JPH05293645A - Method for deciding welding speed in multilayer filling arc welding - Google Patents

Method for deciding welding speed in multilayer filling arc welding

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JPH05293645A
JPH05293645A JP9647992A JP9647992A JPH05293645A JP H05293645 A JPH05293645 A JP H05293645A JP 9647992 A JP9647992 A JP 9647992A JP 9647992 A JP9647992 A JP 9647992A JP H05293645 A JPH05293645 A JP H05293645A
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welding speed
groove width
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祐司 杉谷
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泰彦 西
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Abstract

PURPOSE:To provide an excellent weld joint free from weld defects by estimating a groove width from the average welding speed of the rear bead of a 1st layer and determining the optimum welding speed after a corresponding 2nd layer from the relation to the optimum welding speed obtained in advance. CONSTITUTION:When the 1st layer is welded in the welding after the 2nd layer on in the multilayer filling arc welding, the rear bead is brought under control under control of the welding speed and the groove width is estimated from the average welding speed of that time. The optimum welding speed after the 2nd layer corresponding to the estimated groove width is decided from the relation between the groove width obtained in advance and the optimum welding speed. In such a way, the excellent weld joint free from weld defects can be obtained and the rear bead in a welding time of the 1st layer can be performed under simple control.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、多層盛アーク溶接にお
いて、2層目以降の最適溶接速度を決定する方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for determining the optimum welding speed for the second and subsequent layers in multi-layer arc welding.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動溶接機による多層盛アーク溶接の場
合、例えばレールや圧力容器等の突合せ継手を自動溶接
する場合、その狭開先を何層にも溶接しなければならな
い。開先幅は通常一定幅にセットされているが、母材の
セット状態、熱変形、開先精度等によって変わることが
多い。レールの場合、開先幅の変化は12mm〜18mm程
度である。このため従来法では、あらかじめ開先幅を計
測し、その開先幅の測定結果から溶接速度等の溶接条件
を決定することとしている。さらに、初層溶接時は裏ビ
ードを良好に形成する必要があるため、溶接条件中、特
に溶接速度を厳格に制御する必要がある。このような裏
ビード制御法として、例えば特開昭64−15278号
公報に示すようなものがある。
2. Description of the Related Art In the case of multi-layer arc welding using an automatic welding machine, for example, in the case of automatically welding butt joints such as rails and pressure vessels, the narrow groove must be welded in multiple layers. The groove width is usually set to a constant width, but it often changes depending on the set state of the base material, thermal deformation, groove accuracy, and the like. In the case of rails, the change in groove width is about 12 mm to 18 mm. Therefore, in the conventional method, the groove width is measured in advance, and the welding conditions such as the welding speed are determined from the measurement result of the groove width. Further, since it is necessary to form the back bead satisfactorily during the initial layer welding, it is necessary to strictly control the welding speed during the welding conditions. An example of such a back bead control method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 64-15278.

【0003】上記公報の裏ビード制御法は、図8〜図1
0に示すように溶接中、絶縁性裏当材4上に貼りつけた
導電性材料6と母材1,2との間に発生する電圧Vd を
検出し、このVd があらかじめ設定された基準値V0 と
一致するように溶接速度を制御するものである。すなわ
ち、Vd >V0 のときは、溶接速度を下げ、Vd <V0
のときは、溶接速度を上げる。これにより、開先幅が狭
くなれば溶接速度を速くし、開先幅が広くなれば溶接速
度を遅くして、ほぼ同一のビード厚で裏ビードを良好に
形成することができる。なお、図中、3は狭開先、7は
電圧計、10は電極ワイヤ、11はアーク、12は初層
の溶接ビード、13は溶融池、14は裏ビードである。
The back bead control method disclosed in the above publication is shown in FIGS.
As shown in 0, the voltage Vd generated between the conductive material 6 attached to the insulating backing material 4 and the base materials 1 and 2 is detected during welding, and this Vd is a preset reference value. The welding speed is controlled so as to match V0. That is, when Vd> V0, the welding speed is reduced and Vd <V0
If, increase the welding speed. As a result, the welding speed is increased when the groove width is narrowed, and the welding speed is decreased when the groove width is increased, so that the back bead can be favorably formed with substantially the same bead thickness. In the figure, 3 is a narrow groove, 7 is a voltmeter, 10 is an electrode wire, 11 is an arc, 12 is a welding bead of the first layer, 13 is a molten pool, and 14 is a back bead.

【0004】また2層目以降は、初層のときのように厳
格に溶接速度を制御する必要がないため、初層のときよ
りも速い溶接速度で溶接する。開先幅Gは最初に計測さ
れているので、2層目以降は開先幅を計測することなく
最初の開先幅に応じて2層目以降の溶接速度を設定す
る。このように初層の溶接時は、開先幅の変化に対応し
て上記のような裏ビード制御法により溶接速度を制御す
る。その一方、2層目以降を溶接する場合は各層のビー
ド厚を同じ様に制御する必要があるため、開先幅が狭く
なれば溶接速度を速くし、開先幅が広くなれば溶接速度
を遅くしなければならない。
Further, since it is not necessary to strictly control the welding speed in the second layer and thereafter, welding is performed at a welding speed higher than that in the first layer. Since the groove width G is measured first, the welding speed for the second and subsequent layers is set according to the first groove width without measuring the groove width for the second and subsequent layers. In this way, when welding the first layer, the welding speed is controlled by the back bead control method as described above in response to changes in the groove width. On the other hand, when welding the second and subsequent layers, it is necessary to control the bead thickness of each layer in the same way. Therefore, if the groove width is narrow, the welding speed is increased, and if the groove width is wide, the welding speed is increased. I have to be late.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、溶接速度を
決定する際、最初に計測したときの開先幅と2層目以降
の溶接時の実際の開先幅が多少変わっている場合があ
り、開先幅が不変のものとみなして一定の溶接速度で溶
接すると、図11に示すような溶接欠陥が発生する。す
なわち、開先幅が狭くなっており、溶接速度が所定の速
度より遅い場合は、図11(a)に示すように2層目の
ビードW2 が溶融過剰のため厚肉となり、そのビード断
面がいわゆるアンコ形となって初層のビードW1 との間
に溶込み不足部16を生じる。反対に、開先幅が広くな
っており、溶接速度が所定の速度より速い場合は、図1
1(c)に示すように2層目のビードW2 が溶融不足の
ため薄肉となり、そのビード断面が皿形となってアンダ
ーカット部17を生じる。一方、開先幅に対して溶接速
度が適正な場合は、図11(b)のように2層目のビー
ドW2 もほぼ同等の厚さで良好に形成される。
However, when determining the welding speed, the groove width at the time of the first measurement and the actual groove width at the time of welding the second and subsequent layers may be slightly different from each other. When the groove width is regarded as invariable and welding is performed at a constant welding speed, welding defects as shown in FIG. 11 occur. That is, when the groove width is narrow and the welding speed is slower than the predetermined speed, the bead W2 of the second layer becomes thick due to excessive melting as shown in FIG. It becomes a so-called angle shape, and the insufficient penetration portion 16 is generated between the bead W1 of the first layer. On the contrary, when the groove width is wide and the welding speed is faster than the predetermined speed,
As shown in FIG. 1 (c), the bead W2 of the second layer becomes thin due to insufficient melting, and the bead cross section becomes dish-shaped to form the undercut portion 17. On the other hand, when the welding speed is appropriate with respect to the groove width, the bead W2 of the second layer is also formed favorably with substantially the same thickness as shown in FIG. 11 (b).

【0006】また、各層の溶接の都度、開先幅を計測
し、その測定結果に基づき溶接速度を設定することはき
わめて不便で非能率的である。
Further, it is extremely inconvenient and inefficient to measure the groove width each time each layer is welded and set the welding speed based on the measurement result.

【0007】そこで、本発明の目的は、多層盛アーク溶
接における2層目以降の溶接で上記のような溶接欠陥を
発生させることのないようにするため、一切開先幅を計
測することなく初層溶接時の制御された溶接速度を利用
し、2層目以降の最適溶接速度を決定する方法を得るこ
とにある。
Therefore, the object of the present invention is to prevent the occurrence of the above-mentioned welding defects in the welding of the second and subsequent layers in the multi-layer arc welding, without measuring the groove width at all. The purpose is to obtain a method for determining the optimum welding speed for the second and subsequent layers by utilizing the controlled welding speed during layer welding.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る多層盛アーク溶接における溶接速度の
決定方法は、初層溶接時は前述のように溶接速度を制御
して裏ビードを制御し、そのときの平均溶接速度を求め
ることにより開先幅を推定し、この開先幅に対応する2
層目以降の最適溶接速度を決定することとしたものであ
る。開先幅と最適溶接速度の関係はあらかじめ求めてお
く。初層溶接時の平均溶接速度は、ある長さの溶接区間
あるいは溶接時間ごとに溶接速度を制御装置のメモリに
記憶し、それらの溶接速度を平滑化して平均値を算出す
ればよい。溶接長全般にわたって開先幅が一定の場合は
3点以上の溶接速度の平均値でよいが、開先幅が例えば
テーパ状に変化する場合は、ある長さの溶接区間あるい
は溶接時間ごとの溶接速度の平均値をそれぞれの溶接区
間について適用する。そして、上記により求めた初層溶
接時の平均溶接速度からその溶接区間の開先幅を推定
し、2層目以降の最適溶接速度を、あらかじめ求めてお
いた開先幅と最適溶接速度の関係から、溶接区間ごとに
推定された開先幅に対応させて設定することとしたもの
である。
In order to achieve the above object, the method for determining the welding speed in the multi-layer arc welding according to the present invention is such that during the first layer welding, the welding speed is controlled as described above and the back bead is controlled. Is controlled, and the groove width is estimated by calculating the average welding speed at that time.
The optimum welding speed after the second layer was decided. The relationship between the groove width and the optimum welding speed is obtained in advance. The average welding speed at the time of the first layer welding may be calculated by storing the welding speed in the memory of the control device for each welding section of a certain length or for each welding time and smoothing the welding speed. If the groove width is constant over the entire weld length, the average value of the welding speeds of three or more points may be used, but if the groove width changes, for example, in a taper shape, welding of a certain length of welding section or welding time The average speed is applied for each weld zone. Then, the groove width of the welding section is estimated from the average welding speed at the time of the first layer welding obtained as described above, and the optimum welding speed for the second and subsequent layers is determined by the relationship between the groove width and the optimum welding speed obtained in advance. Therefore, the welding width is set according to the groove width estimated for each welding section.

【0009】また、初層溶接時の裏ビード制御法として
前記特開昭64−15278号公報に示された方法を採
用することもできるが、本発明は、より簡単で、制御性
のよい方法として、アークを高速で回転させる公知の高
速回転アーク溶接法を用いるとともに、溶接進行方向前
後のアーク回転位置Cf 点とCr 点におけるアーク電圧
または溶接電流の積分値差Sd (Sd =Scf−Scr)が
基準値と一致するように初層溶接時の溶接速度を制御す
る裏ビード制御法を採用することとしたものである。
Although the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 64-15278 can be adopted as the method for controlling the back bead at the time of welding the first layer, the present invention is a simpler method with better controllability. As a known high-speed rotating arc welding method for rotating the arc at a high speed, the integrated value difference Sd (Sd = Scf-Scr) of the arc voltage or welding current at the arc rotation positions Cf point and Cr point before and after the welding proceeding direction is used. The back bead control method that controls the welding speed during the first layer welding is adopted so that the value of s matches the reference value.

【0010】[0010]

【作用】初層溶接時、溶接速度を制御することにより裏
ビードを制御するようになっているため、逆に言えば、
その制御された溶接速度から平均溶接速度を求めれば、
その平均溶接速度に当る溶接区間の開先幅を推定するこ
とができる。したがって、あらかじめ開先幅を計測しな
くても、この推定された開先幅から2層目以降の最適溶
接速度を自動的に決定することができる。このようにし
て決定された最適溶接速度で2層目以降を溶接するの
で、開先幅が狭くなれば、より速い溶接速度で、開先幅
が広くなれば、より遅い溶接速度でその溶接区間を溶接
するため、各層ほぼ同一のビード厚で、溶込み不足やア
ンダーカット等の溶接欠陥を発生させることなく良好に
多層盛溶接を行うことができる。なお、3層目以降でも
開先幅の変化は初層のときとほぼ同じであるので、初層
を基準にしてよい。
[Function] When welding the first layer, the back bead is controlled by controlling the welding speed.
If you calculate the average welding speed from the controlled welding speed,
The groove width of the welding section corresponding to the average welding speed can be estimated. Therefore, it is possible to automatically determine the optimum welding speed for the second and subsequent layers from the estimated groove width without measuring the groove width in advance. Since the second and subsequent layers are welded at the optimum welding speed determined in this way, a narrower groove width will result in a faster welding speed, and a wider groove width will result in a slower welding speed in the welding section. Since each of the layers is welded, the multi-layer welding can be satisfactorily performed without causing welding defects such as insufficient penetration and undercut with the bead thicknesses of the respective layers being substantially the same. Since the groove width changes in the third and subsequent layers are almost the same as in the first layer, the first layer may be used as a reference.

【0011】また、高速回転アーク溶接はアークを回転
させながら溶接するものであるから、アークの回転及び
溶接速度の変化に伴い、上記Cf 点とCr 点の相互のア
ーク長に差が生じる結果、Cf 点、Cr 点のアーク電圧
または溶接電流が変化することになる。そこで、Cf
点、Cr 点のアーク電圧または溶接電流を積分し、その
積分値ScfとScrの差Sd が基準値S0 と一致するよう
に溶接速度を制御すれば、一般的な裏当材の使用で初層
の裏ビードを制御できる。この裏ビード制御法により制
御された溶接速度を2層目以降の最適溶接速度の決定の
際に利用することができる。
Further, since the high-speed rotating arc welding is performed by rotating the arc, a difference in the arc lengths between the Cf point and the Cr point is caused as the arc rotates and the welding speed changes. The arc voltage or welding current at the points Cf and Cr changes. So Cf
If the welding speed is controlled so that the arc voltage or welding current at the points Cr and Cr is integrated and the difference Sd between the integrated values Scf and Scr matches the reference value S0, the first layer can be used with a general backing material. You can control the back bead of. The welding speed controlled by this back bead control method can be used when determining the optimum welding speed for the second and subsequent layers.

【0012】[0012]

【実施例】【Example】

(1)初層の溶接 まず、本発明の多層盛アーク溶接における初層の溶接法
について説明する。初層の溶接は前述のように裏ビード
制御法を用いて実施する。この裏ビード制御法は前記特
開昭64−15278号公報に示された方法でもよい
が、ここでは、より簡単な、制御性のよい方法として、
高速回転アーク溶接による裏ビード制御法について説明
する。
(1) Welding of the first layer First, the welding method of the first layer in the multilayer arc welding of the present invention will be described. Welding of the first layer is performed using the back bead control method as described above. This back bead control method may be the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 64-15278, but here, as a simpler method with better controllability,
A back bead control method by high-speed rotating arc welding will be described.

【0013】図1は初層溶接時の裏ビード制御法を示す
説明図、図2は初層溶接部の正面断面図、図3はその平
面図である。図1〜図3において、1,2は母材、3は
狭開先、4は裏当材、5は裏当材4に設けた裏ビード形
成用の溝、10は電極ワイヤ、11は回転するアーク、
12は初層ビードW1 を形成する溶接ビード、13は溶
融池、14は裏ビード、20は電極ノズル、21は回転
アーク11を得るための偏心した電極チップ、22は電
極ノズル20の回転用モータ、23は歯車機構、24は
電極ワイヤ10の送給ローラ、25はアーク回転位置
(Cf ,R,Cr ,L)を検出するためのエンコーダ、
26は溶接電源、27はアーク電圧を検出するための電
圧計、28は溶接電流を検出するための電流計である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a back bead control method at the time of first layer welding, FIG. 2 is a front sectional view of a first layer welded portion, and FIG. 3 is a plan view thereof. 1 to 3, 1 is a base material, 3 is a narrow groove, 4 is a backing material, 5 is a groove for forming a back bead formed in the backing material 10, 10 is an electrode wire, and 11 is a rotating member. Ark,
12 is a weld bead forming the first layer bead W1, 13 is a weld pool, 14 is a back bead, 20 is an electrode nozzle, 21 is an eccentric electrode tip for obtaining the rotating arc 11, 22 is a motor for rotating the electrode nozzle 20. , 23 is a gear mechanism, 24 is a feed roller for the electrode wire 10, 25 is an encoder for detecting the arc rotation position (Cf, R, Cr, L),
26 is a welding power source, 27 is a voltmeter for detecting an arc voltage, and 28 is an ammeter for detecting a welding current.

【0014】上記の構成において、電極ノズル20はモ
ータ22により歯車機構23を介して回転させられ、ア
ーク11を所定の半径で回転運動させる。アークを回転
させる方法としては、図1に示すように偏心した電極チ
ップ21を使用する方式(特公昭63−39346号)
や、電極ノズル20を上部を支点として歳差運動させる
方式(特開昭62−104684号)などがあるが、い
ずれの方式でもよい。アーク11の回転速度は10Hz
以上である。通常は50Hz〜100Hz位である。ア
ーク11の回転直径は、例えば2重の偏心リングを用
い、偏心量を変えることにより、溶接中でも開先幅に応
じて変更することができる(特願平2−284478
号)。また、裏当材4としては、例えばセラミックス等
の絶縁性のもの、ガラステープ等のバッキングテープと
裏当金の組み合わせによるもの、フラックスと裏当金の
組み合わせによるもの、あるいは固形フラックス等、普
通のバッキング法で使用されるものでよい。このような
普通の裏当材4を例えば狭開先3の下部を覆うように密
着させる。さらに、アークの1回転ごとに電圧計27に
よりアーク電圧を検出し、または電流計28により溶接
電流を検出する。これらの検出波形は後述する裏ビード
制御法において利用する。
In the above structure, the electrode nozzle 20 is rotated by the motor 22 via the gear mechanism 23 to rotate the arc 11 with a predetermined radius. As a method of rotating the arc, a method using an eccentric electrode tip 21 as shown in FIG. 1 (Japanese Patent Publication No. 63-39346) is used.
Alternatively, there is a method of precessing the electrode nozzle 20 with the upper part as a fulcrum (Japanese Patent Laid-Open No. 62-106484), but any method may be used. The rotation speed of the arc 11 is 10 Hz
That is all. Usually, it is about 50 Hz to 100 Hz. The rotating diameter of the arc 11 can be changed according to the groove width even during welding by using a double eccentric ring and changing the amount of eccentricity (Japanese Patent Application No. 2-284478).
issue). As the backing material 4, for example, an insulating material such as ceramics, a combination of a backing tape and a backing metal such as glass tape, a combination of a flux and a backing metal, a solid flux, or the like is used. It may be one used in the backing method. Such an ordinary backing material 4 is adhered so as to cover the lower part of the narrow groove 3, for example. Furthermore, the arc voltage is detected by the voltmeter 27 or the welding current is detected by the ammeter 28 for each revolution of the arc. These detected waveforms are used in the back bead control method described later.

【0015】この裏ビード制御法では、初層溶接時、ア
ーク11を高速で回転させながら開先幅Gに応じて溶接
速度vを制御することにより裏ビード14を制御する。
すなわち、開先幅Gが狭くなれば溶接速度vを速くし、
開先幅Gが狭くなれば溶接速度vを遅くして、溶接長全
般についてほぼ同一のビード厚で初層を溶接する。溶接
速度vは、上記のようにアークの1回転ごとに検出した
アーク電圧または溶接電流の波形から、図4に示すよう
に溶接進行方向前後のアーク回転位置Cf点とCr 点を
中心とする角度θの面積Scf,Scrを積分し、これらの
積分値の差Sd (Sd =Scf−Scr)を基準値S0 と比
較し、両者が一致するように制御する。すなわち、Sd
>S0 のときは、溶接速度を下げる。Sd <S0 のとき
は、溶接速度を上げる。この積分値差Sd による裏ビー
ド制御法は、アークの回転及び溶接速度の変化に伴い、
上記Cf 点のアーク長とCr 点のアーク長の差、つまり
溶融池13の表面からの高さの差に起因して、アーク電
圧差または溶接電流差が発生することを利用したもので
ある。初層溶接時、上記のように裏ビードを制御したと
きの溶接速度は、溶接区間あるいは溶接時間ごとに、図
示しない制御装置のメモリに記憶する。
In this back bead control method, the back bead 14 is controlled by controlling the welding speed v according to the groove width G while rotating the arc 11 at high speed during the first layer welding.
That is, if the groove width G is narrowed, the welding speed v is increased,
If the groove width G becomes narrower, the welding speed v is slowed down, and the first layer is welded with a bead thickness that is almost the same for the overall welding length. The welding speed v is determined from the waveform of the arc voltage or the welding current detected for each rotation of the arc as described above, as shown in FIG. The areas Scf and Scr of θ are integrated, the difference Sd (Sd = Scf−Scr) between these integrated values is compared with the reference value S0, and control is performed so that they match. That is, Sd
If> S0, reduce the welding speed. If Sd <S0, increase welding speed. The back bead control method based on this integrated value difference Sd is
This is because the arc voltage difference or the welding current difference is generated due to the difference between the arc length at the point Cf and the arc length at the point Cr, that is, the height difference from the surface of the molten pool 13. During the initial layer welding, the welding speed when the back bead is controlled as described above is stored in a memory of a controller (not shown) for each welding section or welding time.

【0016】(2)2層目以降の溶接 次に、2層目を溶接する前に、初層溶接時の平均溶接速
度を計算し、この平均溶接速度から開先幅を推定する。
図5(a)はレールの場合の初層溶接時の開先幅と平均
溶接速度の関係を示すグラフである。いま、手順で求
めたときの、ある溶接区間の平均溶接速度が7.5cm/
minであれば、手順でその区間の開先幅は約14.2m
mと推定される。そこで、2層目を溶接するときは、図
5(b)に示すように、あらかじめ求めておいた開先幅
と最適溶接速度の関係グラフから、手順で上記14.
2mmと推定された開先幅と速度曲線との交点を求め、手
順で該交点に対応する最適溶接速度を求めれば、その
区間の最適溶接速度は20cm/min と決定される。よっ
て、20cm/min の速度で当該区間の2層目を溶接する
ことになる。溶接区間により初層溶接時の平均溶接速度
が変われば、推定される開先幅も変わってくるから、2
層目の最適溶接速度も当然その区間では変更される。ま
た3層目以降の最適溶接速度は2層目のときと同じにし
て差し支えない。開先幅の変化は初層時とほぼ同一の変
化とみなし得るからである。したがって、開先幅は初層
を基準にできる。このようにして最終層まで、一切開先
幅を計測することなく、2層目以降の最適溶接速度を自
動的に決定し多層盛溶接を行うことができる。
(2) Welding of Second Layer and Later Next, before welding the second layer, the average welding speed at the time of first layer welding is calculated, and the groove width is estimated from this average welding speed.
FIG. 5A is a graph showing the relationship between the groove width and the average welding speed at the time of first layer welding in the case of a rail. Now, the average welding speed of a certain welding section when calculated by the procedure is 7.5 cm /
If it is min, the groove width of the section is about 14.2m according to the procedure.
It is estimated to be m. Therefore, when welding the second layer, as shown in FIG. 5 (b), as shown in FIG. 5 (b), the above 14.
If the intersection between the groove width estimated to be 2 mm and the speed curve is obtained and the optimum welding speed corresponding to the intersection is obtained by the procedure, the optimum welding speed in that section is determined to be 20 cm / min. Therefore, the second layer in the section is welded at a speed of 20 cm / min. If the average welding speed during initial layer welding changes depending on the welding section, the estimated groove width also changes.
The optimum welding speed of the layer is naturally changed in that section. The optimum welding speed for the third and subsequent layers may be the same as that for the second layer. This is because the change in groove width can be considered to be almost the same as that in the first layer. Therefore, the groove width can be based on the first layer. In this manner, the optimum welding speed for the second and subsequent layers can be automatically determined and multilayer welding can be performed up to the final layer without measuring the groove width at all.

【0017】図6はアーク電圧の積分値差Sd =1Vと
したときのSd と初層溶接時の制御された溶接速度の波
形を示したものである。この場合、溶接開始直後と終了
間際において、溶接速度の乱れが見られるが、これは溶
接長両端のタブ板での影響によるものであり、溶接長全
般についてほぼ同一の溶接速度で制御されている。した
がって、この例では、平均溶接速度が6cm/min 程度で
あり、開先幅は図5(a)からほぼ一定の18mm程度と
推定される。よって、2層目以降の最適溶接速度は図5
(b)から15cm/min と決定し溶接すればよい。
FIG. 6 shows waveforms of Sd when the integrated value difference Sd of the arc voltage is set to 1 V and the controlled welding speed during the first layer welding. In this case, there is a disturbance in the welding speed immediately after the start of welding and immediately before the end of welding.This is due to the influence of the tab plates at both ends of the welding length, and the welding length is controlled at almost the same welding speed. .. Therefore, in this example, the average welding speed is about 6 cm / min, and the groove width is estimated to be about 18 mm which is almost constant from FIG. 5 (a). Therefore, the optimum welding speed for the second and subsequent layers is shown in FIG.
From (b), the welding speed should be determined to be 15 cm / min.

【0018】図7は本法により溶接したレール継手断面
の模式図であり、各層のビードW1,W2 ,W3 …はほ
ぼ同一の厚さで溶接欠陥もなく良好に形成されているこ
とが確認されている。
FIG. 7 is a schematic view of a cross section of a rail joint welded by this method. It was confirmed that the beads W1, W2, W3, ... Of each layer have almost the same thickness and are well formed without welding defects. ing.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、多層盛ア
ーク溶接において、開先幅を一切計測することなく自動
的に2層目以降の最適溶接速度が決定されるので、開先
幅の変化に効率よく対処することができるとともに、溶
接欠陥のない良好な溶接継手を得ることができる。ま
た、初層溶接時の裏ビード制御が簡単になり、かつ制御
性が向上するため、開先幅の推定精度が向上する。
As described above, according to the present invention, in multi-layer arc welding, the optimum welding speed for the second and subsequent layers is automatically determined without measuring the groove width at all. Can be efficiently dealt with, and a good welded joint having no welding defects can be obtained. Further, since the back bead control during the first layer welding is simplified and the controllability is improved, the groove width estimation accuracy is improved.

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

【図1】本発明における初層溶接時の裏ビード制御法を
示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a back bead control method at the time of first layer welding in the present invention.

【図2】初層溶接部の正面断面図である。FIG. 2 is a front cross-sectional view of a first layer welded portion.

【図3】初層溶接部の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a first layer welded portion.

【図4】アーク回転位置前後のCf 点、Cr 点における
積分領域を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing integration regions at Cf points and Cr points before and after the arc rotation position.

【図5】初層溶接時の開先幅と平均溶接速度、及び2層
目以降の最適溶接速度と開先幅の各関係を示すグラフで
ある。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the groove width and the average welding speed during the first layer welding, and the optimum welding speed and groove width for the second and subsequent layers.

【図6】初層溶接時のアーク電圧差Sd と制御された溶
接速度の波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram of the arc voltage difference Sd during the first layer welding and the controlled welding speed.

【図7】本発明により溶接したレール継手断面の模式図
である。
FIG. 7 is a schematic diagram of a cross section of a rail joint welded according to the present invention.

【図8】従来の初層溶接時の裏ビード制御方法を示す説
明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a conventional back bead control method at the time of conventional first layer welding.

【図9】従来の初層溶接部の正面断面図である。FIG. 9 is a front sectional view of a conventional first layer welded portion.

【図10】従来の初層溶接部の平面図である。FIG. 10 is a plan view of a conventional first layer welded portion.

【図11】開先幅に対する溶接速度の適・不適により溶
接欠陥の発生状況を示す模式断面図である。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing how welding defects are generated depending on whether the welding speed is suitable or not for the groove width.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 母材 3 狭開先 4 裏当材 10 電極ワイヤ 11 アーク 12 溶接ビード 13 溶融池 14 裏ビード 20 電極ノズル 21 電極チップ 22 モータ 23 歯車機構 24 送給ローラ 25 エンコーダ 26 溶接電源 27 電圧計 28 電流計 1, 2 base material 3 narrow groove 4 backing material 10 electrode wire 11 arc 12 welding bead 13 molten pool 14 back bead 20 electrode nozzle 21 electrode tip 22 motor 23 gear mechanism 24 feeding roller 25 encoder 26 welding power source 27 voltmeter 28 ammeter

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 初層溶接時、溶接速度を制御しつつ裏ビ
ードを形成し、その後2層目以降を溶接する多層盛アー
ク溶接において、 初層溶接時の平均溶接速度を求め、該平均溶接速度から
開先幅を推定し、 あらかじめ求めておいた開先幅と最適溶接速度との関係
から、前記推定された開先幅に対応する2層目以降の最
適溶接速度を決定することを特徴とする多層盛アーク溶
接における溶接速度の決定方法。
1. In multi-layer arc welding in which a back bead is formed while controlling the welding speed during the first layer welding, and then the second and subsequent layers are welded, the average welding speed during the first layer welding is determined, and the average welding is performed. The groove width is estimated from the speed, and the optimum welding speed for the second and subsequent layers corresponding to the estimated groove width is determined from the relationship between the groove width and the optimum welding speed that has been obtained in advance. Method for determining welding speed in multi-layer arc welding.
【請求項2】 高速回転アーク溶接法を用い、溶接進行
方向前後のアーク回転位置(Cf ,Cr )におけるアー
ク電圧または溶接電流の積分値差Sd (Sd=Scf−Sc
r)が基準値と一致するように初層溶接時の溶接速度を
制御することを特徴とする請求項1記載の多層盛アーク
溶接における溶接速度の決定方法。
2. An integrated value difference Sd (Sd = Scf-Sc) of arc voltage or welding current at arc rotation positions (Cf, Cr) before and after the welding advancing direction using a high-speed rotation arc welding method.
2. The method for determining the welding speed in multi-layer arc welding according to claim 1, wherein the welding speed during the first layer welding is controlled so that r) matches the reference value.
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