JPS6365426B2 - - Google Patents
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- JPS6365426B2 JPS6365426B2 JP20741583A JP20741583A JPS6365426B2 JP S6365426 B2 JPS6365426 B2 JP S6365426B2 JP 20741583 A JP20741583 A JP 20741583A JP 20741583 A JP20741583 A JP 20741583A JP S6365426 B2 JPS6365426 B2 JP S6365426B2
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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
- B23K33/00—Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
Description
〔発明の利用分野〕
本発明はアーク溶接による開先を有する突合せ
継手の多層溶接法に係り、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。 〔発明の背景〕 従来、アーク溶接により多層溶接を行う場合、
一般に、溶接線に沿つて取付けられたレール上に
配備された台車に溶接トーチを取付け、一回の溶
接ごとに、溶接トーチの位置及び溶接条件を作業
者が手動により調整してアーク溶接を行う方法が
とられている。また、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り検
出し、次の溶接において、適正な位置に溶接トー
チを自動的に演算制御し、手動設定された溶接条
件及びウイービング条件で多層溶接を行つている
ものもある。この場合には、溶接式検出器もしく
は非接触式の検出器が必要となるが、これらは操
作性の観点から溶接トーチ近傍に設備されること
が多く、アーク熱、スパツタ及びヒユーム等で長
寿命及び高検出精度は望めない。 さらに、検出器を使用しないで多層溶接におけ
るトーチ位置を自動的に制御する多層溶接法で
は、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
り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
置を演算により求め自動的に制御する方法もある
が、溶接条件及びウイービング条件については手
動設定であるため、多層多パス溶接では溶接条件
の入力が大変煩わしい。 〔発明の目的〕 本発明の目的はアーク溶接による開先を有する
突合せ継手の多層溶接において、検出器が不要で
あつてトーチ位置及び溶接条件を自動で制御する
簡便な多層溶接法を提供することにある。 〔発明の概要〕 本発明は、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、溶接条件として溶接電流を入力するのみで開
先内へ与えられた単位時間当りの溶着量と前層の
積層幅から演算で求めた溶接速度から、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
接トーチ位置及び溶接条件を自動的に制御するよ
うにしたものである。すなわち本願発明は次の各
工程を経て連続して多層溶接を行うことを特徴と
する。 (イ) 溶着金属を満たして接合すべき開先若しくは
溶接個所の開先角度θ、深さｔ、開先底部の幅
W0と、初層の溶接線及び溶接トーチ位置とを
初期条件として入力する。 (ロ) 初層の溶接電流Ｉを設定する。 (ハ) 該溶接電流Ｉの関数として初層のアーク電圧
Ｅを演算すると共に、前記開先底部の幅W0か
ら初層の溶接速度ｖを演算する。 (ニ) 該アーク電圧Ｅと前記溶接電流Ｉ及び溶接速
度ｖとに基づいて適正に溶接を実行する。 (ホ) 前記溶接電流Ｉの関数として一回の溶接によ
る単位時間当たりの演着量Ｑを演算する。 (ヘ) 該溶着量Ｑと前記溶接速度とから初層の溶着
金属の断面積Ｓを演算する。 (ト) 該断面積Ｓと前記開先角度θ及び開先底部の
幅W0とから初層の積層幅W1を演算すると共
に、該積層幅W1と開先底部の幅W0及び前記開
先角度θとから初層の積層厚さh1を演算する。 (チ) 該積層幅W1によりストレートパスかウイー
ビングかを選択すると共にパス数を選定して当
該層の溶接が該積層幅W1に至ればトーチ位置
を前記積層厚さh1だけ自動的に移動させる。 (リ) 以降、このトーチ位置の移動を積層厚さの合
計が所定の深さｔに達するまで上記工程(ロ)から
(チ)を繰り返し行い（但し、工程を繰り返すごと
に前記各工程中「初層」とあるのは「第２層」、
「第３層」…と増加し、「W1」とあるのは各層
に対応して「W2」、「W3」…と変化し、「h1」
とあるには各層に対応して「h2」、「h3」…と変
化し、工程(ハ)及び(ト)において「開先底部の幅
W0」とあるのは「前層の積層幅」に置き換わ
る）。 〔発明の実施例〕 本発明について、第１図はＶ開先突合せ継手に
MAG溶接を適用した場合を例に説明する。 Ｖ型開先１の形状は開先角度θ（゜）、開先深さ
ｔ（mm）とする。ｉ層目２の単位時間当りの溶着
量をＱ（mm3／min）、溶接速度ｖ（mm／min）とす
ると、開先内のｉ層目２による溶着金属の断面積
Ｓ（mm2）は次式によつて求められる。 Ｓ＝Ｑ／ｖ (1) そして、第１図に示すように、各積層の断面形
状は幾何学的に台形を呈するものと仮定すればｉ
層目の積層厚さhi（mm）ならびに積層幅Wi（mm）は
次式(2)、(3)によつて求められる。 hi＝２（tanθ／２）-1×（Wi−Wi-1） (2) Wi＝√（i-1）2＋4２ (3) ここに、ｉ＝１におけるW0は開先底部の幅で
ある。 (3)式の積層断面積Ｓ（mm2）は(1)式より求めるこ
とができるが、(1)式に示されている溶着量Ｑ（mm
３／min）及び溶接速度ｖ（mm／min）は予め実験
等により求めた以下に示す実験式を使用する。 溶着量Ｑ（mm3／min）は、溶接電流Ｉ(A)のみを
溶接条件として入力しているので溶接電流Ｉ(A)の
関数として、ここでは一次式の表現をとつた結
果、(4)式が得られた。 Ｑ＝K1・Ｉ＋Ｋ (4) ここにK1、Ｋは使用ワイヤ径、シールドガス
の種類で変化する定数であり、実験により求めら
れる数値である。K1、Ｋの定数値の一例として
示すと、シールドガスにMAG（Ar＋20％CO2）
を使用したワイヤ径1.2（mm）のソリツドワイヤで
は、K1＝84（mm3／min・Ａ）、Ｋ＝−12.98×103
（mm3／min）であつた。 また、ｉ層目の溶接速度ｖ（mm／min）は、溶
接電流Ｉ(A)に無関係で前層の積層幅Wi-1に関係
する(5)式で表現することが実験により判明した。 ｖ＝−Wi-1＋Kv (5) ここにKvは使用ワイヤ径、シールドガスの種
類等で変化する定数であり、MAGガスを使用し
たワイヤ径1.2（mm）のソリツドワイヤの例では
Kv＝35（mm／min）であつた。 上述の(1)〜(5)式を用いることにより任意のｉ層
目の積層厚さhiを計算で求めることができるの
で、ｉ層目の溶接を行う際の溶接トーチの位置は
（ｉ−１）層目の溶接が終了した時点で（ｉ−１）
層目の積層厚さhi-1だけ上昇させた位置でよく、
（ｉ−１）層目の溶接が終了後自動的にhi-1だけ
上昇させることが可能である。 また、溶接線に対して左右方向の溶接トーチ位
置については、計算によつて求めたその層の積層
幅Wiが、１回のストレートパス溶接で欠陥のな
い層の得られる溶接ビード幅以内であれば溶接ト
ーチを溶接線に対して左もしくは右に移動しなく
てもよい。しかし、１回のストレートパス溶接で
は欠陥のない層が得られない積層幅になつた場合
（すなわち第３図の積層幅の比較ブロツク(1)、(3)
において所定値以上になつた場合）には、溶接ト
ーチをウイービングしてその層を溶接するか、も
しくは溶接トーチを左、右に移動し、一層を複数
のストレートパス溶接により溶接を行う方法を取
る。この場合の一層を複数のストレートパス溶接
する際の溶接トーチの左右位置は、１回のストレ
ートパス溶接ビードの積層厚さから求まる積層幅
とその層の積層幅からパス数を求め、各パスの溶
接トーチ位置を決定することで求めることができ
る。さらに、溶接トーチをウイービングしてその
層を積層する場合も、１パスウイービングでその
層の積層ができない場合（すなわち第３図の積層
幅の比較ブロツク(2)において所定値以上になつた
場合）には、複数のストレートパス溶接の場合と
同様の考え方を導入して、溶接トーチの左右位置
を決定することができる。 一方、溶接条件として溶接電流Ｉ(A)を入力する
のみで他の溶接条件（アーク電圧Ｅ（Ｖ）、溶接速
度ｖ（mm／min））を自動的に決定する方法は、実
験式から容易に算出できる。 すなわち、溶接速度ｖ（mm／min）は、(5)式か
ら積層幅の関数として自動的に決定でき、また、
アーク電圧Ｅ（Ｖ）は、(6)式より溶接電流Ｉ(A)の
関数として、溶接電流Ｉ(A)を指定すれば自動的に
決定できる。 Ｅ＝C1・Ｉ＋C0 (6) ここに、C1、C0は使用ワイヤの種類及びワイ
ヤ径、シールドガスの種類で変化する定数であ
り、実験により求められる数値である。C1、C0
の定数値の一例を示すと、シールドガスにMAG
（Ar＋20％CO2）を使用したワイヤ径1.2（mm）の
ソリツドワイヤでは、C1＝0.05（Ｖ／Ａ）、C0＝16
（Ｖ）であつた。 以上述べた手法により、開先断面形状と設定溶
接条件として溶接電流Ｉ(A)のみを入力すれば溶接
トーチ位置及び溶接条件を計算により自動的に算
出することができるので、自動多層溶接を容易に
行うことができる。なお、溶接電流Ｉ(A)を変えて
多層溶接を行う場合、層間で溶接電流Ｉ(A)は変え
て設定できるが、その層内の溶接パス単位で変え
ることは積層厚さが変るので禁止する必要があ
る。 以下、本発明の一実施例を第２図、第３図によ
り説明する。本発明を実施するための装置の構成
を第２図に示す。本装置は消耗電極式溶接トーチ
３が固定され、溶接トーチ３を上下、左右、前後
に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４とその制御装置５、溶
接装置６、及び、前述のトーチ位置及び溶接条件
を設定するための入力部とその演算部を備えた入
力演算装置７からなる。なお、８は溶接ワークで
ある。第３図の本装置の動作フローチヤートを示
す。初めに、初期条件として開先断面形状（開先
角度、開先深さ、開先底部の幅）、初層の溶接線
の開始点と終了点及び溶接トーチの位置、次に、
溶接条件である溶接電流を入力演算装置７の入力
部に入力する。そして、入力した条件に基づき溶
接条件を演算し、溶接を実行、さらに、入力演算
装置７の演算部により前述の溶接電流をもとにし
た単位時間の溶接量を演算、前層の積層幅に基づ
く溶接速度の演算、そして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
７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３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により溶接トーチ３を移動させ、溶接条件
（アーク電圧、溶接速度）を演算し溶接を再度行
う。以下、全積層の合計の厚さが開先深さ（指定
した値）よりも大きい値になるまで溶接を繰り返
す。また、積層幅と所定値との比較を行い、その
結果から溶接パターンを選定する。すなわち１回
のストレートパス溶接ビードで一層の溶接が可能
な幅かどうかを判定し、ある一定の幅以上では溶
接トーチ３のウイービングを行わせる。本例の場
合、MAG溶接（ソリツドワイヤφ1.2mm）、溶接
電流320(A)では、ウイービングを開始する積層幅
は18（mm）であり、ウイービング条件は、正弦波、
42回／min、ウイービング幅は積層幅より２（mm）
小さくした。さらに、積層幅が36（mm）以上とな
つた場合、溶接トーチ３を積層幅の１／４の値だ
け中心位置より左右に振り分け、ウイービング
（前記と同様の条件）を併用して溶接を行わせた。
積層幅が36（mm）以上では、溶接トーチ３を積層
幅の１／６の値だけ中心位置より左右に振り分
け、前記ウイービング条件を併用して溶接を行わ
せた。 上記のウイービング条件で示した値は適用する
溶接電流の違いによつて変化させる必要がある。 表に本例の溶接条件をまた、第４図に積層パタ
ーンを示す。12層20パスによつて溶接は完了し、
ブローホール、溶込み不良の欠陥の発生は見られ
なかつた。 さらに、ビード外観形状も平滑であり、かつ、
ビ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。
継手の多層溶接法に係り、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。 〔発明の背景〕 従来、アーク溶接により多層溶接を行う場合、
一般に、溶接線に沿つて取付けられたレール上に
配備された台車に溶接トーチを取付け、一回の溶
接ごとに、溶接トーチの位置及び溶接条件を作業
者が手動により調整してアーク溶接を行う方法が
とられている。また、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り検
出し、次の溶接において、適正な位置に溶接トー
チを自動的に演算制御し、手動設定された溶接条
件及びウイービング条件で多層溶接を行つている
ものもある。この場合には、溶接式検出器もしく
は非接触式の検出器が必要となるが、これらは操
作性の観点から溶接トーチ近傍に設備されること
が多く、アーク熱、スパツタ及びヒユーム等で長
寿命及び高検出精度は望めない。 さらに、検出器を使用しないで多層溶接におけ
るトーチ位置を自動的に制御する多層溶接法で
は、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
り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
置を演算により求め自動的に制御する方法もある
が、溶接条件及びウイービング条件については手
動設定であるため、多層多パス溶接では溶接条件
の入力が大変煩わしい。 〔発明の目的〕 本発明の目的はアーク溶接による開先を有する
突合せ継手の多層溶接において、検出器が不要で
あつてトーチ位置及び溶接条件を自動で制御する
簡便な多層溶接法を提供することにある。 〔発明の概要〕 本発明は、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、溶接条件として溶接電流を入力するのみで開
先内へ与えられた単位時間当りの溶着量と前層の
積層幅から演算で求めた溶接速度から、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
接トーチ位置及び溶接条件を自動的に制御するよ
うにしたものである。すなわち本願発明は次の各
工程を経て連続して多層溶接を行うことを特徴と
する。 (イ) 溶着金属を満たして接合すべき開先若しくは
溶接個所の開先角度θ、深さｔ、開先底部の幅
W0と、初層の溶接線及び溶接トーチ位置とを
初期条件として入力する。 (ロ) 初層の溶接電流Ｉを設定する。 (ハ) 該溶接電流Ｉの関数として初層のアーク電圧
Ｅを演算すると共に、前記開先底部の幅W0か
ら初層の溶接速度ｖを演算する。 (ニ) 該アーク電圧Ｅと前記溶接電流Ｉ及び溶接速
度ｖとに基づいて適正に溶接を実行する。 (ホ) 前記溶接電流Ｉの関数として一回の溶接によ
る単位時間当たりの演着量Ｑを演算する。 (ヘ) 該溶着量Ｑと前記溶接速度とから初層の溶着
金属の断面積Ｓを演算する。 (ト) 該断面積Ｓと前記開先角度θ及び開先底部の
幅W0とから初層の積層幅W1を演算すると共
に、該積層幅W1と開先底部の幅W0及び前記開
先角度θとから初層の積層厚さh1を演算する。 (チ) 該積層幅W1によりストレートパスかウイー
ビングかを選択すると共にパス数を選定して当
該層の溶接が該積層幅W1に至ればトーチ位置
を前記積層厚さh1だけ自動的に移動させる。 (リ) 以降、このトーチ位置の移動を積層厚さの合
計が所定の深さｔに達するまで上記工程(ロ)から
(チ)を繰り返し行い（但し、工程を繰り返すごと
に前記各工程中「初層」とあるのは「第２層」、
「第３層」…と増加し、「W1」とあるのは各層
に対応して「W2」、「W3」…と変化し、「h1」
とあるには各層に対応して「h2」、「h3」…と変
化し、工程(ハ)及び(ト)において「開先底部の幅
W0」とあるのは「前層の積層幅」に置き換わ
る）。 〔発明の実施例〕 本発明について、第１図はＶ開先突合せ継手に
MAG溶接を適用した場合を例に説明する。 Ｖ型開先１の形状は開先角度θ（゜）、開先深さ
ｔ（mm）とする。ｉ層目２の単位時間当りの溶着
量をＱ（mm3／min）、溶接速度ｖ（mm／min）とす
ると、開先内のｉ層目２による溶着金属の断面積
Ｓ（mm2）は次式によつて求められる。 Ｓ＝Ｑ／ｖ (1) そして、第１図に示すように、各積層の断面形
状は幾何学的に台形を呈するものと仮定すればｉ
層目の積層厚さhi（mm）ならびに積層幅Wi（mm）は
次式(2)、(3)によつて求められる。 hi＝２（tanθ／２）-1×（Wi−Wi-1） (2) Wi＝√（i-1）2＋4２ (3) ここに、ｉ＝１におけるW0は開先底部の幅で
ある。 (3)式の積層断面積Ｓ（mm2）は(1)式より求めるこ
とができるが、(1)式に示されている溶着量Ｑ（mm
３／min）及び溶接速度ｖ（mm／min）は予め実験
等により求めた以下に示す実験式を使用する。 溶着量Ｑ（mm3／min）は、溶接電流Ｉ(A)のみを
溶接条件として入力しているので溶接電流Ｉ(A)の
関数として、ここでは一次式の表現をとつた結
果、(4)式が得られた。 Ｑ＝K1・Ｉ＋Ｋ (4) ここにK1、Ｋは使用ワイヤ径、シールドガス
の種類で変化する定数であり、実験により求めら
れる数値である。K1、Ｋの定数値の一例として
示すと、シールドガスにMAG（Ar＋20％CO2）
を使用したワイヤ径1.2（mm）のソリツドワイヤで
は、K1＝84（mm3／min・Ａ）、Ｋ＝−12.98×103
（mm3／min）であつた。 また、ｉ層目の溶接速度ｖ（mm／min）は、溶
接電流Ｉ(A)に無関係で前層の積層幅Wi-1に関係
する(5)式で表現することが実験により判明した。 ｖ＝−Wi-1＋Kv (5) ここにKvは使用ワイヤ径、シールドガスの種
類等で変化する定数であり、MAGガスを使用し
たワイヤ径1.2（mm）のソリツドワイヤの例では
Kv＝35（mm／min）であつた。 上述の(1)〜(5)式を用いることにより任意のｉ層
目の積層厚さhiを計算で求めることができるの
で、ｉ層目の溶接を行う際の溶接トーチの位置は
（ｉ−１）層目の溶接が終了した時点で（ｉ−１）
層目の積層厚さhi-1だけ上昇させた位置でよく、
（ｉ−１）層目の溶接が終了後自動的にhi-1だけ
上昇させることが可能である。 また、溶接線に対して左右方向の溶接トーチ位
置については、計算によつて求めたその層の積層
幅Wiが、１回のストレートパス溶接で欠陥のな
い層の得られる溶接ビード幅以内であれば溶接ト
ーチを溶接線に対して左もしくは右に移動しなく
てもよい。しかし、１回のストレートパス溶接で
は欠陥のない層が得られない積層幅になつた場合
（すなわち第３図の積層幅の比較ブロツク(1)、(3)
において所定値以上になつた場合）には、溶接ト
ーチをウイービングしてその層を溶接するか、も
しくは溶接トーチを左、右に移動し、一層を複数
のストレートパス溶接により溶接を行う方法を取
る。この場合の一層を複数のストレートパス溶接
する際の溶接トーチの左右位置は、１回のストレ
ートパス溶接ビードの積層厚さから求まる積層幅
とその層の積層幅からパス数を求め、各パスの溶
接トーチ位置を決定することで求めることができ
る。さらに、溶接トーチをウイービングしてその
層を積層する場合も、１パスウイービングでその
層の積層ができない場合（すなわち第３図の積層
幅の比較ブロツク(2)において所定値以上になつた
場合）には、複数のストレートパス溶接の場合と
同様の考え方を導入して、溶接トーチの左右位置
を決定することができる。 一方、溶接条件として溶接電流Ｉ(A)を入力する
のみで他の溶接条件（アーク電圧Ｅ（Ｖ）、溶接速
度ｖ（mm／min））を自動的に決定する方法は、実
験式から容易に算出できる。 すなわち、溶接速度ｖ（mm／min）は、(5)式か
ら積層幅の関数として自動的に決定でき、また、
アーク電圧Ｅ（Ｖ）は、(6)式より溶接電流Ｉ(A)の
関数として、溶接電流Ｉ(A)を指定すれば自動的に
決定できる。 Ｅ＝C1・Ｉ＋C0 (6) ここに、C1、C0は使用ワイヤの種類及びワイ
ヤ径、シールドガスの種類で変化する定数であ
り、実験により求められる数値である。C1、C0
の定数値の一例を示すと、シールドガスにMAG
（Ar＋20％CO2）を使用したワイヤ径1.2（mm）の
ソリツドワイヤでは、C1＝0.05（Ｖ／Ａ）、C0＝16
（Ｖ）であつた。 以上述べた手法により、開先断面形状と設定溶
接条件として溶接電流Ｉ(A)のみを入力すれば溶接
トーチ位置及び溶接条件を計算により自動的に算
出することができるので、自動多層溶接を容易に
行うことができる。なお、溶接電流Ｉ(A)を変えて
多層溶接を行う場合、層間で溶接電流Ｉ(A)は変え
て設定できるが、その層内の溶接パス単位で変え
ることは積層厚さが変るので禁止する必要があ
る。 以下、本発明の一実施例を第２図、第３図によ
り説明する。本発明を実施するための装置の構成
を第２図に示す。本装置は消耗電極式溶接トーチ
３が固定され、溶接トーチ３を上下、左右、前後
に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４とその制御装置５、溶
接装置６、及び、前述のトーチ位置及び溶接条件
を設定するための入力部とその演算部を備えた入
力演算装置７からなる。なお、８は溶接ワークで
ある。第３図の本装置の動作フローチヤートを示
す。初めに、初期条件として開先断面形状（開先
角度、開先深さ、開先底部の幅）、初層の溶接線
の開始点と終了点及び溶接トーチの位置、次に、
溶接条件である溶接電流を入力演算装置７の入力
部に入力する。そして、入力した条件に基づき溶
接条件を演算し、溶接を実行、さらに、入力演算
装置７の演算部により前述の溶接電流をもとにし
た単位時間の溶接量を演算、前層の積層幅に基づ
く溶接速度の演算、そして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
７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３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により溶接トーチ３を移動させ、溶接条件
（アーク電圧、溶接速度）を演算し溶接を再度行
う。以下、全積層の合計の厚さが開先深さ（指定
した値）よりも大きい値になるまで溶接を繰り返
す。また、積層幅と所定値との比較を行い、その
結果から溶接パターンを選定する。すなわち１回
のストレートパス溶接ビードで一層の溶接が可能
な幅かどうかを判定し、ある一定の幅以上では溶
接トーチ３のウイービングを行わせる。本例の場
合、MAG溶接（ソリツドワイヤφ1.2mm）、溶接
電流320(A)では、ウイービングを開始する積層幅
は18（mm）であり、ウイービング条件は、正弦波、
42回／min、ウイービング幅は積層幅より２（mm）
小さくした。さらに、積層幅が36（mm）以上とな
つた場合、溶接トーチ３を積層幅の１／４の値だ
け中心位置より左右に振り分け、ウイービング
（前記と同様の条件）を併用して溶接を行わせた。
積層幅が36（mm）以上では、溶接トーチ３を積層
幅の１／６の値だけ中心位置より左右に振り分
け、前記ウイービング条件を併用して溶接を行わ
せた。 上記のウイービング条件で示した値は適用する
溶接電流の違いによつて変化させる必要がある。 表に本例の溶接条件をまた、第４図に積層パタ
ーンを示す。12層20パスによつて溶接は完了し、
ブローホール、溶込み不良の欠陥の発生は見られ
なかつた。 さらに、ビード外観形状も平滑であり、かつ、
ビ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、予め溶着金属を満して接合す
べき開先断面形状を幾何学的に明らかにしてお
き、溶接条件として溶接電流を入力するのみで開
先内へ与えられた単位時間当りの溶着量と前層の
積層幅から演算で求めた溶接速度から、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
チ位置及び溶接条件を自動的に制御することがで
きるので、従来の溶接条件設定方式に比較して省
力効果が大である。
べき開先断面形状を幾何学的に明らかにしてお
き、溶接条件として溶接電流を入力するのみで開
先内へ与えられた単位時間当りの溶着量と前層の
積層幅から演算で求めた溶接速度から、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
チ位置及び溶接条件を自動的に制御することがで
きるので、従来の溶接条件設定方式に比較して省
力効果が大である。
図面は本発明に係わる多層溶接法の説明図で、
第１図はＶ型開先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
の動作フローチヤートを示す図、第４図は実施例
における積層パターンを示す図である。 １…Ｖ型開先突合せ継手の断面、２…積層断
面、３…溶接トーチ、４…溶接トーチ駆動装置、
５…溶接トーチ駆動用制御装置、６…溶接装置、
７…入力演算装置、８…溶接ワーク。
第１図はＶ型開先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
の動作フローチヤートを示す図、第４図は実施例
における積層パターンを示す図である。 １…Ｖ型開先突合せ継手の断面、２…積層断
面、３…溶接トーチ、４…溶接トーチ駆動装置、
５…溶接トーチ駆動用制御装置、６…溶接装置、
７…入力演算装置、８…溶接ワーク。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (イ) 溶着金属を満たして接合すべき開先若し
くは溶接個所の開先角度θ、深さｔ、開先底部
の幅W0と、初層の溶接線及び溶接トーチ位置
とを初期条件として入力し、 (ロ) 初層の溶接電流Ｉを設定し、 (ハ) 該溶接電流Ｉの関数として初層のアーク電圧
Ｅを演算すると共に、前記開先底部の幅W0か
ら初層の溶接速度ｖを演算し、 (ニ) 該アーク電圧Ｅと前記溶接電流Ｉ及び溶接速
度ｖとに基づいて適正に溶接を実行すると共
に、 (ホ) 前記溶接電流Ｉの関数として一回の溶接によ
る単位時間当たりの演着量Ｑを演算し、 (ヘ) 該溶着量Ｑと前記溶接速度とから初層の溶着
金属の断面積Ｓを演算し、 (ト) 該断面積Ｓと前記開先角度θ及び開先底部の
幅W0とから初層の積層幅W1を演算すると共
に、該積層幅W1と開先底部の幅W0及び前記開
先角度θとから初層の積層厚さh1を演算し、 (チ) 該積層幅W1によりストレートパスかウイー
ビングかを選択すると共にパス数を選定して当
該層の溶接が該積層幅W1に至ればトーチ位置
を前記積層厚さh1だけ自動的に移動させ、 (リ) 以降、このトーチ位置の移動を積層厚さの合
計が所定の深さｔに達するまで上記工程(ロ)から
(チ)を繰り返し行い（但し、工程を繰り返すごと
に前記各工程中「初層」とあるのは「第２層」、
「第３層」…と増加し、「W1」とあるのは各層
に対応して「W2」、「W3」…と変化し、「h1」
とあるのは各層に対応して「h2」、「h3」…と変
化し、工程(ハ)及び(ト)において「開先底部の幅
W0」とあるのは「前層の積層幅」に置き換わ
る）、 連続して多層溶接を行うことを特徴とする開先
を有する突合せ継手の多層溶接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20741583A JPS6099485A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 開先を有する突合せ継手の多層溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20741583A JPS6099485A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 開先を有する突合せ継手の多層溶接法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6099485A JPS6099485A (ja) | 1985-06-03 |
| JPS6365426B2 true JPS6365426B2 (ja) | 1988-12-15 |
Family
ID=16539366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20741583A Granted JPS6099485A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 開先を有する突合せ継手の多層溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6099485A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62158565A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-14 | Sumikin Yosetsu Kogyo Kk | 多層盛溶接方法 |
| JPS6310076A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-16 | Hitachi Zosen Corp | 多層溶接の溶接条件決定方法 |
| US5166495A (en) * | 1989-09-11 | 1992-11-24 | Esab Aktiebolag | Method and apparatus for automatic multi-run welding |
| JP2005081418A (ja) * | 2003-09-10 | 2005-03-31 | Nippon Steel Corp | 狭開先多層盛りアーク溶接の自動溶着量制御方法 |
-
1983
- 1983-11-07 JP JP20741583A patent/JPS6099485A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6099485A (ja) | 1985-06-03 |
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