JPH05161973A - 溶接棒状体のロール送給性の評価方法 - Google Patents

溶接棒状体のロール送給性の評価方法

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JPH05161973A
JPH05161973A JP32764491A JP32764491A JPH05161973A JP H05161973 A JPH05161973 A JP H05161973A JP 32764491 A JP32764491 A JP 32764491A JP 32764491 A JP32764491 A JP 32764491A JP H05161973 A JPH05161973 A JP H05161973A
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JP
Japan
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feedability
roll
welding
cross
index
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JP32764491A
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Inventor
Masataka Inoue
雅隆 井上
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】溶接用ワイヤのロールによる送給性を確実に、
且つ工業的実用レベルで測定、評価することのできるロ
ール送給性の評価方法を提供する。 【構成】表面粗度センサ2等により溶接用ワイヤ1の表
面性状を所定の長さにわたって測定して断面曲線Aを作
成し(S1,S2)、この断面曲線Aの最高山頂部Pか
ら最低谷底部Vまでの各切断レベルを横切る確率から振
幅確率密度分布曲線Bを作成し(S3)、この振幅確率
密度分布曲線Bのピーク値Cと断面曲線Aの最高山頂部
Pまでの切断レベル差HU を求め(S4)、この切断レ
ベル差HU と最大粗さRmax との比から送給性指数HO
を算出し(S5)、この送給性指数HO と所定の基準値
S とを比較してスリップ発生の有無を判定し(S6)
その演算結果及び判定結果を演算結果表示装置4に出力
する(S7)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半自動溶接や自動溶接
などに供される溶接用ワイヤ等のロール送給性の評価方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】アーク溶接に代表される電気溶接は、そ
の汎用性、機械的強度の安定性や確実性等から広く金属
工業分野で利用されている。この電気溶接等に使用され
る溶接棒を溶接速度に合わせて自動的に送給する溶接法
を半自動溶接法と称し、更に溶接点軌跡及び溶接速度ま
で自動的に制御できる溶接法を自動溶接法と称する。こ
の半自動溶接や自動溶接では、例えば図8のように溶接
用ワイヤ1を送給ロール11でスプール10から引出
し、その押出し力でコンジットチューブ12内を通して
溶接トーチ13の給電チップ14に自動的に送給する
が、この送給ロール11の回転速度を溶接速度に追随し
て制御することにより溶接用ワイヤの送給速度をコント
ロールする。ちなみに、前記送給ロール11は一般に、
いずれか一方の駆動ロール11aをDCモータ等15に
より定速制御し、他方の非駆動ロール11bは所定の加
圧力で溶接用ワイヤ1を加圧して、両ロール11a,1
1b間に溶接用ワイヤ1を挟み付けながら搬送するよう
にしてある。
【0003】この溶接用ワイヤの送給に際してのトラブ
ルは以下の三つに大別される。 1.送給ロール11と溶接用ワイヤ1との間の滑り、ス
リップによる送給速度変動。 2.コンジットチューブ12内壁との動摩擦抵抗Fμに
よる送給抵抗の増大。 3.給電チップ14〜溶接用ワイヤ1間の溶接電気抵抗
の増大に伴う融着。
【0004】このうち第1項の送給速度変動は前記駆動
ロール或いはDCモータの回転角速度の変動によって検
出される。また、第2項の送給抵抗の増大はDCモータ
の駆動電流値変動によって検出される。また、第3項の
融着は給電チップの短絡によって検出される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら一般に溶
接工程は設定された溶接点の軌跡を連続して溶接するこ
とが肝要であり、前記の如きトラブルを検出した時点で
は大体、その溶接工程は失敗している場合が多い。特
に、第1項のスリップに係る送給速度変動は溶接点の形
状及び機械的強度の局部的変動に起因し、このような局
部的変動は溶接工程においては致命的な欠陥となってし
まう。
【0006】このため、種々の溶接用ワイヤの送給性の
評価方法がなされてきた。それらは主に溶接用ワイヤの
表面性状を表面粗さ計などによって断面曲線として採取
し、この断面曲線を所定の評価方法によって評価するも
のである。しかし、これらの送給性の評価方法では、前
記断面曲線から中心線平均粗さRa,最大高さRmax,
十点平均粗さRzや、JIS B0601 に規定されるろ波中心
線うねりWCAなどといった、表面粗さ或いは表面うねり
だけを評価するものであり、三次元的な表面の断面形状
を数値的に正確に評価することができない。このため、
これらの評価方法により同等の評価値を得た溶接用ワイ
ヤでも、スリップが生じたり、生じなかったりして不安
定要素が多く、とても工業的実用レベルではなかった。
【0007】本発明は上記諸問題を解決すべく開発され
たものであり、溶接用ワイヤのロールによる送給性を確
実に、且つ工業的実用レベルで測定、評価することので
きるロール送給性の評価方法を提供することを目的とす
るものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記諸問題に
鑑みて鋭意研究を重ねた結果、前記溶接用ワイヤの表面
性状を断面形状から評価することに着目した。この表面
の断面形状とは、例えば図4bのような断面曲線や、図
5bのような断面曲線に見られる様子で、このように断
面曲線の全体的な形状が変わっていても、前記粗さ測定
値や表面うねり測定値ではこの形状を数値的に得ること
ができない。そこで、この断面曲線における各粗さの分
布状態を確率統計学的に算出することによって、評価数
値を得ることができるという知見を得た。本発明はこの
知見に基づいて開発されたものである。
【0009】即ち、本発明の溶接棒状体のロール送給性
の評価方法は、溶接棒状体をロールで送給する際の送給
性を評価する方法であって、溶接棒状体表面の表面性状
を所定の長さにわたって測定して断面曲線を採取し、こ
の断面曲線を最高山頂部から最低谷底部までの間の各高
さの値から振幅確率密度分布を作成し、この振幅確率密
度分布のピークに対応する切断高さレベルを求め、この
ピークに対応する切断高さレベルと前記断面曲線の最大
高さとの比から送給性指数を求め、この送給性指数に基
づいて溶接棒状体のロール送給性を評価することを特徴
とするものである。
【0010】
【作用】本発明の溶接棒状体のロール送給性の評価方法
では、溶接棒状体表面の表面性状を所定の長さにわたっ
て測定して断面曲線を採取し、断面曲線の最高山頂部か
ら最低谷底部までの間の各高さの値を横切る断面曲線上
のポイントを蓄積することによって振幅確率密度分布を
作成する。そして、この振幅確率密度分布のピークに対
応する切断高さレベルを求め、この切断高さレベルと前
記断面曲線の最大高さとの比を算出する。この比は、例
えば最大粗さにおいて振幅確率密度分布のピーク値がど
こに位置するかであって、このピーク値が最大粗さのう
ち比較的高い所にある場合は、全体的に高い高原状の平
坦部に深い谷部が形成された様子を表し、ピーク値が最
大粗さのうち比較的低い所にある場合は、全体的に低い
盆地部に峻険な山部が多く存在する様子を表している。
従って、この比は表面の断面形状を数値的に表現するこ
とができるので、この比をもって送給性指数を求め、こ
の送給性指数に基づいて溶接棒状体のロール送給性を評
価することにより、的確で、工業的に安定したロール送
給性を実現可能とする。
【0011】
【実施例】図1は本発明の溶接棒状体のロール送給性の
評価方法に使用される評価測定装置の一例を示すもので
ある。この評価測定装置で測定評価された溶接棒状体、
即ち溶接用ワイヤは従来と同様に図8のような半自動又
は自動溶接装置に送給されて使用される。
【0012】図1における1は溶接用ワイヤ、2は例え
ばレーザビーム式の表面粗度センサ、3は表面粗度測定
演算装置、4は演算結果表示装置である。、前記表面粗
度センサ2で検出された溶接用ワイヤ1の表面粗さ信号
は表面粗度測定演算装置3に入力されて、表面粗度測定
演算装置3において図2のフローチャートに示す手順で
処理がなされ、その結果を演算結果表示装置4に表示す
る。
【0013】まずステップS1において、所定の制御信
号を表面粗度センサ2に送出して溶接用ワイヤの表面性
状を所定の長さL(mm)にわたって測定する。次にステッ
プS2に移行して、前記表面粗度センサ2からの検出信
号に基づいて、図3aに示すような断面曲線Aを作成す
る。次にステップS3に移行して、前記断面曲線Aにお
いて、最高山頂部Pから最低谷底部Vまでの切断レベル
をとったとき、図3bに示すように断面曲線がその切断
レベルと等しくなる確率をグラフにして、これを振幅確
率密度分布曲線Bとして作成する。
【0014】次にステップS4に移行して、この振幅確
率密度分布曲線Bのピーク値Cと断面曲線Aの最高山頂
部Pまでの切断レベル差HU を求める。次にステップS
5に移行して、この切断レベル差HU と振幅確率密度分
布の最大高さ、即ち最大粗さRmax (=HU +Hd )の
比から送給性指数HO を下記1式によって求める。
【0015】 HO ={HU /(HU +Hd )}×100(%) ……… (1) 次にステップS6に移行して、この送給性指数HO を、
予め設定しておいた所定の基準値HS と比較してスリッ
プ発生の有無を判定する。ここで、前記送給性指数HO
が小さい場合は、図4aに示すように振幅確率密度分布
曲線Bのピーク値Cの切断レベルが高い状態であるか
ら、図4bに示すように深い谷部Qと高原状の地形を表
している。このとき、例えば図4bの斜線部のように前
記谷部Qを含む窪み部には固形潤滑剤が貯留しており、
この固形潤滑剤に送給ロール11が接触する面積が大き
くなり、これによって摩擦係数が激減すると共に境界潤
滑状態も発生するためにスリップが生じ易くなる。
【0016】一方、前記送給性指数HO が大きい場合
は、図5aに示すようにピーク値Cの切断レベルが低い
状態であるから、図5bに示すように峻険な高い山状を
有する地形を表す。このときは、同図の斜線部に貯留し
ている固形潤滑剤と送給ロール11とが接触する面積が
非常に少なく、そのため、摩擦係数も大きく、また乾燥
摩擦状態であり、スリップが発生しにくく、送給性がよ
い。但し、送給性指数H O を大きくすることは、表面動
摩擦係数が増大することになり、図8のような半自動又
は自動溶接装置においてコンジットチューブ中を搬送す
る際に、該チューブ内壁との動摩擦力FY が増大してそ
の送給抵抗が増大するので、ロール搬送条件に合わせて
必要な送給性指数HO を付与するようにするのがよい。
【0017】次にステップS7に移行して、前記ステッ
プS6までの演算結果及び判定結果の信号を演算結果表
示装置に出力して、一連のプログラムを終了する。図6
に、本発明の溶接棒状体の送給性評価方法によって測定
された、異なる12種類の溶接用ワイヤ1の振幅確率密
度分布曲線Bとそのピーク値Cとから算出された送給性
指数HO とを示す。また、下記表1には、これらの溶接
用ワイヤ1を図6に示す溶接装置において実際に送給し
た際に、該溶接用ワイヤ1にスリップが生じたか否かを
示す。なお、同表において、○印は“スリップ発生な
し”、△印は“部分的にスリップ発生”、×印は“スリ
ップ発生あり”を夫々示す。また、同表のコイルNo. は
図4の各分図番号と整合する。更に、前記12種類の溶
接用ワイヤの表面硬度はほぼ均一であり、溶接装置にお
ける送給速度及び両ロール間の加圧力は同一条件とし
た。
【0018】
【表1】
【0019】この表1の結果を送給性指数と対応させて
示したのが図7である。ここで、スリップ発生指数
“0”はスリップ発生なし、“1”は部分的なスリップ
発生、“3”はスリップ発生ありを夫々意味する。この
図から分かるように、本発明の送給性指数HO について
40%を境にしてそれ以上ではスリップが発生せず、そ
れ以下ではスリップが発生する。これゆえ、上記の溶接
用ワイヤの場合は、送給性指数の基準値HS を40%に
設定するようにすれば、スリップの発生の有無を確実に
判定することが可能である。
【0020】なお、この送給性指数の基準値HS は一様
に設定されるものではなく、溶接用ワイヤの表面硬度を
始めとする各種機械的性質、送給ロールの表面硬度及び
表面断面形状、コンジットチューブ内壁と溶接用ワイヤ
との動摩擦係数、給電チップとの溶融電気抵抗、及び送
給速度等の諸要因が介在するので、これらの要因を加味
して基準値HS を決定するか、或いは溶接装置実機によ
る実験データから得るのがよい。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、振
幅確率密度分布のピークに対応する切断高さレベルを求
めて、このピークに対応する切断高さレベルと断面曲線
の最大高さとの比から送給性指数を求めるようにしたの
で、ロールの送給性について確度の高い判定を行うこと
ができ、自動溶接装置の生産性の向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の溶接棒状体のロール送給性の評価方法
に使用された送給性測定評価装置の構成の一例を示す概
要図である。
【図2】図1の表面粗度測定演算装置で演算処理される
プログラムを表すフローチャート図である。
【図3】図1の送給性測定評価装置によって得られたデ
ータの説明図であり、(a)は断面曲線特性図、(b)
は振幅確率密度分布曲線特性図である。
【図4】図1の送給性測定評価装置によって得られた送
給性指数が小さい場合の説明図であり、(a)はその場
合の振幅確率密度分布曲線特性図、(b)はその場合の
断面曲線特性図である。
【図5】図1の送給性測定評価装置によって得られた送
給性指数が大きい場合の説明図であり、(a)はその場
合の振幅確率密度分布曲線特性図、(b)はその場合の
断面曲線特性図である。
【図6】本発明の実施例として得られた各種振幅確率密
度分布曲線特性図とその送給性指数の説明図である。
【図7】図6の送給性指数とスリップ発生指数とをグラ
フ化した説明図である。
【図8】半自動又は自動溶接装置の概略説明図である。
【符号の説明】
1は溶接用ワイヤ 2は表面粗度センサ 3は表面粗度測定演算装置 4は演算結果表示装置 10はスプール 11は送給ロール 12はコンジットチューブ 13は溶接トーチ 14は給電チップ Aは断面曲線 Bは振幅確率分布曲線 Cはピーク値 HO は送給性指数 HS は基準値

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶接棒状体をロールで送給する際の送給
    性を評価する方法であって、溶接棒状体表面の表面性状
    を所定の長さにわたって測定して断面曲線を採取し、こ
    の断面曲線を最高山頂部から最低谷底部までの間の各高
    さの値から振幅確率密度分布を作成し、この振幅確率密
    度分布のピークに対応する切断高さレベルを求め、この
    ピークに対応する切断高さレベルと前記断面曲線の最大
    高さとの比から送給性指数を求め、この送給性指数に基
    づいて溶接棒状体のロール送給性を評価することを特徴
    とする溶接棒状体のロール送給性の評価方法。
JP32764491A 1991-12-11 1991-12-11 溶接棒状体のロール送給性の評価方法 Pending JPH05161973A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6696170B2 (en) * 2001-04-19 2004-02-24 Kiswel Ltd. Copper-free wire

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6696170B2 (en) * 2001-04-19 2004-02-24 Kiswel Ltd. Copper-free wire

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