JPH02137675A - 消耗電極式アーク溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、消耗電極式アーク溶接方法に関し、特に電極
を開先幅方向に揺動させながら開先倣いを行なうアーク
溶接方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、溶接工程はコストの低減および品質の安定化
の目的で、自動化や省力化が強く望まれ、多種の自動溶
接機が開発されている。これらの自動溶接機による自動
化をより効果的なものとするためには、溶接線および開
先幅の変動を正確に検出し、自動的に倣わせる必要があ
るが、その方法についても多くの方法が提案されている
。

その中でもアークセンシングは、溶接電流または溶接電
圧の変化を検知して開先倣いを行なう方法であるが、こ
れによれば溶接中の鋼板の変形で発生する開先幅の変動
や溶接線の変動にも逐次対応でき、アーク溶接の高熱、
ヒユーム、スパッタ。

光等の影響もないので非常に有力視されている。

この種の制御方式としては、例えば特開昭６２−２３０
４７６号公報に示すように、ウィービング中央から左端
あるいはウィービング中央から右端への過程の溶接電流
積算値と、左端あるいは右端からウィービング中央への
過程での溶接電流積算値を検知し、ウィービング中心を
移動制御する。同時にウィービング幅と溶接速度を制御
し、ビート高さが一定になるような制御を行なう方法が
提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし前述の溶接制御方法では、磁気吹きが起ってアー
クが乱れてしまった場合、その影響で溶接電流も乱され
てしまうため、正確なアークセンシングが出来ず、特に
開先幅倣いについて大きな誤差を生じてしまうという欠
点があった。

ここで磁気吹きについて説明する。溶接作業において、
母材の端の部分でアークを出すと、アークが母材の中心
の方へ向って吹かれることがある。

このようにアークが吹かれるのは、書籍「溶接アーク現
象」　（発行所：彦根、著者：安藤弘平、長谷用光雄共
著）に説明されているように、溶接電流が作る磁界によ
ってアーク柱が電磁力を受けてその方向に移動するため
で、この現像をアークの磁気吹きと呼んでいる。磁気吹
きは鋼の溶接で特に問題となり、母材に深い開先がとら
れている場合や、すみ肉溶接などで特によく認められる
。鋼材の溶接において、端部を溶接する場合はアークは
中心に向かって吹かれる。これは第４図において溶接電
流による母材中の磁界を考えると、磁力線３は主として
母材２の中を通るので、溶接電極４の両側間の磁束密度
に差が生じ、このためにアークに作用する電磁力が不平
衡となって磁束密度が低い側にアークが振られる。この
磁吹きは、開先端部で磁束密度の差が大きくなるので、
特に開先端部で発生し易い。

磁気吹きが発生すると、アーク長や電極の突き出し長さ
が正常な状態から変化し、溶接電流や溶接電圧の変動を
も招いてしまう。このため溶接電流あるいは溶接電圧を
検知し、これらの値により開先幅倣いを行なう従来の、
アークセンシング法によるウィービング幅制御では誤差
を生じて、正確な倣いは困難になってしまう。

本発明は以上のような問題点に鑑みなされたもので、消
耗電極式アーク溶接法において、アークセンシングによ
る開先倣いから、終端部の磁気吹による誤差を低減し、
健全かつ高品位の溶接継手を作製する開先幅倣い制御方
法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこのような問題に着目し、これを解決したまっ
たく新しい溶接方法であり、その要旨は溶接トーチを開
先幅方向にウィービングさせてアークセンシングにより
開先幅を検出し、該開先幅の変動に応じて該溶接トーチ
のウィービング幅を制御する溶接方法において、開先終
端部手前５０〜１５０ｍｍから開先終端部まではアーク
センシングを用いずに、該開先幅はあらかじめ入力され
た開先終端部の開先幅ヘテーパー状に変化しているもの
とし、該溶接トーチのウィービング幅を算出制御するこ
とを特徴とする消耗電極式アーク溶接方法。

にある。

〔作用〕

以下、添付図面を参照しながら本発明の詳細な説明する
。

第１図は本発明による開先幅倣い方法の説明図である。

本発明方法は、開先の始端部からアークセンシングによ
り開先幅倣い制御を行なうが、開先端より所定の距離Ｑ
だけ手前のＰ点までの溶接が進行するとアークセンシン
グによる開先幅倣いを停止し、それ以降開先終端部まで
の開先の延びる方向の各点の開先幅は、第１図に示すよ
うに、この時のウィービング幅Ｗｐからあらかじめ入力
しておいた終端部開先幅ＧＥに応じたウィービング幅Ｗ
ａまでを、テーパー状に分布する値として、この値が開
先幅であるとしてウィービング幅を制御する。

このように、Ｐ点以後の開先幅倣いはアークセンシング
によるものではないので、開先終端部付近で磁気吹きの
発生などによりアークが乱れても。

開先幅倣いには何の影響もなく、良好な溶接が可能とな
る。また、開先の終端部１５０ｍｍ以内の範囲であれば
、ガス切断などの加工精度から、第５ｂ図および第５ｃ
図のような屈曲形状はなく、第５ａ図のようなテーパー
状の変化であるため、本発明方法による開先幅微制御に
より良好な溶接が可能である。

以下に本発明の詳細な説明する。

〔実施例〕

本発明の方法を用いて第２図と第３図に示すような開先
のウィービング溶接を実施した。

第２図および第３図において、各部寸法は、板厚ｔ　＝
２５ｍｍ、溶接長Ｌ＝５００ｍｍ、　Ｐ点から開先終端
までの距離ｆ１．　＝１００＋ｎｍ、始端部開先幅Ｇｓ
＝１０ｍｍ、終端部開先幅Ｇε＝　５ｍｍおよび開先角
度α＝４０゜である。開先始端からＰ点までの開先幅倣
いは、前記特開昭６２−２３０４７６号公報記載のアー
クセンシング法によるウィービング制御を用いて行ない
、Ｐ点以後の開先倣いは、終端部開先幅Ｇ６より算出さ
れたウィービング幅Ｗ５とＰ点におけるライビング幅Ｗ
ｐとの差Ｗｐ、　、ウィービング幅制御量ΔＷ、および
、Ｐ点から開先終端までの距離Ｑによって、ウィービン
グ制御回数Ｎとウィービング幅制御１回当りの距離ΔＱ
を算出し、溶接がΔＱ進行するごとにウィービング幅を
修正して、これをＮ数繰り返す制御によって行なう。

本実施例では、Ｗｐｇ＝２　ｍｍ、Δｗ＝ｏ、ｓＩｎｍ
、Ｎ＝４、ΔＲ＝２５ｍｍになった。ワイヤは５１−Ｍ
ｎ系（ＪＩＳ　Ｚ−３３１２）（ＧＶ−１５）（７）径
１．６ｎｕａを用い、ＪＩＳ　Ｇ−３１０１相当溶接構
造用の軟鋼を、第１表の溶接条件で溶接した。

第１表 比較のため、同じく特開昭６２−２３０４７６号公報記
載のアークセンシングにより開先幅倣いを行なう従来の
溶接方法で、同様の開先を、同様の溶接材料、溶接条件
で溶接を実施した。

本発明による溶接方法と従来の溶接方法における評価は
、ＪＩＳ　Ｚ−３１０４に基づくＸ線透過検査およびＪ
ＩＳ　Ｚ−３１２２に基づく突合せ溶接継手側Ｕ＋口ず
試験を行ない、Ｘ線透過検査では、第１種、第２種およ
び第３種の各種欠陥について、本発明方法はすべて１級
であった。側曲げ試験でも外表面の溶着金属に３．２）
以上の亀裂や著しい欠陥の出なかったものを良好、そう
でないものを不良とした評価結果を第２表に示す。第２
表のように、開先終端部付近で磁気吹きが発生しても影
響のない本発明方法は良好と評価され、磁気吹きの影響
で正確な開先幅倣いが出来ない従来の方法は、融合不良
とブローホールが発見され不良と評価された。

第２表 る平面図である。

第２図は溶接を実施する部位の平面図、第３図は溶接を
実施する部位の正面図である。

第４図は磁気吹きを説明する平面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶接トーチを開先幅方向にウィービングさせて、アーク
   センシングを用いて開先幅を検出し、該開先幅の変動に
   応じて該溶接トーチのウィービング幅を制御する溶接方
   法において、開先終端部手前５０〜１５０ｍｍから開先
   終端部まではアークセンシングを用いずに、該開先幅は
   あらかじめ入力された開先終端部の開先幅へテーパー状
   に変化しているものとし、該溶接トーチのウィービング
   幅を算出制御することを特徴とする消耗電極式アーク溶
   接方法。