JPH1043858A - 突き合わせ溶接における溶接条件の設定方法 - Google Patents
突き合わせ溶接における溶接条件の設定方法Info
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- JPH1043858A JPH1043858A JP20402096A JP20402096A JPH1043858A JP H1043858 A JPH1043858 A JP H1043858A JP 20402096 A JP20402096 A JP 20402096A JP 20402096 A JP20402096 A JP 20402096A JP H1043858 A JPH1043858 A JP H1043858A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接部のギャップ幅、目違いなどの取付精度
を考慮した突き合わせ溶接における溶接条件の設定方法
を提供する。 【解決手段】 傾斜した水圧鉄管の突き合わせ溶接部
を、溶接線に沿って複数個に分割し、分割部での溶接姿
勢に応じて基本溶接条件データを変更する区分を設定す
る。次に、板厚全体の積層分割および中間層部の積層分
割を行う。次に、センサにより計測されたギャップ部の
取付精度に基づき、初層部での溶接条件をデータベース
から取り込む。次に、中間層部におけるパス数をギャッ
プ幅に応じて選択し、そしてこのパス数に応じて溶着断
面積を求めるとともに、この溶着断面積およびデータベ
ースを基にして、計算により、溶接速度、トーチの狙い
位置、ウィービング条件を設定する。仕上げ層について
は、ギャップ幅に応じてパス数を決定し、データベース
に基づき、計算により溶接条件の設定を行う。
を考慮した突き合わせ溶接における溶接条件の設定方法
を提供する。 【解決手段】 傾斜した水圧鉄管の突き合わせ溶接部
を、溶接線に沿って複数個に分割し、分割部での溶接姿
勢に応じて基本溶接条件データを変更する区分を設定す
る。次に、板厚全体の積層分割および中間層部の積層分
割を行う。次に、センサにより計測されたギャップ部の
取付精度に基づき、初層部での溶接条件をデータベース
から取り込む。次に、中間層部におけるパス数をギャッ
プ幅に応じて選択し、そしてこのパス数に応じて溶着断
面積を求めるとともに、この溶着断面積およびデータベ
ースを基にして、計算により、溶接速度、トーチの狙い
位置、ウィービング条件を設定する。仕上げ層について
は、ギャップ幅に応じてパス数を決定し、データベース
に基づき、計算により溶接条件の設定を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水圧鉄管などの厚
肉かつ大径管の溶接条件を設定し得る方法に関する。
肉かつ大径管の溶接条件を設定し得る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、水圧鉄管などの厚肉かつ大径管を
現地溶接工事にて突き合わせ溶接を行う場合、溶接技術
者がアーク状態、溶接プール、溶接ビードなどの溶接状
態を観察しながら、溶接条件をその都度設定していた。
現地溶接工事にて突き合わせ溶接を行う場合、溶接技術
者がアーク状態、溶接プール、溶接ビードなどの溶接状
態を観察しながら、溶接条件をその都度設定していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、溶接
技術者が、溶接状態を観察しながら溶接条件を設定する
という作業は、非常に面倒であるとともに溶接条件の画
一性に欠けるという問題があった。
技術者が、溶接状態を観察しながら溶接条件を設定する
という作業は、非常に面倒であるとともに溶接条件の画
一性に欠けるという問題があった。
【０００４】なお、溶接条件をデータベースとして入力
しておき、所定の寸法などを入力することにより、溶接
条件を自動的に求める方法も考えられるが、この場合、
板厚や管内径などの変数には対応できるが、開先溶接部
のギャップ幅、目違いなどの取付精度を考慮することは
困難である。
しておき、所定の寸法などを入力することにより、溶接
条件を自動的に求める方法も考えられるが、この場合、
板厚や管内径などの変数には対応できるが、開先溶接部
のギャップ幅、目違いなどの取付精度を考慮することは
困難である。
【０００５】そこで、本発明は、溶接部のギャップ幅、
目違いなどの取付精度を考慮した突き合わせ溶接におけ
る溶接条件の設定方法を提供することを目的とする。
目違いなどの取付精度を考慮した突き合わせ溶接におけ
る溶接条件の設定方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の突き合わせ溶接における溶接条件の設定方
法は、管同士の突き合わせ溶接部の開先ギャップを計測
手段により計測する工程と、上記溶接部を溶接線に沿っ
て複数個に分割する工程と、これら各分割溶接部を、初
層部、中間層部および仕上げ層とに分ける工程と、上記
初層部での溶接条件を、計測されたギャップ部の取付精
度に応じてデータベースから取り込む工程と、上記中間
層部における積層数を、その層厚が所定範囲内となるよ
うに決定する工程と、この中間層部での各層におけるパ
ス数を決定する工程と、この決定されたパス数に基づき
溶着断面積を求めるとともにこの溶着断面積に基づき溶
接速度および溶接電流を決定する工程と、上記仕上げ層
におけるパス数をギャップ底部幅に基づき決定する工程
とからなる設定方法である。
め、本発明の突き合わせ溶接における溶接条件の設定方
法は、管同士の突き合わせ溶接部の開先ギャップを計測
手段により計測する工程と、上記溶接部を溶接線に沿っ
て複数個に分割する工程と、これら各分割溶接部を、初
層部、中間層部および仕上げ層とに分ける工程と、上記
初層部での溶接条件を、計測されたギャップ部の取付精
度に応じてデータベースから取り込む工程と、上記中間
層部における積層数を、その層厚が所定範囲内となるよ
うに決定する工程と、この中間層部での各層におけるパ
ス数を決定する工程と、この決定されたパス数に基づき
溶着断面積を求めるとともにこの溶着断面積に基づき溶
接速度および溶接電流を決定する工程と、上記仕上げ層
におけるパス数をギャップ底部幅に基づき決定する工程
とからなる設定方法である。
【０００７】また、上記設定方法において、初層部を、
第１層と第２層となし、かつ第１層の溶接を裏波溶接に
より行うとともに、第２層目の溶接を、第１層との合計
のど厚が所定値となるように決定する工程を具備した設
定方法である。
第１層と第２層となし、かつ第１層の溶接を裏波溶接に
より行うとともに、第２層目の溶接を、第１層との合計
のど厚が所定値となるように決定する工程を具備した設
定方法である。
【０００８】さらに、上記各設定方法において、余盛量
を考慮した仕上げ層における各パス毎における溶着断面
積を求める工程と、この求められた溶着断面積に基づき
溶接速度を決定する工程とを具備した設定方法である。
を考慮した仕上げ層における各パス毎における溶着断面
積を求める工程と、この求められた溶着断面積に基づき
溶接速度を決定する工程とを具備した設定方法である。
【０００９】上記の各設定方法によると、溶接部におけ
るギャップ部の取付精度を考慮して、溶接条件を自動的
に設定することができる。
るギャップ部の取付精度を考慮して、溶接条件を自動的
に設定することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の突き合わせ溶接に
おける溶接条件の設定方法の実施の形態を、図１〜図９
に基づき説明する。
おける溶接条件の設定方法の実施の形態を、図１〜図９
に基づき説明する。
【００１１】まず、図１に基づき、厚肉大径でかつ傾斜
された状態の水圧鉄管１（１Ａ，１Ｂ）同士の突き合わ
せ溶接を自動的に行う自動溶接装置２について説明す
る。なお、図２に、水圧鉄管１Ａ，１Ｂの傾斜角度θ
（５０°）と各部における溶接姿勢を示す。
された状態の水圧鉄管１（１Ａ，１Ｂ）同士の突き合わ
せ溶接を自動的に行う自動溶接装置２について説明す
る。なお、図２に、水圧鉄管１Ａ，１Ｂの傾斜角度θ
（５０°）と各部における溶接姿勢を示す。
【００１２】この自動溶接装置２は、突き合わせ溶接部
（以下、単に溶接部という）３に沿って配置された案内
レール１１と、この案内レール１１に案内されて走行自
在（矢印ａにて示す）な走行台車（以下、単に台車とい
う）１２と、この走行台車１２に、各矢印ｂにて示すよ
うに、所定の各方向に移動および傾動自在に設けられた
取付体１３と、この取付体１３に所定の各方向ｃて示す
ように移動および傾動自在に設けられた支持体１４と、
この支持体１４に取り付けられたＴＩＧ溶接具（溶接ト
ーチ１６と溶接ワイヤ１７とからなる）１５と、上記支
持体１４にかつこのＴＩＧ溶接具１５の前方位置に取付
アーム１８を介して設けられた開先ギャップの位置検出
センサ（例えばＣＣＤカメラが使用される）１９および
距離センサ２０と、これら両センサ（両センサにより計
測手段が構成される）１９，２０から入力された計測デ
ータにより、溶接部３の取付精度すなわちルートギャッ
プ幅および目違い（ギャップ両側の高さ方向のずれ）を
計算する演算部（図示せず）と、この演算部で求められ
たデータを入力して、溶接部３における自動溶接条件を
計算しおよび予め入力されているデータベースから取り
込み設定する制御装置（図示せず）とから構成されてい
る。
（以下、単に溶接部という）３に沿って配置された案内
レール１１と、この案内レール１１に案内されて走行自
在（矢印ａにて示す）な走行台車（以下、単に台車とい
う）１２と、この走行台車１２に、各矢印ｂにて示すよ
うに、所定の各方向に移動および傾動自在に設けられた
取付体１３と、この取付体１３に所定の各方向ｃて示す
ように移動および傾動自在に設けられた支持体１４と、
この支持体１４に取り付けられたＴＩＧ溶接具（溶接ト
ーチ１６と溶接ワイヤ１７とからなる）１５と、上記支
持体１４にかつこのＴＩＧ溶接具１５の前方位置に取付
アーム１８を介して設けられた開先ギャップの位置検出
センサ（例えばＣＣＤカメラが使用される）１９および
距離センサ２０と、これら両センサ（両センサにより計
測手段が構成される）１９，２０から入力された計測デ
ータにより、溶接部３の取付精度すなわちルートギャッ
プ幅および目違い（ギャップ両側の高さ方向のずれ）を
計算する演算部（図示せず）と、この演算部で求められ
たデータを入力して、溶接部３における自動溶接条件を
計算しおよび予め入力されているデータベースから取り
込み設定する制御装置（図示せず）とから構成されてい
る。
【００１３】なお、ルートギャップ幅および目違いは、
図３に示すように、それぞれ左右に一対づつ設けられた
各センサ部１９ａ，１９ｂおよび２０ａ，２０ｂにより
得られた高さおよび端部距離の実測データに基づき、計
算により求められる。
図３に示すように、それぞれ左右に一対づつ設けられた
各センサ部１９ａ，１９ｂおよび２０ａ，２０ｂにより
得られた高さおよび端部距離の実測データに基づき、計
算により求められる。
【００１４】次に、上記制御装置により溶接条件を設定
する手順を、図４〜図８に基づき、具体的に説明する。
ここで、概略的な手順について説明する。
する手順を、図４〜図８に基づき、具体的に説明する。
ここで、概略的な手順について説明する。
【００１５】まず、傾斜した水圧鉄管の突き合わせ溶接
部を、その溶接姿勢が変化することにより、溶接線に沿
って複数個に分割し、そして溶接姿勢に依存する基本溶
接条件データを変更する区分を設定する。
部を、その溶接姿勢が変化することにより、溶接線に沿
って複数個に分割し、そして溶接姿勢に依存する基本溶
接条件データを変更する区分を設定する。
【００１６】次に、板厚全体の積層分割（初層部，中間
層部，仕上げ層）を行った後、中間層部の積層分割を行
う。次に、センサにより計測されたギャップ部の取付精
度に基づき、初層部での溶接条件をデータベースから取
り込む（読み込む）。
層部，仕上げ層）を行った後、中間層部の積層分割を行
う。次に、センサにより計測されたギャップ部の取付精
度に基づき、初層部での溶接条件をデータベースから取
り込む（読み込む）。
【００１７】次に、中間層部におけるパス数をギャップ
幅に応じて選択し、そしてこのパス数に応じて溶着断面
積を求めるとともに、この溶着断面積および溶接基本条
件データベースを基にして、計算により、溶接速度、ト
ーチの狙い位置、ウィービング条件を設定する。
幅に応じて選択し、そしてこのパス数に応じて溶着断面
積を求めるとともに、この溶着断面積および溶接基本条
件データベースを基にして、計算により、溶接速度、ト
ーチの狙い位置、ウィービング条件を設定する。
【００１８】また、仕上げ層については、ギャップ幅に
応じてパス数を決定し、基本溶接条件データベースに基
づき、計算により溶接条件の設定を行う。以下、図４の
フローチャートおよび図５〜図８を参照しながら、より
詳細な手順（説明するステップについては、順不同であ
る）について説明する。
応じてパス数を決定し、基本溶接条件データベースに基
づき、計算により溶接条件の設定を行う。以下、図４の
フローチャートおよび図５〜図８を参照しながら、より
詳細な手順（説明するステップについては、順不同であ
る）について説明する。
【００１９】まず、溶接を行う際の姿勢区分について求
める（ステップＡ）。すなわち、図５に示すように、環
状の溶接部における半断面部を、その周縁に沿って例え
ば１７個（勿論、この分割個数は任意に設定することが
できる）に分割し、下方から上方に向かって１番〜１７
番まで番号を振る。この番号に応じて、溶接トーチの目
標角度が自動的に設定される。
める（ステップＡ）。すなわち、図５に示すように、環
状の溶接部における半断面部を、その周縁に沿って例え
ば１７個（勿論、この分割個数は任意に設定することが
できる）に分割し、下方から上方に向かって１番〜１７
番まで番号を振る。この番号に応じて、溶接トーチの目
標角度が自動的に設定される。
【００２０】なお、図５中、Ｆ（Flat）は下向き姿勢、
Ｖ(Vertical ）は立向き姿勢、Ｏ（Overhead）は上向き
姿勢を示し、ＦＶおよびＯＶはそれぞれの中間の姿勢を
示している。
Ｖ(Vertical ）は立向き姿勢、Ｏ（Overhead）は上向き
姿勢を示し、ＦＶおよびＯＶはそれぞれの中間の姿勢を
示している。
【００２１】次に、溶接される水圧鉄管の板厚および内
径のデータが制御装置に入力される（勿論、先に入力し
ておいても良い）。次に、各センサ１９，２０からの入
力データに基づき、溶接部３のルートギャップ幅および
目違いが計測され（計測データに基づき計算により求め
られる）、この計算データに基づき、溶接部３の総パス
数が求められる。
径のデータが制御装置に入力される（勿論、先に入力し
ておいても良い）。次に、各センサ１９，２０からの入
力データに基づき、溶接部３のルートギャップ幅および
目違いが計測され（計測データに基づき計算により求め
られる）、この計算データに基づき、溶接部３の総パス
数が求められる。
【００２２】なお、センサにより計測されたルートギャ
ップ幅の最大値ＧＡＰmax について積層プランが立てら
れる（この時に、溶着断面積が最大になるからであ
る）。図４において、ギャップ幅をＧＡＰ、目違いをＭ
Ａで示している。
ップ幅の最大値ＧＡＰmax について積層プランが立てら
れる（この時に、溶着断面積が最大になるからであ
る）。図４において、ギャップ幅をＧＡＰ、目違いをＭ
Ａで示している。
【００２３】ここで、積層パス数の決定方法について説
明する。図６に示すように、溶接部３の断面を、板厚方
向において、初層部２１と、中間層部２２と、仕上げ層
２３とに分けて考える。
明する。図６に示すように、溶接部３の断面を、板厚方
向において、初層部２１と、中間層部２２と、仕上げ層
２３とに分けて考える。
【００２４】まず、初層部２１については、裏波溶接が
行われる第１層２１ａと、この第１層２１ａの上に溶接
される第２層２１ｂとからなり、これら両層２１ａ，２
１ｂの合計のど厚が溶接姿勢に関係なく常に所定値、例
えば９mmとなるようにされ、さらに仕上げ層２３の手前
におけるのど厚の残し量が常に１mmとされる。
行われる第１層２１ａと、この第１層２１ａの上に溶接
される第２層２１ｂとからなり、これら両層２１ａ，２
１ｂの合計のど厚が溶接姿勢に関係なく常に所定値、例
えば９mmとなるようにされ、さらに仕上げ層２３の手前
におけるのど厚の残し量が常に１mmとされる。
【００２５】したがって、中間層部２２の厚さは、板厚
Ｔから第２層目までの高さである９mmと残し量の１mmと
を除いた厚さＨとなる。上記中間層部２２における層の
分割方法は、以下に示す計算式によりＮ分割されて、
１層当たりののど厚ｈが決定される。なお、１層当たり
ののど厚は、厚くなると欠陥が発生しやすいので、３．
８〜４．５mmの範囲内となるように設定される。
Ｔから第２層目までの高さである９mmと残し量の１mmと
を除いた厚さＨとなる。上記中間層部２２における層の
分割方法は、以下に示す計算式によりＮ分割されて、
１層当たりののど厚ｈが決定される。なお、１層当たり
ののど厚は、厚くなると欠陥が発生しやすいので、３．
８〜４．５mmの範囲内となるように設定される。
【００２６】すなわち、中間層部２２の分割数Ｎは下記
式で求められる。 Ｎ（整数）＝（Ｔ−１０）／（３．８〜４．５の数値）・・・・ また、１層当たりののど厚ｈi は下記式にて求められ
る。
式で求められる。 Ｎ（整数）＝（Ｔ−１０）／（３．８〜４．５の数値）・・・・ また、１層当たりののど厚ｈi は下記式にて求められ
る。
【００２７】ｈi ＝（Ｔ−１０）／Ｎ・・・・ したがって、全層数Ｎ0 は、２＋Ｎ＋１＝Ｎ＋３となる
（ステップＢ）。一方、初層部２１における溶接につい
ては、ルートギャップ幅および目違いが溶接可能範囲に
ない場合には、溶接条件の設定は行わない（ステップ
Ｊ）。
（ステップＢ）。一方、初層部２１における溶接につい
ては、ルートギャップ幅および目違いが溶接可能範囲に
ない場合には、溶接条件の設定は行わない（ステップ
Ｊ）。
【００２８】この初層部２１での溶接条件は、データベ
ースより与えられた条件により決定される。この条件
は、裏波溶接条件として、ルートギャップ幅（ＧＡＰ）
と目違い（ＭＡ）に対応して決定されている。なお、裏
側への余盛り断面積は例えば８mm2 とされ、溶接姿勢に
より変化しない一定値にされている（ステップＥ）。
ースより与えられた条件により決定される。この条件
は、裏波溶接条件として、ルートギャップ幅（ＧＡＰ）
と目違い（ＭＡ）に対応して決定されている。なお、裏
側への余盛り断面積は例えば８mm2 とされ、溶接姿勢に
より変化しない一定値にされている（ステップＥ）。
【００２９】また、図７に示すように、初層部２１にお
ける溶着断面積Ｓ1 は、溶接ワイヤ１７の供給速度と台
車１２の速度（溶接速度を意味する）とから計算され、
また第２層目のギャップ底部幅ｗ2 および第１層目のの
ど厚ｈ1 が計算により求められる。なお、第１層におけ
る溶着断面積Ｓ1 は、データベース（台車速度、溶接ワ
イヤの速度）からのデータに基づき求められる。なお、
図８に、各溶接姿勢での溶着断面積と台車速度との関係
を表すグラフを示しておく。
ける溶着断面積Ｓ1 は、溶接ワイヤ１７の供給速度と台
車１２の速度（溶接速度を意味する）とから計算され、
また第２層目のギャップ底部幅ｗ2 および第１層目のの
ど厚ｈ1 が計算により求められる。なお、第１層におけ
る溶着断面積Ｓ1 は、データベース（台車速度、溶接ワ
イヤの速度）からのデータに基づき求められる。なお、
図８に、各溶接姿勢での溶着断面積と台車速度との関係
を表すグラフを示しておく。
【００３０】下記の［表１］に、例としてギャップが５
mmの時の溶接条件を示す。
mmの時の溶接条件を示す。
【００３１】
【表１】 次に、第２層目の溶接条件について説明する。まず、断
面積Ｓ2 については、図７に示すように、第１層目との
合計のど厚が９mmとなるように、以下に示す式に基づ
き決定される。
面積Ｓ2 については、図７に示すように、第１層目との
合計のど厚が９mmとなるように、以下に示す式に基づ
き決定される。
【００３２】 Ｓ2 ＝｛９×Ｇ＋（９×tan15°／２）＋（９×tan30°／２）−Ｓ1 ・・・ なお、tan15°およびtan30°は、図７に示すように、傾
斜方向において、上流側の開先角度および下流側の開先
角度を示す。
斜方向において、上流側の開先角度および下流側の開先
角度を示す。
【００３３】また、ワイヤの供給速度は、データベース
より決まっているので、台車速度Ｖが下記の式にて決
定される。 Ｖ＝（ワイヤ供給速度×ワイヤ断面積）／Ｓ2 ・・・・ さらに、ウィービング幅Ｄは、下記の式により計算さ
れる。
より決まっているので、台車速度Ｖが下記の式にて決
定される。 Ｖ＝（ワイヤ供給速度×ワイヤ断面積）／Ｓ2 ・・・・ さらに、ウィービング幅Ｄは、下記の式により計算さ
れる。
【００３４】Ｄ＝（ｗ1 ／cos θ）−δ・・・・ 但し、θはウィービング角度を示し、δは実験から求め
られる定数で溶接電流などにより変化する。
られる定数で溶接電流などにより変化する。
【００３５】各種の溶接姿勢における第２層目のデータ
ベースを下記の［表２］に示す。
ベースを下記の［表２］に示す。
【００３６】
【表２】 次に、中間層部の溶接条件について説明する。各層ごと
に、ギャップの底部幅ｗi および溶着断面積Ｓi を計算
により求める。なお、溶着断面積Ｓi については、下記
の式にて求める。
に、ギャップの底部幅ｗi および溶着断面積Ｓi を計算
により求める。なお、溶着断面積Ｓi については、下記
の式にて求める。
【００３７】 Ｓi ＝（ｗi-1 ＋ｗi ）×［（Ｔ−１０）／Ｎ］／２・・・・ そして、ギャップの底部幅ｗi の大きさにより、１層１
パス溶接か、１層２パス溶接かに分類する。
パス溶接か、１層２パス溶接かに分類する。
【００３８】本実施の形態においては、ｗi ≦１６の場
合、ｉ層目は１層１パス溶接とし、ｗi ＞１６の場合、
ｉ層目は１層２パス溶接とする。以下、具体的に説明す
る。 （ａ）１層１パス溶接条件について（ステップＣ，Ｄ，
Ｇ，Ｈ） 上記の計算式よりＳi を算出して、溶着断面積により
決定される台車速度Ｖ（下記の式にて示す）と電流値
とを決定する。
合、ｉ層目は１層１パス溶接とし、ｗi ＞１６の場合、
ｉ層目は１層２パス溶接とする。以下、具体的に説明す
る。 （ａ）１層１パス溶接条件について（ステップＣ，Ｄ，
Ｇ，Ｈ） 上記の計算式よりＳi を算出して、溶着断面積により
決定される台車速度Ｖ（下記の式にて示す）と電流値
とを決定する。
【００３９】溶接トーチ（電極）のねらい位置は、下記
の式にて示すように、開先面のセンター位置とする。
ウィービング幅Ｄは下記の式にて求められ、またウィ
ービングの移動・停止時間は、ギャップ底部幅の関数と
して、データベースから取り込まれる。
の式にて示すように、開先面のセンター位置とする。
ウィービング幅Ｄは下記の式にて求められ、またウィ
ービングの移動・停止時間は、ギャップ底部幅の関数と
して、データベースから取り込まれる。
【００４０】電圧は溶接姿勢により変化するので、デー
タベースより取り込む。 Ｖ＝（ワイヤ供給速度×ワイヤ断面積）／（０．５×Ｓi ）・・・・ ねらい位置＝ｗi ／２−αi ・・・・ ウィービング幅Ｄ＝０．５×ｗi −βi ・・・・ 但し、αおよびβは、実験から求められる定数である。 （ｂ）１層２パス溶接条件について 溶接は下流側（傾斜方向における下方位置側）から行
う。
タベースより取り込む。 Ｖ＝（ワイヤ供給速度×ワイヤ断面積）／（０．５×Ｓi ）・・・・ ねらい位置＝ｗi ／２−αi ・・・・ ウィービング幅Ｄ＝０．５×ｗi −βi ・・・・ 但し、αおよびβは、実験から求められる定数である。 （ｂ）１層２パス溶接条件について 溶接は下流側（傾斜方向における下方位置側）から行
う。
【００４１】１パスの面積を均等に１：１の割合でもっ
て、２つに分割する。計算式により溶着断面積Ｓi を
計算して、この溶着断面積から台車速度Ｖと電流値とを
決定する。
て、２つに分割する。計算式により溶着断面積Ｓi を
計算して、この溶着断面積から台車速度Ｖと電流値とを
決定する。
【００４２】ねらい位置とウィービング幅Ｄは、上述し
たように、ギャップ底部幅などにより変化するが、計算
により求める。α1 ，β1 ，α2 ，β2 は溶接電流など
により変化する。 （ｃ）仕上層の溶接について（ステップＣ，Ｄ，Ｉ） ギャップ底部幅ｗi の大きさにより、１層２パス溶接
か、１層３パス溶接かに分類する。
たように、ギャップ底部幅などにより変化するが、計算
により求める。α1 ，β1 ，α2 ，β2 は溶接電流など
により変化する。 （ｃ）仕上層の溶接について（ステップＣ，Ｄ，Ｉ） ギャップ底部幅ｗi の大きさにより、１層２パス溶接
か、１層３パス溶接かに分類する。
【００４３】本実施の形態においては、ｗi ≦２０の場
合、仕上げ層は１層２パス溶接とし、ｗi ＞２０の場
合、１層３パス溶接とし、また余盛り高さは３mmとす
る。各パスにおける断面積の比は、全て等しくする。す
なわち、２パスの場合は、１：１、３パスの場合は、
１：１：１とする。
合、仕上げ層は１層２パス溶接とし、ｗi ＞２０の場
合、１層３パス溶接とし、また余盛り高さは３mmとす
る。各パスにおける断面積の比は、全て等しくする。す
なわち、２パスの場合は、１：１、３パスの場合は、
１：１：１とする。
【００４４】溶接条件は、ギャップの底部幅ｗi と溶接
姿勢とにより決まるデータベースから取り込む（なお、
台車速度は溶着断面積に基づき計算により求め、ねらい
位置は、ギャップの底部幅により変化する）。溶接は下
流側から行う。
姿勢とにより決まるデータベースから取り込む（なお、
台車速度は溶着断面積に基づき計算により求め、ねらい
位置は、ギャップの底部幅により変化する）。溶接は下
流側から行う。
【００４５】１層２パス施工の場合には、最終ビードの
熱影響部による硬化防止のため、テンパー用のメルトラ
ンを施工する（データベースにより設定される）。な
お、図１に示すように、冷却ワイヤ３１が配置されてお
り、また溶接部３の裏面側には、裏当て材３２を保持す
る管外走行台車３３が設けられている。
熱影響部による硬化防止のため、テンパー用のメルトラ
ンを施工する（データベースにより設定される）。な
お、図１に示すように、冷却ワイヤ３１が配置されてお
り、また溶接部３の裏面側には、裏当て材３２を保持す
る管外走行台車３３が設けられている。
【００４６】上記の条件設定を、全ての姿勢について行
った後、溶接を開始する。図９に溶接施工後の溶接部３
の断面の一例を示しておく。このように、傾斜された水
圧鉄管の突き合わせ溶接部を、複数個に分割するととも
に、その分割溶接部に応じて溶接姿勢を求め、そしてル
ートギャップ幅および目違いをセンサにより計測してそ
の取付精度を計算により求める。
った後、溶接を開始する。図９に溶接施工後の溶接部３
の断面の一例を示しておく。このように、傾斜された水
圧鉄管の突き合わせ溶接部を、複数個に分割するととも
に、その分割溶接部に応じて溶接姿勢を求め、そしてル
ートギャップ幅および目違いをセンサにより計測してそ
の取付精度を計算により求める。
【００４７】そして、この取付精度を考慮して全体の総
積層数を求め、まず初層部については、常に、そののど
厚が一定となるように、第１層目および第２層目の溶接
条件を設定し、中間層部については、ギャップの底部幅
に基づき、最適なパス数および溶接速度を計算により求
め、仕上げ層については、やはりギャップの底部幅に基
づきパス数を設定して、最適な溶着断面積となるように
設定するので、取付精度に拘らず、最適な突き合わせ溶
接条件を設定することができる。
積層数を求め、まず初層部については、常に、そののど
厚が一定となるように、第１層目および第２層目の溶接
条件を設定し、中間層部については、ギャップの底部幅
に基づき、最適なパス数および溶接速度を計算により求
め、仕上げ層については、やはりギャップの底部幅に基
づきパス数を設定して、最適な溶着断面積となるように
設定するので、取付精度に拘らず、最適な突き合わせ溶
接条件を設定することができる。
【００４８】
【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、溶
接部におけるギャップ部の取付精度を考慮して、溶接条
件を自動的に設定することができ、したがって管同士が
傾斜している場合でも、容易にかつ画一的に溶接条件を
設定することができる。
接部におけるギャップ部の取付精度を考慮して、溶接条
件を自動的に設定することができ、したがって管同士が
傾斜している場合でも、容易にかつ画一的に溶接条件を
設定することができる。
【図１】本発明の実施の形態における自動溶接装置の概
略構成を示す要部斜視図である。
略構成を示す要部斜視図である。
【図２】同実施の形態における水圧鉄管の溶接姿勢を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図３】同自動溶接装置における計測センサの配置状態
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図４】同実施の形態における溶接条件の設定方法を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図５】同実施の形態における溶接部の分割方法を示す
半断面図である。
半断面図である。
【図６】同溶接部の積層状態を示す断面図である。
【図７】同溶接部における初層部の断面図である。
【図８】同実施の形態における各溶接姿勢での溶着断面
積と台車速度との関係を表すグラフである。
積と台車速度との関係を表すグラフである。
【図９】同実施の形態における溶接部の状態を示す断面
図である。
図である。
１ 水圧鉄管 ２ 自動溶接装置 ３ 溶接部 １２ 走行台車 １５ ＴＩＧ溶接具 １６ 溶接トーチ １７ 溶接ワイヤ １９ 位置検出センサ ２０ 距離センサ ２１ 初層部 ２１ａ 第１層 ２１ｂ 第２層 ２２ 中間層部 ２３ 仕上げ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小山 正洋 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 井原 等 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 前原 健治 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 加藤 茂之 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 中本 幹夫 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】管同士の突き合わせ溶接部の開先ギャップ
を計測手段により計測する工程と、上記溶接部を溶接線
に沿って複数個に分割する工程と、これら各分割溶接部
を、初層部、中間層部および仕上げ層とに分ける工程
と、上記初層部での溶接条件を、計測されたギャップ部
の取付精度に応じてデータベースから取り込む工程と、
上記中間層部における積層数を、その層厚が所定範囲内
となるように決定する工程と、この中間層部での各層に
おけるパス数を決定する工程と、この決定されたパス数
に基づき溶着断面積を求めるとともにこの溶着断面積に
基づき溶接速度および溶接電流を決定する工程と、上記
仕上げ層におけるパス数をギャップ底部幅に基づき決定
する工程とからなることを特徴とする突き合わせ溶接に
おける溶接条件の設定方法。 - 【請求項２】初層部を、第１層と第２層となし、かつ第
１層の溶接を裏波溶接により行うとともに、第２層目の
溶接を、第１層との合計のど厚が所定値となるように決
定する工程を具備したことを特徴とする請求項１記載の
突き合わせ溶接における溶接条件の設定方法。 - 【請求項３】余盛量を考慮した仕上げ層における各パス
毎の溶着断面積を求める工程と、この求められた溶着断
面積に基づき溶接速度を決定する工程とを具備したこと
を特徴とする請求項１または２に記載の突き合わせ溶接
における溶接条件の設定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20402096A JPH1043858A (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | 突き合わせ溶接における溶接条件の設定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20402096A JPH1043858A (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | 突き合わせ溶接における溶接条件の設定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1043858A true JPH1043858A (ja) | 1998-02-17 |
Family
ID=16483440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20402096A Pending JPH1043858A (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | 突き合わせ溶接における溶接条件の設定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1043858A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004330227A (ja) * | 2003-05-06 | 2004-11-25 | Hitachi Ltd | 円周多層盛溶接のビード継ぎ方法及び自動溶接装置 |
| JP2007105748A (ja) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | Kobe Steel Ltd | 多層盛り溶接方法及び多層盛り溶接装置 |
| WO2023203788A1 (ja) * | 2022-04-22 | 2023-10-26 | コベルコＲＯＢＯＴｉＸ株式会社 | 積層設計方法、溶接条件設定方法、溶接制御方法、溶接制御装置、および溶接システム |
-
1996
- 1996-08-02 JP JP20402096A patent/JPH1043858A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004330227A (ja) * | 2003-05-06 | 2004-11-25 | Hitachi Ltd | 円周多層盛溶接のビード継ぎ方法及び自動溶接装置 |
| JP2007105748A (ja) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | Kobe Steel Ltd | 多層盛り溶接方法及び多層盛り溶接装置 |
| WO2023203788A1 (ja) * | 2022-04-22 | 2023-10-26 | コベルコＲＯＢＯＴｉＸ株式会社 | 積層設計方法、溶接条件設定方法、溶接制御方法、溶接制御装置、および溶接システム |
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