JPWO2016075883A1 - 溶接条件設定方法 - Google Patents

Abstract

本開示の溶接条件設定方法は、第１のステップと、第２のステップとを有する。第１のステップでは、溶接速度と溶接継手形状を標準値として予め設定する。第２のステップでは、材質、ワイヤ径、シールドガスのガス種類の少なくとも３つの項目を設定する。さらに、第２のステップで設定される項目に紐づけられる（溶接条件テーブルから抽出される）溶接ナビ係数と第１のステップで予め設定された標準値とに基づいて、板厚に対応する溶接電流を算出する。さらに、標準値を変更することなく溶接対象物の板厚のみが変わる場合は、板厚のみを選択変更することにより板厚に応じた溶接電流での溶接条件を設定する。

Description

本開示は、消耗電極式アーク溶接機において、溶接対象物である鋼板の厚さを入力することで、その溶接対象物に適した溶接電流を自動的に導き出す溶接条件設定方法に関する。

従来、経験の少ない溶接作業者をサポートするため、溶接ナビゲーション（以下、溶接ナビと称す）と呼ばれる、溶接対象物に適した溶接電流を自動的に導き出す溶接条件設定方法が存在した。この溶接ナビによって、作業者はいくつかのパラメータ（溶接対象物情報、溶接法情報）を入力するだけで、溶接対象物に対する適切な溶接電流指令値を得ることができた。

図４は、従来の溶接ナビの構成を示すブロック溶接条件の推奨値を決定する手順を示すフローチャートである。図４では、パラメータとして、溶接対象物の材質や板厚、溶接対象物の溶接継手形状、ワイヤ径、ガスの種類、溶接速度等を入力している（特許文献１）。

国際公開第２０１２／０３５７１８号

本開示の溶接条件設定方法は、第１のステップと、第２のステップとを有する。第１のステップでは、溶接速度と溶接継手形状を標準値として予め設定する。第２のステップでは、材質、ワイヤ径、シールドガスのガス種類の少なくとも３つの項目を設定する。さらに、第２のステップで設定される項目に紐づけられる（溶接条件テーブルから抽出される）溶接ナビ係数と第１のステップで予め設定された標準値とに基づいて、板厚に対応する溶接電流を算出する。さらに、標準値を変更することなく溶接対象物の板厚のみが変わる場合は、板厚のみを選択変更することにより板厚に応じた溶接電流での溶接条件を設定する。

図１は、実施の形態１における溶接条件設定方法を実行する溶接機のブロック図である。 図２は、実施の形態２における溶接条件設定方法を実行する溶接機の他のブロック図である。 図３Ａは、本開示の入力例を示す図である。 図３Ｂは、従来の入力例を示す図である。 図４は、従来の溶接ナビの溶接条件の推奨値を決定する手順を示すフローチャートである。

従来の溶接ナビでは作業者がいくつかのパラメータを入力することによって、溶接対象物に対する適切な溶接電流指令値を得ることができる。しかし、このいくつかのパラメータには溶接速度などがあり、経験が少ない作業者では、このパラメータを決めるのが困難な場合が生じるケースがあった。

（実施の形態１）
以下、本開示の実施の形態１について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態１における溶接対象物の板厚の入力によって溶接電流指令値を求める、溶接条件設定方法を実行する溶接機のブロック図である。

図１は、本開示の溶接条件設定方法であり、板厚を入力することで溶接電流指令値の決定を可能にサポートする板厚ナビゲーション（以下、板厚ナビと称す）である。板厚ナビは、材質を入力する材質入力部１と、溶接ワイヤのワイヤ径を入力するワイヤ径入力部２と、ガスの種類を入力するガス種類入力部３とを有する。

さらに、板厚ナビは、検索／転送部４と、溶接条件テーブル群５と、データ記憶部６とを有する。検索／転送部４は、材質入力部１とワイヤ径入力部２とガス種類入力部３からの入力によって溶接条件テーブル群５の溶接条件テーブルの検索を行い、検索した溶接条件テーブルデータをデータ記憶部６に転送する。溶接条件テーブル群５は、溶接時に必要なデータ（例えば、溶接電流に応じて一元的に決定される電圧データである一元化電圧データや、溶接ナビの係数（溶接速度に対応する板厚と溶接電流の関係を表す係数）などのデータである溶接ナビデータ）が予め記憶されている。データ記憶部６は、検索され、溶接条件テーブル群５より検索／転送部４を介して転送された溶接条件テーブルデータを記憶する。

さらに、板厚ナビは、溶接対象物の板厚を入力する板厚入力部７と、溶接対象物の接合される配置である溶接継手形状および溶接速度を標準値として予め記憶している継手形状／溶接速度記憶部１０と、を有する。

さらに、板厚ナビは、溶接電流指令値演算部１１と溶接出力部１２とを有する。溶接電流指令値演算部１１は、データ記憶部６に記憶された溶接ナビデータと、板厚入力部７と継手形状／溶接速度記憶部１０から入力されたデータとより溶接電流指令値を算出し、溶接出力部１２に出力する。溶接出力部１２は、溶接電流指令値演算部１１から入力された溶接電流指令値を基に溶接トーチ（図示せず）等に実際の溶接を行う溶接電力の出力を行う。

次に、溶接条件設定方法の動作を説明する。本実施の形態の溶接条件設定方法は、第１のステップと第２のステップとを有する。第１のステップでは、溶接速度と溶接継手形状を標準値として継手形状／溶接速度記憶部１０に予め設定する。第２のステップでは、材質入力部１とワイヤ径入力部２とガス種類入力部３により、材質、ワイヤ径、シールドガスのガス種類の少なくとも３つの項目を設定する。さらに、検索／転送部４により溶接条件テーブル群５から抽出したデータを、検索／転送部４を介して溶接電流指令値演算部１１に転送する。溶接電流指令値演算部１１は、転送されたデータから、第２のステップでの設定される項目に紐づけられる溶接ナビ係数と第１のステップで予め設定された標準値とに基づいて、板厚入力部７により入力された板厚に対応する溶接電流を算出する。このとき、標準値を変更することなく溶接対象物の板厚のみが変わる場合は、板厚入力部７により板厚のみを選択変更することにより板厚に応じた溶接電流での溶接条件を設定可能とする。

また、上記に加えて、板厚に対応する溶接電流の算出は、溶接電流の所定の範囲に相当する単位板厚あたりの溶接電流値を算出することにより行い、板厚の選択により板厚に応じた溶接電流での溶接条件の設定をする。

作業者は第２ステップで、材質入力部１とワイヤ径入力部２とガス種類入力部３によって溶接対象物の材質、使用するワイヤ径、ガスの種類を入力する。溶接ワイヤの変更や、ガスを変更するには手間がかかるため、通常はこれらを頻繁に変更して溶接を行うのは作業性が悪い。従って、同一の材質の鋼材、溶接ワイヤ、ガスでの作業をまとめて、連続して行うので、一般にこの３つのパラメータは一度入力するとしばらく変更しないことが多い。

検索／転送部４は、入力された溶接対象物の材質、ワイヤ径、ガスの種類を検索キーとなるキー項目とし、溶接条件テーブル群５から対象となる溶接条件データを検索し、データ記憶部６に転送する。溶接条件データには溶接対象物の材質、ワイヤ径、ガス種類のそれぞれに応じたデータが記載されている。溶接条件テーブル群５のデータの一例として一元化電圧データ、ワイヤ送給速度データや、溶接対象物に適した溶接条件を導き出す係数からなる溶接ナビデータなどがあり、これらは溶接対象物の材質やワイヤ径やガス種類によって異なる。

なお、一元化電圧データ、ワイヤ送給速度データは本開示とは特に関係ないので詳細な説明を省略する。

溶接電流指令値演算部１１は、溶接ナビデータと、継手形状／溶接速度記憶部１０に記憶されている溶接対象物の溶接継手形状としての継手形状データおよび溶接速度データと、板厚入力部７から入力される板厚データとから溶接電流指令値を求めて出力する。

具体的に、溶接電流指令値を求める方法としては実験的に求めた式に対して入力されたデータを適用する方法や、入力されたデータより実験的に作られた条件テーブルから対応するデータを選択する方法などを用いても良い。

また、溶接対象物の構成は様々であるので板厚は頻繁に変更される。板厚を入力する方法の一例として、図３Ａに示すように、調整器（図示せず）のダイヤル入力等によって板厚を入力し、入力された板厚を７ｓｅｇＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ）等の表示部に表示する方法がある。

従来は、図３Ｂに示すように、ダイヤル入力で溶接電流指令値を入力していたが、本開示の図３Ａに示す溶接条件設定方法ではダイヤル入力で板厚を入力することで溶接電流の指令値を決定することが可能である。

このような方法を用いることにより、目の前にある実際の溶接対象物の板厚を入力するだけで適切な溶接電流指令値を設定できる。これにより、経験の少ない作業者でも手軽かつ的確に溶接条件を設定することができ、作業効率が大幅な向上する。また、簡単な板厚の入力によって、溶接電流指令値を求めることができる。

以上、本実施の形態によれば作業者は溶接対象物の板厚を入力するだけで、簡単に適切な溶接電流指令値を求めることができる。

（実施の形態２）
以下、本開示の実施の形態２について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態２における溶接対象物の板厚の入力によって溶接電流指令値を求める、溶接条件設定方法を実行する溶接機の他のブロック示す図である。図２において、図１の実施の形態１と異なる点は、図１の継手形状／溶接速度記憶部１０の替わりに、継手形状入力部８と、溶接速度入力部９と、入力型継手形状／溶接速度記憶部１３とを有する点である。継手形状入力部８には、板厚ナビの構成は溶接対象物の溶接継手形状が入力される。溶接速度入力部９には、溶接速度が入力される。入力型継手形状／溶接速度記憶部１３は、継手形状入力部８および溶接速度入力部９から入力された溶接継手形状および溶接速度を標準値として予め記憶または変更可能に記憶する。

次にその動作を説明する。実施の形態１の第１のステップで予め設定される標準値を変更する場合は、溶接速度入力部９により入力される溶接速度、および、継手形状入力部８により入力される溶接継手形状の少なくとも一つを変更し、入力型継手形状／溶接速度記憶部１３に記憶する。そして、溶接電流指令値演算部１１は、データ記憶部６に記憶された溶接ナビ係数と変更されて入力型継手形状／溶接速度記憶部１３に記憶された標準値に基づいて、板厚入力部７により入力された板厚に応じた溶接電流を算出し、選択される溶接対象物の板厚に応じた溶接電流での溶接条件を設定可能とする。

本開示の実施の形態２の溶接条件設定方法では、実施の形態１の継手形状／溶接速度記憶部１０に代わり入力型継手形状／溶接速度記憶部１３を有し、作業者は溶接対象物の溶接継手形状および溶接速度を必要に応じて入力することで、よりきめ細かく調整可能な溶接電流指令値を得ることができる。

尚、本実施の形態の図２では、継手形状／溶接速度記憶部１０を有していないとしたが、継手形状／溶接速度等を記憶する記憶部を有していても良い。

本開示の溶接条件設定方法は溶接対象物の板厚を入力することで、溶接電流指令値を設定することができるものである。これにより経験の少ない作業者でも手軽かつ的確に溶接条件を設定することができるため、作業効率の大幅な向上が期待できるため、消耗電極式アーク溶接装置の機能として産業上有用である。

１ 材質入力部
２ ワイヤ径入力部
３ ガス種類入力部
４ 検索／転送部
５ 溶接条件テーブル群
６ データ記憶部
７ 板厚入力部
８ 継手形状入力部
９ 溶接速度入力部
１０ 継手形状／溶接速度記憶部
１１ 溶接電流指令値演算部
１２ 溶接出力部
１３ 入力型継手形状／溶接速度記憶部

（実施の形態２）
以下、本開示の実施の形態２について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態２における溶接対象物の板厚の入力によって溶接電流指令値を求める、溶接条件設定方法を実行する溶接機の他のブロック示す図である。
図２において、図１の実施の形態１と異なる点は、図１の継手形状／溶接速度記憶部１０の替わりに、継手形状入力部８と、溶接速度入力部９と、入力型継手形状／溶接速度記憶部１３とを有する点である。継手形状入力部８には、溶接対象物の溶接継手形状が入力される。溶接速度入力部９には、溶接速度が入力される。入力型継手形状／溶接速度記憶部１３は、継手形状入力部８および溶接速度入力部９から入力された溶接継手形状および溶接速度を標準値として予め記憶または変更可能に記憶する。

Claims (3)

1. 溶接速度と溶接継手形状を標準値として予め設定する第１のステップと、
   材質、ワイヤ径、シールドガスのガス種類の少なくとも３つの項目を設定する第２のステップと、
   前記第２のステップでの設定される項目に紐づけられる溶接ナビ係数と前記第１のステップで予め設定された前記標準値とに基づいて、板厚に対応する溶接電流を算出し、
   前記標準値を変更することなく溶接対象物の前記板厚のみが変わる場合は、前記板厚のみを選択変更することにより前記板厚に応じた溶接電流での溶接条件を設定可能な溶接条件設定方法。
2. 前記板厚に対応する前記溶接電流の算出は、前記溶接電流の所定の範囲に相当する単位板厚あたりの溶接電流値の算出により行い、
   前記板厚の選択により前記板厚に応じた溶接電流での溶接条件を設定する請求項１に記載の溶接条件設定方法。
3. 前記標準値を変更する場合は、前記溶接速度または前記溶接継手形状の少なくとも一つを変更し、前記溶接ナビ係数と変更された前記標準値に基づいて板厚毎の溶接電流を算出し、選択される溶接対象物の板厚に応じた溶接電流での溶接条件を設定可能な請求項１または２のいずれか一つに記載の溶接条件設定方法。