JP3089060B2 - 自動溶接装置 - Google Patents
自動溶接装置Info
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- JP3089060B2 JP3089060B2 JP03258256A JP25825691A JP3089060B2 JP 3089060 B2 JP3089060 B2 JP 3089060B2 JP 03258256 A JP03258256 A JP 03258256A JP 25825691 A JP25825691 A JP 25825691A JP 3089060 B2 JP3089060 B2 JP 3089060B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/24—Features related to electrodes
- B23K9/28—Supporting devices for electrodes
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は非消耗式アーク溶接(T
IG溶接、移行式プラズマ溶接)及び消耗式アーク溶接
(ガス・メタル・アーク溶接)による各種金属材料のパ
イプ及び大型構造物の自動溶接装置に関する発明であ
る。
IG溶接、移行式プラズマ溶接)及び消耗式アーク溶接
(ガス・メタル・アーク溶接)による各種金属材料のパ
イプ及び大型構造物の自動溶接装置に関する発明であ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、非消耗式アーク源としてTIGや
プラズマがあるが、これを利用して従来の溶接装置では
フイラー・メタル・ワイヤー1本で溶接することが一般
に行われている。消耗式アーク溶接におけるガス・メタ
ル・アーク溶接においても同様に行われている。
プラズマがあるが、これを利用して従来の溶接装置では
フイラー・メタル・ワイヤー1本で溶接することが一般
に行われている。消耗式アーク溶接におけるガス・メタ
ル・アーク溶接においても同様に行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の非消耗式
アーク溶接装置及び消耗式アーク溶接装置においては、
高品質な溶接は得られるものの生産能力に問題があり、
とくに溶接姿勢が変化する場合において品質と生産能率
を確保する点で問題があった。
アーク溶接装置及び消耗式アーク溶接装置においては、
高品質な溶接は得られるものの生産能力に問題があり、
とくに溶接姿勢が変化する場合において品質と生産能率
を確保する点で問題があった。
【0004】特に溶接姿勢が下向きの場合は問題はない
が、姿勢が変化する(たとえば上向き)固定されたパイ
プや大型構造物の溶接では溶融池(溶融プール)が大き
くなり、たれ落ち現象が発生し生産能力の面で改善でき
ないでいる。そこで本発明は、このたれ落ち現象を防止
し生産能力を高め高生産性を維持することを目的として
なされたものである。
が、姿勢が変化する(たとえば上向き)固定されたパイ
プや大型構造物の溶接では溶融池(溶融プール)が大き
くなり、たれ落ち現象が発生し生産能力の面で改善でき
ないでいる。そこで本発明は、このたれ落ち現象を防止
し生産能力を高め高生産性を維持することを目的として
なされたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の自動溶接装置にあっては、溶接線と直角方向に
溶接トーチ及びワイヤー(以下第1のワイヤーとい
う。)をあらかじめ決められた幅と時間で振動(オシレ
ート)させながら溶接する非消耗式アーク溶接におい
て、溶接時に溶接線と同軸(同一方向)で前記第1のワ
イヤーと反対側から前記第1のワイヤーとは別の第2の
ワイヤーを溶融池に挿入し、かつ前記第2のワイヤーが
溶接トーチ及び前記第1のワイヤーの振動と同期をとり
ながら、さらにその位置が溶接線と直角方向軸において
相対する位置で前記第2のワイヤーを振動させる機構を
有し、又溶接トーチを溶接線と直角にあらかじめ決めら
れた幅と時間で振動(オシレート)させながらワイヤー
(以下第1のワイヤーという。)を連続して送給しなが
ら溶接する消耗式アーク溶接において、溶接時に溶接線
と同軸(同一方向)から前記第1のワイヤーとは別の第
2のワイヤーを溶融池に挿入し、かつ前記第2のワイヤ
ーが溶接トーチの振動と同期をとりながら、さらにその
位置が溶接線と直角方向軸において相対する位置で前記
第2のワイヤーを振動(オシレート)させる機構を有す
るものからなるものである。
本発明の自動溶接装置にあっては、溶接線と直角方向に
溶接トーチ及びワイヤー(以下第1のワイヤーとい
う。)をあらかじめ決められた幅と時間で振動(オシレ
ート)させながら溶接する非消耗式アーク溶接におい
て、溶接時に溶接線と同軸(同一方向)で前記第1のワ
イヤーと反対側から前記第1のワイヤーとは別の第2の
ワイヤーを溶融池に挿入し、かつ前記第2のワイヤーが
溶接トーチ及び前記第1のワイヤーの振動と同期をとり
ながら、さらにその位置が溶接線と直角方向軸において
相対する位置で前記第2のワイヤーを振動させる機構を
有し、又溶接トーチを溶接線と直角にあらかじめ決めら
れた幅と時間で振動(オシレート)させながらワイヤー
(以下第1のワイヤーという。)を連続して送給しなが
ら溶接する消耗式アーク溶接において、溶接時に溶接線
と同軸(同一方向)から前記第1のワイヤーとは別の第
2のワイヤーを溶融池に挿入し、かつ前記第2のワイヤ
ーが溶接トーチの振動と同期をとりながら、さらにその
位置が溶接線と直角方向軸において相対する位置で前記
第2のワイヤーを振動(オシレート)させる機構を有す
るものからなるものである。
【0006】
【作用】非消耗式アーク溶接において、第2のワイヤー
を溶融池に供給し溶融池(溶融プール)の持つ潜エネル
ギー即ち高温の熱を利用して前記第2のワイヤーを溶か
す。しかしてこの前記第2のワイヤーを溶かす際には、
溶融池の持つ潜エネルギー即ち熱が失われることになり
溶融池が冷却されることになる。又消耗式アーク溶接で
も第2のワイヤーを溶融池に供給し、溶融池(溶融プー
ル)の持つ潜エネルギー即ち高温の熱を利用して前記第
2のワイヤーを溶かす。しかして、この前記第2のワイ
ヤーを溶かす際には溶融池の持つ潜エネルギー即ち熱が
失われることになり、溶融池が冷却されることになる。
を溶融池に供給し溶融池(溶融プール)の持つ潜エネル
ギー即ち高温の熱を利用して前記第2のワイヤーを溶か
す。しかしてこの前記第2のワイヤーを溶かす際には、
溶融池の持つ潜エネルギー即ち熱が失われることになり
溶融池が冷却されることになる。又消耗式アーク溶接で
も第2のワイヤーを溶融池に供給し、溶融池(溶融プー
ル)の持つ潜エネルギー即ち高温の熱を利用して前記第
2のワイヤーを溶かす。しかして、この前記第2のワイ
ヤーを溶かす際には溶融池の持つ潜エネルギー即ち熱が
失われることになり、溶融池が冷却されることになる。
【0007】さらに溶接トーチと非消耗式アーク溶接に
おける第2のワイヤー及び消耗式アーク溶接における第
2のワイヤーの同期をとって振動(オシレート)させる
ことで溶接歪みによる内部応力を減らすことが出来る。
おける第2のワイヤー及び消耗式アーク溶接における第
2のワイヤーの同期をとって振動(オシレート)させる
ことで溶接歪みによる内部応力を減らすことが出来る。
【0008】したがって溶融池のたれ落ち現象を防止す
ることが出来、生産能力を高め高生産性を維持すること
が出来るのである。特に溶接施行材が熱伝導率の低い金
属、たとえばインコネル、ステンレスではこの効果が非
常に大きくあらわれることになる。
ることが出来、生産能力を高め高生産性を維持すること
が出来るのである。特に溶接施行材が熱伝導率の低い金
属、たとえばインコネル、ステンレスではこの効果が非
常に大きくあらわれることになる。
【0009】
【実施例】実施例について図面を参照して説明する。図
1は従来の非消耗式アーク自動溶接装置に本発明の第2
のワイヤー(フイラー・メタル・ワイヤー)を組み込ん
だ自動溶接装置の全体図である。従来の自動溶接装置は
走行台車1がレール7上を矢印の進行方向へ向かって溶
接している時、溶接トーチ2及び第1フイラー・メタル
・ワイヤー・ノズル3は第1オシレート機構4により、
ある決められた幅5で溶接線と直角方向に振動(オシレ
ート)させるものであった。
1は従来の非消耗式アーク自動溶接装置に本発明の第2
のワイヤー(フイラー・メタル・ワイヤー)を組み込ん
だ自動溶接装置の全体図である。従来の自動溶接装置は
走行台車1がレール7上を矢印の進行方向へ向かって溶
接している時、溶接トーチ2及び第1フイラー・メタル
・ワイヤー・ノズル3は第1オシレート機構4により、
ある決められた幅5で溶接線と直角方向に振動(オシレ
ート)させるものであった。
【0010】したがってこの動きを支えるための第1フ
イラー・メタル・ワイヤー8を第1フイラー・メタル・
ワイヤー・送給モーター9で送給ライナー10を通して
第1フイラー・メタル・ワイヤー・ノズル3からアーク
下に送り溶融し、なおかつ溶接トーチ2と共に第1オシ
レートモーター11で駆動される第1オシレート機構4
で振動させ、あらかじめ決められた幅を検証する第1オ
シレート幅検出機12で振幅を検出させ補正するように
制御するものである。
イラー・メタル・ワイヤー8を第1フイラー・メタル・
ワイヤー・送給モーター9で送給ライナー10を通して
第1フイラー・メタル・ワイヤー・ノズル3からアーク
下に送り溶融し、なおかつ溶接トーチ2と共に第1オシ
レートモーター11で駆動される第1オシレート機構4
で振動させ、あらかじめ決められた幅を検証する第1オ
シレート幅検出機12で振幅を検出させ補正するように
制御するものである。
【0011】そして従来の溶接制御システムは図2の矢
印で区切られた下の部分に示す通りである。横軸は時間
軸である。第1オシレートの動きに対する溶接電流、溶
接電圧及び、第1フイラー・メタル・ワイヤー速度は同
期がとられ第1オシレートの溶接トーチ位置によって異
なった値が制御されることを示している。
印で区切られた下の部分に示す通りである。横軸は時間
軸である。第1オシレートの動きに対する溶接電流、溶
接電圧及び、第1フイラー・メタル・ワイヤー速度は同
期がとられ第1オシレートの溶接トーチ位置によって異
なった値が制御されることを示している。
【0012】即ち溶接開先の両側(左壁、右壁)では高
い溶接電流、高い溶接電圧及びより高速でフイラー・メ
タル・ワイヤー送給を施行し、溶接開先を横切るときに
低い溶接電流、低い溶接電圧及びより低い低速でフイラ
ー・メタル・ワイヤー送給を制御するようになってい
る。この制御の目的は溶接電流、溶接電圧、フイラー・
メタル・ワイヤー送給速度の関係を常に一定にすること
により溶接エネルギーを一定とし、溶融池(溶融プー
ル)が溶接開先の幅全体に広がるようにすることであ
る。しかしこの従来の溶接制御では、冷却が思うように
制御されずたれ落ち現象を発生させていた。
い溶接電流、高い溶接電圧及びより高速でフイラー・メ
タル・ワイヤー送給を施行し、溶接開先を横切るときに
低い溶接電流、低い溶接電圧及びより低い低速でフイラ
ー・メタル・ワイヤー送給を制御するようになってい
る。この制御の目的は溶接電流、溶接電圧、フイラー・
メタル・ワイヤー送給速度の関係を常に一定にすること
により溶接エネルギーを一定とし、溶融池(溶融プー
ル)が溶接開先の幅全体に広がるようにすることであ
る。しかしこの従来の溶接制御では、冷却が思うように
制御されずたれ落ち現象を発生させていた。
【0013】これら従来の制御方法では溶融池の冷却に
限度があり、したがってフイラー・メタル・ワイヤーの
送給速度、即ち溶着速度は最大20g/分といわれてい
た。
限度があり、したがってフイラー・メタル・ワイヤーの
送給速度、即ち溶着速度は最大20g/分といわれてい
た。
【0014】本発明の特徴は図1及び図2の矢印で区切
られた上の部分に示すとおり第2フイラー・メタル・ワ
イヤー13と第2オシレート機構14を前記従来の制御
方法に追加して行うことにある。
られた上の部分に示すとおり第2フイラー・メタル・ワ
イヤー13と第2オシレート機構14を前記従来の制御
方法に追加して行うことにある。
【0015】図1に示すとおり第1オシレート機構4上
に組付けてある第2オシレート機構14は、第1オシレ
ート機構4が例えば左側に移動する信号では全く逆の右
方向へ移動するように、第2オシレートモーター15に
指令が加えられ駆動するようになっている。
に組付けてある第2オシレート機構14は、第1オシレ
ート機構4が例えば左側に移動する信号では全く逆の右
方向へ移動するように、第2オシレートモーター15に
指令が加えられ駆動するようになっている。
【0016】そしてあらかじめ決められた幅16で振動
(オシレート)し、第2オシレート幅検出器17で正確
に検出され補正され、第2フイラー・メタル・ワイヤー
・ノズル18の位置制御を行い、第2フイラー・メタル
・ワイヤー送給モーター19で第2フイラー・メタル・
ワイヤー13を溶融池に挿入する。これらの現象は立体
的に図3に示してある。
(オシレート)し、第2オシレート幅検出器17で正確
に検出され補正され、第2フイラー・メタル・ワイヤー
・ノズル18の位置制御を行い、第2フイラー・メタル
・ワイヤー送給モーター19で第2フイラー・メタル・
ワイヤー13を溶融池に挿入する。これらの現象は立体
的に図3に示してある。
【0017】又時間軸制御は図2に示す通りである。即
ち溶接トーチ2と第1フイラー・メタル・ワイヤー8が
左側から右側へ移動する時に、いまだ冷却されず溶融し
ている溶融池に第2オシレート機構14により左側へ移
動してくる第2フイラー・メタル・ワイヤー13を挿入
し、この第2フイラー・メタル・ワイヤー13を溶融す
るときに溶融池の潜エネルギー(熱)が奪われること
で、溶融池の冷却を促進せしめるということである。更
に本発明においては、従来の溶接トーチ2及び第1フイ
ラー・メタル・ワイヤー8の動きにたいして第2フイラ
ー・メタル・ワイヤー13が同期をとり、溶接線の直角
軸で正反対の動きをするということである。
ち溶接トーチ2と第1フイラー・メタル・ワイヤー8が
左側から右側へ移動する時に、いまだ冷却されず溶融し
ている溶融池に第2オシレート機構14により左側へ移
動してくる第2フイラー・メタル・ワイヤー13を挿入
し、この第2フイラー・メタル・ワイヤー13を溶融す
るときに溶融池の潜エネルギー(熱)が奪われること
で、溶融池の冷却を促進せしめるということである。更
に本発明においては、従来の溶接トーチ2及び第1フイ
ラー・メタル・ワイヤー8の動きにたいして第2フイラ
ー・メタル・ワイヤー13が同期をとり、溶接線の直角
軸で正反対の動きをするということである。
【0018】図4は溶接電流による溶着速度の速度変化
を示している。横軸は溶接電流を示し、縦軸は溶着速度
を示しているが、この図4により本発明においては、従
来のものより溶着速度が3倍になったことが理解でき
る。即ち従来の溶着速度20g/分に対し本発明では6
0g/分まで高めることが出来るものである。
を示している。横軸は溶接電流を示し、縦軸は溶着速度
を示しているが、この図4により本発明においては、従
来のものより溶着速度が3倍になったことが理解でき
る。即ち従来の溶着速度20g/分に対し本発明では6
0g/分まで高めることが出来るものである。
【0019】以上の説明は非消耗式アーク溶接に関して
であるが、消耗式アーク溶接でも同様のことがいえるも
のである。そして、図5に本発明による消耗式アーク溶
接の時間軸制御の一例を示してある。
であるが、消耗式アーク溶接でも同様のことがいえるも
のである。そして、図5に本発明による消耗式アーク溶
接の時間軸制御の一例を示してある。
【0020】従来の消耗式アーク溶接ではフイラー・メ
タル・ワイヤー送給速度の変化で溶接電流を制御される
ものであるから、溶融池の冷却制御は非消耗式アーク溶
接に比較して更に難しい。
タル・ワイヤー送給速度の変化で溶接電流を制御される
ものであるから、溶融池の冷却制御は非消耗式アーク溶
接に比較して更に難しい。
【0021】しかし本発明によれば、第2フイラー・メ
タル・ワイヤーを溶融池に挿入し、溶融池の冷却制御を
充分行うことで、本来の消耗式アーク溶接法の持つ高い
生産性を溶接姿勢の変化があっても維持することがで
き、パイプや大型構造物の溶接施行を大幅に短縮するこ
とができるというものである。
タル・ワイヤーを溶融池に挿入し、溶融池の冷却制御を
充分行うことで、本来の消耗式アーク溶接法の持つ高い
生産性を溶接姿勢の変化があっても維持することがで
き、パイプや大型構造物の溶接施行を大幅に短縮するこ
とができるというものである。
【0022】本発明は以上の構成を有するので、姿勢が
変化する場合(上向き)の重力と溶融池の表面張力のバ
ランスの破れによる溶融池のたれ落ち現象を防止するこ
とができ、更に溶接トーチの振動と同期を取ることで溶
接歪みによる内部応力を減らし、生産能力を高めること
ができ、健全な溶接継手を確保することができるもので
ある。そして、特に溶接施行材が熱伝導率の低い金属た
とえばインコネル、ステンレスでは、この効果が非常に
大きくあらわれるものである。
変化する場合(上向き)の重力と溶融池の表面張力のバ
ランスの破れによる溶融池のたれ落ち現象を防止するこ
とができ、更に溶接トーチの振動と同期を取ることで溶
接歪みによる内部応力を減らし、生産能力を高めること
ができ、健全な溶接継手を確保することができるもので
ある。そして、特に溶接施行材が熱伝導率の低い金属た
とえばインコネル、ステンレスでは、この効果が非常に
大きくあらわれるものである。
【図1】従来の非消耗式アーク自動溶接装置に本発明の
第2フイラー・メタル・ワイヤーを組み込んだ自動溶接
装置の全体図である。
第2フイラー・メタル・ワイヤーを組み込んだ自動溶接
装置の全体図である。
【図2】従来の溶接制御方法と本発明の溶接制御方法と
の比較を示した図である。
の比較を示した図である。
【図3】本発明の実施例を表す立体図である。
【図4】溶接電流による本発明の溶着速度と従来の溶着
速度の変化を示す図である。
速度の変化を示す図である。
【図5】本発明による消耗式アーク溶接の時間軸制御を
示す図である。
示す図である。
1・・・走行台車 2・・・溶接トーチ 3・・・第1フイラー・メタル・ワイヤー・ノズル 4・・・第1オシレート機構 5・・・第1オシレート幅 6・・・溶接線 7・・・レール 8・・・第1フイラー・メタル・ワイヤー 9・・・第1フイラー・メタル・ワイヤー送給モーター 10・・送給ライナー 11・・第1オシレートモーター 12・・第1オシレート幅検出器 13・・第2フイラー・メタル・ワイヤー 14・・第2オシレート機構 15・・第2オシレートモーター 16・・第2オシレート幅 17・・第2オシレート幅検出器 18・・第2フイラー・メタル・ワイヤー・ノズル 19・・第2フイラー・メタル・ワイヤー送給モーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 秀秋 東京都品川区北品川5丁目5番12号 愛 知産業株式会社内 (72)発明者 村上 泰雄 山口県光市大字島田3434番地 新日本製 鐵株式会社 光製鐵所内 (72)発明者 柏村 英樹 山口県光市大字島田3434番地 新日本製 鐵株式会社 光製鐵所内 (72)発明者 片山 喜一 東京都千代田区大手町2丁目6番3号 新日本製鐵株式会社 本社内 (56)参考文献 特開 昭56−80375(JP,A) 特開 昭57−52575(JP,A) 特開 昭59−118273(JP,A) 特開 平3−86374(JP,A) 特開 平4−59186(JP,A) 特開 昭53−137840(JP,A) 実開 昭60−52074(JP,U) 特公 昭44−24255(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 9/00 B23K 9/12 B23K 9/167 B23K 9/173
Claims (2)
- 【請求項1】溶接線と直角方向に溶接トーチ及びワイヤ
ー(以下第1のワイヤーという。)をあらかじめ決めら
れた幅と時間でオシレートさせながら溶接する非消耗式
アーク溶接において、 溶接時に溶接線と同軸で、前記第1のワイヤーと反対側
から、いまだ冷却されず溶融している溶融池に、第2の
ワイヤー送給モーターにより通電していない第2のワイ
ヤーを挿入し、かつ前記第2のワイヤーが溶接トーチ及
び前記第1のワイヤーの振動と同期を取りながら、さら
にその位置が溶接線と直角方向軸において相対する位置
で前記第2のワイヤーをオシレートさせる機構を有する
ことを特徴をする自動溶接装置。 - 【請求項2】溶接トーチを溶接線と直角にあらかじめ決
められた幅と時間でオシレートさせながら、ワイヤー
(以下第1のワイヤーという。)を連続して送給しなが
ら溶接する消耗式アーク溶接において、 溶接時に溶接線と同軸から、いまだ冷却されず溶融して
いる溶融地に、第2のワイヤー送給モーターにより通電
していない第2のワイヤーを挿入し、 かつ前記第2のワイヤーが溶接トーチの振動と同期を取
りながら、さらにその位置が溶接線と直角方向軸におい
て相対する位置で前記第2のワイヤーをオシレートさせ
る機構を有することを特徴とする自動溶接装置。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03258256A JP3089060B2 (ja) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | 自動溶接装置 |
US07/757,546 US5149939A (en) | 1991-07-03 | 1991-09-11 | Automatic welding apparatus |
GB9127077A GB2257076B (en) | 1991-07-03 | 1991-12-20 | Automatic welding apparatus |
NO915098A NO178428C (no) | 1991-07-03 | 1991-12-23 | Automatisk sveiseapparat |
CA002058366A CA2058366C (en) | 1991-07-03 | 1991-12-23 | Automatic welding apparatus |
FR9200117A FR2678535B1 (fr) | 1991-07-03 | 1992-01-08 | Appareil pour le soudage automatique. |
DE4207902A DE4207902A1 (de) | 1991-07-03 | 1992-03-12 | Automatische lichtbogen-schweissvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03258256A JP3089060B2 (ja) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | 自動溶接装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH058032A JPH058032A (ja) | 1993-01-19 |
JP3089060B2 true JP3089060B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=17317707
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03258256A Expired - Fee Related JP3089060B2 (ja) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | 自動溶接装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5149939A (ja) |
JP (1) | JP3089060B2 (ja) |
CA (1) | CA2058366C (ja) |
DE (1) | DE4207902A1 (ja) |
FR (1) | FR2678535B1 (ja) |
GB (1) | GB2257076B (ja) |
NO (1) | NO178428C (ja) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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