JPH03146275A - プラズマ自動溶接方法 - Google Patents
プラズマ自動溶接方法Info
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- JPH03146275A JPH03146275A JP28286789A JP28286789A JPH03146275A JP H03146275 A JPH03146275 A JP H03146275A JP 28286789 A JP28286789 A JP 28286789A JP 28286789 A JP28286789 A JP 28286789A JP H03146275 A JPH03146275 A JP H03146275A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は金属材料のプラズマ自動溶接方法に関する。
［従来の技術］
薄鋼板の大板を板継溶接する場合、溶接中の熱変形に対
し、開先を保持するためには、開先内に仮付溶接部を設
けなければならない。この仮付溶接部の横断面は、ＭＩ
Ｇ等の溶加材を加える方法では第２図（ａ）の如く凸形
状となり、ＴＩＧ等の溶加材を加えない方法では第２図
（ｂ）の如く凹形状となる。
し、開先を保持するためには、開先内に仮付溶接部を設
けなければならない。この仮付溶接部の横断面は、ＭＩ
Ｇ等の溶加材を加える方法では第２図（ａ）の如く凸形
状となり、ＴＩＧ等の溶加材を加えない方法では第２図
（ｂ）の如く凹形状となる。
しかして、従来より光学距離計を用い開先幅を検出する
方法が提案されているが、この方法は特開昭５３−１０
０９４４号公報に示されるように、開先幅方向に光学距
離計を揺動させ鋼板表面および開先までの距離を測定し
、鋼板表面までの距離より大きい距離が連続的に検出さ
れる部分を開先と判断する方法である。
方法が提案されているが、この方法は特開昭５３−１０
０９４４号公報に示されるように、開先幅方向に光学距
離計を揺動させ鋼板表面および開先までの距離を測定し
、鋼板表面までの距離より大きい距離が連続的に検出さ
れる部分を開先と判断する方法である。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、第１図に示すように開先幅検出値Ｇは、仮付ビ
ードが凸形状の場合にはＧ＝０、凹形状の場合には開先
幅実測値Ｇ。に対し極端に大きな値となり、実際の開先
幅と全く異った開先幅検出値となる。このため仮付ビー
ド部での溶接条件の乱れが生じ、開先内に仮付溶接が施
されている溶接物を自動溶接化する場合の大きな問題と
なフていた。
ードが凸形状の場合にはＧ＝０、凹形状の場合には開先
幅実測値Ｇ。に対し極端に大きな値となり、実際の開先
幅と全く異った開先幅検出値となる。このため仮付ビー
ド部での溶接条件の乱れが生じ、開先内に仮付溶接が施
されている溶接物を自動溶接化する場合の大きな問題と
なフていた。
本発明はこのようの問題を解決するためになされたもの
で、開先内の仮付溶接部を正確に検出し、プラズマ自動
溶接を支障なく行えるようにすることを目的とする。
で、開先内の仮付溶接部を正確に検出し、プラズマ自動
溶接を支障なく行えるようにすることを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明は、開先内に仮付溶接の施された開先の開先幅を
レーザ距離計を用いて検出し、開先幅に応じてキーホー
ル溶接条件を制御するプラズマ自動溶接方法において、
開先幅検出値ＧがＧ ＜ ０．３ｍｍあるいはＧ＞３．
０ｍｍの場合は仮付溶接部とみなして除外し、仮付溶接
部に到達以餌の開先幅検出値あるいは仮付溶接部前後の
開先幅検出値によりキーホール溶接条件を制御すること
を特徴とするプラズマ自動溶接方法である。
レーザ距離計を用いて検出し、開先幅に応じてキーホー
ル溶接条件を制御するプラズマ自動溶接方法において、
開先幅検出値ＧがＧ ＜ ０．３ｍｍあるいはＧ＞３．
０ｍｍの場合は仮付溶接部とみなして除外し、仮付溶接
部に到達以餌の開先幅検出値あるいは仮付溶接部前後の
開先幅検出値によりキーホール溶接条件を制御すること
を特徴とするプラズマ自動溶接方法である。
［作用］
第１図はレーザ距離計を開先幅方向に揺動させた時のレ
ーザ距離計の出力値で、鋼板表面までの距離ＤＩに比べ
やや大きいＤ２をしきい値とし、Ｄ２よりもさらに大き
い距離の部分を開先と認識し、出力値がＤ２を越える揺
動位置Ｗ、およびＷ２よりＷ２−Ｗ、を算出し、これを
開先幅検出値Ｇとする。したがって、第１図（ａ）のよ
うに仮付ビードのない開先部は、開先幅実測値Ｇ。と開
先幅検出値Ｇは等しい。しかし、第１図（ｂ）のように
仮付ビードが凸形状の位置では、開先は検出されずＧ＝
Ｏ１または第１図（Ｃ）のように仮付ビードが凹形状の
位置では、仮付ビード幅が開先幅検出値Ｇとなり極端に
大きな値となる。
ーザ距離計の出力値で、鋼板表面までの距離ＤＩに比べ
やや大きいＤ２をしきい値とし、Ｄ２よりもさらに大き
い距離の部分を開先と認識し、出力値がＤ２を越える揺
動位置Ｗ、およびＷ２よりＷ２−Ｗ、を算出し、これを
開先幅検出値Ｇとする。したがって、第１図（ａ）のよ
うに仮付ビードのない開先部は、開先幅実測値Ｇ。と開
先幅検出値Ｇは等しい。しかし、第１図（ｂ）のように
仮付ビードが凸形状の位置では、開先は検出されずＧ＝
Ｏ１または第１図（Ｃ）のように仮付ビードが凹形状の
位置では、仮付ビード幅が開先幅検出値Ｇとなり極端に
大きな値となる。
一般にプラズマアークによるキーホール溶接が可能な開
先幅は３ｍｍ以下である。これに対し、仮付ビード幅は
５ｍｍ以上であるため、開先幅検出値Ｇが３ｍｍを越え
る範囲は凹形状の仮付ビードとみなすこととなる。また
、開先加工は、ガス切断または酸素プラズマ切断により
行われるため、第６図に示すような５〜ｌＯ°の開先角
度θが存在することが普通であり、このため開先の底部
が接触していても開先の上部では開先幅が０にならない
部分が殆どである。したがって、開先が検出されない、
即ちＧ＝Ｏとのきは凸形状の仮付ビード部であると判断
することができる。
先幅は３ｍｍ以下である。これに対し、仮付ビード幅は
５ｍｍ以上であるため、開先幅検出値Ｇが３ｍｍを越え
る範囲は凹形状の仮付ビードとみなすこととなる。また
、開先加工は、ガス切断または酸素プラズマ切断により
行われるため、第６図に示すような５〜ｌＯ°の開先角
度θが存在することが普通であり、このため開先の底部
が接触していても開先の上部では開先幅が０にならない
部分が殆どである。したがって、開先が検出されない、
即ちＧ＝Ｏとのきは凸形状の仮付ビード部であると判断
することができる。
しかし、レーザ距離計の特性として、鋼板表面などでは
、乱反射することにより、反射した一部のレーザ光が受
光素子に入射され正常な距離計測が行われるが、ビード
表面では鏡面反射となり受光素子への入射光が非常に弱
かったり、非常に強いことがあり、ノイズとなる。この
場合、第１図の凸形状に示すようにレーザ距離計の出力
信号が変動し、見かけ上、狭い開先ＧＮが存在するよう
な信号となる。ＧＮはほぼレーザ光のスポット径でＧ、
＜０．３ ｍｍである。したがって、凸形状の仮付ビ
ードの判定基準はＧ＜０．３ｍｍとすることによって安
定した判断が可能となる。
、乱反射することにより、反射した一部のレーザ光が受
光素子に入射され正常な距離計測が行われるが、ビード
表面では鏡面反射となり受光素子への入射光が非常に弱
かったり、非常に強いことがあり、ノイズとなる。この
場合、第１図の凸形状に示すようにレーザ距離計の出力
信号が変動し、見かけ上、狭い開先ＧＮが存在するよう
な信号となる。ＧＮはほぼレーザ光のスポット径でＧ、
＜０．３ ｍｍである。したがって、凸形状の仮付ビ
ードの判定基準はＧ＜０．３ｍｍとすることによって安
定した判断が可能となる。
［実施例コ
以下に実施例にもとすいて本発明の詳細な説明する。
第３図、第４図および第５図は本発明方法に用いた溶接
装置の平面図、正面図および制御ブロック図である。第
３図、第４図より、レール２上を走行する走行台車１に
は開先幅方向に揺動するレーザ距離計揺動器４に取り付
けられたレーザ距離計３と、開先幅方向に揺動するトー
チ揺動器５に取付けられた溶接トーチ６が搭載され、溶
接トーチ先端アーク点にはフィラワイヤ７が挿入される
。
装置の平面図、正面図および制御ブロック図である。第
３図、第４図より、レール２上を走行する走行台車１に
は開先幅方向に揺動するレーザ距離計揺動器４に取り付
けられたレーザ距離計３と、開先幅方向に揺動するトー
チ揺動器５に取付けられた溶接トーチ６が搭載され、溶
接トーチ先端アーク点にはフィラワイヤ７が挿入される
。
第５図よりレーザ距離計揺動モータ３１はモータ制御器
３２により走行台車速度設定器３３で調整される走行台
車！の走行路＃１５ｆｆＩＩＩ＋に対し一定速度で半往
復するよう走行台車モータ３０とともに制御される。レ
ーザ距離計３の信号は距離検出器２１にて距離に比例し
た電圧値に変換し、距離比較器２２に入力される。距離
比較器２２では距離比較設定器２３で設定された第１図
Ｄ２に相当する電圧により距離検出器２１からの電圧が
大きい時間のみ開先幅カウンタ２４を動作させる。デー
タ処理器２６は開先幅に相当する信号を開先幅カウンタ
２４から人力し、開先幅データを記憶器２５に時系列的
に記録する。データ処理器２６は記憶器２５の開先幅デ
ータの中でレーザ距離計検出点Ｐの後方にあるアーク点
Ｑの位置に相当する開先幅データＧに応じて、ワイヤ送
給速度制御器２７、センタガス流量制御器２８、トーチ
揺動制御器２９により、フィラワイヤ送給速度、センタ
ガス流量、トーチ揺動幅のＩＩＪ御を行う。
３２により走行台車速度設定器３３で調整される走行台
車！の走行路＃１５ｆｆＩＩＩ＋に対し一定速度で半往
復するよう走行台車モータ３０とともに制御される。レ
ーザ距離計３の信号は距離検出器２１にて距離に比例し
た電圧値に変換し、距離比較器２２に入力される。距離
比較器２２では距離比較設定器２３で設定された第１図
Ｄ２に相当する電圧により距離検出器２１からの電圧が
大きい時間のみ開先幅カウンタ２４を動作させる。デー
タ処理器２６は開先幅に相当する信号を開先幅カウンタ
２４から人力し、開先幅データを記憶器２５に時系列的
に記録する。データ処理器２６は記憶器２５の開先幅デ
ータの中でレーザ距離計検出点Ｐの後方にあるアーク点
Ｑの位置に相当する開先幅データＧに応じて、ワイヤ送
給速度制御器２７、センタガス流量制御器２８、トーチ
揺動制御器２９により、フィラワイヤ送給速度、センタ
ガス流量、トーチ揺動幅のＩＩＪ御を行う。
本発明方法では、 ０．３≦Ｇ≦３．０ ｍｍの範囲で
Ｇに応じて、フィラワイヤ送給速度Ａ （ｍ７分）、セ
ンタガス流量Ｂ （１７分）およびトーチ揺動幅Ｃ（ｍ
ｍ）を比例制御し Ａ＝１．０ ＋１．５ ｘＧ Ｂ ＝２．０−０．２ ｘ Ｇ Ｃ＝０．５ｘＧ （Ｇはアーク点に相当する開先幅） Ｇ＜０．３ｍｍおよびＧ＞３．０ｍＩＩ＋の仮付溶接部
は、仮付溶接部以前で最後の開先幅検出値Ｇ、または仮
付溶接部前後の開先幅検出値Ｇ、、Ｇ２の平均を上式に
代入し、ワイヤ送給速度、センサガス流量、およびトー
チ揺動幅を算出したＡ 、、Ｂ 、およびＣ１またはＡ
２．Ｂ２およびＣ２をもとに制御を行った。
Ｇに応じて、フィラワイヤ送給速度Ａ （ｍ７分）、セ
ンタガス流量Ｂ （１７分）およびトーチ揺動幅Ｃ（ｍ
ｍ）を比例制御し Ａ＝１．０ ＋１．５ ｘＧ Ｂ ＝２．０−０．２ ｘ Ｇ Ｃ＝０．５ｘＧ （Ｇはアーク点に相当する開先幅） Ｇ＜０．３ｍｍおよびＧ＞３．０ｍＩＩ＋の仮付溶接部
は、仮付溶接部以前で最後の開先幅検出値Ｇ、または仮
付溶接部前後の開先幅検出値Ｇ、、Ｇ２の平均を上式に
代入し、ワイヤ送給速度、センサガス流量、およびトー
チ揺動幅を算出したＡ 、、Ｂ 、およびＣ１またはＡ
２．Ｂ２およびＣ２をもとに制御を行った。
比較のために従来方法として開先幅検出値全域に対し、
Ｇの値いかんにかかわらず、単純に前述の比例制御を行
った。実施例に用いた溶接条件、溶加材を第１表に、開
先形状を第６図に示す。
Ｇの値いかんにかかわらず、単純に前述の比例制御を行
った。実施例に用いた溶接条件、溶加材を第１表に、開
先形状を第６図に示す。
又、本発明方法と従来方法の実際のＩＩ７御とその結果
を第２表に示す。
を第２表に示す。
第 １ 表
仮付溶接は凸形状凹形状を交互に２００ ｍｍピッチで
行ない、仮付ビード長は１０〜２０ｍｍとした。凸形状
はＭＩＧ溶接、凹形状はＴＩＧ溶接を行った。
行ない、仮付ビード長は１０〜２０ｍｍとした。凸形状
はＭＩＧ溶接、凹形状はＴＩＧ溶接を行った。
なお、試験板長さＭは１４００ｍｍ、試験板幅Ｓは５０
０ ｍｍ、試験板厚さＴは６ｎ＋ｍ、開先角度θは５６
各仮付溶接ビ一ド位置にの開先幅はスタート側から０．
５．１．０．１．５．２．０．２．５．３．０ｍｍであ
る。
０ ｍｍ、試験板厚さＴは６ｎ＋ｍ、開先角度θは５６
各仮付溶接ビ一ド位置にの開先幅はスタート側から０．
５．１．０．１．５．２．０．２．５．３．０ｍｍであ
る。
評価は表および裏ビードの余盛高さが０以上を良好、表
または裏ビードの余盛高さが０未満を不良と判定した。
または裏ビードの余盛高さが０未満を不良と判定した。
溶接は開先幅の変化に応じて、溶接条件を第２表の注１
の式に従って制御し、本発明方法のように開先幅検出値
Ｇ＜０．３ｍｍとＧ＞３．０ｍｍを仮付ビードと判断し
、溶接条件を適正に制御したＮ０１１と仮付ビード前後
の開先幅検出値から換算した溶接条件で制御したＮ００
２は良好であったが、従来方法のように仮付ビードを開
先として溶接条件を制御したＮｏ、３はＧ＜０．３ｒｎ
ｔｎでは実際の開先幅が広い（Ｇ ｏ ＞ ０−５ ｍ
ｎ＋）場合、Ｇ＞３．０＋ｎｍでは実際の開先幅が狭い
（Ｇ ｏ ＜ ３．０ ｍｍ）場合に不良と評価された
。
の式に従って制御し、本発明方法のように開先幅検出値
Ｇ＜０．３ｍｍとＧ＞３．０ｍｍを仮付ビードと判断し
、溶接条件を適正に制御したＮ０１１と仮付ビード前後
の開先幅検出値から換算した溶接条件で制御したＮ００
２は良好であったが、従来方法のように仮付ビードを開
先として溶接条件を制御したＮｏ、３はＧ＜０．３ｒｎ
ｔｎでは実際の開先幅が広い（Ｇ ｏ ＞ ０−５ ｍ
ｎ＋）場合、Ｇ＞３．０＋ｎｍでは実際の開先幅が狭い
（Ｇ ｏ ＜ ３．０ ｍｍ）場合に不良と評価された
。
〔発明の効果〕
このように本発明方法は薄板の大板維溶接に必要な開先
内の仮付溶接部を検出し、適正な溶接を自動的に行うこ
とかできるため、今後、溶接工程の自動化、ロボット化
に大きく貢献できるものである。
内の仮付溶接部を検出し、適正な溶接を自動的に行うこ
とかできるため、今後、溶接工程の自動化、ロボット化
に大きく貢献できるものである。
第１図は（ａ） （ｂ） （ｃ）は開先幅検出方法の説
明図、第２図（ａ） （ｂ）は仮付ビート形状の横断面
図、第３図と第４図は実施例に用いた自動溶接装置の平
面図と正面図、第５図は実施例に用いた自動溶接装置の
制御ブロック図、第６図（ａ） （ｂ）は実施例に用い
た溶接調板の展開図と側面図である。 １・・・走行台車、２・・・レール、３・・・レーザ距
離計、４・・・レーザ距離計揺動器、５・・・トーチ揺
動器、６・・・溶接トーチ、７・・・フィラワイヤ、２
１・・・距離検出器、２２・−距離比較器、２３・・・
距離比較設定器、２４・−開先幅カウンタ、２５・・・
記憶器、２６・・・データ処理器、２７−・・ワイヤ送
給速度制御器、２８・・・センタガス流量制御器、２９
−・・トーチ揺動幅制御器、３０・・・走行台車モータ
、３１・・・レーザ距離計揺動モータ、３２・・・モー
タ制御器、３３−・・走行台車速度設定器、４０・・・
開先、４１・・・凸形状、４２−・・凹形状、Ｌ・・・
検出距離、Ｗ・・・レーザ距離計位置、Ｄ、・・・鋼板
表面までの距離、Ｄ２・・・開先判別しきい値（Ｄ、く
Ｄ２）、ＧＮ・・・見かけ上の狭い開先、Ｇｏ−・・開
先幅実測値、Ｇ・・・開先幅検出値、Ｐ・・・レーザ距
離計検出点、Ｑ・・・アーク点、Ｍ・・・試験板長さ、
Ｓ・・・試験板幅、Ｔ・・・試験板厚さ、θ・・・開先
角度、Ｋ・・・仮付溶接位置。
明図、第２図（ａ） （ｂ）は仮付ビート形状の横断面
図、第３図と第４図は実施例に用いた自動溶接装置の平
面図と正面図、第５図は実施例に用いた自動溶接装置の
制御ブロック図、第６図（ａ） （ｂ）は実施例に用い
た溶接調板の展開図と側面図である。 １・・・走行台車、２・・・レール、３・・・レーザ距
離計、４・・・レーザ距離計揺動器、５・・・トーチ揺
動器、６・・・溶接トーチ、７・・・フィラワイヤ、２
１・・・距離検出器、２２・−距離比較器、２３・・・
距離比較設定器、２４・−開先幅カウンタ、２５・・・
記憶器、２６・・・データ処理器、２７−・・ワイヤ送
給速度制御器、２８・・・センタガス流量制御器、２９
−・・トーチ揺動幅制御器、３０・・・走行台車モータ
、３１・・・レーザ距離計揺動モータ、３２・・・モー
タ制御器、３３−・・走行台車速度設定器、４０・・・
開先、４１・・・凸形状、４２−・・凹形状、Ｌ・・・
検出距離、Ｗ・・・レーザ距離計位置、Ｄ、・・・鋼板
表面までの距離、Ｄ２・・・開先判別しきい値（Ｄ、く
Ｄ２）、ＧＮ・・・見かけ上の狭い開先、Ｇｏ−・・開
先幅実測値、Ｇ・・・開先幅検出値、Ｐ・・・レーザ距
離計検出点、Ｑ・・・アーク点、Ｍ・・・試験板長さ、
Ｓ・・・試験板幅、Ｔ・・・試験板厚さ、θ・・・開先
角度、Ｋ・・・仮付溶接位置。
Claims (1)
- １、開先内に仮付溶接の施された開先の開先幅をレーザ
距離計を用いて検出し、開先幅に応じてキーホール溶接
条件を制御するプラズマ自動溶接方法において、開先幅
検出値ＧがＧ＜０．３ｍｍあるいはＧ＞３．０ｍｍの場
合は仮付溶接部とみなして除外し、仮付溶接部に到達以
前の開先幅検出値あるいは仮付溶接部前後の開先幅検出
値によりキーホール溶接条件を制御することを特徴とす
るプラズマ自動溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28286789A JPH0641034B2 (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | プラズマ自動溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28286789A JPH0641034B2 (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | プラズマ自動溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03146275A true JPH03146275A (ja) | 1991-06-21 |
| JPH0641034B2 JPH0641034B2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=17658116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28286789A Expired - Lifetime JPH0641034B2 (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | プラズマ自動溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0641034B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100963401B1 (ko) * | 2008-06-23 | 2010-06-14 | 순천향대학교 산학협력단 | Ｇｍａ 용접용 전류파형 제어장치 |
-
1989
- 1989-11-01 JP JP28286789A patent/JPH0641034B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100963401B1 (ko) * | 2008-06-23 | 2010-06-14 | 순천향대학교 산학협력단 | Ｇｍａ 용접용 전류파형 제어장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0641034B2 (ja) | 1994-06-01 |
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