JPH0866769A - 固定管の片面突合せ溶接における初層溶接方法 - Google Patents
固定管の片面突合せ溶接における初層溶接方法Info
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- JPH0866769A JPH0866769A JP20509594A JP20509594A JPH0866769A JP H0866769 A JPH0866769 A JP H0866769A JP 20509594 A JP20509594 A JP 20509594A JP 20509594 A JP20509594 A JP 20509594A JP H0866769 A JPH0866769 A JP H0866769A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 固定管の片面突合せ溶接における初層溶接、
特に、溶接姿勢の変化、ルートギャップの変動があって
も良好な溶接を施工する。 【構成】 開先は狭開先とし、裏当材に銅当金を用い、
高速回転アークのメタルガスアーク溶接法で、あらかじ
め設定された溶接姿勢別およびルートギャップ別の溶接
条件を溶接姿勢およびルートギャップの検出値で選定し
ながら円周下進の片面突合せ初層溶接を行う。 【効果】 溶接姿勢、ルートギャップが変動しても適正
な溶接条件で自動溶接が行え、高速回転アーク溶接法に
より狭開先の壁面融合不良が起きない。
特に、溶接姿勢の変化、ルートギャップの変動があって
も良好な溶接を施工する。 【構成】 開先は狭開先とし、裏当材に銅当金を用い、
高速回転アークのメタルガスアーク溶接法で、あらかじ
め設定された溶接姿勢別およびルートギャップ別の溶接
条件を溶接姿勢およびルートギャップの検出値で選定し
ながら円周下進の片面突合せ初層溶接を行う。 【効果】 溶接姿勢、ルートギャップが変動しても適正
な溶接条件で自動溶接が行え、高速回転アーク溶接法に
より狭開先の壁面融合不良が起きない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固定管の片面突合せ溶
接における初層溶接方法に関する発明である。
接における初層溶接方法に関する発明である。
【０００２】
【従来の技術】固定管の片面突合せ初層溶接において
は、良好な裏ビードを形成することが最も重要である。
は、良好な裏ビードを形成することが最も重要である。
【０００３】従来、高速回転アーク溶接法を使用した固
定管の片面初層溶接方法は、特開平３ー１８４７６号公
報が開示されている。
定管の片面初層溶接方法は、特開平３ー１８４７６号公
報が開示されている。
【０００４】前記公開公報に開示されている発明は、固
定管の突合せ部にＶ形となる形状の開先を構成し、固定
管の開先裏面に裏当材を配し、自動溶接機を当該固定管
の外周に沿って走行させながら、アークの回転速度を１
０〜１５０HZ、アークの回転直径を１〜４ｍｍとした高
速回転アーク溶接法により開先自動倣い制御を行いなが
ら、溶接電流２００〜５００Ａ、溶接速度７５〜３００
ｃｍ／分の条件で、初層片面溶接するものである。
定管の突合せ部にＶ形となる形状の開先を構成し、固定
管の開先裏面に裏当材を配し、自動溶接機を当該固定管
の外周に沿って走行させながら、アークの回転速度を１
０〜１５０HZ、アークの回転直径を１〜４ｍｍとした高
速回転アーク溶接法により開先自動倣い制御を行いなが
ら、溶接電流２００〜５００Ａ、溶接速度７５〜３００
ｃｍ／分の条件で、初層片面溶接するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
特開平３ー１８４７６号公報に開示されている発明は、
裏当材にセラミックス材を使用することを想定している
ため、溶接電流が２００Ａ〜５００Ａ、溶接速度が７５
〜３００ｃｍ／分、と溶接電流および溶接速度の値が高
いものとなっている。
特開平３ー１８４７６号公報に開示されている発明は、
裏当材にセラミックス材を使用することを想定している
ため、溶接電流が２００Ａ〜５００Ａ、溶接速度が７５
〜３００ｃｍ／分、と溶接電流および溶接速度の値が高
いものとなっている。
【０００６】前述のセラミックス裏当材は、取り付け取
外し作業や裏当材の耐吸湿管理等の現場作業が複雑にな
る問題があることから、裏当材には管理が容易で低コス
トの銅裏当金の採用が望まれるが、前述の溶接条件の範
囲では、銅裏当金が裏ビードを急冷するため裏ビード形
状の不良や、また、場合によっては溶接割れなどの欠陥
が発生する問題がある。
外し作業や裏当材の耐吸湿管理等の現場作業が複雑にな
る問題があることから、裏当材には管理が容易で低コス
トの銅裏当金の採用が望まれるが、前述の溶接条件の範
囲では、銅裏当金が裏ビードを急冷するため裏ビード形
状の不良や、また、場合によっては溶接割れなどの欠陥
が発生する問題がある。
【０００７】また、固定管の突合せ溶接においては、ル
ートギャップの変動が初層溶接ビードの溶接品質に影響
を及ぼすので、ルートギャップの変動を最小にすべく継
手の開先合わせのための作業に長時間を要していた。ま
た、溶接中の熱変形によっても開先のルートギャップの
変動が発生することは避けられず、該ルートギャップの
変動に応じた溶接条件の適応制御技術の導入が切望され
ていた。
ートギャップの変動が初層溶接ビードの溶接品質に影響
を及ぼすので、ルートギャップの変動を最小にすべく継
手の開先合わせのための作業に長時間を要していた。ま
た、溶接中の熱変形によっても開先のルートギャップの
変動が発生することは避けられず、該ルートギャップの
変動に応じた溶接条件の適応制御技術の導入が切望され
ていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述の課題に対し、固定
管相互を突合せて、ルートフェイス厚さを０〜２ｍｍ、
ルート部の開先角度を９０〜１５０°、開先の幅の最小
値を５ｍｍとした狭開先継手を構成し、該狭開先継手の
裏面に裏当材として銅裏当金を当接し、炭酸ガスシール
ドの雰囲気下で、アーク回転速度が２０〜１００Ｈｚ、
アーク回転直径が１〜４ｍｍの高速回転アークによるガ
スメタルアーク溶接法を用い、溶接トーチの溶接姿勢と
ルートギャップ幅の変化を溶接中リアルタイムに検出
し、かつ前記高速回転アークの電流、電圧波形をセンサ
として用いるアークセンサによって溶接トーチ高さ制御
と開先倣い制御とを行いながら、あらかじめ溶接姿勢別
とルートギャップ別に、溶接電流１００〜３００Ａ、溶
接速度１５〜８０ｃｍ／分の範囲内で設定された最適溶
接条件データベースから、溶接姿勢の検出値とルートギ
ャップの検出値に従って溶接条件を選定して、円周下進
溶接を行うことを特徴とする固定管の片面突合せ溶接に
おける初層溶接方法。により解決される。
管相互を突合せて、ルートフェイス厚さを０〜２ｍｍ、
ルート部の開先角度を９０〜１５０°、開先の幅の最小
値を５ｍｍとした狭開先継手を構成し、該狭開先継手の
裏面に裏当材として銅裏当金を当接し、炭酸ガスシール
ドの雰囲気下で、アーク回転速度が２０〜１００Ｈｚ、
アーク回転直径が１〜４ｍｍの高速回転アークによるガ
スメタルアーク溶接法を用い、溶接トーチの溶接姿勢と
ルートギャップ幅の変化を溶接中リアルタイムに検出
し、かつ前記高速回転アークの電流、電圧波形をセンサ
として用いるアークセンサによって溶接トーチ高さ制御
と開先倣い制御とを行いながら、あらかじめ溶接姿勢別
とルートギャップ別に、溶接電流１００〜３００Ａ、溶
接速度１５〜８０ｃｍ／分の範囲内で設定された最適溶
接条件データベースから、溶接姿勢の検出値とルートギ
ャップの検出値に従って溶接条件を選定して、円周下進
溶接を行うことを特徴とする固定管の片面突合せ溶接に
おける初層溶接方法。により解決される。
【０００９】
【作用】本発明は、固定管の突合せ溶接における初層溶
接に、狭開先を採用することで溶着金属量を少なくし、
また、裏当材に銅裏当材を用いて裏ビードを形成させ、
溶接姿勢位置およびルートギャップの変動に対応してあ
らかじめ設定された溶接パラメータの溶接条件を選択
し、良好な固定管の下進溶接が行われる。
接に、狭開先を採用することで溶着金属量を少なくし、
また、裏当材に銅裏当材を用いて裏ビードを形成させ、
溶接姿勢位置およびルートギャップの変動に対応してあ
らかじめ設定された溶接パラメータの溶接条件を選択
し、良好な固定管の下進溶接が行われる。
【００１０】固定管を突き合わせて片面溶接する際の開
先において、ルートフェイスを０〜２ｍｍに限定したの
は、２ｍｍ以上にすると高電流となり欠陥のない良好な
裏ビードの形成が困難になり、該ルートフェイスは０に
近い方が望ましい。
先において、ルートフェイスを０〜２ｍｍに限定したの
は、２ｍｍ以上にすると高電流となり欠陥のない良好な
裏ビードの形成が困難になり、該ルートフェイスは０に
近い方が望ましい。
【００１１】ルート部開先角度を９０〜１５０°にした
のは、９０°未満であると充分な裏ビードの溶込みが得
られず、１５０°を越えると裏ビードが出過ぎになりや
すく、ルートギャップの変動に対応しにくくなる。ま
た、アークセンサによる検出感度が低下する等の問題が
生じる。
のは、９０°未満であると充分な裏ビードの溶込みが得
られず、１５０°を越えると裏ビードが出過ぎになりや
すく、ルートギャップの変動に対応しにくくなる。ま
た、アークセンサによる検出感度が低下する等の問題が
生じる。
【００１２】開先幅の下限を５ｍｍとするのは、これ以
下にすると次層の積層溶接が良好に行われなくなるため
である。
下にすると次層の積層溶接が良好に行われなくなるため
である。
【００１３】積層部の開先は、開先角度をとらない、い
わゆる狭開先形状とするが、熱変形により上層部で開先
が狭まる傾向があるので、この場合は通常、片側１°〜
２°の角度を設ける。
わゆる狭開先形状とするが、熱変形により上層部で開先
が狭まる傾向があるので、この場合は通常、片側１°〜
２°の角度を設ける。
【００１４】裏当金を銅当金としたのは、銅当金は取扱
いと管理が容易であり、低電流の溶接電流に好適である
からである。
いと管理が容易であり、低電流の溶接電流に好適である
からである。
【００１５】高速回転アークによるアーク回転速度を２
０〜１００Ｈｚとしたのは、２０Ｈｚ未満であるとアー
ク熱とアーク力の分散が効果的に行われず、また１００
Ｈｚを越えるとこの逆になり良好な溶接部が得られない
からである。
０〜１００Ｈｚとしたのは、２０Ｈｚ未満であるとアー
ク熱とアーク力の分散が効果的に行われず、また１００
Ｈｚを越えるとこの逆になり良好な溶接部が得られない
からである。
【００１６】高速回転アークによるアーク回転直径を１
〜４ｍｍとしたのは、１ｍｍ未満ではアークセンサーと
しての機能が得られず、また４ｍｍを越えるとアークが
分散しすぎることから１〜４ｍｍの範囲とした。
〜４ｍｍとしたのは、１ｍｍ未満ではアークセンサーと
しての機能が得られず、また４ｍｍを越えるとアークが
分散しすぎることから１〜４ｍｍの範囲とした。
【００１７】本発明における高速回転アーク式アークセ
ンサによる溶接トーチの高さ制御は、高速で回転する溶
接電流の一回転毎の平均値が基準値と一致するように溶
接トーチの高さを制御する方法である。
ンサによる溶接トーチの高さ制御は、高速で回転する溶
接電流の一回転毎の平均値が基準値と一致するように溶
接トーチの高さを制御する方法である。
【００１８】また、開先倣い制御は、前述の高速で回転
する溶接アーク電圧の左側と右側の積分値（平均値）を
比較し、左右の積分値が一定となる如く溶接トーチの開
先倣い制御が行われる。
する溶接アーク電圧の左側と右側の積分値（平均値）を
比較し、左右の積分値が一定となる如く溶接トーチの開
先倣い制御が行われる。
【００１９】溶接電流は１００Ａ未満であるとルート部
の溶込みが不足となりやすく、安定な裏ビードが形成さ
れない。また、３００Ａを越えると、逆に、アーク圧力
が過大となり、裏ビードが出過ぎとなり、良好な裏ビー
ドが形成されない。
の溶込みが不足となりやすく、安定な裏ビードが形成さ
れない。また、３００Ａを越えると、逆に、アーク圧力
が過大となり、裏ビードが出過ぎとなり、良好な裏ビー
ドが形成されない。
【００２０】溶接速度は前述の溶接電流値との関係で決
まるが、１５ｃｍ／分未満では溶接ビード高さが高くな
り割れが発生しやすく、また、立向き姿勢では溶接ビー
ドの垂れ落ちが生じやすい。８０ｃｍ／分を越えると入
熱不足により溶込みが不足となりやすく、安定した裏ビ
ードが形成されない。
まるが、１５ｃｍ／分未満では溶接ビード高さが高くな
り割れが発生しやすく、また、立向き姿勢では溶接ビー
ドの垂れ落ちが生じやすい。８０ｃｍ／分を越えると入
熱不足により溶込みが不足となりやすく、安定した裏ビ
ードが形成されない。
【００２１】次に、固定管の片面突合せ溶接は、固定管
の円周上を時計表示で０時から６時の位置へ下進溶接で
行われる。この際、溶接トーチは０時の下向き溶接から
３時の立向溶接、６時の上向き溶接と暫時溶接姿勢が変
化するので、当然、当該溶接姿勢に応じて溶接条件を変
化させないと良好な溶接品質が得られにくい。
の円周上を時計表示で０時から６時の位置へ下進溶接で
行われる。この際、溶接トーチは０時の下向き溶接から
３時の立向溶接、６時の上向き溶接と暫時溶接姿勢が変
化するので、当然、当該溶接姿勢に応じて溶接条件を変
化させないと良好な溶接品質が得られにくい。
【００２２】溶接姿勢の検出は、固定管の径が既知であ
るので０時から６時までの半円周長さを算出し、溶接台
車は走行レールのラックとピニオンが噛み合って走行し
ているので該ピニオンの回転数から溶接トーチの現在位
置（溶接姿勢）を求める溶接位置検出器で求められる。
るので０時から６時までの半円周長さを算出し、溶接台
車は走行レールのラックとピニオンが噛み合って走行し
ているので該ピニオンの回転数から溶接トーチの現在位
置（溶接姿勢）を求める溶接位置検出器で求められる。
【００２３】また、ルートギャップの変動値は、一例と
して、ＣＣＤカメラ等でルート開先部の画像処理して求
めることができる。
して、ＣＣＤカメラ等でルート開先部の画像処理して求
めることができる。
【００２４】本発明では、前記溶接姿勢の変化および前
記開先ルートギャップの変動に応じて溶接条件の適応制
御が行われる。
記開先ルートギャップの変動に応じて溶接条件の適応制
御が行われる。
【００２５】溶接姿勢別および開先ルートギャップの値
別の適正条件は、あらかじめ実験により求め、最適溶接
条件データベースとして記憶させておく。
別の適正条件は、あらかじめ実験により求め、最適溶接
条件データベースとして記憶させておく。
【００２６】そして、固定管の突合せ溶接時に、溶接位
置検出器より溶接姿勢の変化を、また、ＣＣＤカメラに
よる画像処理等の方法により開先ルートギャップの変動
を検出して双方の値に基づき、あらかじめ設定された最
適溶接条件データべースを用いて、溶接条件の適応制御
が行われる。
置検出器より溶接姿勢の変化を、また、ＣＣＤカメラに
よる画像処理等の方法により開先ルートギャップの変動
を検出して双方の値に基づき、あらかじめ設定された最
適溶接条件データべースを用いて、溶接条件の適応制御
が行われる。
【００２７】
【実施例】以下、本発明を実施例により図面を用いて説
明する。図１は、本発明の固定管における片面突合せ溶
接における初層溶接方法に係る狭開先の断面図である。
明する。図１は、本発明の固定管における片面突合せ溶
接における初層溶接方法に係る狭開先の断面図である。
【００２８】図１において、１、２は固定管の一部で、
該固定管１、２の端部が形成する狭開先３は、底部はル
ート部開先４が９０°〜１５０°の角度θ1 を有するＶ
字状で、該底部においてルートギャップΔＧが０となる
ことを目標として当接して配置されるが、固定管１、２
のセッティング誤差、溶接の熱変形等によりギャップは
避けられない。
該固定管１、２の端部が形成する狭開先３は、底部はル
ート部開先４が９０°〜１５０°の角度θ1 を有するＶ
字状で、該底部においてルートギャップΔＧが０となる
ことを目標として当接して配置されるが、固定管１、２
のセッティング誤差、溶接の熱変形等によりギャップは
避けられない。
【００２９】Ｂは狭開先の幅を示し、例えば、固定管
１、２の板厚１２ｍｍに対し概略５．５ｍｍである。該
狭開先３は外側に向かい１°〜２°のテーパー角度θ2
を有している。当該テーパー状の狭開先とした理由は、
熱収縮により狭開先の外方が狭くなるのであらかじめ板
厚や溶接条件に応じて狭開先の外方を拡げておく。
１、２の板厚１２ｍｍに対し概略５．５ｍｍである。該
狭開先３は外側に向かい１°〜２°のテーパー角度θ2
を有している。当該テーパー状の狭開先とした理由は、
熱収縮により狭開先の外方が狭くなるのであらかじめ板
厚や溶接条件に応じて狭開先の外方を拡げておく。
【００３０】また、ｒはルートフェイスで０〜２ｍｍで
ある。さらに、狭開先３の裏面に幅Ｗ、深さＨの裏開先
４ａを設ける。
ある。さらに、狭開先３の裏面に幅Ｗ、深さＨの裏開先
４ａを設ける。
【００３１】５は、狭開先３の裏面（管内面側）に図示
しないインターナルクランプにより固定管１、２の目違
いを矯正しながら当接された銅裏当金で、例えば、裏ビ
ード形成用溝５ａを有する。
しないインターナルクランプにより固定管１、２の目違
いを矯正しながら当接された銅裏当金で、例えば、裏ビ
ード形成用溝５ａを有する。
【００３２】６は溶接ワイヤで、アーク回転直径Ｄは本
発明では、１〜４ｍｍに限定した。さらに、図１におい
て破線で図示した部分は、本発明による初層ビードであ
る。
発明では、１〜４ｍｍに限定した。さらに、図１におい
て破線で図示した部分は、本発明による初層ビードであ
る。
【００３３】図２は、本発明の片面円周突合せ初層溶接
に使用される溶接装置の概略側面図である。
に使用される溶接装置の概略側面図である。
【００３４】図２において、突合せ溶接される固定管２
の外周面にセットされた走行レール７に沿って、回転ア
ークトーチ８、該回転アークトーチ８の角度制御軸９、
該回転アークトーチ８の高さ制御軸１０、該回転アーク
トーチ８の開先倣い制御軸１１を有する走行台車１２で
固定管２の外周を回りながら、固定管１、２の片面突合
せ初層溶接を行う。尚、１３は溶接ワイヤフィーダー、
１４は溶接ワイヤリールである。
の外周面にセットされた走行レール７に沿って、回転ア
ークトーチ８、該回転アークトーチ８の角度制御軸９、
該回転アークトーチ８の高さ制御軸１０、該回転アーク
トーチ８の開先倣い制御軸１１を有する走行台車１２で
固定管２の外周を回りながら、固定管１、２の片面突合
せ初層溶接を行う。尚、１３は溶接ワイヤフィーダー、
１４は溶接ワイヤリールである。
【００３５】本発明は、固定管１、２の片面突合せ溶接
の初層溶接を行うに際し、０時位置から６時位置までの
溶接姿勢が変化し、また、開先ルートギャップも変動す
るので、双方の値に基づき溶接条件の制御を行う。
の初層溶接を行うに際し、０時位置から６時位置までの
溶接姿勢が変化し、また、開先ルートギャップも変動す
るので、双方の値に基づき溶接条件の制御を行う。
【００３６】表１は、０時〜２時、２時〜４時、４時〜
６時までの溶接電流および溶接速度の条件範囲を示した
ものである。実際の溶接では、溶接条件は溶接姿勢別、
開先ルートギャップ別に細分化して溶接条件がデータベ
ース化されている。
６時までの溶接電流および溶接速度の条件範囲を示した
ものである。実際の溶接では、溶接条件は溶接姿勢別、
開先ルートギャップ別に細分化して溶接条件がデータベ
ース化されている。
【００３７】
【表１】
【００３８】図３は、本発明にかかる前述の溶接姿勢の
変化および開先ルートギャップの変動に対応して溶接条
件を制御するためのシステム図である。
変化および開先ルートギャップの変動に対応して溶接条
件を制御するためのシステム図である。
【００３９】図３において、６は溶接ワイヤ、８は回転
アークトーチ、１５はＣＣＤカメラで、該ＣＣＤカメラ
１５からの狭開先のルートギャップの画像は、画像メモ
リ１７に取り込まれ、ＣＰＵ１６でルートギャップΔＧ
の計算がされる。ルートギャップは、前記のＣＣＤカメ
ラ１５の画像を画像処理する方法の他、レーザースキャ
ニング方法、磁気センサ、渦流センサ等により検知する
方法でも良い。
アークトーチ、１５はＣＣＤカメラで、該ＣＣＤカメラ
１５からの狭開先のルートギャップの画像は、画像メモ
リ１７に取り込まれ、ＣＰＵ１６でルートギャップΔＧ
の計算がされる。ルートギャップは、前記のＣＣＤカメ
ラ１５の画像を画像処理する方法の他、レーザースキャ
ニング方法、磁気センサ、渦流センサ等により検知する
方法でも良い。
【００４０】１８はデジタル入出力回路、１９は溶接制
御装置で回転アークトーチ８および溶接ワイヤ６の溶接
条件を制御する。２０は前述の溶接姿勢別およびルート
ギャップ別の最適溶接条件がプリセットされた最適溶接
条件データベース、２１は溶接台車の移動量から溶接姿
勢を検知する溶接位置検出器である。ＣＰＵ１６は、前
述の画像メモリ１７を用いてルートギャップ値の計算の
他、最適溶接条件データベース２０からの溶接姿勢別お
よびルートギャップ別のデータを出力し、溶接制御装置
１９へデジタル入出回路１８を経由して出力を行い、ま
た、それらの制御は溶接位置検出器２１からの信号によ
りタイミングをとりながら行われる。溶接姿勢位置検出
方法は、他の方法として傾斜計で検知する方法もある。
尚、２２はモニターＴＶである。
御装置で回転アークトーチ８および溶接ワイヤ６の溶接
条件を制御する。２０は前述の溶接姿勢別およびルート
ギャップ別の最適溶接条件がプリセットされた最適溶接
条件データベース、２１は溶接台車の移動量から溶接姿
勢を検知する溶接位置検出器である。ＣＰＵ１６は、前
述の画像メモリ１７を用いてルートギャップ値の計算の
他、最適溶接条件データベース２０からの溶接姿勢別お
よびルートギャップ別のデータを出力し、溶接制御装置
１９へデジタル入出回路１８を経由して出力を行い、ま
た、それらの制御は溶接位置検出器２１からの信号によ
りタイミングをとりながら行われる。溶接姿勢位置検出
方法は、他の方法として傾斜計で検知する方法もある。
尚、２２はモニターＴＶである。
【００４１】本発明は以下の実施例で固定管の突合せ初
層溶接を施工した。 （１）固定管外径 ：９００ｍｍ （２）〃〃板厚 ： １２ｍｍ （３）開先形状 ・ルート開先部θ1 ：１２０° ・ルートフェイス：１ｍｍ ・テーパーθ2 ：２° ・開先幅Ｂ ：５．５ｍｍ ・開先コーナ ：曲率３ｍｍ （４）裏当材 ：溝付銅当金 （５）高速回転アーク ・アーク回転速度：２０〜１００Ｈｚ可変 ・アーク回転直径：１〜４ｍｍ可変 ・アークセンサ ：溶接トーチ高さ制御、開先倣い制御 （６）溶接ワイヤ ：ソリッドタイプ （７）溶接ワイヤ径：１．２ｍｍ （８）シールドガス：ＣＯ2 １００％ （９）溶接電流 ：１００〜３００Ａ （10) 溶接速度 ：１５〜８０ｃｍ／分
層溶接を施工した。 （１）固定管外径 ：９００ｍｍ （２）〃〃板厚 ： １２ｍｍ （３）開先形状 ・ルート開先部θ1 ：１２０° ・ルートフェイス：１ｍｍ ・テーパーθ2 ：２° ・開先幅Ｂ ：５．５ｍｍ ・開先コーナ ：曲率３ｍｍ （４）裏当材 ：溝付銅当金 （５）高速回転アーク ・アーク回転速度：２０〜１００Ｈｚ可変 ・アーク回転直径：１〜４ｍｍ可変 ・アークセンサ ：溶接トーチ高さ制御、開先倣い制御 （６）溶接ワイヤ ：ソリッドタイプ （７）溶接ワイヤ径：１．２ｍｍ （８）シールドガス：ＣＯ2 １００％ （９）溶接電流 ：１００〜３００Ａ （10) 溶接速度 ：１５〜８０ｃｍ／分
【００４２】本発明は、前述の溶接条件で狭開先３のル
ート部開先４のルートフェイス部ｒを一挙に溶融し、裏
ビードを形成しながら（図１の破線部）、固定管１、２
の上部位置である０時から下部の６時位置まで、円周の
左右半分づつ下進溶接を行い、固定管１、２の全円周突
合せ初層溶接を行った。また、アークを高速で回転させ
ることにより、狭開先内でアークが分散されるので、狭
開先壁面が良く溶かされ融合不良が防止できた。
ート部開先４のルートフェイス部ｒを一挙に溶融し、裏
ビードを形成しながら（図１の破線部）、固定管１、２
の上部位置である０時から下部の６時位置まで、円周の
左右半分づつ下進溶接を行い、固定管１、２の全円周突
合せ初層溶接を行った。また、アークを高速で回転させ
ることにより、狭開先内でアークが分散されるので、狭
開先壁面が良く溶かされ融合不良が防止できた。
【００４３】
【発明の効果】本発明は以上のとおりであるから、固定
管の片面突合せ溶接の初層溶接を高速回転アーク溶接を
使用し、溶接姿勢別およびルートギャップ別に溶接条件
の適用制御が自動的に行われるので、従来の一定のルー
トギャップを設ける開先合わせ作業に比べ、開先合わせ
に人手と時間を要することがなく、また、溶接姿勢の変
化、ルートギャップの変動に対し、溶接条件の設定に熟
練した技術者を要することなく良好な溶接部の品質を得
ることができる。
管の片面突合せ溶接の初層溶接を高速回転アーク溶接を
使用し、溶接姿勢別およびルートギャップ別に溶接条件
の適用制御が自動的に行われるので、従来の一定のルー
トギャップを設ける開先合わせ作業に比べ、開先合わせ
に人手と時間を要することがなく、また、溶接姿勢の変
化、ルートギャップの変動に対し、溶接条件の設定に熟
練した技術者を要することなく良好な溶接部の品質を得
ることができる。
【００４４】また、銅裏当金が使用可能な初層溶接であ
るので、裏当材が低コストで管理面でも容易である。
るので、裏当材が低コストで管理面でも容易である。
【００４５】さらに、高速回転アーク溶接を用いている
ので、開先倣い、溶接トーチ高さの制御が容易で、溶接
ビード高さ一定の溶接が行え、また、アーク分散効果に
より高電流が使用できるので高能率の溶接が行え、狭開
先溶接特有の開先壁面の融合不良の問題も解決され、該
狭開先を使用して溶接するので、溶着金属が少なくて済
み、溶接能率が飛躍的に向上する。また、溶接入熱が小
であるので固定管継手全体の熱変形が少ない利点があ
る。
ので、開先倣い、溶接トーチ高さの制御が容易で、溶接
ビード高さ一定の溶接が行え、また、アーク分散効果に
より高電流が使用できるので高能率の溶接が行え、狭開
先溶接特有の開先壁面の融合不良の問題も解決され、該
狭開先を使用して溶接するので、溶着金属が少なくて済
み、溶接能率が飛躍的に向上する。また、溶接入熱が小
であるので固定管継手全体の熱変形が少ない利点があ
る。
【図１】本発明にかかる固定管の片面突合せ初層溶接方
法の狭開先断面図。
法の狭開先断面図。
【図２】本発明にかかる固定管の片面突合せ初層溶接装
置の概略図。
置の概略図。
【図３】本発明にかかる溶接条件制御システム図。
１ 固定管 ２ 固定管 ３ 狭開先 ４ ルート部開先 ５ 銅裏当金 ６ 溶接ワイヤ ７ 走行レール ８ 回転アークトーチ ９ 回転アークトーチの角度制御軸 １０ 回転アークトーチの高さ制御軸 １１ 回転アークトーチの開先倣い制御軸 １２ 走行台車 １３ 溶接ワイヤフィーダー １４ 溶接ワイヤリール １５ ＣＣＤカメラ １６ ＣＰＵ １７ 画像メモリ １８ デジタル入出力回路 １９ 溶接制御装置 ２０ 最適溶接条件データベース ２１ 溶接位置検出器 ２２ モニターＴＶ Ｂ 狭開先幅 θ1 ルート部開先角度 θ2 狭開先テーパー角度 ΔＧ ルートギャップ ｒ ルートフェイス
Claims (1)
- 【請求項１】 固定管相互を突合せて、ルートフェイス
厚さを０〜２ｍｍ、ルート部の開先角度を９０〜１５０
°、開先の幅の最小値を５ｍｍとした狭開先継手を構成
し、該狭開先継手の裏面に裏当材として銅裏当金を当接
し、炭酸ガスシールドの雰囲気下で、アーク回転速度が
２０〜１００Ｈｚ、アーク回転直径が１〜４ｍｍの高速
回転アークによるガスメタルアーク溶接法を用い、溶接
トーチの溶接姿勢とルートギャップ幅の変化を溶接中リ
アルタイムに検出し、かつ前記高速回転アークの電流、
電圧波形をセンサとして用いるアークセンサによって溶
接トーチ高さ制御と開先倣い制御とを行いながら、あら
かじめ溶接姿勢別とルートギャップ別に、溶接電流１０
０〜３００Ａ、溶接速度１５〜８０ｃｍ／分の範囲内で
設定された最適溶接条件データベースから、溶接姿勢の
検出値とルートギャップの検出値に従って溶接条件を選
定して、円周下進溶接を行うことを特徴とする固定管の
片面突合せ溶接における初層溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20509594A JP3198815B2 (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 固定管の片面突合せ溶接における初層溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20509594A JP3198815B2 (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 固定管の片面突合せ溶接における初層溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0866769A true JPH0866769A (ja) | 1996-03-12 |
| JP3198815B2 JP3198815B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=16501347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20509594A Expired - Fee Related JP3198815B2 (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 固定管の片面突合せ溶接における初層溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3198815B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101395155B1 (ko) * | 2013-08-26 | 2014-05-15 | 주식회사 청우 | 강관 자동 용접장치 |
| CN104096954A (zh) * | 2014-06-26 | 2014-10-15 | 中建一局集团安装工程有限公司 | 双人双面同步钨极高频脉冲氩弧焊对焊工法 |
| CN105458454A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-04-06 | 湖北三江航天红阳机电有限公司 | 一种管道对接焊缝全位置轨迹控制方法 |
| CN116079194A (zh) * | 2023-03-23 | 2023-05-09 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | 一种窄间隙气体保护焊辅助抽蓄转轮分环装焊方法 |
-
1994
- 1994-08-30 JP JP20509594A patent/JP3198815B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101395155B1 (ko) * | 2013-08-26 | 2014-05-15 | 주식회사 청우 | 강관 자동 용접장치 |
| CN104096954A (zh) * | 2014-06-26 | 2014-10-15 | 中建一局集团安装工程有限公司 | 双人双面同步钨极高频脉冲氩弧焊对焊工法 |
| CN105458454A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-04-06 | 湖北三江航天红阳机电有限公司 | 一种管道对接焊缝全位置轨迹控制方法 |
| CN105458454B (zh) * | 2015-12-31 | 2018-01-23 | 湖北三江航天红阳机电有限公司 | 一种管道对接焊缝全位置轨迹控制方法 |
| CN116079194A (zh) * | 2023-03-23 | 2023-05-09 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | 一种窄间隙气体保护焊辅助抽蓄转轮分环装焊方法 |
| CN116079194B (zh) * | 2023-03-23 | 2023-09-19 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | 一种窄间隙气体保护焊辅助抽蓄转轮分环装焊方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3198815B2 (ja) | 2001-08-13 |
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