JPH048149B2 - - Google Patents

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JPH048149B2
JPH048149B2 JP20155985A JP20155985A JPH048149B2 JP H048149 B2 JPH048149 B2 JP H048149B2 JP 20155985 A JP20155985 A JP 20155985A JP 20155985 A JP20155985 A JP 20155985A JP H048149 B2 JPH048149 B2 JP H048149B2
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JP
Japan
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welding
pipes
plasma
plasma gas
torch
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JP20155985A
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Japanese (ja)
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JPS6261777A (en
Inventor
Takeshi Yamade
Masayuki Watabiki
Hiroyasu Sato
Hideo Yano
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6261777A publication Critical patent/JPS6261777A/en
Publication of JPH048149B2 publication Critical patent/JPH048149B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は配管用プラズマ溶接方法に係り、特
に、キーホール溶接法による均一な裏波ビード形
状が要求される配管の周継手などを溶接する場合
に好敵な配管用プラズマ溶接方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a plasma welding method for piping, and is particularly suitable for welding circumferential joints of piping that require a uniform uranami bead shape by keyhole welding. This article relates to a plasma welding method for piping, which is a competitive advantage.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

通常、配管同志を溶接にて接合する場合には、
TIG(Tungsten−Inert−Gas arc welding)、あ
るいはMIG(Metal−Inert−Gas arc welding)
溶接を用いるのが一般的である。
Normally, when joining pipes together by welding,
TIG (Tungsten−Inert−Gas arc welding) or MIG (Metal−Inert−Gas arc welding)
Welding is commonly used.

このTIG,MIG溶接を用いて配管同志を接合
しようとしても、配管同志を突合せた場合には、
芯ずれ、あるいはギヤツプ等が生じるのが常であ
り、この配管の開先合せ状態が溶接状態を大きく
左右する。
Even if you try to join pipes together using TIG or MIG welding, when the pipes are butted together,
Misalignment or gaps often occur, and the alignment of the piping grooves greatly influences the welding condition.

上述したTIG,MIG溶接では、配管の開先合
せ状態が正常になる様に芯ずれ、及びギヤツプの
限界を厳しく抑制し、場合によつては開先合せを
やり直すか、或いは熟練工の能力による手動溶接
作業を行なつている。一方、自動溶接で施工する
場合には、第7図a、またはbに示す方法により
行つている。第7図aに示すものは、板厚t2a
配管1と2を、開先角度β2aをもつて溶接しよう
とする例であり、この場合には、管内径側を厚さ
ta、長さlの範囲で施削し、これにより配管1,
2の寸法不揃いを無くして開先合せ作業を少しで
も管便にし、開先合せ状態を管理している。ま
た、第7図bに示すものは、板厚t2bの配管1と
2を、開先角度β2bをもつて溶接しようとする例
であり、配管1と2の突合せ部にインサートリン
グ3を設け、これを利用して第7図aと同様に開
先合せ状態を良好に保つようにしたものである。
In the above-mentioned TIG and MIG welding, misalignment and gap limits are strictly controlled so that the pipe groove alignment is normal, and in some cases the groove alignment must be redone or manually performed by skilled workers. Performing welding work. On the other hand, when automatic welding is used, the method shown in FIG. 7a or b is used. Fig. 7a shows an example in which pipes 1 and 2 with plate thickness t 2a are to be welded with a groove angle β 2a .
ta, length l, and this results in pipe 1,
2, the uneven dimensions are eliminated to make the groove alignment work as easy as possible, and the groove alignment state is managed. Moreover, what is shown in FIG. 7b is an example in which pipes 1 and 2 with plate thickness t 2b are to be welded with a groove angle β 2b , and an insert ring 3 is attached to the butt part of pipes 1 and 2. This is used to maintain a good groove alignment condition as in FIG. 7a.

一方、TIG溶接等に比べアークのエネルギ密度
が高く、アーク長が大きいので高入熱が能率的な
アーク溶接を行うことができるという特徴を有し
しているプラズマ溶接がある。このプラズマ溶接
は、高温のプラズマジエツトで母材を貫通させ、
キーホールを形成しながらアーク溶接する方法で
ある。
On the other hand, there is plasma welding, which has a higher energy density and a longer arc length than TIG welding, etc., so that it can perform arc welding efficiently with high heat input. This plasma welding uses a high-temperature plasma jet to penetrate the base metal.
This is a method of arc welding while forming a keyhole.

ところが、上記したキーホールをしながらアー
ク溶接するプラズマ溶接は、溶接条件の安定域が
一般のTIG溶接、MIG溶接に比べるとせまい。
However, plasma welding, which involves arc welding while making a keyhole, has a narrower stable range of welding conditions than regular TIG and MIG welding.

従つて、プラズマ溶接法を利用したくても、溶
接条件の安定域がせまいため信頼性に欠けるとい
う問題があり、これを解消しようとすると溶接工
程が増加してしまうという欠点があつた。
Therefore, even if it is desired to use plasma welding, there is a problem of lack of reliability due to a narrow stable range of welding conditions, and an attempt to solve this problem results in an increase in the number of welding steps.

尚、プラズマ溶接法に関しては、特開昭59−
191568号公報、及び特開昭60−27473号公報等に
開示がある。
Regarding the plasma welding method, please refer to Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 1987-
Disclosures are made in JP-A No. 191568, JP-A-60-27473, and the like.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上述の点に鑑み成されたもので、その
目的とするところは、開先合せ状態に応じたプラ
ズマ溶接が可能となり、しかも、その溶接条件の
安定域を広くして信頼成を向上させ、かつ、溶接
工程が増加することのないようにした配管用プラ
ズマ溶接方法を提供するにある。
The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to enable plasma welding according to the groove alignment state, and to improve reliability by widening the stable range of welding conditions. To provide a plasma welding method for piping which can reduce the number of welding steps and which does not increase the number of welding steps.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は配管同志を突合せ、この両配管をプラ
ズマ溶接により接合する際に、前記配管同志の開
先合わせの理想状態時における溶接電流値、溶接
速度、およびプラズマガス量を予め設定してお
き、これを基準に前記配管同志の芯ずれ、配管間
をギヤツプ、及びこれら両者が同時に発生した状
態における各数値と溶接トーチの姿勢位置を制御
装置に入力し、かつ、前記溶接トーチは周回装置
により溶接姿勢を変えながら前記配管の周囲を周
回し、該溶接トーチの位置姿勢に応じた指令値が
前記制御装置により出力され、その指令値により
溶接電流制御器、溶接速度制御器、及びプラズマ
ガス量制御器が動作して前記溶接電流値、溶接速
度、及びプラズマガス量を調整することにより、
所期の目的を達成するようになしたものである。
即ち、プラズマ溶接は、溶接条件の安定域が一般
のTIG、MIG溶接に比べせまいことは上述した
が、その原因は、高入熱でエネルギ集中度が高い
溶接法であること、プラズマガス流を利用する溶
接法であること等が考えられるが、溶接継手部の
状態、つまり、開先合せの状態が大きく左右する
ことに着目し、この状態を溶接条件に取込み、上
記目的を達成するようになしたものである。
In the present invention, when the pipes are butted against each other and the two pipes are joined by plasma welding, the welding current value, welding speed, and plasma gas amount in the ideal state of groove alignment of the pipes are set in advance, Based on this, the misalignment between the pipes, the gap between the pipes, and the respective numerical values and the posture position of the welding torch in a state in which both occur simultaneously are input into the control device, and the welding torch is welded by the orbiting device. The welding torch moves around the pipe while changing its posture, and the control device outputs a command value according to the position and orientation of the welding torch, and the command value controls a welding current controller, welding speed controller, and plasma gas amount control. By operating the welding current value, welding speed, and adjusting the plasma gas amount,
It was designed to achieve the intended purpose.
In other words, as mentioned above, plasma welding has a narrower stable range of welding conditions than general TIG and MIG welding, but this is due to the welding method with high heat input and high energy concentration, and Although it may be due to the welding method used, we focused on the fact that the condition of the welded joint, that is, the condition of the groove alignment, has a large effect, and we incorporated this condition into the welding conditions to achieve the above purpose. This is what was done.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、図面の実施例に基づいて本発明を詳細に
説明する。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on embodiments shown in the drawings.

第3図aに示す如く、配管1と2が溶接される
ワークであり、この配管1と2の軸方向から見た
第3図bにおいて、外周側に時計の文字板の如
く、丸枠を付けて示した数字が溶接している姿勢
位置である。
As shown in Fig. 3a, this is a workpiece to which pipes 1 and 2 are welded, and in Fig. 3b, when viewed from the axial direction of these pipes 1 and 2, there is a round frame on the outer periphery, like the dial of a clock. The attached number is the welding posture position.

第4図に実際に配管1と2をプラズマキーホー
ル溶接している状態を示す。該図において、溶接
トーチ4は、電極4a、チツプ4b、及びカバー
4cから構成され、この溶接トーチ4に対し、溶
接電流として極が電極4aに、パイロツト電流
として極がチツプ4bに、そして、メイン電流
として極が配管1、または2に接続され、図示
しない溶接電流装置がら給電される。溶接トーチ
4の内部には、プラズマガス通路が設けられて、
プラズマガス6が流れる。また、シールドガス7
がカバー4cの内側から流れ溶接個所を包む。こ
れらのガスは、図示しないガスボンベから供給さ
れる。そして、溶接トーチ4は、配管1と2の突
合せ部をプラズマキーホール溶接ビード5を形成
しながら移動(第4図では紙面に直角の方向)
し、配管1と2を接合する。
Fig. 4 shows the state in which pipes 1 and 2 are actually plasma keyhole welded. In this figure, the welding torch 4 is composed of an electrode 4a, a tip 4b, and a cover 4c.The welding torch 4 has a pole for welding current at the electrode 4a, a pilot current for the pole at the tip 4b, and a main pole for the welding current. A pole is connected to the pipe 1 or 2 as a current, and power is supplied from a welding current device (not shown). A plasma gas passage is provided inside the welding torch 4,
Plasma gas 6 flows. Also, shield gas 7
flows from the inside of the cover 4c and surrounds the welding location. These gases are supplied from gas cylinders (not shown). Then, the welding torch 4 moves while forming a plasma keyhole welding bead 5 at the abutting portion of the pipes 1 and 2 (in the direction perpendicular to the plane of the paper in FIG. 4).
Then, pipes 1 and 2 are joined.

第1図にプラズマ溶接中の制御状態を示す。該
図の如く、溶接トーチ4が配管1、及び2の周囲
を周回装置8により、溶接姿勢を変えながら周回
する。ここで、制御装置9により、溶接トーチ4
の位置姿勢に応じた指令値が出される。その指令
値により、コントローラ10の溶接電流制御器1
0a、パルス時間制御器10b、溶接速度制御器
10c、及びプラズマガス流量制御器10dが動
作し、供給電源11、及びガスボンベ12から供
給される電気エネルギやガス量を溶接トーチ4へ
供給し、第4図を用いて説明したようにプラズマ
溶接を行う。
Figure 1 shows the control status during plasma welding. As shown in the figure, the welding torch 4 is rotated around the pipes 1 and 2 by the orbiting device 8 while changing the welding posture. Here, the control device 9 controls the welding torch 4
A command value is issued according to the position and orientation of. Based on the command value, the welding current controller 1 of the controller 10
0a, the pulse time controller 10b, the welding speed controller 10c, and the plasma gas flow rate controller 10d operate to supply the electrical energy and gas amount supplied from the power source 11 and the gas cylinder 12 to the welding torch 4. Plasma welding is performed as explained using FIG.

第2図aに溶接トーチ4の姿勢位置による制御
シーケンスを示す。該図は、溶接トーチ4の姿勢
位置、即ち第3図bに示した時計方向に移動した
場合の各位置(4,5,……,4,5)にお
けるパイロツトアーク(PA)、溶接電流(MC)、
溶接速度(V)、及びプラズマガス(PG)の制御
状態である。まず、溶接トーチ4の姿勢位置が
4,5時に設定された後、溶接開始指令「S」が
与えられるとプラズマガス「PG」が流れ、時間
「T1」の後パイロツトアーク「PA」が点灯する。
プラズマキーホール溶接は溶接電流「MC」によ
り配管1と2を溶融するエネルギを供給し、プラ
ズマガス「PG」によりエネルギを絞り込むと共
に、配管1と2の板厚をキーホール状に打抜くこ
とにより成立する。
FIG. 2a shows a control sequence based on the posture and position of the welding torch 4. This figure shows the pilot arc (PA) and welding current ( MC),
This is the control state of welding speed (V) and plasma gas (PG). First, after the posture position of the welding torch 4 is set at 4 or 5 o'clock, when the welding start command "S" is given, the plasma gas "PG" flows, and after the time "T 1 " the pilot arc "PA" lights up. do.
Plasma keyhole welding supplies energy to melt pipes 1 and 2 using welding current "MC", narrows down the energy using plasma gas "PG", and punches the thickness of pipes 1 and 2 into a keyhole shape. To establish.

従つて、溶接電流「MC」とプラズマガス
「PG」により主に制御され、パルス時間と速度は
副に制御される。尚、プラズマガス「PG」は、
プリフロー時間「T1+T2」の後、キーホールに
必要なガス量に制御される。プラズマガス「PG」
が安定状態に移行する時間「T3」の後に、溶接
電流「MC」はアツプスロープ時間「T4」でキー
ホールスタート電流「MCS」まで立上げられ、
キーホール時間「T5」の間保持され、キーホー
ル確認後は各姿勢位置の電流値に制御される。溶
接電流「MC」は、第2図bに示す如く、時間
「TP」と「TB」の間隔で、ピーク電流「MCP」
とベース電流「MCB」のパルス状に制御される
ことにより、キーホール溶接の品質を高めてい
る。
Therefore, it is mainly controlled by the welding current "MC" and the plasma gas "PG", and the pulse time and speed are secondarily controlled. In addition, plasma gas "PG" is
After the preflow time "T 1 + T 2 ", the amount of gas is controlled to the amount required for the keyhole. Plasma gas "PG"
After the time “T 3 ” when the welding current transitions to a stable state, the welding current “MC” is ramped up to the keyhole start current “MCS” at the up slope time “T 4 ”,
It is held for the keyhole time "T 5 ", and after the keyhole is confirmed, it is controlled to the current value at each posture position. As shown in Figure 2b, the welding current "MC" is equal to the peak current "MCP" at the interval of time "TP" and "TB".
The quality of keyhole welding is improved by controlling the base current "MCB" in a pulsed manner.

一方、溶接トーチは、キーホール時間「T5
の後、溶接電流「MC」、及びプラズマガス流量
「PG」と共に、各姿勢位置ごとの適正速度「V」
で配管1と2を周回運転する。キーホール溶接を
施行した溶接トーチが、周回後最初に設置した姿
勢位置、即ち、4,5時に戻つてきたのち、ラツ
プ時間「T6」の後、クレータ処理時間「T7」の
間溶接トーチの周回を止めクレータ処理を行い、
ダウンスロープ時間「T3」により溶接電流を切
る。プラズマガス流量「PG」は溶接電流「MC」
と同時に停止する。ダウンスロープ時間「T3
の後、数秒後にパイロツトアーク「PA」を切り、
溶接終了「F」となる。尚、第2図aの横軸は時
間制御中を「TC」、姿勢制御中を「PC」と表示
している。
On the other hand, the welding torch has a keyhole time of "T 5 "
After that, welding current “MC”, plasma gas flow rate “PG”, and appropriate speed “V” for each posture position.
Operate pipes 1 and 2 in circles. After the welding torch that performed keyhole welding returns to the initial position after the rotation, that is, at 4 or 5 o'clock, the welding torch returns to the position where it was first set up after the orbit, and after the wrap time "T 6 ", the welding torch continues during the crater treatment time "T 7 ". stop orbiting and perform crater treatment,
The welding current is cut off by the downslope time "T 3 ". Plasma gas flow rate “PG” is welding current “MC”
stop at the same time. Downslope time “T 3
After a few seconds, turn off the pilot arc “PA” and
The welding is complete and becomes "F". Incidentally, the horizontal axis in FIG. 2a shows "TC" when time control is in progress, and "PC" when attitude control is in progress.

ところで、プラズマ溶接を施工する際に、配管
同志の開先合せ状態が、その溶接を大きく左右す
ることは上述した通りで、配管1と2が第3図a
に示す様な開先合せの状態が最良の開先合せ状態
であるが、実際、この様に開先を合せることは非
常に難しいことである。一般には第5図aの如
く、配管1と2と中心が「e」のようにずれた芯
ずれの状態、第5図bの如く、配管1と2の突合
せ端部が傾斜してギヤツプ「g」がある状態、あ
るいは、第5図cの如く、第5図aの芯ずれと第
5図bのギヤツプの両者が組合さつた開先合せ状
態が生じるのが普通である。しかも、この芯ずれ
e、及びギヤツプgの方向は、第3図bの0時の
方向とは限らず、全姿勢について検討する必要が
ある。特にプラズマキーホール溶接は、芯ずれ
「e」、及びギヤツプ「g」によつて溶接品質が影
響を受けやすいため、これらの条件を溶接条件に
加味することが必要であるということになる。従
つて、この開先合せの状態、つまり、芯ずれ
「e」とギヤツプ「g」、及び姿勢位置について溶
接シーケンスを補正することによつて、良好な溶
接継手を得ることが可能となる。即ち、第2図a
において、良好ない開先合せ状態(第3図aの状
態)における溶接の条件設定値を実線でシーケン
スとすると、例えば芯ずれ「e」が第3図bの6
時と12時の方向にある場合には、溶接電流
「MC」、及びプラズマガス流量「PG」を第2図
aの破線の如く補正する(例えば、芯ずれ「e」
があり、見かけの板厚が増す場合、キーホール力
を高めるため溶接電流「MC」、及びプラズマガ
ス流量「PG」を、理想開先合せ状態である実線
で示す値より増加させる。)。一方、ギヤツプ
「g」が第3図bの12時の位置にある場合には、
プラズマガス流量「PG」を第2図aの二点鎖線
の如く補正する(例えば、ギヤツプ「g」がある
場合、キーホールは形成されやすくなるので、プ
ラズマガス流量「PG」を、理想開先合せ状態で
ある実線で示す値より減少させる。)。更に、溶接
速度「V」について検討してみると、芯ずれ
「e」がある場合には溶接速度「V」は補正する
ことなく対応可能であつたが、ギヤツプ「g」が
ある場合には、第2図aに二点鎖線で示す如く、
溶接速度「V」はギヤツプ「g」のある姿勢位置
のみ大きくする(図示の場合は、0時の位置にギ
ヤツプ「g」がある場合である。)。
By the way, as mentioned above, when performing plasma welding, the groove alignment condition of the pipes greatly affects the welding.
Although the groove alignment shown in the figure is the best groove alignment condition, it is actually very difficult to align the grooves in this way. In general, as shown in Figure 5a, the pipings 1 and 2 are misaligned as shown in "e", and as shown in Figure 5b, the abutting ends of the pipings 1 and 2 are slanted and the gap is "e". Normally, a state in which there is a "g" or a state in which the grooves are aligned as shown in FIG. 5c, where both the misalignment in FIG. 5a and the gap in FIG. 5b are combined, occur. Moreover, the direction of the misalignment e and the gap g is not limited to the 0 o'clock direction in FIG. 3b, and it is necessary to consider all postures. In particular, in plasma keyhole welding, the welding quality is easily affected by misalignment "e" and gap "g", so it is necessary to take these conditions into consideration in the welding conditions. Therefore, by correcting the welding sequence with respect to the groove alignment state, that is, the misalignment "e" and the gap "g", and the posture position, it is possible to obtain a good welded joint. That is, Figure 2a
If welding condition setting values in a poor groove alignment state (the state shown in Fig. 3a) are shown as a sequence by a solid line, for example, the misalignment "e" is 6 in Fig. 3b.
If the position is in the direction of 12 o'clock and
If there is an increase in the apparent plate thickness, the welding current "MC" and plasma gas flow rate "PG" are increased from the values shown by the solid line, which is the ideal groove alignment state, in order to increase the keyhole force. ). On the other hand, if the gap "g" is at the 12 o'clock position in Figure 3b,
Correct the plasma gas flow rate "PG" as shown in the two-dot chain line in Figure 2a (for example, if there is a gap "g", keyholes are likely to be formed, so adjust the plasma gas flow rate "PG" to the ideal groove ). Furthermore, when considering the welding speed "V", it was found that if there was a misalignment "e", the welding speed "V" could be adjusted without correction, but if there was a gap "g" , as shown by the two-dot chain line in Figure 2a,
The welding speed "V" is increased only at the posture position where the gap "g" is present (in the illustrated case, the gap "g" is at the 0 o'clock position).

尚、芯ずれ「e」とギヤツプ「g」が重合した
場合でも、上述と同様にして相当分の補正をする
ことにより、良好な溶接継手を得ることができ
る。
Even if the misalignment "e" and the gap "g" overlap, a good welded joint can be obtained by making a corresponding correction in the same manner as described above.

このような本実施例のプラズマ溶接方法とする
ことにより、溶接継手の開先合せ状態を溶接条件
に加味したプラズマキーホール溶接を実施可能と
なるので、配管の溶接における開先合せ状態の管
理を粗くすることができ溶接工数を低減する効果
がある。また、溶接全工程を比較してもキーホー
ル溶接可能板厚部分については、開先加工が省略
できること、及び溶融量を減少させるこが可能と
なるなど、合理化に著しく効果がある。
By using the plasma welding method of this embodiment as described above, it becomes possible to perform plasma keyhole welding in which the groove alignment condition of the weld joint is taken into consideration in the welding conditions. It can be roughened and has the effect of reducing welding man-hours. Furthermore, even when comparing the entire welding process, it is extremely effective in streamlining the parts where keyhole welding is possible, as beveling can be omitted and the amount of melting can be reduced.

尚、上述した実施例は、溶接トーチの威勢位置
が4,5時に設定された後、溶接開先指令が与え
られる例を示したが、溶接トーチの姿勢位置は
4,5時以外でもプラズマキーホール溶接が可能
であることは勿論であり、この場合には第2図a
の横軸、即ち時間軸をずらして考えることにより
読み替えられる。上述の実施例で溶接開始点をな
ぜ4,5時に選定したかを第6図を用いて説明す
る。キーホール溶接を行うに当り、ビードの解け
落ちを発生させる力の方向、即ち重力の方向Fb
とベース電流IB時のキーホール力FK、及び溶融金
属の表面張力Fnとのベクトル和が相殺する範囲
に近い点が4,5時であり、溶接開始点を4,5
時に選定することにより良好なプラズマ溶接を行
うことができる。
In the above embodiment, the welding groove command is given after the welding torch position is set to 4 or 5 o'clock; Of course, hole welding is possible, and in this case, Fig. 2a
It can be interpreted by shifting the horizontal axis, that is, the time axis. The reason why the welding start points were selected at 4 and 5 o'clock in the above embodiment will be explained with reference to FIG. When performing keyhole welding, the direction of the force that causes the bead to unravel, that is, the direction of gravity F b
The point near the range where the vector sum of the keyhole force F K at base current I B and the surface tension F n of the molten metal cancels out is at 4 and 5 o'clock, and the welding start point is set at 4 and 5 o'clock.
Good plasma welding can be achieved by selecting the appropriate temperature.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した本発明の配管用プラズマ溶接方法
によれば、配管同志を突合せ、この両配管をプラ
ズマ溶接により接合する際に、前記配管同志の開
先合わせの理想状態時における溶接電流値、溶接
速度、およびプラズマガス量を予め設定してお
き、これを基準に前記配管同志の芯ずれ、配管間
のギヤツプ、及びこれら両者が同時に発生した状
態における各数値と溶接が同時に発生した状態に
おける各数値と溶接トーチの姿勢位置を制御装置
に入力し、かつ、前記溶接トーチは周回装置によ
り溶接姿勢を変えながら前記配管の周囲を周回
し、該溶接トーチの位置姿勢に応じた指令値が前
記制御装置により出力され、その指令値により溶
接電流制御器、溶接速度制御器、及びプラズマガ
ス量制御器が動作して前記溶接電流値、溶接速
度、及びプラズマガス量を調整して行うものであ
るから、開先合わせ状態に応じたプラズマ溶接が
可能となり、しかも、その溶接条件を溶接に取込
んで行うため安定域が広くなり信頼性が向上し、
かつ、溶接工程は増加することがなく、此種配管
用プラズマ溶接に採用する場合には非常に有効で
ある。
According to the above-described plasma welding method for pipes of the present invention, when the pipes are butted against each other and both pipes are joined by plasma welding, the welding current value and welding speed in the ideal state of groove alignment of the pipes, and the welding speed. , and the amount of plasma gas are set in advance, and based on these values, the misalignment of the pipes, the gap between the pipes, and the values in the state where both of these occur simultaneously and the values in the state where welding occurs simultaneously are calculated. The attitude and position of the welding torch is input to the control device, and the welding torch goes around the pipe while changing the welding attitude by the orbiting device, and the control device generates a command value according to the position and attitude of the welding torch. The welding current controller, welding speed controller, and plasma gas amount controller operate based on the command value to adjust the welding current value, welding speed, and plasma gas amount. It is possible to perform plasma welding according to the pre-alignment condition, and since the welding conditions are incorporated into welding, the stability range is widened and reliability is improved.
Moreover, the number of welding steps is not increased, and it is very effective when used in plasma welding for this type of piping.

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

第1図は本発明の一実施例におけるプラズマ溶
接中の制御状態を示すブロツク図、第2図aは本
発明のプラズマ溶接方法によつて配管を溶接する
シーケンス動作を示す図、第2図bは第2図aに
おける溶接電流がパルス状に制御される状態を示
す図、第3図aはプラズマ溶接を施行する溶接継
手の開先合せの理想状態を示す図、第3図bは第
3図aを軸方向から見た図、第4図はプラズマ溶
接中の配管と溶接トーチの関係を示す図、第5図
はプラズマ溶接を施行する間先合せの状態を示
し、aは芯ずれの状態、bは傾斜してギヤツプの
ある状態、cは芯ずれし、かつ、傾斜している状
態をそれぞれ示す図、第6図は4,5時に位置に
おける溶融ビードに働く力の関係を示す図、第7
図はTIG、MIG溶接で施行する従来の溶接継手
の開先合せの状態を示し、aは内側寸法を合せる
ため施削した例を示す図、bはインサートリング
を使用した例を示す図である。 1,2……配管、4……溶接トーチ、4a……
電極、4b……チツプ、4c……カバー、5……
溶融ビード、6……プラズマガス、7……シール
ドガス、8……周回装置、9……制御装置、10
……コントローラ、10a……溶接電流制御器、
10b……パルス時間制御器、10c……溶接速
度制御器、10d……プラズマガス流量制御器、
11……供給電源、12……ガスボンベ。
FIG. 1 is a block diagram showing the control state during plasma welding in an embodiment of the present invention, FIG. 2a is a diagram showing a sequence operation for welding pipes by the plasma welding method of the present invention, and FIG. 2b is a diagram showing a state in which the welding current in FIG. 2a is controlled in a pulsed manner, FIG. Figure a is viewed from the axial direction, Figure 4 is a diagram showing the relationship between the piping and welding torch during plasma welding, Figure 5 shows the state of alignment for plasma welding, and a is a diagram showing the alignment of the piping and welding torch during plasma welding. Fig. 6 shows the relationship between the forces acting on the molten bead at the 4 and 5 o'clock positions. , 7th
The figure shows the state of groove alignment of a conventional welded joint performed by TIG and MIG welding, where a shows an example of groove alignment performed to match the inner dimensions, and b shows an example of using an insert ring. . 1, 2... Piping, 4... Welding torch, 4a...
Electrode, 4b...chip, 4c...cover, 5...
Molten bead, 6... Plasma gas, 7... Shield gas, 8... Orbiting device, 9... Control device, 10
...Controller, 10a...Welding current controller,
10b...Pulse time controller, 10c...Welding speed controller, 10d...Plasma gas flow rate controller,
11...Power supply, 12...Gas cylinder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 配管同志を突合せ、この両配管をプラズマ溶
接により接合する際に、前記配管同志の開先合わ
せの理想状態時における溶接電流値、溶接速度、
およびプラズマガス量を予め設定しておき、これ
を基準に前記配管同志の芯ずれ、配管間のギヤツ
プ、及びこれら両者が同時に発生した状態におけ
る各数値と溶接トーチの姿勢位置を制御装置に入
力し、かつ、前記溶接トーチは周回装置により溶
接姿勢を変えながら前記配管の周囲を周回し、該
溶接トーチの位置姿勢に応じた指令値が前記制御
装置により出力され、その指令値により溶接電流
制御器、溶接速度制御器、及びプラズマガス量制
御器が動作して前記溶接電流値、溶接速度、及び
プラズマガス量を調整することを特徴とする配管
用プラズマ溶接方法。
1. When the pipes are butted against each other and both pipes are joined by plasma welding, the welding current value, welding speed, in the ideal state of groove alignment of the pipes,
and plasma gas amount are set in advance, and based on these values, the misalignment of the pipes, the gap between the pipes, and the respective values and the posture position of the welding torch in a state where both of these occur simultaneously are input into the control device. , and the welding torch orbits around the piping while changing the welding posture by an orbiting device, a command value according to the position and orientation of the welding torch is outputted by the control device, and a welding current controller is controlled based on the command value. , a welding speed controller, and a plasma gas amount controller operate to adjust the welding current value, welding speed, and plasma gas amount.
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