JPS58112660A

JPS58112660A - 高速回転ア−ク溶接方法

Info

Publication number: JPS58112660A
Application number: JP20958081A
Authority: JP
Inventors: Hiroichi Nomura; 野村　博一; Yuji Sugitani; 祐司杉谷; Masao Kobayashi; 小林　征夫
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1981-12-26
Filing date: 1981-12-26
Publication date: 1983-07-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、アークを所定の径で水平に高速で円状回転
させて、被溶接材の溶接を行なう高速回転アーク溶接方
法に関し、特に所望する位置で溶接電流を高電流に切換
え、その位置における被溶接材の溶込みを増加させる高
速回転アーク′溶接方法に関するものである。

本発明者等は、先に電極の先端から発生させるアークを
、高速で水平に円運動させることにより、溶込みが比較
的浅く、かつ扁平なビードが得られる回転アーク溶接方
法を発明した。（特願昭５４−４２０１４、特願昭５５
−７９６１８）上述の発明によれば、被溶接材を高能率
で材質的な欠陥の生ずることがな（溶接することができ
るが、この方法を狭開先の溶接に適用すると、開先壁部
において、ややもすると、溶込み不足を起す恐れがあり
、また溶込み不足にならなくても、第１図に被溶接材３
，３′間の開先４における溶込み形状の断面図に示す如
く、不安定な溶込み形状１になる問題があった。

第２図は、狭開先溶接の場合の好ましい溶込み形状を示
す図で、図示の如く、狭開先溶接の場合の溶込みは、コ
ンケープ度を増した形となり、開先４の底部隅角におい
て十分に溶込んだ溶込み形状２とする必要がある。

本発明者等は、上述した問題を解決し、回転アーク溶接
により狭開先を溶接する場合、開先の底部隅角において
十分な溶込みが得られる高速回転アーク溶接方法を開発
すべく鋭意研究の結果、回転するアークが開先の壁面に
位置したときに、タイミングよく高電流を流せば、開先
壁面部の溶込み増加を促進し得ることを知見した。

この発明は、上記知見に基づいてなされたもので、回転
するアークが被溶接材の開先壁面に位置した時点を検出
し、その検出信号によりアーク電流を一定時間高電流と
なして前記被溶接材の溶接を行なうことに特徴を有する
ものである。

次に、この発明を実施例により図面と共に説明する。

第３図はこの発明の高速回転アーク溶接方法を説明する
平面図である。この発明においては、被溶接材３，３′
間の開先４を、矢印５で示すような円運動を行なう回転
アーク９で、矢印ａの方向に進行させながら溶接するに
当り、被溶接材３の壁面３ａに回転アーク９が最も近接
する位置Ｒ１および、被溶接材３′の壁面３’　ａｌに
回転アーク９が最も近接する位置りにおいて、第４図に
示すようなり電流Ｉｐにより前記位置ＲおよびＬにおけ
る溶込みの増加を促進させるものである。第３図におい
て点線すは溶融プールを示している。ピーク電流Ｉｐを
発生させる時間（Ｔｐ）は、第４図に示す如（、平均電
流Ｉが３０ＯＡ、ベース電流ＩＢが２１５Ａ。

ピーク電流Ｉｐが５０ＯＡとし、アーク回転数を５０Ｈ
ｚ、半サイクルの時間を１０ミリセカンドとして、３ミ
リセカンドとすればよいことが実験で確認された。

第５図は、この発明に用いられる、回転するアークの被
溶接材開先内における位置を検出するための検出計の一
実施例を示す斜視図、第６図はその検出状態を示す平面
図である。図面において、６は図示されていない駆動手
段により回転されるノズルで、ワイヤ７は、ノズル６の
先端に前記ノズルの中心軸線から偏位させて設けたチッ
プ８より、偏心状態で送給され、アーク９を発生させる
。

ノズル６の回転により、アーク９は、矢印５に示す円運
動の回転をする。

１０はノズル６の中間部所定位置に、その外周に沿って
取付けられた円盤状の遮光板で、遮光板１０は大径半円
弧部分１０ａと小径半円弧部分１０ｂ　とからなってお
り、第６図に示す如く大径半円弧部分１０ａの一方の端
面Ａと他方の端面Ｂとを結ぶ線上の前記端面Ｂ側にワイ
ヤ７が位置するようにノズル６に取付けられ、ノズル６
と共に矢印の如く回転する。

１１は溶接機本体に固着されたフォトカプラで、フォト
カプラ１１は発光素子体１１ａと受光素子体１１ｂとか
らなり、発光素子体１１ａと受光素子体１１ｂとの間隙
内を、回転する遮光板１０の大径半円弧部分ｉｏａの周
縁が通過するときは発光素子体１１ａからの光を遮り、
小径半円弧部分１０１）の周縁が通過するときは、前記
光を遮らない位置で、かつ第６図に示す如く、被溶接材
３の壁面３ａ’に回転アーク９が近接する位置りより、
りだげ早く信号を発生させる位置に設けられている。

従って、第７図に示す如く、ノズル６の回転により遮光
板１０が回転し、大径円弧部分１０ａの端面Ａ点がフォ
トカプラ１１の発光素子体１１ａを通過した時点でＡｍ
の信号が発生し、大径円弧部分１０ａの他方の端面８点
が発光素子体１１ａに到達するまで出力１２を発生する
。このとき、Ａ点が発光素子体１１ａの位置にあるとき
も、ワイ静ヤ７は開先壁面Ｒより　　遅れた位置にあり、この点で
フォトカプラ１１は出力Ａｚを発生し、それと同期させ
て、開先壁面Ｒ用のパルス電流ＩＰ１をＴ）時間（例え
ば３ミリセカンド）発生させる。

次に遮光板１０のＢ点がフォトカプラ１１０発光素子体
１１ａに達したとき、ワイヤ７は他方側の開先壁面りの
手前：（位置しており、この点ＢＩｃでフォトカプラ１
１の出力は消滅する。その信号で、他方側の開先壁面り
用のパルス電流Ｉ　Ｐ、　　を発生させる。以上の動作
をくりかえすことにより、開先壁面Ｒ及びＬにパルス電
流を作用させ、十分な溶込みを得ることができる。

第８図は、この発明を実施するための制御回路の一例を
示すもので１１はフォトカプラ、１３はパルス発生器、
１４はトランジスタ式溶接電源である。パルス発生器１
３は、フォトカプラ１１の出力波形の立ち上りおよび立
ち下り時点（第７図のＡｔおよびＢｉ点）でパルスを発
生するもので、このパルスに同期してトランジスタ式溶
接電源１４により、第７図におけるパルス電流Ｉ　Ｐ、
、ＩＦ５、■Ｐ３−．・・をＴｐ時間だけ発生させ、第
４図に示すパルス電流を得るものである。

第９図は、この発明を実施するための制御回路の他の例
で、溶接電源として一般の直流溶接電源を使用した場合
の例である。図面において１６は大電流用直流電源、１
８はベース電流用直流電源で、フォトカプラ１１よりの
出力でパルス発生器１３にて前記と同様のパルスを発生
させ、これをパルス時間設定回路１５によりパルス電流
Ｉ　Ｐｔ、ＩＦ５、ＩＦ５・・・の時間設定（Ｔｐ）を
行ない、大電流用直流電源１６の出力をトランジスタス
イッチ１７により間欠的に出力させることにより、パル
ス電流Ｉ　Ｐ、、ＩＦ５、ＩＦ５・・・をＴｐ時間だけ
発生させる。

速回転アーク溶接においてワイヤが開先壁面に最も近接
して位置したときに高精度で大電流を供給することがで
きるので、その部分の溶込みを確実に増加させることが
でき、例えば、狭開先アーク溶接に適用して好ましい結
果をもたらし、高速回転アーク溶接の利点をより一層効
果的に増大することができる等、工業上極めて優れた効
果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は狭開先溶接における溶込み状態を
示す断面図、第３図はこの発明における高速回転アーク
溶接法を説明する平面図、第４図はこの発明に用いられ
る溶接用パルス電流波形と開先壁との関係を示す説明図
、第５図はこの発明に用いられるアーク位置検出器の一
実施例を示す斜視図、第６図はその検出状態を示す平面
図、第７図はこの発明におけるフォトカブラ出力と溶接
用パルス電流との関係図、第８図および第９図はこの発
明を実施するための制御回路の一例を示す図である。図面において、１．２・・・溶込み形状、　　　　３　、　３’−被溶
接材、４・・・開先、　　　　　　５・・・回転アーク
方向、６・・・ノズル　　　　　　７・・・ワイヤ、８
・・・チップ、　　　　　９・・・アーク、１０・・・
遮光板、　　　　１１・・・フォトカプラ、１２・・・
フォトカプラ出方、　　１３・・・パルス発生器、１４
・・・トランジスタ電源、　　　１５・・・パルス時間
設定器、１６・・・大電流用直流電源、　　　１７・・
・トランジスタスイッチ、１８・・・ペース電流用直流
電源。出願人　日本鋼管株式会社代理人　堤　敬太部　外１名第３図帛４図

Claims

【特許請求の範囲】アークを所定の径で水平に高速で回転させて被溶接材の
溶接を行なう回転アーク溶接方法にお〜′て、前記回転するアークが、被溶接材の開先壁面に位置した
時点を検出し、その検出信号によりアーク電流を一定時
間高電流となして前記被溶接材の溶接を行なうことを特
徴とする高速回転アーク溶接方法。