JPH0128672B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0128672B2 JPH0128672B2 JP6321084A JP6321084A JPH0128672B2 JP H0128672 B2 JPH0128672 B2 JP H0128672B2 JP 6321084 A JP6321084 A JP 6321084A JP 6321084 A JP6321084 A JP 6321084A JP H0128672 B2 JPH0128672 B2 JP H0128672B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding torch
- welding
- bead
- height
- tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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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
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は例えば管内面の耐食性を向上させる
ため管内面に肉盛を行う管内面肉盛溶接方法に関
するものである。
ため管内面に肉盛を行う管内面肉盛溶接方法に関
するものである。
管内面に肉盛を行う肉盛溶接は従来外径200mm
以上の管に対してはMIG溶接あるいはTIG溶接
によるスパイラル法またはステツプオーバー法が
採用されている。
以上の管に対してはMIG溶接あるいはTIG溶接
によるスパイラル法またはステツプオーバー法が
採用されている。
スパイラル法は第１図に示すように矢印Ａの内
周方向に回転している管１内で溶接トーチ２を揺
動しながら溶接トーチ２を矢印Ｂ方向に連続して
移動し、第２図に示すように管１の内面にビード
３をスパイラル状に巻き付けていく方法である。
周方向に回転している管１内で溶接トーチ２を揺
動しながら溶接トーチ２を矢印Ｂ方向に連続して
移動し、第２図に示すように管１の内面にビード
３をスパイラル状に巻き付けていく方法である。
ステツプオーバー法は同じく第１図に示す回転
している管１内で溶接トーチ２を揺動しながら、
管１の１回転を検出して第３図に示すようにビー
ド３の幅だけ溶接トーチ２を間欠的に移動する方
法である。
している管１内で溶接トーチ２を揺動しながら、
管１の１回転を検出して第３図に示すようにビー
ド３の幅だけ溶接トーチ２を間欠的に移動する方
法である。
このスパイラル法及びステツプオーバー法にお
いては管１の回転と溶接トーチ２の移動を機械的
に同期させる必要があり、このためのギヤボツク
スが大となり、かつ管１を回転する回転機構と溶
接装置を同一ベツト上に設置する必要がある。し
たがつて装置全体が大がかりとなり、価格も高価
となつてしまう。
いては管１の回転と溶接トーチ２の移動を機械的
に同期させる必要があり、このためのギヤボツク
スが大となり、かつ管１を回転する回転機構と溶
接装置を同一ベツト上に設置する必要がある。し
たがつて装置全体が大がかりとなり、価格も高価
となつてしまう。
また溶接トーチ２の揺動ピツチはギヤボツクス
のギヤ比で決まる例えば６mm、９mm、12mm等と段
階的で固定であるためビードのつなぎが平担とな
らず、さらに機械的条件に溶接条件を合わせる必
要があるため管１の材質が変つたときの溶接条件
の変更に対応できず管１内面の肉盛の品質上に問
題があつた。
のギヤ比で決まる例えば６mm、９mm、12mm等と段
階的で固定であるためビードのつなぎが平担とな
らず、さらに機械的条件に溶接条件を合わせる必
要があるため管１の材質が変つたときの溶接条件
の変更に対応できず管１内面の肉盛の品質上に問
題があつた。
また外径が200mm以下の管に対しては管径が細
いために上記したスパイラル法あるいはステツプ
オーバ法は適用できず手溶接で行われる被覆アー
ク溶接により直線盛り法が採用されている。
いために上記したスパイラル法あるいはステツプ
オーバ法は適用できず手溶接で行われる被覆アー
ク溶接により直線盛り法が採用されている。
直線盛り法は第４図に示すように管１の内面の
長手方向にビード３を置き、次にそのビード幅だ
けずらして次のビード３を置いていく方法であ
る。
長手方向にビード３を置き、次にそのビード幅だ
けずらして次のビード３を置いていく方法であ
る。
この直線盛り法によるとビード幅だけ溶接トー
チをずらして内盛りするため、ビード幅を完全に
制御できずビード表面に凹凸が生じ易いという問
題がある。またこの直線盛り法では被覆アーク溶
接が行われるためスラグが生じ、その剥離に時間
がかゝり、材質によつて剥離が困難な場合もあり
スラグの巻込みが生じやすい。さらにこの方法は
手溶接で行われるため肉盛できる管の長さも手の
届く範囲に限定され、長尺の管を必要とする場合
は内面に肉盛した管を複数本円周溶接で継いでい
く必要があり、工数の増大を招きかつ管の直線性
が悪くなり、また溶接部での落込みが変形が増す
という問題を生じる。
チをずらして内盛りするため、ビード幅を完全に
制御できずビード表面に凹凸が生じ易いという問
題がある。またこの直線盛り法では被覆アーク溶
接が行われるためスラグが生じ、その剥離に時間
がかゝり、材質によつて剥離が困難な場合もあり
スラグの巻込みが生じやすい。さらにこの方法は
手溶接で行われるため肉盛できる管の長さも手の
届く範囲に限定され、長尺の管を必要とする場合
は内面に肉盛した管を複数本円周溶接で継いでい
く必要があり、工数の増大を招きかつ管の直線性
が悪くなり、また溶接部での落込みが変形が増す
という問題を生じる。
この発明は上記した諸問題点を解決するためア
ーク長一定のもとに溶接トーチの高さ変位を利用
した先に肉盛したビードの端面を基準とするビー
ド端面倣い自動肉盛溶接法であつて上記のスパイ
ラル法に適用できる管内面肉盛溶接方法を提供す
ることを目的とするものである。
ーク長一定のもとに溶接トーチの高さ変位を利用
した先に肉盛したビードの端面を基準とするビー
ド端面倣い自動肉盛溶接法であつて上記のスパイ
ラル法に適用できる管内面肉盛溶接方法を提供す
ることを目的とするものである。
この発明の管内面肉盛溶接方法は細長いアーム
先端に設けた溶接トーチのアーク長をアーク電圧
制御により一定に保ちながら溶接トーチを揺動運
動させるとともに溶接トーチの高さを可変とし
て、この揺動運動中溶接トーチの高さ変位を検出
し、溶接トーチが先に肉盛溶接したビードの端面
に向う方向の運動のときには溶接トーチの高さ変
位があらかじめビード高さに応じて設定した基準
値と一致したことを検出し、その時から一定時間
後に溶接トーチを反転させ、溶接トーチがビード
の端面側と反対方向の運動のときには所定の揺動
幅に達した時に溶接トーチを反転させることによ
りビードの端面倣いを行い、平滑なビードを得る
方法である。
先端に設けた溶接トーチのアーク長をアーク電圧
制御により一定に保ちながら溶接トーチを揺動運
動させるとともに溶接トーチの高さを可変とし
て、この揺動運動中溶接トーチの高さ変位を検出
し、溶接トーチが先に肉盛溶接したビードの端面
に向う方向の運動のときには溶接トーチの高さ変
位があらかじめビード高さに応じて設定した基準
値と一致したことを検出し、その時から一定時間
後に溶接トーチを反転させ、溶接トーチがビード
の端面側と反対方向の運動のときには所定の揺動
幅に達した時に溶接トーチを反転させることによ
りビードの端面倣いを行い、平滑なビードを得る
方法である。
この発明において溶接トーチの高さ変位を検出
して溶接トーチの揺動運動を制御するのは以下に
示す理由による。
して溶接トーチの揺動運動を制御するのは以下に
示す理由による。
溶接アーク長を一定とするアーク電圧制御を行
いながら第５図に示したように溶接トーチ２及び
フイラワイヤ６を矢印の如く所定の幅で揺動する
と、母材４上のビード５の高さに応じて溶接トー
チ２の高さが上昇し、その溶接トーチ２の高さ変
位と溶接トーチ２の揺動をポテンシヨンメータで
測定すると第６図に示す波形が得られる。第６図
は横軸に時間Ｔを縦軸に電位ｅを示す。図におい
て波形epは溶接トーチ２の揺動波形を示し、波形
eAは溶接トーチ２の高さ変位の波形を示す。図に
示す如く溶接トーチ２の揺動波形epと高さ変位波
形eAは非常によい対応がある。したがつてアーク
長を一定とするアーク電圧制御を行いながら溶接
トーチ２の高さ変位を揺動運動中検出することに
よつて先に肉盛したビード端面を検知して溶接ト
ーチ２を揺動することができる。
いながら第５図に示したように溶接トーチ２及び
フイラワイヤ６を矢印の如く所定の幅で揺動する
と、母材４上のビード５の高さに応じて溶接トー
チ２の高さが上昇し、その溶接トーチ２の高さ変
位と溶接トーチ２の揺動をポテンシヨンメータで
測定すると第６図に示す波形が得られる。第６図
は横軸に時間Ｔを縦軸に電位ｅを示す。図におい
て波形epは溶接トーチ２の揺動波形を示し、波形
eAは溶接トーチ２の高さ変位の波形を示す。図に
示す如く溶接トーチ２の揺動波形epと高さ変位波
形eAは非常によい対応がある。したがつてアーク
長を一定とするアーク電圧制御を行いながら溶接
トーチ２の高さ変位を揺動運動中検出することに
よつて先に肉盛したビード端面を検知して溶接ト
ーチ２を揺動することができる。
第７図、第８図及び第９図はこの発明の実施に
使用する一溶接装置を示し、第７図は正面図、第
８図は平面図、第９図は第７図のＡ−Ａ断面図で
ある。図において７は先端に溶接トーチ２を取付
けた細長い管からなるアームである。８はアーム
７を取付け、台形ねじからなる軸９の回転により
溶接トーチ２を上下方向に移動するホルダであ
る。１１は昇降モータで、ギヤー群１０を介して
軸９を回転することによりアーク電圧制御を行
う。１２は上記昇降モータ１１等を固定した揺動
スライダで揺動モータ１３に連結した台形ねじか
らなる揺動軸１４の回転により溶接トーチ２を揺
動する。１５は揺動モータ１３を取付けた主スラ
イダで、ガイド１６及びナツト１７を有する。ナ
ツト１７は台形ねじからなる主軸１８に螺合さ
れ、主軸１８の回転により主スライダ１５をガイ
ドレール１９に沿つて移動する。２０は主モータ
でギヤ２１、クラツチ２２及びギヤ群２３を介し
て主軸１８を回転する。２４は早送りモータでク
ラツチ２２Ａ及びギヤ群２３を介して主軸１８を
回転する。なお２５は主軸１８をベツド２６に取
付けるナツトである。
使用する一溶接装置を示し、第７図は正面図、第
８図は平面図、第９図は第７図のＡ−Ａ断面図で
ある。図において７は先端に溶接トーチ２を取付
けた細長い管からなるアームである。８はアーム
７を取付け、台形ねじからなる軸９の回転により
溶接トーチ２を上下方向に移動するホルダであ
る。１１は昇降モータで、ギヤー群１０を介して
軸９を回転することによりアーク電圧制御を行
う。１２は上記昇降モータ１１等を固定した揺動
スライダで揺動モータ１３に連結した台形ねじか
らなる揺動軸１４の回転により溶接トーチ２を揺
動する。１５は揺動モータ１３を取付けた主スラ
イダで、ガイド１６及びナツト１７を有する。ナ
ツト１７は台形ねじからなる主軸１８に螺合さ
れ、主軸１８の回転により主スライダ１５をガイ
ドレール１９に沿つて移動する。２０は主モータ
でギヤ２１、クラツチ２２及びギヤ群２３を介し
て主軸１８を回転する。２４は早送りモータでク
ラツチ２２Ａ及びギヤ群２３を介して主軸１８を
回転する。なお２５は主軸１８をベツド２６に取
付けるナツトである。
上記のように構成した溶接装置を使用してTIG
溶接により、第１０図に示した小径管１の内面に
肉盛溶接する場合は、まず溶接トーチの早送りモ
ータ２４を駆動して、溶接トーチ２を管１内に挿
入し、次に管１を不図示の回転装置で回転しなが
ら主モータ２０を駆動して自動で溶接トーチ２を
図のＢ矢印方向に移動しつつ、揺動モータ１３を
駆動して管１に一定幅の肉盛りを行う。以後先に
肉盛したビード５端面に倣つて溶接トーチ２の揺
動を行いながら管１内面に連続して肉盛を行う。
溶接により、第１０図に示した小径管１の内面に
肉盛溶接する場合は、まず溶接トーチの早送りモ
ータ２４を駆動して、溶接トーチ２を管１内に挿
入し、次に管１を不図示の回転装置で回転しなが
ら主モータ２０を駆動して自動で溶接トーチ２を
図のＢ矢印方向に移動しつつ、揺動モータ１３を
駆動して管１に一定幅の肉盛りを行う。以後先に
肉盛したビード５端面に倣つて溶接トーチ２の揺
動を行いながら管１内面に連続して肉盛を行う。
第１１図に溶接トーチ２を揺動する場合のフロ
ーチヤートを示す。
ーチヤートを示す。
ステツプ101で溶接トーチ２の揺動方向を確認
し、溶接トーチ２の揺動方向が先に肉盛したビー
ドの端面に向う方向である場合は第６図に示した
溶接トーチ２の高さ変位eAを不図示のポテンシヨ
メータで検出し（ステツプ102）、この高さ変位eA
が最下位電位から、あらかじめビード高さに応じ
て設定した基準電位erまで上がつたところで溶接
トーチ２の反転信号を検出し（ステツプ103）、そ
の時から一定時間TA秒後（ステツプ105）に揺動
停止指令を出して（ステツプ106）、さらに定めら
れた停止時間TB経過後（ステツプ107）、溶接ト
ーチ２を反転させる（ステツプ100）。溶接トーチ
２の揺動方向が先に肉盛したビード５の端面側と
反対側の場合はあらかじめ設定してある揺動幅Ｗ
を検出して（ステツプ104）、その揺動幅Ｗに達し
た時に直ちに溶接トーチ２の反転を行う。なお、
上記実施例では、TIG溶接法により前述のスパイ
ラル法で肉盛溶接する場合について説明したが、
この発明はMIG溶接法によるスパイラル法でも
行うことができる。
し、溶接トーチ２の揺動方向が先に肉盛したビー
ドの端面に向う方向である場合は第６図に示した
溶接トーチ２の高さ変位eAを不図示のポテンシヨ
メータで検出し（ステツプ102）、この高さ変位eA
が最下位電位から、あらかじめビード高さに応じ
て設定した基準電位erまで上がつたところで溶接
トーチ２の反転信号を検出し（ステツプ103）、そ
の時から一定時間TA秒後（ステツプ105）に揺動
停止指令を出して（ステツプ106）、さらに定めら
れた停止時間TB経過後（ステツプ107）、溶接ト
ーチ２を反転させる（ステツプ100）。溶接トーチ
２の揺動方向が先に肉盛したビード５の端面側と
反対側の場合はあらかじめ設定してある揺動幅Ｗ
を検出して（ステツプ104）、その揺動幅Ｗに達し
た時に直ちに溶接トーチ２の反転を行う。なお、
上記実施例では、TIG溶接法により前述のスパイ
ラル法で肉盛溶接する場合について説明したが、
この発明はMIG溶接法によるスパイラル法でも
行うことができる。
この発明は以上説明した通り先に肉盛したビー
ド端面に倣つて管内面の肉盛溶接を行うことか
ら、ビード表面が非常に平滑となり手溶接で問題
となつていたアンダカツトやビード重ね部の谷間
がなくなり溶接後の非破壊検査が容易となる。ま
た肉盛溶接に必要な溶接ビード幅や肉盛厚を他の
溶接法と比して自由に選択できるため仕様に合つ
た最適な肉盛条件を採用することができる。さら
にビードの継なぎ任意の位置でできるため溶接中
何等かの原因でアークが切れても再び溶接を続行
することができる。
ド端面に倣つて管内面の肉盛溶接を行うことか
ら、ビード表面が非常に平滑となり手溶接で問題
となつていたアンダカツトやビード重ね部の谷間
がなくなり溶接後の非破壊検査が容易となる。ま
た肉盛溶接に必要な溶接ビード幅や肉盛厚を他の
溶接法と比して自由に選択できるため仕様に合つ
た最適な肉盛条件を採用することができる。さら
にビードの継なぎ任意の位置でできるため溶接中
何等かの原因でアークが切れても再び溶接を続行
することができる。
またこの発明では溶接トーチの揺動及び送りと
管の回転を独立に調整できるため管の材質の違い
によるビード形状や幅、溶接条件の変更に対して
自由に対処できる。
管の回転を独立に調整できるため管の材質の違い
によるビード形状や幅、溶接条件の変更に対して
自由に対処できる。
さらにこの発明は溶接トーチをビード端面に倣
つて揺動することから管内面の肉盛りを自動でか
つ不活性ガスを使用するTIG溶接により行えば、
いかなる材質に対しても対応することが可能とな
ると共に、スラグが発生しないため、スラグ巻き
込みや、それに伴う溶接欠陥がなくなり品質の安
定した肉盛りが可能となる。
つて揺動することから管内面の肉盛りを自動でか
つ不活性ガスを使用するTIG溶接により行えば、
いかなる材質に対しても対応することが可能とな
ると共に、スラグが発生しないため、スラグ巻き
込みや、それに伴う溶接欠陥がなくなり品質の安
定した肉盛りが可能となる。
またこの発明によると溶接トーチの揺動を溶接
装置本体で行うことができるため、溶接トーチを
取付けるアームを細長くすることができ、その結
果肉盛後の内径が50mm程度の小径管まで肉盛する
ことができ、管を反転させて各端かからそれぞれ
溶接すれば管長1.2ｍまでの肉盛溶接も可能とな
り、品質の向上に果たす効果が大である。
装置本体で行うことができるため、溶接トーチを
取付けるアームを細長くすることができ、その結
果肉盛後の内径が50mm程度の小径管まで肉盛する
ことができ、管を反転させて各端かからそれぞれ
溶接すれば管長1.2ｍまでの肉盛溶接も可能とな
り、品質の向上に果たす効果が大である。
第１図は管に肉盛溶接する場合の管と溶接トー
チの配置図、第２図は従来のスパイラル法による
ビードの模式図、第３図は従来のステツプオーバ
法によるビードの模式図、第４図は同じく従来の
直線盛り法によるビードの模式図、第５図は肉盛
溶接によるビード形成時の模式図、第６図は溶接
トーチの高さ変位と揺動の波形図、第７図〜第９
図はこの発明の実施に使用する溶接装置の構造図
で、第７図は正面図、第８図は平面図、第９図は
第７図のＡ−Ａ断面図、第１０図はビードと溶接
トーチの配置図、第１１図はこの発明の実施例に
おいて溶接トーチを揺動するときのフローチヤー
トである。 １……管、２……溶接トーチ、３，５……ビー
ド、４……母材、７……アーム、８……ホルダ、
９……軸、１０，２３……ギヤ群、１１……昇降
モータ、１２……揺動スライダ、１３……揺動モ
ータ、１４……揺動軸、１５……主スライタ、１
６……ガイド、１７……ナツト、１８……主軸、
１９……ガイドレール、２０……主モータ、２１
……ギヤ、２２，２２Ａ……クラツチ、２４……
早送りモータ、２６……ベツド。
チの配置図、第２図は従来のスパイラル法による
ビードの模式図、第３図は従来のステツプオーバ
法によるビードの模式図、第４図は同じく従来の
直線盛り法によるビードの模式図、第５図は肉盛
溶接によるビード形成時の模式図、第６図は溶接
トーチの高さ変位と揺動の波形図、第７図〜第９
図はこの発明の実施に使用する溶接装置の構造図
で、第７図は正面図、第８図は平面図、第９図は
第７図のＡ−Ａ断面図、第１０図はビードと溶接
トーチの配置図、第１１図はこの発明の実施例に
おいて溶接トーチを揺動するときのフローチヤー
トである。 １……管、２……溶接トーチ、３，５……ビー
ド、４……母材、７……アーム、８……ホルダ、
９……軸、１０，２３……ギヤ群、１１……昇降
モータ、１２……揺動スライダ、１３……揺動モ
ータ、１４……揺動軸、１５……主スライタ、１
６……ガイド、１７……ナツト、１８……主軸、
１９……ガイドレール、２０……主モータ、２１
……ギヤ、２２，２２Ａ……クラツチ、２４……
早送りモータ、２６……ベツド。
Claims (1)
- １ 細長いアーム先端に設けた溶接トーチのアー
ク長をアーク電圧制御により一定に保ちながら該
溶接トーチを揺動運動させるとともに該溶接トー
チの高さを可変とし、この揺動運動中前記溶接ト
ーチの高さ変位を検出し、該溶接トーチが先に肉
盛溶接したビードの端面に向う方向の運動のとき
には前記溶接トーチの高さ変位があらかじめビー
ド高さに応じて設定した基準値と一致したことを
検出し、その時から一定時間後に前記溶接トーチ
を反転させ、前記溶接トーチが前記ビードの端面
側と反対方向の運動のときには所定の揺動幅に達
した時に該溶接トーチを反転させることによりビ
ードの端面倣いを行うことを特徴とする管内面肉
盛溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6321084A JPS60210361A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 管内面肉盛溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6321084A JPS60210361A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 管内面肉盛溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60210361A JPS60210361A (ja) | 1985-10-22 |
| JPH0128672B2 true JPH0128672B2 (ja) | 1989-06-05 |
Family
ID=13222604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6321084A Granted JPS60210361A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 管内面肉盛溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60210361A (ja) |
-
1984
- 1984-04-02 JP JP6321084A patent/JPS60210361A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60210361A (ja) | 1985-10-22 |
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