JPS59130682A - ア−ク溶接法 - Google Patents

ア−ク溶接法

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JPS59130682A
JPS59130682A JP518983A JP518983A JPS59130682A JP S59130682 A JPS59130682 A JP S59130682A JP 518983 A JP518983 A JP 518983A JP 518983 A JP518983 A JP 518983A JP S59130682 A JPS59130682 A JP S59130682A
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welding
electrode
arc
consumable
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JP518983A
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Hiroichi Nomura
野村 博一
Yuji Sugitani
祐司 杉谷
Masao Tsuji
正男 辻
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/133Means for feeding electrodes, e.g. drums, rolls, motors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
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  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

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】 本発明はアーク溶接法に関し、特に突合継手を下向姿勢
でアーク溶接する場合の溶込深さとビード高さの自動制
御に関するもので、溶接中、開先のルートギャップの変
動により生ずる溶込深さとビード高さの変化を、溶接現
象の基本的な関係を用いることにより、間接的に検出し
、これら2つのビード形状値を均一に自動制御すること
を目的としたものである。
下向姿勢の突合溶接では、高電流として高い溶着速度の
得られる消耗電極型溶接、すなわちサブ、V−ジアーク
溶接、MIG1co2溶接が用いられるのが一般的であ
る。
このような高電流溶接法で突合継手を溶接するときに問
題となるのは、開先のルートギャップのわずかな変動に
よって溶込深さ、あるいはビード高さが影響を受けるこ
とである。すなわち、ギャップの増加は溶込深さを増加
させ、ビード高さを減少させる。これら2つのビード形
状値は溶接継手に要求される品質のうち前提となるもの
である。
従来は、このために予じめ種々のルートギャップに対し
て所望の溶込深さ、ビード高さの得られる溶接条件を試
行錯誤的に実験で求めておき、溶接前にルートギャップ
を計測して、溶接条件を調整していた。
最近では、溶造深さを、母板裏面の温度や輻射熱として
検出したり、あるいは片面溶接において、母板裏面より
アーク光を検出するなどして、溶接条件を自動的に制御
している例などのいわゆる溶接プロセスの適応制御法が
幾例かみられてきている。しかしながら、これらの先行
技術例では、何れも母板裏面側より温度や光を検出する
ことを前提としているので、適用範囲として、開先ルー
ト部と母板裏面の厚さがある値以下でないといけないと
か、母板裏面側に温度や光の検出装置を配置するスペー
スが必要であるなどの実施上の制約を受ける。
本発明の目的は、溶造深さの検出を母板裏面から温度や
アーク光を検出するのでなく、溶接現象の基本的な関係
を用いることにより間接的に検出し、フイラワイヤの送
給速度を調節することにより、溶造深さと、さらにビー
ド高さをも同時に均一に制御しようとするものである。
以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の基本理念を説明するための溶接部断面
を示す模式図で、ここではV開先の場合を例にとってい
る。
第1図において、溶接電流■、アーク電圧E1溶接速度
Vの一定条件で下向突合溶接が行なわれると、実線で示
す正規の(ルートギャップがゼロ)■開先形状から破線
で示すようなギャップgの開いた開先形状に変化するこ
とによって、溶接ビードの断面は、実線(B)で示す断
面から破線(B′)で示すように変化する。第1図でh
mは溶接金属の全高さである。この場合、溶接入熱(■
・E/V)が一定ならば、ギャップの増加に対し溶造深
さは増加し、ビード高さは減少するが、ビード幅及びビ
ードの全断面積は変化しない。このような現象は文献(
岡山; 「片面溶接における最適溶接条件の選定方法」
溶接アーク物理委員会資料、79’−423,54年1
1月29日)などですでに指摘されているところで、第
2図はそこからの引用であるが、ルートギャップの増加
に対して溶造深さは増加するものの、ビード幅、ビード
断面積は変化しない。
第3図は発明者らがV開先継手のサブマージアーク溶接
で行なった実験結果で、溶接条件は1400A、40V
50m/−とし、軟銅ワイヤ(4,8φ)で行なった。
図はギャップの変化に対するビード形状寸法(単位間)
の変化を示しており、開先のルート部をゼロ位置として
溶造の位置(P)、ビード表面の位ff−t (h ”
)を、さらにビード全高(hm)とビード幅(W)が示
しである。図から明らか法ギャップ(g)の増加に対し
pとhは平行的に降下し、一方、hmとWはほぼ一定値
を保っている。
この場合にX線透視により溶接中のワイヤ先端位It’
< (e )を観察し、図にプロットしているが、pと
hの変化と平行的に変化している。このような現象は、
■開先に限らず、■開先、V型開光でも同ようであった
すなわち、溶接入熱(■・E/V )が一定であれば開
先のギャップの増加((対し、溶造深さくp)とビード
表面の高さくh)は平行的関係で変化し、かつこの時の
ワイヤ先端の位M (e )もp、hと平行的に変化す
る。従って、ワイヤ先端の位fu (e)を何らかの方
法で検出すれば溶造深さとビード表面の高さの変化が検
出できる。
そこで本発明ではこのワイヤ先端位置の検出を、アーク
電圧が一定となるようにトーチ高さを移動制御する定ア
ーク長制御法におけるトーチ高さの移動電位(△y)で
間接的に検出するものである。
第4図は、第1図の状態を溶接電流(1)、電極ワイヤ
2の送給速度(Vf)を一定として、アーク電圧(E)
が一定となるように、図示しないトーチ高さ駆動装置に
て定アーク長制御を行なった場合の溶融金属の形状とN
極チップ(1)の移動状態を側面から模式的に示してい
る。図で実線がギャップ0の場合、破線はギャップfa
t gと過大になった場合である。ここで電極ワイヤ(
2)は非消粁電極でも本発明の目的は同ようになり立つ
。すなわち定アーク長制御を行なえは、トーチ高さの変
位(△y)は、電極先端の移動量に等しく、従って溶造
深さの変化△p1ビード表面の高さ変化(△h)とも等
しい。
そこで図の破線(過大ギャップg)の状態で、図示のよ
うにフィラーワイヤの送給速度(Vf )を増加して行
くと、第1図の開先内の溶着金属量が増加し、一方、入
熱(■・E/V )が一定であるので、前記した通りビ
ードの全断面積、ビード高ご、ビード幅が変らず、溶込
の深さ位置とビード表面位置が上昇していき、実線で示
すもとの位置に戻すことができる。なお第48¥ffに
おいてアーク直下の溶鋼面とビード表面間の溶鋼ヘッド
(hp)は、溶接電流に対応関係にあり、溶接電流(I
)が一定であればhp  も常に一定であることが前記
のXi透視にて同ように確認されている。
第5図は、本発明を実施するための溶接機構と制御系の
一例を示すブロック図で単電極溶接の場合で示している
が多電極溶接であっても適用できることはいうまでもな
い。また図ででは一定速度で送給される消耗電極ワイヤ
であるが非消耗性の電極を用いてもよい。24は、本発
明の主目的たる溶込み、ビード高さの制御に用いる別個
のフィラーワイヤである。
第5図において(10)は溶接母材であり、トーチチッ
プ0])との間に溶接電源(l■が接続されている。主
溶接ワイヤC121は一定速度Vfで送給され、チップ
Uを介して通電を受けつつ、チップ00下端から一定の
突出長Exで突出して定アーク長1aが保たれるように
定アーク長制御されている。この定アーク長制御の糸は
この図ではアーク電圧検出器0滲によるアーク電圧Eと
、設定器05)による設定電圧Eoとを差動増幅器(1
6)で比較して、その差が常に一定値となるようにドラ
イバ07)を介してトーチ昇降モータ(18)を制御す
るものとなっており、このトーチαDの昇降を検出する
ためにポテンショメータ(19)が付加されている。こ
こでこのポテンショメータ(I’llは前述の△yを検
出するためのものであり、勿論別の均等手段に置き換え
てもよい。
さて本発明で行なうフィラーワイヤ(24)の送給速度
■fの制御系は、前記ポテンショメータ住9の出力yと
、ポテンショメータの基準値を与える基準設定器0Qと
、これらの値の差△yを計算する差動増幅器Qυと、そ
の出力△yの値に対応してフィラーワイヤ24)の送給
モータ制を駆動する制御器(22)とを備えており、駆
動制御器(ハ)は図の位置関係の場合でいうと、△y<
Oすなわちy<yOいい換えればトーチ高さが基準位置
よりも下降しているとき、△yに比例した加速度でモー
タ勃)を増速し、△y=0となったとき、増速かやみ、
その時点でのモータの送給速度Vfを保つ。逆に△y>
O(y>yo)の場合(これは例えばイ灸(1ビードが
あった場合などに起る)は瀘速し、△y=oとなるよう
に制御する。ここでトーチ高さの基準設定器(20によ
る基準値設定には、標準の開先状態でのポテンショメー
タ(1ωの値を記憶する記憶器を設定器として用いるよ
うにしてもよい。
以上、本発明によれば、下向姿勢で行なう突合溶接にお
いて、開先のルートギャップの変化に関係なく母板の板
厚に対応した溶造深さ、ビード高さを一定とすることが
でき、その実用的効果が極めて大ぎい。
【図面の簡単な説明】
第1図はアーク溶接による溶接部断面を示す模式図、第
2図はルート間隙を変えたときのビード幅、溶接断面積
および溶造深さの変化を示すグラフ、第6図はルート間
隙を変えた時の溶造深さ、ビード高さ、ビード幅、ビー
ドの全高、及び電極先端位置を示すグラフ、第4図は開
先ギャップ変化による溶造深さ、ビード高さの変化する
様子を溶接部のルートに沿った縦断面で示す模式図、第
5図は本発明の一実施例に係る制御系のブロック図であ
る。 (10) :母材、(11):)−チチツブ、02:溶
接ワイヤ、(13) :溶接電源、α4):アーク電圧
検出器、(+8):)−チ昇降モータ、(1■:ポテン
ショメータ、c20:設定器、(21) :増幅器、(
22) :ドライバ、C3)=フィラワイヤ送給モータ
、e!41 :フィラワイヤ。 代理人 弁理士  木 村 三 朗

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 消耗電極型もしくは非消粁電極型のアーク溶接によって
    、電極とは別個に消耗全開をアーク柱もしくは溶融池に
    連続的に供給し、I型もしくはV型の開先を下向姿勢で
    溶接するに際し、アーク電圧を検出し、この検出値が所
    定の基準アーク電圧と一致するように電極高さ方向移動
    装置により上記電極と上記別個の消耗電極の供給装置を
    一体的に瞬時的に移動修正し、上記電極の高さ方向の位
    散を検出し、この検出された値が、予じめ定めた所定の
    基準値となる方向に上記別個の消耗電極の供給速度を増
    減させることを特徴とする自動アーク溶接方法。
JP518983A 1983-01-18 1983-01-18 ア−ク溶接法 Granted JPS59130682A (ja)

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JPS6246273B2 JPS6246273B2 (ja) 1987-10-01

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61286065A (ja) * 1985-06-11 1986-12-16 Toshiba Corp テイ−チングプレイバツク型配管溶接装置
JPS63104782A (ja) * 1986-10-20 1988-05-10 Nkk Corp ア−ク溶接の溶込制御方法
JP2016147268A (ja) * 2015-02-10 2016-08-18 株式会社ダイヘン 2ワイヤ溶接制御方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5419443A (en) * 1977-07-13 1979-02-14 Hitachi Ltd Bead welding method

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