JPH0420710B2 - - Google Patents
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- JPH0420710B2 JPH0420710B2 JP9812586A JP9812586A JPH0420710B2 JP H0420710 B2 JPH0420710 B2 JP H0420710B2 JP 9812586 A JP9812586 A JP 9812586A JP 9812586 A JP9812586 A JP 9812586A JP H0420710 B2 JPH0420710 B2 JP H0420710B2
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- Japan
- Prior art keywords
- arc
- groove
- welding
- voltage
- rotation range
- Prior art date
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- Arc Welding In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、回転アーク溶接法によつて溶接さ
れる被溶接材の開先幅変動量検出方法に係り、詳
しくは回転するアークそのものの特性を利用し
て、特別な開先幅検出器を用いずに、開先幅の変
動量を高精度且つ実時間で検出することができ
る、被溶接材の開先幅変動量検出方法に関するも
のである。
れる被溶接材の開先幅変動量検出方法に係り、詳
しくは回転するアークそのものの特性を利用し
て、特別な開先幅検出器を用いずに、開先幅の変
動量を高精度且つ実時間で検出することができ
る、被溶接材の開先幅変動量検出方法に関するも
のである。
溶接法として回転アーク溶接法が知られてい
る。
る。
この回転アーク溶接法は、軸心の廻りに高速回
転する回転ノズルから溶接ワイヤを回転ノズルの
軸心から偏位させて導出し、シールドガスと共に
開先内に供給することにより、溶接ワイヤと開先
との間に回転するアークを発生させて、これによ
り開先内に溶接ビードを盛り、被溶接材を溶接す
るものである。回転ノズルは軸心の廻りに高速回
転しながら、開先を溶接方向に移動される。
転する回転ノズルから溶接ワイヤを回転ノズルの
軸心から偏位させて導出し、シールドガスと共に
開先内に供給することにより、溶接ワイヤと開先
との間に回転するアークを発生させて、これによ
り開先内に溶接ビードを盛り、被溶接材を溶接す
るものである。回転ノズルは軸心の廻りに高速回
転しながら、開先を溶接方向に移動される。
このような回転アーク溶接法によれば、アーク
が回転するので、アークの物理的効果が周辺に分
散され、溶接ビードの溶け込みの分散や偏平化が
図られた良好な溶接ができ、またその溶接速度も
速いものにできる。
が回転するので、アークの物理的効果が周辺に分
散され、溶接ビードの溶け込みの分散や偏平化が
図られた良好な溶接ができ、またその溶接速度も
速いものにできる。
ところで、一般に被溶接材を溶接する場合、被
溶接材の開先幅が変動すると、開先内での溶接ビ
ードの高さや開先側壁部への溶接ビードの溶け込
みが変動し、良好な溶接ができなくなる。従つ
て、良好な溶接をするためには、回転アーク溶接
法においても、開先幅の変動量を検出して、溶接
速度等の溶接条件を開先幅の変動量に応じて変更
する必要がある。
溶接材の開先幅が変動すると、開先内での溶接ビ
ードの高さや開先側壁部への溶接ビードの溶け込
みが変動し、良好な溶接ができなくなる。従つ
て、良好な溶接をするためには、回転アーク溶接
法においても、開先幅の変動量を検出して、溶接
速度等の溶接条件を開先幅の変動量に応じて変更
する必要がある。
このようなことから、回転アーク溶接法によつ
て被溶接材を溶接するに際して、開先幅の変動量
を高精度且つ実時間で検出することができる、開
先幅の変動量検出方法の開発が望まれているが、
このような特性を具備した検出方法は未だ提案さ
れていない。
て被溶接材を溶接するに際して、開先幅の変動量
を高精度且つ実時間で検出することができる、開
先幅の変動量検出方法の開発が望まれているが、
このような特性を具備した検出方法は未だ提案さ
れていない。
この発明は、回転するアークそのものの特性を
利用して、特別な開先幅検出器を用いずに、開先
幅の変動量を高精度且つ実時間で検出することが
できる、開先幅の変動量検出方法を提供すること
を目的とするものである。
利用して、特別な開先幅検出器を用いずに、開先
幅の変動量を高精度且つ実時間で検出することが
できる、開先幅の変動量検出方法を提供すること
を目的とするものである。
この発明は、被溶接材の開先に向けた回転ノズ
ルから溶接ワイヤを前記回転ノズルの軸心から偏
位させて導出して、前記溶接ワイヤをシールドガ
スと共に前記開先内に供給し、そして前記回転ノ
ズルを前記軸心の廻りに高速回転して前記溶接ワ
イヤと前記開先との間に回転するアークを発生さ
せながら前記回転ノズルを前記開先の溶接方向に
移動して、これにより前記開先内に溶接ビードを
盛つて、前記被溶接材を溶接するに際し、前記ア
ークの電圧波形を連続的に検出して、前記電圧波
形から前記アークの１回転あたり、前記アークが
前記回転ノズルの前記軸心から溶接方向前方に向
かつて後方にある回転域と左方にあるる回転域と
前方にある回転域と右方にある回転域の４つの回
転域の所定幅の電圧波形を得るように、前記電圧
波形を分割し、その分割された電圧波形から前記
左方の回転域と右方の回転域とにおける電圧波形
を抽出し、更にその抽出された２つの回転域の電
圧波形の各々におけるピーク電圧値を検出して、
このようにして検出されたピーク電圧値の１方又
は両方の変動量から前記開先の幅の変動量を求め
ることに特徴を有するものである。
ルから溶接ワイヤを前記回転ノズルの軸心から偏
位させて導出して、前記溶接ワイヤをシールドガ
スと共に前記開先内に供給し、そして前記回転ノ
ズルを前記軸心の廻りに高速回転して前記溶接ワ
イヤと前記開先との間に回転するアークを発生さ
せながら前記回転ノズルを前記開先の溶接方向に
移動して、これにより前記開先内に溶接ビードを
盛つて、前記被溶接材を溶接するに際し、前記ア
ークの電圧波形を連続的に検出して、前記電圧波
形から前記アークの１回転あたり、前記アークが
前記回転ノズルの前記軸心から溶接方向前方に向
かつて後方にある回転域と左方にあるる回転域と
前方にある回転域と右方にある回転域の４つの回
転域の所定幅の電圧波形を得るように、前記電圧
波形を分割し、その分割された電圧波形から前記
左方の回転域と右方の回転域とにおける電圧波形
を抽出し、更にその抽出された２つの回転域の電
圧波形の各々におけるピーク電圧値を検出して、
このようにして検出されたピーク電圧値の１方又
は両方の変動量から前記開先の幅の変動量を求め
ることに特徴を有するものである。
以下、この発明の検出方法を図面に基づき詳述
する。
する。
第１図ａ，ｂは、この発明の検出方法の原理を
示す説明図である。
示す説明図である。
第１図ａ，ｂにおいて、２は水平方向の開先
で、第１図ａの開先２の開先幅はG1、第１図ｂ
の開先２の開先幅はG1より大きいG2で、第１図
ｂの開先２は第１図ａの開先２より広い開先とな
つている。１は開先２に上方から向けられた回転
ノズル、３は回転ノズル１の軸心１ａから偏位し
て導出され、ガス供給手段（図示せず）からのシ
ールドガスと共に開先２内に供給された溶接ワイ
ヤ、４は溶接ワイヤ３と開先２との間に発生され
たアークである。回転ノズル１は、軸心１ａの廻
りに数10Hzオーダの回転速度で高速回転しなが
ら、開先２を溶接方向（第１図ａ，ｂの紙面の裏
側から表面に向かう方向）に移動する。かくし
て、回転ノズル１の回転によつて回転するアーク
４により、開先２内に溶接ビード６を盛り、被溶
接材７を溶接する。
で、第１図ａの開先２の開先幅はG1、第１図ｂ
の開先２の開先幅はG1より大きいG2で、第１図
ｂの開先２は第１図ａの開先２より広い開先とな
つている。１は開先２に上方から向けられた回転
ノズル、３は回転ノズル１の軸心１ａから偏位し
て導出され、ガス供給手段（図示せず）からのシ
ールドガスと共に開先２内に供給された溶接ワイ
ヤ、４は溶接ワイヤ３と開先２との間に発生され
たアークである。回転ノズル１は、軸心１ａの廻
りに数10Hzオーダの回転速度で高速回転しなが
ら、開先２を溶接方向（第１図ａ，ｂの紙面の裏
側から表面に向かう方向）に移動する。かくし
て、回転ノズル１の回転によつて回転するアーク
４により、開先２内に溶接ビード６を盛り、被溶
接材７を溶接する。
第２図は、上記の回転するアークの回転位置を
示す回転位置図である。アーク４が、従つて溶接
ワイヤ３が第２図に示すように、溶接方向８の前
方向に向かつて回転ノズル１の軸心１ａから後方
端にあるときをCrとし、反対に前方端にあるとき
をCfとし、また、軸心１ａから左方端にあるとき
をＬとし、反対に右方端にあるときをＲとする。
アーク４は、矢印９で示すように、例えばCr→Ｌ
→Cf→Ｒの向きに回転している。
示す回転位置図である。アーク４が、従つて溶接
ワイヤ３が第２図に示すように、溶接方向８の前
方向に向かつて回転ノズル１の軸心１ａから後方
端にあるときをCrとし、反対に前方端にあるとき
をCfとし、また、軸心１ａから左方端にあるとき
をＬとし、反対に右方端にあるときをＲとする。
アーク４は、矢印９で示すように、例えばCr→Ｌ
→Cf→Ｒの向きに回転している。
このような回転するアーク４の発生電源に、例
えば、定電流電源を用いた場合、開先２の幅が第
１図ａのG1から第１図ｂのG2へ広くなつたとき
の、回転位置Cr，Ｌ，CfおよびＲでのアーク４の
電圧変化は、次のようになる。
えば、定電流電源を用いた場合、開先２の幅が第
１図ａのG1から第１図ｂのG2へ広くなつたとき
の、回転位置Cr，Ｌ，CfおよびＲでのアーク４の
電圧変化は、次のようになる。
すなわち、開先幅がG1からG2へ増大しても、
アーク４の発生を定電流で行なうから、第３図に
示すように、溶接ワイヤ３の突出長leは変化しな
い。一方、ビード６は、開先幅のG1からG2への
増大により、ビード表面が表面６ａから６a′に低
下し、クレータ表面が表面６ｂから６b′に低下す
るから、アーク４の見かけのアーク長laが増大す
る。このアーク長laの増大により、回転位置Cr，
Ｌ，CfおよびＲでのアーク４の電圧は増加する。
更に回転位置ＬおよびＲでは、それぞれ溶接方向
前方に向かつて左方の開先２の側壁部２Lおよび
右方の開先２の側壁部２Rまでの距離が増大する
ので、その距離変化によるアーク４の実質のアー
ク長が増大して、実質のアーク長の増大によるア
ーク４の電圧増加分が加わる。この実質のアーク
長の増大による電圧増加は、アーク４が開先２の
側壁部２L，２Rに届かなくなるまで増大し、届か
なくなつた時点で飽和する。
アーク４の発生を定電流で行なうから、第３図に
示すように、溶接ワイヤ３の突出長leは変化しな
い。一方、ビード６は、開先幅のG1からG2への
増大により、ビード表面が表面６ａから６a′に低
下し、クレータ表面が表面６ｂから６b′に低下す
るから、アーク４の見かけのアーク長laが増大す
る。このアーク長laの増大により、回転位置Cr，
Ｌ，CfおよびＲでのアーク４の電圧は増加する。
更に回転位置ＬおよびＲでは、それぞれ溶接方向
前方に向かつて左方の開先２の側壁部２Lおよび
右方の開先２の側壁部２Rまでの距離が増大する
ので、その距離変化によるアーク４の実質のアー
ク長が増大して、実質のアーク長の増大によるア
ーク４の電圧増加分が加わる。この実質のアーク
長の増大による電圧増加は、アーク４が開先２の
側壁部２L，２Rに届かなくなるまで増大し、届か
なくなつた時点で飽和する。
以上の開先幅の変化によるアーク電圧変化を、
第４図に図示して示す。ここで、Ecr，Ecfはそれ
ぞれ回転位置Cr，Cfでのアーク電圧を示し、ESは
回転位置Ｌ，Ｒでのアーク電圧、即ち、EL，ER
を示す。溶接条件は、例えば溶接ワイヤ３の回転
直径（アーク４の回転直径）Ｄ：６mm、回転ノズ
ル１の回転速度Ｎ：60Hz、溶接電流Ｉ：300A、
溶接ワイヤ３の供給速度vf：11.5m／min、溶接
速度ｖ：25cm／minである。
第４図に図示して示す。ここで、Ecr，Ecfはそれ
ぞれ回転位置Cr，Cfでのアーク電圧を示し、ESは
回転位置Ｌ，Ｒでのアーク電圧、即ち、EL，ER
を示す。溶接条件は、例えば溶接ワイヤ３の回転
直径（アーク４の回転直径）Ｄ：６mm、回転ノズ
ル１の回転速度Ｎ：60Hz、溶接電流Ｉ：300A、
溶接ワイヤ３の供給速度vf：11.5m／min、溶接
速度ｖ：25cm／minである。
第４図に示すように、開先幅Ｇが変化すると、
アーク電圧Ecr，Ecf，ESはそれぞれ変化するが、
回転位置ＬおよびＲでのアーク電圧変化ΔESは、
上述したように、アーク４の見かけのアーク長la
の変化による電圧変化分ΔESAとアーク４の実質
のアーク長の変化による電圧変化分ΔESKとから
なつているので、最も大きくなる。例えば開先幅
ＧがG1＝12mmからG2＝14mmへと増大すると、回
転位置ＬおよびＲでのアーク電圧ESは、ES1≒
32.5VからES2≒34VへとΔES≒1.5Vも大きく増加
する。従つて、このような回転位置ＬおよびＲで
のアーク電圧ESを求めて、その変化ΔESの大きさ
を知れば、その変化ΔESの大きさから、第４図に
示すような、開先幅Ｇの変化とアーク電圧ESの変
化との関係に基づいて、開先２の開先幅変動量を
求めることができる。なお、上述したことは、ア
ークの発生電源に定電圧電源を用いた場合も同様
である。
アーク電圧Ecr，Ecf，ESはそれぞれ変化するが、
回転位置ＬおよびＲでのアーク電圧変化ΔESは、
上述したように、アーク４の見かけのアーク長la
の変化による電圧変化分ΔESAとアーク４の実質
のアーク長の変化による電圧変化分ΔESKとから
なつているので、最も大きくなる。例えば開先幅
ＧがG1＝12mmからG2＝14mmへと増大すると、回
転位置ＬおよびＲでのアーク電圧ESは、ES1≒
32.5VからES2≒34VへとΔES≒1.5Vも大きく増加
する。従つて、このような回転位置ＬおよびＲで
のアーク電圧ESを求めて、その変化ΔESの大きさ
を知れば、その変化ΔESの大きさから、第４図に
示すような、開先幅Ｇの変化とアーク電圧ESの変
化との関係に基づいて、開先２の開先幅変動量を
求めることができる。なお、上述したことは、ア
ークの発生電源に定電圧電源を用いた場合も同様
である。
この発明は、以上のような原理に基づいて、開
先幅の変動量を検出するものである。
先幅の変動量を検出するものである。
そこで、この発明では、先ずアーク４の電圧波
形Ｅを第５図に示すように検出する。そして、検
出された電圧波形Ｅを、第６図に示すような仕方
で分割する。すなわち、アーク４の１回転あた
り、回転位置CrとCfを結ぶ線１０（開先２の幅方
向中心線上に位置している）および回転位置Ｌと
Ｒを結ぶ線１０′を中心とした５〜90度の角度φ0
で分割して、アーク４が回転ノズル１の軸１ａか
ら溶接方向８の前方に向かつて後方にある回転域
Zcrと、左方にある回転域ZLと、前方にある回転
域Zcfと、右方にある回転域ZRの４つの回転域の
電圧波形を得るように分割する。
形Ｅを第５図に示すように検出する。そして、検
出された電圧波形Ｅを、第６図に示すような仕方
で分割する。すなわち、アーク４の１回転あた
り、回転位置CrとCfを結ぶ線１０（開先２の幅方
向中心線上に位置している）および回転位置Ｌと
Ｒを結ぶ線１０′を中心とした５〜90度の角度φ0
で分割して、アーク４が回転ノズル１の軸１ａか
ら溶接方向８の前方に向かつて後方にある回転域
Zcrと、左方にある回転域ZLと、前方にある回転
域Zcfと、右方にある回転域ZRの４つの回転域の
電圧波形を得るように分割する。
次いで、分割された回転域Zr，ZL，ZfおよびZR
における電圧波形から、アーク４が左方にある回
転域ZLと右方にある回転域ZRとにおける電圧波形
を抽出して、ピークホールド回路により、それぞ
れの回転域ZLおよびZRでのピーク電圧値を検出す
る。このようなピーク電圧値の検出によつて、左
方の回転域ZLでは回転位置Ｌでのアーク電圧EL
が，右方の回転域ZRでは回転位置Ｒでのアーク電
圧ERが得られる。
における電圧波形から、アーク４が左方にある回
転域ZLと右方にある回転域ZRとにおける電圧波形
を抽出して、ピークホールド回路により、それぞ
れの回転域ZLおよびZRでのピーク電圧値を検出す
る。このようなピーク電圧値の検出によつて、左
方の回転域ZLでは回転位置Ｌでのアーク電圧EL
が，右方の回転域ZRでは回転位置Ｒでのアーク電
圧ERが得られる。
そして、以上のようなアーク電圧ELおよびER
の検出を連続的に行なつて、アーク電圧ELおよ
びERの変動量を求め、その変動量の１方又は両
方から第４図に示すような、開先幅Ｇの変化とア
ーク電圧ESの変化との関係に基づいて、開先２の
開先幅変動量を求める。
の検出を連続的に行なつて、アーク電圧ELおよ
びERの変動量を求め、その変動量の１方又は両
方から第４図に示すような、開先幅Ｇの変化とア
ーク電圧ESの変化との関係に基づいて、開先２の
開先幅変動量を求める。
以上説明したように、この発明では、回転アー
ク溶接法により被溶接材を溶接するに際し、回転
するアークの電圧波形を検出して、この電圧波形
に基づいて開先幅の変動量を検出しているので、
特別な開先幅検出器を用いずに、開先幅の変動量
を高精度且つ実時間で検出することができる。
ク溶接法により被溶接材を溶接するに際し、回転
するアークの電圧波形を検出して、この電圧波形
に基づいて開先幅の変動量を検出しているので、
特別な開先幅検出器を用いずに、開先幅の変動量
を高精度且つ実時間で検出することができる。
第１図ａ，ｂは、この発明の検出方法の原理を
示す説明図、第２図は、回転するアークの回転位
置を示す回転位置図、第３図は、開先幅の変化に
よるアーク長の変化を示す説明図、第４図は、開
先幅の変化によるアーク電圧の変化を示すグラ
フ、第６図は、アーク電圧波形の分割のし方を示
す説明図、第５図は、アーク電圧波形を示すグラ
フである。図面において、 １…回転ノズル、１ａ…軸心、２…開先、３…
溶接ワイヤ、４…アーク、６…溶接ビード、７…
被溶接材、８…溶接方向、９…回転方向。
示す説明図、第２図は、回転するアークの回転位
置を示す回転位置図、第３図は、開先幅の変化に
よるアーク長の変化を示す説明図、第４図は、開
先幅の変化によるアーク電圧の変化を示すグラ
フ、第６図は、アーク電圧波形の分割のし方を示
す説明図、第５図は、アーク電圧波形を示すグラ
フである。図面において、 １…回転ノズル、１ａ…軸心、２…開先、３…
溶接ワイヤ、４…アーク、６…溶接ビード、７…
被溶接材、８…溶接方向、９…回転方向。
Claims (1)
- １ 被溶接材の開先に向けた回転ノズルから溶接
ワイヤを前記回転ノズルの軸心から偏位させて導
出して、前記溶接ワイヤをシールドガスと共に前
記開先内に供給し、そして前記回転ノズルを前記
軸心の廻りに高速回転して前記溶接ワイヤと前記
開先との間に回転するアークを発生させながら前
記回転ノズルを前記開先の溶接方向に移動して、
これにより前記開先内に溶接ビード盛つて、前記
被溶接材を溶接するに際し、前記アークの電圧波
形を連続的に検出して、前記電圧波形から前記ア
ークの１回転あたり、前記アークが前記回転ノズ
ルの前記軸心から溶接方向前方に向かつて後方に
ある回転域と左方にある回転域と前方にある回転
域と右方にある回転域の４つの回転域の所定幅の
電圧波形を得るように、前記電圧波形を分割し、
その分割された電圧波形から前記左方の回転域と
右方の回転域とにおける電圧波形を抽出し、更に
その抽出された２つの回転域の電圧波形の各々に
おけるピーク電圧値を検出して、このようにして
検出されたピーク電圧値の１方又は両方の変動量
から前記開先の幅の変動量を求めることを特徴と
する、被溶接材の開先幅変動量検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9812586A JPS62254970A (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 被溶接材の開先幅変動量検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9812586A JPS62254970A (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 被溶接材の開先幅変動量検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62254970A JPS62254970A (ja) | 1987-11-06 |
| JPH0420710B2 true JPH0420710B2 (ja) | 1992-04-06 |
Family
ID=14211557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9812586A Granted JPS62254970A (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 被溶接材の開先幅変動量検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62254970A (ja) |
-
1986
- 1986-04-30 JP JP9812586A patent/JPS62254970A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62254970A (ja) | 1987-11-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |