JP2877625B2 - Groove shape detector in submerged arc welding of thick steel plate - Google Patents

Groove shape detector in submerged arc welding of thick steel plate

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JP2877625B2
JP2877625B2 JP21803192A JP21803192A JP2877625B2 JP 2877625 B2 JP2877625 B2 JP 2877625B2 JP 21803192 A JP21803192 A JP 21803192A JP 21803192 A JP21803192 A JP 21803192A JP 2877625 B2 JP2877625 B2 JP 2877625B2
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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、たとえば完全溶け込み
溶接部分と部分溶け込み溶接部分とが混在する角鋼管柱
の角シーム溶接のように、位置によって開先形状が変化
する厚鋼板のサブマージアーク溶接における開先形状の
検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a submerged arc welding of a thick steel plate whose groove shape changes depending on the position, for example, as in square seam welding of a square steel pipe column in which a full penetration welding portion and a partial penetration welding portion coexist. And a groove shape detecting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2に示すように、4枚の鋼板2a、2b、
2c、2dを箱型断面に組み立て、4か所の角シーム部 21
a、 21b、 21c、 21dをサブマージアーク溶接により接
合して中、高層建築用の角鋼管柱(ボックス柱ともい
う)を製造することが行われている。鋼板の板厚が厚い
場合、従来は複数パスで開先内を盛り上げる溶接方法が
通常であったが、角鋼管柱の製造長さは10m以上におよ
ぶことはごく通常であり、作業能率は極めて低い。そこ
で、特公昭51-19419号公報に見られるように、複数本の
トーチを使用し、大電流により1パスで溶接する溶接方
法が開発され、今日ではこれが広く採用されている。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 2, four steel plates 2a, 2b,
Assembling 2c and 2d into a box-shaped cross section, 4 square seam sections 21
A, 21b, 21c, and 21d are joined by submerged arc welding to manufacture square steel tubular columns (also called box columns) for middle and high-rise buildings. Conventionally, when the thickness of the steel plate is large, the welding method that raises the inside of the groove in multiple passes was usual, but the production length of the square steel pipe column is very common to reach 10 m or more, and the work efficiency is extremely high. Low. Therefore, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 51-19419, a welding method using a plurality of torches and welding in a single pass with a large current has been developed, and is widely used today.

【0003】ところで、前記の角鋼管柱には、単に柱と
して機能する部分と、梁等と接続して水平力やモーメン
トを受ける仕口部分とがあり、角シーム部の溶接継手に
ついても柱全長にわたって完全溶け込み溶接を行う必要
はなく、仕口部分が完全溶け込みで接合されていれば、
他の部分は部分溶け込みで充分であることが多い。長さ
の割合は仕口部の方がむしろ少ないのであるから、完全
溶け込み溶接を必要部分に限定すれば、作業能率、溶接
電力、溶接材料等の面で経済的であることはいうまでも
ない。
[0003] Incidentally, the above-mentioned square steel pipe column has a portion that simply functions as a column and a connection portion that is connected to a beam or the like to receive a horizontal force or a moment. It is not necessary to perform full penetration welding over the entire area, and if the connection is joined with full penetration,
For other parts, partial penetration is often sufficient. Since the length ratio is rather small in the connection part, it is needless to say that if complete penetration welding is limited to the necessary parts, it is economical in terms of work efficiency, welding power, welding material, etc. .

【0004】ところで、元来サブマージアーク溶接にお
いては、アークをスタートさせた後は溶接装置が自動走
行するから、作業者が絶えず操作する必要はない。そこ
で、角鋼管柱角シーム部のサブマージアーク溶接は、熱
歪みを少なくすることと作業能率の両面から、同じ面の
2シーム、たとえば図2でいうと 21aと 21bとを同じ作
業者がほぼ同時に施工するのが通例である。
[0004] By the way, in the submerged arc welding from the beginning, after the arc is started, the welding device automatically runs, so that it is not necessary for the operator to constantly operate. Therefore, in the case of the submerged arc welding of the square seam portion of the square steel tube column, from the viewpoint of reducing thermal distortion and work efficiency, the same worker can simultaneously perform two seams on the same surface, for example, 21a and 21b in FIG. It is customary to construct.

【0005】しかし、一般に角鋼管柱に使用する鋼板は
板厚が厚いため、全長を一定の溶接条件で溶接するだけ
でも高度の技術が必要であり、その上に部分的に開先深
さや溶け込み深さを変化させようとすると、作業者によ
る断面計測や頻繁な変更操作を必要とし、特に溶接速度
の微妙な調整は高度な技能と経験を伴い、極めて困難で
信頼度の低い溶接とならざるを得ない。
[0005] However, since the steel plate used for the square steel pipe column is generally thick, a high level of technology is required even if the entire length is welded under constant welding conditions. Attempting to change the depth requires a cross-section measurement and frequent change operations by the operator, and in particular, fine adjustment of the welding speed requires advanced skills and experience, making it extremely difficult and unreliable welding Not get.

【0006】そこで従来は、不経済を承知の上で全長を
完全溶け込み溶接とするか、仕口部分について事前に開
先下部の下盛り溶接を施しておいてから、全長を部分溶
け込み仕様で通し溶接することが行われていた。また、
開先加工は通常ガス切断によることが多いので、設計上
は一様な開先断面であっても、加工の際の誤差、鋼板の
組み立て誤差、鋼板の変形等によって断面形状あるいは
断面積は全長にわたって必ずしも一定とはならない。そ
こで、作業者が予め開先形状を測定する必要があった。
そこで、特開昭55−106683号公報によれば、溶接母材の
開先線に沿ってアーク自動溶接するに際し、溶接位置に
先行して開先の幅および深さの両方を検出し、この検出
点と溶接位置間の遅れを補正しながら前記の検出量を演
算して開先断面積の変動を求め、これに基づいて溶接速
度およびワイヤ供給速度の少なくとも一方、さらにはオ
シレート振幅を適正に制御する自動溶接制御方法、なら
びに、溶接母材の開先線に沿って走行するアーク自動溶
接装置において、溶接トーチに先行して開先線内に嵌入
される2個の検出ローラと、この検出ローラのそれぞれ
に開先深さおよび開先幅を検出するために設けた検出装
置と、この検出装置によって検出した検出量を演算して
適正な溶接速度およびワイヤ供給速度の少なくとも一方
さらにはオシレート振幅を求めこれらを駆動回路に出力
する演算装置とからなることを特徴とする自動溶接制御
装置が開示されている。
Therefore, conventionally, the entire length is completely penetration-welded in consideration of the uneconomical situation, or the joint portion is preliminarily welded at the bottom of the groove, and then the entire length is partially penetrated. Welding had been done. Also,
Since groove processing is usually performed by gas cutting, the cross-sectional shape or cross-sectional area is the entire length due to errors in processing, assembly errors of steel plates, deformation of steel plates, etc. Is not necessarily constant over the entire range. Therefore, the operator has to measure the groove shape in advance.
Therefore, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-106683, when performing automatic arc welding along the groove line of the welding base material, both the width and depth of the groove are detected prior to the welding position. Calculating the above-mentioned detection amount while correcting the delay between the detection point and the welding position to obtain a change in the groove cross-sectional area, and appropriately adjusting at least one of the welding speed and the wire supply speed, and further, the oscillation amplitude based on this. In an automatic welding control method for controlling, and in an automatic arc welding apparatus that travels along a groove line of a welding base material, two detection rollers fitted into the groove line prior to a welding torch, and the detection of the detection rollers A detecting device provided to each of the rollers to detect a groove depth and a groove width, and calculating a detection amount detected by this detecting device to calculate at least one of an appropriate welding speed and a wire supply speed, and furthermore, an oscillating device. Automatic welding control apparatus is disclosed which is characterized by comprising these determined width from a computing device that outputs to the drive circuit.

【0007】また、断面形状とはかかわりなく、その中
心線が蛇行あるいは湾曲していて開先断面の図心とトー
チ先端とが徐々にずれ、自動溶接中に溶接状態が変化し
てしまっている事態も発生する。そこで、特公昭57-433
54号公報によれば、2個の案内車輪よりなる倣い機構に
より、開先線の左右の曲がりならびに広狭を検出し、溶
接ノズルを正確に溶接線に追随させる自動溶接機の倣い
方法が開示されている。
Further, regardless of the cross-sectional shape, the center line is meandering or curved, and the centroid of the groove cross-section gradually deviates from the tip of the torch, and the welding state changes during automatic welding. Things also happen. Therefore, Tokiko Sho 57-433
No. 54 discloses a copying method of an automatic welding machine that detects the right and left bends and widths of a groove line by using a copying mechanism including two guide wheels, and causes a welding nozzle to accurately follow a welding line. ing.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このように部分的に溶
接条件が変化する溶接作業において、全長を完全溶け込
み溶接とするか、仕口部分について事前に開先下部の下
盛り溶接を施しておいてから、全長を部分溶け込み仕様
で通し溶接することは技術的問題点はないもののあまり
にも不経済であり、製造現場にあってはその是正が急務
であった。また、前記特開昭55−106683号公報の自動溶
接制御方法および装置によれば、対称断面の開先におけ
る開先の幅および深さしか検出できないので、レ形開先
を始めとする非対称断面の一般開先の形状検出や開先線
の曲がりに追随できない欠点があり、特公昭57-43354号
公報の自動溶接機の倣い方法によれば、2個の検出車輪
を開先面の片側にのみ接触させているので、開先線の曲
がりおよび幅の変化は検出するものの深さが変化する場
合には検出せず、したがって開先断面積の変化に追随で
きない欠点がある。
In such a welding operation in which the welding conditions are partially changed, the entire length may be completely penetration welded, or the joint portion may be preliminarily welded at the bottom of the groove. Since then, welding through the entire length with a partial penetration specification has no technical problems, but it is too uneconomical, and it has been urgently necessary to correct it at the manufacturing site. Further, according to the automatic welding control method and apparatus disclosed in JP-A-55-106683, only the width and depth of a groove in a groove having a symmetrical cross section can be detected. However, according to the method of copying an automatic welding machine disclosed in JP-B-57-43354, two detection wheels are attached to one side of the groove surface. Since only the contact is made, the bend and the change in the width of the groove line are detected but not detected when the depth changes, so that there is a disadvantage that the change in the groove cross-sectional area cannot be followed.

【0009】健全な溶接部を得るには、開先内に溶接金
属が充填されると共に表面に適当な高さの余盛りが必要
である。開先の断面積が所定値よりも小さいと、余盛り
が過大となるためこの部分を切削する必要があり、逆に
開先の断面積が所定値よりも大きい場合は開先内に溶接
金属が充満されず、開先断面を残したアンダーカットの
状態となり、別途、不足部分について肉盛り溶接を施す
必要が生じる場合もあって、いずれも好ましくない。
In order to obtain a sound weld, the groove must be filled with the weld metal and the surface must have an appropriate height. If the cross-sectional area of the groove is smaller than the predetermined value, the excess build-up will be excessive, so this part must be cut.On the contrary, if the cross-sectional area of the groove is larger than the predetermined value, the weld metal Is not filled, and an undercut state in which a groove cross section is left is left. In some cases, it is necessary to separately perform overlay welding on the insufficiency, which is not preferable.

【0010】本発明は、上記の諸問題を解決し、開先断
面積と曲がりの両方を同時に検出して溶接機あるいは溶
接条件をこれに追随させる開先形状検出装置を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a groove shape detecting device which detects both a groove cross-sectional area and a bend at the same time and allows a welding machine or welding conditions to follow them. I do.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、厚鋼板のサブ
マージアーク溶接において溶接トーチに先行して開先線
上を走行する開先形状検出装置であって、開先を構成す
るいずれか一方の鋼板表面に達する固定の支持ローラ脚
と、開先を構成する残る鋼板の表面に押し当てられる上
下方向に可動な支持ローラ脚と、開先内部に押し当てら
れる開先線に直角な断面が径の異なるタイヤ部分を有す
る測深ローラを先端に備える上下ならびに水平方向に可
動な2個の測深ローラ脚と、前記の固定支持ローラ脚を
基準として、前記可動支持ローラ脚ならびに2個の測深
ローラ脚の上下方向位置をそれぞれ検出する検出手段
と、前記測深ローラを先端に備える2個の測深ローラ脚
の開先線と直角方向の水平変位を検出する検出手段とを
備えることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a groove shape detecting device which travels on a groove line prior to a welding torch in submerged arc welding of a thick steel plate. A fixed support roller leg that reaches the surface of the steel plate, a vertically movable support roller leg pressed against the surface of the remaining steel plate forming the groove, and a cross section perpendicular to the groove line pressed inside the groove With different tire parts
Two depth-measuring roller legs movable vertically and horizontally having a depth-measuring roller at the tip thereof, and the vertical position of the movable supporting roller leg and the two depth-measuring roller legs with respect to the fixed supporting roller leg, respectively. It is characterized by comprising a detecting means for detecting, and a detecting means for detecting a horizontal displacement in a direction perpendicular to a groove line of two sounding roller legs provided with the sounding roller at the tip.

【0012】[0012]

【作 用】本発明の開先形状検出の原理を図1および図
3、図4により説明する。図1は本発明の開先形状検出
装置を含む溶接設備の全体図である。開先形状検出装置
1は、被溶接物である鋼材2と平行に、かつほぼ同じ高
さに設置された走行レール5上を走行する溶接装置3、
制御装置4と一定距離を隔てて連結され、溶接機に先行
して被溶接物である鋼材2の開先線上を走行する。開先
深さ等の測定に際しては、開先を構成するいずれか一方
の鋼板の表面を高さ測定の基準とする。
The principle of groove shape detection according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall view of a welding facility including a groove shape detecting device of the present invention. The groove shape detecting device 1 includes a welding device 3 that travels on a traveling rail 5 installed in parallel with the steel material 2 to be welded and at substantially the same height,
It is connected to the control device 4 at a certain distance, and travels on the groove line of the steel material 2 to be welded prior to the welding machine. When measuring the groove depth or the like, the surface of one of the steel plates forming the groove is used as a reference for height measurement.

【0013】図3は、開先形状検出装置1の概念を模式
的に示したもので、開先形状検出装置1の本体10から下
方へ、鋼材2、2’により形成される開先線を挟んで両
側に2個の支持ローラ脚11、12が設けられている。一方
の支持ローラ脚11は本体10に固定されて装置本体を支持
し、他方の支持ローラ脚12は装置本体に対し上下方向に
可動となっており、その上下方向の位置が測定できる。
2個の支持ローラ脚11、12の装置本体からの基準下方突
き出し量(以下、高さという)をそれぞれh1、h2とすれ
ば、固定側支持ローラ脚11の高さh1は一定値であり、可
動側支持ローラ脚12の高さh2とh1の差は、固定側の鋼板
表面を基準とした目違い量を表わし、h1とh2の平均値
は、図3で2点鎖線で示した開先両側の鋼板表面の平均
高さ面を表わす。
FIG. 3 schematically shows the concept of the groove shape detecting device 1. The groove line formed by the steel materials 2, 2 'is drawn downward from the main body 10 of the groove shape detecting device 1. Two support roller legs 11, 12 are provided on both sides of the support roller legs. One supporting roller leg 11 is fixed to the main body 10 to support the apparatus main body, and the other supporting roller leg 12 is vertically movable with respect to the apparatus main body, and its vertical position can be measured.
Reference lower amount of protrusion from the main body of the two supporting rollers legs 11 and 12 (hereinafter, referred to as height) if the a h 1, h 2, respectively, the height h 1 of the fixed-side support roller leg 11 is a constant value , and the difference in height h 2 and h 1 of the movable support roller leg 12 represents a tongue and groove amount relative to the steel plate surface of the fixed side, the average value of h 1 and h 2 is a 3 2 The average height of the steel plate surface on both sides of the groove shown by the dotted chain line is shown.

【0014】さらに、開先形状検出装置1の本体10から
下方へ、開先線に直角な断面が半径R3、R4(R3>R4)の
2個の円形であるタイヤ部分を有する測深ローラを先端
に備える測深ローラ脚13、14が上下方向に可動の状態で
取り付けられ、各測深ローラは開先内面に押し当てられ
ている。測深ローラの曲率中心の高さをそれぞれh3、h4
とすれば、半径が大きい測深ローラの中心位置の鋼板表
面の平均高さ面からの深さをd1、この中心から開先底部
までの深さをd2、その合計である同じく鋼板表面の平均
高さ面からの開先深さDは、
Further, downward from the main body 10 of the groove shape detecting device 1, there is provided a tire portion whose cross section perpendicular to the groove line has two circular shapes with radii R 3 and R 4 (R 3 > R 4 ). Surveying roller legs 13 and 14 each having a surveying roller at the tip thereof are mounted in a vertically movable state, and each surveying roller is pressed against the inner surface of the groove. The height of the center of curvature of the sounding roller is h 3 and h 4 respectively.
If the depth from the average height surface of the steel sheet surface of the center position of the larger radius sounding roller d 1, from the center of the depth to the bottom of the groove d 2, of the same steel sheet surface is the sum The groove depth D from the average height plane is

【0015】[0015]

【数1】 (Equation 1)

【0016】となり、開先角度2αに関係なくh1、h2
h3、h4とR3、R4から求めることができる。これらのう
ち、h1、R3、R4は装置により既知の値であり、h2、h3
h4が測定によって得られる値である。一方、この開先形
状検出装置1では、2個の測深ローラの開先幅方向のず
れ量xを検出できる。この2個の測深ローラの中心を結
んだ線の傾き角をθとすると、
And h 1 , h 2 , irrespective of the groove angle 2α
It can be obtained from h 3 and h 4 and R 3 and R 4 . Of these, h 1 , R 3 , R 4 are values known by the device, h 2 , h 3 ,
h 4 is a value obtained by measurement. On the other hand, the groove shape detecting device 1 can detect the displacement x in the groove width direction between the two sounding rollers . Assuming that the inclination angle of the line connecting the centers of these two sounding rollers is θ,

【0017】[0017]

【数2】 (Equation 2)

【0018】によりαとθは求められるから、開先の幅
wは、図4に示したように底部の頂点から上方の鋼板表
面へ下ろした垂線によりw1、w2に分割して、
Since α and θ are obtained by the above, the width w of the groove is divided into w 1 and w 2 by a perpendicular drawn down from the top of the bottom to the surface of the steel plate as shown in FIG.

【0019】[0019]

【数3】 (Equation 3)

【0020】となって、D、α、θにより算出でき、And can be calculated from D, α, and θ,

【0021】[0021]

【数4】 (Equation 4)

【0022】としてx、h2、h3、h4の測定結果から、開
先断面積Sを求めることができる。この断面積に適当な
余盛り量を加えた全溶接面積が決定するから、これに従
って溶接装置の走行速度ならびに溶接ワイヤ供給速度を
指示して溶接を行うのである。また、xの値はそのま
ま、溶接トーチの変位量の指示値として使用することが
できる。
The groove cross-sectional area S can be obtained from the measurement results of x, h 2 , h 3 , and h 4 . Since the total welding area obtained by adding an appropriate margin to this cross-sectional area is determined, welding is performed by instructing the traveling speed of the welding device and the welding wire supply speed in accordance with the total welding area. Further, the value of x can be used as it is as an indication value of the displacement amount of the welding torch.

【0023】[0023]

【実施例】図5〜図11により本発明の一実施例である開
先形状検出装置について詳細に説明する。図5は開先形
状検出装置1の正面図で、10はケーシング(本体)、27
は支持アーム、11、12は支持ローラ脚で11は固定支持、
12は可動支持、13、14は測深ローラ脚で、測深ローラ脚
13の先端に、開先線に直角な断面が大径のタイヤ部分
を有する測深ローラが備えられ測深ローラ脚14の先端
、開先線に直角な断面が小径のタイヤ部分を有する
測深ローラが備えられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A groove shape detecting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 5 is a front view of the groove shape detecting device 1, 10 is a casing (main body), 27
Is a support arm, 11 and 12 are support roller legs, 11 is a fixed support,
12 is a movable support, 13 and 14 are sounding roller legs, and sounding roller legs
At the tip of 13, the tire section whose cross section perpendicular to the groove line has a large diameter
And a tip of the depth-measuring roller leg 14 .
, The cross-section perpendicular to the groove line has a tire portion of the small-diameter
Sounding rollers that have provided.

【0024】ケーシング10は支持ローラ脚や測深ローラ
脚の取り付けられた下部ケーシング10a と、これと嵌合
し、支持アーム27を介して溶接装置あるいは制御装置等
に連結される上部ケーシング10b とからなる。測深ロー
ラ脚13、14の測深ローラはさきに図3、4で説明したよ
うに原理的には開先線に直角な断面が径の異なるタイヤ
部分を有する測深ローラであるが、この実施例ではのち
に図10で説明するように、軸受けを設ける構造上の理由
から開先線に直角な断面が半円のタイヤ部分をもつ円盤
状のローラを使用している。すなわち、開先方向から
見た先端部のプロフィルが円形であれば、測定上はいか
なるものでもよい。
The casing 10 comprises a lower casing 10a to which a supporting roller leg and a depth measuring roller leg are attached, and an upper casing 10b fitted to the lower casing 10a and connected to a welding device or a control device via a supporting arm 27. . The depth measuring rollers of the depth measuring roller legs 13 and 14 have tires whose cross sections perpendicular to the groove line have different diameters in principle as described earlier with reference to FIGS.
Although this is a sounding roller having a portion , in this embodiment, as will be described later with reference to FIG. 10, a disc-shaped roller having a tire portion whose cross section perpendicular to the groove line is a semicircle for structural reasons of providing a bearing. You are using That is, as long as the profile of the tip portion viewed from the groove line direction is circular, any measurement may be used.

【0025】図6は図5の左方向より見た側面図で、支
持ローラ脚11、12は開先を挟んで両側に分かれて配置さ
れ、それぞれの鋼板表面に乗っているのに対し、測深ロ
ーラ脚13、14の先端に備えられた測深ローラは開先内面
に押し当てられている。溶接装置あるいは制御装置等の
走行する走行レールと、開先形状検出装置1の走行する
鋼材2とは完全に同一高さとは限らないから、高さの変
動に対応するため上部ケーシング10b は支持アーム27に
より支持し、下部ケーシング10a は上部ケーシング10b
とは独立に上下動できるように、スプリングを付設した
ロッド10c で吊られている構造とした。また、走行レー
ルからの距離も一定ではないから、支持アーム27と上部
ケーシング10b の接続部分27d を開先線と直角方向に調
整可能としてある。
[0025] Figure 6 is a side view seen from the left in FIG. 5, the support rollers legs 11 and 12 are arranged separately on both sides of the groove, while riding a respective surface of the steel sheet, sounding B
The depth measuring rollers provided at the tips of the roller legs 13 and 14 are pressed against the inner surface of the groove. The traveling rail, such as a welding device or a control device, and the traveling steel material 2 of the groove shape detecting device 1 are not always at the same height, so that the upper casing 10b is provided with a support arm in order to cope with variations in height. 27, and the lower casing 10a is
The structure is suspended by a rod 10c with a spring so that it can move up and down independently. Further, since the distance from the traveling rail is not constant, the connecting portion 27d between the support arm 27 and the upper casing 10b can be adjusted in a direction perpendicular to the groove line.

【0026】ケーシングを支持し、溶接設備と連結して
いる支持アーム27は検出装置側部分27a と、溶接設備側
部分27b とに分かれ、ヒンジ部27c で接続されており、
検出装置の不使用時にこれを取り外したり、図6に2点
鎖線で示すように一時上方へ退避させたりできる。開先
形状検出装置1は溶接トーチに先行して開先線上を走行
する必要があるので、支持アーム27は溶接装置3の前方
に設けなければならない。開先形状検出装置1があまり
溶接トーチに接近していると、フラックスの供給に支障
があるし、溶接金属が前方に流れた場合に不都合であ
る。また、測定から溶接までの演算時間も必要である。
なお、溶接トーチが測定位置に到達した時点で溶接条件
が適合するよう、開先形状検出に際しては検出位置の情
報が併せて記録されることは、いうまでもない。
The support arm 27 supporting the casing and connected to the welding equipment is divided into a detecting device side portion 27a and a welding equipment side portion 27b, and is connected by a hinge portion 27c.
When the detection device is not used, it can be removed, or can be temporarily retracted upward as indicated by a two-dot chain line in FIG. Since the groove shape detection device 1 needs to travel on the groove line before the welding torch, the support arm 27 must be provided in front of the welding device 3. If the groove shape detecting device 1 is too close to the welding torch, the supply of the flux is hindered, and it is inconvenient when the weld metal flows forward. Also, a calculation time from the measurement to the welding is required.
It goes without saying that information on the detected position is also recorded when the groove shape is detected so that the welding conditions are adapted when the welding torch reaches the measurement position.

【0027】「作用」の項で説明したように、本発明に
おいては支持ローラ脚12と、測深ローラ脚13、14とが下
部ケーシング10a に対し上下動可能であり、支持ローラ
脚11の高さを基準にそれぞれの上下方向の高さを測定で
きる。図7は、支持ローラ脚12を例とした測定機構を説
明する部分側面図である。上下動するロッド12c の下端
部には、ローラ12a が保持器12b に挿入されて取り付け
られており、ロッドの軸と直交する平面上を任意の方向
にころがり移動しながら軽荷重を支持できる。ロッド12
c はスプリング12d により常時下方へ押しつけられてい
る。ロッド12c の上端には連結板12e が取り付けられ、
隣接して平行に設置された位置検出器22と連結されてい
る。位置検出器22としては、差動トランス、直線形ポテ
ンショメータ、抵抗式位置検出器等の電気的変位測定機
器が好適である。
As described in the section of "operation", in the present invention, the supporting roller leg 12 and the depth measuring roller legs 13 and 14 can move up and down with respect to the lower casing 10a. The height in each vertical direction can be measured based on. FIG. 7 is a partial side view illustrating a measuring mechanism using the supporting roller leg 12 as an example. A roller 12a is attached to the lower end of the vertically moving rod 12c by being inserted into the retainer 12b, and can support a light load while rolling in an arbitrary direction on a plane orthogonal to the axis of the rod. Rod 12
c is constantly pressed downward by a spring 12d. A connecting plate 12e is attached to the upper end of the rod 12c,
It is connected to a position detector 22 which is installed adjacent and parallel. As the position detector 22, an electric displacement measuring device such as a differential transformer, a linear potentiometer, and a resistance position detector is suitable.

【0028】一方、本発明においては測深ローラ脚13、
14の先端部に備えられた測深ローラを開先内壁に押しつ
けた状態において、前記2個の測深ローラの中心の開先
線と直角方向ずれ量、すなわち「作用」の項で説明した
xを測定できる。したがって、この水平方向ずれ量と、
開先深さの両情報により、トーチ先端の開先に対する狙
い位置が正確に決定でき、健全な溶接部を実現すること
ができる。
On the other hand, in the present invention, the sounding roller legs 13,
In the state where the sounding roller provided at the tip of 14 is pressed against the inner wall of the groove, the shift amount in the direction perpendicular to the groove line at the center of the two sounding rollers , that is, x described in the section of “action” is measured. it can. Therefore, this horizontal shift amount,
The target position of the torch tip with respect to the groove can be accurately determined based on both information of the groove depth, and a sound weld can be realized.

【0029】図8は下部ケーシング10a の上面より見た
平面図で、支持ローラ脚11、12および測深ローラ脚13、
14はいずれもその縦ロッドの上端のみが現れて、それぞ
れの中心位置が示されている。支持ローラ脚12に対応す
る位置検出器22、測深ローラ脚13、14に対応する位置検
出器23、24についても同様である。測深ローラ脚13、14
はブロック31に取り付けられ、両側の案内軸32a 、32b
で案内されているので、ブロック31全体が開先線と平行
を保ちつつ左右に移動できる。その移動量は、ブロック
31の端部に取り付けられた鋼板33が、位置検出器25、26
を出入りすることで検出できる。図9は、鋼板33と位置
検出器25近傍の部分側面図である。
FIG. 8 is a plan view of the lower casing 10a as viewed from the upper surface thereof.
14 shows only the upper end of the vertical rod, and indicates the center position of each. The same applies to the position detector 22 corresponding to the support roller leg 12, and the position detectors 23 and 24 corresponding to the depth measurement roller legs 13 and 14. Roller feet 13, 14
Are mounted on the block 31, and the guide shafts 32a, 32b on both sides
, The entire block 31 can move left and right while keeping parallel to the groove line. The amount of movement is
The steel plate 33 attached to the end of the 31 is a position detector 25, 26
Can be detected by entering and exiting. FIG. 9 is a partial side view of the vicinity of the steel plate 33 and the position detector 25.

【0030】測深ローラ脚13、14の先端に取り付けられ
測深ローラの形状ならびに寸法は、測定する開先に応
じて、適当な寸法、形状のものと交換して使用すればよ
いが、重要なのは開先線に直角な断面のタイヤ部分の半
径であり、たとえば幅37mm、深さ59mmのV形開先の場
合、大きい方の半径10mm、小さい方の半径 8mmのものを
使用するとよい。図10に測深ローラ脚13の構造例を示
す。13a は測深ローラで、開先線に直角な断面のタイヤ
分は半径 6.5mmの円形であり、ボス部分の円盤は半
径14mmで、中心軸13b ならびに軸受13c により脚体13d
に取り付けられている。上下位置測定部分ではタイヤ部
分の中心高さh3を測定する。この例における開先の幅は
18mm、深さは21mmである。
The shape and size of the attached sounding roller at the tip of the sounding roller legs 13 and 14, depending on the groove to be measured, suitable dimensions, may be used interchangeably with a shape, importantly open It is the radius of the tire portion having a cross section perpendicular to the front line . For example, in the case of a V-shaped groove having a width of 37 mm and a depth of 59 mm, it is preferable to use a larger radius of 10 mm and a smaller radius of 8 mm. FIG. 10 shows a structural example of the sounding roller leg 13. 13a is sounding roller tire <br/> unit content of a section perpendicular to the groove line is semi-circular with a radius of 6.5 mm, the disc of the boss portion in a radius 14 mm, leg 13d to the center axis 13b and the bearing 13c
Attached to. The vertical position measuring section for measuring the center height h 3 of the tire portion. The width of the groove in this example is
It is 18mm and 21mm deep.

【0031】図11は本実施例の構成を示す。1は開先形
状検出装置、3は溶接装置、4は制御装置で41は操作部
分、42は表示部分である。すなわち、操作部分41により
開先形状の検出を行い、「作用」の項で説明したよう
に、x、h2、h3、h4の測定結果から、制御装置4におい
て開先断面積Sを算出して溶接条件を決定し、溶接装置
3に指示するのである。測定値は表示部分で目視できる
とともにプリンタにより記録することもできる。
FIG. 11 shows the configuration of this embodiment. 1 is a groove shape detecting device, 3 is a welding device, 4 is a control device, 41 is an operation portion, and 42 is a display portion. That is, the groove shape is detected by the operation portion 41, and as described in the section of “action”, the groove cross-sectional area S is determined in the control device 4 from the measurement results of x, h 2 , h 3 , and h 4. The welding condition is determined by the calculation, and the welding condition is instructed to the welding device 3. The measured values can be viewed on the display and recorded by a printer.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によれば、任意の非対称断面をも
つ開先形状、すなわち断面積ならびに水平方向変位や曲
がり量を実測して溶接装置をこれに追随させ、適正な溶
接を効率的に行うことができるという、優れた効果を奏
する。本発明によって測定した開先断面を実測したとこ
ろ、開先深さで3%、開先幅では4%、開先断面積で2
%以内であり、実際の溶着金属量でも5%以内の誤差に
とどまるという好成績であり、作業者の負担が軽減さ
れ、品質も安定した。
According to the present invention, the shape of a groove having an arbitrary asymmetrical cross section, that is, the cross-sectional area and the amount of horizontal displacement and bending are measured, and the welding apparatus is made to follow the measured shape. It has an excellent effect that it can be performed. When the groove cross section measured according to the present invention was actually measured, the groove depth was 3%, the groove width was 4%, and the groove cross section was 2%.
%, And the actual amount of deposited metal was within 5%, which is a good result. The burden on the operator was reduced and the quality was stable.

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

【図1】本発明の全体構成を示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing the overall configuration of the present invention.

【図2】本発明に係わる角鋼管柱の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a square steel tubular column according to the present invention.

【図3】本発明の測定原理を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating the measurement principle of the present invention.

【図4】同じく本発明の測定原理を示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing the measurement principle of the present invention.

【図5】本発明の実施例を示す正面図である。FIG. 5 is a front view showing the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例を示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例における部分側面図である。FIG. 7 is a partial side view of the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例における部分平面図である。FIG. 8 is a partial plan view in the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施例における部分側面図である。FIG. 9 is a partial side view of the embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施例における部分側面図である。FIG. 10 is a partial side view in the embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施例における構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram in an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 開先形状検出装置 2 鋼材 3 溶接装置 4 制御装置 5 走行レール 10 ケーシング(本体) 11、12 支持ローラ脚 13、14 測深ローラ脚 22〜26 位置検出器 27、28 支持アーム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Groove shape detection device 2 Steel material 3 Welding device 4 Control device 5 Travel rail 10 Casing (body) 11, 12 Support roller leg 13, 14 Sounding roller leg 22-26 Position detector 27, 28 Support arm

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−106683(JP,A) 特開 昭51−112746(JP,A) 特開 昭46−50241(JP,A) 特開 平2−59178(JP,A) 実開 昭59−102266(JP,U) 実公 昭45−25244(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23K 9/095,9/12,31/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-55-106683 (JP, A) JP-A-51-112746 (JP, A) JP-A-46-50241 (JP, A) JP-A-2- 59178 (JP, A) Japanese Utility Model Showa 59-102266 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 45-25244 (JP, Y1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B23K 9/095, 9 / 12,31 / 00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 厚鋼板のサブマージアーク溶接において
溶接トーチに先行して開先線上を走行する開先形状検出
装置であって、開先を構成するいずれか一方の鋼板表面
に達する固定の支持ローラ脚と、開先を構成する残る鋼
板の表面に押し当てられる上下方向に可動な支持ローラ
脚と、開先内部に押し当てられる開先線に直角な断面が
径の異なるタイヤ部分を有する測深ローラを先端に備え
る上下ならびに水平方向に可動な2個の測深ローラ脚
と、前記固定支持ローラ脚を基準として、前記可動支持
ローラ脚ならびに2個の測深ローラ脚の上下方向位置を
それぞれ検出する検出手段と、前記測深ローラを先端に
備える2個の測深ローラ脚の開先線と直角方向の水平変
位を検出する検出手段とを備えることを特徴とする厚鋼
板のサブマージアーク溶接における開先形状検出装置。
An apparatus for detecting the shape of a groove which travels on a groove line prior to a welding torch in submerged arc welding of a thick steel plate, wherein the fixed support roller reaches a surface of one of the steel plates constituting the groove. A leg, a vertically movable support roller leg pressed against the surface of the remaining steel plate forming the groove, and a tire portion having a cross section perpendicular to a groove line pressed into the groove, having different diameters. Two depth-measuring roller legs movable vertically and horizontally having a sound- measuring roller at the tip thereof, and the vertical position of the movable supporting roller leg and the two sound-measuring roller legs with respect to the fixed support roller leg, respectively. a detecting means for detecting that, Sabumajia of steel plate, characterized in that it comprises detecting means for detecting the open top line perpendicular direction of the horizontal displacement of the two sounding roller leg comprising said sounding roller tip Groove shape detection apparatus in click welding.
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