WO1982003351A1 - Procede de commande de soudure au moyen d'une electrode a bande - Google Patents

Description

明 帯状電極を 用い る 溶接制御方法 術 分 こ の発明は 帯状電極を用い る 溶接制御方法に 関 し 、 と く に 溶接途中で の調整作業を加 え る 要な く 、 ア ン ダ ー 力 ッ ト ゃ溶込不良 な い し は ビ一 ドエ ッ ジの不揃い な ど の欠 陥の無い溶接部が得 ら れる よ う に 工夫 し た 肉盛 り 溶接の 技術分野に 位す る 。

带状電極を 用 い て行 う 溶接で は 、 1 パ ス で幅 は広いが 10 溶込み の浅い溶接 ビー ドを 得 る こ と がで き る ので 、 表面 硬化ゃ耐 性 の 向上を 巨 έ¾ と す る よ う な 肉盛溶 接の如き に お い て有利に 使用 さ れる 。 こ こ に 帯状電極を 用い る 溶 接 に は 、

(1) ア ー ク 溶融に よ る 方法

" は） エ レ ク ト ロ ス ラ グ溶藍に よ る 方法 一 が挙げ ら れ る が こ の癸 ^は上記（1) , (2)の双方に お け る 適 用 を 目 指す も の であ る 。 さ て ア ー ク 溶融に よ る サ ブ マ ー ジ ァ 一 ク 法は铵溶接母 と 帯 ^電極 と の間に ァ 一 ク を飛 ば し 溶接を す る 方法で あ り 、 f¾方 ヱ レ ク ト ロ ス ラ グ溶融 。 に よ る 方法は 電極 の 直下か ら 後方 に形成さ れ る 溶融 ス ラ υ 4

0.7ΡΙ ^ グ浴の抵抗発熱を利用 する よ う に 、 1 0 麓程度の浅い溶 融ス ラ グ浴に帯状電極が直接浸漬 し た状態でス ラ グ通電 を 行いなが ら 溶接を する 方法であ る。

従つ て、 （I) ， (2)の 溶接現象 自体に はかな り の栢違があ s る けれ ど も 、 双方 と も 直流の大電流を用い る こ と か ら 、 何れ も 溶接電流に よ り 生 じ た磁場の作甩や、 平行電流の 引合い現象、 さ ら に は ピ ン チ効果な どの複箬な要因がか ら み合い、 た だ（1)の場合は帯钦電極の幅方向で見て 、 ァ 一 ク が中心部へ僞向する 特有な事象が含まれ る と はい え、 。 結果 と し て、 溶融 ス ラ グゃ メ タ ル に 帯状電極両端部か ら 中心部に 向 う 内向 き の 流れを生じ る こ と が原因 と なって、 ビ一 ドの両端部ま た は'片鑼部に ア ン ダ ー カ ツ ト ゃ溶込不 良な どの欠陷を癸生し 、 また ビ一 ドエ ツ ジが不揃いに な つ た り す る欠点を も つ こ と では 、 （1) , ）の商方法 と も に⁵ 共通 し 、 こ の点で類似の拳動がみ ら れる 。 な お上記の よ う な欠陷の発生は 、 その溶接に用い'ら れ る 帯状電極の幅 が広 く な る 程、 m著 と な る こ と で も 、 （1) , (2)の方法のい ずれ に も 生起す る 問題で、 近年 1 0 0 ^ を趕え る 電極が甩 レ、 ら れ始め る と と も に こ の種の欠 ^を！:方止、 消す る こ0 と が強 く 要請さ れ る よ う に なった。

c.-'.π 背 景 技 と こ ろ で特公昭 44- 8348 号公報では ァ —'ク 溶融型の 溶接に際 し 、 外部磁界に よ り ま た 特公昭 44 -S 349 号公 報では 誘導磁界に よ っ て 、 それぞれ ア ー ク の 指向方向を » 電極指向方向 と 同方向 ない しは 僅か横外方に 指向 さ せ る こ と 、 さ ら に 特公昭 54- 21187号公報に は 、 被溶接材の 表面近傍に おいて 溶接籙に 対 し 、 所定の長 さ に わ た る 平 行部を 、 溶接電源 と 溶接通電 チ ッ プ と を違通する 導体に よ り 形成 し て、ア ー ク 及び溶 S金属を 方へ引寄せ る こ と

" な どが教示 さ れ、 最近では エ レ ク ト ロ ス ラ グ溶融型溶接 に 関 し 、 外部磁場を与え る こ と に よ っ て 溶融池 の 流動方 向 を 電極直下か ら 電極両 篛に 指向さ' せ る こ と に ついて ffi願人 も 開発 を 進め つ つ あ る C

し か し 、 上述の 従来技術では 、 それぞれ に ア ー ク の指 " 向方 向や溶融池 の 流動方向 を強 ^的に 変え 、 帯状電極の 側方へ向 う 流動 を 指向 さ せ る ¾杲を も た ら す と は 云え 、 そ れ を工業的に 実用化す る に は 次に 述べ る よ う な根本的 な 問題がいずれ に つ いて も ^ ^さ れ て いな い た め '、 実際 の 施工に は 適用 さ れ得な かった り 、 ま た煩 ^ さ と 不安定 さ の 内在が余儀な く さ れて い る 現 ^に あ る。

それ と い う の は 上搭各公告公報 ^載の ご と き 、 ア ー ク 溶接に よ る 方法 を 実際に サ ブマ ー ジ ア ー ク 溶接に適用 し

■'ΡΙ

Λ ¹ よ う と する 場合は 、 帯状電極の前方は勿論の こ と 、 電極 _ の直下に おけ る ァ 一 ク 空洞を 除いてそれよ り も 後方に形 成さ れる 金属溶融池、 溶融ス ラ グ浴と も 溶接用 フ ラ ッ ク ス で完全に覆われ る た めに 、 その電極直下以降の溶接状

5 況、 と く に ァ'ー ク の僞向 と 溶融 ¾ の流動钦態を 、 作業中 に 全 く 見る こ と が でき ず、 そし て溶藍ス ラ グ浴'及び溶融 金属池が完全に凝固 し た後でそ の直上の フ ラ ッ ク ス を痱 除 し 、 更に 凝固ス ラ グを 除去 し て初め て凝固金属 の ビー ド形状の仕上 り 具合が確認さ れ得 る にすぎないか ら 、 最 « も 重視さ れな ければな ら ない帯状電極の直下と そ の後方 の 溶慰池の状況は 溶接中に知る こ と がで き ず、 相当の 時 間が経過 し た あ と で結果的な ビー ド彩 ^か ら 桊定する 以 外に方法の ない こ と ^ の o

一方 エ レ ク ト ロ ス ラ グ溶融に よ る 帯 ¾電極を甩いた溶

" 接に おいて は 電極直下及びその後方の 溶藍 ¾は露 ffi し て い る た め、 溶藍池の流動状況は.目視す る こ と ができ 、 従 つ て そ の流動状況を 確認 し乍 ら 外 ¾場の強さ を調整し つ つ溶接旌ェを遂行す る こ と は も ち ろ ん可能ではあ る 。 し か し 、 こ の 場合 も 時 々 刻 々 に 変化する 溶 S ¾の挙動に

" 対 して常に 外部磁場を手動で篛節する 必要があ る の で 、 オ ペ レ ー タ は露 し た 溶 K ¾か ら の強い簟射熟に 溶接開 始か ら 終了まで長時間に わたって さ ら さ れ な が ら 、 つ き つ き り に な る こ と が問題であ る し 、 又、 巨 視に よ る 勘に 、 ""■ C -.P■■I た よ っ て の 溶融 ¾の 流動状況調整に な る た め に 、 完全に 均—な ビ ー ドを 作る こ とに つ レ、 て は やは り 難力 ί あ る。

発 明 の 開 示 こ の発明は 、 上述の よ う な従来技術の 問題点に震み、 « 帯状電極 と 铵溶接母材 と の間の 溶接電流に 基づ く 磁界の 作甩下に 、 こ の ^界の作甩に 抗す る 外部磁界 を発生す る 電磁镜正手段を 勢 し乍 ら 溶接を 行な う に 際 し て 、 サ ブ マ ー ジ ア ー ク 法 と エ レ ク ト ロ ス ラ グ法と の何れ の方法に 対 し て も 適用 し得 る 電磁锾正手段の動作を 自 動き ΰ'街 する 方法 を.提供す る こ と を 目 的 と す る も のであ って 、 上記溶 接電流に 基づ く ^界と 、 溶 S金葛の流動の修正を 司る -電 磁:矯正手段に基 く 前 の 外 ^界 と の合成磁束を 検出す る 検 出器を 、 帯抆電 @の 迓 滂に 設置 し、 そ の検出 力に 対応 し て上記電 ^養正手段 の動作 を 調整す る こ と に よ り、 こ の 発明.の 巨的を 有利に 達 ^す る こ と がで き た。

発明者 ら は 、 ^来技術の問題点の 決に 関 し 、 ま ず こ れ ら 従来技 ^につ いて 検 i を重 ね 、 戀底的に 問題の 原因 の 究明を行な っ た。

す な わ ち 来技 ^に よ る サ ブ マ ー ジ ア ー ク 溶接に 当 り さ き に 触れた よ う に 外 磁界あ る いは誘導磁界な ど に よ る ア ー ク お よ び溶藍 ¾の状、篛 の篛簦に 際 し て 、 最 も 重要

ί ¹ な ア ー ク の僞向及び溶融池の流動状態が溶接作業中は 目 視 し得な かった が、 実態は 次の と お り であ る o 例え ば、 一殺的に使甩さ れてい る 带状電極 P厚み 皿程度、 幅 1 0 0 程度の帯状電極の場合の 溶接条件の一 s 例を 拳げる と 、 溶接電流 （直流母材マイナス ） 1 5 0 0 Amp - 溶接電 E ： 3 0 TO It

- 溶接速度 0 0 n 1WM Ζノτ mm

の ご と く で、 こ の時に 溶接 ビ ー ドの形状を確認でき る 状 " 態、 すな わ ち ス ラ グが完全に凝固 し 、 かつ ビー ド上か ら 除去 し 易い状態 と な る の は.、 ァ ー ク が通過 し た後少 く と も 1 5 0 鶴以上通常は 2 0 0 露以上、 時間に し て 1 分以上経 過 し た後にな る。 か く し て ァ 一 ク 状況と 溶融池の状況は、 サ ブマ ー ジ ア ー ク 方式に よ る 場合 は、 位置的に も 時間的

" に も 相当遅れた後で、 凝固 した ビー ド形状に よ って 間接 的に し か確認でき ない ので あ る O

も ち ろ ん エ レ ク ト ロ ス ラ グ法に おい ては、 溶接進行中 の 各時点での溶藍挙動が 目 視観察され得て も 、 強烈な熱 線放射剠激の下で労 ^衛生環境を害し、 ま た 目 視での勘 ²° に 頼った手動篛節は不確実 と な り 勝ち な ので、 自動制御 に よ る のでなければ、 問蓮の ^決にな ら ない こ と は 明 ら かであ る _n そ こ で こ の発明は、 帯状電極を用いる 肉盛 り 溶接に お

； K b, c -ri i い て 、 帯状電極 と 被溶接母材 と の 間に通電さ れ る 溶接電 流に基づ く 磁界の 作用に 抗す る ¾界を発生さ せ 、 溶接溶 融池内溶融金属 の流動 の修正を る 電璲镜正手段を 附勢 し な が ら 溶接す る に 際 し 、 帚状電極の近傍に ホ ー ル素子 S す な わ ち ホ ー ル効果を生ずる素子の 如き磁束境出器 を 配 設し 、 電流分布の程度 を磁束密度で挨出 し 、 その検 出 し た 信号の大小に.よ っ て 、 ア ー ク 及び溶藍池 の 動の指向 方 向を 変更 させ る 電磁 コ イ ルあ る い は平行電流付与装置 あ る いはその他の 電気的操作を行 う 装置 の S力を変え る

、 こ と に よ り 、 安定 し た 帯状電極に よ る 溶接 を き動的に 遂 行す る .こ と がで き る 。

ま た こ の発 ^は 、 帯状電極に よ る 溶接を ア ー ク お よ び 溶融池の 挙動を 目 視でき る か否か に 関係な く 、 上述の よ う に 自動的に舗街す る 方法であ る か ら 、 サ ブ マ ー ジ ァ ー ク 法あ る レ、は エ レ ク ト ロ ス ラ グ 何れ の場全に も 、 均 し く 安定 し た溶接が可能 と な る 。 図 面 の 簡 単 な さ ^ 第 1 0 (a) 、 (b)は サ ブマ ー ジ ア ー ク Sに よ る ^钛電極肉 盛溶接法に お け る 溶接挙動 I 、 第 2 図： a) , (b)は エ レ ク ト ロ ス ラ グ溶接に おけ る ^檨な t ^ ^、 ^ 3 図は 肉盛 溶接要領 I ^ 、 第 4 図は サ ブマ ー ジ ア ー ク 溶接に お け

C- PI ' る 電極矯正要領説明図、 第 5 図は第 4 図に よ る 溶接 ビー ドの欠陷発生の あ り さ ま を示す要部の新靣図、 第 6 図は エ レ ク ト ロ ス ラ グ溶接に お け る こ の発 ^の適用例を 示す 説明図、 第 7 図 ） ， （ )は電 矯正手段の ^街要領説明図、 第 8 図は 溶接 ビ 一 ドの検査位置の説 ^ ¾、 第 9 図は こ の 発 明の実施例に用いた制御回路図であ り 、 第 1 0 図（a)〜 (f)は検出器の配置洌を示す説明図であ る 。 発明を実施するための最良の形態 の発明の構成を 以下具侔的な実 ¾態様につ いて 詳 ^

-。 に 説明す る がく こ れに完立って帯 電極に よ る 溶接の遼

用 の基本に つ き 、 ま ず ¾示に つて ^べる n

第 1 図は サ ブ マ ー ジ ア ー ク 法に よ る帝 ^電極肉盛 り 溶 接に お け る 溶接挙動を示し 、 また第 2 ¾は エ レ ク ト ロ ス ラ グ溶融法に よ る 場合を掲げた

5 中 e は帯状電極、 a は ァ 一 ク 空^!、 b.は溶顳ス ラ グ 浴、 f , は 溶接 フ ラ ッ ク ス 、 P は会霉溶藍池、 Sは凝 區ス ラ グ、 w は凝 金葛で m は铵溶 g母 を示す。

の場合に お いて、 S藍 ス ラ グ浴 ' G およ び金属溶 S ¾

P の 、 溶接電流の 複維な分 下に おけ る ¾気作用に基づ⁰ く 流動が、 安定な 肉盛 り 溶接 ビ ― ド 形 . を訪げ、 ま た

種 々 な電磁達正手 S の ¾甩に つ レ、て ' ¾· に · け る

Bじ:-：人 - ¹ 問題点に ついて は既に指摘 を し た と お り であ る が、 実際' の溶接施工では.次に述べる と こ ろ に-電磁矯正を 適用上の 問題が、 ゆ る がせに 出来ない こ と を 知った。

すな わ ち 第 3 図に 示すよ う に実.驗的に I O O OOT幅 X 1000 s 露長 Χ ΐ Ο Οη 厚の被溶接母材 W の 溶接進行方向 に 対して 前後に 、 母材幅の 中心位置に な る よ う に そ の母材への溶 接電源 ア ー ス t を 取 り つけ、 帯 ^電極 e を 铵溶接母材 m の 上面に 対 し て垂直に指向さ せ極 ^は母材 を〇、 带状 電極を ® と し 溶接条件を 次の よ う に 定めて 肉盛溶接を行 0 つ た 。

带犾電極サ イ ズ 0 - m-厚 X 100 ram幅 ' 電極の成分 SUS 309

フ ッ ク ス KBS - 150 ( 焼成型 ）

溶接電流 1500 Amp .

5 溶接電 ί a o Yoit

溶接速窆 mm

の場合 ア ー ク の指向方 向を窆正する た め前述の従来法 の 内 か ら 第 4 図 に示 し た ¾き ^状電極 e 厣辺に 電磁 コ ィ ル c ， G ' を 置す る 方法を 採 す る こ と と し た。

G 溶接は第 - 3 図で矢 βΐ , £ ' , ' に示 し た く 、 両端ァ ー ス : - t 間 を ^ぶ直籙 Ζ と そ の左右 ' . 'で 3列に わ た り それぞれ 1 パ スつ'つ行った。

初期 バ ス に つ い て 、 溶接 ^ ¾時 に ビー ド ^ ¾部に ァ ン ダ 一 カ ツ ト の生 じな い良好な ビー ド形状の得 ら れ る 条 件に 励磁電流調整器⑤ ， ®の励磁電流を予め篛整し て お き 、 そ の後調整を せずその状態で試験用母材表面に長さ 約 9 0 0 ffl に わた る ビー ドを 溶接 した。

こ の結果得 ら れ た ， I ' '各バ ス の ビ ー ド形状は 第 5 図に示す如き 結果と な り 、 篛坂の幅中央部の溶接バ ス では 、 溶接開始時の ビー ド形状が溶接終了時ま でほ ぽ維持さ れ、 ほ ぼ安定 した 1 本の ビー ドが得 ら れた が、 鑼板の左右の端部に 沿った溶接パ ス *にお ける ビー ドに つ い て は、 それぞれ溶接の進行が約半分、 即ち ァ— ス t - t 間の鉅離がほぼ等钜罃 と な る まで進んだ垴点を 越え る と 、 片側に ア ン ダ ー カ ツ ト 11 が生じ た ビ一 ド形状 と な り 、 一部ス ラ グ.卷込み r ¾ 生 じ溶接開始時の良好な 状況は綠持さ れな かった。

こ の 実験の結杲は次の こ と を示 してい る と 言え る 。 す な わ ち 、 ア ー ス t の位置 と の 対 II係ゃ鑼板の 中央 ¾ と 端部での熟的 あ る い は電気的拳動の相異に よ つ て 、 ァ ー ク 及び溶'藍泡の拳動は時 々刻 々変わ る た め 、 た だ萆に 溶 接開始時に のみ励磁電流を調簦 した だけでは も は や上記 の変動に 対処で き な い こ と であ る 。

こ の た め に は、 各点にお け る 上記挙動の変化に基いて 条伴詞整 （ こ の場合は励磁電流 ） を行 う 必要があ る が、 サ ブ マ ー ジ ア ー ク 溶接に よ る場合は すでに のベた理 由で

C ' PI i 溶接進行中各時点での拳動を 百 視では と ら え る こ と がで き ず、 こ の た め上 'の よ う な拳動変化に 対す る 処置は従 来技術に よ って は実際上不可能で あ つた ので あ り 、 こ の 点 目 視観察を な し得て も 、 事実上そ の継続が困難な エ レ

³ ク ト π ス ラ グ溶接で も 事情は 同様であ る 。

以下第 6 図に お い て エ レ ク ト ロ ス ラ グ溶融に よ る 帯状 電極 を用いた溶接の状況を 示す と こ ろ に ついて 説明を進 め る。

こ こ に エ レ ク ト ロ ス ラ グ溶藍 に よ る 方法を.取 り 上げた の は 溶融 ¾が観察で き 、 直接、 電 ^矯正手段に 対す る 制 御効果を 確認 し 易レ、 こ と の理 由に よ る。

さ て帯状電極 e の 溶接違行方向の前方に 該電極 の ほぼ 側端部に位置す る 様に 両 {!：に 2 本の 電磁 コ イ ル C , C ' を 配設す る 方法で溶接を行 う に 際 し、 その帯 ^電極 e の 両側端に それぞれ 1 個 の ホ ー ル素子 h , を 設置 し た。 そ の ホ ー ル素子 li， h ' は制街箱に リ ー ド線に よ っ て結線 し.、 ホ ー ル素子 h , は素子の ホ ー ル効果を利用 して磁 界の 磁京密度を 検出 し、 そ の ^束密度に 応 じ る 電 £出力 を 取 り せ る も ので、 還常一铰に は ホ ー ル I G を 用 レ、 る のが便利であ る 。

こ の制街锾構 を 第 7 図に よ っ て 説明す る 。

電極前方に ほぼ電極 ^ ^に 位置 す る 様に 電 ¾ コ ィ ル c ， c ' を 配置 し 、 そ の 電 ^ コ ィ ノン c ， c ' に よ る 外部磁場に よ

C.'-'PI i り 溶融池の流動状況を調整す る こ と に つい ては従来技術 の通 り であ る _n

し か し、 こ の発明の主旨はその 電磁 コ イ ル C ， C ' か ら 発生する 磁界の強さ をその他 の外的条件の変化に応じ s て、 常に初期の良好な状況を綞持すべ く 、 自 動的に 変え て常に一定の溶融池の流動状況を雜持し 、 安定し た ビー ド形状が得 ら れ る よ う に し た こ と に あ る。

即 ち 、 こ れまで は電磁 コ イ ル c お よ び c ' を溶顧 ¾ bの 流動状況の変化を 見なが ら 、 励 ¾電流の強弱を手動で作 " 業者が諝整し.ていた代 り に 、 そ の外的状況の変化を総合 し て左右の ホ ー ル素子で検 Sし、 その検 ffi信号に よ っ て 自動的に 電磁 コ イ ル c ， c ' に 与え る励磁電流の強さを調 整す る こ と で、 自 動制御が可能に な る こ と を 見い 出 した も の であ る。 こ こ では電極の 認 の右及び左に ホ ー ル素

" 子 h , Ιι ' を配設 し て あ る 。

い ま 帯状電極 e に 溶接電流が ^れる と そ の 周辺に は愨 界が形成さ れ る 。 そ の 界の強さ は蒂状電極 e 内で の電 流分布や、 母栻 ίϋίの ア ー ス位置 と の鉅赣な ど に よ っ て変 ' ' 動 す る が、 こ れ ら を 综合 して 溶 ¾ ¾ Ρ の流動挙動に最も

« 支配的な のは 、 電極雨缁部の ¾界の拳動で、 こ れ を検出 す る こ と と した。

説明を 容易に す る た めに 、 片 I：だけ の素子に ついて ^ ベる と 第 7 図（a)に お いて 、 薈 ^雪極 ϋ端の磁界の 強さ を i ホ ー ル 素子 h が検 出 し 、 その検 出信号 を 電 £で 次の比較 回路に 与え る。 比較回路では子.め 設定 して お いた設定回 路 と 比較を し 、 そ の検出信号 と し て の電 £の 設定値に 対 す る 大小に応 じ て次の電流変換回路で電流に 変換 し 電磁 ί コ イ ル c に与え る 励磁電 ^の強さ を 制御する も の で あ る。

も う 少 し 具体的に 説明する と 、 こ の電 ^ コ イ ル c は前 述の如 く 帯状電極 e の 前方の右 ϋ瘛に 配さ れて い る ので、 こ の 電 ¾ コ イ ル c に 励 電流が流れる と 、 蒂 ^ 電極 e の 側端部の ^：^鎳の 分布が変化し 、 その こ と に よ っ て溶融 " 池の 流 )拳動が改善さ れる の であ り 、 その 流動挙動が最 良 と な る と き の ホ ー ル素子 h に よ り 検出さ れた値 （ 電 E と し て ） を、 設定回路に 予め 設定値 と し て 設定 し て お く と'良い。

こ の設定馐は ホ ー ル素子の 配設 さ れる 位置に よ っ て異 ^ る し 、 帯状電極 e の 厚み、 @に よ っ て も 具 る も の であ る。

し か し、 ホ ー ル素子 li の位置は 、 し か る べき方法例え ば コ ン ダ ク ト ジ ョ 一 の ご と き よ っ て 固定す る こ と は 容易 に 可能であ り 、 又带状電痙 e の厚み、 幅は 溶接中は一定 で あ る の で実用上問題は な い。

0 そ して 、 こ の実施例で ^いた方法では 、 上記の比較を 行っ て差が 0 に な る ま で電 ^:変換 ϋΐ路か ら 霄 ¾ .コ イ ル へ c の 電流を増加 さ せ Sに 挨 値が設定笸 対 し 小さ い時 は 電流は 減少する よ う に 作動 し 、 比 ¾値を 常に i 0 に 維持す る 様に 設計すればよ い。

以上の制御は反対 ^の電磁 コ イ ル C' 、 ホ ー ル素子 h' で も 全 く 同様に行われる も ので、 か く の如 く し て、 左 右の 電極側凝部で の ^:沅変化を検出し、 それに よ つて常 s に 適正馐に な る 様に外 ¾ ^場を 制篛 し て良好な ビ― ドを 得 る こ と がで き る も のであ る。 こ こで ホ ー ル素子は次の 理 由で有利と いえ る 。

(1) ¾場を検 ffiす る に は通常の コ イ ルで も 可能である が、 重量、 サ イ ズ、 矣に大き く な り 、 装置の大型化0 が さ け ら れ蕖ぃ。 こ の点 ホ ー ル素子は小型化でき -、 非常に 有利であ る。 特に ホ ー ル を用いる な ら ば、 更に小型化さ れ、 電極近傍に も 簡萆に 設置する こ と が可能であ る 。 '

(2) ¾京密度の検 ffi情度が高 く 、 こ のた めに 钦沅変化S に対 し ての検出能力に 優れてい る。

こ の要領で溶接施工を行った結果は 、 次の遷 り であ る 第 5 図に示 した の と ほぽ同様な テ ス ト ビ ー ス で右側、 中央、 左側にそれぞれの籙上に一本づつ の ビー ドを溶接 し た o

こ の時の溶接条件は 次 も ので あ った。

帯拔電極サ イ ズ ： 0.4r 厚 X 15 0 sis

電極の成分 ： S US 309

フ ラ ッ ク ス ： E5"S - 150 ( 溶藍型 ） 溶接電流 250 o Amp . 溶接電 26 VOlt

onノ

溶接速度 ⁰ '/min

母材マイ ナス 電磁 コ イ ル

下向き磁界

①磁界の き （g^ . 上向き磁界

②電磁 コ イ ル の タ 一 ン数は左右共に 800 タ — ン で鉄 心入 り こ の時の 制御回路は第 9 図に 示す も の と し た。

10 ¾上の条件で、 3 本の 帯状電極に よ る 溶接 ビー ドに つ. い て 溶接開始か ら 溶接'終了部に 至る ⁵ 点に つ い て第 ⁸ に 示す各位置で ビ一 ド彩状に つ いて調査 し た結果は 、 い ずれ も 良好な均一な ビ ー ド形状 を 有 して い た。 ま た 当然 の こ と な が ら 溶接中の 溶融池の 流動拳動 も 一定 し 、 安定

1ί し ていた。 尚、 こ の 溶接中 、 電 ^ コ イ ル C ， C' の励磁電流は 2.5 Amp を 中 、に し て 士 1.5 ΑΠφ の 範囲 で 自動的に 変化 し 、 完 全に 含動制御が行われてい る こ と を 確認 し た 。 以上の如 く 、 ホ ー ル素子を 甩いて行 う こ の 発明は帯状 « 電極を用い る 溶接法 を、 更に 実用性を高め る た めに 非常 に 有効であ る こ と が钊 る ο 以上の実 ^例では エ レ ク ト ロ · ス ラ グ溶融に つ き 帯状 電極 e の 前方に 電磁 コ イ ル C ， C ' を 配置す る 場合で説明 i し た が、 第 4 図に 示すよ う な帯状電極 e を前後に 挟む電 磁 コ イ ル c , c ' の配置に お いてそ の電磁矯正に 対する上 記制御を適用 し た結果も 良好であ り 、 さ ら に ア ー ク 溶融 方式で も 同様の効果が得 ら れる こ と が判った のであ り こ β の時 も ホ ー ル素子は電極両側端部に 配置 し 、 コ イ ル と ホ ー ル素子 と の制御回路は第 9 図に基 く も の と し た。

上記の実旒に 当っては 、 ホ ー ル素子 li , を全て電 極の側端部に配置 した が、 こ の配羃位置は 側^部に 限 ら れる も のでは無 く 、 第 1 0 図（a)に 示す よ う に 卺扰電極 e

« の溶接方向 （ 矢印 ） の前方、 後方、 そ し て それ ら の やや 中央寄 り 、 あ る い は中央部に 近接さ せて も 、 ^界の挙動 を好適に検 ffiでき れば良い。 従っ て、 電磁 コ イ ル倒に 配 設する こ と に-よ っ て も 同様の効果が期待で き る _c

た だ、 重要な こ と は 、 2 個以上の ホ ー ル素子を ^いる

" こ と であ り 、 と い う の は 1 個の ホ ー ル素子に よ る 挨出で は、 のみの拳動を と ら え る の みに 終 り 、 帚钦電極で は片手落ちに な り 易いか ら で あ る 。

なお、 3 僵以上の ホ ー ル素子を用い る こ と に よ り 検出 個所を多 く し、 制御性を更に高め得る こ と は言 う ま で も ²。 なレヽ ₀

ま た、 第 7 図に おい て設定回路 を 同図（b)の ¾ く 、 共通 に す る こ と も 可能であ る 。 産業上の利用可能性 以上説明 し た よ う に 、 こ の発 明.は 帯状電'極に よ り 、 ァ ン ダー カ ツ ト ゃ ス ラ グ卷込み の な い幅広の 溶接 ビー ドを 安定に形 ^す る こ と ができ 、 サ ブマ ー ジ ア ー ク 法ま たは エ レ ク ト ロ ス ラ グ法で 信頼拴の高い 肉盛 り 溶接な ど の広 範な用途一般に適合する 。

S'vj i c4ひ

Claims

求 の

1. 広幅の帯状電極を、 その厚み の 向き に と った 溶接鎳

方向へ被，溶接母材の表面に 沿わせて相対移動 さ せつつ.

被溶接母材 と の 間に通電す る と と も に 、 こ の通電に よ る溶接電流に基 く 磁界の炸甩に抗する磁界を癸生 して 溶接溶齄泡内溶 K金属の流動 の修正を司 る 電磁矯正手 段を 附勢 し乍 ら 溶接を行 う 際、 上記荷磁界に よ る 合成 磁束の検 器を 溶接溶 S ¾の近傍に 配置 しそ の検出出 力に応 じ て上記電磁镜正手 gの動作に 制御を加える こ と を特徵 と す る 帝状電 を用レ、 る 溶接制御方法。

2. 合成磁束の検 ffl器がホ ー ル素子であ る 1 記載の方法 c

3- ホ ー ル素子が 、 帯状電極の 各側を 含めた複数配置で

あ る 2 記載の方法。

4. 溶接電流の通電がサ ブマ ー ジ ア ー ク 法で あ る

ま た は 3 記載の 方法。

5. 溶接電流の通電が エ レ ク ト ロ ス ラ グ法で あ る

また は 3 記載の 方法。

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