JP3135780B2

JP3135780B2 - エレクトロスラグ溶接におけるフラックス自動添加方法

Info

Publication number: JP3135780B2
Application number: JP06049973A
Authority: JP
Inventors: 雄二鈴木; 和男長友; 盈昭乙黒
Original assignee: 日鐵溶接工業株式会社
Priority date: 1994-02-24
Filing date: 1994-02-24
Publication date: 2001-02-19
Anticipated expiration: 2016-02-19
Also published as: JPH07232287A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流定電圧特性を用い
たエレクトロスラグ溶接のフラックス自動添加方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】エレクトロスラグ溶接において、スラグ
浴深さは溶接の良否に大きな影響を与える。スラグ浴深
さが浅いとスラグはねや溶接金属にブローホール等の溶
接欠陥を誘発し、また、スラグ浴深さが深いと溶込み不
良等が発生する。そのため、スラグ浴深さは常に適正範
囲を維持することが必要である。

【０００３】一般的にエレクトロスラグ溶接では、溶接
箇所の４面を鋼板で囲み溶接を行う場合と溶接箇所の１
面または２面を水冷銅板で囲み溶接を行う場合とがあ
る。溶接箇所を水冷銅板で囲んだ場合、銅板と溶接金属
間に１〜２ｍｍ程度のスラグ層が形成され、溶接の進行
に伴いスラグ浴は消耗しスラグ浴深さは浅くなる。その
ため、外部よりフラックスを添加してスラグ浴の深さを
適正範囲に保ちながら溶接を行う。

【０００４】また、４面を鋼板で囲み溶接を行う場合に
は、水冷銅板を使用するものに比べフラックスを頻繁に
補充することはないが、開先の組立精度等によるスラグ
漏れの発生や開先断面積の拡大等によりスラグ浴深さが
適正範囲より浅くなることがある。従って、溶接の進行
に伴いスラグ浴深さは予測できない状態で変化してお
り、終始溶接状態を監視しながら適切な添加時期を捉え
てフラックスを適量添加し、スラグ浴を適正範囲に保ち
ながら溶接を行わなければならない。しかし、フラック
スの添加時期の判断は溶接音や明るさ等を情報源とし、
経験や勘を頼りに行っているのが現状で、スラグ浴深さ
を適正範囲に保つためには技能を有した熟練者に頼らざ
るを得なかった。

【０００５】そこで、このような問題を解決するためフ
ラックスを自動的に添加する試みがなされている。例え
ば特公昭４９−４２２２９号や特公昭５０−２２４９８
号には溶接電圧または溶接電流の変動を検出してスラグ
浴深さを検知し、フラックスを添加してスラグ浴深さを
調整する方法が提案されている。しかし、上記公知例に
よると直流定電圧特性の電源を用いた場合、スラグ浴深
さが適正範囲にある時と浅い時の電圧値にはさほど変化
を生じないが、溶接電流には著しい変動を生じると記載
されている。

【０００６】上記方法を直流定電圧特性の電源を用いた
エレクトロスラグ溶接のスラグ浴自動調整に用いた場
合、スラグ浴深さが適正な時と浅い時の電圧値の変動差
が微小なため、このままではスラグ浴の過小状態を精度
よく検出することができない。また、溶接電流の変動は
著しく電圧とは対象的であるが、直流定電圧特性の電源
は電流値とワイヤ送給速度とに相関関係があり、ワイヤ
送給速度が変われば電流値も変わる。そのため、ワイヤ
送給速度の変化に伴う電流値の変動をスラグ浴深さの変
動と間違えて検出する危険性があり、精度良く検出を行
わせることは難しい。従って、上記に示したスラグ浴調
整方法では、直流定電圧特性の電源を用いたエレクトロ
スラグ溶接のスラグ浴深さ状態を精度よく検出し、常に
適正スラグ浴深さを保つことができない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
するところは、上記のような従来の問題点を解決して、
誰にでも簡単に操作できるよう脱技能化を図ったもの
で、溶接中のスラグ浴深さの減少に対応してスラグ浴深
さが適正範囲に戻るまでフラックスを断続的に自動添加
し、安定した状態を維持させながらスラグ浴を形成さ
せ、良好な溶接状態に導くことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
みてなされたものであって、直流定電圧特性を用いたエ
レクトロスラグ溶接におけるフラックス自動添加方法に
おいて、溶接中のスラグ浴深さが適正範囲より浅くなっ
た時に変動する電圧を検出信号とし、該検出信号の瞬間
的なピーク値をコンデンサの充電電圧として入力しつつ
一定の時定数で前記コンデンサを放電することにより連
続検出信号に変換し、電圧検出器で単数または複数の検
出しきい値を設けてスラグ浴深さが所定の範囲をはずれ
た場合、適正範囲に戻るまでフラックスを断続的に自動
添加することを特徴とするエレクトロスラグ溶接におけ
るフラックス自動添加方法である。

【０００９】

【作用】本発明は直流定電圧特性の電源を用いたエレク
トロスラグ溶接のフラックス自動添加方法において、ス
ラグ浴深さが適正範囲より浅くなった時の電圧の変動を
検出し、スラグ浴深さが適正範囲に戻るまでフラックス
を断続的に自動添加するものである。以下の図によっ
て、溶接箇所の４面を鋼板で囲み溶接を行う場合の本発
明の例を詳細に説明する。

【００１０】図２（ａ）、（ｂ）はスラグ浴深さの変化
による電圧波形の変化を示したもので、スラグ浴深さの
適正範囲は３０〜４０ｍｍである。図２（ａ）は電圧波
形を見やすくするために普通の電圧測定で行われている
ように１０Ｈｚのフィルターを入れて記録した波形であ
る。〔１〕域はスラグ浴深さが３５ｍｍ程度で適正範囲
内にある時、〔２〕域はスラグ浴深さが２０ｍｍ程度の
時、〔３〕域はスラグ浴深さが１５ｍｍ程度の時の電圧
変化を示す。このように電圧波形の振幅を読みとりやす
い状態にして記録すると、スラグ浴深さが適正範囲にあ
り安定している時と浅く不安定な時の電圧波形の振幅は
０．３〜１．５Ｖ程度で、ほとんど振幅に大きな変化は
現れない。このため、記録計の精度によっても電圧波形
の記録状態は大きく異なるが、一般的に定電圧特性の電
源を用いた場合の電圧はほとんど変化を生じないとされ
てきた。

【００１１】そこで、本発明者らは精度の良い記録計を
導入して電圧波形を調査した。その結果、電圧波形の記
録にフィルターを入れず電圧の原波形を観察すると、ス
ラグ浴深さが浅くなるに従い電圧波形の振幅が極めて大
きくなることを確認した。図２（ｂ）にその電圧の原波
形を示す。〔４〕域は〔１〕域と同様でスラグ浴深さが
３５ｍｍ程度にある時、〔５〕域は〔２〕域と同様でス
ラグ浴深さが２０ｍｍ程度の時、〔６〕域は〔３〕域と
同様でスラグ浴深さが１５ｍｍ程度の時の電圧変化を示
す。このようにスラグ浴深さが浅くなるに従い電圧の振
幅に大きな変動が現れ、スラグ浴深さが３５ｍｍ程度で
適正な時とスラグ浴深さが１５ｍｍ程度と浅く不安定な
時の電圧最大値間の差は８〜１４Ｖである。

【００１２】本発明者らはこの振幅の大きな差を検出に
利用しスラグ浴深さの自動調整を行った。スラグ浴深さ
の検出制御は、スラグ浴深さが適正範囲で安定した状態
の電圧原波形の最大値と、浅く不安定状態の電圧原波形
の最大値との差で、スラグ浴深さがどの程度の状態にあ
るか判断する。そしてスラグ浴深さ状態の判断に基づ
き、安定時の電圧原波形の最大値より少し上部に検出し
きい値を設け、検出時間内において連続して検出しきい
値を電圧の最大値が超えたらスラグ浴深さが適正値より
浅くなったと判断し、スラグ浴深さが適正範囲に戻るま
で断続的にフラックスの自動添加を行うものである。

【００１３】この検出制御を行わせるにはメーターリレ
ーなどの電圧検出器を用いることができる。まず、電圧
原波形の最大値を検出に利用する場合、電圧の原波形は
上下に大きく揺れ、電圧波形の最大値間隔に幅を生じて
いるため、そのままの状態で検出器のメーターリレー等
に電圧信号を入力しても、検出しきい値より高くなった
電圧の最大値を精度良く検出することは難しい。そこ
で、単発的にしきい値を超える電圧最大値を検出時間内
何回積算したかでスラグ浴深さの検出を行う手段もある
が、より精度良く確実に検出を行うためには、検出しき
い値より高くなった電圧の最大値を連続で検出する方が
良い。

【００１４】図３に示すピークホールド回路２はアーク
電圧の過電圧ピーク値が発生すると、ダイオード３５を
通ってコンデンサ３６に電流Ｉ₁ が流れ込み電荷が蓄え
られる。アーク電圧が下がった時には、電源１からコン
デンサ３６への電源供給はなくなり逆にコンデンサ３６
からメーターリレー３側に放電Ｉ₂ が開始され、コンデ
ンサ３６の容量Ｃ、メーターリレー３の内部抵抗Ｒとす
るとＴ＝ＣＲの時定数に応じてコンデンサ３６の電圧は
減少する。これにより、図４に示すように瞬間的な変化
量の波形４を時間の長い波形５に変換する。図５（ａ）
にスラグ浴深さが３５ｍｍ程度の適正範囲内にある時の
検出用電圧波形を示し、図５（ｂ）にスラグ浴深さが１
５ｍｍ程度と浅い時の検出用電圧波形を示す。このよう
に、連続的な曲線を有する電圧波形に整形することで差
Ａが得られ、スラグ浴深さ状態をメーターリレー等で確
実に検出して制御できる。

【００１５】また、検出用電圧波形の平滑度合はフラッ
クス添加の適正時期に最も影響を及ぼすため、検出に適
した平滑度合を考慮しなければならない。この平滑度合
は時定数Ｔによって決まる。時定数Ｔとは一般的にＴ＝
ＣＲ（秒）の式で表され、Ｃ（Ｆ）はコンデンサ、Ｒ
（Ω）は抵抗を指し、コンデンサＣと抵抗Ｒの積によっ
て時定数Ｔは決まる。すなわち、時定数Ｔとは基準値よ
り波形が立上がり、再び基準値に立下がるまでに要する
時間のことである。

【００１６】図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図３に示
すメーターリレー３の内部抵抗値を一定とし、コンデン
サ３６の値をそれぞれ変えた時の時定数による検出波形
の平滑度合を示す。図６（ａ）はコンデンサ３６の値を
小さくした時、図６（ｃ）はコンデンサ３６の値を大き
くした時、図６（ｂ）は（ａ），（ｃ）の中間の値にし
た時を示し、（ａ）のようにコンデンサ３６の値を小さ
くすると時定数の値は小さくなり波形は鋭角になる。そ
のため、変動が激しく連続検出が行いにくい。（ｃ）の
ようにコンデンサ３６の値が大きいと時定数の値は大き
くなり波形はより平滑化されるが、立下がるまでに時間
がかかる。そのため、電圧値の変動に対する感度が鈍く
なり検出遅れが起きる。（ｂ）は（ａ）と（ｃ）の中間
的な時定数で、適度な平滑度合と電圧値の変動に対して
も感度良く変動するので、検出制御に最も適した平滑度
合である。

【００１７】従って、図６（ｂ）に示す検出用電圧波形
を検出用制御に用い、検出しきい値の設定と検出時間の
設定を行えばよい。検出しきい値は誤検出や検出精度の
過敏による過剰なフラックス添加を防ぐため、スラグ浴
深さが適正状態における検出用電圧波形の最大値より高
い位置にしきい値を設定することが大前提である。

【００１８】そこで、適正状態における検出用電圧波形
より高い位置に検出しきい値を設定するが、どの位置に
検出しきい値を設定し、検出時間をどの程度に設定した
ら精度よく検出が行えるか、溶接電圧を５２Ｖに設定し
た時の検出しきい値の一例を図７に示す。（１）は溶接
電圧に＋７Ｖして検出しきい値を５９Ｖとし、検出用電
圧波形の最大値に合わせて設定した場合、（２）は溶接
電圧に＋８Ｖして検出しきい値を６０Ｖとし、検出用電
圧波形の最大値より１Ｖ程度上に設定した場合、（３）
は溶接電圧に＋９Ｖして検出しきい値を６１Ｖとし、検
出用電圧波形の最大値より２Ｖ程度上に設定した場合で
ある。

【００１９】まず、最も精度良く検出できる組合せとし
ては（２）のしきい値と検出時間２秒の条件で、スラグ
浴深さがほぼ適正値近傍の検出精度は極めて良好で、ス
ラグ浴深さを３５ｍｍ前後に保持できる。また、スラグ
浴深さが１５ｍｍ程度とかなり浅くなった時の添加時期
も極めて良好で、添加しなければならない時期に添加が
行える。しかし、（１）の位置のしきい値を設定すると
適正範囲近傍の検出精度が過敏になり、検出時間２秒で
はフラックスを余計に添加して適正範囲を超える。その
ため、検出時間を２秒より長めに設定して調整するが、
連続検出時間が延びるため逆に検出に遅れを生じ、検出
精度は悪くなる。また、（３）の位置にしきい値を設定
すると適正範囲近傍の精度検出は悪く、精度を向上させ
るためには検出時間を２秒より短く設定しなければなら
ない。検出時間を短くするとスラグ浴深さが浅い時の検
出精度は良好であるが、検出しきい値が高いため適正範
囲近傍の検出精度は悪く、スラグ浴深さを２５ｍｍ前後
で保持する。

【００２０】以上に示したことは本発明の一例であり、
検出用電圧波形の波形整形状態と検出しきい値の設定位
置、検出時間の設定を変えることにより幾通りでも検出
制御条件の設定が行え、容易にスラグ浴深さを自在に制
御保持できる自由度を兼ね備えた検出制御方法である。

【００２１】この検出制御方法を用いてフラックスの自
動添加を行う場合、添加量及び添加時間と待機時間が必
要である。まず、フラックスの添加量は、各開先断面積
に適した量を時間とモーターの回転数で制御する。添加
時間は各開先断面積を問わず共通とし、モーターの回転
数を変化させて添加量の調整を行う。また、フラックス
を添加した直後からフラックスが充分に溶融するまでの
間、スラグ浴は不安定な状態になり電圧値は高くなる。
そのため、待機時間を設け、フラックスの添加から待機
中にかけて検出しきい値を超えた検出用電圧波形をスラ
グ浴過少状態と誤検出させないためや、スラグ浴の安定
を図る目的から、待機時間が時限完了するまでスラグ浴
深さ状態の検出は行わない。

【００２２】フラックスの添加量及び添加時間と待機時
間の一例を挙げる。開先断面積が７５０ｍｍ² の時、１
回のフラックス添加総量は５．３〜７．０ｇの範囲が良
好で、その添加量を１．５〜２．０秒の間で添加を行う
とスラグ浴が安定し良好な溶接金属が得られる。また、
フラックスを添加するとスラグ浴が不安定になり、検出
用電圧波形は検出しきい値より２０Ｖ前後高くなる。フ
ラックスが溶融するに従い検出用電圧波形は次第にスラ
グ浴深さ状態の電圧値に下がる。その検出用電圧波形が
スラグ浴深さの電圧値に戻るまでに最低でも６秒程度は
かかるため、待機時間を１０〜１５秒程度に設定し、無
検出時間の短縮や誤検出の防止を図るとよい。本発明の
添加制御の一例を上記に示したが、開先断面積が例えば
１５００ｍｍ² の場合だと、７５０ｍｍ² の添加総量に
比べ添加装置のモーター回転数を２倍にし、添加時間は
開先断面積に問わず共通で制御しているので、フラック
スの溶融時間はほとんど同じである。従ってこの場合、
待機時間は開先断面積に問わず共通の時間設定とすれば
よい。

【００２３】図８（ａ），（ｂ）は本発明方法をエレク
トロスラグ溶接に適用した時の実施態様例である。図８
（ａ）はスラグ浴深さが適正範囲内で安定した状態の
時、図８（ｂ）はスラグ浴深さが適正範囲より浅く不安
定な状態の時を示す。図中６は被溶接材、７は開先、８
は溶接金属、９は溶融金属、１０はスラグ浴、１１は溶
接ワイヤ、１２は溶接用給電チップ、１３は該ワイヤ１
１を被溶接材６によって形成された開先内に導入するた
めの非消耗ノズルであり、１４は該ノズル１３を溶接の
進行に伴って上方に引き上げるための駆動用ローラーで
ある。また、１５はフラックス添加装置、１６は開先内
へフラックスを導くためのチューブである。

【００２４】１の検出しきい値設定を用いた場合、図８
（ａ）のスラグ浴深さが適正範囲内で安定した状態から
図８（ｂ）の浅く不安定な状態に移行すると、図１に示
す回路例のピークホールド回路２を通した検出用電圧波
形の最大値が上昇しだし、メーターリレー（ＭＲ）３に
予め設定した検出しきい値より高くなるとスラグ浴深さ
が減少しはじめた状態として検出が開始され、常開接点
（ＭＲ）１８は閉じ、検出リレー（Ｒ₁ ）１９が動作し
てこれの常開接点２０は閉じる。

【００２５】そして、スラグ浴深さが確かに減少してい
るか連続状態を確認するため、検出タイマー（Ｔ₁ ）２
３が計時開始する。スラグ浴深さが確かに適正範囲より
浅くなり、フラックスを添加しなければならない時期に
なると検出用電圧波形が検出しきい値を連続して超える
ので、検出タイマー（Ｔ₁ ）２３はスラグ浴深さ過少状
態を連続検出して時限完了し、これの限時接点２１、２
４、２８は閉じて添加タイマー（Ｔ₂ ）２５が計時開始
する。この添加タイマー（Ｔ₂ ）２５が計時開始して時
限完了するまでの間、限時接点２８が閉じたことにより
添加モーター３１が始動しフラックスを添加する。添加
モーター３１の回転速度はモーターコントローラー（Ｍ
ＣＲ）３０で制御している。添加タイマー（Ｔ₂ ）２５
が時限完了すると、フラックスを充分に溶融させるため
に限時接点２６は閉じて待機タイマー（Ｔ₃ ）２７が計
時開始する。それと同時に限時接点２９は開き添加モー
ター３１は停止する。

【００２６】待機タイマー（Ｔ₃ ）２７が時限完了する
と、限時接点２２が瞬時開き検出タイマー（Ｔ₁ ）２
３、添加タイマー（Ｔ₂ ）２５、待機タイマー（Ｔ₃ ）
２７のコイルは開放し、接点は全て復帰して初期状態に
戻り再び検出を開始する。また、検出タイマー（Ｔ₁ ）
２３が時限完了した後、検出用電圧波形が検出しきい値
より下がり常開接点（ＭＲ）１８が開き、検出リレー
（Ｒ₁ ）１９が開放された後、再び検出用電圧波形が検
出しきい値を超えて限時接点１８を閉じ、検出リレー
（Ｒ₁ ）１９を動作させて常開接点２０を閉じても、限
時接点２１で自己保持動作を維持している。そのため、
待機タイマー（Ｔ₃ ）２７が時限完了するまでの間、無
検出状態を保持する。

【００２７】また、検出しきい値に連動した常開接点１
８を複数設定して検出制御を行うことも可能である。例
えば、急激なスラグ浴過少状態をいち早く検出すること
に利用したり、検出しきい値別に添加量や待機時間を変
えて設定したり、或いは検出しきい値を幾重にも設定し
て、検出用電圧波形とスラグ浴深さ関係をきめ細かく検
知し、より精度よく検出制御することもできる。また上
記の回路はＴＴＬなどの論理素子やシーケンサー、ワン
チップマイクロコンピュータ等でも同等の機能を実現で
きるのは当然である。

【００２８】

【実施例】

実施例１直流定電圧特性の電源を用いた非消耗ノズル式エレクト
ロスラグ溶接で、本発明のフラックス自動添加方法を用
いた一実施例について説明する。使用した溶接試験片は
Ｉ型開先、板厚４０ｍｍ、ギャップ２５ｍｍ、当金２５
ｍｍ、長さ５００ｍｍの４面鋼材の試験板を製作し、溶
接電流３８０Ａ、溶接電圧４９Ｖ、使用溶材として軟鋼
用Ｓｉ−Ｍｎ系のソリッドワイヤ、フラックスは中酸化
Ｍｎ系の溶融型フラックスを用いた。

【００２９】溶接開始時のフラックス添加量を予め少な
くした状態で溶接を行った時、３０〜４０ｍｍの適正範
囲に戻るまでフラックスの自動添加制御が精度よく働く
か確認を行った。この時のフラックス添加量は３６ｇで
スラグ浴深さが１５ｍｍ程度になるように設定し、スラ
グ浴深さを３５ｍｍ程度にするためにはあと４８ｇの添
加量が必要である。検出しきい値は溶接電圧に８Ｖ加え
た５７Ｖの単数しきい値設定で、検出時間を２秒とし
た。また、１回毎の添加量を８．０ｇとし毎秒５．０ｇ
の添加速度条件と待機時間１５秒の条件で行った。

【００３０】その結果、図９に示すように検出しきい値
５７Ｖを超えた検出用電圧が連続２秒検出された箇所に
おいて、フラックスを自動的に繰り返し５回添加（４０
ｇ）した。フラックス添加直後にタングステン棒をスラ
グ浴に瞬間的に差し込み、付着した長さを検査したとこ
ろ、スラグ浴深さは３３ｍｍ程度で適正範囲内にスラグ
浴深さを制御することができた。

【００３１】実施例２直流定電圧特性の電源を用いた非消耗ノズル式エレクト
ロスラグ溶接で、本発明のフラックス自動添加方法を用
いた一実施例について説明する。使用した溶接試験片は
Ｉ型開先、板厚６０ｍｍ、ギャップ２５ｍｍ、長さ５０
０ｍｍの４面鋼材の試験板を製作し、溶接電流３８０
Ａ、溶接電圧５２Ｖ、使用溶材として軟鋼用Ｓｉ−Ｍｎ
系のソリッドワイヤ、フラックスは中酸化Ｍｎ系の溶融
型フラックスを用いて溶接を行った。

【００３２】開先断面積１５００ｍｍ² に必要なフラッ
クス量１２６ｇを添加し、適正なスラグ浴深さ３５ｍｍ
を形成した後、溶接中にフラックスを入れすぎて適正範
囲の上限値４０ｍｍよりスラグ浴が深くならないか確認
を行った。検出しきい値は溶接電圧５２Ｖに８Ｖ加えた
６０Ｖの単数しきい値設定で、検出時間を２秒とした。

【００３３】その結果、図１０に示すように検出しきい
値と検出用電圧波形の状態を終始記録計で監視したが、
検出しきい値を検出用電圧が連続して２秒を一度も超え
ず、フラックスを添加しないで適正スラグ浴深さを保持
することができた。

【００３４】実施例３直流定電圧特性の電源を用いた非消耗ノズル式エレクト
ロスラグ溶接で、本発明のフラックス自動添加方法を用
いた一実施例について説明する。使用した溶接試験片は
Ｉ型開先、板厚３５ｍｍ、全溶接長５００ｍｍの２５０
ｍｍの位置からギャップを２５ｍｍから５０ｍｍに可変
させた４面鋼材の試験板を製作し、溶接電流３８０Ａ、
溶接電圧４９Ｖ、使用溶材として軟鋼用Ｓｉ−Ｍｎ系の
ソリッドワイヤ、フラックスは中酸化Ｍｎ系の溶融型フ
ラックスを用いた。

【００３５】２検出しきい値の複数設定を採用し、２段
目の検出しきい値は溶接電圧に１４Ｖ加えた６３Ｖと
し、１段目の検出しきい値は溶接電圧に８Ｖ加えて５７
Ｖとした。また、２段目検出時間を１．５秒、１段目検
出時間を２秒とした。２段目検出の１回毎の添加量は１
２．０ｇで毎秒６．０ｇの添加速度条件と待機時間を１
０秒とし、１段目検出の１回毎の添加量は９．６ｇで毎
秒６．０ｇの添加速度条件と待機時間を１５秒の条件と
した。

【００３６】開先断面積８７５ｍｍ² でスラグ浴深さを
３５ｍｍに形成して、開先断面積を１７５０ｍｍ² に変
化させた時、スラグ浴深さは急激に半減する。この時、
２段目検出が精度よく働き、その後１段目検出に切替っ
てスラグ浴深さを適正範囲内に制御保持できるか確認を
行った。

【００３７】その結果、図１１に示すように２段目の検
出しきい値６３Ｖを超えた検出用電圧が連続１．５秒検
出された箇所において、フラックスを自動的に繰り返し
３回添加（３６ｇ）した。実施例１と同様の方法により
スラグ浴深さを調査したところ、２６ｍｍ程度であり適
正範囲よりまだ浅く、その後、２段目検出しきい値以下
で１段目検出しきい値５７Ｖを超えた検出用電圧が連続
２秒検出された箇所において、フラックスを自動的に繰
り返し４回添加（３８ｇ）した。実施例１と同様の方法
でスラグ浴深さを調査したところ、スラグ浴深さは３４
ｍｍ程度であり適正範囲内に制御保持することができ
た。

【００３８】本発明における実施例では４面鋼材の場合
について述べたが、銅水冷板の当金を使用した場合につ
いても４面鋼材と同様に、本発明方法を用いてフラック
スの自動添加を実施できることが確認できた。

【００３９】本発明のエレクトロスラグ溶接におけるフ
ラックス自動添加方法は、熟練者の経験と技能に頼らざ
るを得なかった溶接中のフラックス添加を、熟練者に代
ってスラグ浴深さ状態を精度よく検出し、スラグ浴深さ
の変化に対応したフラックス量を自動的に添加して適正
なスラグ浴深さを常に保持し、無監視の溶接ができる。
よって、慢性的な技能者不足、熟練者の高年齢化等の問
題を解消でき、誰にでも簡単に操作できるため本発明の
工業的価値は非常に高い。

【００４０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するための回路の例を示す
図

【図２】直流定電圧特性電源の電圧波形を示す図で、
（ａ）は１０Ｈｚのフィルター入り、（ｂ）はフィルタ
ーなし

【図３】ピークホールド回路の例を示す図

【図４】電圧の原波形とピークホールド波形整形後の電
圧波形を示す図

【図５】スラグ浴深さと検出用電圧波形の関係を示す図
で、（ａ）正常な場合、（ｂ）浅い場合

【図６】時定数の大小による検出用電圧波形の平滑度合
いを示す図で、（ａ）小さ過ぎる場合、（ｂ）適当な場
合、（ｃ）大き過ぎる場合

【図７】検出しきい値による検出精度の違いを示す図

【図８】本発明方法をエレクトロスラグ溶接に適用した
時の実施態様例を示す図で、（ａ）は正常な場合、
（ｂ）スラグ浴が浅すぎる場合

【図９】本発明方法の実施例における検出電圧値を示す
図

【図１０】本発明方法の実施例における検出電圧値を示
す図

【図１１】本発明方法の実施例における検出電圧値を示
す図

【符号の説明】１電源２ピークホールド回路３メーターリレー４瞬間的な変化量の電圧波形５ピークホールド電圧波形６被溶接材７開先８溶接金属９溶融金属１０スラグ浴１１ワイヤ１２チップ１３非消耗ノズル１４ローラー１５フラックス添加装置１６チューブ１７母材３０モーターコントローラー３１添加モーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−203380（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−229486（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 25/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】直流定電圧特性を用いたエレクトロスラ
グ溶接におけるフラックス自動添加方法において、溶接
中のスラグ浴深さが適正範囲より浅くなった時に変動す
る電圧を検出信号とし、該検出信号の瞬間的なピーク値
をコンデンサの充電電圧として入力しつつ一定の時定数
で前記コンデンサを放電することにより連続検出信号に
変換し、電圧検出器で単数または複数の検出しきい値を
設けてスラグ浴深さが所定の範囲をはずれた場合、適正
範囲に戻るまでフラックスを断続的に自動添加すること
を特徴とするエレクトロスラグ溶接におけるフラックス
自動添加方法。