JP2611397B2 - 狭開先溶接方法 - Google Patents

狭開先溶接方法

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実 山田
達雄 斉藤
秋雄 手島
慎一 谷岡
信之 奥井
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石川島播磨重工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は狭開先溶接方法に関するものである。
[従来の技術] 従来の狭開先溶接方法を第7図〜第11図を用いて略述
する。
図中1は管、2は溶接すべき管1同士の突き合せ部に
形成された狭開先、3は溶接台車、4は溶接台車3に取
付けられたトーチ、5はトーチ4に保持された電極、6
は溶接用のワイヤ、7はワイヤ供給装置、8は図示しな
い駆動装置によりトーチ4に対し上下左右動自在に取付
けられたスライド、9はスライド8に支持されたワイヤ
チップ、10はトーチ4に取付けた磁気コイル、11,12は
電極5の前後に配設した磁気コイル10の磁極、13はアー
クである。
従来は、磁気コイル10の極性を連続的に切換えてアー
ク13を、第9図に示すように狭開先2に対して左右に振
りながら、溶接台車3を第7図に示すようにスタート点
Sから狭開先2に沿い管1の回りを時計方向に走行させ
ることにより、第10図に示すように狭開先2に沿ってジ
グザグに溶接して行き、溶接台車3が管1を一周したら
若干オーバーランさせてから溶接台車3を停止して溶接
作業を中止し、図示しない電源ケーブルや冷却ホース等
の管1への絡み付きを防止するため作業員が手作業で溶
接台車3を走行方向とは逆の反時計方向に戻した後、上
記を繰り返し行うことにより狭開先2を多層に溶接する
ようにしていた。
上記における溶接電流、溶接電圧、ワイヤ送給、台車
走行、磁気コイルの励磁のタイムチャートは第11図のと
おりである。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記従来の狭開先溶接方法では、アー
ク13を左右に振りながら溶接を行っていたので、アーク
13を振る度にワイヤ6がアーク13からはずれて溶接不良
を起こし狭開先2の母材部分のみ溶かしてしまうことに
なるので、健全な溶接が行えなかった。
本発明は上述の実情に鑑み、高品質な溶接を行い得る
ようにした狭開先溶接方法を提供することを目的とする
ものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は狭開先に沿って溶接トーチを複数回走行即ち
複数パスさせつつアークにより溶接用のワイヤ等を溶融
して狭開先を溶接する狭開先溶接方法において、各パス
毎にアークの向きを狭開先の右側か中央か左側のいずれ
かに一定保持し、各パス毎のアークの向きに応じた最適
位置にワイヤの位置を移動しつつ溶接することを特徴と
する狭開先溶接方法にかかるものである。
[作用] 各パス毎にアークの向きを狭開先の右側か中央か左側
に一定保持させ、それに応じて溶接用のワイヤの位置を
アークの向きに対する最適位置に調整して溶接を行って
いるので、高品質な溶接が高能率で行われる。
[実 施 例] 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第1図〜第6図は本発明の一実施例である。
14は溶接台車3及び磁気コイル10及びワイヤ6上下用
のモータ15並にワイヤ6の左右用のモータ16に指令を送
る制御装置、17,18はモータ15,16の夫々に対して配設し
たワイヤ6の位置検出器である。
尚、使用する装置自体は第7図〜第9図に示すものと
同一である。
溶接台車3の走行方向を1周(1パス)毎に時計回り
か反時計回りとなるように交互に反転し、溶接台車3の
各パス毎にアーク13の向きを適宜狭開先2の右側か中央
か左側のいずれかに選択してその向きを一定に保持し、
これに対応させワイヤ6の位置を上下左右に調整し電極
5の先端から等距離で且つアーク13が当たる最適位置に
移動して、多層に狭開先2に対する溶接を行う。
これを第1図〜第4図及び第5図のフローチャートを
用いて具体的に説明すると、先ず制御装置14に各パスに
おける溶接台車3の走行方向並にアーク13の向きのデー
タ即ちパスデータを読み込ませる。
すると、パスデータに基づき、1パス目が例えば時計
回りでアーク13を真下に向けるとすると、制御装置14
は、磁気コイル10の励磁を停止してアーク13が第3図
(a)に示すとおり下に向くようにすると共に、モータ
16に指令を送ってワイヤ6を第4図(b)に示すように
電極5の真下に移動し且つモータ15に指令を送って電極
5との間隔が適正となるようワイヤ6を下降し、更に溶
接台車3に指令を送って時計方向に移動させ溶接を行
う。2パス目が反時計回りでアーク13を左に向けるとす
ると、制御装置14は、磁気コイル10を励磁してアーク13
が第3図(b)に示すとおり左に向くようにすると共
に、モータ16に指令を送ってワイヤ6を第4図(a)に
示すように電極5の左に移動し且つモータ15に指令を送
って電極5との間隔が適正となるようワイヤ6を上昇
し、更に溶接台車3に指令を送って反時計方向に移動さ
せ溶接を行う。3パス目が時計回りでアーク13を右に向
けるとすると、制御装置14は、磁気コイル10を励磁して
アーク13が第3図(c)に示すとおり右に向くようにす
ると共に、モータ16に指令を送ってワイヤ6を第4図
(c)に示すように電極5の右に移動し且つモータ15に
指令を送って電極5との間隔が適正となるようワイヤ6
を上昇し、更に溶接台車3に指令を送って時計方向に移
動させ溶接を行う。nパス目が反時計回りでアーク13を
真下に向けるとすると、制御装置14は、磁気コイル10の
励磁を停止してアーク13が第3図(d)に示すとおり下
に向くようにすると共に、モータ16に指令を送ってワイ
ヤ6を第4図(b)に示すように電極5の真下に移動し
且つモータ15に指令を送って電極5との間隔が適正とな
るようワイヤ6を下降し、更に溶接台車3に指令を送っ
て時計方向に移動させ溶接を行う。
以後、適宜上記を繰り返して狭開先2の溶接を終了す
る。この際、アーク13の向きは基本的には、左右を交互
に繰り返すようにし、1パス目と最終パス及び途中適宜
パスで中央となるようにすれば良い。
上記した溶接作業は第6図のタイムチャートに従って
行われる。
先ず、スタート点Sに溶接台車3の電極5を位置決め
し、電極5に初期電流I1を通電する。初期電流I1は溶接
開始前にアーク13の安定と溶け込みの安定を図る為のも
のであり、この時期は未だワイヤ送給、台車走行等は開
始しておらず、この間にアーク13の向きとワイヤ6の上
下及び左右の位置調整を行う(1パス目はアーク13の方
向が中央なのでワイヤ6の位置調整及び磁気コイル10の
励磁は行われないため2パス目以降を参照のこと、以下
同様)。
次に、溶接電流I2を序々に増大させる。溶接電流増加
開始と同期させて、ワイヤ供給装置7によりワイヤ6の
送給を開始しその速度W1を増加させると共に、溶接台車
3の走行を開始する。溶接電流I2とワイヤ送給速度の増
加制御は溶接金属のプールを本溶接の状態まで序々に成
長させるためのものであり、溶接開始時の融合不良を防
止するものである。又、溶接電流I2の増加開始に伴いア
ーク電圧制御(アーク長自動制御)を開始する。
溶接電流が本電流値I3となった時にワイヤ6の送給速
度がW2となる様にして、本溶接が開始される。
本溶接を行いつつ溶接台車3を走行させ、時計方向に
正転移動させる。この本電流値I3の状態は溶接台車3の
電極5がS点に到達し若干オーバーランする間続行す
る。
その後、ワイヤ送給速度を徐々に減少しW3、併せて電
流I4を減少させ、その減少状態はワイヤ6の送給が停止
した後も継続する。この電流I4の遅れ作動は、ラップ部
の溶け込みを改善して溶融不良を解消するものである。
電流I4がアーク保持電流I5に迄減少する。直前に、ワ
イヤ6を所定距離だけ後退させるW4。これは、溶接台車
3を逆転移動したときにワイヤ6が形成されたビードに
突当らない様にする為である。
尚、アーク電圧制御及び磁気コイル10への励磁は電流
I4の間に停止する。
電流が保持電流I5となったらオーバーランした溶接台
車3を停止し逆転移動させ電極5をスタート点Sまで戻
す。この間にワイヤ6の上下左右の位置を中立位置に戻
す。
電極5に保持電流I5を通電するのは、アーク13を消去
せずに保持する為のものであり、その値はビードを再溶
融させず又アーク13が安定に維持できる程度の値とす
る。
又、逆転移動の過程で、電極5の電流をI5に保持アー
ク13を発生させつつ溶融台車3を走行させるが、この結
果オーバーラップ部をなめ付けすることになり、ビード
母材に対するなじみをよくする。
2パス目以降は、電流、電圧、ワイヤ送給を1パス目
と同様にし、溶融台車3の走行方向を前のパスとは逆転
させ、磁気コイル10の励磁状態を予め与えられたパスデ
ータのアーク13の方向に従って選定し、且つワイヤ6の
上下及び左右の位置をアーク13の方向に応じて最適な位
置となるように調整するようにする。
最終パスでは電流I4を0まで減少させて、溶接を停止
する。
尚、本発明の狭開先溶接方法は、上述の実施例にのみ
限定されるものではなく、管以外の板材等の狭開先にも
適用し得ること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の狭開先溶接方法によれ
ば、アークの向きを各パス毎に一定に保持し、しかも溶
接用のワイヤを常にアークに対し最適位置に移動調整し
て、溶接を行うので、アークを左右に振りながらの溶接
に比べて、ワイヤの溶融不良や母材のみを溶かしてしま
うことが防止され、結果として高品質の溶接を高能率で
行うことができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の制御回路図、第2図は本発
明の溶接台車の走行説明図、第3図(a)(b)(c)
(d)は本発明のアークの方向の説明図、第4図(a)
(b)(c)は本発明のワイヤの位置の説明図、第5図
は本発明の制御のフローチャート、第6図は本発明の溶
接のタイムチャート、第7図は一般的な溶接台車の説明
図、第8図は第7図のトーチの拡大側面図、第9図は第
7図のトーチの拡大正面図、第10図は従来の方法の説明
図、第11図は従来の溶接のタイムチャートを示す。 図中2は狭開先、3は溶接台車、6はワイヤ、13はアー
クを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷岡 慎一 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 奥井 信之 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石川島播磨重工業株式会社技術研究所内

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】狭開先に沿って溶接トーチを複数回走行即
    ち複数パスさせつつアークにより溶接用のワイヤ等を溶
    融して狭開先を溶接する狭開先溶接方法において、各パ
    ス毎にアークの向きを狭開先の右側か中央か左側のいず
    れかに一定保持し、各パス毎のアークの向きに応じた最
    適位置にワイヤの位置を移動しつつ溶接することを特徴
    とする狭開先溶接方法。
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