JP2002321055A

JP2002321055A - 自動溶接方法及び溶接構造物

Info

Publication number: JP2002321055A
Application number: JP2001125383A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Hattori; 恒服部; Kenichi Maeda; 謙一前田; Ikuo Mibu; 生男壬生
Original assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2002-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】高電流で溶接した際のアンダーカットの防止
や、極狭開先での開先壁のとけ込み不足の改善を行え、
溶接品質を落とさずに高速溶接を実現できる自動溶接方
法を提供する。【解決手段】ウィービングの両端で、アンダーカット
が発生しない電流値まで溶接電流を落とす。そして、ウ
ィービングの中央部を高電流にすることにより溶接速度
を高速にする。あるいは、ウィービングの両端で溶接電
流を上げることにより開先壁のとけ込みを改善する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パイプを長手方向
に継いでいく場合のような突き合わせ自動溶接方法に関
する。特には、高電流で溶接した際のアンダーカットの
防止や、極狭開先での開先壁のとけ込み不足の改善を行
え、溶接品質を落とさずに高速溶接を実現できる自動溶
接方法に関する。また、溶接電流を増減しても、溶接ア
ーク長が変わらずかつ高速で溶接トーチを動かすことが
できる自動溶接方法に関する。また、そのような溶接方
法を用いて溶接された溶接構造物に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】以下
に、従来の技術及び発明が解決しようとする課題を説明
する。１．高電流で溶接した際のアンダーカット仕上げ層や角度の緩やかな開先内で高電流で溶接を行う
と、ビードの両端でアンダーカットが発生しやすい。特
に、上向き溶接時のアンダーカットは、次のような溶接
特性が原因となって発生する。高電流の場合、左右端の停止中に溶接アークによっ
て母材を掘り下げる。ぬれの悪い開先壁の部分には、プールが寄っていか
ないため、停止が終わってトーチが中央部に戻るとき、
プールが中央に寄ってしまう。その結果、掘り下げ部が
露出し、アンダーカットとなる。そこで、アンダーカッ
トを防止するため、電流値を低くして溶接を行うが、こ
の場合高速で溶接を行うことができない。

【０００３】２．極狭開先での開先壁のとけ込み改善極狭開先では開先壁の角度がたっているため、溶接アー
クが開先壁を十分溶融できず、融合不良が発生しやす
い。溶接電流を高くすると溶接速度を早くしなければな
らずブローホールが発生しやすい。また積層が高すぎる
とアークの届かないところが出て融合不良が発生しやす
い。

【０００４】その他、関連する従来の技術として次のよ
うな例がある。某社のパルスＭＩＧこの例では、ウィービングを、その両端（開先壁）で一
時停止させて、溶接電流、あるいは電圧をステップ上に
上げている。しかし、この方法では、電流の上げ量が多
いとアーク長が変わり、アークが乱れる。アーク長を一
定にするには、電流の上げ量を少なくする必要があり、
それでは極狭開先の壁を溶かせない。溶接電源製造社のウィーブパルスＭＩＧこの例では、定められた周期でパルスモードを切り替
え、重ね隅肉溶接のギャップ裕度を拡大している。しか
し、この方法ではウィービングと同期せず、必ずしも開
先壁で強いアークになることは限らないため、上記目的
は果たせない。特開平９−００１３２７号東京ガス／ＨＥＳＣＯこの例では、ウィービングを左右端（開先壁）で一時停
止させ、溶接電流の、パルス幅の広いモードに切り替え
てアーク力の強いモードとし、壁を溶接する。この方法
は、本願とは、方法が全く異なる。

【０００５】本発明は、このような従来の技術の問題を
解決するためになされたもので、高電流で溶接した際の
アンダーカットの防止や、極狭開先での開先壁のとけ込
み不足の改善を行え、溶接品質を落とさずに高速溶接を
実現できる自動溶接方法を提供するものである。また、
溶接電流を増減しても、溶接アーク長が変わらずかつ高
速で溶接トーチを動かすことができる自動溶接方法を提
供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の自動溶接方法は、開先の形成された部材端
部同士を、自動溶接機を用いてウィービングしながら溶
接する方法であって、開先中央部における溶接電流に対
して、開先壁における溶接電流を増減させることを特徴
とする。例えば、ウィービングの両端で、アンダーカッ
トが発生しない電流値まで溶接電流を落とす。そして、
ウィービングの中央部を高電流にすることにより溶接速
度を高速にする。あるいは、ウィービングの両端で溶接
電流を上げることにより開先壁のとけ込みを改善する。
これにより、極狭開先でも溶接速度を高速にする。

【０００７】本発明においては、前記開先中央部におけ
るアーク長と前記開先壁におけるアーク長を実質的に同
一とすることが好ましい。また、上記溶接電流増減を階
段状に行うことも好ましい。さらに、前記溶接電流増減
量に対する電圧増減量の比をゲインとした場合に、この
ゲインを適切に選択することも好ましい。ウィービング
左右端での電流変更に同期して、ワイヤ送給速度及び溶
接電圧を変更することにより、アーク長の変化によるア
ークの乱れが発生しないようにすることができる。

【０００８】本発明においては、前記溶接電流の増減を
行う部分でのみ左右アーク倣いのサンプリングを行うこ
とが好ましい。また、前記開先中央部においてのみ上下
アーク倣いのサンプリングを行うことが好ましい。この
上下アーク倣い補正は、開先壁（ウィービング左右端で
の電流値（電圧値）変更による影響を受けるので、制御
に使用するデータのサンプリング区間は、開先中心部の
みとするのである。

【０００９】本発明の溶接方法に用いる自動溶接機は、
ワイヤ供給速度が電流値に対して正確に追従することが
必要であるため、溶接ヘッドに取り付いているワイヤ供
給速度モータの駆動を電源装置からではなく制御装置か
らダイレクトＮＣ制御を行う必要がある。本発明の溶接
構造物は上記いずれかの自動溶接方法を用いて溶接され
たことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の好適な実施の形態について詳細に説明する。まず、
突き合わせ自動溶接方法の例として、高周波パルスＭＡ
Ｇ溶接の例を説明する。パルスＭＡＧ溶接については、
例えば、「溶接技術」１９８９年２月号第６７〜７６頁
に記載されている。

【００１１】図５により本発明の溶接装置の概略構成に
ついて述べる。パーソナルコンピュータ１は、自動溶接
制御のためのＣＡＤデータ（パイプの外径、板厚、材
質、開先形状などの設計値）を作成するためのものであ
り、作成されたデータはフレキシブルディスク（フロッ
ピーディスク）１ａに記録される。制御装置２は、自動
溶接の実質的な制御（電源及びトーチ位置等の制御）を
行うためのものであり、ＣＡＤデータの格納されたフレ
キシブルディスク１ａからそのＣＡＤデータを読み込
む。勿論、フレキシブルディスクによらず、周知のデー
タ通信によってデータ転送を行うようにしてもよい。制
御装置２は、この読み込んだデータを用いて実際の溶接
条件を設定し、設定された条件に対応して、後述するロ
ジックテーブルに予め記録されたデータにより各種溶接
パラメータを設定する。このようなロジックテーブルの
詳細及びこれを用いた溶接データの作成については、本
願出願人が先に提案した特願平７−１７３９２１号に開
示されている。

【００１２】さらに、この制御装置２では、設定された
溶接パラメータを実際の溶接の制御に用いるＮＣ言語
（数値制御用言語）に変換し、変換した言語を制御デー
タとして制御データテーブルの形で内部のメモリに記録
する。このメモリに記録された制御データを用いて、電
源装置３、及び溶接ヘッド４を駆動制御するとともに、
後述する、パルス電圧波形及びパルス電流波形の計測・
解析値を用いてアーク倣い関連補正を行う構成となって
いる。なお、制御装置２の主な制御項目は、溶接ヘッド
４の溶接の電圧、電流、及びヘッド４に搭載された溶接
トーチ８のパイプ開先１８に対するウィービング、溶接
ヘッド４の移動速度等である。ヘッド４は、パイプ外周
に巻き付けられたガイドレール１２上に、円周方向に移
動可能に装着される。ヘッド４には、溶接トーチ８に対
して溶接ワイヤを供給するワイヤ供給部６が搭載されて
いる。

【００１３】図６に、制御装置２、電源３、ヘッド４、
パイプ５の間の電気的な接続関係を示す。図から分かる
ように、電源３からは、送電ケーブル９を介して、ヘッ
ド４のワイヤ７とパイプ５との間にパルス溶接電圧が印
加されるようになっている。これにより、ワイヤ７とパ
イプ５表面との間にアークが発生する。溶接用ワイヤ７
は一定速度で送られ、アークにより溶かされて溶着金属
となり、開先１８内で固まりパイプ５を接合する。

【００１４】図７に示すように、溶接ヘッド４のパイプ
外周上の位置（時分で表す）Ｘ軸、トーチ８のウィービ
ングの開先部幅方向（パイプ軸方向）Ｙ軸、及び溶接高
さ方向（パイプ半径方向）Ｚ軸、トーチ旋回軸Ａの各軸
についてサーボ機構を備え、計４軸は制御装置２により
ＮＣ制御されている。なお、二次元ウィービングとは、
トーチ８を溶接進行方向（Ｘ軸）に対して直交するＹ軸
方向及びＺ軸方向に、開先部に沿って移動させる動作を
いう。

【００１５】図８により、本実施の形態において溶接ヘ
ッド４に付属する部品について説明する。溶接ヘッド４
には、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸毎にヘッドの位置変化を検出す
るためのエンコーダ４２ｘ、４２ｙ、４２ｚ（総称して
４２で示す）及び各軸毎に設けられた機械原点（図示せ
ず）を検出する原点センサ４１ｘ、４１ｙ、４１ｚ（総
称して４１で示す）が取り付けられている。各軸エンコ
ーダ４２は、その軸方向のヘッド移動量に応じた個数の
パルスを発生するデバイスであり、このパルス数を計数
することにより移動量を求めることができる。但し、Ｘ
軸エンコーダ４２ｘについては、絶対値エンコーダによ
り構成し、モータへの電源オフ期間中にもその絶対的な
位置を保持することができるようにしてある。Ｙ軸及び
Ｚ軸については、現在位置情報が失われたとしても、移
動のストロークが小さく、新たに機械原点を検出・設定
する手間及び時間は問題にならないので、より簡易なイ
ンクリメンタル（相対置）エンコーダを採用している。
各軸の原点センサ４１は、各軸における機械的な原点を
示す機械原点を検出するためのセンサであり、例えば、
光学的なセンサを用いることができる。Ｘ軸の機械原点
は、ガイドレール１２の円周上の予め定めた１カ所に設
けられた指標であり、この例では、ガイドレール１２の
頂部において設けた光遮断部材（図示せず）である。Ｙ
軸の機械原点はトーチのＹ軸方向の後退位置に設けた光
遮断部材（図示せず）である。同様に、Ｚ軸の機械原点
はトーチのＺ軸方向のほぼ最上位位置に設けた光遮断部
材（図示せず）である。勿論、センサは光学的なものに
限るものではなく、例えば、近接センサのようなものを
利用することもできる。これらの各軸の原点を基準とし
て、トーチの目標位置を指定することができる。これら
の原点の検出・設定は、溶接作業の初期作業として行わ
れる。

【００１６】図９により、制御装置２の内部構成を説明
する。

【００１７】制御装置２は、制御部２２３、記憶部（メ
モリ）２２１、ハードディスク２２２、溶接ヘッド制御
部２３０、ＣＲＴ・キーボード２２５、パルス波形計測
部２１１を有する。

【００１８】なお、図９の制御装置２内に破線で示すよ
うに、コンピュータ１を内蔵する構成としてもよい。制
御部２２３はマイクロプロセッサにより構成することが
でき、記憶部２２１はその制御プログラム及び各種デー
タの格納領域、作業領域を提供するものである。ハード
ディスク２２２は、制御プログラムや各種データ等を不
揮発的に保存する大容量の記憶装置である。具体的に
は、ハードディスク２２２には、予め定められた溶接条
件及び溶接パラメータが、ロジックテーブル（後述）と
してテーブル形式で格納される。制御部２２３は、記憶
部２２１に記憶されたＣＡＤデータを読み出して溶接条
件を判定し、この溶接条件に適合する溶接パラメータを
ロジックテーブルから読み出す。さらに、この読み出し
た溶接パラメータを、溶接ヘッド４及び電源装置３を制
御するための言語に変換して制御データとして制御デー
タテーブル（図示せず）の形で記憶部２２１に記憶す
る。この制御データは後述する溶接ヘッド制御部２３０
に送られる。ＣＲＴ・キーボード２２５は、制御部２２
３と操作者との間のユーザインタフェースを提供するた
めの表示部及び入力部である。溶接ヘッド制御部２３０
は、制御部２２３からの信号の送受信や、リモート操作
装置２３４との信号の送受信を行うための送受信部２３
１、溶接ヘッド４及びトーチ８の動作を制御するための
サーボモータの駆動指令を出力するヘッド駆動部２３
３、及び電源装置３の制御を行う電源制御部２３２を有
する。パルス波形計測部２１１は、電源装置３からのパ
ルス溶接電圧及びパルス溶接電流を計測するためのハー
ドウエア回路である。

【００１９】図１０に、本実施の形態におけるパイプ円
周自動溶接装置の処理のフローチャートを示す。

【００２０】図１０において、まず、制御装置２におい
て、ＣＡＤデータから、パイプの口径、板厚、材質、開
先形状等を読み出す（６１）。この読み出されたデータ
を用いて、ロジックテーブルから、溶接条件（積層計
画、層，番地毎の電流、電圧、回転速度など）に対応し
た溶接パラメータを決定する（６２、６３）。この決定
された溶接パラメータをＮＣ言語に変換する（６４）。
これにより得られたＮＣデータは、制御データとして制
御テーブル（図示せず）に記憶される。また、このＮＣ
データを用いて、電源装置や溶接ヘッドを動作させる
（６５〜６８）。この動作時に、パルス溶接電流・電圧
の検出手段を用いてヘッドの位置間隔等を検出し、動作
状態が最適状態にセットされているか否かを判定し、正
規の動作位置になっていなければ、トーチの軌跡データ
を補正し、開先幅の変化による溶接条件等も補正し、ロ
ジックテーブルのデータにより溶接パラメータを再設定
する。この再設定後に運転が継続され、アークの状態を
検出し設計値と比較して、随時、アーク電圧等を制御し
ながら自動溶接を実行する（６９〜７２）。

【００２１】すなわち、予めロジックテーブル６２に格
納された溶接条件パラメータとして、溶接の各層毎に、
各姿勢毎の溶接電流、溶接電圧、ヘッドの移動速度、ト
ーチの回転速度、アークのスタート、エンド位置等を読
み出し、これらの溶接条件パラメータに対して、ワイヤ
による開先形状計測６６の結果に基づいてトーチ軌跡補
正６７及びルートギャップ幅変化による溶接条件補正６
８を行う。その後、自動運転を開始し（６９）、アーク
センス（溶接線倣い）、電流・電圧サンプリング、トー
チ位置（上下、左右）制御を行う（７０）。また、パル
ス訛り防止制御、アーク電圧制御を行う（７１）。アー
クセンスに基づいて行われるアーク倣い関連補正の詳細
については、後述する。自動溶接の現在の溶接電流、電
圧、各軸位置等の各種パラメータ及び各種補正量等は、
現在の状態（ステータス）として、ＣＲＴにおけるリア
ルタイム表示により監視することができる（７２）。

【００２２】図１１及び図１２により、本溶接装置で行
う、トーチの２次元ウィービングの例を説明する。図１
１は、横軸を時間としてＹ軸位置及びＺ軸位置の変化を
示したものであり、図１２は、Ｘ軸方向に沿ってウィー
ビング動作の移動経路を示したものである。ウィービン
グ動作は、図のように、トーチをＹ軸及びＺ軸方向に所
定の幅・周期で往復運動させ、トーチの軌跡を波状にす
るものである。図１２の左右での斜めの移動時の速度
と、水平移動時の速度とは別個に指定可能である。速度
は、ワイヤ先端の移動軌跡に沿った速度（接線速度）で
指定される。

【００２３】図５〜図１２を用いて説明したパイプ突き
合わせ自動溶接方法における、左右アーク倣い補正や、
上下アーク倣い補正、アーク長補正方法の詳細について
は、特開平１０−１９３１１０号に開示されている。

【００２４】次に、本発明の自動溶接方法の実施例につ
いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る自動溶
接方法における溶接ワイヤのウィービング状態（横軸）
と溶接電流（縦軸）の関係を示す模式的なグラフであ
る。グラフの横軸左端は開先（ウィービング）中央部を
示し、右端は開先壁部（ウィービング左右端）を示し、
中央部はウィービング片幅の１／２の部分を示す。この
例では、開先中央部の溶接電流は、一定の中央部（指
令）電流であり、ウィービング片幅の１／２の部分から
開先壁部に向けては、電流を徐々に減らしている。

【００２５】電流を徐々に増減するのは、以下のような
事情による。ウィービング左右端で溶接電流を変更する
場合、一番単純な方法としては、トーチがウィービング
左右端に達したところで、一気に電流を変更することが
考えられる。しかし、この方法で大きな電流変更を行っ
た場合、以下のような問題が発生する可能性がある。指令の変更に溶接現象が追従しない。大きな送給速度変更によるワイヤ送給モータの脱
調。溶接アークの乱れ。

【００２６】電流減少部の溶接電流波形を拡大して図１
（Ｂ）に示す。この例では、８ms×９＝７２ms毎に、あ
るいは電流減少量が３Ａの時、８ms×３＝２４ms毎に２
溶接電流を階段状に減らしている。また電圧については
階段状に電流と同じタイミングに減少していく。本例で
は、開先壁部の溶接電流を減らしているが、とけ込み不
良のある場合は、逆に開先壁部の溶接電流を増やす。こ
のように、溶接時のウィービング動作の両端にて、溶接
電流を変更することにより、アンダーカットの防止や開
先壁のとけ込みを改善する。ウィービング全幅を３つの
区間に分けて、溶接電流／電圧を変更する。なお、プロ
グラム指令では、電流減少量のみを指定し、電圧減少量
は電流減少量から算出する。電流減少量から電圧減少量
の算出係数（ゲイン）は、設定にて変更できるものと
し、左右端でのアーク長を調整できるようにする。大き
な電流差を変更可能とするため、電流／電圧の変更は、
ウィービング幅の左右の中心位置から左右端にかけて、
スロープ変更する。ここで、溶接ワイヤ径１mmの場合の
電流の目標変更量は±８０Ａである。

【００２７】次に、電圧増減量計算係数（ゲイン）につ
いて説明する。ＲＯＭスイッチに電流の増減量に対す
る、電圧の増減量の計算係数を追加する。計算係数は、
パルスアーク用とショートアーク用の２種類を設定す
る。指令電圧及び溶接電源への電圧指令は、各階段に対
し以下のとおりとなる。＜指令電圧（Ｖ）＞Ｖ＝Ｖ_S−ＲＴ_VI×ＤＥＶ：電圧指令Ｖ_S ：補正済み電圧指令ＲＴ_VI：電圧増減量計算係数（パルスアークの場合０．
０５）ＤＥ：電流指令増減量＜溶接電源への電圧指令（Ｖ）＞Ｖ₁₀＝（Ｖ＊Ｖ_BB）−Ｖ_CC Ｖ₁₀ ：溶接電源への電圧指令Ｖ_BB ：電圧指令計算係数ＢＶ_CC ：電圧指令計算係数Ｃ

【００２８】次に、表１を参照しつつ具体的な実験例を
説明する。なお、表中のＴＷは、動作時間である。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１は、さまざまな条件で自動溶接を行っ
た結果を示す表である。上記表の各例をともに良好な溶
接結果が得られた。なお、中央部での溶接電流は、増加
の時が８０Ａで減少の時が１４０Ａである。ゲインにつ
いては、０．０５０でアーク長一定となる裕度が広く、
０．０５６では狭かった。

【００３１】次に、図２を参照しつつ極狭開先の溶接の
問題点と、その解決方法について説明する。図２は、左
右の開先壁３０１の間を溶接トーチ３０３が左右にウィ
ービングして溶接を行っている様子を模式的に示す図で
ある。このような極狭開先の溶接においては、電流が低
いと、開先壁を十分溶融できず融合不良が発生し易くな
る。また、開先壁面が立つほど、電流を高くしなければ
ならない。しかし、電流を高くすると、溶接速度が早過
ぎてブローホールが発生する。さらに、積層が高すぎる
とアークが届かないところが出て融合不良が発生する。

【００３２】そこで、本例では、ウィービング中央部の
電流を低くするとともにトーチのＸ方向速度を遅くする
ことによりブローホールや融合不良を防止している。一
方、左右端では溶接電流を高くして十分な開先壁の溶融
を図っている。

【００３３】次に、図３を参照しつつ電流増減法による
溶接を行った場合の溶接アークや溶融池（プール）の性
状を説明する。図３（Ａ）は、溶接部の断面図である。
この例では、ウィービング端部の溶接電流を高くし、か
つ端部の停止時間を長くすることによって、開先端部か
らプールを押し上げている。このため、開先壁３１１の
リップ部を十分溶融することができ、プールの吹き飛ば
しを防止するとともにとけ込み不足を解消できる。

【００３４】図３（Ｂ）は、溶接ワイヤの先から出るア
ーク３２５とプール３２７の関係を表す平面図である。
図３（Ｃ）は従来法の例である。まず、図３（Ｃ）の従
来例では、アーク３３５と後退プール３３１との間の長
さＬ（中央プールの後退長さ）が大きく、アークが安定
しない。しかし、図３（Ｂ）の電流増減法では、後退プ
ール３２１に小さく、先行プール３２３が十分あるの
で、中央プールの後退長さは小さく、アークは安定す
る。

【００３５】次に図４を参照しつつ、電流増減法による
アンダーカットの改善効果について説明する。図４はプ
ールの断面形状を表す図である。（Ａ）は従来例の標準
的な溶け込み形状であり、（Ｂ）は電流増減法の場合の
おわん形溶け込み形状である。図４（Ａ）の下向や立向
溶接の従来例では、プールが中央部に寄せられてアンダ
ーカットが生じやすくなっている。一方、図４（Ｂ）の
電流増減法例では、ウィービング左右端における電流値
を下げ、ウィービングの端部停止時間を長くすることに
より、アークによる母材の掘り下げを少なくしながらプ
ールを左右端部に引っ張り、開先壁部に十分溶融金属が
供給されて、アンダーカットが防止できる。そのため、
応力集中も少ない。

【００３６】次に具体的な実施例を以下に挙げる。表２
は、ウィービング幅２４mmの立向溶接について自動溶接
を行った結果を示す。電流増減法では従来溶接に対し約
１．２倍早くアンダーカットのないおわん形溶け込み形
状が得られた。

【００３７】

【表２】

【００３８】なお、上表の記号の意味は以下である。Ｗ：ウィービング幅ＷＦ：ウィービング速度ＴＷ：動作時間＝１２０Ｗ÷ＷＦＴｃ：中央停止時間ＴＩ：左端停止時間Ｔｒ：右端停止時間ＴＩｃ：左中停止時間Ｔｒｃ：右中停止時間Ｘ：Ｘ方向速度（溶接速度）ＵＣ：アンダーカット

【００３９】この表に見られるように、電流増減法では
アンダーカットの発生がなく高速溶接を行うことができ
た。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、突き合わせ自動溶接方法において、高電流で
溶接した際のアンダーカットの防止や、極狭開先での開
先壁のとけ込み不足の改善を行え、溶接品質を落とさず
に高速溶接を実現できる自動溶接方法を提供できる。ま
た、溶接電流を増減しても、溶接アーク長が変わらずか
つ高速で溶接トーチを動かすことができる自動溶接方法
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る自動溶接方法における
溶接ワイヤのウィービング状態（横軸）と溶接電流（縦
軸）の関係を示す模式的なグラフである。

【図２】左右の開先壁３０１の間を溶接トーチ３０３が
左右にウィービングして溶接を行っている様子を模式的
に示す図である。

【図３】（Ａ）は、溶接部の断面図である。（Ｂ）、
（Ｃ）は、溶接ワイヤの先から出るアーク３２５とプー
ル３２７の関係を表す平面図である。

【図４】本発明のプールの断面形状を表す図である。
（Ａ）は従来例の標準的な溶け込み形状であり、（Ｂ）
は電流増減法の場合のおわん形溶け込み形状である。

【図５】本発明の溶接装置の概略構成図である。

【図６】本発明の制御装置２、電源３、ヘッド４、パイ
プ５の間の電気的な接続関係を示す図である。

【図７】溶接ヘッド４の詳細を示す図である。

【図８】本発明の溶接ヘッド４に付属する部品について
説明する。

【図９】本発明の制御装置２の内部構成を説明する図で
ある。

【図１０】本発明のパイプ円周自動溶接装置の処理のフ
ローチャートを示す。

【図１１】本溶接装置で行う、トーチの２次元ウィービ
ングの例を説明する図である。横軸を時間としてＹ軸位
置及びＺ軸位置の変化を示したものである。

【図１２】本溶接装置で行う、トーチの２次元ウィービ
ングの例を説明する図である。Ｘ軸方向に沿ってウィー
ビング動作の移動経路を示したものである。この場合、
電流増減は及びの経路で行われる。

【符号の説明】

１…コンピュータ、２…制御装置、３…電源装置、４…
ヘッド、５…パイプ、６…ワイヤ供給部、７…ワイヤ、
８…溶接トーチ、１２…ガイドレール、１６…電流信
号、３２…電圧信号、９１…アーク、９２…溶着金属、
９３…開先、４１…センサ、４２…エンコーダ、２１１
…パルス波形計装部、２２１…記憶部、２２２…ハード
ディスク、２２３…制御部、２２５…ＣＲＴ，キーボー
ド、２３０…溶接ヘッド制御部、２３１…送受信部、２
３２…電源制御部、２３３…ヘッド駆動部、２３４…リ
モート操作装置、開先壁…３０１、溶接トーチ…３０３

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者前田謙一茨城県日立市幸町３−２−２株式会社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者壬生生男茨城県日立市幸町３−２−２株式会社日立エンジニアリングサービス内Ｆターム(参考） 4E081 BA27 CA07 DA05 DA23 DA49 EA17 EA32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開先の形成された部材端部同士を、自動
溶接機を用いてウィービングしながら溶接する方法であ
って、開先中央部における溶接電流に対して、開先壁における
溶接電流を増加あるいは減少（以下増減）させることを
特徴とする自動溶接方法。
【請求項２】前記開先中央部におけるアーク長と前記
開先壁におけるアーク長を実質的に同一とすることを特
徴とする請求項１記載の自動溶接方法。
【請求項３】上記溶接電流増減を細かい階段状に行う
ことを特徴とする請求項１又は２記載の自動溶接方法。
【請求項４】前記溶接電流増減量に対する電圧増減量
の比をゲインとした場合に、このゲインを適切に選択することを特徴とする請求項
１、２又は３記載の自動溶接方法。
【請求項５】前記溶接電流の増減を行う部分でのみ左
右アーク倣いのサンプリングを行うことを特徴とする請
求項１〜４いずれか１項記載の自動溶接方法。
【請求項６】前記開先中央部においてのみ上下アーク
倣いのサンプリングを行うことを特徴とする請求項１〜
５いずれか１項記載の自動溶接方法。
【請求項７】請求項１〜６いずれか１項記載の自動溶
接方法を用いて溶接されたことを特徴とする溶接構造
物。