JP2001340963A - 横向き多層自動溶接方法および横向き多積層自動溶接装置 - Google Patents
横向き多層自動溶接方法および横向き多積層自動溶接装置Info
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Abstract
溶接において裏波ビード成形を安定して行うことができ
るとともに、品質と能率を大幅に向上することができる
横向き多層自動溶接の提供。 【解決手段】 現地施工により厚板１，２をレ型開先溶
接により接続する横向き多積層自動溶接において、溝ま
たは開先を施した裏当板３，４の溝または開先部に予め
溶接用パッキング材５を装着して、厚板１，２のレ型開
先溶接の裏側に配設した横向き多層自動溶接。
Description
現地溶接において多数積層を必要とする横向き自動溶接
に関する。
横向き溶接が多い現地据え付け、組立、溶接において
は、据え付け精度が工場組立と比較して悪く、横向き自
動溶接法を採用するに際しては、溶接部が変化しても開
先形状および開先断面積に追従して能率よくかつ安定し
た品質を確保することが重要であるが、溶接部の変化に
追従して作業者が手動で行うことは非常に困難であり、
熟練を必要とするものである。
数のセンサによる開先奥部と開先表面の検知と開先線倣
いによる算出データの記憶と溶接電流、溶接速度の自動
制御によって変化する開先形状および断面積を自動的に
積層溶接する熟練度を必要としない自動溶接方法を開発
し、特願平０６−１４７０３６号として提案した。
わゆるＫ型開先の開先断面積の大きい側に実施してお
り、小さい側のガウジング後の溶接は、全体的な効率を
考慮して半自動溶接で行うことが多かった。
おいては、据え付け、組立工法を変更して、厚板母材の
内側に溶接施工前または同時に設備付属物を取り付けた
り、溶接施工と同時に内装工事施工を行うこととなり、
溶接のための開先設計の変更を余儀なくされていた。
またはこれに準ずる設備の溶接においては、開先最奥部
の溶接品質保証が要求され、例えば、特開平１０−８１
９０５号公報に開示されるように、開先内溶接の前準備
作業として、裏当板の接触面を削りとり、開先最奥部を
溶融し、裏波溶接ビートを形成する工法が採用されてい
る。
板の削り取り作業は実質的にはアークガウジングによる
手法であるが、限られた全溶接時間工程の中で、このア
ークガウジングおよびグラインダー手入れの作業時間は
少なくなく、さらに初層から自動溶接によるビート形成
を行う場合においては、深さおよび幅が変動する手動ア
ークガウジングは品質上好ましくない。さらに厚板のレ
型開先を溶接するに際しては、大きな開先断面積となる
ために溶接能率をあげなければならないと同時に、溶接
開始初層から中間層までは欠陥が発生した場合の外側か
らの補修溶接の時間浪費および繁雑性を考慮すれば、溶
接品質管理を重視しなければならない。
はなく、溶接ワイヤを大径化して溶接電流を大幅に多く
するか、または、複数電極によって施工するか、いずれ
かの手段をとることとなるが、品質を重視して欠陥発生
を防止するためには慎重な溶接条件を選択せねばなら
ず、溶接ワイヤの大径化や複数電極化は不向きである。
が多く発生する現地溶接において裏波ビード成形を安定
して行うことができるとともに、品質と能率を大幅に向
上することができる横向き多層自動溶接を提供するもの
である。
溶接方法は、現地施工により厚板をレ型開先溶接により
接続する横向き多積層自動溶接方法において、溝または
開先を施した裏当板の溝または開先部に予め溶接用バッ
キング材を装着して、前記厚板のレ型開先溶接の裏側に
配設したことを特徴とする。
地施工により厚板をレ型開先溶接により接続する横向き
多積層自動溶接装置において、前記レ型開先の表側上端
面を検知する上端面検知センサと前記レ型開先の表側下
端面を検知する下端面検知センサと表側下母材表面を走
行する走行ローラと表側上母材の表面を検知する上母材
表面検知センサによりレ型開先条件を検出し、この検出
条件を予め設定した溶接条件と比較して最適条件を自動
的に選択する選択制御装置と、この制御装置からの最適
溶接条件で溶接を行う自動溶接機を備えたことを特徴と
する。
は、現地施工により厚板をレ型開先溶接により接続する
横向き多積層自動溶接方法において、前記レ型開先の表
側上端面を検知する上端面検知センサと前記レ型開先の
表側下端面を検知する下端面検知センサと表側下母材表
面を走行する走行ローラと表側上母材の表面を検知する
上母材表面検知センサによりレ型開先条件を検出し、こ
の検出条件を予め設定した溶接条件と比較して最適条件
を自動的に選択する選択制御装置により選択し、かつ、
初層から板厚の１／２ないし２／３の厚みまでの溶接積
層を２電極または単電極を前記選択装置により自動的選
択して溶接し、１／２ないし２／３以降の表層部までの
溶接積層を２電極で前記選択制御装置により選択した溶
接条件で溶接し、さらに仕上げ層を１電極で前記選択制
御装置により選択した溶接条件で溶接することを特徴と
する。
図１は裏当板およびバッキング材を説明する開先断面
図、図２は開先形状の検知を説明する開先断面図、図３
は開先隙間の誤差と溶接積層との関係を説明する溶接断
面図、図４は肌違いを説明する溶接断面図、図５は溶接
積層を説明する断面図、図６は実施例のモックアップ試
験板の説明図、図７は実施例における溶接積層を説明す
る断面図である。
４９０材を使用した。レ型開先形状は、開先角度４０
度、開先隙間は４ｍｍである。裏当板は上下共に板厚１
２ｍｍのＳＭ４９０材を使用した。裏当板には深さ５ｍ
ｍ、長さ１５ｍｍの溝加工を予め設けた。この溝には予
めテープバッキング材を装着し、母材の溶接部全線に溶
接して固定した。さらに、モックアップ試験板は図７
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように（ａ）では上母材
が３ｍｍ前面にでた肌違い、（ｂ）では開先隙間が７ｍ
ｍあるようにし、さらに（ｃ）では下母材が３ｍｍ前面
に出た肌違いがあるように制作した。
層を実施した結果を表しているが、開先内の符号１およ
び２のパスは単電極で施工し、３〜１３パスは２電極に
より同時に施工した。
極の配列とし、先行電極と後行電極との電極間距離を１
００ｍｍとした。電極間距離は５０ｍｍ〜１５０ｍｍが
適当であり、５０ｍｍ以下では先行電極の溶接ビード成
形が後行電極の溶接アークにより乱されて、１５０ｍｍ
以上では溶接倣い機構上好ましくない。
み以降は、表層部まですべて２電極により施工し、仕上
げビードは単電極により所定よりやや低電流により溶接
施工した。裏波ビードは図７（ａ）および（ｃ）では符
号１パスのみにより余盛２ｍｍ〜３ｍｍのきれいな裏波
が得られたが、（ｂ）では隙間が大きいため上下２層構
造の裏波となったが、非破壊検査では合格となり効果を
妨げることはなかった。
（ｃ）の位置の符号１パス（単電極）と６、７パス（２
電極）の溶接条件を示す。
ターベースを作成する。図３（ａ）を基本のレ型開先と
して、開先隙間が図３（ｂ）、（ｃ）に示すように＋３
ｍｍおよび＋６ｍｍ広い開先形状を想定し、さらに図４
（ａ）、（ｂ）に示すように下母材表面を基準として上
母材表面の肌違い、すなわち下母材より前面に出た開先
形状（ａ）と後面に引っ込んだ形状（ｂ）を想定してそ
れぞれのずれを＋３ｍｍ、＋６ｍｍおよび−３ｍｍ、−
６ｍｍに設定してそれぞれの形状での適正な溶接条件お
よび積層パターンを実験により求め、設定し、溶接機の
制御装置に入力しておく。
サ８と開先下端部９を検知するセンサ１０と開先下表面
を走行する走行ローラ１２により、溶接部全線に渡り連
続的または断続的に開先形状を測定検知し、この検知し
たデータを溶接機の制御装置に入力する。そして予め実
験にて想定したデータと比較してもっとも近い溶接条件
を選択して、選択された溶接条件にて溶接を開始する。
なお、溶接条件が瞬時（急激）に変化することは溶接品
質上好ましくないので、予め設定された一定時間または
一定距離の間、段階的に変化するように制御装置の回路
に入力しており、溶接条件が急激に変化しても安定した
積層ビードを形成できる。
図５に示すように初層から板厚が１／２または２／３ま
での厚みまでは単電極または２電極で溶接積層し、溶接
欠陥の発生防止に留意して進行し、１／２または２／３
の厚み以降表層部までを図５（ａ）、（ｂ）に示すよう
に能率向上のため２電極で溶接し、仕上げ層は図５
（ｃ）に示すように外観の良さを保つため単電極により
溶接する。
り付けられる裏当板３および４の内側に予め開先加工を
設け、この開先にテープパッキングなどの溶接用パッキ
ング材５を装着する。自動溶接の初層溶接ビード６によ
って溶接することによりこのパッキング材５が反応して
開先最奥部を溶融し、裏波ビードを形成させる。
横向きレ型開先を自動溶接するのに際して、品質的に不
安定な条件となる溶接初層による裏波ビード成形が開先
隙間誤差や肌違いが多く発生する現地溶接において安定
して行うことが可能となった。さらに、レ型開先形状の
現地溶接に鑑み、板厚の１／２または２／３の厚みまで
を品質向上を最優先として積層し、１／２または２／３
厚み以降表層部までの積層を２電極による施工で能率向
上を計り、仕上げ層は単電極により施工して外観の美し
さを確保するきわめて現実的なレ型開先の横向き自動溶
接であり、品質と能率を大幅に向上することが可能とな
った。
図
溶接断面図
Claims (3)
- 【請求項１】 現地施工により厚板をレ型開先溶接によ
り接続する横向き多積層自動溶接方法において、溝また
は開先を施した裏当板の溝または開先部に予め溶接用パ
ッキング材を装着して、前記厚板のレ型開先溶接の裏側
に配設したことを特徴とする厚板の横向き多層自動溶接
方法。 - 【請求項２】 現地施工により厚板をレ型開先溶接によ
り接続する横向き多積層自動溶接装置において、前記レ
型開先の表側上端面を検知する上端面検知センサと前記
レ型開先の表側下端面を検知する下端面検知センサと表
側下母材表面を走行する走行ローラと表側上母材の表面
を検知する上母材表面検知センサによりレ型開先条件を
検出し、この検出条件を予め設定した溶接条件と比較し
て最適条件を自動的に選択する選択制御装置と、この制
御装置からの最適溶接条件で溶接を行う自動溶接機を備
えたことを特徴とする横向き多積層自動溶接装置。 - 【請求項３】 現地施工により厚板をレ型開先溶接によ
り接続する横向き多積層自動溶接方法において、前記レ
型開先の表側上端面を検知する上端面検知センサと前記
レ型開先の表側下端面を検知する下端面検知センサと表
側下母材表面を走行する走行ローラと表側上母材の表面
を検知する上母材表面検知センサによりレ型開先条件を
検出し、この検出条件を予め設定した溶接条件と比較し
て最適条件を自動的に選択する選択制御装置により選択
し、かつ、初層から板厚の１／２ないし２／３の厚みま
での溶接積層を２電極または単電極を前記選択装置によ
り自動的に選択して溶接し、１／２ないし２／３以降の
表層部までの溶接積層を２電極で前記選択制御装置によ
り選択した溶接条件で溶接し、さらに仕上げ層を１電極
で前記選択制御装置により選択した溶接条件で溶接する
ことを特徴とする横向き多層自動溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000165965A JP4095233B2 (ja) | 2000-06-02 | 2000-06-02 | 横向き多層自動溶接方法および横向き多積層自動溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000165965A JP4095233B2 (ja) | 2000-06-02 | 2000-06-02 | 横向き多層自動溶接方法および横向き多積層自動溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001340963A true JP2001340963A (ja) | 2001-12-11 |
| JP4095233B2 JP4095233B2 (ja) | 2008-06-04 |
Family
ID=18669355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000165965A Expired - Lifetime JP4095233B2 (ja) | 2000-06-02 | 2000-06-02 | 横向き多層自動溶接方法および横向き多積層自動溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4095233B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112296493A (zh) * | 2020-09-21 | 2021-02-02 | 上海宝冶冶金工程有限公司 | 一种全自动高炉炉壳横焊焊接工艺 |
-
2000
- 2000-06-02 JP JP2000165965A patent/JP4095233B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| CN112296493A (zh) * | 2020-09-21 | 2021-02-02 | 上海宝冶冶金工程有限公司 | 一种全自动高炉炉壳横焊焊接工艺 |
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