JPH07144272A - 棒鋼突合せ溶接方法及び装置 - Google Patents
棒鋼突合せ溶接方法及び装置Info
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- JPH07144272A JPH07144272A JP5290899A JP29089993A JPH07144272A JP H07144272 A JPH07144272 A JP H07144272A JP 5290899 A JP5290899 A JP 5290899A JP 29089993 A JP29089993 A JP 29089993A JP H07144272 A JPH07144272 A JP H07144272A
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Abstract
品質で溶接できるエンクローズアーク溶接法および装置
を提供することを目的とする。 【構成】 隣接する棒鋼の端部の開先面間に所定の開先
空間を設けてクランプし、該開先面近傍を上部に開口部
を設けたフェルールで包囲し、溶接ワイヤーを溶接トー
チにより上記開口部から上記開先空間に挿入して前記開
先空間の底部においてアークを発生させた後、前記溶接
ワイヤーを、該開先空間底部から引上げる過程で、該溶
接ワイヤーに、引上げ位置に対応した前記開先面の幅方
向の長さに合わせて揺動運動を付与しつゝ溶接を行う。
Description
(以下棒鋼と云う)の端部開先面を所定間隔を置いて配
置し、該開先空間部を銅当て金で囲んでその中に溶融プ
ールを形成し、上方へ溶接していく、いわゆるエンクロ
ーズアーク溶接法に関する。
えば特開平3−258489号公報に開示されているよ
うに、水平断面がコ字状の銅当金を一対の被接合材の開
先空間を抱くように配設し、更に該銅当金の凹所内に半
円形状の当材を被接合材の裏側の側周面に接触して配設
し、次いで溶接棒を前記開先空間に挿入して該空間の底
部からアークを形成し、該溶接棒を各接合面間に往復動
させつゝ上昇せしめて、上記アークにより該溶接棒と被
接合材の開先面を溶融させ、開先空間に溶接金属を充填
して継手を形成せしめている。
ーク溶接法は棒鋼の継手工法として優れているが、一般
に溶接棒等を手動で動かしているところから作業者の腕
によって溶接品質が左右され且つ作業能率が上らず、特
に屋外または高所で作業する場合作業条件が劣化してい
た。
であって、溶接ワイヤーの動きを自動化することにより
自動的にかつ高品質で溶接できるエンクローズアーク溶
接方法およびその装置を提供することを目的とする。
隣接する棒鋼の端部の開先面間に所定の開先空間を設け
てクランプし、該開先面近傍を上部に開口部を設けたフ
ェルールで包囲し、溶接ワイヤーを溶接トーチにより上
記開口部から上記開先空間に挿入して前記開先空間の底
部においてアークを発生させた後、前記溶接ワイヤーを
該開先空間底部から引上げる過程で、該溶接ワイヤー
に、引上げ位置に対応した前記開先面の幅方向の長さに
合わせて揺動運動を付与しつゝ溶接を行うことを特徴と
し、更に、又、本発明に係る溶接装置は突合せ溶接され
る一対の棒鋼を支持するクランプ装置と、隣接する上記
棒鋼の溶接開先面近傍を包囲するフェルールと、該フェ
ルールの上部に設けた開口部に溶接ワイヤーを送込む溶
接トーチと、該溶接トーチを前記溶接開先面の幅方向の
長さに合わせて揺動せしめる揺動運動及び上下運動を前
記溶接トーチに付与する溶接トーチ駆動機構を設けたこ
とを特徴とする。
上げながら溶接する際に、前記溶接ワイヤーに引上げ運
動と棒鋼端部の溶接開先面の幅方向の長さに合わせて行
う揺動運動を同時に付与しつゝ棒鋼端部開先空間を溶接
する。そして特に開先空間の底部から上部にかけて、そ
の中央部及び両端縁に所望の溶融量を順次生成していく
ので、高品質なエンクローズアーク溶接を高能率で行う
ことができる。
溶接全工程をたとえば5期に分け、各期における溶接ワ
イヤーの揺動運動の振幅、引上げ量、揺動運動両端停止
時間と中央部停止時間、揺動運動の振り速度および各停
止位置における溶接電流と溶接電圧などをそれぞれ設定
し、これらをプログラム制御して溶接を行う。したがっ
て突合せ溶接を自動的に行うことができる。
参照して説明する。図1は本発明の斜視図、図2はその
正面図、図3は図2のX−X線断面図であるが、これら
の図において、まず、被溶接材の棒鋼1A,1Bをクラ
ンプする装置について説明すると、棒鋼クランプ装置2
A,2Bは所望間隔をあけてクランプ保持用パイプ8に
それぞれ固定される。該棒鋼クランプ装置はコの字型枠
体3とY字型枠体4が連結ピン5で連結構成されてお
り、さらにコの字型枠体3に締付けレバー6を介して、
棒鋼をY字型枠体4に押付ける押え板7が設けられてい
る。
る。先端が湾曲した溶接トーチ18は溶接トーチ揺動部
材17に装着されるが、該揺動部材は該溶接トーチ18
をたとえば図3に示すウォームとウォームホイールの歯
車機構でモーター20に連結する構造になっている。溶
接トーチ18は前記モーターの回動によって溶接トーチ
軸中心点Cを中心として所望角度揺動する。また、溶接
トーチ18は溶接ワイヤー送給装置と不活性ガスボンベ
(いずれも図示せず)にそれぞれ連結されており、溶接
ワイヤー19と不活性ガスが溶接トーチ内を通って溶接
開先空間へ送給される。
6に固着され、該連結板16は連結板15を介して溶接
トーチ支持板12に連結されている。該溶接トーチ支持
板の上部には溶接トーチ移動ねじ14を回転するモータ
ー部13(該モーター部には歯車装置が内蔵されてい
る)が載置され、上記ねじ14の下端部が溶接トーチ移
動ねじ承部材11に支承されている。
チ駆動機構保持板10の上部に固着され、他の面は溶接
トーチ支持板12の面が滑動できるように構成されてい
る。溶接トーチ駆動機構保持板10の下部に取付具9が
設けられ、該取付具9をクランプ保持用パイプに挿入す
ることにより、溶接トーチおよびその駆動装置を棒鋼ク
ランプ装置に装着する。Eは溶接電源である。
るフェルール21は上フェルール21Aと下フェルール
21Bに分れ、上フェルール21Aの上部中央に開口部
22が設けられている。上下フェルールは締付け帯26
で締付けられ、棒鋼1A,1Bの両端部に固定される。
また、フェルールの他の実施例として、図4に示すよう
に棒鋼の外径とほゞ同一の内径を有する筒部33Aと該
筒部の内径より大きい内径と開口部34Aを有する筒部
32Aが一体に構成された筒状フェルール31A(この
フェルールは特願平5−81287号明細書に記載され
ているように板と棒の継ぎ溶接に適している)の嵌合部
35Aに、他の同形の筒状フェルール31Bを嵌合して
開先空間23を設けてもよく、また上記先願明細書に示
す如く、筒状フェルール31A,31Bのそれぞれの筒
部32A,32Bを合わせて開先空間23を設けるよう
にしてもよい。
て説明する。まず、棒鋼1A,1Bをその端部開先面2
4A,24Bが開先空間23(開先面間距離約7〜10
mm)を構成するように配設する(図2参照)とともに棒
鋼クランプ装置2A,2Bの押え板によって固定する。
次いでアークスタート鉄板25を該開先空間23の下部
に挿入し、フェルール21A,21Bを開先空間23の
周囲にかぶせ、締付け帯26で締付けて棒鋼1A,1B
に固定する。
で、溶接トーチ駆動機構保持板10を取付具9を介して
クランプ保持用パイプ8の所定の位置に取付ける。溶接
トーチ18がフェルール上部に配設されたところでモー
ター部13を駆動して溶接トーチ18の先端をフェルー
ル21の開口部22に挿入し、不活性ガスを開先空間に
送込んで不活性ガスの雰囲気にするとともに溶接ワイヤ
ーを開先空間23の底部へ送給する。
イヤーの先端とアークスタート用鉄板との間にアークを
発生させ、溶接ワイヤー先端部と棒鋼端部低部を溶融さ
せたのち、溶接トーチ揺動部材17の駆動により溶接ト
ーチ18を所定角揺動することにより溶接ワイヤー19
を溶接開先面の縁部の方向へ振り、該縁部に所定時間停
止したのち、モーター部13の駆動により溶接トーチを
所定距離引上げつゝ、さらに前記揺動部材17の駆動に
より溶接トーチを所定角揺動して溶接ワイヤーを他の縁
部へ振る。この際溶接開先面中央部と該他の縁部に所定
時間停止する。この動作を繰返えして開先空間全域を溶
融し、一対の棒鋼端部を接合せしめるのである。
ついて説明する。たとえば溶接過程を図5で示すように
I期〜V期に分割し、安定なアークを得るため各区域ご
とに最適な電流、電圧などを設定しておく。すなわち、 (イ)I期での振り幅:W1 →W2 、引上げ量:Z1 (ロ)II期での振り幅:W2 →W3 、引上げ量:Z2 (ハ)III 期での振り幅:W3 →W4 、引上げ量:Z3 (ニ)IV期での振り幅:W4 →W5 、引上げ量:Z4 (ホ)V期での振り幅:W5 引上げ量:Z5 とし、各過程では以下の項目をそれぞれ各期毎に設定
し、コンピューターに記憶せしめる。
部か、または底部縁部でアークをスタートする。 (ロ)溶融作業:図6を参照してI期における作業を説
明すると、開先空間底部中央部Aでアークをスタート
し、電流I1 、電圧V1 を与えた状態の溶接ワイヤーを
約W1/2の距離だけ右側に速度v1 で振り、開先部縁
部B1 点で停止する。こゝで溶接ワイヤーに電流I2 、
電圧V2 を与えて、時間T2 の間保持し、溶融を進め
る。所定時間経過後、溶接ワイヤーを速度v1 で開先部
中央部C1 点まで振り、この点で時間T1 の間保持し溶
融を進める。この場合、溶接ワイヤーは点Aから点C1
に引上げられている。C1 点までの移行時およびC1 点
では溶接ワイヤーに電流I1 、電圧V1 が与えられる。
中央部での所望の溶融が終了したとき、溶接ワイヤーを
約W1/2+αの距離だけ左側に速度v1 で振り、開先
部縁部D1 点で停止する。こゝで溶接ワイヤーに電流I
2 、電圧V2 を与えて時間T2 の間保持し、溶融を進め
る。
4〜5回(N回)繰返したのち、振り幅W2 、引上げ量
Z1 でI期の作業を終了する。上記のようにして順次各
期の作業を行い、V期の作業が終了した時引上げをスト
ップし、中央位置にて設定電流値(停止電流量)と実電
流値とを比較してクレーク電流に移行し、溶融作業を終
了する。
ピューターに記録せしめ、かゝるコンピューターを内蔵
した制御部門(図示せず)よりの指令によってプログラ
ムどおりの溶接を行う。
動きを自動化することに成功したので、鉄筋などの棒鋼
同士の接合を自動的にかつ高品質で行うことができるよ
うになり、これにより作業環境を著しく改善することが
できた。したがって本発明は高層建築物、海洋構造物な
どの鉄筋の溶接施工に極めて有益である。
面図である。
す図である。
る。
Claims (9)
- 【請求項1】 一対の棒鋼を突合せ溶接するに際し、隣
接する前記棒鋼の端部の開先面間に所定の開先空間を設
けてクランプし、該開先面近傍を上部に開口部を設けた
フェルールで包囲し、溶接ワイヤーを溶接トーチにより
上記開口部から前記開先面間に挿入して該開先空間の底
部においてアークを発生させた後、前記溶接ワイヤーを
該開先空間の底部から引上げる過程で、該溶接ワイヤー
に、引上げ位置に対応した該開先面の幅方向の長さに合
わせて揺動運動を付与しつゝ溶接を行うことを特徴とす
る棒鋼突合せ溶接方法。 - 【請求項2】 長手方向に2分割したフェルールを用い
て溶接する請求項1記載の溶接方法。 - 【請求項3】 棒鋼の外形とほゞ同一の内径を有する筒
部と、該筒部の内径より大きい内径と開口部を有する筒
部とが一体に構成された筒部フェルールを2個重ね合わ
せて開先空間を形成する請求項1記載の溶接方法。 - 【請求項4】 前記開先にアークスタート用鉄板を挿入
して溶接する請求項1記載の溶接方法。 - 【請求項5】 不活性ガスを前記開先空間に送入しつゝ
溶接する請求項1記載の溶接方法。 - 【請求項6】 一対の棒鋼を突合せ溶接するに際し、溶
接工程を複数期に分け、各期における溶接ワイヤーの揺
動運動の振幅、引上げ量、揺動運動両端停止位置と中央
部停止位置、揺動運動の振り速度および各停止位置にお
ける溶接電流と溶接電圧を設定し、各期の上記値をプロ
グラム制御しつゝ溶接を行う請求項1記載の溶接方法。 - 【請求項7】 棒鋼を突合せ溶接する装置において、突
合せ溶接される一対の棒鋼を支持するクランプ装置と、
隣接する上記棒鋼の開先面近傍を包囲するフェルール
と、該フェルールの上部に設けた開口部に溶接ワイヤー
を送込む溶接トーチと、該溶接トーチを前記溶接開先面
の幅方向の長さに合わせて揺動せしめる揺動運動及び上
下運動を前記溶接トーチに付与する溶接トーチ駆動機構
を設けたことを特徴とする棒鋼突合せ溶接装置。 - 【請求項8】 前記溶接トーチ駆動機構として、溶接ト
ーチに揺動運動を付与するウォーム及びウォームホイー
ルの歯車構造を設けた請求項7記載の装置。 - 【請求項9】 前記溶接トーチ駆動機構として、溶接ト
ーチに上下動運動を付与するねじ構造を設けた請求項7
記載の装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5290899A JPH07144272A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 棒鋼突合せ溶接方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5290899A JPH07144272A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 棒鋼突合せ溶接方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07144272A true JPH07144272A (ja) | 1995-06-06 |
Family
ID=17761953
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5290899A Pending JPH07144272A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 棒鋼突合せ溶接方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07144272A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100464935C (zh) * | 2003-05-15 | 2009-03-04 | 梁满堂 | 异型棒钢气体保护焊接夹具 |
CN113695781A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-11-26 | 山东经典重工集团股份有限公司 | 非对称窄间隙焊接坡口结构 |
-
1993
- 1993-11-19 JP JP5290899A patent/JPH07144272A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100464935C (zh) * | 2003-05-15 | 2009-03-04 | 梁满堂 | 异型棒钢气体保护焊接夹具 |
CN113695781A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-11-26 | 山东经典重工集团股份有限公司 | 非对称窄间隙焊接坡口结构 |
CN113695781B (zh) * | 2021-07-27 | 2023-01-20 | 山东经典重工集团股份有限公司 | 非对称窄间隙焊接坡口结构 |
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