JPH0815661B2 - 溶込み深さ制御方法 - Google Patents
溶込み深さ制御方法Info
- Publication number
- JPH0815661B2 JPH0815661B2 JP2306172A JP30617290A JPH0815661B2 JP H0815661 B2 JPH0815661 B2 JP H0815661B2 JP 2306172 A JP2306172 A JP 2306172A JP 30617290 A JP30617290 A JP 30617290A JP H0815661 B2 JPH0815661 B2 JP H0815661B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- penetration depth
- molten pool
- length
- filler wire
- control method
- 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 - Fee Related
Links
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、アーク溶接において、開先のルートギャッ
プが変化した場合でも溶込み深さを一定に制御する溶込
み深さ制御方法に関するものである。
プが変化した場合でも溶込み深さを一定に制御する溶込
み深さ制御方法に関するものである。
［従来の技術］ アーク溶接において、溶込み深さは開先のルートギャ
ップの増加とともに増加することはよく知られている。
良好な溶接ビードを得るためにはこの溶込み深さを一定
に制御する必要があり、このため従来はルートギャップ
やビード幅をカメラその他のセンサで検出し、ルートギ
ャップの変化に応じて溶接電流、溶接速度等を調整して
いた。
ップの増加とともに増加することはよく知られている。
良好な溶接ビードを得るためにはこの溶込み深さを一定
に制御する必要があり、このため従来はルートギャップ
やビード幅をカメラその他のセンサで検出し、ルートギ
ャップの変化に応じて溶接電流、溶接速度等を調整して
いた。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、溶込み深さを制御するのに溶接電流や
溶接速度等の溶接条件を変えることは制御が複雑にな
り、能率の面からも好ましくない。またルートギャップ
をカメラ等で見ただけでは、例えば板のたわみによるよ
うなルートギャップの実際的な変化の状況を正確に把握
できず、正確な制御が難しい。
溶接速度等の溶接条件を変えることは制御が複雑にな
り、能率の面からも好ましくない。またルートギャップ
をカメラ等で見ただけでは、例えば板のたわみによるよ
うなルートギャップの実際的な変化の状況を正確に把握
できず、正確な制御が難しい。
そこで、本発明者らは、より正確な制御を期するため
に実験を行い、その結果溶込み深さと溶融池長さの間に
後述するように良好な相関関係があることを見出したも
のである。
に実験を行い、その結果溶込み深さと溶融池長さの間に
後述するように良好な相関関係があることを見出したも
のである。
本発明は、かかる知見に基づいてなされたもので、制
御性に優れた溶込み深さ制御方法を提供することを目的
とする。
御性に優れた溶込み深さ制御方法を提供することを目的
とする。
［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明に係る溶込み深さ
制御方法は、アーク溶接において、溶融池をカメラにて
撮像し、その画像処理によって溶融池の長さを検出し、
その溶融池長さの検出値があらかじめ設定された基準値
と等しくなるようにフィラーワイヤの添加量を制御する
ことにより溶込み深さを一定に制御するものである。
制御方法は、アーク溶接において、溶融池をカメラにて
撮像し、その画像処理によって溶融池の長さを検出し、
その溶融池長さの検出値があらかじめ設定された基準値
と等しくなるようにフィラーワイヤの添加量を制御する
ことにより溶込み深さを一定に制御するものである。
［作 用］ 本発明者らの実験によると、ルートギャップの幅Ｇと
溶融池長さｌ、ビード幅Ｗとの関係は第５図（ａ）に示
すようになっている。この図はルートギャップがテーパ
ー状に変化するように形成した250mm長、6mm厚の試験片
（材質:SS41）についてTIG溶接を行い（溶接条件：電流
120A,電圧10V,溶接速度75mm/min）、そのときの溶融池
形状をビデオカメラで撮影し、その録画したビデオ画面
より実測した結果を示したものである。
溶融池長さｌ、ビード幅Ｗとの関係は第５図（ａ）に示
すようになっている。この図はルートギャップがテーパ
ー状に変化するように形成した250mm長、6mm厚の試験片
（材質:SS41）についてTIG溶接を行い（溶接条件：電流
120A,電圧10V,溶接速度75mm/min）、そのときの溶融池
形状をビデオカメラで撮影し、その録画したビデオ画面
より実測した結果を示したものである。
図に見られるように、ルートギャップの増加にともな
い、ビード幅はほとんど変化していない。しかし、溶融
池長さはほぼ直線的に大きくなっている。つまり、ルー
トギャップと溶融池長さは比例関係にある。またこのと
き、第５図（ｂ），（ｃ）に示すビード断面より分かる
ように、ルートギャップの増加とともに溶込み深さも増
加している。したがって、この溶込み深さの変化を溶融
池長さの変化で検出できる可能性がある。
い、ビード幅はほとんど変化していない。しかし、溶融
池長さはほぼ直線的に大きくなっている。つまり、ルー
トギャップと溶融池長さは比例関係にある。またこのと
き、第５図（ｂ），（ｃ）に示すビード断面より分かる
ように、ルートギャップの増加とともに溶込み深さも増
加している。したがって、この溶込み深さの変化を溶融
池長さの変化で検出できる可能性がある。
そこで、溶込み深さと溶融池長さの関係をさらに調査
するために、ルートギャップ幅に応じてフィラーワイヤ
を添加した場合について検討したところ、第６図（ａ）
のような結果を得た。試験片及び溶接条件は上記と同じ
であり、フィラーワイヤはワイヤ径1.2mmφ，ワイヤ送
給速度5.7×Gmm/minとした。またこのときのビード断面
を第６図（ｂ），（ｃ）に示す。
するために、ルートギャップ幅に応じてフィラーワイヤ
を添加した場合について検討したところ、第６図（ａ）
のような結果を得た。試験片及び溶接条件は上記と同じ
であり、フィラーワイヤはワイヤ径1.2mmφ，ワイヤ送
給速度5.7×Gmm/minとした。またこのときのビード断面
を第６図（ｂ），（ｃ）に示す。
第６図から、フィラーワイヤの添加により溶込み深さ
は、ルートギャップの変化にもかかわらず、ほぼ一定と
なり、溶融池長さもほぼ一定となっている。つまり、フ
ィラーワイヤは溶込み深さに相当するルートギャップの
空間部分を充填する働きをするものである。
は、ルートギャップの変化にもかかわらず、ほぼ一定と
なり、溶融池長さもほぼ一定となっている。つまり、フ
ィラーワイヤは溶込み深さに相当するルートギャップの
空間部分を充填する働きをするものである。
以上の結果から、アーク溶接において溶融池長さの変
化は溶込み深さの変化を良く示しており、両者には良い
相関関係があるということができる。
化は溶込み深さの変化を良く示しており、両者には良い
相関関係があるということができる。
したがって、溶融池長さを検出し、それが基準値と等
しくなるようにフィラーワイヤの送給速度を調整しフィ
ラーワイヤ添加量を制御すれば、溶込み深さを常に一定
に制御することができる。
しくなるようにフィラーワイヤの送給速度を調整しフィ
ラーワイヤ添加量を制御すれば、溶込み深さを常に一定
に制御することができる。
［実施例］ 第１図は本発明の溶込み深さ制御方法に適用する制御
系の一実施例を示すブロック図である。
系の一実施例を示すブロック図である。
図において、１は溶接トーチ、２は溶接ワイヤ、３は
溶融池、４はフィラーワイヤ、５は溶接ビード、10は溶
融池３を撮像するCCDカメラ、11は溶融池長さを検出す
るための画像処理装置、12は適正溶融池長さ（基準値）
を設定する設定器、13は溶融池長さの検出値と基準値と
の偏差を求める比較器、14はフィラーワイヤ送給装置で
ある。
溶融池、４はフィラーワイヤ、５は溶接ビード、10は溶
融池３を撮像するCCDカメラ、11は溶融池長さを検出す
るための画像処理装置、12は適正溶融池長さ（基準値）
を設定する設定器、13は溶融池長さの検出値と基準値と
の偏差を求める比較器、14はフィラーワイヤ送給装置で
ある。
本発明は、溶接トーチ１の形式が消耗式電極の場合
（第２図（ａ）参照）及び非消耗式電極の場合（第２図
（ｂ）参照）のいずれにも適用できるものであり、溶融
池長さｌに応じてフィラーワイヤ添加量を調整するもの
である。なお、第２図において、６は電極チップ、７は
シールドガスノズル、８はTIG電極である。
（第２図（ａ）参照）及び非消耗式電極の場合（第２図
（ｂ）参照）のいずれにも適用できるものであり、溶融
池長さｌに応じてフィラーワイヤ添加量を調整するもの
である。なお、第２図において、６は電極チップ、７は
シールドガスノズル、８はTIG電極である。
そこでまず、溶融池３の形状を常時CCDカメラ10によ
り撮像する。この像は画像処理装置11に送られ、画像処
理によって溶融池長さを検出する。例えば、第３図
（ａ）に示すような溶融池画像の輝度分布21を得、これ
を微分することにより同図（ｂ）に示すように両端にピ
ーク波形22,23が出るので、両ピーク波形22,23の間の画
素数により溶融池長さｌを求めることができる。また溶
融池長さは必ずしも先端からの距離で求める必要はな
く、測定の基準位置さえ定めれば中間位置を基準として
良いものである。例えば、アークによる影響を防ぐた
め、第４図（ａ）に示すようにCCDカメラ10をその視野
内にアーク９が入らないように設置する。このときの画
像は同図（ｂ）のようになるので、溶融池像3aの後端と
シールドガスノズル像1a間の距離ｌでもって溶融池長さ
とすることができる。シールドガスノズルより溶融池先
端までの距離は実質的にほとんど変化しないものと考え
られるから、測定の基準位置をシールドガスノズル像の
一端に固定できるからである。この方法は、特にアーク
の輝度が溶融池の輝度に比べて著しく高く画像処理が難
しい場合に有効である。
り撮像する。この像は画像処理装置11に送られ、画像処
理によって溶融池長さを検出する。例えば、第３図
（ａ）に示すような溶融池画像の輝度分布21を得、これ
を微分することにより同図（ｂ）に示すように両端にピ
ーク波形22,23が出るので、両ピーク波形22,23の間の画
素数により溶融池長さｌを求めることができる。また溶
融池長さは必ずしも先端からの距離で求める必要はな
く、測定の基準位置さえ定めれば中間位置を基準として
良いものである。例えば、アークによる影響を防ぐた
め、第４図（ａ）に示すようにCCDカメラ10をその視野
内にアーク９が入らないように設置する。このときの画
像は同図（ｂ）のようになるので、溶融池像3aの後端と
シールドガスノズル像1a間の距離ｌでもって溶融池長さ
とすることができる。シールドガスノズルより溶融池先
端までの距離は実質的にほとんど変化しないものと考え
られるから、測定の基準位置をシールドガスノズル像の
一端に固定できるからである。この方法は、特にアーク
の輝度が溶融池の輝度に比べて著しく高く画像処理が難
しい場合に有効である。
このようにして検出された溶融池長さの検出値は比較
器13に送られ、この比較器13において設定器12からの基
準値と比較される。ルートギャップが変化すると溶融池
長さは第５図（ａ）に示すように変化するので、所定の
ルートギャップにおける基準値との偏差が生じ、比較器
13はその偏差を零にするようにフィラーワイヤ送給装置
14へ出力する。これによってフィラーワイヤ送給装置14
の送給速度を調整し、フィラーワイヤ４の添加量をフィ
ードバック制御するので、第６図（ａ）に示すようにル
ートギャップの変化にもかかわらず溶融池長さはほぼ一
定となり、したがって溶込み深さもほぼ一定に制御され
るのである。
器13に送られ、この比較器13において設定器12からの基
準値と比較される。ルートギャップが変化すると溶融池
長さは第５図（ａ）に示すように変化するので、所定の
ルートギャップにおける基準値との偏差が生じ、比較器
13はその偏差を零にするようにフィラーワイヤ送給装置
14へ出力する。これによってフィラーワイヤ送給装置14
の送給速度を調整し、フィラーワイヤ４の添加量をフィ
ードバック制御するので、第６図（ａ）に示すようにル
ートギャップの変化にもかかわらず溶融池長さはほぼ一
定となり、したがって溶込み深さもほぼ一定に制御され
るのである。
このようにルートギャップの変化によって外観上明瞭
に現れ、かつ、溶込み深さとの間に良い相関関係を持つ
溶融池長さを検出することにしているので、ルートギャ
ップの実際的な変化に良く対応することができ、溶込み
深さの正確な制御が可能になっている。
に現れ、かつ、溶込み深さとの間に良い相関関係を持つ
溶融池長さを検出することにしているので、ルートギャ
ップの実際的な変化に良く対応することができ、溶込み
深さの正確な制御が可能になっている。
［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、外観上明瞭に現れ、か
つ、溶込み深さとの間に良い相関関係を持つ溶融池長さ
を検出し、この溶融池長さに応じてフィラーワイヤ添加
量を調整することにより溶込み深さを一定に制御するも
のであるから、ルートギャップの実際的な変化に良く対
応することができ、きわめて制御性に優れるという効果
がある。また、溶接部付近になんらのセンサも必要とし
ないので制御系が簡素になる効果もある。
つ、溶込み深さとの間に良い相関関係を持つ溶融池長さ
を検出し、この溶融池長さに応じてフィラーワイヤ添加
量を調整することにより溶込み深さを一定に制御するも
のであるから、ルートギャップの実際的な変化に良く対
応することができ、きわめて制御性に優れるという効果
がある。また、溶接部付近になんらのセンサも必要とし
ないので制御系が簡素になる効果もある。
第１図は本発明の溶込み深さ制御方法の制御系の一実施
例を示すブロック図、第２図（ａ），（ｂ）は本発明が
適用される溶接トーチ形式の説明図、第３図（ａ），
（ｂ）は画像処理方法の説明図、第４図（ａ），（ｂ）
は溶融池長さの基準位置を定める他の方法を示す説明
図、第５図（ａ）はルートギャップとビード幅、溶融池
長さとの関係を示す線図、同図（ｂ），（ｃ）は異なる
ルートギャップのときのビード断面の模式図、第６図
（ａ）はフィラーワイヤを添加したときのルートギャッ
プと溶融池長さとの関係を示す線図、同図（ｂ），
（ｃ）は異なるルートギャップのときのビード断面の模
式図である。 １……溶接トーチ、２……溶接ワイヤ ３……溶融池、４……フィラーワイヤ 10……CCDカメラ、11……画像処理装置 12……設定器、13……比較器 14……フィラーワイヤ送給装置
例を示すブロック図、第２図（ａ），（ｂ）は本発明が
適用される溶接トーチ形式の説明図、第３図（ａ），
（ｂ）は画像処理方法の説明図、第４図（ａ），（ｂ）
は溶融池長さの基準位置を定める他の方法を示す説明
図、第５図（ａ）はルートギャップとビード幅、溶融池
長さとの関係を示す線図、同図（ｂ），（ｃ）は異なる
ルートギャップのときのビード断面の模式図、第６図
（ａ）はフィラーワイヤを添加したときのルートギャッ
プと溶融池長さとの関係を示す線図、同図（ｂ），
（ｃ）は異なるルートギャップのときのビード断面の模
式図である。 １……溶接トーチ、２……溶接ワイヤ ３……溶融池、４……フィラーワイヤ 10……CCDカメラ、11……画像処理装置 12……設定器、13……比較器 14……フィラーワイヤ送給装置
Claims (1)
- 【請求項１】アーク溶接において、溶融池をカメラにて
撮像し、その画像処理によって溶融池の長さを検出し、
その検出値が基準値と等しくなるようにフィラーワイヤ
の添加量を制御することにより溶込み深さを一定に制御
することを特徴とする溶込み深さ制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2306172A JPH0815661B2 (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | 溶込み深さ制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2306172A JPH0815661B2 (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | 溶込み深さ制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04182068A JPH04182068A (ja) | 1992-06-29 |
| JPH0815661B2 true JPH0815661B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=17953909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2306172A Expired - Fee Related JPH0815661B2 (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | 溶込み深さ制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0815661B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106470789A (zh) * | 2014-06-26 | 2017-03-01 | 株式会社达谊恒 | 电弧焊接质量判断系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0675789B2 (ja) * | 1985-11-06 | 1994-09-28 | 株式会社日立製作所 | 狭開先ホツトワイヤｔｉｇ溶接制御システム |
| JPS6313668A (ja) * | 1986-07-04 | 1988-01-20 | Hitachi Ltd | 溶接条件制御方法 |
-
1990
- 1990-11-14 JP JP2306172A patent/JPH0815661B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106470789A (zh) * | 2014-06-26 | 2017-03-01 | 株式会社达谊恒 | 电弧焊接质量判断系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04182068A (ja) | 1992-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6345911B2 (ja) | ||
| US6744012B2 (en) | Control method of arc welding and arc welder | |
| US4816639A (en) | Automatic arc-welding method | |
| KR920004266B1 (ko) | 자동 아아크 용접방법 | |
| JP2536334B2 (ja) | パイプの円周溶接方法 | |
| JPH0450102B2 (ja) | ||
| JPH0815661B2 (ja) | 溶込み深さ制御方法 | |
| JP4154153B2 (ja) | アーク画像の取込方法 | |
| JP3463142B2 (ja) | 溶接装置 | |
| US4158122A (en) | Method of measuring and stabilizing the diameter of heating point on workpiece in electron beam welding machine and on automatic device for realization thereof | |
| JP2002028784A (ja) | 消耗電極式アーク溶接方法および装置 | |
| JP2002224829A (ja) | ピークパルスｔｉｇによる狭開先溶接方法および装置 | |
| JP2000351071A (ja) | 自動溶接システム | |
| JPH0647541A (ja) | アークの状況判断方法 | |
| JP4847142B2 (ja) | 消耗電極パルスアーク溶接の出力制御方法 | |
| JPS6117364A (ja) | ２電極式狭開先溶接法 | |
| KR102006248B1 (ko) | 용접부 아크이미지 분석을 통한 아크길이 조절장치 및 아크길이 조절방법 | |
| US4876432A (en) | Method for controlling a penetration bead | |
| JP3166507B2 (ja) | 固定管の狭開先突合せ溶接方法 | |
| WO2024122231A1 (ja) | 溶接装置及び溶接制御プログラム | |
| JP2515143B2 (ja) | 画像処理による開先検出法 | |
| Stone et al. | Sensor automated frontface weldbead area control | |
| JP3166511B2 (ja) | 固定管の狭開先突合せ溶接方法 | |
| JPS63153B2 (ja) | ||
| GB1506621A (en) | Electric arc welding |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |