JPS6317553B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6317553B2
JPS6317553B2 JP8146979A JP8146979A JPS6317553B2 JP S6317553 B2 JPS6317553 B2 JP S6317553B2 JP 8146979 A JP8146979 A JP 8146979A JP 8146979 A JP8146979 A JP 8146979A JP S6317553 B2 JPS6317553 B2 JP S6317553B2
Authority
JP
Japan
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welding
arc
height
torch
difference
Prior art date
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Expired
Application number
JP8146979A
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Japanese (ja)
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JPS566785A (en
Inventor
Hiroichi Nomura
Juji Sugitani
Chozo Katsube
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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  • Arc Welding In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、MIG,TIG等のガスシールドア
ーク溶接法を用いて行なう狭開先溶接方法に関
し、ギヤツプ等の開先変動に対して溶接ビード高
さを一定とすることにより、健全な溶接部を得る
ことを目的とするものである。
[Detailed description of the invention] The present invention relates to a narrow gap welding method performed using a gas shielded arc welding method such as MIG or TIG, and a method for keeping the weld bead height constant against groove fluctuations such as gaps. The purpose of this is to obtain a sound weld.

従来から厚板構造物にMIG,TIG等のガスシ
ールドアーク溶接法を用いて狭開先で溶接を行な
うことは行なわれている。これら従来の狭開先溶
接においては、開先巾が溶接線方向に変化した
り、または前層のビードの不揃いがあると、次層
の溶接ビードが凹凸となり、アークが不安定とな
り満足の行く溶接が行なえない虞れがあつた。こ
れを避ける為にグラインダーにより前層のビード
の凹凸を研摩して滑らかにしたり、または開先巾
をテレビカメラ等の検知手段により検知し、これ
によつて溶接条件を制御したりしていた。しか
し、グラインダーによる方法は、狭開先であるた
め困難を極め、一方、テレビカメラ等による方法
は、開先巾の検知位置とアーク位置とにずれによ
るタイミングの問題があるとともにそれら検知手
段機器がアーク熱、スパツタにより損傷しやすい
ことにより、制御の安定性に問題があつた。
Gas-shielded arc welding methods such as MIG and TIG have been used to weld thick plate structures in narrow gaps. In these conventional narrow gap welding methods, if the groove width changes in the direction of the weld line, or if the bead of the previous layer is uneven, the weld bead of the next layer becomes uneven and the arc becomes unstable, resulting in unsatisfactory results. There was a risk that welding would not be possible. In order to avoid this, the unevenness of the bead in the previous layer is polished to make it smooth by using a grinder, or the groove width is detected by a detection means such as a television camera, and the welding conditions are controlled based on this. However, the method using a grinder is extremely difficult due to the narrow gap, while the method using a television camera, etc. has timing problems due to a discrepancy between the detection position of the groove width and the arc position, and the detection means equipment is There was a problem with control stability because it was easily damaged by arc heat and spatter.

この発明は、上述のような従来の溶接方法の有
する種々の問題点を解決するためになされたもの
であつて、 溶融金属と電極との間に生じるアークの電気信
号と、予め設定した前記アークの基準信号との差
を演算し、このようにして演算した第1差信号が
零となるように溶接トーチの高さを制御し、前記
トーチの高さ方向の変性に対応する電気信号を検
出し、前記検出した電気信号と予め設定した前記
トーチの基準高さに対応する変位基準信号との差
を演算し、このようにして演算した第2差信号が
零となるように溶接台車の走行速度を制御しかく
して、溶接ビード高さを一定に維持することに特
徴を有する。
The present invention was made in order to solve the various problems of the conventional welding methods as described above, and it is based on the electric signal of the arc generated between the molten metal and the electrode, and the arc that is set in advance. and a reference signal, the height of the welding torch is controlled so that the first difference signal thus calculated becomes zero, and an electric signal corresponding to the deformation in the height direction of the torch is detected. Then, the difference between the detected electric signal and a displacement reference signal corresponding to a preset reference height of the torch is calculated, and the welding cart is moved so that the second difference signal calculated in this way becomes zero. The feature is that the weld bead height is maintained constant by controlling the speed.

この発明を実施例により図面とともに説明す
る。第1図は、この発明の狭開先溶接方法により
溶接を行なつている状態を示す斜視図である。
This invention will be explained by way of examples and with drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a state in which welding is performed by the narrow gap welding method of the present invention.

第1図において、1,1′は所定の狭開先2を
設けた被溶接材で、3は溶接トーチ、4は溶融金
属プールである。前記溶接トーチ3は溶接ワイヤ
(消耗電極)5のガイドになつていて、前記溶接
ワイヤ5は送給モータ6で駆動される送給ローラ
7により前記溶接トーチ3をガイドとして、溶接
金属プール4にアーク8を発生させて溶接を行な
うようになつている。尚、第1図は消耗電極アー
クの場合を示しているが、非消耗電極アーク
(TIG)でも同様である。但し、その場合は送給
モータは不要で、ワイヤの代りにノズル先端に非
消耗電極を考えればよい。溶接ワイヤ5と被溶接
材1,1′間にアークを発生させるための電源等
は図示されていない。前記溶接トーチ3は、溶接
線方向に設けられたレール10,10にそつて走
行する溶接台車11に支持されるアーム9に、後
述する駆動ブロツクを介して固着支持されてい
て、前記溶接台車11の進行に伴なつて同時に開
先2内を進行するようになつている。19は溶接
トーチ駆動ブロツクであり、これは溶接台車11
に水平に固定されたアーム9に取付けられ、溶接
トーチ駆動ブロツク19の上部にはネジ軸21を
駆動する溶接トーチ高さ制御モータ20が設けら
れ、前記ネジ軸21には、溶接トーチ3が一端に
取付けられた小アーム23の基部22が螺合して
いて、前記ネジ軸21の回転により溶接トーチ3
を上下動させることができるようになつている。
前記溶接トーチ高さ制御モータ20には、溶接ト
ーチ3の変位出力を検知するためのポテンシヨメ
ータ24が設けられている。
In FIG. 1, 1 and 1' are materials to be welded with a predetermined narrow groove 2, 3 is a welding torch, and 4 is a molten metal pool. The welding torch 3 serves as a guide for a welding wire (consumable electrode) 5, and the welding wire 5 is guided by a feed roller 7 driven by a feed motor 6 into a weld metal pool 4 using the welding torch 3 as a guide. Welding is performed by generating an arc 8. Although FIG. 1 shows the case of a consumable electrode arc, the same applies to a non-consumable electrode arc (TIG). However, in that case, a feeding motor is not necessary, and instead of a wire, a non-consumable electrode can be used at the tip of the nozzle. A power source and the like for generating an arc between the welding wire 5 and the materials to be welded 1, 1' are not shown. The welding torch 3 is fixedly supported by an arm 9 supported by a welding cart 11 running along rails 10, 10 provided in the direction of the welding line, via a drive block to be described later. As the groove 2 advances, it simultaneously advances within the groove 2. 19 is a welding torch drive block, which is connected to the welding cart 11.
A welding torch height control motor 20 is mounted on an arm 9 horizontally fixed to the welding torch drive block 19, and a welding torch height control motor 20 for driving a screw shaft 21 is installed on the upper part of the welding torch drive block 19. The base 22 of the small arm 23 attached to the
can be moved up and down.
The welding torch height control motor 20 is provided with a potentiometer 24 for detecting the displacement output of the welding torch 3.

ところで、溶接ビードに凹凸が形成される原因
は、前記開先2の巾lが溶接進行方向に変化して
いる場合、アークの初層底面12に凹凸がある場
合等にあることが多い。従つて、開先巾lが広が
つた場合またはアーク初層底面12が低い場合、
溶融金属プール4は、溶接ワイヤ5が一定の溶融
量で溶けているので、必然的に低い溶融金属プー
ル面となり、一方、開先巾lが狭くなつた場合あ
るいはアーク初層底面12が高くなつた場合は溶
融金属プール面は高くなる。
By the way, the causes of unevenness in the weld bead are often caused by, for example, when the width l of the groove 2 changes in the direction of welding progress, or when the initial layer bottom surface 12 of the arc is uneven. Therefore, when the groove width l increases or when the bottom surface 12 of the arc initial layer is low,
Since the welding wire 5 is melted at a constant amount, the molten metal pool 4 inevitably has a low molten metal pool surface.On the other hand, if the groove width l becomes narrower or the bottom surface 12 of the arc initial layer becomes higher. In this case, the molten metal pool surface will be higher.

次に、この発明の方法を第2図の制御系統図を
参照しながら説明する。
Next, the method of the present invention will be explained with reference to the control system diagram shown in FIG.

第2図において、13はアークの電気信号(ア
ーク電流またはアーク電圧)を検出するための検
出器、14はノイズ除去用のフイルター、15は
検出器13によつて検出されたアークの電気信号
と、後述する基準信号と差を演算するための第1
差動アンプ、16は溶融金属プール4と溶接電極
との間の距離が所定距離である場合のアークの基
準信号(アーク電流またはアーク電圧)を差動ア
ンプ15に入力するための基準信号発生器、20
は第1差動アンプ15によつて演算された差の信
号が零となるように溶接トーチ3を高さ方向に移
動させるための溶接トーチ高さ制御モータ、24
は溶接トーチ3の高さ方向の変位を電気信号に変
換するためのポテンシヨメータ、26はポテンシ
ヨメータ24からの溶接トーチ3の高さ方向の変
位に対応する電気信号と、溶接トーチ3の基準高
さに対応する後述する変位基準信号との差を演算
するための第2差動アンプ、25は溶接トーチ3
の基準高さに対応する変位基準信号を第2差動ア
ンプ26に入力するための変位基準信号発生器、
そして、27は第2差動アンプ26によつて演算
された差の信号が零となるように溶接台車11の
走行モータ17の回転を制御するための加減速制
御器である。
In FIG. 2, 13 is a detector for detecting the arc electrical signal (arc current or arc voltage), 14 is a noise removal filter, and 15 is the arc electrical signal detected by the detector 13. , the first signal for calculating the difference from the reference signal, which will be described later.
A differential amplifier 16 is a reference signal generator for inputting an arc reference signal (arc current or arc voltage) to the differential amplifier 15 when the distance between the molten metal pool 4 and the welding electrode is a predetermined distance. , 20
24 is a welding torch height control motor for moving the welding torch 3 in the height direction so that the difference signal calculated by the first differential amplifier 15 becomes zero;
26 is a potentiometer for converting the displacement in the height direction of the welding torch 3 into an electric signal, and 26 is an electric signal corresponding to the displacement in the height direction of the welding torch 3 from the potentiometer 24, and A second differential amplifier 25 is a welding torch 3 for calculating a difference from a displacement reference signal, which will be described later, corresponding to a reference height.
a displacement reference signal generator for inputting a displacement reference signal corresponding to the reference height to the second differential amplifier 26;
Further, 27 is an acceleration/deceleration controller for controlling the rotation of the travel motor 17 of the welding cart 11 so that the difference signal calculated by the second differential amplifier 26 becomes zero.

検出器13によつて検出されたアークの電気信
号は、フイルター14でノイズが除去される。第
1差動アンプ15は基準信号発生器16からの基
準信号と前記ノイズが除去されたアークの電気信
号との差を演算する。溶接トーチ高さ制御モータ
20は第1差動アンプ15によつて演算された第
1差信号が零となるように溶接トーチ3を高さ方
向に移動させる。例えば、アーク電流値が低くな
つたら溶接トーチ3を下降させ、逆にアーク電流
値が高くなつたら溶接トーチ3を上昇させて、ア
ーク電流値を一定に保つ。これによつてアーク長
を一定に維持してアークの安定化を図る。ポテン
シヨメータ24からの溶接トーチ3の高さ方向の
変位に対応する電気信号と、変位基準信号発生器
25からの変位基準信号との差が第2差動アンプ
26によつて演算される。加減速制御器27は第
2差動アンプ26によつて演算された第2差信号
が零となるように走行モータ17の回転を制御す
る。例えば、溶接中に開先巾が広くなつて、溶融
金属プール面が基準面に比べて低くなつた場合に
は、溶接台車11の走行速度を遅くして、即ち、
溶接ワイヤ5の溶融量を増加させて溶融金属プー
ル面を基準高さに一致させる。
A filter 14 removes noise from the arc electrical signal detected by the detector 13 . The first differential amplifier 15 calculates the difference between the reference signal from the reference signal generator 16 and the electrical signal of the arc from which the noise has been removed. Welding torch height control motor 20 moves welding torch 3 in the height direction so that the first difference signal calculated by first differential amplifier 15 becomes zero. For example, when the arc current value becomes low, the welding torch 3 is lowered, and when the arc current value becomes high, the welding torch 3 is raised to keep the arc current value constant. This maintains the arc length constant and stabilizes the arc. A second differential amplifier 26 calculates the difference between the electric signal from the potentiometer 24 corresponding to the displacement of the welding torch 3 in the height direction and the displacement reference signal from the displacement reference signal generator 25 . The acceleration/deceleration controller 27 controls the rotation of the travel motor 17 so that the second difference signal calculated by the second differential amplifier 26 becomes zero. For example, if the groove width becomes wider during welding and the molten metal pool surface becomes lower than the reference surface, the traveling speed of the welding cart 11 is reduced, i.e.
The melting amount of the welding wire 5 is increased to make the molten metal pool surface match the reference height.

このようにして、アーク長を一定に保持しなが
ら、溶融金属プール面を基準高さと一致させる。
In this way, the arc length is kept constant while the molten metal pool surface is made to match the reference height.

以上説明したように、この発明によれば、溶接
アーク自身の変化により溶接ビード面の均一化が
図れるので、従来のように、グラインダーによる
研削作業がなくなり、またテレビカメラ等の検知
手段を用いる場合のようにタイミングの遅れ、ア
ーク熱、スパツタによる前記検出手段の損傷等の
虞れがないので、信頼性の高い制御が行なえ、溶
接部の品質を一段と向上させることができるとい
う極めて有用な効果がもたらされる。
As explained above, according to the present invention, the weld bead surface can be made uniform by changes in the welding arc itself, which eliminates the need for grinding work using a grinder as in the past, and when using detection means such as a television camera. Since there is no risk of timing delay, arc heat, damage to the detection means due to spatter, etc., highly reliable control can be performed and the quality of the welded part can be further improved, which is an extremely useful effect. brought about.

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

第1図は、この発明の方法により溶接を行なつ
ている状態を示す斜視図、第2図は、同実施例の
制御系統図である。図面において、 1,1′……被溶接材、2……開先、3……溶
接トーチ、4……溶融金属プール、5……溶接ワ
イヤ、6……送給モータ、7……送給ローラ、8
……アーク、9……アーム、10……レール、1
1……溶接台車、12……初層底部、13……検
出器、14……フイルター、15……第1差動ア
ンプ、16……基準信号発生器、17……走行モ
ータ、18……タコゼネレータ、19……溶接ト
ーチ駆動ブロツク、20……溶接トーチ高さ制御
モータ、21……ネジ軸、22……基部、23…
…小アーム、24……ポテンシヨメータ、25…
…変位基準信号発生器、26……第2差動アン
プ、27……加減速制御器。
FIG. 1 is a perspective view showing a state in which welding is performed by the method of the present invention, and FIG. 2 is a control system diagram of the same embodiment. In the drawings, 1, 1'... Material to be welded, 2... Bevel, 3... Welding torch, 4... Molten metal pool, 5... Welding wire, 6... Feeding motor, 7... Feeding. Laura, 8
...Arc, 9...Arm, 10...Rail, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Welding trolley, 12...First layer bottom, 13...Detector, 14...Filter, 15...First differential amplifier, 16...Reference signal generator, 17...Travel motor, 18... Tacho generator, 19... Welding torch drive block, 20... Welding torch height control motor, 21... Screw shaft, 22... Base, 23...
...Small arm, 24...Potentiometer, 25...
...Displacement reference signal generator, 26...Second differential amplifier, 27...Acceleration/deceleration controller.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 溶融金属と電極との間に生じるアークの電気
信号と予め設定した前記アークの基準信号との差
を演算し、このようにして演算した第1差信号が
零となるように溶接トーチの高さを制御し、前記
トーチの高さ方向の変位に対応する電気信号を検
出し、前記検出した電気信号と予め設定した前記
トーチの基準高さに対応する変位基準信号との差
を演算し、このようにして演算した第2差信号が
零となるように溶接台車の走行速度を制御し、か
くして、溶接ビード高さを一定に維持することを
特徴とする狭開先溶接方法。
1 Calculate the difference between the electrical signal of the arc generated between the molten metal and the electrode and the preset reference signal of the arc, and adjust the height of the welding torch so that the first difference signal calculated in this way becomes zero. controlling the height of the torch, detecting an electrical signal corresponding to a displacement in the height direction of the torch, and calculating a difference between the detected electrical signal and a displacement reference signal corresponding to a preset reference height of the torch; A narrow gap welding method characterized in that the traveling speed of the welding cart is controlled so that the second difference signal calculated in this manner becomes zero, thereby maintaining the weld bead height constant.
JP8146979A 1979-06-29 1979-06-29 Narrow groove welding method Granted JPS566785A (en)

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JPS566785A JPS566785A (en) 1981-01-23
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62254969A (en) * 1986-04-30 1987-11-06 Nippon Kokan Kk <Nkk> Method for controlling height of weld bead in rotating arc welding method
JPH01166883A (en) * 1987-12-21 1989-06-30 Nkk Corp Narrow gap arc welding method
CN102744504A (en) * 2012-07-13 2012-10-24 兰州理工大学 Constricting electric arc narrow gap TIG (Tungsten Inert Gas) welding method for insulation sheets and welding gun

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