JPS6326270A - ガスメタルア−ク溶接用ワイヤの溶接作業性の評価方法 - Google Patents

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】 〈発明の目的〉 産業上の利用分野 本発明はガスメタルアーク溶接（以下、ＧＭＡＷと呼・
３；。）用ワイヤの溶接作業性の評価方法に係り、詳し
くは、ＧＭＡＷの溶接作業性のうち、ワイヤの送給性お
よびアークの安定性を定量的に評価するＧＭＩ用ワイヤ
の溶接作業性の評価方法に係る。

従　　来　　の　　技　　術 従来、ＧＭＡＷにおける溶接作業性のうち、ワイヤの送
給性、アークの安定性を定量的に評価する方法として、
一般に、次のような方法が用いられてきた。

（１）ペンレコーダ等の記録計に記録される溶接電流、
アーク電圧、ワイヤ送給モータ負荷電流値および波形 （２）短絡時間、アーク時間（例えば実開昭５５−１２
９５１３９号） （３）テレビカメラ等の光学的な手法を用いてのアーク
長、突出し長さの直接検出。

しかし、これらの方法には次のような問題があった。

（１）は検出が容易な口ともあり、現在最も広く用いら
れている方法である。しかし、口れらはトーチ良さ、突
出し長さ等の外乱の影響を受けるため、溶接作業性を定
量的に評価する方法としては信頼性に欠ける面がある。

（２）は溶滴の移行形態が短絡移行の場合には、評価方
法として優れているが、自由移行の場合は信頼性が著し
く低下する。

（３）は検出および解析装置が複雑で取扱い操作が困難
な上、アークとその周辺部の著顕な輝度差に起因する画
像処理精度の低さ等のため、検出精度も低い。

発明が解決しようとする問題点　。

本発明はこれらの問題点の解決を目的とし、具体的には
、簡便かつ高精度でアークの安定性、ワイヤの送給性と
いったＧＭＪＶの溶接作業性の定量的な評価が可能な計
画方法を提供することを目的とする。

〈発明の構成〉 問題点を解決するための 手段ならびにその作用 本発明は、ガスメタルアーク溶接において、溶接時に溶
接用ワイヤを被溶接部に送給するワイヤ送給装置に伝わ
る振動と前記溶接用ワイヤのインチング時に前記ワイヤ
送給装置に伝わる振動を検出し、前記両者の＠肋のパワ
ースベク［・ルの差にもとずいて溶接用ワイヤの送給性
とアークの安定性を定量的に評価することを特徴とする
。

以下、図面によって本発明の構成ならびに作用を説明す
ると、次の通りである。

第１図は本発明方法に用いたワイヤ送給８置の振動のス
ペクトル解析装置の説明図であり、第２図はワイヤ送給
装置の振動のスペクトル解析結果の一例を示すグラフで
ある。

本発明の上記目的は、ＧＭＡＷ用ワイヤの送給装置であ
るコンジットチューブ、トーチ等の振動のスペクトルを
解析することによって達成され０、溶滴移行形態に関係
なく簡便にしかも高精度で、ＧＭＡＷの溶接作業性の定
量的な評価が可能である。

振動スペクトルの解析に用いたワイヤ供給装置は第１図
に示すように溶接用ワイヤ２を巻取ったスプール１とこ
のスプール１から溶接用ワイヤ２を引出し送給するピン
チロール３と、ピンチロールから送給される溶接用ワイ
ヤ２を母材６の所定位置に順次案内するコンジットチュ
ーブ４と１・−チ５およびコンタクトチップ８から成っ
ている。

なお、１３はピンチロールを駆動するワイヤ送給用モー
タである。

本発明においては、このワイヤ供給装置の所定位置、例
えば、コンジットチューブ４に振動検出器９を取付け、
この振動検出器９で、溶接時にコンジットチューブ４に
伝わる振動と、アークを発生させないで溶接用ワイヤを
コンタクトチップ８から少し突出すインチング時にコン
ジツＩ・チューブ４に伝わる振動を検出する。

これらの振動は電気信号に変換され、増幅器１０で増幅
された後、波形解析装置１１に送られる。

波形解析装置１１では高速フーリエ変換によって時間領
威のデータを周波数領域のデータに変換し、解析結果は
記録計１２に記録される。第２図はこの溶接時（図中Ａ
で示す）とインチング時（図中斜線部、Ｂで示す）のコ
ンジットチューブの振動スペクトル解析結果の一例を示
したものであって、溶接時ではインチング時に較べ２〜
７ＫＨ７付近の振動が顕著になっている口とが分る。

一方、溶接作業性のうち、アークの安定性、ワイヤの送
給性が異なることが、官能評価によって確められている
複数のワイヤを用いて同様の実験を行なったところ、イ
ンチング時のスベクＩ・ルにはそれぞれ大差はないが、
溶接時のスペクトルはアークの安定性、ワイヤの送給性
の劣るワイヤはど、インチング時のスペクトルに比べ、
２〜７Ｋｌ（Ｚ付近の撮動が特に顕著になることが明ら
かであった。

これらのことから、溶接電流の通電に伴うコンタクトチ
ップ−ワイヤ間の通電融着、アーク圧の形成、ワイヤの
ジュール発熱等の現象がアークの安定性、ワイヤの送給
性のような溶接作業性に大きな影響を及ぼしていること
が推定されると同時に、送給装置の溶接時とインチング
時との振動スペクトルの差異を調べることによって、こ
れらの現象の影響度を推定することができ、アークの安
定性、ワイヤ送給性の定量的な評価が可能である。

また、定量化の方法としては、スペクトルに明瞭な差異
が現われる２〜１にＨｚにおける（１）溶接時とインチ
ング時の振動のパワースペクトルの最大値の差（ΔＰｓ
ｉ、 （２）周波数、パワースペクトル平面におけるパワース
ペクトルの積算値（面積）の溶接時とインチング時の差
、 等を用いて行なうことができる。

実施例 以下、実施例により更に説明する。

第１図に示すワイヤ送給装置を使用し、溶接用ワイヤは
ＹＧ＊　１７１．２ｍｉφのものを用い、インチング時
と溶接時のワイヤ送給速度は一定とした。また、溶接は
３００Ａ、　Ｒ，Ｐ（逆極性）で行なった。

なお、溶滴移行形態は自由移行であった。記録計に記録
された解析結果（第２図参照）より、２〜７にｌｌｚに
おける溶接時とインチング時の振動のパワースベクＩ・
ルの最大値の差ΔＰｓを求め、アークの安定性、ワイヤ
送給性の定量的な評価を行なった。

その結果は第１表に示すように、ΔＰｓの測定によって
定量的な評価が可能であることを示している。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明はＧＭＡＷにおいて、溶接
用ワイヤ送給装置の溶接時の振動スペクトルを解析し、
インチング時の振動スペクトルと比較することにより、
アーク安定性、ワイヤ送給性を定量的に評価することを
可能とし、従来の評価方法で問題であった外乱の影響も
少なく、自由移行であっても信頼性の高い評価が可能で
あり、しかも、取扱い操作も簡単で、データの検出、解
析精度の高い方法として広く適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に用いたワイヤ送給装置の撮動のス
ペクトル解析装置の説明図、第２図はワイヤ送給ＶＲ回
の振動のスベクＩ・ル解析結果の一例を示すグラフであ
る。 符号１・・・・・・スプール　　　２・・・・・・溶接
用ワイヤ３・・・・・・ビンチロール ４・・・・・・コンジットチューブ ５・・・・・・トーチ　　　　６・・・・・・母材７・
・・・・・アーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガスメタルアーク溶接において、溶接時に溶接用ワイヤ
   を被溶接部に送給するワイヤ送給装置に伝わる振動と前
   記溶接用ワイヤのインチング時に前記ワイヤ送給装置に
   伝わる振動を検出し、前記両者の振動のパワースペクト
   ルの差にもとずいて溶接用ワイヤの送給性とアークの安
   定性を定量的に評価することを特徴とするガスメタルア
   ーク溶接用ワイヤの溶接作業性の評価方法。