JPH07112628B2 - Keyhole type single-sided welding method - Google Patents

Keyhole type single-sided welding method

Info

Publication number
JPH07112628B2
JPH07112628B2 JP2406796A JP40679690A JPH07112628B2 JP H07112628 B2 JPH07112628 B2 JP H07112628B2 JP 2406796 A JP2406796 A JP 2406796A JP 40679690 A JP40679690 A JP 40679690A JP H07112628 B2 JPH07112628 B2 JP H07112628B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arc
welding
point
welding current
bead
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2406796A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04224076A (en
Inventor
祐司 杉谷
雅智 村山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
JFE Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Engineering Corp filed Critical JFE Engineering Corp
Priority to JP2406796A priority Critical patent/JPH07112628B2/en
Publication of JPH04224076A publication Critical patent/JPH04224076A/en
Publication of JPH07112628B2 publication Critical patent/JPH07112628B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

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、高速回転アーク溶接法
を適用したキーホール式片面溶接方法に関し、さらに詳
しくは断続的な仮付ビードの有る開先の片面溶接におけ
る裏ビード形状を、アークセンサすなわち、溶接電流や
アーク電圧からの情報に基づいて安定に制御するように
したキーホール式片面溶接方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a keyhole-type single-sided welding method to which a high-speed rotary arc welding method is applied, and more specifically, to a backside bead shape in a grooved single-sided welding with intermittent tacky beads. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a keyhole-type single-sided welding method in which stable control is performed based on a sensor, that is, information from a welding current and an arc voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】アーク直下にキーホールを形成しながら
片面溶接を行う従来のアーク溶接方法において、裏ビー
ド形状を制御するには、一般にバッキング法が使用さ
れ、さらにバッキング材に、例えばアーク光量を検出す
る光センサを取り付けて、溶接電流、電圧、溶接速度等
の溶接条件を制御するなどの方法をとっている(特公昭
62−36787号)。また、このようなセンサを設け
ない場合には、アーク電圧または溶接電流と裏ビードの
幅との間に予めある相関関係を求めておき、この相関に
基づき裏ビード幅を制御するという方法もある(特開昭
61−137676号、特開昭61−180677
号)。
2. Description of the Related Art In the conventional arc welding method in which a single-sided welding is performed while forming a keyhole directly under the arc, a backing method is generally used to control the shape of the back bead. An optical sensor for detection is attached to control welding conditions such as welding current, voltage, and welding speed (Japanese Patent Publication No. 62-36787). Further, in the case where such a sensor is not provided, there is also a method of previously obtaining a certain correlation between the arc voltage or welding current and the width of the back bead and controlling the back bead width based on this correlation. (JP-A-61-137676, JP-A-61-180677)
issue).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
光センサによる制御方法では、バッキング材及び光セン
サを溶接トーチと同期させて移動させるバッキング装置
が必要であり、このようなバッキング装置は複雑で、ま
たその設置が困難な場合がある。
However, the above-described control method using the optical sensor requires a backing device that moves the backing material and the optical sensor in synchronization with the welding torch, and such a backing device is complicated. Moreover, the installation may be difficult.

【0004】一方、アーク電圧または溶接電流との相関
から裏ビード幅を制御する方法では、溶接条件や開先形
状、板厚その他種々の条件に応じた相関関係を全て把握
しておく必要があり、これらの変動要因の決定方法が難
しく、また開先状態に変動が生じた場合には(開先状
態、例えばルートギャップやルートフェースの変動は実
際の片面溶接ではしばしば起こり得る)、安定した裏ビ
ードの形状の制御は一層難しくなる。
On the other hand, in the method of controlling the back bead width from the correlation with the arc voltage or the welding current, it is necessary to grasp all the correlations according to various conditions such as welding conditions, groove shape, plate thickness and the like. However, when it is difficult to determine these fluctuation factors, and when the groove state fluctuates (a groove state, such as root gap or root face fluctuation can often occur in actual single-sided welding), a stable back Controlling the bead shape becomes more difficult.

【0005】一般に、裏ビードを良好に出すためには開
先状態を均一に保つ必要があるが、現実的には、ルート
ギャップ、ルートフェースが変化する場合が多い。そこ
で、通常は本溶接を行う前に開先を所定間隔で仮付溶接
する。
Generally, in order to obtain a good back bead, it is necessary to keep the groove state uniform, but in reality, the root gap and the root face often change. Therefore, the groove is usually tack welded at predetermined intervals before the main welding.

【0006】しかし、このような断続的な仮付溶接をし
た開先では仮付ビードの有る区間と無い区間が混在する
ため、それぞれの区間について溶接条件も当然に変わっ
てくる。上記の従来法はいずれも、仮付ビードの無い均
一な開先形状であることが当然の前提条件となってい
る。
[0006] However, since the groove with such temporary tack welding mixes a section with a tack bead and a section without a tack bead, welding conditions naturally change for each section. In all of the above-mentioned conventional methods, it is a natural precondition that a uniform groove shape without a temporary bead is formed.

【0007】そこで、本発明者らは断続的な仮付ビード
が存在するような開先に対しても、特別のセンサを使用
することなく、裏ビード形状の制御ができる技術の開発
に努めた。その結果、本出願人の特許出願に係る特開昭
64−15287号、特開昭62−248571号の技
術をさらに発展させることで解決できることがわかっ
た。すなわち、これらの特許公報は高速で回転するアー
ク自体をセンサとして利用し、このアークセンサにより
開先倣い制御を行う高速回転アーク溶接法を示している
が、この方法でキーホールを形成しながら片面溶接を行
うと、仮付ビードの個所ではアークの回転位置の前方点
f におけるアーク電圧が変化し、またアークの回転位
置の後方点Cr におけるアーク長の変化が、開先状態の
変動による裏ビード形状の変化に対応することが判明し
た。
Therefore, the present inventors sought to develop a technique capable of controlling the shape of the back bead without using a special sensor even for a groove where an intermittent temporary bead exists. . As a result, it was found that the problem can be solved by further developing the techniques of Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-15287 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-248571 related to the applicant's patent application. That is, these patent publications show a high-speed rotating arc welding method in which the arc itself that rotates at a high speed is used as a sensor, and the groove tracing control is performed by this arc sensor. When welding is performed, the arc voltage at the front point C f of the arc rotation position changes at the position of the temporary bead, and the change in arc length at the rear point C r of the arc rotation position depends on the change in the groove state. It was found to be compatible with changes in the back bead shape.

【0008】本発明は、このような知見に基づいてなさ
れたもので、断続的な仮付ビードの有る開先に対し、特
別のセンサを用いることなくアークセンサの情報のみに
基づいて、安定した裏ビード形状の制御ができるキーホ
ール式片面溶接方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made on the basis of such knowledge, and for a groove having an intermittent temporary bead, it is stable based on only the information of the arc sensor without using a special sensor. An object of the present invention is to provide a keyhole type single-sided welding method capable of controlling the back bead shape.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るキーホール式片面溶接方法は、アーク
直下にキーホールを形成しながら断続的な仮付ビードの
有る開先の片面溶接を行うアーク溶接方法において、高
速回転アーク溶接法を用い、その際トーチ高さ(ワイヤ
突出長とアーク長の和)を公知のACC制御法(溶接電
流が一定になるように、トーチ高さを制御する方法)を
用いて一定に保ちながら、アークの回転位置の後方点C
r におけるアーク長を、該Cr 点におけるアーク電圧及
び溶接電流の検出値より演算し、得られたアーク長が設
定値と等しくなるように溶接電流を制御するとともに、
仮付ビードの始端位置をアークの回転位置の前方点Cf
におけるアーク電圧が低下することで検知し、ほぼその
時から、好ましくはアークの中心が仮付ビードの始端に
到達した時から溶接電流を上げ、再びそのアーク電圧が
元に戻った時から溶接電流を下げ、その間トーチ高さを
一定に保つよう溶接電流を増加させることとしたもので
ある。
In order to achieve the above-mentioned object, a keyhole type single-sided welding method according to the present invention is a single-sided groove with intermittent tacky beads while forming a keyhole directly under the arc. In the arc welding method for welding, a high-speed rotating arc welding method is used, in which the torch height (sum of wire protrusion length and arc length) is known by the ACC control method (torch height is set so that the welding current becomes constant. Method for controlling the arc) while keeping it constant, the rear point C of the rotational position of the arc
The arc length at r is calculated from the detected values of the arc voltage and the welding current at the point C r , and the welding current is controlled so that the obtained arc length becomes equal to the set value.
The starting end position of the temporary bead is the front point C f of the arc rotation position.
Detected by a decrease in the arc voltage at, from about that time, preferably the welding current is increased from the time when the center of the arc reaches the start end of the temporary bead, and the welding current is changed from when the arc voltage returns to the original value. The welding current was increased so as to keep the torch height constant while lowering it.

【0010】また、このCr 点におけるアーク電圧及び
溶接電流の検出値として、該Cr 点を中心に所定の位相
角φについて積分し平均化した値を用いることとし、さ
らにCr 点におけるアーク長が設定値と等しくなるよう
溶接電流を変化させるとき、トーチ高さ(ワイヤ突出長
とアーク長の和)が一定となるように、ワイヤ送給速度
も変化させ、同時に溶着断面積が一定となるように溶接
速度も変化させるものである。
Further, as a detection value of the arc voltage and the welding current in the C r point will be referred to with the integrated averaged value for the C r predetermined phase angle around the point phi, further arcs in C r point When the welding current is changed so that the length becomes equal to the set value, the wire feed speed is also changed so that the torch height (sum of wire protrusion length and arc length) is constant, and at the same time, the welding cross section is constant. So that the welding speed is also changed.

【0011】[0011]

【作用】本発明の作用を図1〜図4により説明する。図
1は本発明のキーホール式片面溶接方法を示す断面側面
図、図2はその平面図、図3及び図4はそれぞれ図1の
A−A線断面図及びB−B線断面図である。図におい
て、1は溶接トーチ、2は溶接ワイヤ、3はアーク、
4,5は被溶接部材、6は開先、7は溶融池、8はキー
ホール、9は溶接ビード、10は裏ビード、11は仮付
ビードである。
The operation of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a sectional side view showing a keyhole type single-sided welding method of the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, and FIGS. 3 and 4 are sectional views taken along the lines AA and BB of FIG. 1, respectively. . In the figure, 1 is a welding torch, 2 is a welding wire, 3 is an arc,
4 and 5 are members to be welded, 6 is a groove, 7 is a molten pool, 8 is a keyhole, 9 is a weld bead, 10 is a back bead, and 11 is a temporary bead.

【0012】図に示すように、高速回転アーク溶接法を
用いてキーホール8を形成しながら片面溶接を行うと、
アーク3は常に溶融池7の前方にあって高速回転する。
そして、アーク3は回転位置の前方点Cf においては破
線で示すように開先6側へ振れ、後方点Cr においては
溶融池7側へ振れるといった振動現象を呈する。このと
き仮付ビード11の無い区間では、裏ビード10の形状
は前述のように開先6の状態の影響を受け、ルートギャ
ップaやルートフェースbの大小によって裏ビード10
の形状が変化する。すなわち、開先6の状態の変動によ
って溶融池7がキーホール8を狭めたり広げたりする現
象を引き起こすのである。例えば、ルートギャップaが
小、またはルートフェースbが大であると、図1の破線
12で示すように溶融池7はキーホール8を狭める方向
に前進し、このためCr 点でのアーク長が短くなる。そ
して裏ビード幅は小さくなるか、もしくは形成されなく
なる。このようにアーク長が短くなるので、Cr 点での
溶接電流は上昇し、アーク電圧は低下する。また反対
に、ルートギャップaが大、またはルートフェースbが
小であると、図1の破線13で示すように溶融池7は逆
にキーホール8を広げる方向に後退し、上記とは逆の現
象となる。
As shown in the figure, when single-sided welding is performed while forming the keyhole 8 using the high-speed rotary arc welding method,
The arc 3 is always in front of the molten pool 7 and rotates at high speed.
Then, the arc 3 exhibits a vibration phenomenon such that the front point C f of the rotational position swings to the groove 6 side as shown by a broken line, and the rear point C r swings to the molten pool 7 side. At this time, in the section without the temporary bead 11, the shape of the back bead 10 is affected by the state of the groove 6 as described above, and the back bead 10 is affected by the size of the root gap a and the root face b.
Shape changes. That is, the molten pool 7 causes the keyhole 8 to narrow or widen due to the change in the state of the groove 6. For example, when the root gap a small or root face b is, is large, the molten pool 7 as shown by the broken line 12 in FIG. 1 is advanced in the direction of narrowing the keyhole 8, the arc length in the order C r point Becomes shorter. Then, the back bead width is reduced or is not formed. Since the arc length is shortened in this way, the welding current at the Cr point increases and the arc voltage decreases. On the other hand, if the root gap a is large or the root face b is small, the molten pool 7 retreats in the direction of expanding the keyhole 8 as shown by the broken line 13 in FIG. It becomes a phenomenon.

【0013】故に、Cr 点におけるアーク電圧E(溶接
チップと母材間の電圧)と溶接電流Iを検出すれば裏ビ
ードの状態が検出できる。
Therefore, the state of the back bead can be detected by detecting the arc voltage E (voltage between the welding tip and the base metal) and the welding current I at the point C r .

【0014】図5に溶接進行方向に対するアークの回転
位置(Cf ,R,Cr ,L)の定義を示し、図6に開先
状態の変動によるアークの回転位置とアーク電圧Eとの
関係を示す。同図において、Aは開先状態が適正の場
合、Bはルートギャップが小、またはルートフェースが
大であるため、裏ビード不足の場合、Cはルートギャッ
プが大、またはルートフェースが小であるため、裏ビー
ド過大、出過ぎの場合である。すなわち、適正状態Aに
対して裏ビード不足Bになると、Cr 点でのアーク電圧
Eは低下し、逆に裏ビード過大Cになると、該Cr 点で
のアーク電圧Eは上昇する。
FIG. 5 shows the definition of the arc rotation position (C f , R, C r , L) with respect to the welding progress direction, and FIG. 6 shows the relationship between the arc rotation position and the arc voltage E due to the change in the groove state. Indicates. In the figure, A indicates a proper groove state, B indicates a small root gap or a large root face, and thus C indicates a large root gap or a small root face when the back bead is insufficient. For this reason, the back bead is too large or too large. That is, when the back bead shortage B occurs in the proper state A, the arc voltage E at the point C r decreases, and conversely when the back bead excess C occurs, the arc voltage E at the point C r rises.

【0015】次に、本発明の制御方法としては、まずC
r 点でのアーク電圧Eと溶接電流Iを検出する。ただし
この場合、アーク長の変化を検知するため、ACC制御
法により溶接トーチ1の高さ(ワイヤ突出長とアーク長
の和)を一定に制御しながら行うことが必要である。被
溶接部材の凹凸、うねりなどの影響を受けないようにす
るためである。アーク電圧Eと溶接電流Iの検出は、図
5に示すように所定の位相角φの間で積分し(ノイズ成
分除去のため)、平均化する。位相角φは5°以上90
°以下である。次に、それらの検出値からアーク長を演
算し、その演算値が設定値と等しくなるように溶接電流
を変化させ、さらに、トーチ高さ(ワイヤ突出長とアー
ク長の和)が一定となるようにワイヤ送給速度も変化さ
せ、同時に溶着断面積が一定となるように、すなわち、
ワイヤ送給速度と溶接速度の比が一定となるように溶接
速度も変化させるのである。
Next, as the control method of the present invention, first, C
The arc voltage E and welding current I at point r are detected. However, in this case, in order to detect the change in the arc length, it is necessary to carry out while controlling the height of the welding torch 1 (the sum of the wire protrusion length and the arc length) to be constant by the ACC control method. This is to prevent the members to be welded from being affected by the unevenness and undulations. The arc voltage E and the welding current I are detected by integrating (for removing noise components) and averaging during a predetermined phase angle φ as shown in FIG. Phase angle φ is 5 ° or more 90
° or less. Next, the arc length is calculated from those detected values, the welding current is changed so that the calculated value becomes equal to the set value, and the torch height (sum of wire protrusion length and arc length) becomes constant. The wire feeding speed is also changed so that the welding cross section becomes constant at the same time, that is,
The welding speed is also changed so that the ratio of the wire feeding speed and the welding speed becomes constant.

【0016】さらに、溶接条件は仮付ビード11の有る
区間と無い区間では異なるため、仮付ビード11の個所
を検知する必要がある。そこで、図5に示すCf 点での
アーク電圧をモニターすると、アーク3が仮付ビード1
1に近づくとCf 点でのアーク電圧が低下する。また仮
付ビード11の終端でこのアーク電圧は元に戻る。図7
にアークの回転位置におけるアーク電圧波形を示す。す
なわち、仮付ビード11の無い区間では、実線14で示
すようにCf 点でのアーク電圧は多少高くなっている
が、Cf 点が仮付ビード11の始端16に接近してから
終端17までの間は、破線15で示すようにCf 点での
アーク電圧が低下する。
Further, since the welding conditions are different in the section with the temporary bead 11 and the section without the temporary bead 11, it is necessary to detect the location of the temporary bead 11. Therefore, when the arc voltage at the point C f shown in FIG. 5 is monitored, the arc 3 shows the temporary bead 1
When approaching 1, the arc voltage at point C f drops. The arc voltage returns to the original level at the end of the temporary bead 11. Figure 7
Shows the arc voltage waveform at the arc rotation position. That is, in the section where the temporary bead 11 is absent, the arc voltage at the point C f is slightly higher as shown by the solid line 14, but the end 17 after the point C f approaches the starting end 16 of the temporary bead 11. Until then, the arc voltage at the C f point decreases as indicated by the broken line 15.

【0017】したがって、Cf 点でのアーク電圧の変化
で仮付ビード11の位置を検知できるが、この検知に続
いて仮付ビード11を溶融し、上述のように裏ビード1
0の形状を制御しなければならない。そのため、まず溶
接電流を上げるタイミングをCf 点がほとんど仮付ビー
ド11の始端16に到達した時点、好ましくはアーク3
の中心が始端16に達した時とし(このタイミングはア
ーク3の回転直径と溶接速度から求めることができ
る。)、次に溶接電流を下げるタイミングは、図7のア
ーク電圧波形が破線15から実線14に変わった時とす
る。そして、その間における溶接電流の増加量はACC
制御法によるトーチ高さが一定となるように増加する。
Therefore, the position of the temporary bead 11 can be detected by the change in the arc voltage at the point C f. Following this detection, the temporary bead 11 is melted, and the back bead 1 is melted as described above.
The shape of 0 must be controlled. Therefore, first, the timing of increasing the welding current is set at a time point when the C f point almost reaches the starting end 16 of the temporary bead 11, preferably the arc 3
When the center of the arc reaches the starting end 16 (this timing can be obtained from the rotating diameter of the arc 3 and the welding speed), the timing of lowering the welding current is the arc voltage waveform of FIG. Suppose it changes to 14. The amount of increase in the welding current during that period is ACC.
The torch height by the control method increases so that it becomes constant.

【0018】また、本発明においては従来のバッキング
法を用いなくとも実施できる。なお、従来のアークセン
サは開先倣い制御が目的であるため、Cf 点についての
情報のみに基づいて制御している。
Further, the present invention can be carried out without using the conventional backing method. Since the conventional arc sensor is for the purpose of groove tracking control, it is controlled only based on the information on the C f point.

【0019】[0019]

【実施例】図8は本発明のキーホール式片面溶接方法を
実施する装置の一実施例を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment of an apparatus for carrying out the keyhole type single-sided welding method of the present invention.

【0020】溶接ワイヤ2の先端のアーク3を回転させ
るには、偏心チップ方式(特公昭63−39346号)
と偏心回転機構式(特開昭62−104684号)とが
あり、ここでは後者の偏心回転機構式で示されている。
すなわち、溶接トーチ1の上部を自動調心玉軸受21に
より支持し、中間部に図示しない自動調心玉軸受を介し
て偏心回転機構(ギヤ機構)22を設け、モータ23に
より溶接トーチ1の下端が円運動を行うように高速で回
転させるものである。これにより溶接トーチ1の中心に
送給される溶接ワイヤ2の先端が円運動を行い、アーク
3が高速回転する。 溶接ワイヤ2すなわちアーク3の
回転位置(図5参照)はモータ23に取り付けたエンコ
ーダ24により検出されるようになっている。
To rotate the arc 3 at the tip of the welding wire 2, an eccentric tip method (Japanese Patent Publication No. 63-39346) is used.
And an eccentric rotation mechanism type (Japanese Patent Laid-Open No. 62-104684), which is shown by the latter eccentric rotation mechanism type.
That is, the upper portion of the welding torch 1 is supported by the self-aligning ball bearing 21, the eccentric rotation mechanism (gear mechanism) 22 is provided in the middle portion through the self-aligning ball bearing (not shown), and the lower end of the welding torch 1 is driven by the motor 23. Is to rotate at high speed so as to make a circular motion. As a result, the tip of the welding wire 2 fed to the center of the welding torch 1 makes a circular motion, and the arc 3 rotates at a high speed. The rotational position of the welding wire 2, that is, the arc 3 (see FIG. 5) is detected by the encoder 24 attached to the motor 23.

【0021】溶接電源25は溶接トーチ1と一方の被溶
接部材4との間に接続されている。アーク3のアーク電
圧E及び溶接電流Iはそれぞれアーク電圧検出器26及
び溶接電流検出器27により検出され、それぞれ差動増
幅器28,29を介してCPU30に入力されるように
なっている。31,32はそれぞれアーク電圧の基準値
の設定器及び溶接電流の基準値の設定器であり、アーク
電圧検出器26と差動増幅器28,及び溶接電流検出器
27と差動増幅器29からのアーク電圧・溶接電流波形
信号、並びにエンコーダ24からの回転位置信号を得て
CPU30にて公知のアークセンサによる開先倣い制御
33とACC制御によるトーチ高さ制御34を行う。こ
の開先倣いのための制御回路及びトーチ高さ制御回路は
図示されていない。ただし、ここではCr 点におけるア
ーク長の変化を検知するため、つまり被溶接部材4,5
の凹凸、うねりなどにより溶接ワイヤ2の先端の高さを
一定に制御する必要があるため、ACC制御法によりト
ーチ高さを一定に制御している。
The welding power source 25 is connected between the welding torch 1 and one member 4 to be welded. The arc voltage E and the welding current I of the arc 3 are detected by the arc voltage detector 26 and the welding current detector 27, respectively, and input to the CPU 30 via the differential amplifiers 28 and 29, respectively. Reference numerals 31 and 32 are a setter for the arc voltage reference value and a setter for the welding current reference value, respectively. The arc voltage detector 26 and the differential amplifier 28, and the arc from the welding current detector 27 and the differential amplifier 29, respectively. The voltage / welding current waveform signal and the rotational position signal from the encoder 24 are obtained, and the CPU 30 performs the groove tracing control 33 by a known arc sensor and the torch height control 34 by the ACC control. The control circuit and the torch height control circuit for this groove copying are not shown. However, here, in order to detect the change of the arc length at the point C r , that is, the members to be welded 4, 5
Since it is necessary to control the height of the tip of the welding wire 2 to be constant due to unevenness, waviness, etc., the torch height is controlled to be constant by the ACC control method.

【0022】このようなトーチ高さ制御のもとで、エン
コーダ24からの回転位置信号がCPU30に入力され
ると、その回転位置信号に応じてアーク電圧E及び溶接
電流Iが検出され、Ecf判定器35により、まずCf
でのアーク電圧Ecfが所定のしきい値xより大きいかど
うか判定される。前述のように、アーク3が仮付ビード
11の始端16に近付くと、Cf 点でのアーク電圧Ecf
は低下する。またアーク3が仮付ビード11の終端17
より外れると、Cf 点でのアーク電圧Ecfは元に戻る。
したがって、Cf 点でのアーク電圧Ecfをモニターすれ
ばその変化が生じたときに、仮付ビード11の存在及び
位置を検知できる。その仮付ビード11の存在及び位置
の指標としてしきい値xを設定し、Ecf≧xならば、仮
付ビード11は存在しないため、溶接電流制御器36に
より溶接電流設定器32の設定値を変更することなくC
r 点でのアーク長lcrを後述するように一定に制御す
る。またEcf<xとなったときには、仮付ビード11が
有るため、次に再びEcf≧xとなるまでの間、トーチ高
さが一定となるように溶接電流設定器32の設定値を増
加変更し、この増加された溶接電流のもとで同じくCr
点でのアーク長lcrを一定に制御する。この溶接電流を
上げるタイミング及び下げるタイミングは前述したとお
りである。
Under such torch height control, when the rotational position signal from the encoder 24 is input to the CPU 30, the arc voltage E and the welding current I are detected according to the rotational position signal, and E cf The determiner 35 first determines whether the arc voltage E cf at the point C f is larger than a predetermined threshold value x. As described above, when the arc 3 approaches the starting end 16 of the temporary bead 11, the arc voltage E cf at the point C f.
Will fall. In addition, the arc 3 is the end 17 of the temporary bead 11.
When it deviates further, the arc voltage E cf at the point C f returns to the original value.
Therefore, by monitoring the arc voltage E cf at the point C f , the presence and position of the temporary bead 11 can be detected when the change occurs. The threshold value x is set as an index of the existence and position of the temporary bead 11, and if E cf ≧ x, the temporary bead 11 does not exist, so the set value of the welding current setter 32 is set by the welding current controller 36. C without changing
The arc length l cr at the r point is controlled to be constant as described later. Further, when E cf <x, the temporary bead 11 is present, so the set value of the welding current setting device 32 is increased so that the torch height becomes constant until the next E cf ≧ x again. Changed and also C r under this increased welding current
The arc length l cr at the point is controlled to be constant. The timing of raising and lowering the welding current is as described above.

【0023】Cr 点でのアーク長■crの制御は、以下の
ようにして行う。すなわち、Ecr積分器37及びIcr
分器38によりアーク電圧・溶接電流波形信号を、図5
に示すようにCr 点を中心とする位相角φの範囲で、ア
ーク3の1回転ごとに積分し、アーク電圧の積分値S
Ecr ,溶接電流の積分値SIcr を求める。そしてこの積
分値SEcr ,SIcr のそれぞれの平均値、すなわち
cr,Icrをlcr演算器39に入力し、以下の6式を解
くことにより、lcrを得る。
The control of the arc length (1) cr at the point C r is performed as follows. That is, the arc voltage / welding current waveform signal is output from the E cr integrator 37 and the I cr integrator 38 as shown in FIG.
In the range of the phase angle φ centered on the point C r as shown in FIG.
Ecr and the integral value S Icr of welding current are calculated. Then, the respective average values of the integrated values S Ecr and S Icr , that is, E cr and I cr are input to the l cr calculator 39, and l cr is obtained by solving the following six equations.

【0024】第9図を参照して、EcrとIcrの検出値及
びワイヤ送給速度Vf ,制御回路43により検出される
ワイヤ送給速度vf により、Cr 点でのアーク長lcr
次式より計算できる。
Referring to FIG. 9, the arc length l at the point C r is determined by the detected values of E cr and I cr , the wire feeding speed V f , and the wire feeding speed v f detected by the control circuit 43. cr can be calculated by the following formula.

【0025】 Ecr=Va +VL …(1) VL =aLIa −bvf /Ia …(2) Va =Vo +Xlcr …(3) Vo =cIcr+d …(4) X=eIcr+f …(5) vf =gIa +hLIa 2 …(6) ここに、 VL :溶接ワイヤ突出し部での両端間の電圧降下 Va :アーク柱での電圧降下 L:ワイヤ突出長 Ia :溶接電流の平均値(電流計27より検出される溶
接電流を平均化した値) vf :ワイヤ送給速度 X:アークの電位傾度 a〜h:全て定数で、ワイヤ、シールドガスの種類によ
り実験で定められる。
E cr = V a + V L (1) V L = aLI a −bv f / I a (2) V a = V o + X l cr (3) V o = cI cr + d (4) X = eI cr + f ... ( 5) v f = gI a + hLI a 2 ... (6) here, V L: welding wire protrusion voltage drop V a across: the voltage drop in the arc column L: wire Protrusion length I a : average value of welding current (average value of welding current detected by ammeter 27) v f : wire feeding speed X: arc potential gradient a to h: all constant, wire, shield It is determined experimentally depending on the type of gas.

【0026】以上の6式より求めたアーク長lcrがあら
かじめ設定された適正状態Aでの基準アーク長lcro
等しくなるように溶接電流Ia を変化させるのである。
すなわち、lcr>lcro のときは、lcr=lcro となる
まで、溶接電流Ia を減少し、lcr<lcro のときは、
cr=lcro となるまで、溶接電流Ia を増加させる。
このための比較器40及びlcro 設定器41が設けられ
ている。比較器40の出力はCPU30にフィードバッ
クされ、溶接電流Ia(36),ワイヤ送給速度v
f (43)及び溶接速度v(42)をそれぞれ制御する
のである。ここで、溶接電流Ia を変化させるとき、
(6)式においてワイヤ突出長Lが一定となるようにワ
イヤ送給速度vf も変化させ、かつ、ACCトーチ高さ
制御における電流基準値はこのIa を用いて常にトーチ
高さを一定に制御しておく。また、溶接電流Ia を変化
させるとき、溶着断面積(S=vf /v) が一定となる
ように溶接速度vも変化させるようにする。
The welding current I a is changed so that the arc length l cr obtained from the above six equations becomes equal to the preset reference arc length l cro in the proper state A.
That is, when l cr > l cro , the welding current I a is decreased until l cr = l cro, and when l cr <l cro ,
The welding current Ia is increased until l cr = l cro .
For this purpose, a comparator 40 and an l cro setting device 41 are provided. The output of the comparator 40 is fed back to the CPU 30, and the welding current I a (36) and the wire feeding speed v
The f (43) and the welding speed v (42) are controlled respectively. Here, when changing the welding current I a ,
In the equation (6), the wire feeding speed v f is also changed so that the wire protrusion length L becomes constant, and the current reference value in the ACC torch height control is always constant at the torch height using this I a. Control it. Further, when the welding current I a is changed, the welding speed v is also changed so that the welding cross section (S = v f / v) becomes constant.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、断続的な
仮付ビードの有る開先に対するキーホール式片面溶接に
おいて、高速回転アーク溶接法を適用し、アークセンサ
の情報のみに基づいてアークの回転位置の後方点Cr
のアーク長を一定に制御し、かつ前方点Cf でのアーク
電圧の変化により仮付ビードの位置を検知し、該仮付ビ
ードの個所ではトーチ高さが一定となるように溶接電流
を上げることにより、何ら特別のセンサを用いることな
く、安定した裏ビード形状の制御ができるという効果が
ある。
As described above, according to the present invention, the high-speed rotating arc welding method is applied to the keyhole type single-sided welding for the groove having the intermittent temporary bead, and based on only the information of the arc sensor. The arc length at the rear point C r of the rotating position of the arc is controlled to be constant, and the position of the temporary bead is detected by the change of the arc voltage at the front point C f , and the torch height is detected at the position of the temporary bead. By increasing the welding current so as to keep constant, there is an effect that the shape of the back bead can be stably controlled without using any special sensor.

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

【図1】本発明のキーホール式片面溶接方法を示す断面
側面図である。
FIG. 1 is a sectional side view showing a keyhole type single-sided welding method of the present invention.

【図2】図1の平面図である。FIG. 2 is a plan view of FIG.

【図3】図1のA−A線断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図4】図1のB−B線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG.

【図5】溶接進行方向に対するアークの回転位置をあら
わす説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a rotational position of an arc with respect to a welding advancing direction.

【図6】開先状態の変動によるアークの回転位置とアー
ク電圧との関係を示すアーク電圧波形図である。
FIG. 6 is an arc voltage waveform diagram showing a relationship between an arc rotation position and an arc voltage due to a change in a groove state.

【図7】仮付ビードの有無によりCf 点でのアーク電圧
の変化をあらわしたアーク電圧波形図である。
FIG. 7 is an arc voltage waveform diagram showing a change in arc voltage at point C f depending on the presence or absence of a temporary bead.

【図8】本発明方法を実施する装置の一実施例を示すブ
ロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment of an apparatus for carrying out the method of the present invention.

【図9】アーク長を計算するために用いる説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram used to calculate an arc length.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 溶接トーチ 2 溶接ワイヤ 3 アーク 4 被溶接部材 5 被溶接部材 6 開先 7 溶融池 8 キーホール 9 溶接ビード 10 裏ビード 11 仮付ビード 23 モータ 24 エンコーダ 26 アーク電圧検出器 27 溶接電流検出器 28 差動増幅器 29 差動増幅器 30 CPU 35 Ecf判定器 36 溶接電流制御器 37 Ecr積分器 38 Icr積分器 39 lcr演算器 40 比較器 41 lcro 設定器1 Welding torch 2 Welding wire 3 Arc 4 Welded member 5 Welded member 6 Bevel 7 Molten pool 8 Keyhole 9 Weld bead 10 Back bead 11 Temporary bead 23 Motor 24 Encoder 26 Arc voltage detector 27 Welding current detector 28 Differential amplifier 29 Differential amplifier 30 CPU 35 E cf decision device 36 Welding current controller 37 E cr integrator 38 I cr integrator 39 l cr calculator 40 comparator 41 l cro setting device

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アーク直下にキーホールを形成しながら
断続的な仮付ビードの有る開先の片面溶接を行うアーク
溶接方法において、高速回転アーク溶接法を用い、その
際ACC制御法によりトーチ高さ(ワイヤ突出長とアー
ク長の和)を一定に制御し、同時にアークセンサによる
開先自動倣い制御を行いながら、アークの回転位置の後
方点Cr におけるアーク長を、該Cr 点におけるアーク
電圧及び溶接電流の検出値より演算し、得られたアーク
長が設定値と等しくなるように溶接電流を制御するとと
もに、アークの回転位置の前方点Cf におけるアーク電
圧を検出することにより前記仮付ビードの位置を検知
し、前記Cf 点におけるアーク電圧が低下したらほぼそ
の時から溶接電流を上げ、前記Cf 点におけるアーク電
圧が再び元に戻った時から溶接電流を下げ、その間トー
チ高さを一定に保つように溶接電流を増加させることを
特徴とするキーホール式片面溶接方法。
1. An arc welding method for forming a keyhole directly under an arc and performing one-sided welding of a groove having an intermittent tack bead, wherein a high-speed rotating arc welding method is used, and a torch height is increased by an ACC control method. is to control (wire sum of projection length and arc length) constant, while at the same time performs an included automatic scanning control by arc sensor, the arc length in the rear point C r of the rotational position of the arc, the arc in the C r point The temporary current is calculated by calculating the detected value of the voltage and the welding current, controlling the welding current so that the obtained arc length becomes equal to the set value, and detecting the arc voltage at the forward point C f of the arc rotation position. detecting the position of the biasing bead, wherein increased welding current substantially since that time when the arc voltage drops at C f point, or when the arc voltage in the C f point is returned again to the original Lowering the welding current, keyhole type single-sided welding method characterized by increasing the welding current to maintain a constant during the torch height.
【請求項2】 前記Cr 点におけるアーク長を演算する
場合に前記Cr 点におけるアーク電圧及び溶接電流の検
出値として、該Cr 点を中心に所定の位相角φについて
積分し平均化した値を用いることを特徴とする請求項1
記載のキーホール式片面溶接方法。
As wherein detected values of the arc voltage and the welding current in the C r point when calculating the arc length of the C r points were integrated and averaged for the C r predetermined phase angle around the point φ A value is used, The value is used.
Keyhole type single-sided welding method described.
【請求項3】 演算により得られた前記Cr 点における
アーク長が、設定値と等しくなるように、溶接電流を制
御するとき、トーチ高さ(ワイヤ突出長とアーク長の
和)が一定となるように、ワイヤ送給速度も変化させる
ことを特徴とする請求項1または2記載のキーホール式
片面溶接方法。
3. The torch height (sum of wire protrusion length and arc length) is constant when controlling the welding current so that the arc length at the point C r obtained by the calculation becomes equal to the set value. The wire feeding speed is also changed so that the single-sided keyhole welding method according to claim 1 or 2.
【請求項4】 前記Cr 点における設定値と等しくなる
ように溶接電流を変化させるとき、溶着断面積が一定と
なるように溶接速度も変化させることを特徴とする請求
項1もしくは2または3記載のキーホール式片面溶接方
法。
4. The welding speed is changed so that the welding cross-section is constant when the welding current is changed so as to be equal to the set value at the point C r. Keyhole type single-sided welding method described.
【請求項5】 アーク長溶接電流を上げるタイミング
を、高速回転アークの中心が前記仮付ビードの始端に到
達した時としたことを特徴とする請求項1記載のキーホ
ール式片面溶接方法。
5. The keyhole type single-sided welding method according to claim 1, wherein the arc length welding current is increased at a timing when the center of the high-speed rotating arc reaches the starting end of the temporary bead.
JP2406796A 1990-12-26 1990-12-26 Keyhole type single-sided welding method Expired - Lifetime JPH07112628B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2406796A JPH07112628B2 (en) 1990-12-26 1990-12-26 Keyhole type single-sided welding method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2406796A JPH07112628B2 (en) 1990-12-26 1990-12-26 Keyhole type single-sided welding method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04224076A JPH04224076A (en) 1992-08-13
JPH07112628B2 true JPH07112628B2 (en) 1995-12-06

Family

ID=18516420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2406796A Expired - Lifetime JPH07112628B2 (en) 1990-12-26 1990-12-26 Keyhole type single-sided welding method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07112628B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100357372B1 (en) * 2000-04-11 2002-10-18 삼성중공업 주식회사 Method for chasing weld line of rotating arc type automatic welding machine
JP2002001532A (en) * 2000-06-21 2002-01-08 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Method and device for welding
JP5545101B2 (en) 2010-03-17 2014-07-09 株式会社リコー Image forming apparatus
JP5540987B2 (en) 2010-08-18 2014-07-02 株式会社リコー Image forming apparatus
CN117428297B (en) * 2023-09-01 2024-04-16 广东福维德焊接技术研究院有限公司 K-TIG welding gun short circuit, full-automatic real-time detection device for welding seam and control system

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04224076A (en) 1992-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4816641A (en) Automatic arc-welding method
US4816639A (en) Automatic arc-welding method
JPH07112628B2 (en) Keyhole type single-sided welding method
JPH082499B2 (en) Keyhole type single-sided welding method
JP2857309B2 (en) Non-consumable electrode type automatic arc welding method
JP3115206B2 (en) Arc sensor device
JPH0218953B2 (en)
JPS60191668A (en) Arc welding robot
JP3123211B2 (en) Arc length control method for GMA welding
JP3257452B2 (en) Oscillating high-speed rotating arc welding method and apparatus
JP2707912B2 (en) Determination method of welding speed in multi-pass welding
JP3235506B2 (en) Welding method by arc welding
JPS62254969A (en) Method for controlling height of weld bead in rotating arc welding method
JP3189637B2 (en) Rotating high-speed rotating arc welding method
JP3189618B2 (en) Rotating high-speed rotating arc welding method
JPH01148465A (en) High-speed rotating arc pulse fillet welding method
JP3269365B2 (en) Arc sensor device
JPH023669B2 (en)
JPS58176076A (en) Arc welding method
JPH0671660B2 (en) 2 electrode high speed rotating arc fillet welding method
JPS61119380A (en) Arc welding method
JPS6133769A (en) Penetration welding method
JPS6224870A (en) Rotary arc fillet welding method
JP2001293575A (en) Method of arc welding
JPH0370581B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090406

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 8

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090406

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100406

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 10

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110406

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130406

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 12

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130406

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 13

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140406