JPS6289575A - ア−ク溶接法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、多層盛りを行なうアーク溶接において、開先
壁の消滅した上層における自動溶接に関する。

従来の技術とその問題点 従来、多層盛溶接において、開先が溶接ビードに覆われ
て開先壁の消滅した上層で溶接を制御する方法としては
特開昭５８−３５０６４号がある。

この方法は、最終仕上げ層の前層もしくは、以前の層の
オシレート溶接時に、溶接進行方向の位置とその位置で
のオシレート中心または両端位置とを時々刻々記憶して
おき、最終仕上げ層のオシレ−ト溶接時の溶接、線倣い
を前記記憶内容の読み出しに基づいて行なう方法である
。しかし、この方法では、溶接線倣いは自動的に行なえ
るが、被溶接物の開先幅に変動がある場合、オシレート
幅は一定であるため第３図に示すように開先上端の線Ｘ
から外れたところにビードの端縁Ｙができるという欠陥
を生じるという問題があった。従来においては、この欠
陥を防ぐためにオペレーターが監視し、オシレート幅を
調整していた。

また、仕上げ層の余盛りビードの凹凸をなくし、余盛り
不足などを防ぎ、ビード外観を整える方法は未だ見い出
されてなかった。

発明の目的 本発明は、開先幅に変化がある場合においてもオペレー
ターによるオシレート幅の監視なしで、安定した最終仕
上げ層のオシレート溶接を行なう方法を提供し、かつ、
余盛り高さを一定に制御することを目的とする。

発明の構成 この発明のアーク溶接法は溶接トーチを開先内でオシレ
ートさせながら、被溶接材の溶接線、及び開先幅倣いを
行なう自動溶接において、最終仕上げ層の前層もしくは
、それ以面の層の溶接時にオシレート両端の位置を記憶
しておき、前記記憶した層の上層における溶接時の開先
幅倣いを前記記憶内容を読み出ずことにより行なうこと
を特徴とする。

まず、予め最終仕上げ層の前層もしくは、それ以前の層
のオシレート溶接時にそのオシレート停止位置を第２図
に示すようにＰ　＋ｒ、Ｐ　ｌｓ、・・・、　Ｐ　ｎｒ
。

Ｐｎｓとして、その成分をＸ軸（溶接進行方向の軸）Ｌ
ｒ、Ｘ＋ｓ、＝−、Ｘｎｒ、ＸｎｓとをＹ軸（開先幅方
向の軸）Ｙ、ｒ、Ｙ、ｓ、−、Ｙｎｒ、Ｙｎｓに分けて
記憶装置に記憶する。

ここで本発明における溶接法を第１図のフローチャート
を参照して説明する。ここでＳ　Ｔ　Ａ　ＲＴでは、溶
接トーチはｒ側（Ｙ座標が小なる側）の任意のオシレー
ト停止位＠Ｐ’＋ｒで停止しているとする。まず、ステ
ップＳ１でこの時点におけるＸ座標Ｘ°ぼを求める。次
ステツプＳ２でＳ側（Ｙ座標が大なる側）における記憶
したオシレート停止位置のうちからＸＺｒより大きくか
つ最小のＸ　ｊｓ（第２図においてはＸｊｓ）をさがし
、ステップＳ３で０式によりその位置のＹ座標Ｙｊｓに
予め設定された一定値αを加えたものを反転位置Ｙ’＋
ｓとする。

ｖ゛、ｓ　＝　Ｙｊｓ＋α　　　　　・・・・・・■溶
接トーチがＹ’　Ｉｓの位置に達したとき、ステップＳ
５で停止し、開先ｒ側の端部におけるオシレート停止時
間経過後ステップＳ６でＹ座標が大なる方向にＹ座標が
Ｙ’＋ｓになるまで溶接トーチを移動させ停止させる。

次に、この停止位置Ｐ’、ｓにおけるＸ座標Ｘ’、ｓを
求め、ｒ側における記憶したオシレート停止位置のうち
から、Ｘ’＋ｓより大きくかつ最小のＸｋｒ（第２図に
おいてはＸ、ｒ）をステップＳ４でさがして、次いでス
テップＳ７で０式によりその位置のＹ座標Ｙｋｒに上記
αを減じたものを反転位置Ｙ”、ｒとする。

Ｙ’＝ｒ　＝　Ｙｋｒ　　　ａ　　　　　　　−−■開
先端部におけるオシレート停止時間経過後ステップＳ９
でＹ座標が小なる方向にＹ座標がＹ’ｙｒになるまで溶
接トーチを移動させ停止させる。以下Ｓ　Ｔ　Ａ　ＲＴ
以後の動作を繰り返すことで、最終仕上げ層による開先
幅倣いを実現することができた。

ここでは、ｒ側とＳ側でαを同じ値としたが、横向き姿
勢の溶接においては、異なる値として、ビードの垂れ下
がりに対処することもできる。

次に、前記溶接法におけるオシレート停止位置Ｐ’ｎｒ
、Ｐ’ｎｓよりオシレート幅を演算し、その値の変化に
逆比例させて溶接速度を制御するか、比例させてワイヤ
ー送給速度を制御することで、最終仕上げ層による余盛
り高さを一定に制御し、美しいビード外観を得る溶接を
実現できた。

前記方法で、通常の溶接を行なう場合問題はないが、Ｍ
ＩＧ、ＭＡＧ、Ｃｏ、などの消耗電極式溶接法、ＴＩＧ
の大溶着量溶接法などで、開先幅が広い場合には、オシ
レートピッチが粗くなるため前記の方法では、第５図の
ようにビードが偏るという欠陥を生じる。即ち、開先中
心から左右対称な理想的なビードＷに対してＷ゛のよう
に偏る。

この問題を解決する方法は、第６図に示すように、記憶
された停止位置Ｐ２Ｓにαを加えたＹ軸成分の位置を逆
の停止位置とするフローヂャートのステップ５ｔ−９３
の動作に代えて、Ｐ　ｎ５（ｎは自然数）で表わされる
。第６図のＱｉで示されるオシレート停止線をＰｎｓの
直線補間で求め、それにαを加えたものをＹ軸成分の反
転位置とする方法である。またステップＳ８における逆
方向のオシレート停止位置の決定動作も同様な方法にす
る。

これによりオシレートピッチが広い場合にも適用できた
。

第４図（ａ）は本発明の一実施例の機構の全体のブロッ
ク図である。図において、Ａは被溶接材で開先Ｋに沿っ
て溶接される。■は、被溶接材Ａとの間でアークを発生
する非消耗電極、２は溶接トーチ、３は定アーク長制御
を行なうために溶接トーチ２を上下方向（図のＺ軸方向
）に駆動させるためのボールネジ、ラックピニオンなど
の機械的伝達装置、４はＺ軸用モーター、５はモーター
４の袖に直結された光学式パルスジェネレーターであり
、パルスジェネレーター５の出ツノをモータードライバ
ー６にフィードバックし、溶接トーチ２のＺ軸方向の位
置の制御を行なう。７は溶接トーチ２のオシレート動作
を行なうために図中Ｙ軸方向の駆動を行なう機械的伝達
装置、８はオンレート用のモーター、９は光学式エンコ
ーダでモーター８の回転ｍに応じた数のパルスを発生す
る。１０はドライバーである。１１は溶接トーチ２を溶
接線に沿う方向Ｘに移動させる移動機構であり、この移
動機構ｌ！はモーター１３を備えており、モーター１３
の回転がギヤ等を含む機械的伝達手段１２に伝゛えられ
、移動機構１１はレールｌｌａに沿って図上Ｘ方向に移
動するようになっている。

１４はモーター１３の回転に応じて信号を出力するパル
スジェネレーター、１５はモーター１３を駆動するドラ
イバーである。

以上３〜１５の装置をもって溶接トーチ２をＸ。

Ｙ、Ｚの直交３軸方向に駆動させる。また、１６はワイ
ヤー送給チップ、１７はフィラワイヤーであり、このフ
ィラワイヤー１７は機成的送給装置１８により非消耗電
極Ｉと開先に間のアーク中に送給され、ビードを形成す
る。１９はワイヤー送給モーター、２０はタコジーネレ
ーターでワイヤーモーター送給ドライバー２１にその出
力をフィードバックしワイヤー送給速度を制御する。

第４図（ｂ）において、３１はＹ軸方向に溶接トーチ２
を駆動させオシレートを行なうモーターで、３２はその
ドライバーであり、マイクロプロセッサ−３０の起動・
停止指令を受け、モーター３１を駆動して溶接トーチを
移動させる。前記の溶接方法におけろシーケンスはマイ
クロプロセッサ−３０により行なわれ、検知したオシレ
ート停止位置をメモリー３４に記憶させる。３５はモー
ター３１に直結された光学式パルスジェネレーター、３
６はパルスジェネレーター３５の出力を受は溶接トーチ
２のＹ軸方向の位置をマイクロプロセッサ−３０に出力
するカウンターで、このカウンター３６の出力によりオ
シレート停止位置のＹ座標を記憶するとともに、反転位
置も検知する。３７ζ−ｔＸ　屯市ブ〒ｌｆｆ１こ逸Ｖ
畠？木ηス甜１大　＋トＡモー々　−Ｑ５１１　　を子
そのドライバーでマイクロプロセッサ−３０からの起動
・停止・速度指令を受け、モーター３７を駆動させる。

３９はモーター３７に直結された光学式パルスジェネレ
ーター、４０はパルスジェネレーター３９の出力を受け
Ｘ軸方向の位置をマイクロプロセッサ−３０に出力する
カウンターで、この出力によりオシレ−ト停止位置のＸ
座標を記憶する。４１はＤｉｐスイッヂ、ボリウムなど
で構成されるα設定器である。

発明の効果 本発明においては、開先壁の消滅した最終仕上げ層にお
いて、溶接線だけでなくオシレート幅も自動的に制御さ
れるため、従来必要であったオペレーターによるオシレ
ート幅監視が不要となり、よりいっそうオペレーターの
負担を軽減し、省人化した自動的溶接が可能となった。

なお、本発明はＭＩＧ、ＭＡＧ、Ｃｏｔなどの消耗電極
溶接あるいはＴＩＧなどの非消耗電極溶接の溶接線及び
開先幅倣いを行なう溶接法に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のアーク溶接法の一実施例を示すフロ
ーチャート、第２図は第１図の方法における溶接トーチ
の位置を示すグラフ、第３図は従来の溶接法において生
じる欠点を示す平面図、第４図（ａ）　、　（ｂ）は第
１図の実施例の方法に用いられる溶接装置の一例を示す
ブロック図、第５図は開先ギャップが広い場合に生じる
欠陥を示すグラフ、第６図は第５図に示す欠陥を除くた
めのこの発明の他の実施例を示すグラフである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶接トーチを開先内でオシレートさせながら、被
   溶接材の溶接線、及び開先幅倣いを行なう自動溶接にお
   いて、最終仕上げ層の前層もしくは、それ以前の層の溶
   接時にオシレート両端の位置を記憶しておき、前記記憶
   した層の上層における溶接時の開先幅倣いを前記記憶内
   容を読み出すことにより行なうことを特徴とするアーク
   溶接法。
2. （２）上層の溶接において、前記記憶したオシレート両
   端の位置に予め設定された一定値を加減算したものを新
   たなオシレート両端の位置とし、開先幅倣いを行なう特
   許請求の範囲第１項に記載のアーク溶接法。
3. （３）上層の溶接において、前記記憶したオシレート停
   止位置から両端におけるオシレート停止線を演算し、そ
   れに予め設定された一定値を加減算したものを新たなオ
   シレート停止線とし、開先幅倣いを行なう特許請求第１
   項に記載のアーク溶接法。
4. （４）上層の溶接において、オシレート両端の位置から
   オシレート幅を演算し、その変化に応じてワイヤ送給速
   度と溶接速度の一方、もしくは、両方を変化させてビー
   ド高さを制御する特許請求の範囲前記いずれかの項に記
   載のアーク溶接法。