JPH0694068B2 - 平板の片面溶接方法 - Google Patents
平板の片面溶接方法Info
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- JPH0694068B2 JPH0694068B2 JP33037690A JP33037690A JPH0694068B2 JP H0694068 B2 JPH0694068 B2 JP H0694068B2 JP 33037690 A JP33037690 A JP 33037690A JP 33037690 A JP33037690 A JP 33037690A JP H0694068 B2 JPH0694068 B2 JP H0694068B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、平板の片面溶接方法に関する。
［従来の技術］ 従来の平板の片面溶接方法は、平板の突合せ端面に底部
がＶ形又はＵ形となる形状の狭開先を形成し、平板の開
先内面に銅製の裏当材を配し、自動溶接機を平板に取り
付けたガイドレール上を走行させながらアークの揺動速
度を5Hz以下、アークの揺動幅を1.0〜2.0mmとした揺動
アークによるMAG溶接法により溶接電流250〜300A、溶接
速度75〜110cm/分の条件で平板の外面から初層片面溶接
する方法が知られている。
がＶ形又はＵ形となる形状の狭開先を形成し、平板の開
先内面に銅製の裏当材を配し、自動溶接機を平板に取り
付けたガイドレール上を走行させながらアークの揺動速
度を5Hz以下、アークの揺動幅を1.0〜2.0mmとした揺動
アークによるMAG溶接法により溶接電流250〜300A、溶接
速度75〜110cm/分の条件で平板の外面から初層片面溶接
する方法が知られている。
［発明が解決しようとする課題］ 従来の平板の片面溶接方法では溶接電流を増大させ溶接
速度を高めた高速溶接を行うと溶接ビードが不連続にな
り溶接部分に溶込不足や割れなどの溶接欠陥が発生する
という問題点があった。また、開先ならいを行なう方法
では、開先内ガイドローラを接触走行させる接触式セン
サにより、開先幅ならいを行う方法があるが、精度的に
問題があって、高速溶接には実用化されていないのが現
状である。
速度を高めた高速溶接を行うと溶接ビードが不連続にな
り溶接部分に溶込不足や割れなどの溶接欠陥が発生する
という問題点があった。また、開先ならいを行なう方法
では、開先内ガイドローラを接触走行させる接触式セン
サにより、開先幅ならいを行う方法があるが、精度的に
問題があって、高速溶接には実用化されていないのが現
状である。
本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので
平板の突合せ溶接における初層溶接を安定な品質で高速
化でき且つ、アークセンサによる高精度開先自動ならい
の適用が可能な平板溶接方法を得ることを目的とするも
のである。
平板の突合せ溶接における初層溶接を安定な品質で高速
化でき且つ、アークセンサによる高精度開先自動ならい
の適用が可能な平板溶接方法を得ることを目的とするも
のである。
［課題を解決するための手段］ 本発明に係る平板の片面溶接方法は、平板の突合せ端面
に底部がＶ形となる形状の狭開先又はＶ開先を形成し、
平板内面側にセラミックス製の裏当材を配し、自動溶接
機を平板外面に取り付けたガイドレール上に走行させな
がら、アークの回転速度を10Hz以上、アークの回転直径
を1.0〜4.0mmとした高速回転アークによるガスシールド
アーク溶接法によりアークセンサによる開先自動倣い制
御を行ないながら、ワイヤ径0.8〜1.6mmで平板の外面か
ら初層を全姿勢で片面溶接することに特徴を有するもの
である。
に底部がＶ形となる形状の狭開先又はＶ開先を形成し、
平板内面側にセラミックス製の裏当材を配し、自動溶接
機を平板外面に取り付けたガイドレール上に走行させな
がら、アークの回転速度を10Hz以上、アークの回転直径
を1.0〜4.0mmとした高速回転アークによるガスシールド
アーク溶接法によりアークセンサによる開先自動倣い制
御を行ないながら、ワイヤ径0.8〜1.6mmで平板の外面か
ら初層を全姿勢で片面溶接することに特徴を有するもの
である。
この発明においてアークを高速で回転させる高速回転ア
ーク溶接法を用いる理由は従来法の揺動回数が5Hz以下
に比べて10Hz以上（実験的にはMAX250Hz）の高速（回
転）揺動が得られるので高速溶接を行っても揺動ピッチ
が粗いために生ずる溶込ムラやビード形状不良が発生し
ない。すなわち、高速溶接でビードが不連続となる高速
限界が従来の溶接方法と比べると本法の方が1.4〜2.0倍
高速側にある。又、初層片面溶接の特に高速溶接では溶
接トーチつまりアークの開先ならい精度、応答速度が溶
接品質を大きく左右するが本法では円運動するアーク自
身をセンサとすることによりリアルタイムで高精度の開
先ならい制御ができる。
ーク溶接法を用いる理由は従来法の揺動回数が5Hz以下
に比べて10Hz以上（実験的にはMAX250Hz）の高速（回
転）揺動が得られるので高速溶接を行っても揺動ピッチ
が粗いために生ずる溶込ムラやビード形状不良が発生し
ない。すなわち、高速溶接でビードが不連続となる高速
限界が従来の溶接方法と比べると本法の方が1.4〜2.0倍
高速側にある。又、初層片面溶接の特に高速溶接では溶
接トーチつまりアークの開先ならい精度、応答速度が溶
接品質を大きく左右するが本法では円運動するアーク自
身をセンサとすることによりリアルタイムで高精度の開
先ならい制御ができる。
一方、セラミックス製裏当材を用いる理由は、従来法の
銅裏当金では溶接直後の溶融池が急冷されるために溶接
部に割れが生しやすいため、この面からも溶接の高速化
に限界のあることを見出した為であり、セラミックス製
裏当材を用いると銅裏当材と比較してはるかに高速化で
きる。
銅裏当金では溶接直後の溶融池が急冷されるために溶接
部に割れが生しやすいため、この面からも溶接の高速化
に限界のあることを見出した為であり、セラミックス製
裏当材を用いると銅裏当材と比較してはるかに高速化で
きる。
［作用］ 本発明によれば、高速回転アーク溶接法と平板内面側に
セラミックス製の裏当材を使用しているため、従来の揺
動アーク法に比べ1.4〜2.0倍の高速溶接でもワイヤ径0.
8〜1.6mmで安定した溶込みと良好な溶接ビードが得られ
る。
セラミックス製の裏当材を使用しているため、従来の揺
動アーク法に比べ1.4〜2.0倍の高速溶接でもワイヤ径0.
8〜1.6mmで安定した溶込みと良好な溶接ビードが得られ
る。
又、アークセンサによる開先ならい制御によりリアルタ
イムに高精度のならいができるので溶接作業が自動化さ
れ安定した裏ビード形状と良好な表ビード形状が実現さ
れる。
イムに高精度のならいができるので溶接作業が自動化さ
れ安定した裏ビード形状と良好な表ビード形状が実現さ
れる。
［実施例］ 以下に図面を用いて本発明の溶接方法を説明する。
第１図は自動溶接機の概略構成図であり、溶接機本体１
は平板10の外面に仮付けされたガイドレール12に沿って
自走するように設置されている。この溶接機本体１に設
けられる溶接トーチ２はモータ３により歯車機構４を介
して回転せしめられるとともに、開先14の幅方向（ｘ
軸）に移動可能なｘ軸スライドブロック５とトーチ軸方
向（ｙ軸）に移動可能なｙ軸スライドブロック６を介し
て支持されている。トーチ２の回転数Ｎがアークの回転
数であり、回転速度や回転位置は図示しない回転検出器
により検出される。溶接ワイヤ７はトーチ２の偏心孔を
有する通電チップに自動送給されるようになっており、
この偏心距離によってアークの回転直径Ｄが定まる。こ
れにより回転アーク法を実施することができる。
は平板10の外面に仮付けされたガイドレール12に沿って
自走するように設置されている。この溶接機本体１に設
けられる溶接トーチ２はモータ３により歯車機構４を介
して回転せしめられるとともに、開先14の幅方向（ｘ
軸）に移動可能なｘ軸スライドブロック５とトーチ軸方
向（ｙ軸）に移動可能なｙ軸スライドブロック６を介し
て支持されている。トーチ２の回転数Ｎがアークの回転
数であり、回転速度や回転位置は図示しない回転検出器
により検出される。溶接ワイヤ７はトーチ２の偏心孔を
有する通電チップに自動送給されるようになっており、
この偏心距離によってアークの回転直径Ｄが定まる。こ
れにより回転アーク法を実施することができる。
16は開先14に対向して配されたセラミックス製の裏当材
である。
である。
第２図は高速回転アークの原理図であり、電極ノズル21
は軸受部20で回転自在に支持され、22は電極ノズル21の
下部にネジ接合され、偏心したワイヤ通過孔を有する通
電チップ、７は溶接ワイヤで、電極ノズルの中心孔を通
り通電チップ22の偏心孔から連続送給される。３はモー
タで、電極ノズル21を歯車機構を介して１方向に連続回
転させる、つまり電極ノズル21の先端に接合した偏心孔
を有する通電チップ22も、回転されるので通電チップ22
の先端から送給される溶接ワイヤ７も円運動しアークが
容易に且つ高速で回転できるものである。
は軸受部20で回転自在に支持され、22は電極ノズル21の
下部にネジ接合され、偏心したワイヤ通過孔を有する通
電チップ、７は溶接ワイヤで、電極ノズルの中心孔を通
り通電チップ22の偏心孔から連続送給される。３はモー
タで、電極ノズル21を歯車機構を介して１方向に連続回
転させる、つまり電極ノズル21の先端に接合した偏心孔
を有する通電チップ22も、回転されるので通電チップ22
の先端から送給される溶接ワイヤ７も円運動しアークが
容易に且つ高速で回転できるものである。
第３図はアークセンサによる開先ならい制御の原理図
で、回転する溶接ワイヤ７すなわちアークの位置に対応
して変化するアーク電圧Ｅの波形を示す。図中、（ａ）
はアークの位置を定義したもので右方向に連続回転する
アークの前方の中央をＣｆ、後方の中央をＣｒ、左・右
をＬ・Ｒとした。図において実線で示した波形は図中
（ｂ）のように回転アークの中心が開先中心よりΔＸだ
けＲ側にずれている場合、破線で示した波形はずれてい
ない場合を示す。破線のようにずれていない場合は位置
Ｃｆに対して左右対称であるが、実線のようにΔＸだけ
ずれている場合は波形は非対称となる。この波形の非対
称を検出し、修正することによりＸ軸方向のずれ量ΔＸ
を修正することができる。すなわち波形を位置Ｃｆ点を
中心として左右、所定角の間だけ取り出し、所定角間で
作る波形面積ＳＬ,SＲを求めて、この面積ＳＬ,SＲが等
しくなるように溶接トーチをＸ軸方向に修正することに
よりアークの回転軸心と開先中心を一致させることがで
きる。
で、回転する溶接ワイヤ７すなわちアークの位置に対応
して変化するアーク電圧Ｅの波形を示す。図中、（ａ）
はアークの位置を定義したもので右方向に連続回転する
アークの前方の中央をＣｆ、後方の中央をＣｒ、左・右
をＬ・Ｒとした。図において実線で示した波形は図中
（ｂ）のように回転アークの中心が開先中心よりΔＸだ
けＲ側にずれている場合、破線で示した波形はずれてい
ない場合を示す。破線のようにずれていない場合は位置
Ｃｆに対して左右対称であるが、実線のようにΔＸだけ
ずれている場合は波形は非対称となる。この波形の非対
称を検出し、修正することによりＸ軸方向のずれ量ΔＸ
を修正することができる。すなわち波形を位置Ｃｆ点を
中心として左右、所定角の間だけ取り出し、所定角間で
作る波形面積ＳＬ,SＲを求めて、この面積ＳＬ,SＲが等
しくなるように溶接トーチをＸ軸方向に修正することに
よりアークの回転軸心と開先中心を一致させることがで
きる。
またトーチの高さ方向、すなわちｙ軸方向の距離制御は
溶接電流波形の一回転分の平均値と、基準値を比較し、
差が零になるようにｙ軸を移動制御する方式である。
溶接電流波形の一回転分の平均値と、基準値を比較し、
差が零になるようにｙ軸を移動制御する方式である。
第４図（ａ），（ｂ），（ｃ）は開先形状と裏当材の拡
大断面図で、図において突合された平板10の開先14の形
状は底部14aがＶ形を有する環状溝14bで、その縦壁の傾
斜角度θは０゜〜３゜に形成されている。また、底部14
aの傾斜角度αは70゜〜110゜である。更に、RF寸法は0.
5〜1.5mm、平板の肉厚Ｔが８〜16.7mmのものにおいて、
溝14bの溝幅Ｇは５〜10mmに形成されている。なお、開
先14の平板内面側に第４図（ｂ）に示すように小さな内
面開先14cを設けてもよく、その内面開先14cの傾斜角度
βは70〜110゜であり、内面開先14cの高さ寸法は0.5〜
1.5mmである。第４図（ｃ）に示すものは突合された平
板10の開先14の形状がＶ形のもので、その開先14の開先
角度γは30゜〜110゜である。16は平板10の開先14の裏
当側に配されたセラミックス製の裏当材である。なお、
第６図（ａ），（ｂ）に示す溝付きのセラミックス製の
裏当材16a又は16b等も用いる。
大断面図で、図において突合された平板10の開先14の形
状は底部14aがＶ形を有する環状溝14bで、その縦壁の傾
斜角度θは０゜〜３゜に形成されている。また、底部14
aの傾斜角度αは70゜〜110゜である。更に、RF寸法は0.
5〜1.5mm、平板の肉厚Ｔが８〜16.7mmのものにおいて、
溝14bの溝幅Ｇは５〜10mmに形成されている。なお、開
先14の平板内面側に第４図（ｂ）に示すように小さな内
面開先14cを設けてもよく、その内面開先14cの傾斜角度
βは70〜110゜であり、内面開先14cの高さ寸法は0.5〜
1.5mmである。第４図（ｃ）に示すものは突合された平
板10の開先14の形状がＶ形のもので、その開先14の開先
角度γは30゜〜110゜である。16は平板10の開先14の裏
当側に配されたセラミックス製の裏当材である。なお、
第６図（ａ），（ｂ）に示す溝付きのセラミックス製の
裏当材16a又は16b等も用いる。
第５図は溶接されたビードの断面の積層状態を示す。図
において初層Ｒは良好な裏ビード形成が得られ、溶込不
足や割れなどの溶接欠陥も生じなかった。積層Ｆ、仕上
層Ｃの溶接も本発明による溶接法で大電流、高速度で施
工できる。
において初層Ｒは良好な裏ビード形成が得られ、溶込不
足や割れなどの溶接欠陥も生じなかった。積層Ｆ、仕上
層Ｃの溶接も本発明による溶接法で大電流、高速度で施
工できる。
上述した具体例ではCO2ガス100％の雰囲気で溶接を行っ
ているが、不活性ガス80％との混合ガスの雰囲気で溶接
を行っても同様に実施しうることは言うまでもない。
ているが、不活性ガス80％との混合ガスの雰囲気で溶接
を行っても同様に実施しうることは言うまでもない。
［発明の効果］ 本発明は以上説明したように高速回転アーク溶接法とア
ークセンサ自動開先ならい制御と開先裏面にセラミック
ス製の裏当材を使用することにより、大電流、高速溶接
で初層片面溶接を全姿勢で行って高品質で良好な裏ビー
ド形状が得られる。全積層溶接についても本発明の溶接
方法で連続して行うことができるなど平板の突合を溶接
を高品質、高能率で実施できるという効果を有する。
ークセンサ自動開先ならい制御と開先裏面にセラミック
ス製の裏当材を使用することにより、大電流、高速溶接
で初層片面溶接を全姿勢で行って高品質で良好な裏ビー
ド形状が得られる。全積層溶接についても本発明の溶接
方法で連続して行うことができるなど平板の突合を溶接
を高品質、高能率で実施できるという効果を有する。
第１図は本発明の溶接方法に用いられる自動溶接機の概
略構成図、第２図は高速回転アークの原理図、第３図は
アークセンサ開先ならいの原理図、第４図（ａ），
（ｂ），（ｃ）は開先形状と裏当材の拡大断面図、第５
図は溶接されたビードの断面の積層状態を示した説明
図、第６図（ａ），（ｂ）は溝付き裏当材を示す断面図
である。 １……溶接機本体、２……溶接トーチ、３……モータ、
４……歯車機構、５……ｘ軸スライドブロック、６……
ｙ軸スライドブロック、７……溶接ワイヤ、10……平
板、12……ガイドレール、14……開先、16……裏当材、
20……軸受部、21……電極ノズル、22……通電チップ。
略構成図、第２図は高速回転アークの原理図、第３図は
アークセンサ開先ならいの原理図、第４図（ａ），
（ｂ），（ｃ）は開先形状と裏当材の拡大断面図、第５
図は溶接されたビードの断面の積層状態を示した説明
図、第６図（ａ），（ｂ）は溝付き裏当材を示す断面図
である。 １……溶接機本体、２……溶接トーチ、３……モータ、
４……歯車機構、５……ｘ軸スライドブロック、６……
ｙ軸スライドブロック、７……溶接ワイヤ、10……平
板、12……ガイドレール、14……開先、16……裏当材、
20……軸受部、21……電極ノズル、22……通電チップ。
Claims (1)
- 【請求項１】平板の突合せ溶接において、平板の突合せ
端面に底部がＶ形となる形状の狭開先又はＶ開先を形成
し、平板内面側にセラミックス製の裏当材を配し、自動
溶接機を平板外面に取り付けたガイドレール上に走行さ
せながらアークの回転速度を10Hz以上、アークの回転直
径を1.0〜4.0mmとした高速回転アークによるガスシール
ドアーク溶接法によりアークセンサによる開先自動なら
い制御を行いながらワイヤ径0.8〜1.6mmで平板の外面か
ら初層溶接を全姿勢で片面溶接することを特徴とする平
板の片面溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33037690A JPH0694068B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 平板の片面溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33037690A JPH0694068B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 平板の片面溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04200870A JPH04200870A (ja) | 1992-07-21 |
| JPH0694068B2 true JPH0694068B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=18231912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33037690A Expired - Fee Related JPH0694068B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 平板の片面溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0694068B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106077905A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-11-09 | 绍兴汉立工业自动化科技有限公司 | 带焊缝识别的集装箱立焊缝智能焊接设备及工艺 |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP33037690A patent/JPH0694068B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106077905A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-11-09 | 绍兴汉立工业自动化科技有限公司 | 带焊缝识别的集装箱立焊缝智能焊接设备及工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04200870A (ja) | 1992-07-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |