JPS5916675A - 多層溶接法 - Google Patents
多層溶接法Info
- Publication number
- JPS5916675A JPS5916675A JP12564582A JP12564582A JPS5916675A JP S5916675 A JPS5916675 A JP S5916675A JP 12564582 A JP12564582 A JP 12564582A JP 12564582 A JP12564582 A JP 12564582A JP S5916675 A JPS5916675 A JP S5916675A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- torch
- layer
- width
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/24—Features related to electrodes
- B23K9/28—Supporting devices for electrodes
- B23K9/287—Supporting devices for electrode holders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明はアーク溶接による多層溶接法に係り、特に、自
動多層溶接に好適な多層溶接法に関するものである。 従来、アーク溶接により、多層溶接を行う場合一般に、
台車に溶接トーチを取付け、台車を移動させる溶接法が
行われている。そして、−回一回の溶接ごとに、溶接ト
ーチの位置を作業者が手動によシ調整している。また、
特殊な全自動多層溶接では、前層の厚さを接触式高さ検
出器や磁気センサ等によシ検出し、次の溶接において、
適正な位置に溶接トーチを制御することで全自動多層溶
接が行われていた。このため、接触式検出器もし。 くは非接触式の検出器が必要であった。 本発明の目的は多層溶接において、検出器が不要であっ
てトーチ位置制御を簡易に自動化できる多層溶接法を提
供することにある。 本発明は前層の積層厚さや幅を測定する特別な検出器な
どを用いることなく、多Ｎ溶接におけるトーチ位置の制
御が行える多層溶接法であり、あらかじめ溶着金属を満
たして接合すべき開先断面形状を幾何学的に明らかにし
ておき、前層の溶接において、開先内へ与えられた単位
時間当シの溶着量と溶接速度から、前層の積層厚さと幅
を算出し、次層の溶接を行うための溶接トーチ位置を制
御するようにしたものである。 本発明について、第１図のＶ型開先突合せ継手にミグ溶
接を適用した場合を例に説明する。■型開光１の形状は
開先角度θ
動多層溶接に好適な多層溶接法に関するものである。 従来、アーク溶接により、多層溶接を行う場合一般に、
台車に溶接トーチを取付け、台車を移動させる溶接法が
行われている。そして、−回一回の溶接ごとに、溶接ト
ーチの位置を作業者が手動によシ調整している。また、
特殊な全自動多層溶接では、前層の厚さを接触式高さ検
出器や磁気センサ等によシ検出し、次の溶接において、
適正な位置に溶接トーチを制御することで全自動多層溶
接が行われていた。このため、接触式検出器もし。 くは非接触式の検出器が必要であった。 本発明の目的は多層溶接において、検出器が不要であっ
てトーチ位置制御を簡易に自動化できる多層溶接法を提
供することにある。 本発明は前層の積層厚さや幅を測定する特別な検出器な
どを用いることなく、多Ｎ溶接におけるトーチ位置の制
御が行える多層溶接法であり、あらかじめ溶着金属を満
たして接合すべき開先断面形状を幾何学的に明らかにし
ておき、前層の溶接において、開先内へ与えられた単位
時間当シの溶着量と溶接速度から、前層の積層厚さと幅
を算出し、次層の溶接を行うための溶接トーチ位置を制
御するようにしたものである。 本発明について、第１図のＶ型開先突合せ継手にミグ溶
接を適用した場合を例に説明する。■型開光１の形状は
開先角度θ
〔０〕、開先深さ〔簡〕とする。初層２の単
位時間当りの溶着量をＭＣｒａ＝” ７ｍ ） 、溶接
速度をＶ （ｒｍ／ｍｍ ）とすると、開先内の初層２
による溶着金属の断面積ＳＣ’ｃｍ”〕は次式によって
求められる。 ５＝−（１１ ■ そして、第１図に示すように、初層の断面形状は幾何学
的に三角形を呈するものと仮定すれば開先形状から初層
２による積層厚さｈｔ（ｍｍ）ならびに積層幅Ｗｌ ［
：ｍｍ〕は次式（２）、［３１によって求められる。 （１）〜（３）式から１１．、ｗ、は この結果、第二層３の溶接を行う際の溶接トーチの高さ
は（４）式で示される積層厚さｈｌだけ上昇させること
で、第二層３の溶接を行うに際して、適正な溶接トーチ
高さを設定することができる。 さらに、第三層の適正なトーチ高さを求めるためには、
第１図に示すように、第二層３の断面形状を底辺ｗ、の
台形を呈するものと仮定し、初層２の場合と同様に溶接
金層の断面積Ｓから、次式＋６３ 、 （７１によって
、第二層目の積層厚さり２、積層幅Ｗ！の関係式が求め
られ、この２式より、ｈ！ＩＷ！が求められる。 Ｓ＝ ｈｔ （Ｗ＋十Ｗｔ ） （６７
この結果よシ、第三層の溶接を行うための適正な溶接ト
ーチは第二層目終了後に、第二層目の積層厚さｈ！だけ
上昇させることで得られる。以下同様に、第四層、第五
層の溶接を行うために適正な溶接トーチ高さは計算によ
シ決定される。 また、溶接線に対し左右方向の溶接トーチ位置について
は、計算によって求めた前層の積層幅の値から、１回の
溶接で欠陥のない層が得られる幅であれば左右の移動は
考えなくてよい。しかし、１回の溶接では欠陥のない層
が得られない幅以上になった場合、溶接トーチをウィー
ビングする。 もしくは溶接トーチを左、右に移動し、一層を複数の溶
接パスにより溶接を行う方法を取る。 本発明による溶接トーチの位置制御の基本となる値であ
る開先内へ与えられる単位時間当シの溶融金属の量、つ
まシ、溶着量は単位時間当りの溶接ワイヤ（または溶加
材）の溶融量と溶着効率の積から求められる。溶着効率
はスパッタの発生の著しい炭酸ガスアーク溶接では多少
考慮する必要もあるが他のミグ溶接やティグ溶接では溶
着効率の値は１と考え、無視することができる。開先内
へ与えられる単位時間当りの溶着量は次の２つの手段に
より求められる。１）溶接ワイヤの単位時間当りのワイ
ヤの送給量を測定し、ワイヤの直径をもとに体積を求め
る。２）ミグ溶接では溶接ワイヤの溶融量は一般に溶接
電流の関数で表わされることが知られており、実験式と
して求められている。そこで、溶着量は溶接電流を測定
し、実験式から算出することができる。 以下、本発明の一実施例を第２図、第３図によシ説明す
る。本発明を実施するための装置の構成を第２図に示す
。本装置はミグ溶接トーチ４が固定され、溶接トーチ４
を上下、左右９前後自由に駆動させることができ、溶接
線の長手方向に移動可能な駆動装置５とその制御装置６
．溶接装置７、および、前述のトーチ位置設定のための
入力部とその演算部を備えた入力演算装置８からなる。 なお、９は溶接ワークである。第３図に本装置の動作フ
ローを示す。初めに、初期条件として開先断面形状（開
先角度と開先深さ）、初層の溶接線の開始点と終了点、
溶接トーチの位置、次に、溶接条件（溶接電流、溶接電
圧、溶接速度）を入力演算装置８０入力部に入力する。 そして、入力した条件に基づき溶接を実行、さらに、入
力演算装置８の演算部により前述のように、ワイヤ送給
速度、もしくは、溶接電流によシ（本例はミグ溶接を用
いたので、検出の容易な溶接電流を使った）単位時間の
溶着量を演算、そして入力した溶接速度から初期条件と
して入力した初層の溶接トーチ位置を原点として、積層
厚さ、積層幅を演算する。ここで、積層厚さが開先深さ
以上であれば溶接は終了したと入力演算装置８は判断し
溶接を終了させる。積層厚さが開先深さ以下であれば、
演算した積層厚さ、積層幅から次層の溶接に適した溶接
トーチ４の位置を演算し、出力する。そして、この指令
値に基づき駆動装置５によシ溶接トーチ４を移動させ、
溶接を再度行う。以下、全積層の合計の厚さが開先深さ
く指定した値）よりも大きい値になるまで溶接を繰シ返
す。また、積層幅の値から、−回の溶接で一層の溶接が
可能な幅かどうか判定、ある一定の幅以上では溶接トー
チ４のウィービングを行なわせる。本例の場合、ミグ溶
接（ワイヤφ１．６ ｒｕｎ ） 、溶接電流４００Ａ
では、ウィービングを開始する積層幅は１５ｍｍであシ
、ウィービング条件は正弦波、８０回／ＩＭｒ 、幅は
積層幅よシ５■小さくした。さらに、積層幅が３０ｍ以
上となった場合、溶接トーチ４を積層幅の１／４の値だ
け中心位置より左右に振シ分け、ウィービング（前記と
同様の条件）を併用して溶接を行なわせた。上記の値は
適用する溶接電流の違いによシ変化させる必要がある。 表に本例の適用開先形状と溶接条件について示す。合計
４パスによって溶接は完了し、ブロホール、溶込み不良
等の欠陥の発生は見られなかった。 さらに、ビード外観形状も平滑であシ、かつ、ピード止
端部もなめらかに母材に接した溶接部が得られた。 本発明によれば、多層溶接を行う際の各層における適正
な溶接トーチの位置制御に前層の積層厚さケ、特別の検
出器を用いることなく、前層の単位時間当夛の溶着量と
開先断面形状から、前層の積層厚さと幅を演算し、自動
多層溶接のための適正なトーチ位置を決定することがで
きる。その結果、容易に自動多層溶接が可能となる。
位時間当りの溶着量をＭＣｒａ＝” ７ｍ ） 、溶接
速度をＶ （ｒｍ／ｍｍ ）とすると、開先内の初層２
による溶着金属の断面積ＳＣ’ｃｍ”〕は次式によって
求められる。 ５＝−（１１ ■ そして、第１図に示すように、初層の断面形状は幾何学
的に三角形を呈するものと仮定すれば開先形状から初層
２による積層厚さｈｔ（ｍｍ）ならびに積層幅Ｗｌ ［
：ｍｍ〕は次式（２）、［３１によって求められる。 （１）〜（３）式から１１．、ｗ、は この結果、第二層３の溶接を行う際の溶接トーチの高さ
は（４）式で示される積層厚さｈｌだけ上昇させること
で、第二層３の溶接を行うに際して、適正な溶接トーチ
高さを設定することができる。 さらに、第三層の適正なトーチ高さを求めるためには、
第１図に示すように、第二層３の断面形状を底辺ｗ、の
台形を呈するものと仮定し、初層２の場合と同様に溶接
金層の断面積Ｓから、次式＋６３ 、 （７１によって
、第二層目の積層厚さり２、積層幅Ｗ！の関係式が求め
られ、この２式より、ｈ！ＩＷ！が求められる。 Ｓ＝ ｈｔ （Ｗ＋十Ｗｔ ） （６７
この結果よシ、第三層の溶接を行うための適正な溶接ト
ーチは第二層目終了後に、第二層目の積層厚さｈ！だけ
上昇させることで得られる。以下同様に、第四層、第五
層の溶接を行うために適正な溶接トーチ高さは計算によ
シ決定される。 また、溶接線に対し左右方向の溶接トーチ位置について
は、計算によって求めた前層の積層幅の値から、１回の
溶接で欠陥のない層が得られる幅であれば左右の移動は
考えなくてよい。しかし、１回の溶接では欠陥のない層
が得られない幅以上になった場合、溶接トーチをウィー
ビングする。 もしくは溶接トーチを左、右に移動し、一層を複数の溶
接パスにより溶接を行う方法を取る。 本発明による溶接トーチの位置制御の基本となる値であ
る開先内へ与えられる単位時間当シの溶融金属の量、つ
まシ、溶着量は単位時間当りの溶接ワイヤ（または溶加
材）の溶融量と溶着効率の積から求められる。溶着効率
はスパッタの発生の著しい炭酸ガスアーク溶接では多少
考慮する必要もあるが他のミグ溶接やティグ溶接では溶
着効率の値は１と考え、無視することができる。開先内
へ与えられる単位時間当りの溶着量は次の２つの手段に
より求められる。１）溶接ワイヤの単位時間当りのワイ
ヤの送給量を測定し、ワイヤの直径をもとに体積を求め
る。２）ミグ溶接では溶接ワイヤの溶融量は一般に溶接
電流の関数で表わされることが知られており、実験式と
して求められている。そこで、溶着量は溶接電流を測定
し、実験式から算出することができる。 以下、本発明の一実施例を第２図、第３図によシ説明す
る。本発明を実施するための装置の構成を第２図に示す
。本装置はミグ溶接トーチ４が固定され、溶接トーチ４
を上下、左右９前後自由に駆動させることができ、溶接
線の長手方向に移動可能な駆動装置５とその制御装置６
．溶接装置７、および、前述のトーチ位置設定のための
入力部とその演算部を備えた入力演算装置８からなる。 なお、９は溶接ワークである。第３図に本装置の動作フ
ローを示す。初めに、初期条件として開先断面形状（開
先角度と開先深さ）、初層の溶接線の開始点と終了点、
溶接トーチの位置、次に、溶接条件（溶接電流、溶接電
圧、溶接速度）を入力演算装置８０入力部に入力する。 そして、入力した条件に基づき溶接を実行、さらに、入
力演算装置８の演算部により前述のように、ワイヤ送給
速度、もしくは、溶接電流によシ（本例はミグ溶接を用
いたので、検出の容易な溶接電流を使った）単位時間の
溶着量を演算、そして入力した溶接速度から初期条件と
して入力した初層の溶接トーチ位置を原点として、積層
厚さ、積層幅を演算する。ここで、積層厚さが開先深さ
以上であれば溶接は終了したと入力演算装置８は判断し
溶接を終了させる。積層厚さが開先深さ以下であれば、
演算した積層厚さ、積層幅から次層の溶接に適した溶接
トーチ４の位置を演算し、出力する。そして、この指令
値に基づき駆動装置５によシ溶接トーチ４を移動させ、
溶接を再度行う。以下、全積層の合計の厚さが開先深さ
く指定した値）よりも大きい値になるまで溶接を繰シ返
す。また、積層幅の値から、−回の溶接で一層の溶接が
可能な幅かどうか判定、ある一定の幅以上では溶接トー
チ４のウィービングを行なわせる。本例の場合、ミグ溶
接（ワイヤφ１．６ ｒｕｎ ） 、溶接電流４００Ａ
では、ウィービングを開始する積層幅は１５ｍｍであシ
、ウィービング条件は正弦波、８０回／ＩＭｒ 、幅は
積層幅よシ５■小さくした。さらに、積層幅が３０ｍ以
上となった場合、溶接トーチ４を積層幅の１／４の値だ
け中心位置より左右に振シ分け、ウィービング（前記と
同様の条件）を併用して溶接を行なわせた。上記の値は
適用する溶接電流の違いによシ変化させる必要がある。 表に本例の適用開先形状と溶接条件について示す。合計
４パスによって溶接は完了し、ブロホール、溶込み不良
等の欠陥の発生は見られなかった。 さらに、ビード外観形状も平滑であシ、かつ、ピード止
端部もなめらかに母材に接した溶接部が得られた。 本発明によれば、多層溶接を行う際の各層における適正
な溶接トーチの位置制御に前層の積層厚さケ、特別の検
出器を用いることなく、前層の単位時間当夛の溶着量と
開先断面形状から、前層の積層厚さと幅を演算し、自動
多層溶接のための適正なトーチ位置を決定することがで
きる。その結果、容易に自動多層溶接が可能となる。
図面は本発明に係わる多層溶接法の説明図で、第１図は
■型開光を有した突合せ継手の断面と溶接による積層断
面を示す図、第２図は本発明を実施するための装置の構
成を示す図、第３図は装置の動作フローを示す図である
。 ｌ・・・Ｖ型開先突合せ継手の断面、２，３・・・積層
断面、４・・・溶接トーチ、訃・・溶接トーチ動装置、
７・・・溶接装置、８・・・入力演算装置。 某 １ 図 Ｌ Ｚ 図
■型開光を有した突合せ継手の断面と溶接による積層断
面を示す図、第２図は本発明を実施するための装置の構
成を示す図、第３図は装置の動作フローを示す図である
。 ｌ・・・Ｖ型開先突合せ継手の断面、２，３・・・積層
断面、４・・・溶接トーチ、訃・・溶接トーチ動装置、
７・・・溶接装置、８・・・入力演算装置。 某 １ 図 Ｌ Ｚ 図
Claims (1)
- 開先を有する突合せ継手、Ｔ継手、もしくは重ね継手等
のすみ肉溶接の多層溶接において、溶着金属を満たして
接合すべき開先もしくは溶接個所の断面形状と、−回の
溶接による単位時間当シの溶着量および溶接速度から、
積層厚さと積層幅を演算することによシ、次層の溶接を
行うために適正な溶接トーチ位置を決定し、連続して多
層溶接を行うことを特徴とする多層溶接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12564582A JPS5916675A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | 多層溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12564582A JPS5916675A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | 多層溶接法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5916675A true JPS5916675A (ja) | 1984-01-27 |
| JPS6364268B2 JPS6364268B2 (ja) | 1988-12-12 |
Family
ID=14915145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12564582A Granted JPS5916675A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | 多層溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5916675A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006069414A1 (en) * | 2004-12-31 | 2006-07-06 | Clough Project Holdings Pty Ltd | Pipeline welding |
-
1982
- 1982-07-21 JP JP12564582A patent/JPS5916675A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006069414A1 (en) * | 2004-12-31 | 2006-07-06 | Clough Project Holdings Pty Ltd | Pipeline welding |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6364268B2 (ja) | 1988-12-12 |
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