JPH04187380A - Keyhole type one-side welding method - Google Patents

Keyhole type one-side welding method

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JPH04187380A
JPH04187380A JP31415490A JP31415490A JPH04187380A JP H04187380 A JPH04187380 A JP H04187380A JP 31415490 A JP31415490 A JP 31415490A JP 31415490 A JP31415490 A JP 31415490A JP H04187380 A JPH04187380 A JP H04187380A
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welding
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welding current
length
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Yuji Sugitani
祐司 杉谷
Masatomo Murayama
雅智 村山
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Nippon Kokan Ltd
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Abstract

PURPOSE:To perform high efficiency one-side welding at high speed by calculating an arc length at a rear point of the rotating position of an arc by detected values of the arc voltage and a welding current at the point and controlling the welding current so that the obtained arc length becomes equal to a set value. CONSTITUTION:When one-side welding is performed while forming a keyhole 8, the arc 3 rotates at high spied in front of a molten pool 7. A vibrational phenomenon to vibrate to the molten pool side is shown at the rear point Cr of the rotating position of the arc. When a root gap (a) is small or the root face (b) is large, the arc length at the Cr point becomes short and the back bead width is reduced. Since the arc length becomes short, the welding current at the Cr point increases and the arc voltage decreases. Accordingly, a state of a back bead can be detected by detecting the arc voltage and the welding current I at the Cr point. Consequently, it is not necessary to provide a special sensor and high efficiency one-side welding can be realized at high speed.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、高速回転アーク溶接法を適用したキーホール
式片面溶接方法に関し、さらに詳しくは開先状態の変動
によって変化しようとする裏ビード形状を、アークセン
サすなわち、溶接電流やアーク電圧からの情報に基づい
て安定に制御するようにしたキーホール式片面溶接方法
に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a keyhole type single-sided welding method using a high-speed rotating arc welding method, and more specifically to a back bead shape that is about to change due to fluctuations in the groove condition. The present invention relates to a keyhole type single-sided welding method in which stable control is performed based on information from an arc sensor, that is, welding current and arc voltage.

[従来の技術] アーク直下にキーホールを形成しながら片面溶接を行う
従来のアーク溶接方法において、裏ビード形状を制御す
るには、一般にバッキング法が使用され、さらにバッキ
ング材に、例えばアーク光量を検出する光センサを取り
付けて、溶接電流、アーク電圧、溶接速度等の溶接条件
を制御するなどの方法をとっている(特公昭62−36
787号)。また、このようなセンサを設けない場合に
は、アーク電圧または溶接電流と裏ビードの幅との間に
予めある相関関係を求めておき、この相関に基づき裏ビ
ード幅を制御するという方法もある(特開昭61−13
7676号、特開昭61−180677号)。
[Prior Art] In the conventional arc welding method in which single-sided welding is performed while forming a keyhole directly under the arc, a backing method is generally used to control the back bead shape, and the backing material is also A method is used to control welding conditions such as welding current, arc voltage, welding speed, etc. by installing an optical sensor to detect the welding process.
No. 787). Alternatively, if such a sensor is not provided, there is also a method of determining a correlation between the arc voltage or welding current and the width of the back bead in advance, and controlling the width of the back bead based on this correlation. (Unexamined Japanese Patent Publication No. 61-13
No. 7676, JP-A-61-180677).

[発明が解決しようとする課8] しかしながら、上記の光センサによる制御方法では、バ
ッキング材及び光センサを溶接トーチと同期させて移動
させるバッキング装置が必要であり、このようなバッキ
ング装置は複雑で、またその設置が困難な場合がある。
[Issue 8 to be solved by the invention] However, the control method using the optical sensor described above requires a backing device that moves the backing material and the optical sensor in synchronization with the welding torch, and such a backing device is complicated. , and its installation may be difficult.

一方、アーク電圧または溶接電流との相関から裏−ビー
ド幅を制御する方法では、溶接条件や開先形状、板厚そ
の他種々の条件に応じた相関関係を全て把握しておく必
要があり、これらの変動要因の決定方法が難しく、また
−開先状態に変動が生じた場合には(開先状態、例えば
ルートギャップやルートフェースの変動は実際の片面溶
接ではしばしば起こり得る)、安定した裏ビードの形状
の制御は一層難しくなる。
On the other hand, in the method of controlling the back bead width from the correlation with the arc voltage or welding current, it is necessary to understand all the correlations depending on the welding conditions, groove shape, plate thickness, and other various conditions. It is difficult to determine the factors of variation in the groove condition (fluctuations in the groove condition, e.g., root gap and root face, which often occur in actual single-sided welding), and - when there are variations in the groove condition (variations in the groove condition, e.g. root gap and root face, often occur in actual single-sided welding), a stable back bead cannot be achieved. control of the shape becomes more difficult.

一般に裏ビードを良好に出すためには開先状態を均一に
保つ必要があるが、現実的には、ルートギャップ、ルー
トフェースが変化する場合が多い。
In general, it is necessary to keep the groove condition uniform in order to produce a good back bead, but in reality, the root gap and root face often change.

そこで、本発明者らは開先状態に変動があっても特別の
センサを使用することなく、裏ビード形状の制御ができ
る技術の開発に努めた。その結果、本出願人の特許出願
に係る特開昭62−248571号の技術をさらに発展
させることで解決できることがわかった。すなわち、こ
の特許公報は高速で回転するアーク自体をセンサとして
利用し、このアークセンサにより開先倣い制御を行う高
速回転アーク溶接法を示しているが、この方法でキーホ
ールを形成しながら片面溶接を行うと、アークの回転位
置の後方点Cにおけるアーク長の変化が、開先状態の変
動による裏ビード形状の変化に対応することが判明した
Therefore, the inventors of the present invention endeavored to develop a technique that allows the shape of the back bead to be controlled without using a special sensor even if there are fluctuations in the groove condition. As a result, it was found that the problem could be solved by further developing the technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-248571, which was filed by the present applicant. In other words, this patent publication describes a high-speed rotating arc welding method that uses the arc itself rotating at high speed as a sensor and performs groove tracing control using this arc sensor. It was found that the change in the arc length at the rear point C of the rotational position of the arc corresponds to the change in the back bead shape due to the change in the groove condition.

本発明は、このような知見に基づいてなされたもので、
高速・高能率の片面溶接を実現するとともに、特別のセ
ンサを用いることなくアークセンサの情報のみに基づい
て、開先状態の変動にかかわらず安定した裏ビード形状
の制御ができるキーホール式片面溶接方法を提供するこ
とを目的とする。
The present invention was made based on such knowledge, and
Keyhole type single-sided welding that achieves high-speed, highly efficient single-sided welding and allows stable control of the back bead shape regardless of fluctuating groove conditions based solely on arc sensor information without using a special sensor. The purpose is to provide a method.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するため、本発明に係るキーホール式
片面溶接方法は、アーク直下にキーホールを形成しなが
ら片面溶接を行うアーク溶接方法において、高速回転ア
ーク溶接法を用い、その際トーチ高さ(ワイヤ突出長と
アーク長の和)を公知のACC制御法(溶接電流が一定
になるように、トーチ高さを制御する方法)を用いて一
定に保ちながら、アークの回転位置の後方点Cにおける
アーク長を、該C点におけるアーク電圧及び溶接電流の
検出値より演算し、得られたアーク長が設定値と等しく
なるように溶接電流を制御することとしたものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the keyhole type single-sided welding method according to the present invention is an arc welding method in which single-sided welding is performed while forming a keyhole directly under the arc. The welding method is used, and the torch height (the sum of the wire protrusion length and the arc length) is kept constant using the known ACC control method (a method of controlling the torch height so that the welding current is constant). Meanwhile, the arc length at a point C rearward of the arc rotation position is calculated from the detected values of the arc voltage and welding current at the point C, and the welding current is controlled so that the obtained arc length is equal to the set value. That is.

また、このC点におけるアーク電圧及び溶接電流の検出
値として゛、該C点を中心に所定の位相角φについて積
分し平均化した値を用いることとし、さらに、C点にお
Iするアーク長が設定値と等しくになるよう溶接電流を
変化させるとき、トーチ高さ(ワイヤ突出長とアーク長
の和)が−定となるように、ワイヤ送給速度も変化させ
、同時に溶着断面積が一定となるように溶接速度も変化
させるものである。
In addition, as the detected values of the arc voltage and welding current at this point C, we will use the values obtained by integrating and averaging a predetermined phase angle φ around this point C, and furthermore, we will use the values obtained by integrating and averaging the arc voltage and welding current at point C. When changing the welding current so that becomes equal to the set value, the wire feeding speed is also changed so that the torch height (the sum of the wire protrusion length and the arc length) becomes constant, and at the same time the welded cross-sectional area remains constant. The welding speed is also changed so that

[作 用コ 本発明の作用を第1図、第2図及び第3図により説明す
る。第1図は本発明のキーホール式片面溶接方法を示す
断面側面図、第2図及び第3図はそれぞれ第1図の平面
図及び断面正面図である。
[Function] The function of the present invention will be explained with reference to FIGS. 1, 2, and 3. FIG. 1 is a cross-sectional side view showing the keyhole type single-sided welding method of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are a plan view and a cross-sectional front view of FIG. 1, respectively.

図において、1は溶接トーチ、2は溶接ワイヤ、3はア
ーク、4,5は被溶接部材、6は開先、7は溶融池、8
はキーホール、9は溶接ビード、10は裏と一ドである
In the figure, 1 is a welding torch, 2 is a welding wire, 3 is an arc, 4 and 5 are members to be welded, 6 is a groove, 7 is a molten pool, and 8
is the keyhole, 9 is the weld bead, and 10 is the back and one dot.

図に示すように、高速回転アーク溶接法を用いてキーホ
ール8を形成しながら片面溶接を行うと、アーク3は常
に溶融池7の前方にあって高速回転する。そしてアーク
3は回転の前方点Crにおいでは破線で示すように開先
6側へ振れ、後方点Cにおいては溶融池7側へ振れると
いった振動現象を呈する。このとき裏ビード10の形状
は前述のように開先6の状態の影響を受け、ルートギャ
ップaやルートフェースbの大小によって裏ビード10
の形状が変化する。すなわち、開先6の状態の変動によ
って溶融池7がキーホール8を狭めたり広げたりする現
象を引き起こすのである。
As shown in the figure, when single-sided welding is performed while forming the keyhole 8 using the high-speed rotating arc welding method, the arc 3 is always in front of the molten pool 7 and rotates at high speed. At the forward point Cr of rotation, the arc 3 swings toward the groove 6, as shown by the broken line, and at the rear point C, the arc 3 exhibits a vibration phenomenon in which it swings toward the molten pool 7. At this time, the shape of the back bead 10 is influenced by the condition of the groove 6 as described above, and the shape of the back bead 10 is affected by the size of the root gap a and the root face b.
The shape of changes. That is, variations in the condition of the groove 6 cause the molten pool 7 to narrow or widen the keyhole 8.

例えば、ルートギャップaが小、またはルートフェース
bが大であると、第1図の破線11で示すように溶融池
7はキーホール8を狭める方向に前進し、このためC点
でのアーク長が短くなる。
For example, if the root gap a is small or the root face b is large, the molten pool 7 advances in the direction of narrowing the keyhole 8, as shown by the broken line 11 in FIG. becomes shorter.

「 そして裏と一ド輻は小さくなるか、もしくは形成されな
くなる。このようにアーク長が短くなるので、C点での
溶接電流叫上昇し、アーク電圧は低下する。また反対に
、ルートギャップaが大、またはルートフェースbが小
であると、第1図の破線12で示すように溶融池7は逆
にキーホール8を広げる方向に後退し、上記とは逆の現
象となる。
"Then, the arc length becomes smaller or no longer formed. As the arc length becomes shorter, the welding current at point C increases and the arc voltage decreases. Conversely, the root gap a If the root face b is large or the root face b is small, the molten pool 7 will conversely retreat in the direction of widening the keyhole 8, as shown by the broken line 12 in FIG. 1, resulting in a phenomenon opposite to the above.

故に、C点におけるアーク電圧E(溶接チップと母材間
の電圧)と溶接電流Iを検出すれば裏ビードの状態が検
出できる。
Therefore, the state of the back bead can be detected by detecting the arc voltage E (voltage between the welding tip and the base metal) and the welding current I at point C.

第4図に溶接進行方向に対するアークの回転位置(C、
R,C、L)の定義を示し、第5図f        
「 に開先状態の変動によるアークの回転位置とアーク電圧
Eとの関係を示す。同図において、Aは開先状態が適正
の場合、Bはルートギャップが小、またはルートフェー
スが大であるため、裏ビード不足の場合、Cはルートギ
ャップが大、またはルートフェースが小であるため、裏
ビード過大、8過ぎの場合である。すなわち、適正状態
Aに対し裏ビード不足Bになると、C点でのアーク電圧
「 Eは低下し、逆に裏ビード過大Cとなると、該C点での
アーク電圧Eは上昇する。
Figure 4 shows the rotational position of the arc with respect to the welding direction (C,
Figure 5f shows the definitions of R, C, L).
The relationship between the rotational position of the arc and the arc voltage E due to variations in the groove condition is shown in the figure. In the figure, A indicates that the groove condition is appropriate, and B indicates that the root gap is small or the root face is large. Therefore, if the back bead is insufficient, C has a large root gap or a small root face, so the back bead is too large, exceeding 8. In other words, when the back bead is insufficient B compared to the proper state A, C The arc voltage E at point C decreases, and conversely, if the back bead becomes too large C, the arc voltage E at point C increases.

次に、本発明の制御方法としては、まずC点「 でのアーク電圧Eと溶接電流Iを検出する。ただしこの
場合、アーク長の変化を検知するため、ACC制御法に
より溶接トーチ1の高さ(ワイヤ突出長とアーク長の和
)を一定に制御しながら行うことが必要である。被溶接
部材の凹凸、うねりなどの影響を受けないようにするた
めである。アーク電圧Eと溶接電流Iの検出は、第4図
に示すように所定の位相角φの間で積分しくノイズ成分
除去のため)、平均化する。位相角φは5@以上90″
以下である。次に、それらの検出値からアーク長を演算
し、その演算値が設定値と等しくなるように溶接電流を
変化させ、さらに、トーチ高さ(ワイヤ突出長とアーク
長の和)が一定となるようにワイヤ送給速度も変化させ
、同時に溶着断面積が一定となるように、すなわち、ワ
イヤ送給速度と溶接速度の比が一定となるように溶接速
度も変化させるのである。
Next, in the control method of the present invention, the arc voltage E and welding current I at point C are first detected. However, in this case, in order to detect changes in the arc length, the ACC control method is used to increase the It is necessary to control the welding length (the sum of the wire protrusion length and the arc length) at a constant level.This is to avoid being affected by unevenness, waviness, etc. of the workpiece to be welded.Arc voltage E and welding current As shown in Fig. 4, the detection of I is integrated and averaged over a predetermined phase angle φ (in order to remove noise components).The phase angle φ is 5@ or more than 90''.
It is as follows. Next, calculate the arc length from these detected values, change the welding current so that the calculated value is equal to the set value, and furthermore, the torch height (the sum of the wire protrusion length and the arc length) becomes constant. The wire feeding speed is changed in this way, and at the same time, the welding speed is also changed so that the welded cross-sectional area becomes constant, that is, the ratio of the wire feeding speed to the welding speed becomes constant.

また、本発明においては従来のバッキング法を用いなく
とも実施できる。なお、従来のアークセンサは開先倣い
制御が目的であるため、Cr点についての情報のみに基
づいて制御している。
Further, the present invention can be implemented without using the conventional backing method. Note that since the purpose of the conventional arc sensor is groove tracing control, control is performed only based on information about the Cr point.

[実施例〕 第6図は本発明のキーホール式片面溶接方法を実施する
装置の一実施例を示すブロック図である。
[Embodiment] FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of an apparatus for carrying out the keyhole type single-sided welding method of the present invention.

溶接ワイヤ2の先端のアーク3を回転させるには、偏心
チップ方式(特公昭63−39346号)と偏心回転機
構式(特開昭62−104684号)とがあるが、ここ
では後者の偏心回転機構式で示されている。すなわち、
溶接トーチ1の上部を自動調心玉軸受21により支持し
、中間部に図示しない自動調心玉軸受を介して偏心回転
機構(ギヤ機構)22を設け、モータ23により溶接ト
ーチ1の下端が円運動を行うように高速で回転させるも
のである。これにより溶接トーチ1の中心に送給される
溶接ワイヤ2の先端が円運動を行い、アーク3が高速回
転する。− 溶接ワイヤ2すなわちアーク3の回転位置(第4図参照
)はモータ23に取り付けたエンコーダ24により検出
されるようになっている。
To rotate the arc 3 at the tip of the welding wire 2, there are an eccentric tip method (Japanese Patent Publication No. 63-39346) and an eccentric rotation mechanism method (Japanese Patent Publication No. 62-104684). Here, we will use the latter eccentric rotation method. It is shown in the mechanical formula. That is,
The upper part of the welding torch 1 is supported by a self-aligning ball bearing 21, and an eccentric rotation mechanism (gear mechanism) 22 is provided at the middle part via a self-aligning ball bearing (not shown). It rotates at high speed to perform motion. As a result, the tip of the welding wire 2 fed to the center of the welding torch 1 performs a circular motion, and the arc 3 rotates at high speed. - The rotational position of the welding wire 2 or the arc 3 (see FIG. 4) is detected by an encoder 24 attached to the motor 23.

溶接電源25は溶接トーチ1と一方の被溶接部材4との
間に接続されている。アーク3のアーク電圧E及び溶接
電流Iはそれぞれアーク電圧検出器26及び溶接電流検
出器27により検出され、それぞれ差動増幅器28.2
9を介してCPU30に入力されるようになっている。
A welding power source 25 is connected between the welding torch 1 and one of the members to be welded 4. Arc voltage E and welding current I of arc 3 are detected by arc voltage detector 26 and welding current detector 27, respectively, and differential amplifier 28.2, respectively.
The data is inputted to the CPU 30 via 9.

、31.32はそれぞれアーク電圧の基準値の設定器及
び溶接電流の基準値の設定器であり、アーク電圧検出器
26と差動増幅器28.及び溶接電流検出器27と差動
増幅器29からのアーク電圧・溶接電流波形信号、並び
にエンコーダ24からの回転位置信号を得てCPU30
にて公知のアークセンサによる開先倣い制御33とAC
C制御によるトーチ高さ制御34を行う。この開先倣い
のための制御回路及びトーチ高さ制御回路は図示されて
いない。ただし、ここではC点におけるアーク長の変化
を検知するため、つまり被溶接部材4,5の凹凸、うね
りなどにより溶接ワイヤ2の先端の高さを一定に制御す
る必要があるため、ACC制御法によりトーチ高さを一
定に制御している。
, 31 and 32 are an arc voltage reference value setter and a welding current reference value setter, respectively, and an arc voltage detector 26 and a differential amplifier 28 . The arc voltage and welding current waveform signals from the welding current detector 27 and the differential amplifier 29 and the rotational position signal from the encoder 24 are obtained, and the CPU 30
Groove tracing control 33 and AC using a well-known arc sensor
Torch height control 34 is performed using C control. The control circuit for this groove tracing and the torch height control circuit are not shown. However, here, in order to detect the change in the arc length at point C, in other words, it is necessary to control the height of the tip of the welding wire 2 to be constant due to the unevenness, waviness, etc. of the members 4 and 5 to be welded, so the ACC control method is used. The torch height is controlled to be constant.

このようなトーチ高さ制御のもとで、エンコーダ24か
らの回転位置信号がCPU30に入力されると’−Ee
r積分器35及−びlcr積分器36によりアーク電圧
・溶接電流波形信号を、第4図に示すようにC点を中心
とする位相角φの範囲で、アーク3の1回転ごとに積分
し、アーク電圧の積分値S  、溶接電流の積分値S 
 を求める。
Under such torch height control, when the rotational position signal from the encoder 24 is input to the CPU 30, '-Ee
The r integrator 35 and the lcr integrator 36 integrate the arc voltage and welding current waveform signals for each revolution of the arc 3 within a range of phase angle φ centered on point C, as shown in FIG. , integral value S of arc voltage, integral value S of welding current
seek.

ECr           lcr そしてこの積分値5Eer ’  ” Ierのそれぞ
れの平均値、すなわち、E  、I  をp 演算器3
7にcr      cr      cr大入力、以
下の6式を解くことにより、p を得C「 る。
ECr lcr And each average value of this integral value 5Eer ''' Ier, that is, E and I, is calculated by p calculation unit 3.
7, input cr cr cr, and solve the following 6 equations to obtain p.

第7図を参照して、E と! の検出値及びワer  
    er イヤ送給速度V 、制御回路42により検出されたワイ
ヤ送給速度Vrにより、Cr点でのアーク長g は次式
より計算できる。
Referring to Figure 7, E and! Detected value and er
The arc length g at point Cr can be calculated from the following equation using the wire feeding speed Vr detected by the control circuit 42.

C「 E  −V  +V          ・・・(1)
cr   a   L V L −a L I a −b v r / Ia 
  ”’ (2)V  −V  +X、Q      
   ・・・(3)a       o       
  crV 繻cI  十d         川(4
)OCT X−el+f               ・・・(
5)Cr 2     ・・・(6) v r −g I a十h L I aここに、 V :溶接ワイヤ突出し部での両端間の電り 圧降下 ■a:ミニアークの電圧降下 L:ワイヤ突出長 ■ =溶接電流の平均値(電流計27より検出される溶
接電流を平均化した値) vf:ワイヤ送給速度 X:アークの電位傾度 a−h:全で定数で、ワイヤ、シールドガスの種類によ
り実験で定められる。
C "E -V +V ... (1)
cr a L V L -a L I a -b v r / Ia
”' (2) V −V +X, Q
...(3) a o
crV 繻cI 10d river (4
)OCT X-el+f...(
5) Cr 2 ... (6) v r -g I a 10 h L I a where, V: Electric voltage drop between both ends at the protruding part of the welding wire ■a: Voltage drop of mini arc L: Wire protrusion Long ■ = Average value of welding current (value obtained by averaging the welding current detected by ammeter 27) vf: Wire feeding speed Determined experimentally depending on the type.

以上の6式より求めたアーク長I があらがしめC「 設定された適正状態Aでの基準アーク長p  にcro 等しくなるように溶接電流I を変化させるのである。The arc length I obtained from the above 6 formulas is confusing. cro to the standard arc length p in the set proper state A The welding current I is changed so that it becomes equal.

すなわち、g >g  のときは、g −cr    
 cro              crp  とな
るまで、溶接電流I を減少し、’ crero   
                     aくI 
 のときは、I  −1となるまで、溶ero    
           er     er。
That is, when g > g, g - cr
Decrease the welding current I until cro crp and ' crero
akuI
When , the melt becomes I -1.
er er.

接電施工、を増加させる。このための比較器38及びp
  設定器39が設けられている。比較器rO 38の出力はCPU30にフィードバックされ、溶接電
流1  (40)、 ワイヤ送給速度v、(42)、及
び溶接速度1/(41)を制御する。二二で、溶接電流
I、を変化させるとき、(6)式においてワイヤ突出長
しが一定となるようにワイヤ送給速度Vrも変化させ、
かつ、ACC)−チ高さ制御における溶接電流基準値は
このI を用いて常にトーチ高さを一定に制御しておく
。また、溶接電流I、を変化させるとき、溶着断面積(
S−v r / v )が一定となるように溶接速度V
も変化させるようにする。
Increase electrical connection work. Comparator 38 and p
A setting device 39 is provided. The output of the comparator rO 38 is fed back to the CPU 30 to control the welding current 1 (40), the wire feed speed v, (42), and the welding speed 1/(41). In 22, when changing the welding current I, the wire feeding speed Vr is also changed so that the wire protrusion length is constant in equation (6),
In addition, the welding current reference value in the torch height control (ACC) is used to always control the torch height to a constant value. Also, when changing the welding current I, welding cross-sectional area (
Welding speed V so that S-vr/v) is constant
Also change it.

[発明の効果] 以上のように本発明によれば、キーホール式片面溶接に
おいて、開先形状の状態にょる裏ビード形状の制御が、
高速回転アーク溶接法を適用し、アークセンサの情報の
みに基づいてアークの回転位置の後方点Cでのアーク長
を一定に制御することで可能になったので、従来のよう
に特別のセンサを設ける必要がなくなり、高速、高能率
の片面溶接が実現できる。また本発明による裏ビードの
形状は常に開先状態の変動に対して適正に合わせられる
のできわめて安定しているなど多大の効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, in keyhole type single-sided welding, the back bead shape can be controlled by the groove shape state.
This has been made possible by applying a high-speed rotating arc welding method and controlling the arc length at the rear point C of the arc rotation position to a constant value based only on information from the arc sensor. There is no need to provide one, and high-speed, high-efficiency single-sided welding can be achieved. In addition, the shape of the back bead according to the present invention is always properly adjusted to variations in the groove condition, so it is extremely stable and has many effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明のキーホール式片面溶接方法を示す断面
側面図、第2図及び第3図はそれぞれ第1図の平面図及
び断面正面図、第4図は溶接進行方向に対するアークの
回転位置をあられす説明図、第5図は開先状態の変動に
よるアークの回転位置とアーク電圧との関係を示すアー
ク電圧波形図、第6図は本発明方法を実施する装置の一
実施例を示すブロック図、第7図はアーク長を計算する
ために用いる説明図である。 1・・・溶接トーチ 2・・・溶接ワイヤ 3・・・アーク 4.5・・・被溶接部材 6・・・開先 7・・・溶融池 8・・・キーホール 9・・・溶接ビード 10・・・裏ビード 23・・・モータ 24・・・エンコーダ 26・・・アーク電圧検出器 27・・・溶接電流検出器 28.29・・・差動増幅器 30・・・CPU 35・・・E 積分器 r 36・・・I 積分器 r 37・・・p 演算器 r 38・・・比較器 39・・・g  設定器 rO 代理人 弁理士  佐々木 宗 治
Fig. 1 is a cross-sectional side view showing the keyhole type single-sided welding method of the present invention, Figs. 2 and 3 are a plan view and a cross-sectional front view of Fig. 1, respectively, and Fig. 4 is rotation of the arc with respect to the welding direction. Fig. 5 is an arc voltage waveform diagram showing the relationship between the rotational position of the arc and the arc voltage due to variations in the groove condition, and Fig. 6 shows an example of the apparatus for carrying out the method of the present invention. The block diagram shown in FIG. 7 is an explanatory diagram used to calculate the arc length. 1... Welding torch 2... Welding wire 3... Arc 4.5... Part to be welded 6... Groove 7... Molten pool 8... Keyhole 9... Welding bead 10...Back bead 23...Motor 24...Encoder 26...Arc voltage detector 27...Welding current detector 28.29...Differential amplifier 30...CPU 35... E Integrator r 36...I Integrator r 37...p Arithmetic unit r 38...Comparator 39...g Setter rO Agent Patent attorney Muneharu Sasaki

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)アーク直下にキーホールを形成しながら片面溶接
を行うアーク溶接方法において、 高速回転アーク溶接法を用い、その際ACC制御法によ
りトーチ高さ(ワイヤ突出長とアーク長の和)を一定に
制御し、同時にアークセンサによる開先自動倣い制御を
行いながら、アークの回転位置の後方点C_rにおける
アーク長を、該C_r点におけるアーク電圧及び溶接電
流の検出値より演算し、得られたアーク長が設定値と等
しくなるように溶接電流を制御することにより、裏ビー
ド形状を安定に制御することを特徴とするキーホール式
片面溶接方法。
(1) In the arc welding method that performs single-sided welding while forming a keyhole directly under the arc, a high-speed rotating arc welding method is used, and the torch height (sum of wire protrusion length and arc length) is kept constant using the ACC control method. At the same time, the arc length at the rear point C_r of the rotational position of the arc is calculated from the detected values of the arc voltage and welding current at the point C_r, and the arc length obtained is A keyhole single-sided welding method characterized by stably controlling the shape of the back bead by controlling the welding current so that the length is equal to a set value.
(2)前記C_r点におけるアーク長を演算する場合に
前記C_r点におけるアーク電圧及び溶接電流の検出値
として、該C_r点を中心に所定の位相角φについて積
分し平均化した値を用いることを特徴とする請求項1記
載のキーホール式片面溶接方法。
(2) When calculating the arc length at the C_r point, use values obtained by integrating and averaging a predetermined phase angle φ around the C_r point as the detected values of the arc voltage and welding current at the C_r point. The keyhole type single-sided welding method according to claim 1.
(3)演算により得られた前記C_r点におけるアーク
長が、設定値と等しくなるように、溶接電流を制御する
とき、トーチ高さ(ワイヤ突出長とアーク長の和)が一
定となるように、ワイヤ送給速度も変化させることを特
徴とする請求項1または2記載のキーホール式片面溶接
方法。
(3) When controlling the welding current so that the arc length at the point C_r obtained by calculation is equal to the set value, the torch height (sum of wire protrusion length and arc length) is kept constant. 3. The keyhole type single-sided welding method according to claim 1, wherein the wire feeding speed is also changed.
(4)前記C_r点におけるアーク長が設定値と等しく
になるよう溶接電流を変化させるとき、溶着断面積が一
定となるように溶接速度も変化させることを特徴とする
請求項1もしくは2または3記載のキーホール式片面溶
接方法。
(4) When changing the welding current so that the arc length at the C_r point becomes equal to a set value, the welding speed is also changed so that the welded cross-sectional area becomes constant. Keyhole single-sided welding method described.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2013090504A1 (en) * 2011-12-16 2013-06-20 Illinois Tool Works Inc. Dc electrode negative rotating arc welding method and system
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US10543551B2 (en) 2013-09-16 2020-01-28 Illinois Tool Works Inc. Synchronized rotating arc welding method and system
US10953484B2 (en) 2013-09-16 2021-03-23 Illinois Tool Works Inc. Narrow groove welding method and system

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