JPS5915743B2 - Arc welding method - Google Patents

Arc welding method

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Publication number
JPS5915743B2
JPS5915743B2 JP16672080A JP16672080A JPS5915743B2 JP S5915743 B2 JPS5915743 B2 JP S5915743B2 JP 16672080 A JP16672080 A JP 16672080A JP 16672080 A JP16672080 A JP 16672080A JP S5915743 B2 JPS5915743 B2 JP S5915743B2
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JP
Japan
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torch
voltage value
groove
welding
arc
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JP16672080A
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Japanese (ja)
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JPS5791878A (en
Inventor
博一 野村
祐司 杉谷
康郎 鈴木
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JFE Engineering Corp
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Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5915743B2 publication Critical patent/JPS5915743B2/en
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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
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/0216Seam profiling, e.g. weaving, multilayer

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

Description

【発明の詳細な説明】 0 この発明は、溶接継手部の溶接線方向に沿つて進行
する自動溶接において、開先位置検出器を用いずに、ア
ーク自身でトーチの移動を適確に溶接継手に倣わせ、か
つ、その倣い動作に合わせて溶接条件を制御するように
したアーク溶接方法に関5 するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is a method for accurately controlling the movement of a torch by the arc itself without using a groove position detector in automatic welding that progresses along the weld line direction of a weld joint. The present invention relates to an arc welding method in which welding conditions are controlled in accordance with the following motion.

自動溶接の無人化を図るためには、溶接中に時時刻々と
変化する開洗線の二次元的なずれに対して、トーチ位置
を自動的に検知し制御するため、検知センサおよび前記
検知センサによるトーチ位・O 置調整機構が必要とさ
れる。
In order to achieve unmanned automatic welding, a detection sensor and the detection A sensor-based torch position/O position adjustment mechanism is required.

従来、この種の検知センサとしては、接触型の差動変圧
器方式、ポテンショメータ方式、またはリミットスイッ
チ方式など、あるいは、非接触型の電磁式または光学式
位置検出方式のものなど、フ5 種々のセンサが使用さ
れている。
Conventionally, this type of detection sensor has various types, such as contact type differential transformer type, potentiometer type, or limit switch type, or non-contact type electromagnetic type or optical position detection type. sensor is used.

しかしながら、いずれにせよトーチの他にセンサという
固有の機器をトーチ近傍に設けるものであるから、検知
位置と制御対象位置との間に、寸法的な制限で一定の間
隔が必要であり、従つてセンサの出力に対し、ノO 上
記間隔寸法に応じた時間差を与えてトーチ位置を制御す
る、極めて複雑で、そのわりには精度に限界のある制御
方式しか実用化されていなかつた。そこで本発明者は、
先に上述の従来技術における問題点を改善した技術を開
発し、特願昭52一(583506として出願した。こ
の先願発明は、ワイヤ送給速度を一定とした消耗電極ア
ーク溶接および非消耗電極アーク溶接一、りにおいて、
トーチと母材間のアーク特性を、ワイヤ突出長またはア
ーク長の変化に対して補償するトーチの軸線方向の移動
機構を設け、トーチ移動量を常時監視して、トーチの軸
線方向の変位もしくは位置を倣い制御に用いるものであ
る。
However, in any case, in addition to the torch, a unique device called a sensor is installed near the torch, so a certain distance is required between the detection position and the control target position due to dimensional restrictions. Only an extremely complicated control method with limited accuracy has been put into practical use, in which the torch position is controlled by giving a time difference corresponding to the above-mentioned interval size to the output of the sensor. Therefore, the inventor
We previously developed a technology that improved the problems in the prior art described above and filed a patent application as Japanese Patent Application No. 583506. In the welding process,
A mechanism for moving the torch in the axial direction is provided to compensate the arc characteristics between the torch and the base metal for changes in wire protrusion length or arc length, and the amount of torch movement is constantly monitored to determine the axial displacement or position of the torch. is used for copying control.

この方法によれば、別体として倣いセンサを必要とする
ことなしに、安定した溶接が可能となる。すなわち、こ
の先願発明のアーク溶接方法においては、溶接電源とし
て直流定電流電源を用い、設定されたアーク電圧を保持
するように、上記移動機構によつて、トーチをその軸線
方向に移動制御するものである。そして、上記トーチを
、母材の開先線に沿つて溶接進行方向に所定の速度で移
動させながら、該進行方向の巾方向に所定の速度で往復
動させるトーチ駆動動作に合わせ、上記往復動の方向変
換点を、上記トーチ軸線方向の変位もしくは位置が所定
値になる点とすることにより、開先面の傾斜によつてア
ークが常に開先巾内を往復して倣い動作が行なわれ、か
つ溶接継手部のルートから止端までの高さを常に一定に
保持したアーク溶接力保される。またこの場合、溶接進
行方向に対して開先線が平行でなくなつたり、詣先幅が
変化する場合等においては、上記往復動の半周期毎に、
溶着断面積が変るが、この先願発明においては、各半周
期毎の上記トーチの軸線方向の移動量の変化を時間積分
することにより、上記開先断面積に対応した信号を各周
期毎に得ることができる。また別に各周期毎の上記間隔
距離変化を微分することにより、止端間距離に対応した
信号を各周期毎に得ることができる。更に、これら各周
期毎の信号によつて、溶接電流、トーチ移動速度、フイ
ラーワイヤ送給速度等、種々の溶接条件の設定値を、別
に求めておいたアルゴリズムを用いて、各々補正制御す
ることができ、これによつて常に所定の溶着および片面
溶接の場合の適正な裏ビード形成がなされる。しかしな
がら、この先願発明を実施しているうちに、次の点に問
題のあることがわかつた。
According to this method, stable welding is possible without requiring a separate scanning sensor. That is, in the arc welding method of this prior invention, a direct current constant current power source is used as a welding power source, and the movement of the torch is controlled in the axial direction by the above-mentioned moving mechanism so as to maintain a set arc voltage. It is. Then, while moving the torch at a predetermined speed in the welding progress direction along the groove line of the base metal, the reciprocating motion By setting the direction change point to the point where the displacement or position in the direction of the torch axis becomes a predetermined value, the arc always reciprocates within the groove width due to the slope of the groove surface, performing a tracing operation, In addition, the arc welding force is maintained so that the height from the root to the toe of the welded joint is always kept constant. In addition, in this case, if the groove line is no longer parallel to the welding direction, or the width of the tip changes, etc., every half cycle of the reciprocating motion
Although the welding cross-sectional area changes, in this prior invention, a signal corresponding to the groove cross-sectional area is obtained for each cycle by time-integrating the change in the amount of movement of the torch in the axial direction for each half cycle. be able to. Separately, by differentiating the above-mentioned interval distance change for each cycle, a signal corresponding to the toe-to-toe distance can be obtained for each cycle. Furthermore, by using these signals for each cycle, the set values of various welding conditions such as welding current, torch movement speed, filler wire feeding speed, etc. are corrected and controlled using separately determined algorithms. This ensures that the desired welding and proper back bead formation in the case of single-sided welding are always achieved. However, while implementing this prior invention, the following problems were found.

即ち、溶接中における母材の変形あるいは、溶接合車レ
ールの曲り、母材とトーチの初期位置設定の不具合等に
より、トーチ移動方向と開先との、トーチ軸線方向の相
対的距離に変化が生じ、開先部におけるトーチ揺動方向
の反転動作が、母材表面から開先の所望の深さで行なわ
れず、ビード高さが一定しないといつた事態が発生した
。この発明は、上述した先願発明の問題点を解決し、ト
ーチ移動方向と開先との、トーチ軸線方向における相対
的距離に変化が生じても、トーチが所望の開先端で適確
に揺動反転し得るようにしたアーク溶接方法を提供する
もので、アーク特性を一定に保持するように、トーチを
母材に対して接近、離反させて、アーク長を一定に保持
しながら、前記トーチを開゛先幅方向に揺動させつつ進
行し、溶接を行なうアーク溶接方法において、前記トー
チの揺動方向における母板表面位置を示す値を基準値と
して、トーチの軸線方向の位置もしくは変位が、前記基
準値に対して所定の値となつた時、トーチの揺動方向を
変換することに特徴を有するものである。
In other words, the relative distance between the direction of torch movement and the groove in the direction of the torch axis may change due to deformation of the base material during welding, bending of the welding wheel rail, or malfunction in the initial position setting of the base material and torch. As a result, the reversal operation of the torch swing direction at the groove portion was not performed at the desired depth of the groove from the base material surface, resulting in a situation where the bead height was not constant. This invention solves the problems of the prior invention described above, and even if the relative distance between the torch moving direction and the bevel in the torch axial direction changes, the torch can be oscillated appropriately at the desired bevel. The present invention provides an arc welding method that enables dynamic reversal, in which the torch is moved toward and away from the base material so as to maintain the arc characteristics constant, and while the arc length is maintained constant. In an arc welding method in which welding is performed while the torch progresses while swinging in the width direction, the position or displacement of the torch in the axial direction is determined using a value indicating the surface position of the base plate in the swing direction of the torch as a reference value. The present invention is characterized in that the direction of swing of the torch is changed when the value reaches a predetermined value with respect to the reference value.

次に、この発明のアーク溶接方法を図面を参照しながら
説明する。
Next, the arc welding method of the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図において、1および1″は被溶接物、6は被溶接
物1および1′の間に形成された、上部に向けて広がる
対向する傾斜面4および4′と底面5とからなる開先部
である。2は開先部6に実質的に垂直に向けて挿入され
た溶接電極、3は溶接電極2を通す溶接トーチであつて
、前記溶接電極2は、溶接ワイヤが一定速度で送給され
る消耗溶接電極でも、または非消耗溶接電極でも良い。
In FIG. 1, 1 and 1'' are objects to be welded, and 6 is an opening formed between objects 1 and 1' to be welded, consisting of opposing inclined surfaces 4 and 4' that widen toward the top and a bottom surface 5. 2 is a welding electrode inserted substantially perpendicularly into the groove 6; 3 is a welding torch through which the welding electrode 2 is passed; It may be a delivered consumable welding electrode or a non-consumable welding electrode.

溶接電極2に溶接電流を供給して、溶接電極2の先端と
開先部6との間にアークを発生させて、このアーク熱に
より被溶接物1および1′を互いに溶接する。開先部6
の溶接部分は、トーチ3の先端または別に設けられたノ
ズル(図示せず)から噴出するシールドガスによつて大
気から遮蔽される。トーチ3は、第1図において2点鎖
線で示されるように、開先部6の巾方向に、一方の傾斜
面4のA点から、傾斜面4にそつて底面5のB点に降下
し、次いでB点から底面5にそつてC点に移動し、次い
でC点から他方の傾斜面4′にそつて上昇しD点に至る
A welding current is supplied to the welding electrode 2 to generate an arc between the tip of the welding electrode 2 and the groove portion 6, and the objects to be welded 1 and 1' are welded together by the arc heat. Bevel part 6
The welded portion is shielded from the atmosphere by a shielding gas ejected from the tip of the torch 3 or a separately provided nozzle (not shown). The torch 3 descends along the slope 4 from point A on one inclined surface 4 to point B on the bottom surface 5 in the width direction of the groove 6, as shown by the two-dot chain line in FIG. Then, it moves from point B along the bottom surface 5 to point C, and then rises from point C along the other inclined surface 4' to reach point D.

このようにトーチ3が溶接部の開先面に倣つて移動する
間、溶接電極2の先端と開先部6との間に発生するアー
クのアーク電圧またはアーク電流が常に一定値に維持さ
れるように、トーチ3を垂直方向に上下移動し、かくし
て、溶接電極2の先端と開先部6との間の距離を所定距
離に維持する。開先部6を垂直方向に上下移動するトー
チ3の垂直方向の位置を、開先部6の巾方向における1
つの移動ごとに電圧値として連続的に検出する。そして
、前記検出された電圧値が、開先部6の上部から所定距
離Hの位置に溶接電極2が上昇したときに生ずる電圧値
、すなわち第1図のAおよびDにおける溶接電極2の先
端の位置を示す電圧値と一致したときに、トーチ3の開
先部6の巾方向における移動方向を反転する。第2図゛
は、この発明の一実施態様を示すプロツク図で、溶接電
極2の先端″と開先部6との間に発生するアークのアー
ク電圧が、常に一定値に維持されるようにトーチ3を垂
直方向に上下移動させる場合の例について示してある。
第2図において、被溶接物1および1′の間に形成され
た開先部6内に、実質的に垂直に向けて挿入された溶接
電極2を通すトーチ3は、一方の被溶接物1′上に、開
先部6の長手方向と平行に敷設されたレール(図示せず
)上を走行する台車(図示せず゛)によつて、開先部6
の長手方向に移動する。7はトーチ3を垂直方向に上下
移動させるための垂直ネジ棒、7′は垂直ネジ棒7の取
付部材、8は取付部材7/の上端部に設置された、垂直
ネジ棒7を回転し、トーチ3を垂直方向に上下移動させ
るための昇降用モータで、トーチ3を支持する支持部材
3″は、垂直ネジ棒7に螺合している。
In this way, while the torch 3 moves along the groove surface of the welding part, the arc voltage or arc current of the arc generated between the tip of the welding electrode 2 and the groove part 6 is always maintained at a constant value. The torch 3 is moved up and down in the vertical direction, thus maintaining the distance between the tip of the welding electrode 2 and the groove 6 at a predetermined distance. The vertical position of the torch 3 that moves up and down the groove 6 is set at 1 in the width direction of the groove 6.
The voltage value is continuously detected for each movement. The detected voltage value is the voltage value that occurs when the welding electrode 2 rises to a position a predetermined distance H from the top of the groove 6, that is, the voltage value at the tip of the welding electrode 2 at A and D in FIG. When the voltage value indicative of the position matches, the moving direction of the torch 3 in the width direction of the groove portion 6 is reversed. FIG. 2 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, in which the arc voltage of the arc generated between the tip of the welding electrode 2 and the groove 6 is always maintained at a constant value. An example in which the torch 3 is moved up and down in the vertical direction is shown.
In FIG. 2, a torch 3, which passes a welding electrode 2 inserted substantially vertically into a groove 6 formed between the workpieces 1 and 1', is connected to one of the workpieces 1 and 1'. The groove part 6 is moved by a cart (not shown) running on a rail (not shown) laid above the groove part 6 in parallel with the longitudinal direction of the groove part 6.
move in the longitudinal direction. 7 is a vertical screw rod for vertically moving the torch 3; 7' is a mounting member for the vertical screw rod 7; 8 is a vertical screw rod 7 installed at the upper end of the mounting member 7/; A support member 3'', which is a lifting motor for vertically moving the torch 3 and supports the torch 3, is screwed into a vertical threaded rod 7.

14はトーチ3を水平方向に移動させるための水平ネジ
棒、14′は水平ネジ棒14の取付部材であり、取付部
材14′は前記台車に固定されている。
14 is a horizontal threaded rod for horizontally moving the torch 3, 14' is a mounting member for the horizontal threaded rod 14, and the mounting member 14' is fixed to the truck.

15は取付部材14′の一端耶に設置された、水平ネジ
棒14を回転し、トーチ3を水平方向に移動させるため
の水平移動用モータで、垂直ネジ棒7が取付けられてい
る取付部材7″は、水平ネジ棒14に螺合している。
Reference numeral 15 denotes a horizontal movement motor installed at one end of the mounting member 14' for rotating the horizontal screw rod 14 and moving the torch 3 in the horizontal direction, and the mounting member 7 to which the vertical screw rod 7 is attached. '' is screwed into the horizontal threaded rod 14.

従つて、トーチ3は、昇降用モータ8および水平移動用
モータ15の駆動により、開先部6を垂直方向と巾方向
とに移動する。10はトーチ3と被溶接物1との間に接
続されたアーク電圧検出器、11はアーク電圧基準設定
器、12はアーク電圧検出器10により検出されたアー
ク電圧値の、アーク電圧基準設定器11により予め設定
されたアーク電圧値からの偏差を演算し、この偏差を一
定の大きさに増巾した偏差信号を後述する昇降用モータ
制御器に出力するための差動増巾器、13は差動増巾器
12からの偏差信号に基づいて、昇降用モータ8の駆動
と、その駆動方向の反転を制御するための昇降用モータ
制御器である。
Therefore, the torch 3 is driven by the lifting motor 8 and the horizontal movement motor 15 to move the groove portion 6 in the vertical direction and the width direction. 10 is an arc voltage detector connected between the torch 3 and the workpiece 1, 11 is an arc voltage standard setter, and 12 is an arc voltage standard setter for the arc voltage value detected by the arc voltage detector 10. A differential amplifier 13 calculates the deviation from the arc voltage value set in advance by 11 and amplifies this deviation to a certain magnitude and outputs a deviation signal to a lifting motor controller to be described later. This is a lifting motor controller for controlling the driving of the lifting motor 8 and the reversal of the driving direction based on the deviation signal from the differential amplifier 12.

アーク電圧検出器10により検出されたアーク電圧値は
、アーク電圧基準設定器11により予め設定されたアー
ク電圧と、差動増巾器12によつて比較される。差動増
巾器12は、検出されたアーク電圧値の、予め設定され
たアーク電圧値からの偏差を演算し、この偏差信号を昇
降用モータ制御器13に出力する。前記制御器13は、
前記偏差信号が零となるまで昇降用モータ8を駆一動さ
せる。かくして、開先部6を巾方向に移動するトーチ3
は、溶接電極2の先端と開先部6との間の距離が常に所
定距離を維持するように移動する。9は開先部6を垂直
方向に上下移動するトーチ3の垂直方向の位置の信号を
、電圧値として連続的に出力する電位差計、16は水平
移動用モータ15を駆動させるとともにその回転方向を
、後述するコンパレータから送られてくるパルスによつ
て反転させるための水平移動用モータ制御器、17は水
平移動用モータ15の回転速度を設定するための速度設
定器である。
The arc voltage value detected by the arc voltage detector 10 is compared with the arc voltage preset by the arc voltage reference setter 11 by the differential amplifier 12. The differential amplifier 12 calculates the deviation of the detected arc voltage value from a preset arc voltage value, and outputs this deviation signal to the lifting motor controller 13. The controller 13 is
The lifting motor 8 is driven until the deviation signal becomes zero. In this way, the torch 3 moves the groove portion 6 in the width direction.
moves so that the distance between the tip of the welding electrode 2 and the groove 6 always maintains a predetermined distance. Reference numeral 9 indicates a potentiometer that continuously outputs, as a voltage value, a signal representing the vertical position of the torch 3 that moves up and down the groove portion 6; , a horizontal movement motor controller for reversing the rotation by a pulse sent from a comparator which will be described later, and 17 a speed setting device for setting the rotational speed of the horizontal movement motor 15.

18は、被溶接物1′の表面に常に当接するように、ス
プリング等を介して上下動自在に台車に取けられた倣い
ローラ、19は、倣いローラ18を支持している支持棒
、20は倣いローラ18の上下方向の移動距離の信号を
連続的に電圧値として出力するための電位差計である。
Reference numeral 18 denotes a copying roller mounted on a truck so as to be able to move up and down via a spring or the like so as to constantly contact the surface of the workpiece 1'; 19 a support rod supporting the copying roller 18; 20; is a potentiometer for continuously outputting a signal indicating the vertical movement distance of the copying roller 18 as a voltage value.

電位差計20から出力される電圧値は、台車と被溶接物
1″との間の距離が、予め設定した距離である場合、す
なわち、レールまたは被溶接物1/に上下方向の曲りが
ない場合には、零であり、前記距離が長くなるに従つて
高くなり、前記距離が短かくなるに従つて低くなる。す
なわち、電位差計20は、台車と被溶接物1′との間の
距離の、予め設定した距離からの偏差の信号を、電圧値
として連続的に出力する。電位差計20から出力される
電圧値は、台車と被溶接物1′との間の距離の変動に応
じてトーチ3が垂直方向に上下移動した場合に、電位差
計9から出力される電圧値と等しい。21はトーチ3の
開先部6の巾方向における移動方向を反転するための、
開先部6の上部からの予め設定した深さに相当する電圧
値の信号を、後述する差動増巾器に出力するための設定
器である。
The voltage value output from the potentiometer 20 is determined when the distance between the cart and the welded object 1'' is a preset distance, that is, when there is no vertical bend in the rail or the welded object 1/. is zero, increases as the distance increases, and decreases as the distance decreases.In other words, the potentiometer 20 measures the distance between the truck and the workpiece 1'. , continuously outputs a signal of the deviation from a preset distance as a voltage value.The voltage value output from the potentiometer 20 changes depending on the change in the distance between the cart and the workpiece 1'. 3 is equal to the voltage value output from the potentiometer 9 when the torch 3 moves up and down in the vertical direction.21 is for reversing the direction of movement of the torch 3 in the width direction of the groove 6;
This is a setting device for outputting a signal of a voltage value corresponding to a preset depth from the upper part of the groove portion 6 to a differential amplifier to be described later.

前記設定電圧値は、開先耶6を多層盛溶接する場合、各
溶接パス毎にトーチ3の反転深さが異なるので、1パス
毎に異なる。22は電位差計20によつて検出された、
台車と被溶接物1′との間の距離の、予め設定した距離
からの偏差に対応する電圧値と、設定器21からの前記
電圧値との和を演算し、この和の値を一定の大きさに増
巾する差動増巾器、23は電位差計9から連続的に出力
される電圧値が、前記差動増巾器22で演算された電圧
値と一致したときに、トーチ3の開先部6の巾方向にお
ける移動方向を反転させる反転信号を、水平移動用モー
タ制御器16に出力するコンパレータ、そして、24は
被溶接物1′とトーチ3との間に接続された、溶接用の
直流定電流電源である。
When performing multilayer welding on the groove 6, the reversal depth of the torch 3 differs for each welding pass, so the set voltage value differs for each pass. 22 was detected by potentiometer 20,
The sum of the voltage value corresponding to the deviation of the distance between the trolley and the workpiece 1' from a preset distance and the voltage value from the setting device 21 is calculated, and the value of this sum is set to a certain value. A differential amplifier 23 that amplifies the torch 3 when the voltage value continuously output from the potentiometer 9 matches the voltage value calculated by the differential amplifier 22. A comparator 24 outputs a reversal signal for reversing the direction of movement in the width direction of the groove 6 to the horizontal movement motor controller 16; This is a DC constant current power supply for use.

トーチ3の開先部6の巾方向における1つの移動ごとに
、トーチ3の垂直方向における位置は、電位差計9によ
つて電圧値(EY)として連続的に検出される。この検
出された電圧値(EY)は、コンパレータ23に送られ
る。電位差計9は、トーチ3が開先?6を、その底面5
に向けて降下するに従つて高くなる電圧値が発生するよ
うに構成されている。これによつて、電位差計9からは
、トーチ3が開先部6における一方の傾斜面4にそつて
底面5に向けて降下するに従つて高くなり、底面5から
他方の傾斜面47にそつて上昇するに従つて低くなる電
圧値が、コンパレータ23に連続的に送られる。一方、
電位差計20からは、台車と被溶接物1″との間の距離
の予め設定した距離からの偏差に対応する電圧値(Ev
)の信号が差動増巾器22に連続的に出力される。
For each movement of the torch 3 in the width direction of the groove 6, the position of the torch 3 in the vertical direction is continuously detected by the potentiometer 9 as a voltage value (EY). This detected voltage value (EY) is sent to the comparator 23. Is the torch 3 the bevel for the potentiometer 9? 6, its bottom 5
The structure is such that a voltage value that increases as the voltage decreases toward the point is generated. As a result, the potentiometer 9 indicates that the torch 3 increases in height as it descends along one slope 4 of the groove 6 toward the bottom 5, and as it descends from the bottom 5 to the other slope 47. A voltage value that decreases as it increases is continuously sent to the comparator 23. on the other hand,
From the potentiometer 20, a voltage value (Ev
) is continuously output to the differential amplifier 22.

差動増巾器22は、設定器21によつて予め設定されて
いる電圧値(EH)と、前記台車と被溶接物12との間
の距離の、予め設定した距離からの偏差に対応する電圧
値(Ev)との和を演算し、この演算された電圧値(E
H+Ev)の和をトーチ3の反転位置を示す電圧値の信
号としてコンパレータ23に出力する。コンパレータ2
3は、前記トーチ3の1つの移動ごとに電位差計9によ
つて、連続的に検出されたトーチ3の垂直方向における
位置を示す電圧値(Ev)を、前記トーチ3の反転位置
を示す電圧値(EH+Ev)と比較して、前記電圧値(
EY)が、前記電圧値(EH+Ev)と一致したときに
、トーチ3の移動方向の反転信号を、水平移動用モーー
タ制御器16に出力する。
The differential amplifier 22 corresponds to the voltage value (EH) preset by the setting device 21 and the deviation of the distance between the truck and the workpiece 12 from the preset distance. The sum with the voltage value (Ev) is calculated, and this calculated voltage value (Ev) is calculated.
H+Ev) is output to the comparator 23 as a voltage value signal indicating the inverted position of the torch 3. Comparator 2
3 is a voltage value (Ev) indicating the position of the torch 3 in the vertical direction, which is continuously detected by the potentiometer 9 every time the torch 3 moves, and a voltage indicating the inverted position of the torch 3. The voltage value (EH+Ev) is compared with the voltage value (EH+Ev).
When EY) matches the voltage value (EH+Ev), an inversion signal for the moving direction of the torch 3 is output to the horizontal movement motor controller 16.

水平移動用モータ制御器16は、前記移動方向の反転信
号によつて、水平移動用モータ15の回転方向を逆転さ
せる。この結果、水平ネジ棒14の回転方向は逆転し、
これにより、水平ネジ棒14に螺合している取付部材7
′の働きによつて、トーチ3の開先部6の巾方向におけ
る移動方向が反転する。上述した、トーチ3の開先部6
の巾方向および垂直方向における移動、そして、トーチ
3の開先部6の巾方向における移動方向の反転は繰返し
行1なわれ、かくして、トーチ3は、溶接電極2の先端
と開先部6との間の距離を常に所定距離に維持しながら
、溶接電極2の先端−を、開先部6の開先面に倣つて、
開先部6の巾方向に往復移動させ、そして、同時に、溶
接電極2を開先部6の長手方向に移動させ、もつて、被
溶接物1および1″を開先部6の長手方向に溶接する。
The horizontal movement motor controller 16 reverses the rotational direction of the horizontal movement motor 15 in response to the movement direction reversal signal. As a result, the direction of rotation of the horizontal threaded rod 14 is reversed,
As a result, the mounting member 7 screwed onto the horizontal threaded rod 14
By the action of ', the moving direction of the torch 3 in the width direction of the groove portion 6 is reversed. The groove portion 6 of the torch 3 mentioned above
The movement of the torch 3 in the width direction and the vertical direction, and the reversal of the direction of movement of the torch 3 in the width direction of the groove 6 are repeated 1, and thus the torch 3 moves between the tip of the welding electrode 2 and the groove 6. The tip of the welding electrode 2 follows the groove surface of the groove part 6 while always maintaining the distance between
The welding electrode 2 is moved back and forth in the width direction of the groove 6, and at the same time, the welding electrode 2 is moved in the longitudinal direction of the groove 6, so that the workpieces 1 and 1'' are moved in the longitudinal direction of the groove 6. Weld.

以下、上述した方法により、開先部6内に多層盛り溶接
が施され、被溶接物1および1′の溶接は完丁する。次
に、この発明を、被溶接物1′上に開先部6゛と平行に
敷設された溶接機用台車の走行レールの一部が、被溶接
物1′力坪面である(″cもかかわらず、被溶接物1/
に対して上方に湾曲している場合の実施例について、第
1図および第2図を参照しながら説明する。
Thereafter, multilayer welding is performed within the groove portion 6 by the method described above, and welding of the objects 1 and 1' to be welded is completed. Next, according to the present invention, a part of the traveling rail of a welding machine truck, which is laid parallel to the groove 6' on the workpiece 1', is the workpiece 1' force tsubo surface ('c Nevertheless, the object to be welded 1/
An embodiment in which it is curved upward relative to the surface will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

前記レール上を走行する前記台車と被溶接物1″との間
の距離が、予め設定した距離になつている場合には、電
位差計20から差動増巾器22に出力される信号の電圧
値(Ev)は零である。
When the distance between the trolley running on the rail and the workpiece 1″ is a preset distance, the voltage of the signal output from the potentiometer 20 to the differential amplifier 22 The value (Ev) is zero.

従つて、コンパレータ23に、設定器21により予め設
定されている電圧値(EH)が、トーチ3の反転位置を
示す電圧値の信号としてそのまま出力される。そして、
電位差計9から出力されるトーチ3の位置を示す信号の
電圧値(EY)が前記トーチ3の反転位置を示す信号の
電圧値と一致したときにコンパレータ23から反転信号
が水平移動用モータ制御器16に出力され、この結果、
トーチ3の移動方向が反転する。一方、前記台車が被溶
接物1′に対して上方に湾曲しているレール上に至ると
、前記台車と被溶接物1′との間の距離が予め設定した
距離5より長くなる。
Therefore, the voltage value (EH) preset by the setting device 21 is directly output to the comparator 23 as a voltage value signal indicating the inverted position of the torch 3. and,
When the voltage value (EY) of the signal indicating the position of the torch 3 outputted from the potentiometer 9 matches the voltage value of the signal indicating the inverted position of the torch 3, an inverted signal is sent from the comparator 23 to the horizontal movement motor controller. 16, and as a result,
The direction of movement of the torch 3 is reversed. On the other hand, when the truck reaches a rail curved upward relative to the object 1' to be welded, the distance between the truck and the object 1' to be welded becomes longer than the preset distance 5.

この結果、電位差計20からは前記台車と被溶接物1′
との間の距離の、前記距離(ト)からの偏差(ΔL)に
対応する、前記電圧値(Ev)、すなわち0Vより高い
電圧値(Ev″)の信号が差動増巾器22に出力される
。差動増巾器22では、前記電圧値(Ev″)と、設定
器21により予め設定されている電圧値(EH)との和
が演算され、この演算された電圧値の和(EH+EV●
がトーチ3の反転位置を示す電圧値の信号としてコンパ
レータ23に出力される。そして、電位差計9から出力
される、トーチ3の垂直方向の位置を示す電圧値(EY
″)が前記電圧値の和(EH+EV″)と一致したとき
に、コンパレータ23から反転信号が水平移動用モータ
制御器16に出力される。この結果、トーチ3は、台車
と被溶接物1″との間の距離が変化したにもかかわらず
、予め設定した反転位置で正確に反転しながら、開先部
6をその長手方向に移動する。従つて、被溶接物1およ
び1″は開先部6に均一な高さのビードが形成され良好
に溶接される。上記実施例において、トーチ3は、台車
と共に前記距離(ΔL)だけ上昇するが、前述のように
電極2は、電極2の先端と開先部6との距離が常に所定
距離(イ)を維持するように制御される。
As a result, the potentiometer 20 detects the truck and the workpiece 1'.
A signal of the voltage value (Ev) corresponding to the deviation (ΔL) of the distance from the distance (G), that is, a voltage value (Ev'') higher than 0V is output to the differential amplifier 22. In the differential amplifier 22, the sum of the voltage value (Ev″) and the voltage value (EH) preset by the setting device 21 is calculated, and the sum of the calculated voltage values ( EH+EV●
is output to the comparator 23 as a voltage value signal indicating the inverted position of the torch 3. Then, a voltage value (EY
'') matches the sum of the voltage values (EH+EV''), the comparator 23 outputs an inverted signal to the horizontal movement motor controller 16. As a result, the torch 3 moves the groove portion 6 in its longitudinal direction while accurately reversing at the preset reversing position despite the change in the distance between the cart and the workpiece 1″. Therefore, a bead of uniform height is formed in the groove portion 6 of the welded objects 1 and 1'', and welding is performed satisfactorily. In the above embodiment, the torch 3 rises by the distance (ΔL) together with the cart, but as described above, the distance between the tip of the electrode 2 and the groove portion 6 always maintains the predetermined distance (A). controlled to do so.

換言すれば、トーチ3は前記距離(ΔL)だけ下降する
。この結果、電位差計9から出力されるトーチ3の垂直
方向の位置を示す電圧値(EY″)は、前記電圧値(E
Y)より高い値となる。前記電圧値(EY″)と前記電
圧値(EY)との差の電圧直は、電位計20から出力さ
れる信号の前記電圧値(Ev″)と等しい。上述した実
施例は、台車が走行するレールの一部が、被溶接物1″
に対して上方に湾曲している場合であるが、前記レール
の一部が、被溶接物1″に対して下方に湾曲している場
合、または、前記レールは真直に被溶接物1′上に敷設
されているにもかかわらず、被溶接物1″が上方または
下方に湾曲している場合にも、上述した実施例と同様に
、トーチ3は予め設定した反転位置で正確に反転する。
In other words, the torch 3 descends by the distance (ΔL). As a result, the voltage value (EY'') indicating the vertical position of the torch 3 output from the potentiometer 9 is the same as the voltage value (E
Y) becomes a higher value. The voltage value of the difference between the voltage value (EY″) and the voltage value (EY) is equal to the voltage value (Ev″) of the signal output from the electrometer 20. In the above-mentioned embodiment, a part of the rail on which the truck runs is the object to be welded 1''.
However, if a part of the rail is curved downward relative to the object to be welded 1'', or if the rail is curved straight above the object to be welded 1', Even if the workpiece 1'' is curved upward or downward, the torch 3 will be accurately reversed at a preset reversal position, as in the above-described embodiment.

また、上述した実施例は、溶接電極2の先端と開先部6
との間の距離を、一定距離に維持する手段として、溶接
用電源−に、定電流電源を使用してアーク電圧を検出し
、このアーク電圧値が常に所定値になるように、トーチ
3の垂直方向における位置を制御したが、消耗溶接電極
により溶接する場合は、定電圧電源を使用して、アーク
電圧の代りにアーク電流を使用し、このアーク電流値が
常に所定値となるように、トーチ3の上下方向における
位置を制御しても良い。
Further, in the embodiment described above, the tip of the welding electrode 2 and the groove portion 6
As a means of maintaining a constant distance between the torch 3 and the welding power source, a constant current power source is used to detect the arc voltage, and the torch Although the position in the vertical direction is controlled, when welding with a consumable welding electrode, use a constant voltage power source and use arc current instead of arc voltage, so that the arc current value always remains at a predetermined value. The position of the torch 3 in the vertical direction may be controlled.

以上説明したように、この発明のアーク溶接方法によれ
ば、トーチが取付けられた台車と、被溶接物との間の距
離が変動しても、往復移動するトーチの開先部における
反転を、開先部の上部から予め設定した位置で正確に行
なうことができる。
As explained above, according to the arc welding method of the present invention, even if the distance between the trolley to which the torch is attached and the workpiece changes, the reversal of the groove of the reciprocating torch can be prevented. This can be done accurately at a preset position from the top of the groove.

従つて、開先部に常に均一な高さのビードを形成するこ
とができるので、溶け込みは良好となり、溶接欠陥のな
い優れた溶接部を得ることができるといつた、きわめて
有用な効果がもたらされる。
Therefore, it is possible to always form a bead of uniform height at the groove, resulting in good penetration and an extremely useful effect such as obtaining an excellent welded part without welding defects. It will be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の原理を示す説明図、第2図はこの発
明の一実施例を示す制御回路のプロツク図である。 図において、1,1′・・・・・・被溶接物、2・・・
・・・溶接電極、3・・・・・・トーチ、3″・・・・
・・支持部材、4,4′・・・・・・傾斜面、5・・・
・・・底面、6・・・・・・開先部、7・・・・・・垂
直ネジ棒、7′・・・・・・取付部材、8・・・・・・
昇降用モータ、9・・・・・・電位差計、10・・・・
・・アーク電圧検出器、11・・・・・・アーク電圧基
準設定器、12・・・・・・差動増巾器、13・・・・
・・昇降用モータ制御器、14・・・・・・水平ネジ棒
、14/・・・・・・取付部材、15・・・・・・水平
移動用モータ、16・・・・・・水平移動用モータ制御
器、17・・・・・・速度設定器、18・・・・・・倣
いローラ、19・・・・・・支持棒、20・・・・・・
電位差計、21・・・・・・設定器、22・・・・・・
差動増巾器、23・・・・・・コンパレータ、24・・
・・・・直流定電流電源。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the principle of the invention, and FIG. 2 is a block diagram of a control circuit showing an embodiment of the invention. In the figure, 1, 1'... work to be welded, 2...
...Welding electrode, 3...Torch, 3''...
...Supporting member, 4, 4'...Slanted surface, 5...
...Bottom surface, 6...Bevel, 7...Vertical threaded rod, 7'...Mounting member, 8...
Lifting motor, 9... Potentiometer, 10...
...Arc voltage detector, 11...Arc voltage reference setter, 12...Differential amplifier, 13...
...Motor controller for lifting, 14...Horizontal threaded rod, 14/...Mounting member, 15...Motor for horizontal movement, 16...Horizontal Movement motor controller, 17... Speed setting device, 18... Copying roller, 19... Support rod, 20...
Potentiometer, 21... Setting device, 22...
Differential amplifier, 23... Comparator, 24...
...DC constant current power supply.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 被溶接物に形成された開先部の長手方向に沿つて、
溶接トーチを取り付けた台車を連続的に移動させ、前記
溶接トーチに挿通した溶接電極と前記開先部との間にア
ークを発生させることによつて前記被溶接物を溶接し、
前記トーチを前記台車の移動中、前記開先部の幅方向に
往復移動させ、前記アークのアーク電圧またはアーク電
流(E_V)を検出し、前記値(E_V)の、予め設定
した値(E_O)からの偏差(E_O−E_V)を演算
し、前記偏差(E_O−E_V)が零となるように、前
記トーチを上下方向に移動し、かくして、前記電極と前
記開先部との間の距離を所定距離(l)に維持し、前記
トーチの前記開先部の幅方向における1つの移動ごとに
、前記トーチの上下方向における位置を電位差計によつ
て表示された電圧値(e_Y)として検出し、前記電圧
値(e_Y)が所定電圧と一致した時に、前記トーチの
移動方向を反転するアーク溶接方法において、前記所定
電圧値が、予め設定した電圧値(e_H)と、前記台車
と前記被溶接物との間の距離の、予め設定した距離(L
)からの偏差(ΔL)に対応する電圧値(e_V)との
和の値(e_H+e_V)に等しくなつたときに、前記
トーチの移動方向を反転させることを特徴とするアーク
溶接方法。
1 Along the longitudinal direction of the groove formed in the workpiece,
Welding the object to be welded by continuously moving a cart equipped with a welding torch and generating an arc between the welding electrode inserted through the welding torch and the groove,
While the trolley is moving, the torch is moved back and forth in the width direction of the groove, the arc voltage or arc current (E_V) of the arc is detected, and a preset value (E_O) of the value (E_V) is detected. The torch is moved in the vertical direction so that the deviation (E_O-E_V) becomes zero, and thus the distance between the electrode and the groove is calculated. A predetermined distance (l) is maintained, and the position of the torch in the vertical direction is detected as a voltage value (e_Y) displayed by a potentiometer for each movement of the torch in the width direction of the groove. , in an arc welding method in which the moving direction of the torch is reversed when the voltage value (e_Y) matches a predetermined voltage, the predetermined voltage value is equal to a preset voltage value (e_H), the cart and the welded object. The distance between the object and the preset distance (L
) is equal to the sum value (e_H+e_V) of the voltage value (e_V) corresponding to the deviation (ΔL) from ), the direction of movement of the torch is reversed.
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