JPS5852480B2 - 無限軌道式裏当材の移動制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被溶接物の開先に溶着金属が形成されるにし
たがって開先線にそって、屈折自在に連結された多数の
裏当用小片より成る無限軌道式裏当材を移動させながら
溶接するための無限軌道式裏当材の移動制御方法に関す
るものである。

従来の立向アーク溶接は、例えば第１図に示す如く、被
溶接物３の■型開先部の両側面にそれぞれ１個の摺動当
材４′を配置し、電極１を立向上進させながらこの電極
と溶融池５との間にアーク２を発生させて溶接を進行さ
せる。

この場合溶接の進行にともなって摺動当材４′を自動的
に上昇させる必要があるが、従来はアーク２の位置、溶
融池５の位置などを摺動当材に設けられたスリットを通
過するアークの光或いはアーク及び溶融池の輻射熱によ
り検出して、その検出信号に基いて摺動当材を上昇させ
たり停止させたりしていた。

しかしこの方法では、溶接位置附近がガス及びスパッタ
等で充満しているためアークや溶融池の位置を正確に検
出することができず、特に摺動当材のスノットがスパッ
タにより詰まった場合にはこれらｆ′）検出を全くでき
ないため、当材を正確に溶接の進行に追従して上昇させ
ることができない欠点があった。

また摺動当材の各部の温度差により溶融池の位置を検出
して当材を自動的に上昇させることも考えられるが、溶
融池は、極めて高温であり、摺動当材４′が１個の単一
の熱伝導性の良好な部材であるため、この当材４′の溶
融池５に接した部分の温度と他の部分の温度との間には
顕著な差が認められない。

したがって、高温の溶融池５に接する部分の当材４′の
温度を検出した信号によって摺動当材４′を自動的に上
昇させることは、極めて困難であった。

本発明は、無限軌道式裏当材が、屈折自在に連続して配
置された多数の裏当用小片から戒ることに注目し、無限
軌道式裏当材の駆動輪又は遊動輪の中心から予め定めら
れた一定距離の位置にある裏圭弔小片の温度を温度検出
器で検出し、この位置の裏当用小片が溶融池に接近して
高温になったときに、この温度を検出して、溶接速度よ
りも高速妾で、無限軌道式裏当材を移動させるようにし
た無限軌道式裏当材の移動制御方法を提案したものであ
る。

以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

第２図に本発明の無限軌道式裏当材の移動制御方法を実
施するための装置の一例を示す。

本発明の裏当材の移動制御方法に用いる溶接装置におい
ては、溶接装置の支持体１０がチェノ１１により懸垂支
持され、この支持体１０は被溶接物３の■型開光に沿っ
て溶接の進行と共に、図示しない１駆動源によって上昇
させられる。

支持体１０にはワイヤリール１２と、このワイヤリール
から電極１を溶融池５に送り出す溶接トーチ１３を有す
る電極送給装置１４と、被溶接物の■型開光に倣いなが
ら後記する当材を両側から押しつけるように作動する倣
いロール１７および押しロール１８を有する倣い装置１
９とが設けられている。

また支持体１０及びロール保持部材１７′の下方には裏
当材４を備えた裏当材４の保持枠２２が被溶接物３の両
側に互に対向するように取り付けられている。

この裏当材４は多数の裏当用小片をエンドレスの帯板２
３で互いに連結して槽底され、保持枠２２に設けた遊動
輪２４に保持されながら押しロール２５によって被溶接
物３に押し付けられている。

従って溶接時において溶融池５の近傍にある裏当用小片
は、溶接の進行と共にチェノ１１が上昇しても押しロー
ル２５の押圧力によって被溶接物３に密着した状態を維
持し、遊動輪２４の中心から予め定められた位置に配置
された温度検出器１５ａが裏当用小片の高温度を検出し
、その検出信号によって、図示しない駆動源を駆動する
ことにより、保持枠２２がチェノ１１の上昇につれて移
動して、溶融池５の上方には新たな小片が押圧され、一
方下方の小片はこれにつれて被溶接物３の表面から離脱
してゆく。

このとき遊動輪２４゜２４０間隔を適当に設定しておけ
ば溶着金属６が完全に凝固した後に裏当用小片が離脱す
ることになり良好な溶接が可能となる。

つぎに第３図および第４図を参照して本発明の裏当材の
移動制御方法について説明する。

第３図は第２図の無限軌道式裏当材４の一方及び被溶接
材の溶融池５のみを図示したもので、符号４１乃至４４
は無限軌道式裏当材の屈折自在に連結された多数の裏当
用小片の一部分を示したものであり、温度検出器１５ａ
が無限軌道式裏当材に取りつけられた遊動輪２４の中心
から予め定められた距離Ｌ１の位置に配置されている。

温度検出器１５ａとしては例えば、市販の赤外線温度計
或いは熱電対温度計を用いることができ、赤外線温度計
を用いる場合には温度検出器が裏当用小片に接近して配
置され、熱電対温度計を用いる場合には温度検出器が裏
当用小片に接触するように設けられる。

第４図Ａ又は同図Ｂはそれぞれ裏当材の移動制御回路を
示した図で、ａ、ｂは電源入力端子、１６ａは温度検出
器１５ａが裏当用小片の高温度を検出したときにリレー
のコイルＥ１を励磁してその接点Ｅ１ａを閉路して直接
又は間接的に電動機Ｍを回転させる温度検出制御装置、
２０は電動機Ｍの回転数を減速してスプロケット２１に
動力を伝達してチェノ１１を巻きあげるための減速機で
ある。

又、Ｓｌはスイッチ、Ｔ１はダイオードＤ１及びコンデ
ンサＣ１と共に瞬時動作遅延復帰のタイマを構成するリ
レーのコイル、Ｔｌａはそのリレーの常開接点、Ｒ１は
抵抗器である。

上記の装置において、先ず第３図Ａに示すように、溶融
池５が裏当用小片４４に接触しているとすると、この小
片４４は高温度になるが、遊動輪２５の中心から一定距
離Ｌ１に予め配置された温度検出器１５ａに接近或いは
接触した小片４３は低温度であるので、温度検出器は高
温度を検出せず、リレーコイルＥ１は非励磁である。

従ってその制御回路として第４図Ａのものを採用すると
きは接点Ｅ１ａが開路しており、電動機Ｍ、減速機２０
、スフロケット２１及びチェノ１１は停止している。

したがって遊動輪２４も停止し、温度検出器１５ａも停
止している。

この状態で電極１が溶融を続け、溶融池５が上昇して第
３図Ｂに示すように温度検出器１５ａに接近した裏当用
小片４３に接触する位置に達するとこの小片は温度上昇
し、温度検出器１５ａが高温度を検出する。

この検出信号によって温度検出制御装置１６がリレーコ
イルＥ１を励磁し、その接点Ｅｌａを閉路して電動機Ｍ
が駆動され、チェノ１１を溶接速度よりも高速度で巻き
上げる。

その結果、温度検出器１５ａは遊動輪２４の上昇ととも
に上昇して同図Ｃに示すように裏当用小片４２に接近し
た位置に移動する。

この裏当用小片４２はまだ溶融池５に接触していないた
め低温度であり、従って温度検出器１５ａは信号を停止
し、チェノ１１の巻き上げが停止する。

以後、前述した動作をくり返しながら溶接が進行する。

第４図Ｂは、同図Ａの制御回路の一部を変更した実施例
を示したもので、溶接開始によってスイッチＳ１が閉路
すると電動機Ｍに抵抗器Ｒ１を通じて低電圧を供給し、
これによりチェノ１１を溶接速度よりも低速度で巻き上
げる。

ここで、前述したような第３図Ｂに示す状態になると、
リレー接点Ｅｌａが閉路し、リレーコイルＴ１が励磁さ
れその接点Ｔｌａが閉路し、電動機Ｍが駆動されてチェ
ノ１１が溶接速度よりも高速度で巻き上げられる。

この場合、温度検出器１５ａかつぎの裏当用小片の低温
度を検出して接点Ｅｌａが開路した後、予め設定された
時限後に接点Ｔ１ａが開路して電動機Ｍが停止する。

前述した第４図Ａの実施例では、裏当用小片の略１個分
ずつの距離だけ移動させたが、この第４図Ｂの実施例で
は１個分以上の任意の距離を移動させることができる。

第５図Ａ、Ｂ及び第６図は、それぞれ本発明の裏当移動
制御方法の他の実施例の説明図及びこの実施例で用いる
制御回路図である。

この実施例では、第５図Ａ及びＢに示すように遊動輪２
４の中心からの距離Ｌ１及びＬ２の位置にそれぞれ温度
検出器１５ａ及び１５ｂが配置され、その制御回路は第
６図に示すように、温度検出制御装置１６ａ。

１６ｂ１ リレーコイルとその接点Ｅｌ、Ｅ２゜Ｅｌａ
、Ｅ２ａ、抵抗器Ｒ１から構成されている。

この実施例においては、第５図Ａに示すように上部に配
置された温度検出器１５ａに接近或いは接触した裏当用
小片４２に溶融池５が接触しているときはリレー接点Ｅ
１ａが閉路し、電動機Ｍが駆動されてチェノ１１が溶接
速度よりも高速度で巻き上げられる。

また第５図Ｂに示すように下部に配置された温度検出器
１５ｂに接近或いは接触した裏当用小片４３に溶融池が
接触しているときは、リレー接点Ｅ２ａが閉路し、電動
機Ｍが駆動されてチェノ１１が溶接速度よりも低速度で
巻き上げられる。

以上の実施例では立向アーク溶接の当材として無限軌道
式裏当材４を使用し、チェーン１１によって裏当用小片
及び溶接トーチ１３を同時に巻き上げる場合の制御方法
について説明したが、以下の第７図乃至第１０図に示す
実施例では、下向アーク溶接の裏当材として無限軌道式
裏当材４を使用して図示しない駆動源によって駆動する
一方、溶接トーチ１３又は１３′を無限軌道式裏当材４
の駆動源とは別の図示しない駆動源で略一定速度で移動
させて溶接を行なう。

この無限軌道式裏当材４は、図示しないマグネットロー
ラによって被溶接物３の裏面に吸着されており、かつ第
８図又は第１０図に示された駆動輪２６によって移動さ
せられる。

第７図においては、温度検出器１５ａ及び１５ｂが、駆
動輪２６の中心からＬｌ及びＬ３の距離に配置されてい
る。

今、同図に示すように温度検出器１５ａが高温度を検出
したときは、常開接点Ｅｌａが閉路し、常閉接点Ｅｌｂ
が開路するので、駆動輪２６が溶接トーチ１３の移動速
度よりも高速度で裏当材４を移動させる。

又、溶融池５が温度検出器１５ａと１５ｂとの間にある
ときは、両者とも高温度を検出しないので、常開接点Ｅ
１ａ及びＥｌｂが開路し、常閉接点Ｅ２ａ及びＥ２ｂは
閉路するので、抵抗器Ｒ１を通じて電動機Ｍに電圧が供
給され、駆動輪２６は、溶接トーチの移動速度と略等し
い速度で裏当材４を移動させる。

さらに、温度検出器１５ｂが高温度を検出したときは、
常開接点Ｅ２ａが閉路し、常開接点Ｅ２ｂが開路するの
で、抵抗器Ｒ１及びＲ２を通じて電動機Ｍに低電圧を供
給し、駆動輪２６は、溶接トーチの移動速度よりも低速
度で裏当材４を移動させる。

つぎに第９図は２つの、溶接トーチ１３及び１３′を用
いて溶接を行なう場合であり、この場合は２電極である
ために溶融池５が大きくなるので、温度検出器を符号１
５ａ、１５ｂ及び１５ｃの如（３個設けて、これらの検
出器を駆動輪２６の中心からの距離Ｌ１． Ｌ３及びり
、の位置に配置する。

ここでＬ５− Ｌ３及びＬ３−Ｌｌは裏当用小片の２個
分以上の寸法になるように配置する。

この実施例では、温度検出器１５ａが高温度を検出した
ときは、接点Ｅ１ａが閉路して、裏当材４を溶接トーチ
１３及び１３’の移動速度よりも高速度で移動させ、温
度検出器１５ｂが高温度を検出したときは、接点Ｅ２ａ
が閉路して、裏当材４を溶接トーチ１３及び１３′と略
等速度で移動させる。

さらに温度検出器１５ｃが高温度を検出したときは、接
点Ｅ１ｃが閉路して裏当材４を溶接トーチ１３及び１３
’の移動速度よりも低速度で移動させる。

以上のように、本発明の無限軌道式裏当材の制御方法は
立向、下向、横向、傾斜、上向等の任意の溶接姿勢に適
用することができ、又無限軌道式裏当材だけを移動制御
してもよいし、溶接トーチと連動させてもよい。

さらに溶接用の電極は、消耗電極でも非消耗電極でもよ
く、単電極でも多電極でもよく、又溶接方法はガスシー
ルドアーク溶接、ノーガスアーク溶接、サブマージアー
ク溶接、エレクトロスラグ溶接などいずれでもよい。

又、本発明は温度検出器の種類、数、配置又は制御回路
のいかんにかかわらず、無限軌道の駆動輪又は遊動輪の
中心から予め定められた一定距離に配置された温度検出
器に接近した位置の裏当用小片が溶融池に接近して高温
度になったときに、温度検出器が高温度を検出して、溶
接速度よりも高速度で無限軌道を移動させるものであれ
ばよい。

本発明によれば、無限軌道式裏当材の駆動輪又は遊動輪
の中心からで定距離に配置された温度検出器により無限
軌道式裏当材の裏当用小片の温度を検出して上記裏当用
小片が溶融池に接近して高温度になったときに温度検出
器がこの高温度を検出して溶接速度よりも高速度で裏当
材を移動させるようにしたので、裏当材を溶融池の移動
に伴い自動的に正確に移動させることができる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の摺動当材を使用した立向アーク溶接の電
極先端付近の断面図、第２図は本発明の無限軌道式裏当
材の移動制御方法で用いる装置の一例を示す構成図、第
３図Ａ乃至Ｃは本発明の方法の第１の実施例を説明する
ための説明図、第４図Ａ及びＢはそれぞれ第３図ａ乃至
Ｃに示す方法を実施する際に用いる制御回路の異なる構
成例を示す回路図、第５図Ａ及びＢは本発明の方法の第
２の実施例を説明するための説明図、第６図は第５図Ａ
及びＢに示す方法で用いる制御回路を示す回路図、第７
図及び第８図はそれぞれ本発明の第３の実施例を説明す
るための説明図及び同実施例で用いる制御回路の回路図
、第９図及び第１０図はそれぞれ本発明の第４の実施例
を説明する説明図及び同実施例で用いる制御回路の回路
図である。 ３・・・・・・被溶接物、４・・・・・・無限軌道式裏
当材、５・・・・・・溶融池、６・・・・・・溶着金属
、１５ａ、１５ｂ。 １５ｃ・・・・・・温度検出器、２４・・・・・・遊動
輪、２６・・・・・・駆動輪、４１乃至４４・・・・・
・裏当用小片。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被溶接物の開先に溶着金属が形成される−にしたが
   って開光線にそって屈折自在に連結された多数の裏当用
   小片から成る無限軌道式裏当材を溶接の進行に伴って自
   動的に移動させる無限軌道式裏当材の移動制御方法にお
   いて、前記無限軌道式裏当材の駆動輪又は遊動輪の中心
   から予め定められた一定距離の位置で裏当用小片に接近
   或いは接触し得るようにして温度検出器を配置し、前記
   温度検出器に接近或いは接触した位置の裏当用小片が溶
   融池に接近して高温度になったときに前記温度検出器が
   該高温度を検出して溶接速度よりも高速度で前記無限軌
   道式裏当材を移動させる無限軌道式裏当材の移動制御方
   法。 ２ 前記温度検出器は、異なる２個の裏当用小片のそれ
   ぞれの温度が検出できるように２個配置されており、溶
   接進行方向側に配置された第１の温度検出器が高温度を
   検出したとき前記無限軌道式裏当材を溶接速度よりも高
   速度で移動させ、かつ溶接進行方向と反対側に配置され
   た第２の温度検出器が高温度を検出したとき前記無限軌
   道式裏当材を溶接速度よりも低速度で移動させるか、停
   止させる特許請求の範囲第１項に記載の無限軌道式裏当
   材の移動制御方法。 ３ 前記温度検出器は、異なる２個の裏当用小片のそれ
   ぞれの温度を検出できかつ少な（とも１個以上の裏当用
   小片の幅の間隔を離して配置されており、溶接進行方向
   側に配置された第１の温度検出器が高温度を検出したと
   きは前記無限軌道式裏当材を溶接速度よりも高速度で移
   動させ、溶接進行方向と反対側に配置された第２の温度
   検出器が高温度を検出したときは前記無限軌道式裏当材
   を溶接速度よりも低速度で移動させるか停止させ、さら
   に溶接中に前記第１及び第２の温度検出器のいずれもが
   高温度を検出しないときは、前記無限軌道式裏当材を溶
   接速度と略等しい速度で移動させる特許請求の範囲第１
   項に記載の無限軌道式裏当材の移動制御方法。 ４ 前記温度検出器は、異なる３個の裏当用小片のそれ
   ぞれの温度が検出できるように３個配置されており、溶
   接進行方向側に配置された第１の温度検出器が高温度を
   検出したとき前記無限軌道式裏当材を溶接速度よりも高
   速度で移動させ、溶接進行方向と反対側に配置された第
   ２の温度検出器が高温度を検出したとき前記無限軌道式
   裏当材を溶接速度よりも低速度で移動させるか停止させ
   、かつ前記第１及び第２の温度検出器の中間に配置され
   た第３の温度検出器が高温度を検出したときは前記無限
   軌道式裏当材を溶接速度と略等しい速度で移動させる特
   許請求の範囲第１項に記載の無限軌道式裏当材の移動制
   御方法。