JPS5817711B2 - 高周波電縫溶接現象監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高周波電縫溶接における溶接現象の監視装置
に関する。

一般に高周波電縫溶接における入熱は、被溶接材の寸法
変動、キャンバ−１成形状態により変動。

し、溶接部の品質が変化する。

そのため熟練した作業者が発振管の陽極電圧、電流を指
標としつつ、管の材質、寸法等に応じて溶接部の火色或
いは溶接ビードの外観形状を目視監視しその判断のもと
に溶接条件を設定していた。

又他の方法として溶。接電流あるいは溶接継目部の温度
を計測し、それらが設定値と一致するように溶接電源あ
るいは溶接速度を調節する技術が行なわれてきた。

しかし、いずれも溶接現象変動の基本的要因を把握して
いなかった結果、充分な制御あるいは監視を行なうに足
るものではなかった。

本出願人が先に出願した特開昭５２− １１１８５１（特公昭５４−３３７８４号公報）中に詳
述されているごとく、溶接点は種々の溶接条件の下にこ
の条件に対応して周期的に位置変動する。

具体的には、入熱レベルが低い場合、溶接点の位置変動
はほとんどなく、また入熱レベルが高い場合は溶接点の
位置はある振幅及び周期で変動する。

溶接点の位置変動のほとんどないものを第１種の溶接現
象位置変動の振幅及び周期の小さいものを第２種の溶接
現象、大きいものを第３種の溶接現象として区別してい
る。

溶接中に起こっているこれら溶接現象を正確に把握して
溶接条件を調節し、望ましい一定の溶接現象のもとて溶
接を行えば、安定した良好な品質が得られる。

この第１種〜第３種のどの溶接現象が望ましいかは被溶
接材の材質、寸法等によって決まる。

さて、溶接点の周期的位置変動に伴って高周波回路のイ
ンピーダンスが変動するため、高周波発振周波数、高周
波発振周期、高周波電圧電流位相差、あるいは高周波電
力（以下、これら高周波発振周波数等を高周波溶接特性
信号と称する）に変動を生じる。

すなわち前記様々の溶接現象に対応して高周波溶接特性
信号が変動する。

したがって高周波溶接特性の中から適宜選択した信号を
捉え、かつその入力信号を処理して高周波溶接特性信号
の変動分を検出することによってどのタイプの溶接現象
が生じているかを監視し、さらに好適な溶接が行なわれ
る様に溶接条件を制御することができる。

本発明の目的は前記監視および制御装置を更に改良し、
高精度でかつ簡単な回路構成から成る高周波電縫溶接現
象の制御装置を提供するものである。

本発明の要旨は、高周波溶接特性信号の変動分を検出し
てこれを整流し、該整流出力値によって、高周波電縫溶
接における溶接現象の制御を行なうにある。

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明による高周波溶接現象監視及び制御装置
の一例であり、高周波溶接特性信号として高周波電力を
使用した場合の例を示す。

高周波電力検出器１からの検出信号をフィルター２にて
信号中の高周波成分及び直流成分を除き、溶接点の位置
変動成分を抽出し、整流器３に入力させる。

高周波溶接特性信号を検出する各検出端の取付位置は高
周波発振回路内であれば特に限定されない。

溶接現象と、整流器３からの出力とは第２図に示すごと
く比例関係が成立する。

つまり溶接現象第１種は溶接点の位置変動はほとんどな
い為高周波電力も変動しない。

従って整流器３からの出力値は低いレベルである。

第３種になると溶接点の位置変動が大きいことから高周
波電力の変動分も犬となり整流出力は大きな値となる。

実施例では第１種傾向から第３種傾向までの整流出力の
範囲は４第３種（２次電力の変動周波数３００Ｈｚ）で
の整流出力値を１００％とすると第１種（２次電力の変
動周波数１０Ｈｚ）では１０％程度である。

整流器３からの出力は、表示器４に入力してその値を監
視する。

又溶接現象を段階的に表示する場合は、各段階毎にある
レベルを設け、整流器３よりの出力値と比較演算するこ
とで容易に達成可能であり、各段階毎に表示すればオペ
レータはこれらの表示をみながら適正溶接条件を設定す
ることが可能となる。

又必要に応じて表示器４の値又はこれを演算して得た段
階別表示を記録する。

又整流器３からの信号を入熱制御装置５に入力し、自動
的に適正溶接条件に制御することが可能である。

入熱制御装置５は演算増巾器等により構成され、目標溶
接現象設定値と、整流器３よりの出力値とを比較して適
正入熱を指示する。

この指示はサイリスク式交流電力制御装置６に入力し、
サイクスタの点弧位相を制御して発振管のプレート電圧
を制御し、入熱の制御を行う。

本発明装置によれば溶接現象の変動分を常時監視でき、
これをリアルタイムで一定に制御することが可能である
。

これまで述べてきた溶接現象監視及び制御装置はサーマ
ツール方式の高周波電縫溶接にも高周波誘導溶接にも適
用でき、又電縫溶接であればパイプに限らず形鋼の溶接
等にも充分有効であることは言うまでもない。

以上の説明で明らかなように本発明の装置を用いること
により、作業者は溶接部の火色或いは溶接ビート外観形
状等の目視監視或いは高速度カメラ等による定性的な観
察によらず本発明の装置により定量的に溶接現象の種類
を判別できるため、肉体的疲労が少ない。

また溶接特性値をデータとして記録保存することにより
、溶接部品質等の管理に有効である。

更に特別に作業者の熟練を必要とすることなく、手動的
あるいは自動的に短時間で溶接入熱等を調整でき、通電
初期の立上り時間等を短くできる結果作業効率が良くな
る。

また溶接現象を溶液中連続して安定に保つことができ、
これによって歩留が極めて向上するうえ、偏平不良、Ｕ
ＳＴ不良、水圧試験時の水圧不良等を著しく軽減するこ
とができ、電縫溶接に対する信頼性を向上させるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置例を示す図、第２図は本発明装置
の基本となる高周波溶接特性信号変動分の整流出力と溶
接現象との関係を示す図である。 第１図中、１・・・・・・高周波電力検出器、２・・・
・・・フィルター、３・・・・・・整流器、４・・・・
・・表示器、５・・・・・・入熱制御装置、６・・・・
・・サイリスク式電力制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶接点の周期的位置変動を検出してその検出信号に
   より高周波電縫溶接現象を監視する装置において、前記
   周期的位置変動に伴って周期変動する高周波溶接特性信
   号を検出する検出器と、該検シ出器が出力する高周波溶
   接特性信号から溶接点の位置変動成分を抽出するフィル
   ターと、該フィルターの出力を整流する整流器と、該整
   流器の出力を入力して溶接現象を表示する表示器を備え
   たことを特徴とする高周波電縫溶接現象監視装置。 シ