層の最大高さを表している。２つの最外側ビード９２、９３の形成の上方には、電極チップ９４が、継手表面９５から横方向に距離Ｉ１を有し、つまり、トップ層上方の仮想延長線上に、維持されている。なお、距離Ｉ１は、上述の距離Ｉより小さい。つまり、Ｉ１＜Ｉである（図６）。また、距離Ｉ１は、継手の形状に依存しており、手探り法によって決定される。前述のすべての演算は、溶接装置の一部であるマイクロプロセッサ９６（図１３）において実行される。溶接バーナ９７に接続されているセンサ９８は、マイクロプロセッサ９６に、測定点を表す信号を出力する。マイクロプロセッサ９６は、とりわけこの情報と、プログラムとに基づいて、それぞれの継手横断面における溶接速度、層毎のビード数、ビードに関するワイヤ送り速度、ピッチなどを、計算する。計算結果は、信号に変換され、溶接バーナ点火ユニット９９及び溶接バーナ９７に伝達される。なお、溶接バーナ９７には、溶接用電極１００を前進させる前進ユニット１０１が設けられている。さらに、センサと溶接バーナの相対位置は、測定点をスキャンして多角形領域を計算する際に、連続的にチェックされ、例えば、継手横断面の位置が決定される。上述のように、センサは、継手横断面のための広範囲の測定プログラムを実行し、継手の形状を決定する。これらの測定値は、また、溶接バーナの位置を、継手に沿って、制御するために使用される。図１４に示される実施形態においては、例えば、直径が約０．５〜３ｍで、長さが約４〜１２ｍである大型パイプのブロック１０２を溶接し、全長が約１２ｍの細長いパイプを形成する。全体の溶接時間を短くするため、溶接装置に、複数の溶接ヘッドを設けることは通例である。通常、これらの溶接ヘッドは、固定式である。したがって、図３に示される実施形態、つまり、ワークピースが固定式であり、溶接ヘッドが可動式であるものとは異なり、ワークピース、すなわちこの場合におけるパイプブロックは、可動式であり、溶接ヘッドは、固定式である。図１４に示すように、それぞれの溶接ヘッドは、光学式センサ１０３と、溶接用電極を前進させる前進機構１０５を有する溶接バーナ１０４とを備えている。パイプは、ローラ機構１０６によって、同一速度で、変位させられる。全てのパイプを、同一速度で変位させなければならないので、溶接速度は、継手の長手方向に関し、継手横断面において、全て一定である。また、継手エッジが満たされた溶接継手を得るために、単位長さ当りに供給される溶接材料の量を、この実施形態においては、継手横断面にわたって及び継手の長手方向において、ワイヤ送り速度を変更することにより、調節している。異なるビードのワイヤ送り速度Ｖ t^xpn は、上述と同様に、計算される。ただし、上述においては継手横断面の全てにおいて一定であった平均ワイヤ送り速度Ｖtpnm は、継手の長手方向に変化する。つまり、Ｖtpnm は、基準ワイヤ送り速度Ｖtoと、同一ではない。それぞれの継手横断面の平均ワイヤ送り速度は、平均ワイヤ送り速度の平均Ｖtpmm と、継手横断面の多角形領域の平均値Ｐpm に対する現在の多角形領域Ｐpn の比率との関数として、計算される。なお、平均ワイヤ送り速度の平均Ｖtpmm は、Ｖt o に等しい。溶接ピッチなどに関する残っている計算は、図３の実施形態に係る方法と同様に、処理される。また、トップ層のビード数が１つ増加するか否かを特定するための式は、変更可能である。つまり、原文第２２頁に示される式における係数Ｖpm／Ｖmin を、Ｖ tmax／Ｖtpmm で置換する。本発明は、明らかに、上述の実施形態に限定されることはなく、添付される請求の範囲内で変更することができる。例えば、平均ワイヤ送り速度及び溶接速度は、継手の長手方向において変更可能である。また、継手の幅方向における溶接材料の量の分配は、ワイヤ送り速度及び／または溶接ピッチの関数として、変更可能である。例えば、継手エッジは、光学式センサの代わりに、音響式センサあるいは機械式センサによって、検出可能である。また、溶接アークによって、継手の形状を検出することも、可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．多数の横断面における継手の外形が、継手の現在の横断面における継手の外形を表す信号を発する光学式ないし機械式センサ等の検出手段（２０）によって特定され、前記信号は、評価の後に、継手の溶接領域の方に向けられ連続的に給電される電極（３２）を使って、溶接ビードの形成を制御し、前記検出手段により、継手の横断面を本質的に定義すると共に継手の継手エッジ、継手側面、および継手底の上に位置する現在の断面における継手の外形を示す点（４１ａ−ｅ，４２ａ−ｂ）が測定され、これら測定点によって決定される多角形領域（Ｐpn）が計算され、前記多角形領域の平均値（Ｐpm）が計算され、継手の横断面の多角形領域の平均値に対応する単位長さ当たりの溶接材料の平均量が決定され、継手の各横断面についての単位長さ当たりの溶接材料の量が、単位長さ当たりの溶接材料の平均量と、多角形領域の平均値（Ｐpm）に対する継手の横断面の多角形領域（Ｐpn）の割合との関数として決定されてなる２つの継手面により形成される継手（３３）の自動多層溶接方法において、単位長さ当たりの溶接材料の量は現在の溶接速度（Ｖpn）の関数として変化し、溶接速度（Ｖpn）は継手の長手方向で変化し、平均溶接速度（Ｖpm）は、継手の横断面の多角形領域の平均値と関連づけられて定められると共に、継手の個々の横断面の溶接速度（Ｖpn）は、平均溶接速度と、継手の現在の横断面の多角形領域（Ｐpn）に対する多角形領域の平均値（Ｐpm）の割合との関数として計算され、継手の種々の横断面における中間層のレベルでの継手幅に対応した値の平均値が設定値を超える場合に、少なくとも２つの溶接ビード（８４、８５）が継手に溶着されて中間層を形成し、継手の横方向での溶接材料の量が、現在のワイヤ送り速度（Ｖt^xpn）の関数として変化し、測定点によって決定された多角形が、この場合において、継手を通過する垂直線（８７）によって一方の継手側面および継手エッジを表す測定点を備える第１および第２の部分多角形（８８、８９）に分割され、一方および他方の継手側面においてそれぞれ形成される溶接ビードに対して、ワイヤ送り速度（Ｖ t^xpn）が、現在の平均ワイヤ送り速度（Ｖtpnm）と部分多角形の領域間の関係との関数として、継手の各横断面に関して決定され、継手の種々の横断面に対する平均ワイヤ送り速度（Ｖtpnm）は一定であり、すなわち平均ワイヤ送り速度（Ｖtpnm）は継手の長手方向において変化せず、こうして溶接継手は、その２つの継手エッジのレベルに充填され、継手エッジの相互接続線と水平面の間の傾斜角が３度を超えるようなエッジ継手オフセットの場合においても作り出されることを特徴とする自動多層溶接方法。２．継手の各横断面における中間層の多角形領域（ＰLpn）に決定される値は、多角形領域のコーナー点（Ｐ2、Ｐ3、Ｐ5、Ｐ6）の関数として計算され、中間層の継手底と継手側面との間の交点であるコーナー点（Ｐ2）および（Ｐ3 ）は、上記層において一方の継手側面に対して継手側面から前もって決定された距離（Ｉ）に最初に形成されるビード（８０）の溶着の間に測定され、最初に形成されたビードの上面と前記一方の継手側面との間の交点であるコーナー点（Ｐ5）は、その後すぐに他方の継手側面に対して形成されるビード（８１）の溶着の間に測定され、前記他方の継手側面に対して形成されたビードの上面と前記他方の継手側面との間の交点であるコーナー点（Ｐ6）は、前記最初に形成されたビードの測定高さ（ｈ1）によって計算され、、Ｓ ²pn およびＳ ¹pn は、２つの形成されたビードのビード領域に対応し、前記他方の継手側面に対して形成されるビードについての高さ（ｈ2）と、結果的に交点とを与えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。３．中間層の計算された多角形領域（ＰLpn ）が（Ｓ0 ×（Ｚ＋１））を超える場合に、中間層は先行する層と比較して一つのビードが増加され、ここで、（Ｓ 0 ）は基準ビード領域、（Ｚ）は先行する層のビード数、（１）は例えば０．５等の定数であることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の方法。４．同じ中間層における付加的なビードのビード領域は、継手側面に対して形成された２つのビード（８４、８５）のビード領域に挿入されることによって実現され、対応するワイヤ送り速度（Ｖt^xpn）はビード領域（Ｓ ^xpn ）に比例することを特徴とする請求の範囲第２項または第３項に記載の方法。５．中間層を形成するために継手に少なくとも３つのビード（８０、８１、８３）が形成されるときに、溶接ビード中心間の距離、すなわち溶接ピッチ（Ｌpn）は、いわゆる対称溶接ピッチ（Ｌ₀）と前記継手エッジを相互に結ぶ継手の現在の横断面の相互接続線の傾斜係数（ｋspn ）および／または継手底の傾斜係数（ｋ fpn ）との関数として、継手の各横断面で前もって決定され、ここで、Ｌ0 ＝ｂ／Ｚであり、ｂは継手の現在の横断面の継手底の幅、（Ｚ）は継手の横断面におけるビード数であることを特徴とする請求の範囲第３項または第４項に記載の方法。６．継手の各横断面における溶接ビードの位置は、望ましい溶込みが継手側面に得られるほどに継手側面に最も近い溶接ビードを位置させることにより得られ、中間のビードの位置は、次の式によるビード中心間の距離、すなわち溶接ピッチ（Ｌpn）の助けにより計算されることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の方法。Ｌpn＝Ｌ0^(1+k) ；ｋ≧０Ｌpn＝１−（１−Ｌ0 ）^(1-k) ；ｋ＜０ここで、（ｋ＝（ｋspn −ｋfpn ）×Ｆ）（Ｆ）は、実験的に前もって決定された一定の強化係数７．継手の中間層の形成後で次の層の形成前に、継手の残りの横断面（９０）における多角形横断面領域の平均値と継手の全横断面における最後に形成された中間層の横断面領域（９１）の平均値との比が計算され、この比が好ましくは０．７より小さく設定した値よりも小さい場合に、トップ層における頂上のビードが、継手の前記中間層の頂上に形成されることを特徴とする請求の範囲第１項〜第６項のいずれか１項に記載の方法。８．トップ層の領域（Ａc ）が次の条件を満足する場合には、トップ層におけるビード数が最後に形成された中間層のビード数数と比較して１つだけ増加されることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の方法。Ａc ＞Ｓ0 ×Ｚ×Ｖpm／Ｖmin ここで、（Ｓ0 ）は基準ビード領域、（Ｚ）は最後に形成された中間層のビード数、（Ｖpm）は平均溶接速度、（Ｖmin ）は最も低いと考えられる溶接速度。９．多数の横断面における継手の外形が、継手の現在の横断面における継手の外形を表す信号を発する光学式ないし機械式センサ等の検出手段（２０）によって特定され、前記信号は、評価の後に、継手の溶接領域の方に向けられ連続的に給電される電極（３２）を使って、溶接ビードの形成を制御し、前記検出手段により、継手の横断面を本質的に定義すると共に継手の継手エッジ、継手側面、および継手底の上に位置する現在の断面における継手の外形を示す点（４１ａ−ｅ，４２ａ−ｂ）が測定され、これら測定点によって決定される多角形領域（Ｓpn）が計算され、前記多角形領域の平均値（Ｐpm）が計算され、継手の横断面の多角形領域の平均値に対応する単位長さ当たりの溶接材料の平均量が決定され、継手の各横断面についての単位長さ当たりの溶接材料の量が、単位長さ当たりの溶接材料の平均量と、多角形領域の平均値（Ｐpm）に対する継手の横断面の多角形領域（Ｐpn）の割合との関数として決定されてなる２つの継手面により形成される継手（３３）の自動多層溶接方法において、単位長さ当たりの溶接材料の量はワイヤ送り速度（Ｖt^xpn）および／または溶接速度（Ｖpn）の関数として変化し、中間層を形成するために継手に少なくとも３つのビード（８０、８１、８３）が形成される場合に、溶接ビード中心間の距離、すなわち溶接ピッチ（Ｌpn）は、いわゆる対称溶接ピッチ（Ｌ₀）と前記継手エッジを相互に結ぶ継手の現在の横断面の相互接続線の傾斜係数（ｋspn ）および／または継手底の傾斜係数（ｋ fpn ）との関数として、継手の各横断面に関して前もって決定され、ここで、Ｌ₀＝ｂ／Ｚであり、ｂは継手の現在の横断面の継手底の幅、（Ｚ）は継手の横断面におけるビード数であることを特徴とする自動多層溶接方法。１０．継手の種々の横断面における中間層のレベルでの継手幅に対応した値の平均値が設定値を超える場合に、少なくとも２つの溶接ビード（８４、８５）が継手に溶着されて中間層を形成し、測定点によって決定された多角形が、この場合において、継手を通過する垂直線（８７）によって一方の継手側面および継手エッジを表す測定点を備える第１および第２の部分多角形（８８、８９）に分割され、一方および他方の継手側面においてそれぞれ形成される溶接ビードに対して、ワイヤ送り速度（Ｖt^xpn）が、現在の継手の横断面に対して計算された平均ワイヤ送り速度（Ｖtpnm）と部分多角形の領域間の関係との関数として、継手の各横断面に関して決定されることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の方法。１１．継手の異なる横断面に対する溶接速度（Ｖpn）は一定であり、すなわち溶接速度は継手の長手方向において変化せず、平均ワイヤ送り速度（Ｖtpnm）は継手の長手方向において変化し、平均ワイヤ送り速度の平均（Ｖtpmm）は、前もって決定された継手の横断面の多角形領域の平均値に対応しており、継手の各横断面についての平均ワイヤ送り速度（Ｖtpnm）は、平均ワイヤ送り速度の平均（Ｖtpmm）と、多角形領域の平均値（Ｐpm）に対する継手の現在の横断面の多角形領域（Ｐpn）の割合と、の関数として計算されることを特徴とする請求の範囲第９項または第１０項に記載の方法。１２．平均ワイヤ送り速度（Ｖtpnm）と溶接速度（Ｖpn）とは継手の長手方向において変化し、平均ワイヤ送り速度の平均（Ｖtpmm）は、前もって決定された継手の横断面の多角形領域の平均値に対応しており、継手の各横断面についての平均ワイヤ送り速度（Ｖtpnm）は、平均ワイヤ送り速度の平均（Ｖtpmm）と、多角形領域の平均値（Ｐpm）に対する継手の現在の横断面の多角形領域（Ｐpn）の割合との関数として計算され、平均溶接速度（Ｖpm）は、継手の横断面の多角形領域の平均値と関連づけられて定められると共に、継手の個々の横断面の溶接速度（Ｖpn）は、平均溶接速度と、継手の現在の横断面の多角形領域（Ｐpn）に対する多角形領域の平均値（Ｐ pm）の割合との関数として計算されることを特徴とする請求の範囲第９項または第１０項に記載の方法。１３．継手の各横断面における中間層の多角形領域（ＰLpn ）に決定される値は、多角形領域のコーナー点（Ｐ2、Ｐ3、Ｐ5、Ｐ6）の関数として計算され、中間層の継手底と継手側面との間の交点であるコーナー点（Ｐ2）および（Ｐ3 ）は、上記層において一方の継手側面に対して継手側面から前もって決定された距離（Ｉ）に最初に形成されるビード（８０）の溶着の間に測定され、最初に形成されたビードの上面と前記一方の継手側面との間の交点であるコーナー点（Ｐ5）は、その後すぐに他方の継手側面に対して形成されるビード（８１）の溶着の間に測定され、前記他方の継手側面に対して形成されたビードの上面と前記他方の継手側面との間の交点であるコーナー点（Ｐ6）は、前記最初に形成されたビードの測定高さ（ｈ1）によって計算され、、Ｓ ²pn およびＳ ¹pn は、２つの形成されたビードのビード領域に対応し、前記他方の継手側面に対して形成されるビードについての高さ（ｈ2）と、結果的に交点とを与えることを特徴とする請求の範囲第９項〜第１２項のいずれか１項に記載の方法。１４．中間層の計算された多角形領域（ＰLpn）が（Ｓ0 ×（Ｚ＋１））を超える場合に、中間層は先行する層と比較して一つのビードが増加され、ここで、（Ｓ0 ）は基準ビード領域、（Ｚ）は先行する層のビード数、（１）は例えば０．５等の定数であることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の方法。１５．同じ中間層における付加的なビードのビード領域は、継手側面に対して形成された２つのビード（８４、８５）のビード領域に挿入されることによって実現され、対応するワイヤ送り速度（Ｖt^xpn）はビード領域（Ｓ ^xpn）に比例することを特徴とする請求の範囲第１３項または第１４項に記載の方法。１６．継手の各横断面における溶接ビードの位置は、望ましい溶込みが継手側面に得られるほどに継手側面に最も近い溶接ビードを位置させることにより得られ、中間のビードの位置は、次の式によるビード中心間の距離、すなわち溶接ピッチ（Ｌpn）の助けにより計算されることを特徴とする請求の範囲第９項〜第１５項のいずれか１項に記載の方法。Ｌpn＝Ｌ0^(1+k) ；ｋ≧０Ｌpn＝１−（１−Ｌ0 ）^(1-k) ；ｋ＜０ここで、（ｋ＝（ｋspn −ｋfpn ）×Ｆ）（Ｆ）は、実験的に前もって決定された一定の強化係数１７．継手の中間層の形成後で次の層の形成前に、継手の残りの横断面（９０）における多角形横断面領域の平均値と継手の全横断面における最後に形成された中間層の横断面領域（９１）の平均値との比が計算され、この比が好ましくは０．７より小さく設定した値よりも小さい場合に、トップ層における頂上のビードが、継手の前記中間層の頂上に形成されることを特徴とする請求の範囲第９項〜第１６項のいずれか１項に記載の方法。１８．トップ層の領域（Ａc ）が次の条件を満足する場合には、トップ層におけるビード数が、最後に形成された中間層のビード数数と比較して１つだけ増加されることを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の方法。Ａc ＞Ｓ0 ×Ｚ×Ｖtmax／Ｖtpmm ここで、（Ｓ0 ）は基準ビード領域、（Ｚ）は最後に形成された中間層のビード数、（Ｖtpmm）は平均ワイヤ送り速度の平均、（Ｖtmax）は最も高いと考えられるワイヤ送り速度。