JPH0866770A - 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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- JPH0866770A JPH0866770A JP20509694A JP20509694A JPH0866770A JP H0866770 A JPH0866770 A JP H0866770A JP 20509694 A JP20509694 A JP 20509694A JP 20509694 A JP20509694 A JP 20509694A JP H0866770 A JPH0866770 A JP H0866770A
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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
で、溶接姿勢、ルートギャップの変動に対して、良好な
裏ビードの形成および高能率の溶接化を図る。 【構成】 狭開先を用い、セラミックス裏当材を使用し
て高速回転アーク溶接により、トーチ高さ制御、開先倣
い制御を行いながら高速溶接を行う。 【効果】 セラミックス裏当材を用いているので高電
流、高速度溶接ができる。また、溶接姿勢やルートギャ
ップが変化しても適応制御により適正な溶接条件を選定
して自動溶接できるので、熟練作業者が不要である。
で、溶接姿勢、ルートギャップの変動に対して、良好な
裏ビードの形成および高能率の溶接化を図る。 【構成】 狭開先を用い、セラミックス裏当材を使用し
て高速回転アーク溶接により、トーチ高さ制御、開先倣
い制御を行いながら高速溶接を行う。 【効果】 セラミックス裏当材を用いているので高電
流、高速度溶接ができる。また、溶接姿勢やルートギャ
ップが変化しても適応制御により適正な溶接条件を選定
して自動溶接できるので、熟練作業者が不要である。
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における固定
管の片面初層溶接方法にセラミックス裏当材を適用した
発明が、特開平４ー２００９７５号公報に開示されてい
る。
管の片面初層溶接方法にセラミックス裏当材を適用した
発明が、特開平４ー２００９７５号公報に開示されてい
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
管の開先裏面にセラミックス裏当材を配し、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１０ＨＺ以上、アークの回転直径を１〜４ｍ
ｍ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３００Ａ以上、溶接速度１５０
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
管の開先裏面にセラミックス裏当材を配し、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１０ＨＺ以上、アークの回転直径を１〜４ｍ
ｍ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３００Ａ以上、溶接速度１５０
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４ー２００９７５号公報に開示されている発明に
おいては、ルートギャップの変動に対する対策について
は記載されていない。
特開平４ー２００９７５号公報に開示されている発明に
おいては、ルートギャップの変動に対する対策について
は記載されていない。
【０００６】特に、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。
【０００７】従来は、裏ビードを形成するためルートギ
ャップを所定間隔設けて溶接する方法が一般的であるた
め、開先合わせの誤差および熱変形により円周位置で変
動し、ルートギャップが狭すぎたりあるいは広すぎたり
して、溶込み不足により裏ビードが形成されなかった
り、あるいは、溶込み過剰となり裏ビードが出過ぎたり
することになり、そのための最適溶接条件を設定するこ
とが困難な問題があり、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。
ャップを所定間隔設けて溶接する方法が一般的であるた
め、開先合わせの誤差および熱変形により円周位置で変
動し、ルートギャップが狭すぎたりあるいは広すぎたり
して、溶込み不足により裏ビードが形成されなかった
り、あるいは、溶込み過剰となり裏ビードが出過ぎたり
することになり、そのための最適溶接条件を設定するこ
とが困難な問題があり、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。
【０００８】また、固定管の突合せ溶接では、溶接位置
が０時から６時に変化し、０時位置では下向き溶接、３
時（９時）位置では立向き溶接、６時位置では上向き溶
接、と溶接姿勢による最適な適応溶接条件を選定する必
要があり、溶接姿勢の変化に対応した溶接条件の制御、
すなわち、最適化制御が行われていないため、溶接条件
の範囲が狭く、外乱に対して溶接欠陥が発生しやすいた
め、自動化が困難であり、溶接作業者の技能に頼るとこ
ろ大であった。
が０時から６時に変化し、０時位置では下向き溶接、３
時（９時）位置では立向き溶接、６時位置では上向き溶
接、と溶接姿勢による最適な適応溶接条件を選定する必
要があり、溶接姿勢の変化に対応した溶接条件の制御、
すなわち、最適化制御が行われていないため、溶接条件
の範囲が狭く、外乱に対して溶接欠陥が発生しやすいた
め、自動化が困難であり、溶接作業者の技能に頼るとこ
ろ大であった。
【０００９】また、近年、溶接熟練者の人手不足の問題
があり、溶接の自動化および高能率化が切望されてい
る。
があり、溶接の自動化および高能率化が切望されてい
る。
【００１０】
【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０〜２ｍ
ｍ、ルート部の開先角度を７５〜１２０°、開先の幅の
最小値を５ｍｍとして、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セラミックス裏当を当接し、
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うとともに、あらか
じめ溶接姿勢別およびルートギャップ別に、設定された
最適溶接条件を選定して、円周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。
定管相互を突合せて、ルートフェイス厚さを０〜２ｍ
ｍ、ルート部の開先角度を７５〜１２０°、開先の幅の
最小値を５ｍｍとして、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セラミックス裏当を当接し、
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うとともに、あらか
じめ溶接姿勢別およびルートギャップ別に、設定された
最適溶接条件を選定して、円周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。
【００１１】
【作用】本発明は、固定管の片面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、裏当材にセラミックス裏当を用いて裏ビード
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。
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、裏当材にセラミックス裏当を用いて裏ビード
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。
【００１２】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を越え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を越え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。
【００１３】ルート部開先角度を７５〜１２０°にした
のは、７５°未満であると充分な裏ビードの溶込みが得
られず、１２０°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、７５°未満であると充分な裏ビードの溶込みが得
られず、１２０°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。
【００１４】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。
【００１５】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。
【００１６】裏当材をセラミックス裏当としたのは、セ
ラミックス裏当は銅当金に比べ高電流が使用でき溶接速
度を向上させることができるので、高能率の溶接が可能
となる利点がある。
ラミックス裏当は銅当金に比べ高電流が使用でき溶接速
度を向上させることができるので、高能率の溶接が可能
となる利点がある。
【００１７】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。
【００１８】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。
【００１９】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。
【００２０】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。
【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
適溶接条件データベ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
適溶接条件データベースを用いて溶接条件の適応制御が
行われる。
【００２７】尚、最適溶接条件データベースとしては、
溶接電流１５０〜５００Ａ、溶接速度５０〜３００ｃｍ
／分の範囲の値を用いるのが好ましい。
溶接電流１５０〜５００Ａ、溶接速度５０〜３００ｃｍ
／分の範囲の値を用いるのが好ましい。
【００２８】溶接電流は１５０Ａ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、５００Ａ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、５００Ａ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。
【００２９】溶接速度は前述の溶接電流値との関係で決
まるが、５０ｃｍ／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。３００ｃｍ／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
ビードが形成されにくい。
まるが、５０ｃｍ／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。３００ｃｍ／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
ビードが形成されにくい。
【００３０】
【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。
【００３１】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７５〜１２０°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７５〜１２０°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。
【００３２】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Ｉ〜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Ｉ〜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。
【００３３】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。
【００３４】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セラミックス裏当材で、裏
ビード形成用溝５ａを有する。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。
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セラミックス裏当材で、裏
ビード形成用溝５ａを有する。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。
【００３５】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。
【００３６】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、１
４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、１
４は溶接ワイヤリールである。
【００３７】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。
【００３８】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。
【００３９】
【表１】
【００４０】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化に対応して溶接条
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化に対応して溶接条
件を制御するためのシステム図である。
【００４１】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。
【００４２】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。
【００４３】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 ：９０° ・ 裏開先 ：２ｍｍＷ×１ｍｍＨ ・ 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 ：セラミックス （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 ：Ｙ軸制御（溶接トーチ高さ制
御）、Ｘ軸制御（開先倣い （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 ：１５０〜５００Ａ （10) 溶接速度 ： ５０〜３００ｃｍ／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 ：９０° ・ 裏開先 ：２ｍｍＷ×１ｍｍＨ ・ 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 ：セラミックス （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 ：Ｙ軸制御（溶接トーチ高さ制
御）、Ｘ軸制御（開先倣い （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 ：１５０〜５００Ａ （10) 溶接速度 ： ５０〜３００ｃｍ／分
【００４４】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。
【００４５】
【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。
【００４６】また、裏当材にセラミックス材使用した初
層溶接であるので、溶接電流が高電流で使用でき、アー
クスタート部の裏ビード形成も容易となり、溶接能率も
向上させることができる。
層溶接であるので、溶接電流が高電流で使用でき、アー
クスタート部の裏ビード形成も容易となり、溶接能率も
向上させることができる。
【００４７】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 セラミックス裏当材 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７５〜１２０
°、開先の幅の最小値を５ｍｍとして、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セラミックス
裏当を当接し、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１〜４
ｍｍ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うと
ともに、あらかじめ溶接姿勢別およびルートギャップ別
に、設定された最適溶接条件を選定して、円周溶接を行
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 |
|---|---|---|---|
| JP20509694A JP3198816B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP20509694A JP3198816B2 (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 |
|---|---|
| JPH0866770A true JPH0866770A (ja) | 1996-03-12 |
| JP3198816B2 JP3198816B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=16501365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20509694A Expired - Fee Related JP3198816B2 (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) | JP3198816B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007332588A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Jfe Steel Kk | Ｕリブ鋼床版 |
| KR101579208B1 (ko) * | 2014-06-20 | 2015-12-22 | 대우조선해양 주식회사 | 후판 용접 이음 형상 가공 방법 |
| WO2017183561A1 (ja) * | 2016-04-18 | 2017-10-26 | Ｋｙｂ株式会社 | 耐圧機器及び流体圧シリンダ |
| JP2017194088A (ja) * | 2016-04-18 | 2017-10-26 | Ｋｙｂ株式会社 | 耐圧機器及び流体圧シリンダ |
-
1994
- 1994-08-30 JP JP20509694A patent/JP3198816B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007332588A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Jfe Steel Kk | Ｕリブ鋼床版 |
| KR101579208B1 (ko) * | 2014-06-20 | 2015-12-22 | 대우조선해양 주식회사 | 후판 용접 이음 형상 가공 방법 |
| WO2017183561A1 (ja) * | 2016-04-18 | 2017-10-26 | Ｋｙｂ株式会社 | 耐圧機器及び流体圧シリンダ |
| JP2017194088A (ja) * | 2016-04-18 | 2017-10-26 | Ｋｙｂ株式会社 | 耐圧機器及び流体圧シリンダ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3198816B2 (ja) | 2001-08-13 |
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