JP2701656B2 - Back bead control method in single side welding - Google Patents

Back bead control method in single side welding

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JP2701656B2
JP2701656B2 JP9647892A JP9647892A JP2701656B2 JP 2701656 B2 JP2701656 B2 JP 2701656B2 JP 9647892 A JP9647892 A JP 9647892A JP 9647892 A JP9647892 A JP 9647892A JP 2701656 B2 JP2701656 B2 JP 2701656B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高速回転アーク溶接に
おいて、裏ビードを安定に形成するための片面溶接にお
ける裏ビード制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling a back bead in single-side welding for stably forming a back bead in high-speed rotary arc welding.

【0002】[0002]

【従来の技術】アーク溶接による初層溶接等の片面溶接
において、安定した裏ビードを形成するための裏ビード
制御方法として、例えば特開昭64−15278号公報
に示すようなものがある。同公報に示された裏ビード制
御方法の概要を図6〜図8に示す。図において、1,2
は溶接されるべき母材であり、溶接継手のための例えば
狭開先3が形成されている。4はセラミックス等の絶縁
性裏当材で、裏ビード形成用の溝5が設けられ、その溝
面の中央にはアルミ箔等の導電性材料6が貼りつけられ
ている。この絶縁性裏当材4を狭開先3の下部を覆うよ
うに母材1,2の裏面に密着させる。7は導電性材料6
と母材1,2間の電圧Vd を検出するための電圧計であ
る。また、10は電極ワイヤ、11はアーク、12は溶
接ビード、13は溶融池、14は裏ビード、18は溶接
トーチで、電極ノズル20と電極チップ21からなる。
この裏ビード制御方法は、シールドガス雰囲気下で連続
送給される電極ワイヤ10の先端からアーク11を発生
させ、狭開先3を初層溶接する場合において、その溶接
中、絶縁性裏当材4上の導電性材料6がアーク11に接
触し、導電性材料6と母材1,2との間に電圧Vd を発
生させるため、この電圧Vd を電圧計7により検出し、
検出された電圧Vd があらかじめ設定された基準値と一
致するように溶接パラメータ、例えば溶接速度を制御す
ることにより、裏ビード14の幅を均一に制御しようと
するものである。すなわち、検出電圧Vd が基準値より
小さければ溶接速度を上げ、検出電圧Vd が基準値より
大きければ溶接速度を下げるというように常に適正な溶
接速度を保つように制御するものである。なお、導電性
材料6はアーク11または溶融金属に接触すると溶けて
いくような性質のものである。また、絶縁性裏当材4と
してセラミックスのものを使用するのは、裏ビードの成
形性や裏ビードとの剥離性、あるいは取扱性などが優れ
ているからである。
2. Description of the Related Art A back bead control method for forming a stable back bead in single-side welding such as initial layer welding by arc welding is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-15278. The outline of the back bead control method disclosed in the publication is shown in FIGS. In the figure, 1, 2,
Is a base material to be welded, for example with a narrow groove 3 for a weld joint. Reference numeral 4 denotes an insulating backing material such as a ceramic, which is provided with a groove 5 for forming a back bead, and a conductive material 6 such as an aluminum foil is adhered to the center of the groove surface. The insulating backing material 4 is adhered to the back surfaces of the base materials 1 and 2 so as to cover the lower part of the narrow groove 3. 7 is a conductive material 6
This is a voltmeter for detecting the voltage Vd between the first and second base materials 1 and 2. Reference numeral 10 denotes an electrode wire, 11 denotes an arc, 12 denotes a weld bead, 13 denotes a molten pool, 14 denotes a back bead, 18 denotes a welding torch, and includes an electrode nozzle 20 and an electrode tip 21.
This back bead control method uses an insulating backing material during the first layer welding of the narrow groove 3 by generating an arc 11 from the tip of the electrode wire 10 continuously fed in a shield gas atmosphere. Since the conductive material 6 on 4 contacts the arc 11 and generates a voltage Vd between the conductive material 6 and the base materials 1 and 2, the voltage Vd is detected by a voltmeter 7;
The width of the back bead 14 is to be controlled uniformly by controlling the welding parameters, for example, the welding speed, so that the detected voltage Vd coincides with a preset reference value. That is, the welding speed is increased if the detected voltage Vd is smaller than the reference value, and the welding speed is decreased if the detected voltage Vd is larger than the reference value. The conductive material 6 has such a property that it melts when it comes into contact with the arc 11 or the molten metal. Further, the reason why a ceramic material is used as the insulating backing material 4 is that the back bead is excellent in moldability, peelability from the back bead, and handleability.

【0003】ところで、上記の電圧Vd は、アーク11
の発生点と溶融池13の先端位置間の相対距離lと相関
関係がある。すなわち、図9(a)に示すように溶接速
度が小さいときは、溶融池13の中間部上でアーク11
が発生しているので、溶込み不足を生じ、アーク熱が裏
側まで十分に伝わらないため、裏ビード14が良好に出
ない。また、アーク11が導電性材料6に接していない
ためVd の信号も出ない。つまりVd =0となる。一
方、図9(c)のように溶接速度が過大のときは、アー
ク11が溶融池13の先端より先行するため、裏ビード
14が出過ぎたり、裏ビード幅が極端に大きくなったり
小さくなったりするとともにVd も大となる。溶接速度
が適正のときは、図9(b)のようにアーク11は溶融
池13の先端部近傍で発生しているので、裏ビード14
が良好に出ており、またVd も中程度の明確な値を示
す。
The above voltage Vd is equal to the arc 11
There is a correlation with the relative distance 1 between the point of occurrence of and the tip position of the molten pool 13. That is, when the welding speed is low as shown in FIG.
Is generated, insufficient penetration occurs, and the arc heat is not sufficiently transmitted to the back side, so that the back bead 14 does not come out well. Further, since the arc 11 is not in contact with the conductive material 6, no signal of Vd is output. That is, Vd = 0. On the other hand, when the welding speed is too high as shown in FIG. 9 (c), the back bead 14 becomes too large or the back bead width becomes extremely large or small because the arc 11 precedes the tip of the molten pool 13. And Vd also increases. When the welding speed is appropriate, the arc 11 is generated near the tip of the molten pool 13 as shown in FIG.
Satisfactorily appears, and Vd shows a moderately clear value.

【0004】しかしながら、溶融池13の先端15は図
10に示すように溶接進行方向の前後に不規則に揺動し
ている。このような溶融池先端の揺動は裏当材4の材質
や状態とも関係し、裏当材4に対する溶鋼の濡れ性によ
って揺動状態が不規則に変動する。良好な裏ビードが得
られるアークの位置は図9(b)に示すように溶融池1
3の先端近傍であるから、たとえ溶接速度が適正であっ
ても、わずかな溶融池先端の揺動によってアーク長が大
きく変動することになる。このような状態でトーチ高さ
制御(溶接電流が一定となるように溶接トーチ18の母
材裏面からの高さを制御することをいう)をすると、溶
接トーチ18がしばしば上下動し、アークが不安定にな
るので、裏ビードを出す初層溶接時はトーチ高さ制御を
しないのが通例であった。
However, as shown in FIG. 10, the tip 15 of the molten pool 13 swings irregularly back and forth in the welding direction. Such rocking of the molten pool tip is also related to the material and state of the backing material 4, and the rocking state fluctuates irregularly due to the wettability of the molten steel to the backing material 4. As shown in FIG. 9 (b), the position of the arc at which a good back bead is obtained is determined by melting pool 1.
3, the arc length is largely changed by a slight swing of the molten pool tip even if the welding speed is appropriate. When the torch height is controlled in this state (controlling the height of the welding torch 18 from the back surface of the base material so that the welding current is constant), the welding torch 18 often moves up and down, and an arc is generated. Because of instability, it was customary not to control the torch height during the first layer welding where the back bead was formed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
裏ビード制御方法では、溶融池の先端が揺動するのでト
ーチ高さ制御のもとではアークが不安定になり、裏ビー
ド制御が困難であった。母材や裏当材が平坦であればト
ーチ高さ制御をしなくても裏ビード制御が可能である
が、実際には母材が湾曲していたり傾斜していたりする
場合が多く、初層溶接時からトーチ高さ制御を必要とす
る場合が多い。また、従来の裏ビード制御方法は、上述
のようにアークとの接触により発生する絶縁性裏当材の
導電性材料と母材間の電圧Vd を検出し、溶接速度を制
御するものであるから、アルミ箔等を貼りつけた特殊の
裏当材が必要であるだけでなく、スパッタによりアルミ
箔を溶かしたり、アルミ箔が剥離して母材と接触したり
するおそれがあり、そうなるとVd の出力電圧信号が得
られなくなる。また、アルミ箔の絶縁が必要なため、裏
当材の取扱いが難しいなどの課題があった。一方、一般
的なバッキング法、例えばフラックスと銅板等の裏当金
を使用する裏ビード制御方法は公知である(特開昭64
−15280号、特開昭61−180677号)が、こ
れらの制御方法でも溶接中該裏当金と母材間の電圧Vd
を検出するものであるから、アークが確実に裏当金に達
しない限り電圧Vd は発生しないので、キーホール溶接
で裏ビードを出す方式のものにしか適用することができ
ない。結局、裏当材が何であれ、上記のように母材との
間の電圧Vd を検出する方式では制御性が良くないもの
であり、開先精度の変化にも十分に対応することができ
ない。
As described above, in the conventional back bead control method, the arc becomes unstable under the control of the torch height because the tip of the molten pool oscillates. It was difficult. If the base material and backing material are flat, back bead control is possible without controlling the torch height, but in practice the base material is often curved or inclined, so the first layer Torch height control is often required from the time of welding. Further, since the conventional back bead control method detects the voltage Vd between the conductive material of the insulating backing material and the base material generated by contact with the arc as described above, and controls the welding speed. In addition to the need for a special backing material with aluminum foil, etc., the aluminum foil may be melted by sputtering, or the aluminum foil may peel off and come into contact with the base material. A voltage signal cannot be obtained. In addition, there is a problem that it is difficult to handle the backing material because the aluminum foil needs to be insulated. On the other hand, a general backing method, for example, a back bead control method using a backing metal such as a flux and a copper plate is known (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 64).
-15280 and JP-A-61-180677) show that the voltage Vd between the backing metal and the base material during welding is also reduced by these control methods.
Since the voltage Vd is not generated unless the arc reliably reaches the backing metal, the present invention can be applied only to a method in which a back bead is formed by keyhole welding. In the end, whatever the backing material, the method of detecting the voltage Vd between the base material and the base material as described above has poor controllability and cannot sufficiently cope with a change in groove accuracy.

【0006】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、普通のバッキング法と高速回転ア
ーク溶接法を使用し、簡単で、制御性の良い裏ビード制
御方法を得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to obtain a simple and controllable back bead control method using a normal backing method and a high-speed rotating arc welding method. With the goal.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る片面溶接における裏ビード制御方法
は、母材の裏側に裏当材を当てがい、母材の表側から高
速回転アーク溶接により片面溶接し、裏ビードを形成す
る方法において、トーチ高さ制御が必要な場合には、溶
接進行方向後方のアーク回転位置Cr におけるアーク電
圧または溶接電流の積分値Scrが一定になるようにトー
チ高さを制御するとともに、そのときのトーチ高さを検
出し、さらにこのトーチ高さが一定になるように溶接速
度を制御することとしたものである。一方、トーチ高さ
制御が不要の場合には、トーチ高さを一定に保持すると
ともに、溶接進行方向後方のアーク回転位置Cr におけ
るアーク電圧または溶接電流の積分値Scrが一定になる
ように溶接速度を制御するものである。
In order to achieve the above object, a method for controlling a back bead in single-sided welding according to the present invention comprises applying a backing material to a back side of a base material and rotating a high-speed rotating arc from a front side of the base material. In the method of forming a back bead by welding on one side by welding, if the torch height control is necessary, the integral value Scr of the arc voltage or welding current at the arc rotation position Cr at the rear of the welding progress direction is made constant. In addition to controlling the torch height, the torch height at that time is detected, and the welding speed is controlled so that the torch height is kept constant. On the other hand, when the torch height control is unnecessary, the torch height is kept constant, and the welding speed is adjusted so that the integrated value Scr of the arc voltage or welding current at the arc rotation position Cr behind the welding progress direction is constant. Is controlled.

【0008】[0008]

【作用】高速回転アーク溶接はアークを回転させながら
溶接するものであるから、回転するアークの中心位置が
良好な裏ビードの得られる溶融池先端近傍であっても上
記Cr 点は溶融池先端より後方に位置するので、Cr 点
におけるアークは溶融池先端の揺動にかかわらず常に溶
融池上にあって、しかも溶融池先端の揺動によりCr 点
のアーク長が変化する。したがって、このアーク長の変
化によりCr 点のアーク電圧または溶接電流が変化する
のでこれを積分し、その積分値Scrが一定になるよう
に、トーチ高さを常に一定に制御し、さらに溶接速度を
制御すれば、アークが不安定になることもなく裏ビード
の制御が可能となる。また、トーチ高さを制御する必要
がない場合は、トーチ高さを常に一定に保持した状態で
上記Cr 点のアーク電圧または溶接電流の積分値Scrが
一定になるように溶接速度を制御するだけでよい。この
ようにCr 点のアーク電圧または溶接電流を用いる制御
であるから、普通のバッキング法でよい。
[Function] Since high-speed rotating arc welding is performed while rotating the arc, even if the center position of the rotating arc is near the tip of the molten pool where a good back bead is obtained, the above-mentioned Cr point is higher than that of the molten pool tip. Since it is located rearward, the arc at the point Cr is always on the molten pool irrespective of the swing of the molten pool tip, and the arc length at the Cr point changes due to the swing of the molten pool tip. Therefore, the arc voltage or the welding current at the point Cr changes due to the change in the arc length. The arc voltage is integrated, and the torch height is constantly controlled so that the integrated value Scr is constant. If controlled, the back bead can be controlled without the arc becoming unstable. When it is not necessary to control the torch height, it is only necessary to control the welding speed so that the arc voltage at the Cr point or the integrated value Scr of the welding current becomes constant while keeping the torch height constant. Is fine. Since the control uses the arc voltage or the welding current at the Cr point as described above, an ordinary backing method may be used.

【0009】[0009]

【実施例】図1は本発明の一実施例を示す説明図であ
り、図2は初層溶接部の正面断面図、図3はその平面図
である。図6〜図8の従来例と同一のものは同一符号を
用いる。 この実施例では、母材1,2の裏側に普通の
裏当材4を密着させている。裏当材4としては、例えば
セラミックス等の絶縁性のもの、ガラステープ等のバッ
キングテープと裏当金の組み合わせによるもの、フラッ
クスと裏当金の組み合わせによるもの、あるいは固形フ
ラックス等、普通のバッキング法で使用されるものでよ
い。このような普通の裏当材4を例えば狭開先3の下部
を覆うように密着させる。5は裏当材4に設けた裏ビー
ド形成用の溝である。
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front sectional view of a first layer welded portion, and FIG. 3 is a plan view thereof. The same components as those in the conventional example shown in FIGS. In this embodiment, an ordinary backing material 4 is adhered to the back sides of the base materials 1 and 2. As the backing material 4, for example, an insulating material such as ceramics, a combination of a backing tape such as a glass tape and a backing metal, a combination of a flux and a backing metal, or a solid backing method such as a solid backing method. It may be used in. Such a normal backing material 4 is brought into close contact with, for example, the lower part of the narrow groove 3. Reference numeral 5 denotes a back bead forming groove provided on the backing material 4.

【0010】次に、溶接は周知の高速回転アーク溶接法
で行う。ここで、回転アーク溶接法とは、アークに円運
動を与えながら溶接する方法であり、アークを回転させ
る方法としては、図1に示すように偏心した電極チップ
21を使用する方式(特公昭63−39346号)や、
電極ノズル20を上部を支点として歳差運動させる方式
(特開昭62−104684号)などがあるが、いずれ
の方式でもよい。電極ノズル20はモータ22により歯
車機構23を介して回転させられ、アーク11を所定の
半径で回転運動させる。アーク11の回転速度は10H
z以上である。通常は50Hz〜100Hz位である。
アーク11の回転直径は、例えば2重の偏心リングを用
い、偏心量を変えることにより、溶接中でも開先幅に応
じて変更することができる(特願平2−284478
号)。
Next, welding is performed by a known high-speed rotating arc welding method. Here, the rotating arc welding method is a method of welding while giving a circular motion to the arc, and the method of rotating the arc is a method using an eccentric electrode tip 21 as shown in FIG. -39346),
There is a method of precessing the electrode nozzle 20 with the upper part as a fulcrum (Japanese Patent Laid-Open No. 62-104684), but any method may be used. The electrode nozzle 20 is rotated by a motor 22 via a gear mechanism 23 to rotate the arc 11 at a predetermined radius. The rotation speed of the arc 11 is 10H
z or more. Usually, it is about 50 Hz to 100 Hz.
The rotating diameter of the arc 11 can be changed in accordance with the groove width even during welding by changing the amount of eccentricity using, for example, a double eccentric ring (Japanese Patent Application No. 2-284478).
issue).

【0011】このような高速回転アーク溶接のもとで
は、一般にアークセンサによる開先倣い制御とトーチ高
さ制御(アーク長制御)が行われる(特開昭57−91
877号)。ここで、開先倣い制御とは、開先幅方向
(X軸)の中心に対する電極ワイヤ10の位置ずれを修
正する制御法であり、アークの1回転ごとにアーク電圧
または溶接電流を検出し、それらの波形から溶接進行方
向前方のアーク回転位置Cf 点を中心とする所定角度φ
の左側面積と右側面積を積分し、両積分値が一致するよ
うに電極ワイヤ10の位置ずれを修正するものである。
このため、電極ノズル20は図示しないX軸送り機構を
介して機体上に支持されている。トーチ高さ制御とは、
トーチ高さ(Y軸)を、つまりワイヤ突出し長とアーク
長の和を一定に保持する制御法であり、アーク1回転ご
とに上記Cf 点を中心に溶接電流の所定面積を積分し、
その積分値が基準値と一致するようにトーチ高さを制御
するものである。このため、図示しないY軸送り機構を
介して電極ノズル20を支持している。なお、図1にお
いて、24は電極ワイヤ10の送給ローラ、25はアー
ク回転位置(Cf ,R,Cr ,L)を検出するためのエ
ンコーダ、26は溶接電源、27はアーク電圧を検出す
るための電圧計、28は溶接電流を検出するための電流
計、29はトーチ高さhを検出するためのポテンショメ
ータ等のトーチ高さ検出器である。
Under such high-speed rotating arc welding, groove tracking control and torch height control (arc length control) are generally performed by an arc sensor (Japanese Patent Laid-Open No. 57-91).
877). Here, the groove tracking control is a control method for correcting a displacement of the electrode wire 10 with respect to the center in the groove width direction (X axis), and detects an arc voltage or a welding current for each rotation of the arc. From these waveforms, a predetermined angle φ centered on the arc rotation position Cf point ahead of the welding progress direction.
And corrects the displacement of the electrode wire 10 so that the two integrated values coincide with each other.
For this reason, the electrode nozzle 20 is supported on the body via an X-axis feed mechanism (not shown). What is torch height control?
This is a control method in which the torch height (Y axis), that is, the sum of the wire protrusion length and the arc length is kept constant, and a predetermined area of the welding current is integrated around the Cf point for each rotation of the arc,
The torch height is controlled so that the integrated value matches the reference value. For this reason, the electrode nozzle 20 is supported via a Y-axis feed mechanism (not shown). In FIG. 1, 24 is a feed roller for the electrode wire 10, 25 is an encoder for detecting the arc rotation position (Cf, R, Cr, L), 26 is a welding power source, and 27 is an arc voltage. Is an ammeter for detecting the welding current, and 29 is a torch height detector such as a potentiometer for detecting the torch height h.

【0012】上記のようなアークセンサによる開先倣い
制御とトーチ高さ制御のもとで高速回転アーク溶接をし
た場合、溶接進行方向後方のアーク回転位置Cr 点に着
目すれば、図1に示すように溶融池13の先端15の揺
動にかかわらず、Cr 点のアーク11は常に溶融池13
上にあって、しかも溶融池先端15の揺動によりアーク
長が変化する。例えば、溶接速度vが適正な場合であっ
ても、溶融池先端15が適正位置PからP1 位置へ後退
すればそのときのCr 点のアーク長は長くなり、そのた
めCr 点のアーク電圧は大、溶接電流は小となる。逆
に、溶融池先端15がP2 位置へ前進すればそのときの
Cr 点のアーク長は短くなり、Cr 点のアーク電圧は
小、溶接電流は大となる。本発明は、このように溶融池
先端15の揺動によりCr 点のアーク電圧または溶接電
流が変化することを利用して裏ビード14を制御しよう
とするものである。
When high-speed rotary arc welding is performed under the groove tracking control and the torch height control using the arc sensor as described above, FIG. Thus, regardless of the swing of the tip 15 of the molten pool 13, the arc 11 at the Cr point always
Above, the arc length changes due to the swing of the molten pool tip 15. For example, even when the welding speed v is proper, if the molten pool tip 15 retreats from the proper position P to the position P1, the arc length at the point Cr at that time becomes longer, so that the arc voltage at the point Cr becomes large. The welding current is small. Conversely, if the molten pool tip 15 advances to the position P2, the arc length at the point Cr becomes shorter, the arc voltage at the point Cr becomes smaller, and the welding current becomes larger. The present invention intends to control the back bead 14 by utilizing the fact that the arc voltage or the welding current at the Cr point changes due to the swing of the molten pool tip 15, as described above.

【0013】図4はCr 点のアーク電圧または溶接電流
の積分領域を示し、Cr 点における所定角度θについて
アーク電圧または溶接電流の面積を積分する。この積分
値をScrとする。角度θは180°以下で、好ましくは
0°<θ≦90°とされる。アーク電圧または溶接電流
は高速回転アーク溶接の際に得られるデータを利用すれ
ばよい。なお、図4には上記開先倣い制御時のCf 点を
中心とするアーク電圧または溶接電流の積分領域をも示
している。
FIG. 4 shows an integration region of the arc voltage or the welding current at the point Cr, and integrates the area of the arc voltage or the welding current at a predetermined angle θ at the point Cr. This integral value is defined as Scr. Is not more than 180 °, preferably 0 ° <θ ≦ 90 °. The arc voltage or welding current may use data obtained during high-speed rotating arc welding. FIG. 4 also shows an arc voltage or welding current integration region centered on the Cf point during the groove tracing control.

【0014】図5は本発明における裏ビード制御系の一
実施例を示すブロック図で、Cr 点の溶接電流を用いて
トーチ高さを制御する場合を示している。アーク電圧の
場合も同様である。アーク1回転ごとに溶接電流を電流
計28により検出し、またはアーク電圧を電圧計27に
より検出する。これらの検出信号はローパスフィルタ3
0を通してノイズを除去し、それぞれScr積分器31に
送り、上記Scrの値を求める。さらに比較器32により
積分器31からのScrと設定器33からの基準値S0 を
比較し、その差が零になるようにY軸送り機構34を駆
動して母材1,2の裏面からのトーチ高さを制御する。
このときのトーチ高さh,すなわち溶融池先端15の揺
動によるP1 点のトーチ高さh1 またはP2 点のトーチ
高さh2 をトーチ高さ検出器29により検出し、比較器
35により設定器36の基準トーチ高さh0 と比較し、
その差が零になるように溶接機台車38の溶接速度制御
装置37を制御する。すなわち、検出されたトーチ高さ
hが基準値h0 より大きければ溶接速度vを上げ、基準
値h0 より小さければ溶接速度vを下げるようにして、
溶融池先端15の揺動に対応した溶接速度の制御によっ
て裏ビード14を良好に形成することができる。
FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of the back bead control system according to the present invention, in which the torch height is controlled by using a welding current at the point Cr. The same applies to the case of arc voltage. The welding current is detected by the ammeter 28 for each rotation of the arc, or the arc voltage is detected by the voltmeter 27. These detection signals are output to the low-pass filter 3
The noise is removed through 0 and sent to the respective Scr integrators 31 to determine the value of Scr. Further, the comparator 32 compares the Scr from the integrator 31 with the reference value S0 from the setting unit 33, and drives the Y-axis feed mechanism 34 so that the difference becomes zero, so that the difference from the back of the base materials 1 and 2 Control the torch height.
At this time, the torch height h, that is, the torch height h1 at point P1 or the torch height h2 at point P2 due to the oscillation of the molten pool tip 15 is detected by the torch height detector 29, and the comparator 35 sets the setting device 36. Compared to the standard torch height h0,
The welding speed control device 37 of the welding machine truck 38 is controlled so that the difference becomes zero. That is, if the detected torch height h is larger than the reference value h0, the welding speed v is increased, and if the detected torch height h is smaller than the reference value h0, the welding speed v is decreased.
By controlling the welding speed corresponding to the swing of the molten pool tip 15, the back bead 14 can be formed favorably.

【0015】次に、母材の平坦度などが良く出ており、
上記のトーチ高さ制御を必要としない場合には、最初か
らトーチ高さを基準値h0 に一定に保持した状態で溶接
する。この場合は、上記Cr 点の積分値Scrが一定にな
るように溶接速度vを制御するだけでよい。
Next, the flatness and the like of the base material are well exhibited.
When the torch height control is not required, welding is performed with the torch height kept constant at the reference value h0 from the beginning. In this case, it is only necessary to control the welding speed v so that the integral value Scr at the Cr point becomes constant.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したので下
記のような効果がある。 (1)アーク回転位置後方Cr 点のアーク電圧または溶
接電流を検出するので、アークが溶融池先端の揺動に影
響されることが少なく、制御性が良い。したがって、ど
のような形状の母材や開先に対しても安定したトーチ高
さ制御が可能になり、裏ビードを良好に形成することが
できる。 (2)普通の裏当材を使用できるので、従来法のような
トラブルがなく、バッキングが簡単である。 (3)高速回転アーク溶接時に得られるデータを利用で
きるので、制御系が同一系統になり、簡単にできる。
The present invention has the following effects because it has been configured as described above. (1) Since the arc voltage or welding current at the point Cr behind the arc rotation position is detected, the arc is less affected by the swing of the tip of the molten pool and the controllability is good. Therefore, stable control of the torch height is possible for any shape of base material or groove, and the back bead can be formed favorably. (2) Since a normal backing material can be used, there is no trouble as in the conventional method, and the backing is simple. (3) Since data obtained at the time of high-speed rotation arc welding can be used, the control system becomes the same system and can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】初層溶接部の正面断面図である。FIG. 2 is a front sectional view of a first-layer welded portion.

【図3】初層溶接部の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a first-layer welded portion.

【図4】アーク回転位置後方のCr 点における積分領域
を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an integration area at a point Cr behind the arc rotation position.

【図5】本発明の裏ビード制御系のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a back bead control system of the present invention.

【図6】従来の裏ビード制御方法を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a conventional back bead control method.

【図7】従来の初層溶接部の正面断面図である。FIG. 7 is a front sectional view of a conventional first-layer welded portion.

【図8】従来の初層溶接部の平面図である。FIG. 8 is a plan view of a conventional first-layer welded portion.

【図9】従来法におけるアークと溶融池の相対位置関係
を示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a relative positional relationship between an arc and a molten pool in a conventional method.

【図10】溶融池先端の揺動によりアーク長が変化する
ことを示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing that the arc length changes due to the swing of the molten pool tip.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 母材 3 狭開先 4 裏当材 10 電極ワイヤ 11 アーク 12 溶接ビード 13 溶融池 14 裏ビード 15 溶融池先端 18 溶接トーチ 20 電極ノズル 21 電極チップ 22 モータ 23 歯車機構 24 送給ローラ 25 エンコーダ 26 溶接電源 27 電圧計 28 電流計 29 トーチ高さ検出器 30 ローパスフィルタ 31 Scr積分器 32 比較器 33 S0 設定器 34 Y軸送り機構 35 比較器 36 h0 設定器 37 溶接速度制御装置 38 溶接機台車 Reference numerals 1 and 2 Base material 3 Narrow groove 4 Backing material 10 Electrode wire 11 Arc 12 Weld bead 13 Weld pool 14 Back bead 15 Weld pool tip 18 Welding torch 20 Electrode nozzle 21 Electrode tip 22 Motor 23 Gear mechanism 24 Feeding roller 25 Encoder 26 Welding power supply 27 Voltmeter 28 Ammeter 29 Torch height detector 30 Low pass filter 31 Scr integrator 32 Comparator 33 S0 setting unit 34 Y axis feed mechanism 35 Comparator 36 h0 setting device 37 Welding speed control device 38 Welding machine Cart

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 母材の裏側にバッキング法を用い、高速
回転アーク溶接により前記母材の表側より片面溶接し、
裏ビードを形成する方法において、 トーチ高さの制御を必要とする場合には、溶接進行方向
後方のアーク回転位置Cr におけるアーク電圧または溶
接電流の積分値Scrが一定となるようにトーチ高さを制
御するとともに、そのときのトーチ高さを検出し、 このトーチ高さが一定となるように溶接速度を制御する
ことを特徴とする片面溶接における裏ビード制御方法。
1. A backing method is applied to a back side of a base material, and one side is welded from a front side of the base material by high-speed rotating arc welding.
In the method of forming the back bead, when it is necessary to control the torch height, the torch height is adjusted so that the integral value Scr of the arc voltage or welding current at the arc rotation position Cr behind the welding progress direction is constant. A method of controlling a back bead in single-sided welding, comprising controlling and detecting a torch height at that time, and controlling a welding speed so that the torch height is constant.
【請求項2】 母材の裏側にバッキング法を用い、高速
回転アーク溶接により前記母材の表側より片面溶接し、
裏ビードを形成する方法において、 トーチ高さの制御を必要としない場合には、トーチ高さ
を一定に保持し、かつ、溶接進行方向後方のアーク回転
位置Cr におけるアーク電圧または溶接電流の積分値S
crが一定となるように溶接速度を制御することを特徴と
する片面溶接における裏ビード制御方法。
2. Using a backing method on the back side of the base material, performing one-side welding from the front side of the base material by high-speed rotating arc welding,
In the method of forming the back bead, when it is not necessary to control the torch height, the torch height is kept constant, and the integrated value of the arc voltage or welding current at the arc rotation position Cr behind the welding progress direction. S
A method for controlling a back bead in single-sided welding, wherein the welding speed is controlled so that cr is constant.
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