JPH0671660B2 - ２電極高速回転ア−ク隅肉溶接方法 - Google Patents
２電極高速回転ア−ク隅肉溶接方法Info
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- JPH0671660B2 JPH0671660B2 JP7665886A JP7665886A JPH0671660B2 JP H0671660 B2 JPH0671660 B2 JP H0671660B2 JP 7665886 A JP7665886 A JP 7665886A JP 7665886 A JP7665886 A JP 7665886A JP H0671660 B2 JPH0671660 B2 JP H0671660B2
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- 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
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
- B23K9/0216—Seam profiling, e.g. weaving, multilayer
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- 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、２電極高速回転アーク隅肉溶接方法に関す
る。
る。
［従来の技術］ 従来、下板に立設した立板の隅肉溶接を高能率で行なう
方法として、近接した２本の電極ワイヤに独立した電源
を接続し電極を平行に移動して溶接を行なう２電極溶接
法が用いられている。
方法として、近接した２本の電極ワイヤに独立した電源
を接続し電極を平行に移動して溶接を行なう２電極溶接
法が用いられている。
この２電極隅肉溶接では溶接速度の向上を図ると共に比
較的幅の広いビードを得ることができる。
較的幅の広いビードを得ることができる。
［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来の２電極隅肉溶接においては脚長が大きくなる
と第12図に示すように先行電極が下板１と立板２のすみ
部に形成するビード３は中央が深く幅がせまいフインガ
状に形成されるため開先ルート５部の溶込みが小さく、
融合不良が生ずるという問題点があった。
と第12図に示すように先行電極が下板１と立板２のすみ
部に形成するビード３は中央が深く幅がせまいフインガ
状に形成されるため開先ルート５部の溶込みが小さく、
融合不良が生ずるという問題点があった。
また後行電極により形成される後行ビード４は第12図に
示すようにビードの垂れ下がりを生じ、このため立板側
にアンダカットが生じたり凸ビードになるという問題点
があった。
示すようにビードの垂れ下がりを生じ、このため立板側
にアンダカットが生じたり凸ビードになるという問題点
があった。
これらの問題点があるため、従来の２電極隅肉溶接法で
は大脚長の良好なビードを形成することは困難であっ
た。
は大脚長の良好なビードを形成することは困難であっ
た。
また、アークのねらい位置が所定の位置からわずかずれ
ると、溶接欠陥が広範囲に発生するため、溶接トーチの
自動ならいが不可欠である。
ると、溶接欠陥が広範囲に発生するため、溶接トーチの
自動ならいが不可欠である。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
であり、大脚長で、かつ形状の良好なビードを高能率で
形成することができ、さらに、応答性良好で高精度の開
先自動ならい機能を有する２電極高速回転アーク隅肉溶
接方法を提案することを目的とするものである。
であり、大脚長で、かつ形状の良好なビードを高能率で
形成することができ、さらに、応答性良好で高精度の開
先自動ならい機能を有する２電極高速回転アーク隅肉溶
接方法を提案することを目的とするものである。
［問題点を解決するための手段］ この発明に係る２電極高速回転アーク隅肉溶接方法は、
先行電極と後行電極を開先ルートをはさなで一定間隔で
設け、先行電極と後行電極の各電極ノズルを回転するこ
とによりアークを高速回転しながら行なう隅肉溶接法に
おいて、 垂直脚長l1と水平脚長l2との比l1/l2が最大となるの
アークの回転速度範囲をNO（Hz）とすると、先行電極と
後行電極のアーク回転速度範囲をNO（Hz）から120（H
z）とし、 先行電極のアークの回転直径範囲を1mmから6mmとし、 上記先行電極により形成されるビード幅をWLとする
と、後行電極のアークの回転直径範囲を（WL-8）mmまた
又は1mmのうち、いずれか大きい方から（WL＋６）mmと
し、 上記回転する先行電極と後行電極のアーク電圧波形又
は溶接電流波形を検出し、 上記先行電極の電圧波形又は電流波形を溶接進行方向
前方点Cfを中心として左右に各々５度から180度以下の
範囲の一定角度φＯで分割し、 上記左右に一定度φＯで分割した先行電極の電圧波形
又は電流波形の作る右側面積SRおよび左側面積SLを演算
し、 上記右側面積SRと左側面積SLとの差SR-SLがあらかじ
め定めた基準値と一致するように先行電極を開先の幅方
向に移動させ、 上記右側面積SRと左側面積SLとの和SR＋SLが、あらか
じめ定められた基準値と一致するように先行電極を回転
軸線方向に移動させ、 上記後行電極の電圧波形又は電流波形を溶接進行方向
前方点Ｃ′ｆを中心として左右に各々５度から180度の
一定角度φ′Ｏで分割し、 上記左右に一定度φ′Ｏで分割した後行電極の電圧波
形又は電流波形の作る右側面積Ｓ′Ｒおよび左側面積
Ｓ′Ｌを演算し、 上記右側面積Ｓ′Ｒと左側面積Ｓ′Ｌとの差Ｓ′R-
S′Ｌがあらかじめ定めた基準値と一致するように後行
電極を開先の幅方向に移動させ、 上記右側面積Ｓ′Ｒと左側面積Ｓ′Ｌとの和Ｓ′Ｒ＋
Ｓ′Ｌがあらかじめ定められた基準値と一致するように
後行電極を回転軸線方向に移動させることを特徴とす
る。
先行電極と後行電極を開先ルートをはさなで一定間隔で
設け、先行電極と後行電極の各電極ノズルを回転するこ
とによりアークを高速回転しながら行なう隅肉溶接法に
おいて、 垂直脚長l1と水平脚長l2との比l1/l2が最大となるの
アークの回転速度範囲をNO（Hz）とすると、先行電極と
後行電極のアーク回転速度範囲をNO（Hz）から120（H
z）とし、 先行電極のアークの回転直径範囲を1mmから6mmとし、 上記先行電極により形成されるビード幅をWLとする
と、後行電極のアークの回転直径範囲を（WL-8）mmまた
又は1mmのうち、いずれか大きい方から（WL＋６）mmと
し、 上記回転する先行電極と後行電極のアーク電圧波形又
は溶接電流波形を検出し、 上記先行電極の電圧波形又は電流波形を溶接進行方向
前方点Cfを中心として左右に各々５度から180度以下の
範囲の一定角度φＯで分割し、 上記左右に一定度φＯで分割した先行電極の電圧波形
又は電流波形の作る右側面積SRおよび左側面積SLを演算
し、 上記右側面積SRと左側面積SLとの差SR-SLがあらかじ
め定めた基準値と一致するように先行電極を開先の幅方
向に移動させ、 上記右側面積SRと左側面積SLとの和SR＋SLが、あらか
じめ定められた基準値と一致するように先行電極を回転
軸線方向に移動させ、 上記後行電極の電圧波形又は電流波形を溶接進行方向
前方点Ｃ′ｆを中心として左右に各々５度から180度の
一定角度φ′Ｏで分割し、 上記左右に一定度φ′Ｏで分割した後行電極の電圧波
形又は電流波形の作る右側面積Ｓ′Ｒおよび左側面積
Ｓ′Ｌを演算し、 上記右側面積Ｓ′Ｒと左側面積Ｓ′Ｌとの差Ｓ′R-
S′Ｌがあらかじめ定めた基準値と一致するように後行
電極を開先の幅方向に移動させ、 上記右側面積Ｓ′Ｒと左側面積Ｓ′Ｌとの和Ｓ′Ｒ＋
Ｓ′Ｌがあらかじめ定められた基準値と一致するように
後行電極を回転軸線方向に移動させることを特徴とす
る。
［作用］ この発明においては、先行電極と後行電極を高速回転し
て、各電極のアークを高速回転することにより、先行電
極で形成するビードを偏平化し開先ルート部の溶込みを
確保し、後行電極により形成するビードの垂れ下がりを
防止し、ビード表面を平滑化する。また先行電極と後行
電極のアーク電圧波形又は溶接電流波形の変動に基いて
開先ならい制御を行なうから、応答性の良い高精度な開
先ならいを行なう。
て、各電極のアークを高速回転することにより、先行電
極で形成するビードを偏平化し開先ルート部の溶込みを
確保し、後行電極により形成するビードの垂れ下がりを
防止し、ビード表面を平滑化する。また先行電極と後行
電極のアーク電圧波形又は溶接電流波形の変動に基いて
開先ならい制御を行なうから、応答性の良い高精度な開
先ならいを行なう。
［実施例］ 第１図は、この発明の一実施例を示す斜視図であり、図
において10は開先ルート５より下板１側に軸線を向けて
配置した先行電極、11は先行電極10矢印12方向に回転す
る回転モータ、13は開先ルート５より立板２側に軸線を
向けて配置した後行電極、14は後行電極13を回転する回
転モータ、15は先行電極10と後行電極13の各先端部に備
えた通電チップの偏心孔を通過するワイヤ、16はアーク
である。なお、先行電極10と後行電極13の間隔は先行電
極10による先行溶融池と後行電極による後行溶融池とが
重ならないような間隔とすることにより磁気吹きを防止
し、かつビード形状を乱さないようにする。
において10は開先ルート５より下板１側に軸線を向けて
配置した先行電極、11は先行電極10矢印12方向に回転す
る回転モータ、13は開先ルート５より立板２側に軸線を
向けて配置した後行電極、14は後行電極13を回転する回
転モータ、15は先行電極10と後行電極13の各先端部に備
えた通電チップの偏心孔を通過するワイヤ、16はアーク
である。なお、先行電極10と後行電極13の間隔は先行電
極10による先行溶融池と後行電極による後行溶融池とが
重ならないような間隔とすることにより磁気吹きを防止
し、かつビード形状を乱さないようにする。
また、先行電極10と後行電極13を回転し、アークを高速
回転アークとしたのは、回転しない従来の隅肉溶接では
ビードが重力の影響を受けて下板１側に垂れ下がるが、
これを防止するためビードに立板２側に偏向する力すな
わち、すくい上げ効果を与えるためである。
回転アークとしたのは、回転しない従来の隅肉溶接では
ビードが重力の影響を受けて下板１側に垂れ下がるが、
これを防止するためビードに立板２側に偏向する力すな
わち、すくい上げ効果を与えるためである。
このアークの高速回転によるすくい上げ効果はアークの
回転速度と関係し、溶接電流および溶接速度を定めれ
ば、すくい上げ効果を最大とする回転速度Noが定まる。
回転速度と関係し、溶接電流および溶接速度を定めれ
ば、すくい上げ効果を最大とする回転速度Noが定まる。
この回転速度Noを定めるには、使用する溶接電流Ｉ・溶
接速度Ｖにて隅肉溶接を行ない立板２の脚長l1と下板１
の脚長l2の比l1/l2が最大となる回転速度を求めれば良
い。第２図は溶接電流Ｉ＝300A・溶接速度Ｖ＝50cm/分
のときのアーク回転速度と脚長比l1/l2の関係を示し、
図に示すようにこの溶接条件のときの回転速度Noは15Hz
となる。
接速度Ｖにて隅肉溶接を行ない立板２の脚長l1と下板１
の脚長l2の比l1/l2が最大となる回転速度を求めれば良
い。第２図は溶接電流Ｉ＝300A・溶接速度Ｖ＝50cm/分
のときのアーク回転速度と脚長比l1/l2の関係を示し、
図に示すようにこの溶接条件のときの回転速度Noは15Hz
となる。
上記のようにアークの回転速度がNo（Hz）に近づくとす
くいあげ効果が最大に発揮される。
くいあげ効果が最大に発揮される。
またアークの回転速度を次第に高速としてNo（Hz）に近
づけると第３図に示すようにビード形状は凸部の高さΔ
ｌを有する凸形ビードになる。そこでアークの回転速度
Ｎ（Hz）と凸部の高さΔｌの関係を調べた結果第４図に
示すようになった。第４図は横軸にアークの回転速度Ｎ
（Hz）を、縦軸に立板脚長l1と下板脚長l2の平均値に対
するビードの凸部の高さΔｌの割合を示す。図からあき
らかなようにアークの回転速度Ｎ（Hz）が3No（Hz）以
上でビードの凸部の高さΔｌが最小になる。このことは
アークの高速回転により溶融池が周辺部に広がり易くな
るためである。
づけると第３図に示すようにビード形状は凸部の高さΔ
ｌを有する凸形ビードになる。そこでアークの回転速度
Ｎ（Hz）と凸部の高さΔｌの関係を調べた結果第４図に
示すようになった。第４図は横軸にアークの回転速度Ｎ
（Hz）を、縦軸に立板脚長l1と下板脚長l2の平均値に対
するビードの凸部の高さΔｌの割合を示す。図からあき
らかなようにアークの回転速度Ｎ（Hz）が3No（Hz）以
上でビードの凸部の高さΔｌが最小になる。このことは
アークの高速回転により溶融池が周辺部に広がり易くな
るためである。
一方ビードの形状を調べると、アークの回転速度が零の
場合すなわち従来の水平溶接の場合は第５図の鎖線で示
すように、中央部が深く幅がせまいフインガ状のビード
3aを形成し、かつこのビード3aは下垂れビードとなるた
め、溶接速度が例えば80cm/mmと速くなると不良ビード
となり隅肉溶接の高速化は図れなかった。
場合すなわち従来の水平溶接の場合は第５図の鎖線で示
すように、中央部が深く幅がせまいフインガ状のビード
3aを形成し、かつこのビード3aは下垂れビードとなるた
め、溶接速度が例えば80cm/mmと速くなると不良ビード
となり隅肉溶接の高速化は図れなかった。
しかしアークの回転速度をNo（Hz）以上3No（Hz）未満
の場合は第３図に示すようにビードの高さΔｌが大きく
なると同時に脚長比l1/l2が改善されているためビード
形状は第５図の実線に示す偏平ビード3bとなり、幅方向
特に立板側の溶込みが増加し、実質的な溶込みが増加す
ることになる。
の場合は第３図に示すようにビードの高さΔｌが大きく
なると同時に脚長比l1/l2が改善されているためビード
形状は第５図の実線に示す偏平ビード3bとなり、幅方向
特に立板側の溶込みが増加し、実質的な溶込みが増加す
ることになる。
さらにアークの回転速度が3No（Hz）以上になると、ア
ークの高速回転により溶融池が周辺部に拡がり易くなる
ため、ビード形状は中央部は浅いが幅の広いビードとな
り、下板側及び立板側の幅方向の溶込みが増加する。
ークの高速回転により溶融池が周辺部に拡がり易くなる
ため、ビード形状は中央部は浅いが幅の広いビードとな
り、下板側及び立板側の幅方向の溶込みが増加する。
上記アークの回転速度をNo（Hz）以上とすることによる
溶込み増加により溶接速度を例えば140cm/mm程度にして
も不良ビードの発生を防止することができ、隅肉溶接の
高速化を図ることができる。このためアークの回転速度
No（Hz）以上とした。
溶込み増加により溶接速度を例えば140cm/mm程度にして
も不良ビードの発生を防止することができ、隅肉溶接の
高速化を図ることができる。このためアークの回転速度
No（Hz）以上とした。
また、アークの回転速度Ｎが増加すると、回転速度Ｎに
ほぼ比例してワイヤの溶融速度MRも例えば第６図に示す
ように増加する。すなわち隅肉溶接が高能率となる。第
６図はワイヤ径1.2mm、溶接電流300AのMAG溶接におい
て、アークの回転径を6mmとしてアークの回転Ｎを変え
てワイヤの溶融速度MRの変化を調べた結果を示し、第６
図において横軸はアークの回転速度Ｎ（Hz）、縦軸はワ
イヤの溶融速度MR（g/min）である。
ほぼ比例してワイヤの溶融速度MRも例えば第６図に示す
ように増加する。すなわち隅肉溶接が高能率となる。第
６図はワイヤ径1.2mm、溶接電流300AのMAG溶接におい
て、アークの回転径を6mmとしてアークの回転Ｎを変え
てワイヤの溶融速度MRの変化を調べた結果を示し、第６
図において横軸はアークの回転速度Ｎ（Hz）、縦軸はワ
イヤの溶融速度MR（g/min）である。
しかしながら、アークの回転速度Ｎを増加すると第７図
に示すようにスパッタが増加する。第７図は第６図に示
した条件で溶接を行なったときのアークの回転速度Ｎ
（Hz）とスパッタ損（g/min）の関係を示す。図からあ
きらかなようにアークの回転速度Ｎが120（Hz）を越え
るとスパッタ損は急増し約25g/minとなり、溶接作業が
困難となる。このため、アークの回転速度Ｎを120（H
z）以下としたのである。
に示すようにスパッタが増加する。第７図は第６図に示
した条件で溶接を行なったときのアークの回転速度Ｎ
（Hz）とスパッタ損（g/min）の関係を示す。図からあ
きらかなようにアークの回転速度Ｎが120（Hz）を越え
るとスパッタ損は急増し約25g/minとなり、溶接作業が
困難となる。このため、アークの回転速度Ｎを120（H
z）以下としたのである。
次に、この発明において、先行アークの回転直径DLを１
〜6mmの範囲に限定した理由について説明する。先行ア
ークの回転直径DLが1mm未満であると、十分な溶込みが
得られないために、回転アーク溶接の機能を十分に発揮
できず、また、回転直径が小さいためにる後述する開先
倣い制御が精度良く行なえない。一方、先行アークの回
転直径DLが6mmを越えると、先行アークが立板２および
下板１に接近し過ぎ、特に、立板２側にアンダーカット
が生じ易すくなる。
〜6mmの範囲に限定した理由について説明する。先行ア
ークの回転直径DLが1mm未満であると、十分な溶込みが
得られないために、回転アーク溶接の機能を十分に発揮
できず、また、回転直径が小さいためにる後述する開先
倣い制御が精度良く行なえない。一方、先行アークの回
転直径DLが6mmを越えると、先行アークが立板２および
下板１に接近し過ぎ、特に、立板２側にアンダーカット
が生じ易すくなる。
従って、この発明においては、先行アークの回転直径DL
を１〜6mmの範囲に限定したのである。
を１〜6mmの範囲に限定したのである。
次に、この発明において、後行アークの回転直径DTを
（WL-8mm）および1mmのうち何れか大きい方から（WL＋6
mm）の範囲に限定した理由について説明する。ここで、
WLは、先行アークによる下層ビード３の幅を示す。
（WL-8mm）および1mmのうち何れか大きい方から（WL＋6
mm）の範囲に限定した理由について説明する。ここで、
WLは、先行アークによる下層ビード３の幅を示す。
後行アークの回転直径DTが前記下限値未満では、十分な
溶込みが確保できず、且つ後述する後行電極による開先
倣い制御が精度良く行なえないからである。一方、後行
アークの回転直径DTが前記上限値を越えると、後行アー
クが立板２および下板１に接近し過ぎて、特に、立板２
側にアンダーカットが生じ易すくなるからである。
溶込みが確保できず、且つ後述する後行電極による開先
倣い制御が精度良く行なえないからである。一方、後行
アークの回転直径DTが前記上限値を越えると、後行アー
クが立板２および下板１に接近し過ぎて、特に、立板２
側にアンダーカットが生じ易すくなるからである。
次に、この発明における先行電極10の開先倣い制御方法
について説明する。
について説明する。
第８図は先行電極10の開先倣い制御方法のブロック図、
第９図は、先行電極10の回転軸線が開先幅方向中央部
（ルート）より下板１側を向いている状態で隅肉溶接を
行なっている状態を示す正面図である。
第９図は、先行電極10の回転軸線が開先幅方向中央部
（ルート）より下板１側を向いている状態で隅肉溶接を
行なっている状態を示す正面図である。
第８図において、先行アーク電圧検出器30は、母材と所
定速度で回転する先行電極10との間の電圧、即ち、先行
アーク電圧Ｅを検出する。切換え器31は、先行アーク電
圧検出器30によって検出された先行アーク電圧Ｅを、後
述する制御器からの指令信号によって、先行電極10の溶
接進行方向最前方点Cfを中心として左右に所定範囲にわ
たってそれぞれ切りる換える。制御器32は、先行電極位
置検出器33によって検出された先行電極10の前記最前方
点を示す位置信号に基づいて、切換え器31を作動させ
る。右側および左側積分器34Aおよび34Bは、切換え器31
によって切り換えられた先行アーク電圧Ｅを積分して、
右側および左側積分値SRおよびSLを得る。積分範囲設定
器35は、前記積分器34Aおよび34Bによる先行アーク電圧
の積分範囲を制御器32に予め設定する。積分回数設定器
36は、前記積分器34Aおよび34Bによる積分を、先行電極
10が何回転するごとに行なうかを制御器32に予め設定す
る。
定速度で回転する先行電極10との間の電圧、即ち、先行
アーク電圧Ｅを検出する。切換え器31は、先行アーク電
圧検出器30によって検出された先行アーク電圧Ｅを、後
述する制御器からの指令信号によって、先行電極10の溶
接進行方向最前方点Cfを中心として左右に所定範囲にわ
たってそれぞれ切りる換える。制御器32は、先行電極位
置検出器33によって検出された先行電極10の前記最前方
点を示す位置信号に基づいて、切換え器31を作動させ
る。右側および左側積分器34Aおよび34Bは、切換え器31
によって切り換えられた先行アーク電圧Ｅを積分して、
右側および左側積分値SRおよびSLを得る。積分範囲設定
器35は、前記積分器34Aおよび34Bによる先行アーク電圧
の積分範囲を制御器32に予め設定する。積分回数設定器
36は、前記積分器34Aおよび34Bによる積分を、先行電極
10が何回転するごとに行なうかを制御器32に予め設定す
る。
右側および左側記憶器37Aおよび37Bは、前記積分値SRお
よびSLをそれぞれ記憶する。第１差動増幅器38は、右側
記憶器37Aによって記憶された右側積分値SRと左側記憶
器37Bによって記憶された左側積分値るSLとの差を演算
する。
よびSLをそれぞれ記憶する。第１差動増幅器38は、右側
記憶器37Aによって記憶された右側積分値SRと左側記憶
器37Bによって記憶された左側積分値るSLとの差を演算
する。
次段の差動増幅器39は上記差（SR-SL）とあらかじめ基
準値設定器40に設定した基準値SOとの差を演算する。Ｘ
軸トライバ41は差動増幅器39で演算した｛（SR-SL）‐S
O｝が零になるように先行電極10を開先幅方向に移動さ
せるためのＸ軸モータ42を駆動する。
準値設定器40に設定した基準値SOとの差を演算する。Ｘ
軸トライバ41は差動増幅器39で演算した｛（SR-SL）‐S
O｝が零になるように先行電極10を開先幅方向に移動さ
せるためのＸ軸モータ42を駆動する。
第３の差動増幅器44は、加算器43によって演算された右
側積分値SRと左側積分値SLとの和の演算値（SR＋SL）
と、基準電圧設定器45によって予め設定されている基準
電圧EOとの差を演算する。Ｙ軸ドライバー46は、前記差
の演算値｛（SR＋SL）‐EO）｝が零となるように、先行
電極10を電極の高さ方向、即ち、Ｙ軸方向に移動させる
ためのＹ軸モータを駆動する。
側積分値SRと左側積分値SLとの和の演算値（SR＋SL）
と、基準電圧設定器45によって予め設定されている基準
電圧EOとの差を演算する。Ｙ軸ドライバー46は、前記差
の演算値｛（SR＋SL）‐EO）｝が零となるように、先行
電極10を電極の高さ方向、即ち、Ｙ軸方向に移動させる
ためのＹ軸モータを駆動する。
ここで、積分範囲を45°に設定し、積分回数の設定を１
とした場合の先行電極10の開先倣い制御方法について説
明する。
とした場合の先行電極10の開先倣い制御方法について説
明する。
先行電極10の回転軸線が、開先中央部に向いている場合
には、先行アーク電圧検出器30によって検出される先行
アーク電圧（Ｅ）は、第10図（Ａ）に示すように、先行
電極10が立板２および下板１に最も接近したときに最小
となり、そして、先行電極10が開先の幅方向中央部に位
置したときに最大となる。
には、先行アーク電圧検出器30によって検出される先行
アーク電圧（Ｅ）は、第10図（Ａ）に示すように、先行
電極10が立板２および下板１に最も接近したときに最小
となり、そして、先行電極10が開先の幅方向中央部に位
置したときに最大となる。
この場合には、右側積分値SRと左側積分値SLとは等しく
なる。
なる。
なお、第10図（Ａ），（Ｂ）において、Cfとは先行電極
10の上方から見たワイヤ15の回転位置を示す第11図に記
すように、先行電極10の溶接進行方向後方点を示し、Ｌ
とは先行電極10が下板１に最も接近したときの点を示
し、Cfとは先行電極10の溶接進行方向前方点を示し、そ
して、Ｒとは先行電極10が立板２に最も接近したときの
点を示す。また、第10図（Ａ），（Ｃ）において、Ｃ′
r,L′,C′ｆおよびＲ′は上記先行電極10のワイヤ位置
に対応する後行電極13のワイヤ15の位置を示す。
10の上方から見たワイヤ15の回転位置を示す第11図に記
すように、先行電極10の溶接進行方向後方点を示し、Ｌ
とは先行電極10が下板１に最も接近したときの点を示
し、Cfとは先行電極10の溶接進行方向前方点を示し、そ
して、Ｒとは先行電極10が立板２に最も接近したときの
点を示す。また、第10図（Ａ），（Ｃ）において、Ｃ′
r,L′,C′ｆおよびＲ′は上記先行電極10のワイヤ位置
に対応する後行電極13のワイヤ15の位置を示す。
次に第９図に示すように、先行ノズルの中心の中心軸線
が、開先幅方向にそって、下板１側に片寄っている場合
には、先行アーク電圧器30によって検出される先行アー
ク電圧Ｅは、第10図（Ｂ）中実線で示すように、先行電
極10が下板１に最も接近したときの先行アーク電圧Ｅ
は、先行電極10が立板２に最も接近したときの先行アー
ク電圧Ｅに比べて小さい。この結果、右側積分値SRは、
左側積分値SLに比べて大きくなる。これら積分値SRとSL
との差（SR-SL）があらかじめ定めた基準値と一致する
ようにＸ軸モータ42を駆動し、先行電極10の開先幅方向
の位置を制御する。
が、開先幅方向にそって、下板１側に片寄っている場合
には、先行アーク電圧器30によって検出される先行アー
ク電圧Ｅは、第10図（Ｂ）中実線で示すように、先行電
極10が下板１に最も接近したときの先行アーク電圧Ｅ
は、先行電極10が立板２に最も接近したときの先行アー
ク電圧Ｅに比べて小さい。この結果、右側積分値SRは、
左側積分値SLに比べて大きくなる。これら積分値SRとSL
との差（SR-SL）があらかじめ定めた基準値と一致する
ようにＸ軸モータ42を駆動し、先行電極10の開先幅方向
の位置を制御する。
先行電極10の高さ方向の位置が変化すると、第３の差動
増幅器44によって、加算器43からの右側積分値SRと左側
積分値SLとの和の演算値（SR＋SL）と、基準電圧EOとの
間の差が演算され、前記差の演算値｛（SR＋SL）−EO｝
が零になるようにＹ軸ドライバー46によってＹ軸モータ
47が駆動される。これにより、先行電極10の高さ制御が
行なわれる。
増幅器44によって、加算器43からの右側積分値SRと左側
積分値SLとの和の演算値（SR＋SL）と、基準電圧EOとの
間の差が演算され、前記差の演算値｛（SR＋SL）−EO｝
が零になるようにＹ軸ドライバー46によってＹ軸モータ
47が駆動される。これにより、先行電極10の高さ制御が
行なわれる。
このようにして、先行電極10のＸ軸およびＹ軸方向、即
ち、開先幅および高さ方向における開先倣い制御が応答
性良くかつ高精度に行なわれる。
ち、開先幅および高さ方向における開先倣い制御が応答
性良くかつ高精度に行なわれる。
上記倣い制御においてアーク電圧波形を積分する範囲は
溶接進行方向前方点Cfを中心に左右に各々５度から180
度の範囲とする。この範囲を５度以上としたのは５度未
満になると波形に乗るノイズ成分の影響を受けるからで
ある。
溶接進行方向前方点Cfを中心に左右に各々５度から180
度の範囲とする。この範囲を５度以上としたのは５度未
満になると波形に乗るノイズ成分の影響を受けるからで
ある。
次に、この実施例による後行電極13の開先倣い制御方法
も先行電極10の開先倣い制御と同様に行なわれるので、
説明は省略する。但し後行電極13のアーク電圧波形の積
分値Ｓ′R,S′Ｌは第10図（Ｃ）に示すようにＳ′Ｒ＜
Ｓ′Ｌとなる。
も先行電極10の開先倣い制御と同様に行なわれるので、
説明は省略する。但し後行電極13のアーク電圧波形の積
分値Ｓ′R,S′Ｌは第10図（Ｃ）に示すようにＳ′Ｒ＜
Ｓ′Ｌとなる。
なお、上記実施例はアーク電圧により倣い制御を行なう
場合について説明したが溶接電流を検出しても同様に制
御することができる。
場合について説明したが溶接電流を検出しても同様に制
御することができる。
また、Ｙ軸方向の制御に関するSLとSRは第８図ではＸ軸
方向の制御に用いた信号SL,SRと同一になっているが必
ずしもＹ軸方向の制御に用いる積分範囲はＸ軸方向の制
御に用いる積分範囲と同一でなくとも上記実施例と同様
に制御できる。
方向の制御に用いた信号SL,SRと同一になっているが必
ずしもＹ軸方向の制御に用いる積分範囲はＸ軸方向の制
御に用いる積分範囲と同一でなくとも上記実施例と同様
に制御できる。
［発明の効果］ この発明は以上説明したように、隅肉溶接を一定回転速
度範囲、一定回転直径の高速回転アークにより行なうよ
うにしたから、溶融金属の下垂れ、立板側のアンダカッ
トを防止し、等脚長でかつ良好な溶込みのビードを容易
に得ることができると共にビードの平滑化を図ることが
できる効果を有する。
度範囲、一定回転直径の高速回転アークにより行なうよ
うにしたから、溶融金属の下垂れ、立板側のアンダカッ
トを防止し、等脚長でかつ良好な溶込みのビードを容易
に得ることができると共にビードの平滑化を図ることが
できる効果を有する。
さらに、アークの高速回転によるワイヤ溶融速度が増加
するから、隅肉溶接の高能率価を図ることができ、隅肉
溶接の高速度化、あるいは大脚長化を図ることができる
利点も有する。
するから、隅肉溶接の高能率価を図ることができ、隅肉
溶接の高速度化、あるいは大脚長化を図ることができる
利点も有する。
第１図はこの発明の実施例を示す斜視図、第２図はアー
クの回転速度と脚長比l1/l2の特性図、第３図はビード
形状を示した断面図、第４図はアークの回転速度と、立
板脚長l1,下板脚長l2の平均値に対するビード凸部の高
さΔｌの割合との特性図、第５図はビード形状の説明
図、第６図はアークの回転速度とワイヤの溶融速度との
特性図、第７図はアークの回転速度とスパッタ損の特性
図、第８図は制御回路のブロック図、第９図は先行電極
の隅肉溶接時の正面図、第10図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）
は各々アーク電圧波形図、第11図は回転するワイヤの位
置を示す説明図、第12図は従来のビードを示す断面図で
ある。 １……下板、２……立板、3,3a,3b,4……ビード、10…
…先行電極、13後行電極、15……ワイヤ。 なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示すもので
ある。
クの回転速度と脚長比l1/l2の特性図、第３図はビード
形状を示した断面図、第４図はアークの回転速度と、立
板脚長l1,下板脚長l2の平均値に対するビード凸部の高
さΔｌの割合との特性図、第５図はビード形状の説明
図、第６図はアークの回転速度とワイヤの溶融速度との
特性図、第７図はアークの回転速度とスパッタ損の特性
図、第８図は制御回路のブロック図、第９図は先行電極
の隅肉溶接時の正面図、第10図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）
は各々アーク電圧波形図、第11図は回転するワイヤの位
置を示す説明図、第12図は従来のビードを示す断面図で
ある。 １……下板、２……立板、3,3a,3b,4……ビード、10…
…先行電極、13後行電極、15……ワイヤ。 なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示すもので
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】先行電極と後行電極を開先ルートをはさん
で一定間隔で設け、先行電極と後行電極の各電極ノズル
を回転することによりアークを高速回転しながら行う隅
肉溶接法において、 垂直脚長l1と水平脚長l2との比l1/l2が最大となるア
ークの回転速度をNo（Hz）とすると、先行電極と後行電
極のアークの回転速度範囲をNo（Hz）から120（Hz）と
し、 先行電極のアークの回転直径範囲を1mmから6mmとし、 上記先行電極により形成されるビード幅をWLとする
と、後行電極のアークの回転直径範囲を（WL-8）mm又は
1mmのうち、いずれか大きい方から（WL＋６）mmとし、 上記回転する先行電極と後行電極のアーク電圧波形又
は溶接電流波形を検出し、 上記先行電極の電圧波形又は電流波形を溶接進行方向
前方点Cfを中心として左右に各々５度から180度以下の
範囲の一定角度φＯで分割し、 上記左右に一定角度φＯで分割した先行電極の電圧波
形又は電流波形の作る右側面積SRおよび左側面積SLを演
算し、 上記右側面積SRと左側面積SLとの差SR-SLがあらかじ
め定めた基準値と一致するように先行電極を開先の幅方
向に移動させ、 上記右側面積S8と右側面積SLとの和SR＋SLが、あらか
じめ定められた基準値と一致するように先行電極を回転
軸方向に移動させ。 上記後行電極の電圧波形又は電流波形を溶接進行方向
前方点Ｃ′ｆを中心として左右に各々５度から180度以
下の範囲の一定角度φ′Ｏで分割し、 上記左右に一定角度φ′Ｏで分割した後行電極の電圧
波形又は電流波形の作る右側面積Ｓ′Ｒおよび左側面積
Ｓ′Ｌを演算し、 上記右側面積Ｓ′Ｒと左側面積Ｓ′Ｌとの差Ｓ′R-
S′Ｌがあらかじめ定めた基準値と一致するように後行
電極を開先の幅方向に移動させ、 上記右側面積Ｓ′Ｒと左側面積Ｓ′Ｌとの和Ｓ′Ｒ＋
Ｓ′Ｌがあらかじめ定められた基準値と一致するように
後行電極を回転軸線方向に移動させる、ことを特徴とす
る２電極回転アーク隅肉溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7665886A JPH0671660B2 (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | ２電極高速回転ア−ク隅肉溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7665886A JPH0671660B2 (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | ２電極高速回転ア−ク隅肉溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62234666A JPS62234666A (ja) | 1987-10-14 |
| JPH0671660B2 true JPH0671660B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=13611504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7665886A Expired - Lifetime JPH0671660B2 (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | ２電極高速回転ア−ク隅肉溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0671660B2 (ja) |
-
1986
- 1986-04-04 JP JP7665886A patent/JPH0671660B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62234666A (ja) | 1987-10-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |