JPS59130689A - 自動上昇立向エレクトロガスア−ク溶接法および装置 - Google Patents

自動上昇立向エレクトロガスア−ク溶接法および装置

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JPS59130689A
JPS59130689A JP519583A JP519583A JPS59130689A JP S59130689 A JPS59130689 A JP S59130689A JP 519583 A JP519583 A JP 519583A JP 519583 A JP519583 A JP 519583A JP S59130689 A JPS59130689 A JP S59130689A
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JP
Japan
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welding
torch
sliding copper
speed
wire
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Pending
Application number
JP519583A
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English (en)
Inventor
Hiroichi Nomura
野村 博一
Yuji Sugitani
祐司 杉谷
Katsumi Tono
等農 克己
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59130689A publication Critical patent/JPS59130689A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B23K9/16Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/173Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (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】 本発明は立向エレクトロガスアーク溶接法および装置に
関し、特にその摺動銅当金を溶接トーチと共に自動的に
上昇させるようにした自動上昇立向エレクトロガスアー
ク浴接法に関する。
溶接すべき母材の開先を表裏から水冷銅当金で囲み、形
成された溶融池上部にシールドガス(CO2ガスもしく
はAr  CO2混合ガス)を送給しながら、溶融池上
方の表側開先間隙からワイヤを連続的に送給してワイヤ
先端と溶融池との間にアークを発生させ、その熱でワイ
ヤと母材を溶融しながら行なう立向エレクトロガス浴接
は、複雑な開先加工が不要で大直流の高速溶接が行なえ
、従って厚肉鋼板の溶接に適用して高能率を得ることが
できる。
本発明は摺動銅当金を溶接トーチと共に湯面の上昇に合
わせて断続的に自動上昇させる方法およびその装置を提
供しようとするものである。
すなわち本発明においては、母材の浴接開先を裏側の固
定銅当金と表側の摺動銅当金で囲んで溶融池を支えなが
ら溶融池の上方から溶接トーチにより電極ワ、イヤを送
給しつつ下から上へ立向エレクトロガスアークm +&
を行なうに際し、ワイヤ送給速度を一定にし、前記摺動
銅当金を予じめ定められた速度設定値に従って制御され
るモータにより溶接トーチと共に上昇させるようにし、
溶接電流もしくはアーク電圧が予じめ定められた基準設
定値の範囲内に保たれるように前記摺動銅邑金上昇用モ
ータを増速および停止制御させるものであり、ひとつの
実施態様としては、溶接電流が予じめ定められた基準設
定値の範囲を超えて増加したときには該設定1直の範囲
に復するまでの間、前記摺動銅当金上昇用モータを増速
し、浴接電流が前記基準設定値の範囲内もし7くはそれ
を越えて減少したときには前記摺動銅当金上昇用モータ
を停止させるものである。また本発明においては溶接ト
ーチ介モータで駆動することによp一定振幅で6振り運
動させて板厚方向の自動ウィービングを組合せることが
できるので高品質の溶接を能率よく自動的に行なわせる
ことができ、さらに湯面上昇に伴なって溶接トーチと摺
動銅当金を断続的に自動上昇させて滑らかなビード形成
を果すことができるものである。
本発明を図面と共に詳述すれは、第1図(、) (b)
は本発明″に」・・ける制御の基本的な理念を示ず浴接
部の模式断面図で、(a)図は基準状態、(b)図線湯
面が上昇した状態を示している。第1図において(1)
は母材、(2)は溶接金属、(3)は溶融池、(4)は
裏側固定@当金、(5)は表側摺動銅当金、(6)はト
ーチ、(7)はワイヤである。トーチ(6)と摺動銅当
金(5)とは一体向に図示しないラック付きレールを走
行する溶接合車によシモータで上昇するようになされて
おシ、またトーチ(6)は図中矢印(8)で示すように
母材板厚方向のウィービングのために首振り可能になっ
ている。
第1図(a)において、溶接電流は基準値I。と等しく
、その時のワイヤ(7)の突出し長Exoとする。
この場合には、溶接合車の上昇はせず停止状態にする。
従って、溶接が進行して行くにつれ、(b)図の状態の
ように溶融金属(3)の表面が上昇するからワイヤ(7
)の突出し長は短縮しExlとなる。一定のワイヤ送給
速度の条件で突出【−長が短縮すると溶接電流は増加し
、アーク電圧は減少する特性があるので、この場合溶接
電流を検出する場合を例にとって説明すると、電流■、
は■。よシ大きくなる。
ここで基準値工。に対し、電流の許容範囲(不感帯)△
工を設定しておき、■1−I0〉△Iとなった時、当金
(5)とトーチ〈6ンを一体的にVの速度で上昇させる
。従って湯面とトーチの距離が増加し、ワイヤ突出し長
が長くなシ、I、−Io(△工となった時に台車を停止
させる。このようにして、第1図の(、) 、 (b)
の状態をくシ返し制御させるのが本発明法の基本理念で
ある。
なお、摺動銅当金(5)とトーチ(6)の上昇速度Vが
溶接による溶A+!+!池面の上昇速度すなわち溶接速
度より小さいと図の(b)の状態から(、)の状態に復
元できないので上昇速度■は溶接速度よりも犬なる値(
通常は2倍ぐらいが好ましい)に設定しておく8敦があ
る。
壕だ、を滝の不感帯△Iを設けたのは、トーチ(6)を
第1図(a)に示すように揺動することによシ突出し長
が変動するので、それによる電流の微少変化分によって
、当金(5)及びトーチ(6)が移動しないようにする
ためで、自動上昇の安定化を目的としており、本発明に
おける重要な要素のひとつとなっている。
本発明の一実施例に係る制御系の構成を電流検出の場合
を例にとって第2図に示す。
第2図において検出器αυで検出された溶接電流工はノ
イズ除去用のローパスフィルタθ■を介して差動増幅器
αeの一方の入力に入力され、この差動増幅器α]の他
方の入力に与えられている設定器←◆からの基準溶接電
流値I。と比較きれる。差動増幅器σ葎の偏差出力(I
−I。)は整流器α0によってその正極性成分のみ有効
とされ、零および負極性成分は全て零レベル出力となる
ようにされている。
整流器α9を経た偏差出力は比較器αQの一方の入力に
入力され、この比較器qQによってその他方の入力に与
えられている不感帯設定器a′I)からの不感帯幅設定
信号△Iと比較され、偏差信号(I−I。)(〉0)が
信号△工を超えているときに比較器αQが出力を生じ、
標準速度設定器(旧によって設定速度Vでトーチ・摺動
銅轟金上昇用モータ(1つを回転すべくドライバ(7)
を制御する。勿論比較器(IQの出力(IIO)が零以
下の時にはドライバ(1)によシモータ斡を停止させる
ものである。同不感帯設定器αηは前記したようにトー
チのウィービングオシレートによるワイヤ突出長、つま
り溶接′電流の変化分に対して制御系を応答させないよ
うにするだめのものである。
第6図は本発明に組合せて好適な自動ウィービング機構
を示している。この機構ではトーチ(6)はホルダCυ
に蝶ネジ優によって初期角度を調整可能に装着され、ホ
ルダ(ハ)は図示しない摺動銅当金(5:第1図)と固
定位置関係にある支持台(ハ)から張り出、して取付け
られたアー′J−(ハ)に母材の板厚方向の首振りが−
できるように枢支されている。(ハ)は支持合一に支持
されたウィービングモータであり、図示しない制御電源
によって定速駆動されるものである。モータ(至)の回
転軸出ガは減速ギヤ(ハ)を介して偏心ディスク(ハ)
を回転させ、偏心ディスク(ロ)はその回転軸心から予
じめ定められた偏心位置にビン(ホ)を有する。ビン(
至)はユニノ(−サルジヨイント(ハ)を介してリンク
翰と連接され、リンク(ト)の・曲端ハ別のユニバーサ
ルジヨイントc11)を介してホルダe1)の上端部と
連接されている。
このようにしてモータ(ハ)の定速回転によシディスク
Q乃のビン(至)の偏心景で定まる振幅での定速単振動
がホルダ娑9に伝えられ、これによシトーチ(6)が板
厚方向のウィービングを行なう。
例えば板厚15〜22日の母材に対して開先ルートギャ
ップ3〜7tan、開先角20°、溶接電流250〜3
00 A%電圧28〜3<SV、ワイヤ径1.2霞ダ、
シールドガス流量(co、)20〜6013 / mk
 n  にてウィービングは振幅5t!m1振動数0.
5〜10Hz程度が好適であシ、笠だもう少し厚肉の例
では、溶接電流600〜350AX電圧36〜40V、
ワイヤ径1.2または1.6瓢ダ、にてウィービングオ
シレートは振幅8〜12mm、振動数0.5〜20 H
z程度が好適である。これらの振幅の切換は第6図のデ
ィスク(財)を交換すればよく、振動数はモータ(ハ)
の回転数を変えれはよいことは勿論である。
以上のように、本発明によれば立向エレクトロガス温液
において溶接電流もしくはアーク電圧の変化に基づいて
トーチと摺動銅当金の連続的な上昇を制御するので常に
溶接部の湯面上昇に追従した銅当金の十昇が湯面監視の
必要がしに自動的にできると共に同時ワイヤの揺動が可
能と々るので常に安定した良、好なビードが形成される
iと、数多くの効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(+1)(b)は本発明にかける臼制御の基本理
念を示す溶接部の模式断面図、第2図は本発明の一実施
例に係る制御系のブロック図、第3図はウィービング機
構の一倒を示す機構図である。 (1):母材、(憤:溶Q金属、(3):溶融油、(4
):裏イ011固定銅当金、(5):表側固定@小金、
(6) : )−チ、(7):ワイ岬−1眞:溶接電流
検出器、(6):ローバスフィルタ、a3:差動増幅器
、aる:溶接電流、設定器、α9=整流器、(14:比
較器、α乃:不感帯設定器、(至):速度設定器、(t
ツ:トーチ・摺動銅当金上昇用モータ、■:ドライバ、
イ):ホルダ、す:支持台、0代:アーム、(ハ);ウ
ィービングモータ、eo:誠iギヤ、@:偏心ディスク
、(ハ):ビン、(ハ)01):ユニバーサルジョイン
ト、(ト):リンク。 代理人弁理士  木 村 三 朗 @ 1 図 第 2 図 第 3 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)母材の溶接開先の裏側の固定銅当金と表側の摺動
    銅当金で囲んで溶融池を支えながら溶融池の上方から溶
    接トーチによ)電極ワイヤを送給しつつ下から上へ立向
    エレクトロガスアーク溶接を行なうに際し、ワイヤ送給
    速度を一定にし、前記摺動銅当金を予じめ定められた速
    度設定値に従って制御されるモータにより溶接トーチと
    共に上昇させるようにし、浴接電流もしくはアーク電圧
    を検出してこの検出値が予じめ定められた基準設定値の
    IIIα囲内に保たれるように前記摺動銅当金上昇用上
    −夕の回転および停止を断続的に制御することを特徴と
    する自動上昇立向エレクトロガスアーク溶接法。 (2)#接′Ia流がrjfl記基準設定値の範囲を超
    えて増加したときには該設定値の範囲に〜するまでの間
    、前記摺動銅当金が溶接速度より高速で上昇するように
    前記上昇用モータを回転させ、溶接電流が前記基準設定
    値以下の範囲内もしくはそれを越えて減少したときには
    前記摺動銅当金上昇用モータを停止させることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項に記載の自動上昇立向エレク
    トロガスアーク溶接法。 (3ンアーク電圧が前記基準設定値の範囲内を越えて減
    少したときには、該設定値の範囲内に復する壕での間、
    前記摺動銅当金が浴接速度よシ筒速で上昇するように前
    記上昇用モータを回転させ、アーク電圧が^1」配設定
    値の範囲内もしくはそれを越えて増加したときには、前
    記摺動銅当金上昇用モータを停止させることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載の自動上昇立向エレクト
    ロカスアーク溶接法。 (4)浴接トーチを一定振幅でウイーヒング式せながら
    行なう特許請求の範囲第1項に記載の自動上昇立向エレ
    クトロガスアーク溶接法。 (5)母材の浴接開先を裏側の固定銅当金と表側の摺動
    銅当金で囲んで溶融池を支えながら溶融池の上方から溶
    接トーチによりllf極ワイヤを定速送給しつつ下から
    上へ立向エレクトロガスアーク溶接を行なうものにおい
    て、前記摺動銅当金と溶接トーチをともに予じめ定めら
    れた速度設定値に基づいて上昇させる駆動手段と、溶接
    電流又はアーク電圧を検出する検出手段と、この検出手
    段の検出出力と予じめ定められた基準設定値との偏差を
    出力する差動増幅手段と、前記偏差が予じめ定められた
    不感帯幅以内えて大きくなったときに前記駆動手段に上
    昇動作を行なわせ逆に前記偏差が前記不感帯幅以内にあ
    るか或いはそれを越えて減少したときは前記駆動手段を
    停止させる制御手段とを備えてなることを特徴とする自
    動上昇立向エレクトロカスアーク溶接装置。
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