JPS6036860B2 - 溶接機におけるワイヤの位置制御装置 - Google Patents
溶接機におけるワイヤの位置制御装置Info
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- JPS6036860B2 JPS6036860B2 JP18545981A JP18545981A JPS6036860B2 JP S6036860 B2 JPS6036860 B2 JP S6036860B2 JP 18545981 A JP18545981 A JP 18545981A JP 18545981 A JP18545981 A JP 18545981A JP S6036860 B2 JPS6036860 B2 JP S6036860B2
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- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
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- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 14
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
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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
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/124—Circuits or methods for feeding welding wire
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は例えばＴＩＧ（ィナートガスアーク）溶接な
どにおいて、溶融プールに対する溶力ロワイヤの挿入状
態を制御する装置に関する。
どにおいて、溶融プールに対する溶力ロワイヤの挿入状
態を制御する装置に関する。
ＴＩＧ溶接においては溶融プールに対する溶加ワィャの
位置の設定が難しい。
位置の設定が難しい。
すなわち、溶加ワイヤは単に溶融プールに接触していれ
ばよいというものでなく、挿入する深さが問題とされる
。これは港加ワイヤが溶融プールに深く入り込みすぎる
と固液界面を突ついたり、溶融プールをかきまわしたり
して溶接欠陥を生じさせるからである。また、溶加ワイ
ヤが浮きぎみであるとアークを乱して溶接欠陥を生じさ
せたり、特に上向溶接の場合に溶けた溶加ワイヤが落下
しやすくなるからである。したがって、仕上りの良い溶
接を得るためには、溶融プールに対して溶加ワイヤをち
ようど良い挿入状態に設定しなければならない。ところ
が、従来においては、溶融プールに対する溶加ワイヤの
挿入状態を数量的の客観的に知る方法が確立されておら
ず、結局人が挿入状態を目で見て調節しなければならな
かった。
ばよいというものでなく、挿入する深さが問題とされる
。これは港加ワイヤが溶融プールに深く入り込みすぎる
と固液界面を突ついたり、溶融プールをかきまわしたり
して溶接欠陥を生じさせるからである。また、溶加ワイ
ヤが浮きぎみであるとアークを乱して溶接欠陥を生じさ
せたり、特に上向溶接の場合に溶けた溶加ワイヤが落下
しやすくなるからである。したがって、仕上りの良い溶
接を得るためには、溶融プールに対して溶加ワイヤをち
ようど良い挿入状態に設定しなければならない。ところ
が、従来においては、溶融プールに対する溶加ワイヤの
挿入状態を数量的の客観的に知る方法が確立されておら
ず、結局人が挿入状態を目で見て調節しなければならな
かった。
そこで、この発明ではこの溶加ワイヤの挿入状態を数量
的に判断し、これにもとづいて溶加ワイヤを最適な位置
に制御する装置を提供する。
的に判断し、これにもとづいて溶加ワイヤを最適な位置
に制御する装置を提供する。
アーク溶接においては溶接アークの周辺の空間に電位が
生じていることが知られている。その電位の分布の一例
を第１図に示す。この図において符号１は電極２は母材
で、縦軸は母材２に対する電極１の高さ位置、横軸は電
極１の中心軸に対する母材２上の位置である。電位は母
材２を基準としたものである。従来においては溶融プー
ルの電位はそれが母材２上にあるものであるから当然に
雫電位であり、熔融プールに接触している溶加ワイヤも
同様に零電位と考えられていた。ところが発明者らが測
定したところ、溶加ワイヤには微少な電位が生じている
ことがわかった。しかも、その値は挿入の状態によって
変化するものであった。第１図と同じ条件でその値を測
定したところ、溶融プール３に対する溶加ワイヤ４の突
込み深さに応じて、溶加ワイヤ４には第５図に示すよう
な電位が生じていた。すなわち、第２図ａに示すように
溶融プール３に対する溶加ワイヤ４の挿入が深すぎる場
合（突込みぎみの場合）は０．０３５Ｖ、第２図ｂのよ
うに挿入が浅すぎる場合（浮きぎみの場合）は０．０７
Ｖであった。完全に離れた状態では、第１図に示す数ボ
ルト単位の高い電圧となるから、これと比べて、１／１
００程度の微小電圧であることがわかる。以上のことか
ら、溶加ワイヤの微少電位を利用して溶融プールに対す
る溶加ワイヤの挿入状態を制御することができる。
生じていることが知られている。その電位の分布の一例
を第１図に示す。この図において符号１は電極２は母材
で、縦軸は母材２に対する電極１の高さ位置、横軸は電
極１の中心軸に対する母材２上の位置である。電位は母
材２を基準としたものである。従来においては溶融プー
ルの電位はそれが母材２上にあるものであるから当然に
雫電位であり、熔融プールに接触している溶加ワイヤも
同様に零電位と考えられていた。ところが発明者らが測
定したところ、溶加ワイヤには微少な電位が生じている
ことがわかった。しかも、その値は挿入の状態によって
変化するものであった。第１図と同じ条件でその値を測
定したところ、溶融プール３に対する溶加ワイヤ４の突
込み深さに応じて、溶加ワイヤ４には第５図に示すよう
な電位が生じていた。すなわち、第２図ａに示すように
溶融プール３に対する溶加ワイヤ４の挿入が深すぎる場
合（突込みぎみの場合）は０．０３５Ｖ、第２図ｂのよ
うに挿入が浅すぎる場合（浮きぎみの場合）は０．０７
Ｖであった。完全に離れた状態では、第１図に示す数ボ
ルト単位の高い電圧となるから、これと比べて、１／１
００程度の微小電圧であることがわかる。以上のことか
ら、溶加ワイヤの微少電位を利用して溶融プールに対す
る溶加ワイヤの挿入状態を制御することができる。
すなわち、突込みぎみのときの溶加ワイヤの電位と浮き
ぎみのときの溶加ワイヤの電位との間の適当な値を基準
電位として設定し、実際の溶加ワイヤ電位を検出して、
この検出値が上記の基準値よりも大きい場合は浮きぎみ
であるから熔加ワイヤを溶融プールに挿入する方向に駆
動し、基準値よりも小さい場合は突込みぎみであるから
溶加ワイヤを溶融プールから引上げる方向に駆動するこ
とにより、溶融プールに対する溶加ワイヤの挿入状態を
自動的に常に最適な状態に保持することができる。この
ような制御を行なう装置の一例を第３図に示す。
ぎみのときの溶加ワイヤの電位との間の適当な値を基準
電位として設定し、実際の溶加ワイヤ電位を検出して、
この検出値が上記の基準値よりも大きい場合は浮きぎみ
であるから熔加ワイヤを溶融プールに挿入する方向に駆
動し、基準値よりも小さい場合は突込みぎみであるから
溶加ワイヤを溶融プールから引上げる方向に駆動するこ
とにより、溶融プールに対する溶加ワイヤの挿入状態を
自動的に常に最適な状態に保持することができる。この
ような制御を行なう装置の一例を第３図に示す。
第３図において、溶接トーチ１０の先端の電極１と母材
２の間には溶接用の直流電源１１が接続されている。溶
加ワイヤ４はワイヤリール８から繰出され、ワイヤフィ
ーダａおよびワイヤチップ５を経て溶融プール３に送り
込まれる。この溶加ワイヤ送給のための部分は、全体が
ネジ様７を介して溶接トーチ１川こ取付けられており、
このネジ榛７を直流モータ６によって駆動することによ
り上下方向に移動する。この上下方向の移動により、溶
融プール３に対する溶加ワイヤ４の挿入状態が制御され
る。電圧検出部１２は溶加ワイヤ４と母材２との間の微
少電圧を検出する。
２の間には溶接用の直流電源１１が接続されている。溶
加ワイヤ４はワイヤリール８から繰出され、ワイヤフィ
ーダａおよびワイヤチップ５を経て溶融プール３に送り
込まれる。この溶加ワイヤ送給のための部分は、全体が
ネジ様７を介して溶接トーチ１川こ取付けられており、
このネジ榛７を直流モータ６によって駆動することによ
り上下方向に移動する。この上下方向の移動により、溶
融プール３に対する溶加ワイヤ４の挿入状態が制御され
る。電圧検出部１２は溶加ワイヤ４と母材２との間の微
少電圧を検出する。
この微少電圧はワイヤ電圧増幅器１４により増幅されて
比較増幅器１４により増幅されて比較増幅器１５に加え
られる。基準電圧発生器１６は突込みぎみのときのワイ
ヤ電圧と浮きぎみのときのワイヤ電圧の間の適当な値（
例えば前者が０．０３５Ｖ、後者が０．０７Ｖのときは
０．０４５Ｖ程度）に対応した電圧Ｖｓを基準電圧とし
て設定する。比較増幅器１５は基準電圧Ｖｓと検出電圧
Ｖｗとの差電圧Ｖ＾を検出し、これを増幅する。
比較増幅器１４により増幅されて比較増幅器１５に加え
られる。基準電圧発生器１６は突込みぎみのときのワイ
ヤ電圧と浮きぎみのときのワイヤ電圧の間の適当な値（
例えば前者が０．０３５Ｖ、後者が０．０７Ｖのときは
０．０４５Ｖ程度）に対応した電圧Ｖｓを基準電圧とし
て設定する。比較増幅器１５は基準電圧Ｖｓと検出電圧
Ｖｗとの差電圧Ｖ＾を検出し、これを増幅する。
Ｖｓ，Ｖｗ， Ｖ＾の電圧波形の一例を第４図に示す。
モータ駆動増幅器１７は差電圧Ｖ＾を更に増幅して直流
モータ６に加える。直流モータ６はこの電圧により駆動
されて、検出電圧Ｖｗが基準電圧Ｖｓに一致する方向に
回転する。これにより溶加ワイヤは溶融プール３に対し
て最適な挿入状態に設定される。ところで、管などの全
姿勢溶接において熔接士が監視し操作している項目の一
つに、溶融プール３に対する溶加ワイヤ４の挿入位置調
整がある。
モータ駆動増幅器１７は差電圧Ｖ＾を更に増幅して直流
モータ６に加える。直流モータ６はこの電圧により駆動
されて、検出電圧Ｖｗが基準電圧Ｖｓに一致する方向に
回転する。これにより溶加ワイヤは溶融プール３に対し
て最適な挿入状態に設定される。ところで、管などの全
姿勢溶接において熔接士が監視し操作している項目の一
つに、溶融プール３に対する溶加ワイヤ４の挿入位置調
整がある。
この調整の必要理由の一つには溶接姿勢の変化による溶
融プール３の形状の違いがある（第６図）。そのため熔
接姿勢の変化とともに電極１と溶融プール３の相対位置
が変化する。すなわち、第６図に示すように、下向姿勢
を基準として、立向上進では溶融プール３は電極１から
遠ざかり、立向下進では熔融プール３は電極１に近づく
。したがって、溶加ワイヤ４の挿入位置が電極１に対し
て固定されたままであると、前記第２図で示したように
完全に浮いてしまったり（第２図ｂ）、逆に溶融プール
３を突ついたり（第２図ａ）して、溶接欠陥の発生の原
因となる。そこで、この発明に従って溶加ワイヤ４と母
材２との間の微少電圧によって溶加ワイヤ４の位置調整
をすれば、第６図に示すように常に適正な位置に溶加ワ
イヤ４を挿入することができる。
融プール３の形状の違いがある（第６図）。そのため熔
接姿勢の変化とともに電極１と溶融プール３の相対位置
が変化する。すなわち、第６図に示すように、下向姿勢
を基準として、立向上進では溶融プール３は電極１から
遠ざかり、立向下進では熔融プール３は電極１に近づく
。したがって、溶加ワイヤ４の挿入位置が電極１に対し
て固定されたままであると、前記第２図で示したように
完全に浮いてしまったり（第２図ｂ）、逆に溶融プール
３を突ついたり（第２図ａ）して、溶接欠陥の発生の原
因となる。そこで、この発明に従って溶加ワイヤ４と母
材２との間の微少電圧によって溶加ワイヤ４の位置調整
をすれば、第６図に示すように常に適正な位置に溶加ワ
イヤ４を挿入することができる。
なお、以上の説明ではＴＩＧ溶接に適した場合について
示したが、この発明は溶融プールに対する溶加ワイヤの
挿入状態とワイヤ電圧との間に前述したような特定の関
係が成立つあらゆる溶接方法（例えばプラズマ溶接）に
適用することができる。以上説明したようにこの発明に
よればワイヤ電圧にもとずし、て溶融プールに対する漆
加ワイヤの挿入状態を検知することができ、これを利用
することにより自動溶接において均一な溶接を得ること
ができる。
示したが、この発明は溶融プールに対する溶加ワイヤの
挿入状態とワイヤ電圧との間に前述したような特定の関
係が成立つあらゆる溶接方法（例えばプラズマ溶接）に
適用することができる。以上説明したようにこの発明に
よればワイヤ電圧にもとずし、て溶融プールに対する漆
加ワイヤの挿入状態を検知することができ、これを利用
することにより自動溶接において均一な溶接を得ること
ができる。
第１図は溶接アーク周辺の電位分布状態を示すグラフ、
第２図ａは溶加ワイヤの突込み状態を示′す図、第２図
ｂは熔加ワイヤの浮きぎみの状態を示す図、第３図はこ
の発明の一実施例を示すブロック図、第４図は第３図に
おける検出電圧Ｖｗ、基準電圧Ｖｓ、差電圧Ｖ＾の波形
図、第５図は熔融プール３に対する溶加ワイヤ４の突込
み深さ−溶加ワイヤ４と母材２間の微少電圧特性の一例
を示す線図、第６図は溶接姿勢と熔加ワイヤ４の挿入位
置関係を示す図である。 １・・・・・・電極、２・・・・・・母材、３・・・・
・・溶融プール、４……溶加ワイヤ、５……ワイヤチッ
プ、６……直流モータ、７・・・・・・上下駆動用ネジ
榛、８・・・・・・ワイヤリール、９……ワイヤフィー
ダ、１０……溶接トーチ、１１・・・・・・溶接用電源
。 第１図 第２図 第３図 第５図 第６図
第２図ａは溶加ワイヤの突込み状態を示′す図、第２図
ｂは熔加ワイヤの浮きぎみの状態を示す図、第３図はこ
の発明の一実施例を示すブロック図、第４図は第３図に
おける検出電圧Ｖｗ、基準電圧Ｖｓ、差電圧Ｖ＾の波形
図、第５図は熔融プール３に対する溶加ワイヤ４の突込
み深さ−溶加ワイヤ４と母材２間の微少電圧特性の一例
を示す線図、第６図は溶接姿勢と熔加ワイヤ４の挿入位
置関係を示す図である。 １・・・・・・電極、２・・・・・・母材、３・・・・
・・溶融プール、４……溶加ワイヤ、５……ワイヤチッ
プ、６……直流モータ、７・・・・・・上下駆動用ネジ
榛、８・・・・・・ワイヤリール、９……ワイヤフィー
ダ、１０……溶接トーチ、１１・・・・・・溶接用電源
。 第１図 第２図 第３図 第５図 第６図
Claims (1)
- １ 溶加ワイヤが溶融プールから浮いているときの母材
と溶加ワイヤとの間の電位差に比べて微少な電位差を検
出する手段と、溶融プールに接触している溶加ワイヤが
当該溶融プールから浮きぎみであるときの前記微少な電
位差と突込みぎみであるときの前記微少な電位差との間
の適当な値を基準の電位差として設定する手段と、前記
検出される微少な電位差を前記基準の電位差と比較し、
当該基準の電位差より大きい場合は溶加ワイヤを溶融プ
ールに更に挿入する方向に駆動し、小さい場合は溶融プ
ールから引離す方向に駆動するワイヤ駆動装置とを具え
た溶接機におけるワイヤの位置制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18545981A JPS6036860B2 (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | 溶接機におけるワイヤの位置制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18545981A JPS6036860B2 (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | 溶接機におけるワイヤの位置制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5886982A JPS5886982A (ja) | 1983-05-24 |
| JPS6036860B2 true JPS6036860B2 (ja) | 1985-08-22 |
Family
ID=16171153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18545981A Expired JPS6036860B2 (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | 溶接機におけるワイヤの位置制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6036860B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3623095A1 (de) | 2018-09-17 | 2020-03-18 | FRONIUS INTERNATIONAL GmbH | Schweissgerät und schweissverfahren mit selbsteinstellender schweissdrahtvorschubgeschwindigkeit |
| EP4299227A1 (de) | 2022-06-30 | 2024-01-03 | FRONIUS INTERNATIONAL GmbH | Schweissverfahren und schweissvorrichtung |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6610958B2 (en) * | 2001-04-25 | 2003-08-26 | Precision Welding Technologies, Inc. | Apparatus and method for feeding filler wire in a welding operation |
| GB0921922D0 (en) | 2009-12-16 | 2010-02-03 | Rolls Royce Plc | Automatic welding method and apparatus |
-
1981
- 1981-11-20 JP JP18545981A patent/JPS6036860B2/ja not_active Expired
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3623095A1 (de) | 2018-09-17 | 2020-03-18 | FRONIUS INTERNATIONAL GmbH | Schweissgerät und schweissverfahren mit selbsteinstellender schweissdrahtvorschubgeschwindigkeit |
| WO2020058169A1 (de) | 2018-09-17 | 2020-03-26 | Fronius International Gmbh | Schweissgerät und schweissverfahren mit selbsteinstellender schweissdrahtvorschubgeschwindigkeit |
| JP2021526976A (ja) * | 2018-09-17 | 2021-10-11 | フロニウス・インテルナツィオナール・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツングＦｒｏｎｉｕｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｇｍｂｈ | 自己調節する溶接ワイヤー送給速度による溶接機器および溶接方法 |
| EP4039398A1 (de) | 2018-09-17 | 2022-08-10 | Fronius International GmbH | Schweissgerät und schweissverfahren mit selbsteinstellender schweissdrahtvorschubgeschwindigkeit |
| US11872659B2 (en) | 2018-09-17 | 2024-01-16 | Fronius International Gmbh | Welding device and welding method with self-setting welding wire feed speed |
| EP4299227A1 (de) | 2022-06-30 | 2024-01-03 | FRONIUS INTERNATIONAL GmbH | Schweissverfahren und schweissvorrichtung |
| WO2024002994A1 (de) | 2022-06-30 | 2024-01-04 | Fronius International Gmbh | Schweissverfahren und schweissvorrichtung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5886982A (ja) | 1983-05-24 |
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