JPH0475115B2 - - Google Patents
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- JPH0475115B2 JPH0475115B2 JP62180358A JP18035887A JPH0475115B2 JP H0475115 B2 JPH0475115 B2 JP H0475115B2 JP 62180358 A JP62180358 A JP 62180358A JP 18035887 A JP18035887 A JP 18035887A JP H0475115 B2 JPH0475115 B2 JP H0475115B2
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- JP
- Japan
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- welding
- wire
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Links
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Classifications
-
- 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
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
-
- 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
- B23K9/06—Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
- B23K9/073—Stabilising the arc
-
- 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
- B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
- B23K9/0956—Monitoring or automatic control of welding parameters using sensing means, e.g. optical
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、溶接用ワイヤを用いた自動アーク
溶接法、特に突き合わせ継手のルートギヤツプの
幅変動に対して溶込みを一定に保ち、ビードの溶
け落ちを防止すると共にビード高さを一定に保つ
ための溶接パラメータ制御に関するものである。
溶接法、特に突き合わせ継手のルートギヤツプの
幅変動に対して溶込みを一定に保ち、ビードの溶
け落ちを防止すると共にビード高さを一定に保つ
ための溶接パラメータ制御に関するものである。
突き合わせ継手のアーク溶接では、開先のルー
トギヤツプ幅は一般的に零、すなわちルートフエ
ースが接した状態で溶接を行うようにしており、
特に自動溶接では最大でも１mm以下となるように
その管理を厳しく行う必要がある。これは、ルー
トギヤツプ幅が大きいところでは溶込みが不足し
たり、ひどい場合にはビードの溶け落ちが生じた
りするからであるが、現実には、接合部材の開先
成形加工には機械加工の精度上の限界もあるの
で、継手長さ方向に関するルートギヤツプ幅の変
動は不可避である。
トギヤツプ幅は一般的に零、すなわちルートフエ
ースが接した状態で溶接を行うようにしており、
特に自動溶接では最大でも１mm以下となるように
その管理を厳しく行う必要がある。これは、ルー
トギヤツプ幅が大きいところでは溶込みが不足し
たり、ひどい場合にはビードの溶け落ちが生じた
りするからであるが、現実には、接合部材の開先
成形加工には機械加工の精度上の限界もあるの
で、継手長さ方向に関するルートギヤツプ幅の変
動は不可避である。
このため従来では、片面からの溶接を一定条件
で行つてビード形状を一様にするために、溶接前
にルートギヤツプの広い箇所を手溶接等で埋めて
継手全長にわたつてルートギヤツプ幅がなるべく
零になるようにし、また開先のルートフエースを
３〜５mm以上と比較的大きくとつて溶接中のビー
ドの溶け落ちを防ぐ必要があつた。
で行つてビード形状を一様にするために、溶接前
にルートギヤツプの広い箇所を手溶接等で埋めて
継手全長にわたつてルートギヤツプ幅がなるべく
零になるようにし、また開先のルートフエースを
３〜５mm以上と比較的大きくとつて溶接中のビー
ドの溶け落ちを防ぐ必要があつた。
従来技術における溶接前のルートギヤツプの広
い箇所を手溶接等で埋める作業は溶接作業全体の
能率を大幅に低下させる。
い箇所を手溶接等で埋める作業は溶接作業全体の
能率を大幅に低下させる。
また従来では開先のルートフエースの高さ寸法
を大きくとる必要があるので、両面溶接の場合
に、表面溶接後、裏面溶接開始に先立つて溶込み
を最適にするための裏面側開先を表面側ビードに
達するガウジング等によつて形成する必要が生じ
るほか、接合部材が薄くなると傾斜開先がとれず
にＩ開先での突き合わせ継手とならざるを得ず、
溶接ビードの盛上りが大きくなつて、後からこれ
をグラインダ等で削り取る作業が必要になつてし
まい、例えば容器内面溶接に適用した場合にはこ
れが容器内の難作業となる欠点が避けられない。
を大きくとる必要があるので、両面溶接の場合
に、表面溶接後、裏面溶接開始に先立つて溶込み
を最適にするための裏面側開先を表面側ビードに
達するガウジング等によつて形成する必要が生じ
るほか、接合部材が薄くなると傾斜開先がとれず
にＩ開先での突き合わせ継手とならざるを得ず、
溶接ビードの盛上りが大きくなつて、後からこれ
をグラインダ等で削り取る作業が必要になつてし
まい、例えば容器内面溶接に適用した場合にはこ
れが容器内の難作業となる欠点が避けられない。
従つてこの発明の主要な課題は、突き合わせ継
手のルートギヤツプの幅変動に対して溶込みをあ
る目標値に一定に保ち、ルートフエースの高さ寸
法が小さくても、ビードの溶け落ちを有効に防止
することができる自動アーク溶接法を提供するこ
とであり、特に消耗溶接電極としての溶接用ワイ
ヤを用いる場合に、そのワイヤ突出し長さを溶接
中一定に保持し、制御による溶接電流とワイヤ送
給速度の変化に対してビード高さを一定に保持す
ることのできる自動アーク溶接法を提供すること
である。
手のルートギヤツプの幅変動に対して溶込みをあ
る目標値に一定に保ち、ルートフエースの高さ寸
法が小さくても、ビードの溶け落ちを有効に防止
することができる自動アーク溶接法を提供するこ
とであり、特に消耗溶接電極としての溶接用ワイ
ヤを用いる場合に、そのワイヤ突出し長さを溶接
中一定に保持し、制御による溶接電流とワイヤ送
給速度の変化に対してビード高さを一定に保持す
ることのできる自動アーク溶接法を提供すること
である。
この発明においては、接合すべき２部材間の開
先に沿つて消耗溶接電極としての溶接ワイヤを移
動させながら連続的なアーク溶接を施すに際し、
ルートギヤツプ幅の変化に対して設定された溶込
み深さを保つための溶接電流の大きさの変化特性
が、溶接電流Ｉ、ルートギヤツプ幅Ｇ、溶接ワイ
ヤ及びシールドガスなどの使用材料により一義的
に定まるルートギヤツプ幅が零のときの溶接電流
I0及び定数ｋを用いて、Ｉ＝I0−kGと規定され、
溶接中に前記ワイヤの前方で開先のルートギヤツ
プ幅の大きさが検出され、ルートギヤツプ幅の変
化に対して溶込みが予め定められた一定値に保持
されるように前記ルートギヤツプ幅検出値に応じ
て溶接電流の大きさが前記変化特性に従つて実時
間制御されると共に、前記制御された溶接電流
Ｉ、ワイヤ送給速度Vf、ワイヤの通電チツプか
らの突出し長さｌ、溶接ワイヤ及びシールドガス
などの使用材料により一義的に定まる定数Ａ及び
Ｂを用いた関係式Vf＝Ａ・Ｉ＋Ｂ・ｌ・I2に基い
て、前記ワイヤの通電チツプからの突出し長さが
予め定められた一定値に保持されるように前記制
御された溶接電流の大きさに応じてワイヤ送給速
度が可変制御され、さらに前記制御された溶接電
流Ｉ、前記制御されたワイヤ送給速度Vf、ルー
トギヤツプ幅が零のときのワイヤ送給速度初期値
をVf0、ルートギヤツプ幅が零のときの溶接速度
初期値をV0、溶接ワイヤ及びシールドガスなど
の使用材料により一義的に定まる定数α及びβを
用いた関係式Ｖ＝Vf／｛α・Vf0／V0＋β（I0−
Ｉ）｝に基いて、前記溶接電流およびワイヤ送給
速度の変化に対してビード高さが一定に保たれる
ように溶接速度の可変制御による溶着量補償制御
が行われる。
先に沿つて消耗溶接電極としての溶接ワイヤを移
動させながら連続的なアーク溶接を施すに際し、
ルートギヤツプ幅の変化に対して設定された溶込
み深さを保つための溶接電流の大きさの変化特性
が、溶接電流Ｉ、ルートギヤツプ幅Ｇ、溶接ワイ
ヤ及びシールドガスなどの使用材料により一義的
に定まるルートギヤツプ幅が零のときの溶接電流
I0及び定数ｋを用いて、Ｉ＝I0−kGと規定され、
溶接中に前記ワイヤの前方で開先のルートギヤツ
プ幅の大きさが検出され、ルートギヤツプ幅の変
化に対して溶込みが予め定められた一定値に保持
されるように前記ルートギヤツプ幅検出値に応じ
て溶接電流の大きさが前記変化特性に従つて実時
間制御されると共に、前記制御された溶接電流
Ｉ、ワイヤ送給速度Vf、ワイヤの通電チツプか
らの突出し長さｌ、溶接ワイヤ及びシールドガス
などの使用材料により一義的に定まる定数Ａ及び
Ｂを用いた関係式Vf＝Ａ・Ｉ＋Ｂ・ｌ・I2に基い
て、前記ワイヤの通電チツプからの突出し長さが
予め定められた一定値に保持されるように前記制
御された溶接電流の大きさに応じてワイヤ送給速
度が可変制御され、さらに前記制御された溶接電
流Ｉ、前記制御されたワイヤ送給速度Vf、ルー
トギヤツプ幅が零のときのワイヤ送給速度初期値
をVf0、ルートギヤツプ幅が零のときの溶接速度
初期値をV0、溶接ワイヤ及びシールドガスなど
の使用材料により一義的に定まる定数α及びβを
用いた関係式Ｖ＝Vf／｛α・Vf0／V0＋β（I0−
Ｉ）｝に基いて、前記溶接電流およびワイヤ送給
速度の変化に対してビード高さが一定に保たれる
ように溶接速度の可変制御による溶着量補償制御
が行われる。
この発明に従えば、まず始めに、接合すべき２
部材間の開先のルートギヤツプ幅の変化に対して
或る溶込み深さを保つための溶接電流の大きさの
変化特性が溶接ワイヤおよびシールドガスなどの
使用材料に特有の関係として種々の溶込み深さに
ついて予め実験により求められる。すなわち、溶
接電流をＩ、ルートギヤツプ幅をＧ、ルートギヤ
ツプ幅が零のときの溶接電流をI0とすると、或る
溶接速度範囲内においては、 Ｉ＝I0−kG ……(1) の線形式で表せるリニアな変化特性が得られるこ
とが確かめられている。但し(1)式でｋは定数であ
り、この定数ｋと前記I0とは、実際の溶接に用い
る前記使用材料等によつて一義的に定まる値をも
つ。
部材間の開先のルートギヤツプ幅の変化に対して
或る溶込み深さを保つための溶接電流の大きさの
変化特性が溶接ワイヤおよびシールドガスなどの
使用材料に特有の関係として種々の溶込み深さに
ついて予め実験により求められる。すなわち、溶
接電流をＩ、ルートギヤツプ幅をＧ、ルートギヤ
ツプ幅が零のときの溶接電流をI0とすると、或る
溶接速度範囲内においては、 Ｉ＝I0−kG ……(1) の線形式で表せるリニアな変化特性が得られるこ
とが確かめられている。但し(1)式でｋは定数であ
り、この定数ｋと前記I0とは、実際の溶接に用い
る前記使用材料等によつて一義的に定まる値をも
つ。
実際の溶接パラメータの制御に際しては、これ
らの変化特性のうちから使用材料と設定溶込み深
さに対応した変化特性が選ばれて用いられる。
らの変化特性のうちから使用材料と設定溶込み深
さに対応した変化特性が選ばれて用いられる。
溶接中においては、溶接電極の前方で開先のル
ートギヤツプ幅の大きさが例えば撮像手段と画像
処理システム等の検出手段によつて時々刻々と検
出され、このルートギヤツプ幅検出値によつて、
前述選ばれた変化特性に従つた溶接電流のリアル
タイム制御が行われる。この場合、ルートギヤツ
プ幅の検出位置と溶接電極位置との間隔に応じた
遅延を溶接速度との関係で補償し得ることは述べ
るまでもない。
ートギヤツプ幅の大きさが例えば撮像手段と画像
処理システム等の検出手段によつて時々刻々と検
出され、このルートギヤツプ幅検出値によつて、
前述選ばれた変化特性に従つた溶接電流のリアル
タイム制御が行われる。この場合、ルートギヤツ
プ幅の検出位置と溶接電極位置との間隔に応じた
遅延を溶接速度との関係で補償し得ることは述べ
るまでもない。
このようにして、溶接中のルートギヤツプ幅の
変化に応じて、或る設定溶込み深さを保持するた
めの溶接電流制御が行われ、溶け落ちの生じない
安定した自動アーク溶接が行われる。
変化に応じて、或る設定溶込み深さを保持するた
めの溶接電流制御が行われ、溶け落ちの生じない
安定した自動アーク溶接が行われる。
この発明に従えば、前記溶接電極として消耗溶
接電極ワイヤが使用されて前述の溶接パラメータ
制御が行われるが、この場合さらに前記制御され
た溶接電流Ｉの大きさの変化に対応して、 Vf＝Ａ・Ｉ＋Ｂ・ｌ・I2 ……(2) の関係式に従い、ワイヤ送給速度Vfが可変制御
され、これにより前記ワイヤの通電チツプからの
突出し長さｌが予め定められた一定値に保持され
る。尚、(2)式でＡ、Ｂはワイヤおよびシールドガ
ス等によつて一義的に定まる定数である。
接電極ワイヤが使用されて前述の溶接パラメータ
制御が行われるが、この場合さらに前記制御され
た溶接電流Ｉの大きさの変化に対応して、 Vf＝Ａ・Ｉ＋Ｂ・ｌ・I2 ……(2) の関係式に従い、ワイヤ送給速度Vfが可変制御
され、これにより前記ワイヤの通電チツプからの
突出し長さｌが予め定められた一定値に保持され
る。尚、(2)式でＡ、Ｂはワイヤおよびシールドガ
ス等によつて一義的に定まる定数である。
好ましくはさらに加えて、例えば前記制御され
た溶接電流Ｉ及び制御されたワイヤ送給速度Vf
の変化に対応して、 Et＝El＋Ea＋Er ……(3) の関係式（アークの負荷特性）に従い、溶接供給
電圧Etが可変制御される。ここで前記(3)式の場
合、Elは突出し長さｌの部分における溶接用ワイ
ヤの電圧降下、Eaはアーク長laのアーク電圧、Er
は溶接電圧供給端とワイヤへの通電チツプおよび
溶接部材との間の接続回路抵抗Ｒによる電圧降下
であり、それぞれ次のとおりである。
た溶接電流Ｉ及び制御されたワイヤ送給速度Vf
の変化に対応して、 Et＝El＋Ea＋Er ……(3) の関係式（アークの負荷特性）に従い、溶接供給
電圧Etが可変制御される。ここで前記(3)式の場
合、Elは突出し長さｌの部分における溶接用ワイ
ヤの電圧降下、Eaはアーク長laのアーク電圧、Er
は溶接電圧供給端とワイヤへの通電チツプおよび
溶接部材との間の接続回路抵抗Ｒによる電圧降下
であり、それぞれ次のとおりである。
El＝ａ・ｌ・ｊ−ｂ・Vf／ｊ ……(4)
Ea＝E0(I)＋ｘ・la ……(5)
Er＝Ｒ・Ｉ ……(6)
尚、これらの式中で、ｊは溶接用ワイヤの電流
密度であつてワイヤ径をＤとすれば、 ｊ＝Ｉ／（1/4πD2） ……(7) で表され、またE0(I)は溶接電流Ｉの関数として
のアーク長la＝０のときの電極電圧降下、ｘはア
ークの電位勾配を表す定数、ａ、ｂはワイヤおよ
びシールドガス等によつて一義的に定まる定数で
ある。
密度であつてワイヤ径をＤとすれば、 ｊ＝Ｉ／（1/4πD2） ……(7) で表され、またE0(I)は溶接電流Ｉの関数として
のアーク長la＝０のときの電極電圧降下、ｘはア
ークの電位勾配を表す定数、ａ、ｂはワイヤおよ
びシールドガス等によつて一義的に定まる定数で
ある。
前述の供給電圧Etの可変制御は、前述のように
一定値に制御された突き出し長さｌのもとに、例
えば(3)〜(7)式に基づいて、前記制御された溶接電
流Ｉおよび制御されたワイヤ送給速度Vfの変化
に対して更に前記アーク長laを或る設定値に保つ
ための電圧補償制御として行われる。
一定値に制御された突き出し長さｌのもとに、例
えば(3)〜(7)式に基づいて、前記制御された溶接電
流Ｉおよび制御されたワイヤ送給速度Vfの変化
に対して更に前記アーク長laを或る設定値に保つ
ための電圧補償制御として行われる。
さらにまたこの発明に従えば、さらに加えて、
前記制御された溶接電流Ｉおよび制御されたワイ
ヤ送給速度Vfの変化に対応して、 Ｖ＝Vf／｛α・Vf0／V0＋β（I0−Ｉ）｝……(8) の制御式に従つて溶接速度Ｖが可変制御される。
ここでVf0はルートギヤツプ幅が零のときのワイ
ヤ送給速度初期値、V0は同様にルートギヤツプ
幅が零のときの溶接速度初期値であり、α、βは
ワイヤおよびシールドガス等によつて一義的に定
まる定数である。
前記制御された溶接電流Ｉおよび制御されたワイ
ヤ送給速度Vfの変化に対応して、 Ｖ＝Vf／｛α・Vf0／V0＋β（I0−Ｉ）｝……(8) の制御式に従つて溶接速度Ｖが可変制御される。
ここでVf0はルートギヤツプ幅が零のときのワイ
ヤ送給速度初期値、V0は同様にルートギヤツプ
幅が零のときの溶接速度初期値であり、α、βは
ワイヤおよびシールドガス等によつて一義的に定
まる定数である。
前記溶接速度の可変制御は、前述のように一定
値に制御された突き出し長さｌのもとに、(8)式に
基づいて、前記制御された溶接電流Ｉおよび制御
されたワイヤ送給速度Vfの変化に対して更にビ
ード高さが一定に保たれるように溶着量の補償制
御として行われる。
値に制御された突き出し長さｌのもとに、(8)式に
基づいて、前記制御された溶接電流Ｉおよび制御
されたワイヤ送給速度Vfの変化に対して更にビ
ード高さが一定に保たれるように溶着量の補償制
御として行われる。
第１図はこの発明の好適な実施例に係る自動ア
ーク溶接法の制御系を示すブロツク図であり、こ
の例では、アークを回転させてその物理的効果を
周辺に分散させ、溶込みの周辺分散と扁平ビード
（湾曲ビード）の形成などの利点の得られる高速
回転アーク溶接法に適用した場合を示している
が、この発明はこれに限定されるものではない。
ーク溶接法の制御系を示すブロツク図であり、こ
の例では、アークを回転させてその物理的効果を
周辺に分散させ、溶込みの周辺分散と扁平ビード
（湾曲ビード）の形成などの利点の得られる高速
回転アーク溶接法に適用した場合を示している
が、この発明はこれに限定されるものではない。
第１図において、溶接部材１にはその厚さ方向
の寸法trのルートフエースで突き合わせた開先２
が形成されており、回転アークトーチ１０はモー
タ１１により溶接用ワイヤ３を矢印CW方向に回
転させながら送り装置１４による送りで開先に沿
つて矢印FA方向へ溶接を進め、その後方にビー
ドを形成させている。溶接用ワイヤ３はワイヤ送
給モータ１５によつて或る制御された送給速度で
供給されている。トーチ１０の前方で一定距離だ
け先行した開先位置をテレビジヨンカメラ１２が
撮像しており、このカメラ１２はトーチ１０と共
通に前記送り装置１４によつて一体的に移動され
るようになつている。テレビジヨンカメラ１２に
よる撮像信号は画像処理装置１３によつて信号処
理され、画像データ処理によつてトーチ１０の前
方の既知の距離位置における開先のルートギヤツ
プ幅Ｇが例えば前記撮像信号のフレーム時間毎に
検出される。尚、このルートギヤツプ幅の画像デ
ータによる検出は、例えば特願昭62−89908号に
て提案した方式によつて実施するのが好ましい
が、本発明はこれに限定されるものではない。
の寸法trのルートフエースで突き合わせた開先２
が形成されており、回転アークトーチ１０はモー
タ１１により溶接用ワイヤ３を矢印CW方向に回
転させながら送り装置１４による送りで開先に沿
つて矢印FA方向へ溶接を進め、その後方にビー
ドを形成させている。溶接用ワイヤ３はワイヤ送
給モータ１５によつて或る制御された送給速度で
供給されている。トーチ１０の前方で一定距離だ
け先行した開先位置をテレビジヨンカメラ１２が
撮像しており、このカメラ１２はトーチ１０と共
通に前記送り装置１４によつて一体的に移動され
るようになつている。テレビジヨンカメラ１２に
よる撮像信号は画像処理装置１３によつて信号処
理され、画像データ処理によつてトーチ１０の前
方の既知の距離位置における開先のルートギヤツ
プ幅Ｇが例えば前記撮像信号のフレーム時間毎に
検出される。尚、このルートギヤツプ幅の画像デ
ータによる検出は、例えば特願昭62−89908号に
て提案した方式によつて実施するのが好ましい
が、本発明はこれに限定されるものではない。
トーチ１０への溶接電流・電圧の供給は溶接電
源１６から溶接制御装置１７を介して行われ、ま
たワイヤ送給モータ１５の制御はモーター制御装
置１８により行われ、さらに送り装置１４による
溶接速度の制御は溶接速度制御装置１９によつて
行われる。
源１６から溶接制御装置１７を介して行われ、ま
たワイヤ送給モータ１５の制御はモーター制御装
置１８により行われ、さらに送り装置１４による
溶接速度の制御は溶接速度制御装置１９によつて
行われる。
これら溶接制御装置１７、モーター制御装置１
８および溶接速度制御装置１９への制御指令はマ
イクロコンピユータ（以下MCONと称す）２０
から与えられ、MCON２０は、付属の入力装置
２１によつて設定入力された各定数および設定値
と前記画像処理装置１３からのルートギヤツプ幅
Ｇの検出信号を受け取つて前述の各式(1)〜(8)に従
う演算を行い、各制御装置１７，１８，１９へ制
御信号を与える。ここで入力装置２１によつて与
えるのは、前述のｋ、ａ、ｂ、Ａ、Ｂ、ｘ、Ｄ，
Ｒの各定数と、I0、V0、Vf0、ｌ、la等の設定値
および溶接速度Ｖの上下限Vnax、Xnioである。こ
れら入力値の値は、予め実験で求めておいた値の
なかから、使用するワイヤやシールドガスなどに
適合するものを選んで入力する。
８および溶接速度制御装置１９への制御指令はマ
イクロコンピユータ（以下MCONと称す）２０
から与えられ、MCON２０は、付属の入力装置
２１によつて設定入力された各定数および設定値
と前記画像処理装置１３からのルートギヤツプ幅
Ｇの検出信号を受け取つて前述の各式(1)〜(8)に従
う演算を行い、各制御装置１７，１８，１９へ制
御信号を与える。ここで入力装置２１によつて与
えるのは、前述のｋ、ａ、ｂ、Ａ、Ｂ、ｘ、Ｄ，
Ｒの各定数と、I0、V0、Vf0、ｌ、la等の設定値
および溶接速度Ｖの上下限Vnax、Xnioである。こ
れら入力値の値は、予め実験で求めておいた値の
なかから、使用するワイヤやシールドガスなどに
適合するものを選んで入力する。
第２図に、溶接用ワイヤとして1.6mm径のフラ
ツクス入りステンレスワイヤを用い、シールドガ
スとしてCO2ガスを用いた場合の板厚10mmのステ
ンレス鋼板（SUS304）の自動アーク溶接につい
て、ワイヤ送給速度と溶接速度の比Vf／Ｖを一
定にしてビードの溶け落ち防止のための溶接電流
Ｉとルートギヤツプ幅Ｇとの関係、即ち溶接速度
Ｖが20〜100cm／分の範囲内においてルートギヤ
ツプ幅Ｇを変えた場合の或る溶込み深さｐを保つ
ための溶接電流Ｉの大きさを求めた結果を示す。
ツクス入りステンレスワイヤを用い、シールドガ
スとしてCO2ガスを用いた場合の板厚10mmのステ
ンレス鋼板（SUS304）の自動アーク溶接につい
て、ワイヤ送給速度と溶接速度の比Vf／Ｖを一
定にしてビードの溶け落ち防止のための溶接電流
Ｉとルートギヤツプ幅Ｇとの関係、即ち溶接速度
Ｖが20〜100cm／分の範囲内においてルートギヤ
ツプ幅Ｇを変えた場合の或る溶込み深さｐを保つ
ための溶接電流Ｉの大きさを求めた結果を示す。
この場合、開先形状は第３図に示す通りであ
り、◇印は溶込み1.5mmを確保する特性、◆印は
溶込み２mmを確保する特性、●印はビード溶け落
ちを生じる電流上限特性である。例えば第２図に
おいて、目標溶け込みp1＝２mmを確保する特性
は、 I0＝360〔Ａ〕、ｋ＝30〔Ａ／mm〕から、 Ｉ＝360−30G ……（1A） なる単純な線形式で表される。
り、◇印は溶込み1.5mmを確保する特性、◆印は
溶込み２mmを確保する特性、●印はビード溶け落
ちを生じる電流上限特性である。例えば第２図に
おいて、目標溶け込みp1＝２mmを確保する特性
は、 I0＝360〔Ａ〕、ｋ＝30〔Ａ／mm〕から、 Ｉ＝360−30G ……（1A） なる単純な線形式で表される。
前記MCON２０に前記入力装置２１からこの
I0＝360〔Ａ〕、ｋ＝30〔Ａ／mm〕が設定されると、
MCON２０は画像処理装置１３からのルートギ
ヤツプ幅検出値Ｇに応じて前記（1A）式に従い
溶込みp1＝２mmを保つための溶接電流Ｉの大きさ
を演算し、溶接制御装置１７にトーチ１０への溶
接電流がその大きさになるように指令する。
I0＝360〔Ａ〕、ｋ＝30〔Ａ／mm〕が設定されると、
MCON２０は画像処理装置１３からのルートギ
ヤツプ幅検出値Ｇに応じて前記（1A）式に従い
溶込みp1＝２mmを保つための溶接電流Ｉの大きさ
を演算し、溶接制御装置１７にトーチ１０への溶
接電流がその大きさになるように指令する。
このような制御によつて溶接中のルートギヤツ
プ幅Ｇの変動に対して設定された溶込み深さp1を
保持するような適正な溶接電流Ｉの制御が行わ
れ、従つて所望の設定溶込み深さでの安定した溶
接が果されるものである。
プ幅Ｇの変動に対して設定された溶込み深さp1を
保持するような適正な溶接電流Ｉの制御が行わ
れ、従つて所望の設定溶込み深さでの安定した溶
接が果されるものである。
上記の制御によつて溶接電流Ｉが変化するが、
それに対してワイヤ突き出し長さｌおよびアーク
長laを一定に保持する為の式(2)および式(3)〜(7)
は、第２図の例においては第４図に示す通りの実
験結果が得られている。
それに対してワイヤ突き出し長さｌおよびアーク
長laを一定に保持する為の式(2)および式(3)〜(7)
は、第２図の例においては第４図に示す通りの実
験結果が得られている。
第４図において、溶接電流Ｉの変化に対して、
ワイヤ送給速度Vfはワイヤ突き出し長さｌとし
てｌ＝15mmを設定値とすると、(2)式において定数
Ａ＝0.2、Ｂ＝4.59×10-5となる。
ワイヤ送給速度Vfはワイヤ突き出し長さｌとし
てｌ＝15mmを設定値とすると、(2)式において定数
Ａ＝0.2、Ｂ＝4.59×10-5となる。
これらの定数が入力装置２１から入力されると
MCON２０内ではこれを(2)式に当嵌めて前述制
御された溶接電流Ｉに応じたワイヤ送給速度Vf
の制御信号をモータ制御装置１８へ与え、ワイヤ
送給モータ１５の速度をを可変制御する。
MCON２０内ではこれを(2)式に当嵌めて前述制
御された溶接電流Ｉに応じたワイヤ送給速度Vf
の制御信号をモータ制御装置１８へ与え、ワイヤ
送給モータ１５の速度をを可変制御する。
また第４図において、ワイヤ突き出し長さｌ＝
15mmに加えてアーク長la＝1.5mmを設定値とする
と、Ｄ＝1.6mm、Ｒ＝．0Ωで(3)〜(7)式においては
ｘ＝2.4〔Ｖ／mm〕、E0（Ｉ）＝0.025I＋164〔Ｖ〕、ａ
＝1.12.×10-3、ｂ＝2.19となる。
15mmに加えてアーク長la＝1.5mmを設定値とする
と、Ｄ＝1.6mm、Ｒ＝．0Ωで(3)〜(7)式においては
ｘ＝2.4〔Ｖ／mm〕、E0（Ｉ）＝0.025I＋164〔Ｖ〕、ａ
＝1.12.×10-3、ｂ＝2.19となる。
これらの値が入力装置２１から入力されると、
MCON２０内ではこれを(3)〜(7)式に当嵌めて、
前述制御された溶接電流Ｉおよび制御されたワイ
ヤ送給速度Vfに応じた電圧Etが溶接制御装置１
７から出力されるように電圧を可変制御する。
MCON２０内ではこれを(3)〜(7)式に当嵌めて、
前述制御された溶接電流Ｉおよび制御されたワイ
ヤ送給速度Vfに応じた電圧Etが溶接制御装置１
７から出力されるように電圧を可変制御する。
溶接電流Ｉの変化に対してビード高さを一定に
保つには、前述の制御された溶接電流Ｉおよび制
御されたワイヤ送給速度Vfの変化を、各々の或
る基準状態での値（例えばＧ＝０のときの値＝初
期値I0、Vf0）における溶着量に対する変化とし
てとらえ、これを溶接速度の可変制御で補償する
のが前述(8)式の制御式である。MCON２０には
このための演算式も与えられており、初期値I0、
Vf0と定数α、βの入力装置２１による設定に従
つてMCON２１の内部で溶接電流Ｉとワイヤ送
給速度Vfとに応じた溶接速度Ｖが演算され、溶
接速度制御装置１９を介して送り装置１４が可変
速度制御されることにより、ビード高さも初期設
定値に一定に保持される。尚、この場合の溶接速
度Ｖの制御は溶接電流Ｉとワイヤ送給速度Vfと
の変化に応じて行われるが、第４図では第２図の
例において実験的に求めた特性として、溶接速度
Ｖを、 Ｖ＝Vf（V0／Vf0）＝Vf（20/67.54） として演算する場合を示してある。
保つには、前述の制御された溶接電流Ｉおよび制
御されたワイヤ送給速度Vfの変化を、各々の或
る基準状態での値（例えばＧ＝０のときの値＝初
期値I0、Vf0）における溶着量に対する変化とし
てとらえ、これを溶接速度の可変制御で補償する
のが前述(8)式の制御式である。MCON２０には
このための演算式も与えられており、初期値I0、
Vf0と定数α、βの入力装置２１による設定に従
つてMCON２１の内部で溶接電流Ｉとワイヤ送
給速度Vfとに応じた溶接速度Ｖが演算され、溶
接速度制御装置１９を介して送り装置１４が可変
速度制御されることにより、ビード高さも初期設
定値に一定に保持される。尚、この場合の溶接速
度Ｖの制御は溶接電流Ｉとワイヤ送給速度Vfと
の変化に応じて行われるが、第４図では第２図の
例において実験的に求めた特性として、溶接速度
Ｖを、 Ｖ＝Vf（V0／Vf0）＝Vf（20/67.54） として演算する場合を示してある。
以上のような溶接パラメータ制御を行つて部材
１の表面側の溶接を所定の溶込み深さp1で一定ビ
ード高さにて行つたのち、裏面側についてはすで
に開先のルートギヤツプは表側溶接で埋められて
いるから、裏側溶接に際してはＧ＝０のときに設
定溶け込み深さp2≧tf−p1を保つような溶接電流
Ｉの大きさを第２図のデータから選んでMCON
２０の設定し、ルートギヤツプ幅Ｇの変化につい
てはＧ＝０のときの開先断面積S0に対する溶接部
位の開先断面積Ｓの差△Ｓ＝Ｓ−S0に応じて溶接
速度Ｖのみを可変制御してビード高さを一定に保
つ制御を行う。この場合の制御式は、例えば、 Ｖ＝Vf0（α・Vf0／V0＋△Ｓ） ……(9) で与えられ、これがMCON２０にプログラムさ
れる。
１の表面側の溶接を所定の溶込み深さp1で一定ビ
ード高さにて行つたのち、裏面側についてはすで
に開先のルートギヤツプは表側溶接で埋められて
いるから、裏側溶接に際してはＧ＝０のときに設
定溶け込み深さp2≧tf−p1を保つような溶接電流
Ｉの大きさを第２図のデータから選んでMCON
２０の設定し、ルートギヤツプ幅Ｇの変化につい
てはＧ＝０のときの開先断面積S0に対する溶接部
位の開先断面積Ｓの差△Ｓ＝Ｓ−S0に応じて溶接
速度Ｖのみを可変制御してビード高さを一定に保
つ制御を行う。この場合の制御式は、例えば、 Ｖ＝Vf0（α・Vf0／V0＋△Ｓ） ……(9) で与えられ、これがMCON２０にプログラムさ
れる。
尚、実施例のシステムでは表側溶接時のルート
ギヤツプ幅データがMCON２０で処理されるの
で、溶接位置との関係でこのデータを記憶してお
けば裏側溶接時のルートギヤツプ幅変化およびそ
れに比例した開先断面積変化△Ｓのデータを作る
ことができる。
ギヤツプ幅データがMCON２０で処理されるの
で、溶接位置との関係でこのデータを記憶してお
けば裏側溶接時のルートギヤツプ幅変化およびそ
れに比例した開先断面積変化△Ｓのデータを作る
ことができる。
以上に述べたようにこの発明によれば、突合せ
継手のルートギヤツプの幅変動に対して溶込みを
所望の目標値に一定に保つて自動溶接することが
可能であり、あまり厚くない溶接部材でもＩ開先
とせずにすみ、ビードの溶け落ちを起こさずにし
かも一定高さの扁平なビード形状での自動溶接が
達成可能である。
継手のルートギヤツプの幅変動に対して溶込みを
所望の目標値に一定に保つて自動溶接することが
可能であり、あまり厚くない溶接部材でもＩ開先
とせずにすみ、ビードの溶け落ちを起こさずにし
かも一定高さの扁平なビード形状での自動溶接が
達成可能である。
第１図はこの発明の一実施例に係る溶接システ
ムの構成を示すブロツク図、第２図はルートギヤ
ツプ幅変化に対して或る溶込み深さを確保するた
めの溶接電流の変化特性の例を示す線図、第３図
は前図の実験に用いた開先形状を示す説明図、第
４図は前記実験例における溶接電流と各溶接パラ
メータとの関係を示す線図である。 １：溶接部材、２：開先、３：溶接用ワイヤ、
１０：回転アーク溶接トーチ、１１：トーチ回転
用モータ、１２：テレビジヨンカメラ、１３：画
像処理装置、１４：送り装置、１５：ワイヤ送給
モータ、１６：溶接電源、１７：溶接制御装置、
１８：モータ制御装置、１９：溶接速度制御装
置、２０：マイクロコンピユータ、２１：入力装
置。
ムの構成を示すブロツク図、第２図はルートギヤ
ツプ幅変化に対して或る溶込み深さを確保するた
めの溶接電流の変化特性の例を示す線図、第３図
は前図の実験に用いた開先形状を示す説明図、第
４図は前記実験例における溶接電流と各溶接パラ
メータとの関係を示す線図である。 １：溶接部材、２：開先、３：溶接用ワイヤ、
１０：回転アーク溶接トーチ、１１：トーチ回転
用モータ、１２：テレビジヨンカメラ、１３：画
像処理装置、１４：送り装置、１５：ワイヤ送給
モータ、１６：溶接電源、１７：溶接制御装置、
１８：モータ制御装置、１９：溶接速度制御装
置、２０：マイクロコンピユータ、２１：入力装
置。
Claims (1)
- １ 接合すべき２部材間の開先に沿つて消耗溶接
電極としての溶接ワイヤを移動させながら連続的
なアーク溶接を施すに際し、ルートギヤツプ幅の
変化に対して設定された溶込み深さを保つための
溶接電流の大きさの変化特性を、溶接電流Ｉ、ル
ートギヤツプ幅Ｇ、溶接ワイヤ及びシールドガス
などの使用材料により一義的に定まるルートギヤ
ツプ幅が零のときの溶接電流I0及び定数ｋを用い
て、Ｉ＝I0−kGと規定し、溶接中に前記電極の
前方で開先のルートギヤツプ幅の大きさを検出し
ながら、ルートギヤツプ幅の変化に対して溶込み
が予め定められた一定値に保持されるように前記
ルートギヤツプ幅検出値に応じて溶接電流の大き
さを前記変化特性に従つて実時間制御すると共
に、前記制御された溶接電流Ｉ、ワイヤ送給速度
Vf、ワイヤの通電チツプからの突出し長さｌ、
溶接ワイヤ及びシールドガスなどの使用材料によ
り一義的に定まる定数Ａ及びＢを用いた関係式
Vf＝Ａ・Ｉ＋Ｂ・ｌ・I2に基いて、前記ワイヤの
通電チツプからの突出し長さが予め定められた一
定値に保持されるように前記制御された溶接電流
の大きさに応じてワイヤ送給速度を可変制御し、
さらに前記制御された溶接電流Ｉ、前記制御され
たワイヤ送給速度Vf、ルートギヤツプ幅が零の
ときのワイヤ送給速度初期値をVf0、ルートギヤ
ツプ幅が零のときの溶接速度初期値をV0、溶接
ワイヤ及びシールドガスなどの使用材料により一
義的に定まる定数α及びβを用いた関係式Ｖ＝
Vf／｛α・Vf0／V0＋β（I0−Ｉ）｝に基いて、前
記溶接電流及び前記ワイヤ送給速度の変化に対し
てビード高さが一定に保たれるように溶接速度の
可変制御による溶着量補償制御を行うことを特徴
とする消耗電極式アーク溶接法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62180358A JPS6422468A (en) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | Automatic arc welding method |
| DE8888111342T DE3870342D1 (de) | 1987-07-20 | 1988-07-14 | Automatisches lichtbogen-schweissverfahren. |
| US07/219,351 US4816641A (en) | 1987-07-20 | 1988-07-14 | Automatic arc-welding method |
| EP88111342A EP0300368B1 (en) | 1987-07-20 | 1988-07-14 | Automatic arc-welding method |
| CA000572151A CA1302516C (en) | 1987-07-20 | 1988-07-15 | Automatic arc-welding method |
| KR1019880009017A KR920004266B1 (ko) | 1987-07-20 | 1988-07-19 | 자동 아아크 용접방법 |
| CN88106154A CN1019174B (zh) | 1987-07-20 | 1988-07-20 | 自动电弧焊接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62180358A JPS6422468A (en) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | Automatic arc welding method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6422468A JPS6422468A (en) | 1989-01-25 |
| JPH0475115B2 true JPH0475115B2 (ja) | 1992-11-27 |
Family
ID=16081846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62180358A Granted JPS6422468A (en) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | Automatic arc welding method |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4816641A (ja) |
| EP (1) | EP0300368B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6422468A (ja) |
| KR (1) | KR920004266B1 (ja) |
| CN (1) | CN1019174B (ja) |
| CA (1) | CA1302516C (ja) |
| DE (1) | DE3870342D1 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03107571A (ja) * | 1989-09-21 | 1991-05-07 | Japan Electron Control Syst Co Ltd | 内燃機関の点火時期制御装置 |
| JP2791400B2 (ja) * | 1996-07-30 | 1998-08-27 | 川崎重工業株式会社 | 消耗電極式のアーク溶接方法及びアーク溶接装置 |
| US6011241A (en) * | 1998-02-25 | 2000-01-04 | Cybo Robots, Inc. | Method of adjusting weld parameters to compensate for process tolerances |
| AU5248599A (en) * | 1998-07-31 | 2000-02-21 | Telefonix, Inc. | Electrical/signal cable having improved composite cable jacket, shield terminal and grommet |
| DE102004052729A1 (de) | 2004-10-30 | 2006-05-04 | Roche Diagnostics Gmbh | Immunkomplex-spezifsicher Antikörper zur Reduktion des Nullwerts beim Nachweis von Antigen-spezifisch gebundenen Antikörpern einer bestimmten Immunglobulinklasse in Array-Testformaten |
| CN100365016C (zh) * | 2005-07-21 | 2008-01-30 | 李�昊 | 促进骨髓有核细胞及骨髓基质细胞增殖的系列肽及其应用 |
| DE102008032509A1 (de) * | 2008-07-10 | 2010-01-14 | Epcos Ag | Heizungsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung der Heizungsvorrichtung |
| US20100089888A1 (en) * | 2008-10-10 | 2010-04-15 | Caterpillar Inc. | Apparatuses and methods for welding and for improving fatigue life of a welded joint |
| JP2012135793A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Ihi Corp | 突き合わせ溶接方法及び突き合わせ溶接装置 |
| US20130119040A1 (en) * | 2011-11-11 | 2013-05-16 | Lincoln Global, Inc. | System and method for adaptive fill welding using image capture |
| CN105414784A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-03-23 | 福建省马尾造船股份有限公司 | 一种圆钢对接焊接工艺 |
| JP6619300B2 (ja) * | 2016-07-27 | 2019-12-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接装置 |
| CN106670621A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-17 | 广西汽车集团有限公司 | 一种焊接参数的设定方法及装置 |
| CN109079280B (zh) * | 2018-10-23 | 2022-04-19 | 中船澄西船舶修造有限公司 | 一种船体平对接大合拢缝组合式焊接工艺 |
| CN111037224B (zh) * | 2019-12-18 | 2021-11-16 | 安徽百甲科技有限责任公司 | 一种厚板熔透焊接h型钢不碳刨清根的焊接方法 |
| CN115255571A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-11-01 | 深圳市爱达思技术有限公司 | 焊丝伸出长度控制方法、装置、设备及存储介质 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5719169A (en) * | 1980-07-08 | 1982-02-01 | Mitsubishi Electric Corp | Pulse arc welding machine |
| JPS58137576A (ja) * | 1982-02-05 | 1983-08-16 | トヨタ自動車株式会社 | 自走式汎用ロ−ダ装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4532404A (en) * | 1983-02-01 | 1985-07-30 | Canadian Patents And Development Limited | Real time control system and process for controlling predetermined operating characteristics of a welding mechanism |
| DD221665A1 (de) * | 1984-03-09 | 1985-05-02 | Zentralinstitut Schweiss | Verfahren zur ueberwachung und steuerung des schweissprozesses |
| US4591689A (en) * | 1985-02-25 | 1986-05-27 | Caterpillar Tractor Co. | Adaptive welding guidance apparatus |
| US4733051A (en) * | 1987-08-25 | 1988-03-22 | Canadian Patents And Development Limited | Method and apparatus for controlling root pass weld penetration in open butt joints |
-
1987
- 1987-07-20 JP JP62180358A patent/JPS6422468A/ja active Granted
-
1988
- 1988-07-14 DE DE8888111342T patent/DE3870342D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-07-14 EP EP88111342A patent/EP0300368B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-07-14 US US07/219,351 patent/US4816641A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-07-15 CA CA000572151A patent/CA1302516C/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-07-19 KR KR1019880009017A patent/KR920004266B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-07-20 CN CN88106154A patent/CN1019174B/zh not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5719169A (en) * | 1980-07-08 | 1982-02-01 | Mitsubishi Electric Corp | Pulse arc welding machine |
| JPS58137576A (ja) * | 1982-02-05 | 1983-08-16 | トヨタ自動車株式会社 | 自走式汎用ロ−ダ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6422468A (en) | 1989-01-25 |
| EP0300368A2 (en) | 1989-01-25 |
| KR890001679A (ko) | 1989-03-28 |
| CA1302516C (en) | 1992-06-02 |
| CN1019174B (zh) | 1992-11-25 |
| US4816641A (en) | 1989-03-28 |
| CN1031344A (zh) | 1989-03-01 |
| DE3870342D1 (de) | 1992-05-27 |
| EP0300368B1 (en) | 1992-04-22 |
| EP0300368A3 (en) | 1989-04-05 |
| KR920004266B1 (ko) | 1992-06-01 |
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