JPS58112661A

JPS58112661A - ア−ク溶接方法

Info

Publication number: JPS58112661A
Application number: JP20957981A
Authority: JP
Inventors: Hiroichi Nomura; 野村　博一; Yuji Sugitani; 祐司杉谷; Hisahiro Tamaoki; 玉置　尚弘
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1981-12-26
Filing date: 1981-12-26
Publication date: 1983-07-05

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】この発明は、溶接電極を開先幅方向に揺動させながら片
寄りビードを形成し、かつ溶接像〜・を行なわせるアー
ク溶接方法に関するものである。

消耗電極または非消耗電極の如き溶接電極を開先幅方向
に揺動させながら多層盛り溶接を行なうウィービング溶
接方法は知られているが、開先幅がウィービング機構の
限度を超えて広い場合は、第１図に多層盛りビードの断
面図で示す如く、１層目のビ〒ド１を一方の被溶接材３
側の右片寄りに、２層目のビード２を他方の被溶接材３
′側の左片寄りに行なう多層盛溶接を行なう必要がある
。

しかしながら、このような多層盛溶接における溶接電極
の開先倣い技術は、未だ確立されていない。

この発明は、上述のような観点から、多層盛溶接に必要
な片寄りビードの形成と、溶接線方向の倣い制御とを同
時に行なうことができるアーク溶接方法を提供するもの
で、定電圧または定電流特性の電源を用いて、溶接電極を開
先幅方向に揺動させながら溶接を行なうアーク溶接方法
において、前記溶接電極の揺動半周期毎に得られる、溶
接電流、アーク電圧またはトーチ高さの移動変位の、い
づれ１つの波形面積の値の差が、常に一定の値となるよ
うに溶接電極を揺動させながら溶接を行ない、多層盛溶
接の基本となる片寄りビードを形成させながら、電極の
揺動中心を常に開先幅方向の所定位置に置きつつ溶接を
行なうことに特徴を有するものである。

次に、この発明を、溶接電極として、一定速度で送給さ
れる消耗電極を使用した場合の例により、図面と共に説
明する。第２図はこの発明の原理を示す正面図、第３図
はこの発明に用いられる電流の波形、第４図は同じく電
圧の波形、第５図はトーチ高さの移動変位波形を示す図
である。

第２図〜第５図において、トーチ４を被溶接材３．３′
の開先幅方向に揺動させた場合、定電圧特性の溶接電源
を用いた溶接においては、消耗電極であるワイヤの送給
速度を一定とすると、第３図に示す如く、アーク電流は
右端部Ｒで犬となり、左端部りでは右端部Ｒより小さな
値となる。

またそのときのアーク電圧は、右端部Ｒで低く、左端部
りでは右端部Ｒよりも高くなる。更に、前述の電流また
は電圧の変化を０とする如く、トーチ４を被溶接材３の
開先５に倣わせると、トーチ４の高さ方向の変位値Ｙが
第５図に示す形で表わされる。

従って、第３〜第５図に示す半周期毎（Ｃ，Ｃ）の波形
を積分すると、断面積ＡおよびＢで表わされるので、断
面積ＡｆＪ″−Ｂより犬の一定の関係、即ちＡ−Ｂ＝△
凡の関係になる如くトーチ４の揺動を制御してやれば、
トーチ４は片寄りビード１を形成しながら常に開先５内
を溶接線方向に倣わせることができるわけである。

第６図は、前述の第５図に示すトーチ４の高さ方向の変
位値Ｙを用いてこの発明を実施する場合のブロック図で
、１はこの発明によりもたらされるビード、３，３′は
被溶接材、４はトーチ、５は開先を示す。

トーチ４は、ワイヤ６が一定速度で送給され、開先幅方
向の駆動モータ（以下Ｘ軸モータという）７およびネジ
軸８により開先幅方向に揺動される。

更に、前記Ｘ軸モータ７およびネジ軸８を支持するＸ軸
支持ブロック９は、高さ方向（Ｙ軸）の支持ブロック１
０のネジ軸１１に支持され、ネジ軸１１は高さ方向の駆
動モータ（以下Ｙ・軸モータと℃・う）１２により駆動
される。１３は前記Ｘ軸支持ブロック９がＹ軸モータ１
２により駆動されるときのＹ軸方向の変位量を検出する
ポテンショメータである。

ワイヤ６が一定の速度で送給されて、アークを出しなが
らトーチ４が開先幅方向に揺動すると、電圧検出器１４
によりアーク電圧が検出される。

検出されたアーク電圧は、基準電圧発生器１５の基準値
と比較器１６で比較され、その偏差がＯとなる如く、Ｙ
軸モータ制御器１７が作用し、Ｙ軸モータ１２に制御信
号が送られる。

従って、トーチ４は一定のアーク電圧を保ちながら、開
先底面形状を倣う。このとき、Ｘ軸支持ブロック９は、
高さ方向に移動されるので、第５図の如き波形が検出さ
れ、その変移量がポテンショメータ１３により検出され
、切換器１８により半周期（Ｃ，Ｃ）ごとにメモリ付積
分器１９　、１９’で前述の断面積ＡおよびＢが算出さ
れる。算出された断面積ＡおよびＢは、減算器２０でＡ
−Ｂが計算され、その値△Ｓｏがメモリ２１に記憶され
、次のトーチ４の１往復時の△Ｓ１と比較器２２で比較
される。

従って、△Ｓｏと△Ｓ１・・・△Ｓｎが偏差Ｏであれば
、開先内をトーチ４が常に溶接線に沿って倣っており、
ビード１も図示の片寄りビードが形成されていることに
なる。もし、ΔＳｏと△Ｓ、との間に偏差が生じると、
その偏差信号がＸ軸モータ制御器２３に作用し、トーチ
４０反転切換位置が制御される。

な″お、２４はメモリ２１に替えて、△Ｓｏを基準信号
として与えるための基準値発生器であり、その値は実験
的に予め知ることができる。更に２５はＸ軸モータを一
定速度で制御するための基準信号発生器である。

また、この発明において、第４図に示したアーク電圧の
変化を制御に用いる場合は、前述の第６図のアーク電圧
検出器１４の出力を切換器１８に入力すれば良く、また
第３図に示すアーク電流の変化を制御に用いる場合は、
アーク電流値を公知の検出器で検出し、切換器１８に入
力すればよい。

前述の方法により、第１図のビード１による溶接が終了
したら、次に、Ｂ）Ａ即ちＢ−Ａ＝ΔＳ。

となる如く制御することにより、ビード２の溶接が行な
われる。

更にこの発明は、第７図に示すような異形開先の重ね溶
接にも適用できる。

以上説明したように、この発明によれば、トーチの揺動
半周期の値に予め差をもたせて、その差が一定となる如
くトーチの揺動を利用し、もって溶接線方向が制御され
るので、多層溶接に必要な片寄りビードの形成と、溶接
線方向の倣い制御とを同時に行なうことができ、工業上
極めて優れた効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は多層盛ビードを示す断面図、第２図はこの発明
の原理を示す正面図、第３図はこの発明に用いられる電
流の波形図、第４図は同じく電圧の波形図、第５図はト
ーチ高さ方向変位の波形図、第６図はこの発明の一実施
例を示す制御ブロック図、第７図はこの発明が適用され
る他の溶接継手の例を示す断面図である。図面において、１．２・・・片寄りビード、　　３，３′・・・被溶接
材、４・・・トーチ、　　　　　　　５・・・開先、６
・・・ワイヤ、　　　　　　　７・・・Ｘ軸モータ、８
．１１・・・ネジ軸、　　　　　９・・・Ｘ軸支持ブロ
ック、１０・・・Ｘ軸支持ブロック、　　　１２・・・
Ｙ軸モータ、１３・・・ポテンショメータ　　　　１４
・・・アーク電圧検出器、１５・・・基準電圧発生器、
　　　　　１６・・・比較器、１７・・・Ｙ軸モータ制
御器、　　　　１８・・・切換器、１９　、１９’・・
・メモリ付積分器、　２ｏ・・・減算器、２１・・・メ
モリ、　　　　　　２２・・・比較器、２３・・・Ｘ軸
モータ制御器、　　　　２４・・・基準信号発生器、２
５・・・Ｘ軸モータ用基準信号発生器。出願人　日本鋼管株式会社代理人　堤　敬太部　外１名

Claims

【特許請求の範囲】定電圧または定電流特性の電源を用〜・て、゛溶接電極
を開先幅方向に揺動させながら溶接を行なうアーク溶接
方法において、前記溶接電極の揺動半周期毎に得られる、溶接電流、ア
ーク電圧またはトーチ高さの移動変位の、いずれか１つ
の波形面積の値の差が、常に一定の値となるように溶接
電極を揺動させながら溶接を行なうことを特徴とするア
ーク溶接方法。