JPS6380970A - 片面溶接方法 - 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】 （産業上の利用分野］ 本発明は開先裏面に裏当材を当て表面から溶接を行なう
片面溶接方法に関するものである。

（従来の技術］ 母材表面から溶接を行ない、裏なみ全形成させる片面溶
接は、母材全反転できない現地での溶接あるいは大形鋼
板の板継溶接に広く利用されている。

この片面溶接では、開先間隔が溶接長全長にわたって均
一な場合は、比較的容易に良好な裏なみビードを形成で
きるが、開先間隔が均一でない場合には、溶接者が開先
間隔に応じた溶接速度、溶接電圧などの条件を調整しな
がら溶接しないと必ずしも良好な裏なみビードは形成で
きない、特に宕接部を直接監視できないサブマージアー
ク溶接や、アークの吹付は力が小さい細径ワイヤを用い
るガスシールドアーク溶接では更に溶接は困難となる。

この問題点を解決しようとする技術として、特開昭６１
−５６７７５号公報にて８板の上にフラックス全散布し
た裏当材を用いて尋接し、母材と銅板間の電圧を検出し
て裏なみビードを制御する方法が提案された。しかしな
がら、上記方法は銅板の上にフラックスを散布し之裏当
材、即ち母材と導電体の間に電気不導体を介在させた裏
当材を使用した溶接にのみ適用されるものであって、そ
の利用範囲が狭いっ （発明が解決しようとする問題点】 上述の如〈従来技術では片面溶接の自動化は困難であシ
、また自動化されたものでも、その適用範囲は狭く問題
であった。

（問題点全解決するための手段］ 本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
って、その要旨は、開先裏面に裏当材を当て、溶接ワイ
ヤを開先幅方向にオシレートしなｄＥらｉ接する片面ｍ
接方法において、オシレート幅中央における溶接電流を
検出し、該溶接電流の検出結果をあらかじめ設定したし
きい値と比較し、比較結果に応じてあらかじめ設定した
２段階の溶接速度のいずれかを選定して溶接することを
特徴とする片面溶接方法である。

（作　用） 以下、図面に従い本発明の詳細な説明するつ第５図は従
来使用されているワイヤオシレート式カスシールドアー
ク片面溶接方法全示す図である。

Ｖ型開光を形成して突合わされた母材１および２の裏面
には耐火性を有する固型裏当材３が当ててあって、母材
２の表面にはガイドレール４がマグネット５および６で
固定して載置しである。７はガイドレール４に沿ってモ
ータ（図示せず］にて駆動され走行する醇接合車で、台
車７にはオシレート装置８が搭載されている。オシレー
ト装置８はオシレート軸９全矢印１０の方向、即ち開先
幅方向にオシレートさせ、オシレート軸９の先端に設け
た溶接トーチホルダ１１で保持されたに手接トーチ１２
ｆｅ同様に開先幅方向にオシレートさせるつ溶接ワイヤ
１３は溶接トーチ１２全通して開先内に供給さ・れ、別
に設けた直流定電圧溶接電源から電圧が印加され、溶接
が行なわれる。１４はガスシールドノズルである。

上記構成によって溶接全行った場合の裏なみ形成の状態
を第４図において模式的に示す、まず、同図（−におい
ては溶接速度、即ち溶接台車７の速度と開先間隔との関
係が適正であって溶接アーク１５は溶接金属１６に対し
て先行せず、また遅れることもなく良好な裏なみが形成
されている。同Ｉｙｌ（ｂ）においては開先間隔が広く
、相対的に適正速度よシ溶接合車７の速度が早いため溶
接アーク１５は溶接金属に対して先行し、過大な裏なみ
が形成されている。同図（ｂ）において最悪の場合は裏
当材３を溶は落して酩融金属が垂れ落ち、溶接不能とな
る危険性もあろうまた同図（Ｃ）においては開先間隔が
狭く、相対的に適正速度より台車の速度が遅いため溶接
アーク１５に対して溶接金属１６が先行し、充分な裏な
みが形成されない。

ところで、第４図において裏なみが良好に形成されると
きとそうでないときの違いについて、ワイヤの突出し長
さＥＸＴに着目すると、過大な裏なみとなる場合に突出
し長さＥＸＴが最も長く、充分な裏なみが形成されない
場合に突出し長さＢＸＴが最も短く、良好な裏なみが形
成される場合が両者の中間的なワイヤ突出し長さとなる
ことがわかるうさらに溶接電源に直流定電圧電源を用い
、ワイヤを定速送給して溶接を行うときには、ワイヤ突
出し長さが長いと溶接電流は低く、ワイヤ突出し長さが
短いと６接電流は高くなることがあることから、本発明
者等は溶接中の溶接電流の変動の状態を観察してみた。

第２図は開先間隔が溶接進行に従い広くなるよう形成し
た開先を溶接速度を一定にして溶接した場合の溶接電流
の変動状態を模式的に示したものであり、同図（、）は
溶接ワイヤのオシレート幅と開先間隔の関係を示し、同
図（ｂ）は溶接電流の変動を示したものである。同図に
おいて開先幅はＷｌからＷ２へ・と拡大しており、ワイ
ヤのオシレート幅Ｗは一定で溶接した状態を示す、この
ような状態で溶接したとき、ｍ接電流は同図（ｂ）のよ
うに変動する。同図に示す如く溶接電流はワイヤのオシ
レートに同期して変動し、オシレートの端部で高い値Ｈ
全示し、オシレート幅中央では低い値Ｌ′！ｉｌ−示す
、溶接電流値Ｈは開先間隔が広くなるに従い低くなシ、
開先間隔がオシレート幅より広くなる０点を過ぎると一
段と低くなるつまたオシレート幅中央における溶接１！
流値りも開先幅が広がるに従い低くなう、全体として溶
接電流の変動幅は開先幅に対してワイヤのオシレート幅
が大きい程、大きいといえる、この現象は、オシレート
幅が大きいと、溶接アークが開先壁とワイヤとの間で発
生し、ワイヤ突出し長さが短くなシ、オシレート幅が小
さいと開先壁にはほとんどアークが飛ばないためにおき
るものである。第３図にこの様子を示す、同図（ａ）に
示す如く開先が狭いと溶接アーク１５はオシレート両端
で開先壁１７に発生し、ワイヤ突出し長さは色端に短く
なり、一方開先が広いと同図（ｂ）に示す如くオシレー
ト両端において若干ワイヤ突出し長さが短くなる程度で
ある。

このように、溶接電流値ＨおよびＬは開先間隔が広くな
るに従い低下する傾向にあって、しかも開先間隔が広く
なる程、裏なみビーＦの余盛高さが高くなる傾向にあっ
たことから、溶接電流値を検出して、その結果に従い溶
接速度全制御し、容接アークｋｇ接金属に先行しないよ
うに、また逆に溶接金属を溶接アークに先行させないよ
うにしてやれば良いことが判つｆｃ。

ところで、前述した如く、オシレート両端での溶接電流
値はオシレート幅と開先間隔との相対関係によっても変
動量が異なるため、直接には裏なみビードの良し悪しの
判断基準とはし難く、また溶接電流変動の平均値、即ち
直接電流ＨおよびＬの平均値を判断基準とするのも同様
に不適邑である。一方、オシレート幅中央での溶接電流
値りのみは開先間隔の広がりに対しほぼ直線的に変化し
ておシ、直接裏なみビード形成の良し悪し全判断する基
準となり得ると判断した。

本発明者等は上述の実験による知見をもとに、オシレー
ト幅中央の溶接電流値を検出して溶接し、良好な結果を
得たので以下に説明する。

第１図は本発明方法を説明するためのフローチャートで
ある。

まず、溶接ワイヤのオシレート幅中央位置全検出する１
位置検出は向えば第５図に示す従来溶接装置のオシレー
ト軸９に接続したポテンショメータで行う、次にオシレ
ート幅中央位置での洛接電流金検出して、実験によって
予め設定したしきい値と比較し、検出した電流値がしき
い値より大であれば溶接速度大で隣接し、しきい値より
小であれは容接速度小で溶接する。ここで溶接速度は、
予想される速度より大きい速度と小さい速度の２段階を
予め設定しておき、このいずれかよシ選定する。溶接速
度を２段階としたのは、装置を簡素化するためであり、
無段階で制菌するより経済的に目的を達成できるっこの
ように、オシレート幅中央において毎回溶接電流を検出
し、その都度、溶接速度を切り換えてワイヤ突出し長さ
が一定に保持されるよう制御し溶接するっ （実施例） 本発明法により溶接した実施例を以下に説明する。

溶接法は炭酸ガスシールド醇接法で、母材は軟鋼、板厚
１６圏のものを用い、開先角度４０°、開先間隔３〜８
ｗでＶ開先を形成し、開先裏面に耐火性固型裏当材を当
てて溶接したつその他の尚接条件は以下のとおシである
。

溶接ワイヤ：外径１．６ｍ　　ンリツドワイヤ溶接′ｆ
Ｘ流しきい値：４０（１，溶接電圧：３４ｖ宕接速度設
定値二大−２５０／分 小−１０ｄ／分 トーチと母材下面間距離：３０簡 ワイヤオシレート二幅−６１１５１ 回数−５０回／分 以上の溶接条件で溶接した結果、開先間隔が３日〜８ｆ
ｉと変化する開先にもがかわらず良好な裏なみが形成さ
れた。

なお、上記実施列では炭酸ガスシールド溶接法で、裏当
材に耐火性固型裏当材を用いて溶接した列を示したが、
サブマージ溶接法であっても、直流定電圧電源を用い、
ワイヤを定速送給して行なう溶接であれば本発明方法の
適用はできるし、裏当材が銅板であっても差しつかえな
い。

また、オシレート幅中央位イの検出はポテンショメータ
を用いる方法に限らず、リミットスイッチ、近接スイッ
チ等のセンナを用いても同様の効果は得られる。

（発明の効果］ 以上説明した如く、本発明によれば開先精度が悪い部材
の片面溶接が容易に行なえ、溶接者が溶接中て条件を再
調整する々どの手間が省略できるため、自動溶接の効果
を一段と高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を説明するためのフローチャート、
第２図（ａ）　、　（ｂ）はワイヤオシレート溶接法に
おける溶接電流変動の様子を示す模式図、第３図（ａ）
　、　（ｂ）はワイヤ突出し長さ変動を示す図、第４図
（ａ）　、　（ｂ）　、　（Ｃ）は裏なみ形成の様子を
示す模式図、第５図はワイヤオシレート式ガスシールド
片ＴｈＭ接方法の説明図である。 １．２・・・母材、３・・・裏尚材、４・・・ガイドレ
ール、５．６・・・マグネット、７・・・溶接台車、８
・・・オシレート装置、９・・・オシレート軸、１０・
・・オシレート方向、１１・・・溶接トーチホルダ、１
２・・・溶接トーチ、１３・・・溶接ワイヤ、１４・・
・ガスシールドノズル、１５・・・溶接アーク、１６・
・・溶接金属、１７・°・開先壁、Ｗｌ、Ｗ２・・・開
先間隔、Ｗ・・・オシレート幅、Ｈ・・・オシレート両
晧の溶接電流、Ｌ・パオシレート幅中夫の溶接電流、Ｅ
ＸＴ・・・ワイヤ突出し長さ。 代理人　弁理士　　秋　　沢　　政　　光信１名 第１図 ′ｙｒ２図 袷薄進行才面□ Ｃｂ） 図面の浄、；（内さに変更なし） りｔ’、５’ａ （ａ）　　　　　　　　（ｂ） ７Ｉ′４図 ７５図 指令による手続補正書 ヰ 昭和６１年１２月１日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）開先裏面に裏当材を当て、溶接ワイヤを開先幅方
   向にオシレートしながら溶接する片面溶接方法において
   、オシレート幅中央における溶接電流を検出し、該溶接
   電流の検出結果をあらかじめ設定したしきい値と比較し
   、比較結果に応じてあらかじめ設定した２段階の溶接速
   度のいずれかを選定して溶接することを特徴とする片面
   溶接方法。