JPH0221907B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0221907B2 JPH0221907B2 JP56205165A JP20516581A JPH0221907B2 JP H0221907 B2 JPH0221907 B2 JP H0221907B2 JP 56205165 A JP56205165 A JP 56205165A JP 20516581 A JP20516581 A JP 20516581A JP H0221907 B2 JPH0221907 B2 JP H0221907B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arc
- semicircular arc
- pulse
- rotating
- diameter semicircular
- 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 - Lifetime
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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
- B23K9/08—Arrangements or circuits for magnetic control of the arc
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、アークを所定の径で水平に高速で
円状回転させて、被溶接材の溶接を行なう高速回
転アーク溶接方法に関し、特に所望する位置で溶
接電流の高電流域を使用し、その位置における被
溶接材の溶込みを増加させる高速回転アーク溶接
方法に関するものである。
円状回転させて、被溶接材の溶接を行なう高速回
転アーク溶接方法に関し、特に所望する位置で溶
接電流の高電流域を使用し、その位置における被
溶接材の溶込みを増加させる高速回転アーク溶接
方法に関するものである。
本発明者等は、先に電極の先端から発生させる
アークを、高速で水平に円運動させることによ
り、溶込みが比較的浅く、かつ扁平なビードが得
られる回転アーク溶接方法を発明した。（特願昭
54−42014、特願昭55−79618） 上述の発明によれば、被溶接材を高能率で材質
的な欠陥の生ずることがなく溶接することができ
るが、この方法を狭開先の溶接に適用すると、開
先壁部において、ややもすると、溶込み不足を起
す恐れがあり、また溶込み不足にならなくても、
第１図に被溶接材３，３′間の開先４における溶
込み形状の断面図に示す如く、不安定な溶込み形
状１になる問題があつた。
アークを、高速で水平に円運動させることによ
り、溶込みが比較的浅く、かつ扁平なビードが得
られる回転アーク溶接方法を発明した。（特願昭
54−42014、特願昭55−79618） 上述の発明によれば、被溶接材を高能率で材質
的な欠陥の生ずることがなく溶接することができ
るが、この方法を狭開先の溶接に適用すると、開
先壁部において、ややもすると、溶込み不足を起
す恐れがあり、また溶込み不足にならなくても、
第１図に被溶接材３，３′間の開先４における溶
込み形状の断面図に示す如く、不安定な溶込み形
状１になる問題があつた。
第２図は、狭開先溶接の場合の好ましい溶込み
形状を示す図で、図示の如く、狭開先溶接の場合
の溶込みは、コンケーブ度を増した形、即ち、開
先４の底部隅角において十分に溶込んだ溶込み形
状２とする必要がある。
形状を示す図で、図示の如く、狭開先溶接の場合
の溶込みは、コンケーブ度を増した形、即ち、開
先４の底部隅角において十分に溶込んだ溶込み形
状２とする必要がある。
本発明者等は、上述した問題を解決し、回転ア
ーク溶接により狭開先を溶接する場合、開先の底
部隅角において十分な溶込みが得られる高速回転
アーク溶接方法を開発すべく鋭意研究の結果、回
転するアークが開先の壁面に位置したときに、タ
イミングよくパルス状の高電流が流れるようにす
れば、開先壁面部の溶込み増加を促進し得ること
を知見した。
ーク溶接により狭開先を溶接する場合、開先の底
部隅角において十分な溶込みが得られる高速回転
アーク溶接方法を開発すべく鋭意研究の結果、回
転するアークが開先の壁面に位置したときに、タ
イミングよくパルス状の高電流が流れるようにす
れば、開先壁面部の溶込み増加を促進し得ること
を知見した。
この発明は、上記知見に基づいてなされたもの
で、ノズルに、大径半円弧部分と小径半円弧部分
とからなる円盤状の遮光板を、前記大径半円弧部
分の一方の端面側にワイヤが位置するように取付
け、一方、溶接機本体に、発光素子と受光素子と
が所定の間隙をあけて設けられたフオトカプラ
を、前記遮光板の周縁が前記間隙内を通過するよ
うに設け、 前記遮光板の小径半円弧部分が前記フオトカプ
ラを通過する間に発生する出力によつて、回転す
るアークの被溶接材開先内における位置をパルス
波形として検出すると共に、前記パルス波形の位
相と、パルス溶接用電源のパルス波形に同期した
基準波形の位相とが一致する如くアークの回転速
度を制御することに特徴を有するものである。
で、ノズルに、大径半円弧部分と小径半円弧部分
とからなる円盤状の遮光板を、前記大径半円弧部
分の一方の端面側にワイヤが位置するように取付
け、一方、溶接機本体に、発光素子と受光素子と
が所定の間隙をあけて設けられたフオトカプラ
を、前記遮光板の周縁が前記間隙内を通過するよ
うに設け、 前記遮光板の小径半円弧部分が前記フオトカプ
ラを通過する間に発生する出力によつて、回転す
るアークの被溶接材開先内における位置をパルス
波形として検出すると共に、前記パルス波形の位
相と、パルス溶接用電源のパルス波形に同期した
基準波形の位相とが一致する如くアークの回転速
度を制御することに特徴を有するものである。
次に、この発明を実施例により図面と共に説明
する。
する。
第３図はこの発明の高速回転アーク溶接方法を
説明する平面図である。この発明においては、被
溶接材３，３′間の開先４を、矢印５で示すよう
な円運動を行なう回転アーク９で、矢印ａの方向
に進行させながら溶接するに当り、被溶接材３の
壁面３ａに回転アーク９が最も近接する位置Ｒ、
および、被溶接材３′の壁面３′ａに回転アーク９
が最も近接する位置Ｌにおいて、第４図に示すよ
うなパルス波形のピーク電流IPを発生させ、この
ピーク電流IPにより前記位置ＲおよびＬにおける
溶込みの増加を促進させるものである。第３図に
おいて点線ｂは溶融プールを示している。なおこ
の実施例においては、溶接用電源にサイリスタ制
御式パルス溶接電源を使用したが、トランジスタ
制御式の電源を使用してもよい。
説明する平面図である。この発明においては、被
溶接材３，３′間の開先４を、矢印５で示すよう
な円運動を行なう回転アーク９で、矢印ａの方向
に進行させながら溶接するに当り、被溶接材３の
壁面３ａに回転アーク９が最も近接する位置Ｒ、
および、被溶接材３′の壁面３′ａに回転アーク９
が最も近接する位置Ｌにおいて、第４図に示すよ
うなパルス波形のピーク電流IPを発生させ、この
ピーク電流IPにより前記位置ＲおよびＬにおける
溶込みの増加を促進させるものである。第３図に
おいて点線ｂは溶融プールを示している。なおこ
の実施例においては、溶接用電源にサイリスタ制
御式パルス溶接電源を使用したが、トランジスタ
制御式の電源を使用してもよい。
第５図は、この発明に用いられる、回転するア
ークの被溶接材開先内における位置を検出するた
めの検出計の一実施例を示す斜視図、第６図は同
じく平面図である。
ークの被溶接材開先内における位置を検出するた
めの検出計の一実施例を示す斜視図、第６図は同
じく平面図である。
図面において、６は後述する第８図に示したモ
ータ２０により回転されるノズルで、ワイヤ７
は、ノズル６の先端に前記ノズルの中心軸線から
偏位させて設けたチツプ８より、偏心状態で送給
され、アーク９を発生させる。ノズル６の回転に
より、アーク９は、矢印５に示す円運動の回転を
する。
ータ２０により回転されるノズルで、ワイヤ７
は、ノズル６の先端に前記ノズルの中心軸線から
偏位させて設けたチツプ８より、偏心状態で送給
され、アーク９を発生させる。ノズル６の回転に
より、アーク９は、矢印５に示す円運動の回転を
する。
１０はノズル６の中間部所定位置に、その外周
に沿つて取付けられた円盤状の遮光板で、遮光板
１０は大径半円弧部分１０ａと小径半円弧部分１
０ｂとからなつており、第６図に示す如く大径半
円弧部分１０ａの一方の端面Ａと他方の端面Ｂと
を結ぶ線上の前記端面Ａ側にワイヤ７が位置する
ようにノズル６に取付けられ、ノズル６と共に矢
印の如く回転する。
に沿つて取付けられた円盤状の遮光板で、遮光板
１０は大径半円弧部分１０ａと小径半円弧部分１
０ｂとからなつており、第６図に示す如く大径半
円弧部分１０ａの一方の端面Ａと他方の端面Ｂと
を結ぶ線上の前記端面Ａ側にワイヤ７が位置する
ようにノズル６に取付けられ、ノズル６と共に矢
印の如く回転する。
１１は溶接機本体に固着されたフオトカプラ
で、フオトカプラ１１は発光素子体１１ａと受光
素子体１１ｂとからなり、発光素子体１１ａと受
光素子体１１ｂとの間の間隙内を、回転する遮光
板１０の大径半円弧部分１０ａの周縁が通過する
ときは発光素子体１１ａからの光を遮り、小径半
円弧部分１０ｂの周縁が通過するときは、前記光
を遮らない位置で、かつ、被溶接材３の壁面３ａ
に回転アーク９が接する位置Ｒ側に設けられてい
る。
で、フオトカプラ１１は発光素子体１１ａと受光
素子体１１ｂとからなり、発光素子体１１ａと受
光素子体１１ｂとの間の間隙内を、回転する遮光
板１０の大径半円弧部分１０ａの周縁が通過する
ときは発光素子体１１ａからの光を遮り、小径半
円弧部分１０ｂの周縁が通過するときは、前記光
を遮らない位置で、かつ、被溶接材３の壁面３ａ
に回転アーク９が接する位置Ｒ側に設けられてい
る。
従つてフオトカプラ１１は、ノズル６と共に回
転する遮光板１１の小径半円弧部分１０ｂが通過
する間、即ち大径半円弧部分１０ａの一方の端面
Ａが、フオトカプラ１１の発光素子体１１ａを通
過してから、他方の端面Ｂが発光素子体１１ａに
到達するまでの間、第７図イの如きパルス波形、、
即ちアークが開先壁面に最も近接する位置Ｒおよ
びＬを示す出力１２を発生する。従つて、この出
力１２から、アークの開先内における位置を検知
することができる。
転する遮光板１１の小径半円弧部分１０ｂが通過
する間、即ち大径半円弧部分１０ａの一方の端面
Ａが、フオトカプラ１１の発光素子体１１ａを通
過してから、他方の端面Ｂが発光素子体１１ａに
到達するまでの間、第７図イの如きパルス波形、、
即ちアークが開先壁面に最も近接する位置Ｒおよ
びＬを示す出力１２を発生する。従つて、この出
力１２から、アークの開先内における位置を検知
することができる。
第７図ロは商用の交流電源の周波数をそのまま
使用したサイリスタ制御式パルス溶接電源の無負
荷電圧波形で、アークが最も開先壁面に近接する
位置ＲおよびＬを基準にして、その前後に一定の
時間幅を有するパルスピーク電流IPが通電される
状態を示している。１３′は交流電源の波形であ
り、第７図イと比較してわかるように、この発明
では前記交流電源の周波数に、フオトカプラ１１
の出力１２即ちノズル６の回転速度が一致する如
く構成されている。
使用したサイリスタ制御式パルス溶接電源の無負
荷電圧波形で、アークが最も開先壁面に近接する
位置ＲおよびＬを基準にして、その前後に一定の
時間幅を有するパルスピーク電流IPが通電される
状態を示している。１３′は交流電源の波形であ
り、第７図イと比較してわかるように、この発明
では前記交流電源の周波数に、フオトカプラ１１
の出力１２即ちノズル６の回転速度が一致する如
く構成されている。
第８図はこの発明を実施するための制御ブロツ
ク図の一例で、１３は商用の交流電源、１４は交
流電源１３の周波数をそのまま使用したサイリス
タ制御式パルス溶接電源で、パルス溶接電源１４
は、第４図および第７図ロに示すピーク電流IPを
発生させるパルス電流周波数の波形を出力する。
ク図の一例で、１３は商用の交流電源、１４は交
流電源１３の周波数をそのまま使用したサイリス
タ制御式パルス溶接電源で、パルス溶接電源１４
は、第４図および第７図ロに示すピーク電流IPを
発生させるパルス電流周波数の波形を出力する。
１５は前記交流電源１３によりノズル６の回転
用モータ２０を一定速度で回転させるために設け
られた矩形波発生器で、第９図イに示すように矩
形波発生器１５により生じた矩形波の波形１５′
は、第９図ロに示すように交流電源１３の波形１
３′即ちパルス溶接電源１４のパルス波形と位相
が一致している。従つてこのままでは第７図イに
示すフオトカプラ１１により発生した出力１２
が、パルス溶接電源１４のピーク電流値の０の位
相で一致するため、フオトカプラ１１による検出
信号が生じない。
用モータ２０を一定速度で回転させるために設け
られた矩形波発生器で、第９図イに示すように矩
形波発生器１５により生じた矩形波の波形１５′
は、第９図ロに示すように交流電源１３の波形１
３′即ちパルス溶接電源１４のパルス波形と位相
が一致している。従つてこのままでは第７図イに
示すフオトカプラ１１により発生した出力１２
が、パルス溶接電源１４のピーク電流値の０の位
相で一致するため、フオトカプラ１１による検出
信号が生じない。
そこで、矩形波発生器１５の次に位相調整器１
６を設け、位相調整器１６により、フオトカプラ
１１で発生した出力１２が、パルス溶接電源１４
のピーク電流IPを形成する範囲内にある如く、矩
形波発生器１５により発生した矩形波の位相を調
整し、第７図に示したδ分だけずらし、これを基
準波形の位相とする。
６を設け、位相調整器１６により、フオトカプラ
１１で発生した出力１２が、パルス溶接電源１４
のピーク電流IPを形成する範囲内にある如く、矩
形波発生器１５により発生した矩形波の位相を調
整し、第７図に示したδ分だけずらし、これを基
準波形の位相とする。
１７はフオトカプラ１１により発生した出力を
取出す検出器、１８は位相比較器で、位相比較器
１８により前記検出器１７で取出されたフオトカ
プラ１１の出力即ちノズル６の回転用モータ２０
の回転位相と、位相調整器１６より出力された基
準波形の位相とが比較された上、位相の偏差が電
圧信号として出力され、この電圧信号が０になる
如く前記モータ２０の回転速度を制御する。
取出す検出器、１８は位相比較器で、位相比較器
１８により前記検出器１７で取出されたフオトカ
プラ１１の出力即ちノズル６の回転用モータ２０
の回転位相と、位相調整器１６より出力された基
準波形の位相とが比較された上、位相の偏差が電
圧信号として出力され、この電圧信号が０になる
如く前記モータ２０の回転速度を制御する。
この結果、アークの回転周波数をパルス溶接電
源のパルス電流周波数と一致させることができ、
アークが開先壁面に最も近接して位置したときに
パルス状の高電流が流れ、これにより開先壁面の
溶込み増加が促進される。なお第８図において１
９はノイズ除去のためのフイルターである。
源のパルス電流周波数と一致させることができ、
アークが開先壁面に最も近接して位置したときに
パルス状の高電流が流れ、これにより開先壁面の
溶込み増加が促進される。なお第８図において１
９はノイズ除去のためのフイルターである。
以上述べたように、この発明によればアークが
開先壁面に最も近接した位置においてパルス状の
高電流が流れるように、アークの回転速度が制御
されるので、開先壁面における溶込みを確実に増
加させることができ、溶接品質は向上する等、工
業上極めて優れた効果がもたらされる。
開先壁面に最も近接した位置においてパルス状の
高電流が流れるように、アークの回転速度が制御
されるので、開先壁面における溶込みを確実に増
加させることができ、溶接品質は向上する等、工
業上極めて優れた効果がもたらされる。
第１図および第２図は狭開先溶接における溶込
状態を示す断面図、第３図はこの発明における回
転アーク溶接の平面図、第４図はこの発明に用い
られるアーク用パルス電流波形と開先壁との関係
を示す説明図、第５図はこの発明に用いられるノ
ズルの回転位置を検出する装置の斜視図、第６図
は同じく平面図、第７図は第５図および第６図に
示す検出器とパルス溶接電源波形との関係を示す
図、第８図はこの発明を実施するための制御ブロ
ツク図、第９図は矩形波発生器により生じた波形
と交流電源の波形との関係を示す図である。 図面において、１，２……溶込み形状、３，
３′……被溶接材、４……開先、５……回転アー
クの方向、６……ノズル、７……ワイヤ、８……
チツプ、９……アーク、１０……遮光板、１１…
…フオトカプラ、１２……フオトカプラ出力、１
３……交流電源、１４……パルス溶接用電源、１
５……矩形波発生器、１６……位相調整器、１７
……検出器、１８……位相比較器、１９……フイ
ルタ、２０……モータ。
状態を示す断面図、第３図はこの発明における回
転アーク溶接の平面図、第４図はこの発明に用い
られるアーク用パルス電流波形と開先壁との関係
を示す説明図、第５図はこの発明に用いられるノ
ズルの回転位置を検出する装置の斜視図、第６図
は同じく平面図、第７図は第５図および第６図に
示す検出器とパルス溶接電源波形との関係を示す
図、第８図はこの発明を実施するための制御ブロ
ツク図、第９図は矩形波発生器により生じた波形
と交流電源の波形との関係を示す図である。 図面において、１，２……溶込み形状、３，
３′……被溶接材、４……開先、５……回転アー
クの方向、６……ノズル、７……ワイヤ、８……
チツプ、９……アーク、１０……遮光板、１１…
…フオトカプラ、１２……フオトカプラ出力、１
３……交流電源、１４……パルス溶接用電源、１
５……矩形波発生器、１６……位相調整器、１７
……検出器、１８……位相比較器、１９……フイ
ルタ、２０……モータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ノズルを水平に高速で回転させて、所定の径
で高速に回転するアークにより、被溶接材の溶接
を行なう高速回転アーク溶接方法において、 前記ノズルに、大径半円弧部分と小径半円弧部
分とからなる円盤状の遮光板を、前記大径半円弧
部分の一方の端面側にワイヤが位置するように取
付け、一方、溶接機本体に、発光素子と受光素子
とが所定の間隙をあけて設けられたフオトカプラ
を、前記遮光板の周縁が前記間隙内を通過するよ
うに設け、 前記遮光板の小径半円弧部分が前記フオトカプ
ラを通過する間に発生する出力によつて、前記回
転するアークの被溶接材開先内における位置をパ
ルス波形として検出すると共に、前記パルス波形
の位相と、パルス溶接用電源のパルス波形に同期
した基準波形の位相とが一致する如くアークの回
転速度を制御し、アークが被溶接材の開先壁面に
最も近接した位置においてパルス状の高電流を流
し、前記被溶接材を溶接することを特徴とする高
速回転アーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20516581A JPS58107271A (ja) | 1981-12-21 | 1981-12-21 | 高速回転ア−ク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20516581A JPS58107271A (ja) | 1981-12-21 | 1981-12-21 | 高速回転ア−ク溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58107271A JPS58107271A (ja) | 1983-06-25 |
| JPH0221907B2 true JPH0221907B2 (ja) | 1990-05-16 |
Family
ID=16502495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20516581A Granted JPS58107271A (ja) | 1981-12-21 | 1981-12-21 | 高速回転ア−ク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58107271A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02150808U (ja) * | 1989-05-22 | 1990-12-27 | ||
| JPH0344312U (ja) * | 1989-08-31 | 1991-04-24 | ||
| JPH0425303U (ja) * | 1990-06-22 | 1992-02-28 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0829413B2 (ja) * | 1985-10-23 | 1996-03-27 | 石川島播磨重工業株式会社 | 溶接ト−チの駆動機構 |
| US9403233B2 (en) * | 2011-12-16 | 2016-08-02 | Illinois Tool Works Inc. | DC electrode negative rotating arc welding method and system |
| US9511442B2 (en) | 2012-07-27 | 2016-12-06 | Illinois Tool Works Inc. | Adaptable rotating arc welding method and system |
| US10953484B2 (en) | 2013-09-16 | 2021-03-23 | Illinois Tool Works Inc. | Narrow groove welding method and system |
| US10543551B2 (en) | 2013-09-16 | 2020-01-28 | Illinois Tool Works Inc. | Synchronized rotating arc welding method and system |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5557378A (en) * | 1978-10-25 | 1980-04-28 | Aichi Sangyo Kk | Arc welding method and arc welding device |
| JPS55126373A (en) * | 1979-03-20 | 1980-09-30 | Hitachi Zosen Corp | Narrow gap welding method |
-
1981
- 1981-12-21 JP JP20516581A patent/JPS58107271A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02150808U (ja) * | 1989-05-22 | 1990-12-27 | ||
| JPH0344312U (ja) * | 1989-08-31 | 1991-04-24 | ||
| JPH0425303U (ja) * | 1990-06-22 | 1992-02-28 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58107271A (ja) | 1983-06-25 |
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