JPS6345917B2

JPS6345917B2 -

Info

Publication number: JPS6345917B2
Application number: JP957384A
Authority: JP
Inventors: Ken Kimura; Harumichi Ichimura; Hirohisa Fujama
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1984-01-24
Filing date: 1984-01-24
Publication date: 1988-09-12
Also published as: JPS60154888A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はＬ型鋼の突合せ自動溶接方法に関す
る。

（従来技術および問題点）Ｌ型鋼の突合せ自動溶接方法として、本発明者
等は、特開昭58−179585号で立向継手をエレクト
ロスラグ溶接した後、溶接を中断することなく、
下向継手をエレクトロスラグ溶接あるいは潜弧溶
接する自動溶接方法を提案し、さらに該溶接方法
に適用するための立向から下向溶接へ切替える方
法を特開昭59−101289号で提案した。

しかしながら特願昭57−290569号に記載の切替
え方法では、溶接金属面を正確に検知して立向か
ら下向溶接への切替えができるものの、溶接金属
面検知のためのプローブおよび該プローブの支持
および退避装置を、溶接部上方に配設する都合
上、溶接装置全体の高さ寸法が大きくなる。従つ
て溶接部の上部空間に制限があるような適用個
所、例えば、造船における二重底構造内でのＬ型
ロンジ材の突合せ溶接等では、適用範囲が限定さ
れる。

（発明の目的）本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、従
来方法の適用範囲を拡大せしめたＬ型鋼突合せ自
動溶接方法を提供するものである。

（発明の構成）本発明はＬ型鋼と当材で囲み形成された開先
に、溶接トーチを介して溶接ワイヤを溶接開始部
に送給して溶接を開始し、フラツクスを開先内に
供給してスラグ浴を形成しながら立向継手をエレ
クトロスラグ溶接した後、溶接を中断することな
く、前記溶接トーチを水平移動させ、下向継手を
エレクトロスラグ溶接あるいは潜弧溶接するＬ型
鋼突合せ自動溶接方法において、溶接トーチ先端
が、立向継手上端部を通過したことを検知して、
溶接トーチの上昇を停止させた後、溶接金属がた
い積してワイヤ突出し長さが短くなり、それに伴
い溶接電流が増大し、あらかじめ設定した電流値
を超過したことを検知して、溶接トーチと水平移
動させ、下向継手を溶接することを特徴とするＬ
型鋼突合せ自動溶接方法である。

以下、本発明を図面に従つて説明する。

第１図は本発明に係る溶接方法を説明する図で
あつて、図中１は母材、２は溶接トーチ、３，４
は溶接トーチ２の昇降用駆動ローラ、５，６は溶
接トーチ２の案内ローラである。溶接トーチ２
は、ほぼ全長にわたつて絶縁物で被覆されている
が、中間部に一部、金属環７が装着してある。

８，９は溶接トーチ２と摺動する滑り金で、そ
れぞれリード線１０，１１により、溶接トーチ２
の昇降および水平駆動を制御する制御装置（図示
せず）に接続される。１２は溶接金属、１３は該
溶接金属１２の上部にたい積するスラグ浴であ
る。また１４は溶接電流計であり、設定指針１
５，１６および電流値を示す指針１７を有し、溶
接電流値を示す指針１７が設定指針１５，１６を
それぞれ超過した時に、検出信号を取り出せる構
造を有するものである。

溶接は図中Ａ，Ｂ，Ｃの順に進行するものであ
り、Ｃの状態に達した後、溶接トーチは水平移動
して、母材１の水平部分を溶接する。溶接電流計
１４の指示，は、それぞれは溶接状態Ａ，
Ｂの溶接電流に対応し、は溶接状態Ｃに対応す
る。

上記構成において、溶接順序に従い本発明方法
を説明すると、まず溶接トーチ２を通して、ワイ
ヤ５５を溶接開始部に送給し、アークを発生させ
たあと、フラツクスを開先内に供給し、スラグ浴
１３を形成し、第１図Ａに示す如く、エレクトロ
スラグ溶接が開始される。溶接の進行に伴い、溶
接トーチ２は、駆動ローラ３および４の矢印１８
方向の回転により、上方に引き上げられる。この
時の駆動ローラ３および４の回転は、間欠的に行
われる。

即ち溶接金属１２が、開先内に充填され湯面が
上昇すると、ワイヤ突出し長さが短くなり、電流
計の指針１７が、設定指針１５を上回ると、駆動
ローラ３および４は回転して、ワイヤ突出し長さ
は長くなり、この結果指針１７が指針１５より下
回ると、駆動ローラ３および４は回転を停止す
る。

このように、設定指針１５で設定された溶接電
流、換言すればワイヤ突出し長さを一定に保持し
ながら、溶接トーチ２は上昇し、立向溶接が行わ
れる。

立向溶接が進行して、第１図Ｂに示す状態に至
ると、溶接トーチ２の中間部に装着された金属環
７と、滑り金８および９が接触し、この時点まで
電気的絶縁状態にあつた滑り金８と９は導通さ
れ、リード線１０，１１を介して、制御装置（図
示せず）に金属環７と滑り金８および９の接触を
伝達する検出信号が発せられ、該信号を受け、駆
動ローラ３，４の回転は停止され、溶接電流指針
１７が設定指針１５を超過した場合でも、停止状
態を継続させるよう制御する。

Ｂの状態で、溶接トーチ２の上昇が停止したま
ま溶接が継続され、湯面が上昇すると、ワイヤ突
出し長さは短くなり、溶接電流値は増大し、やが
て指針１７は設定指針１６と重なるようになり、
第１図Ｃに示す状態となる。更に電流が上り、指
針１７が設定指針１６を上回ると、溶接トーチ２
を水平移動させ、水平部材の溶接が行われる。

以上、本発明の構成および作用について述べた
が、さらに本発明の具体的実施例についてより詳
細に説明する。

（実施例）第２図および第３図は、本発明の実施態様を示
す斜視図であり、共に本発明の船殻ボトムロンジ
への実施態様を示すものである。

また第４図および第５図は、第２図に示した実
施例に使用する溶接トーチ位置検出用接触型リミ
ツトスイツチおよび非接触型リミツトスイツチ
と、溶接トーチに設けた検出体となる金属環との
配置関係を示す図である。

第２図において、１，１′は溶接されるボトム
ロンジ、１９はエンドタブ、２０は銅の当材で、
母材１，１′の裏面に設ける裏当材（図示せず）
と対になつて、開先を囲んで設置されている。

溶接トーチ２は、駆動ローラ３，４および案内
ローラ５，６で挟持され、開先内を昇降するよう
設けてあり、駆動ローラ３，４および案内ローラ
５，６は、ベース２１に溶接トーチ２と直角に設
けた軸を中心として回転自在に軸支する。

一方、ベース２１に取り付けたトーチ昇降駆動
モータ２２の軸は、駆動ローラ３と連結してあ
る。また、ベース２１は、連結杆２３を介して上
下動自在に、上下調整ブロツク２４に保持してあ
り、ハンドル３４を回して、ベース２１の上下調
整が可能にしてある。さらに該ブロツク２４は、
水平駆動モータ２５で回転される送りネジ２６お
よび案内棒２７で、枠２８に保持され、該枠２８
は、クランプ２９に塔載され、ハンドル３０で母
材１に固定してある。

また更にベース２１には、第４図に拡大して示
すように、滑り金８，９が絶縁板３１を介して、
軸３２，３３を中心に回動可能に設けてあり、溶
接トーチ２に滑り接触する一部分を除いて、ほぼ
全長にわたつて絶縁物を被覆してある。１０，１
１は滑り金８，９と制御装置を接続するリード線
である。

なお第２図には、図示していないが、上記構成
の他に、第１図に示した溶接電流計およびモータ
２２，２５を制御する制御装置を有する。

上記構成による実施例の動作について述べると
昇降駆動モータ２２により、駆動ローラ３を回転
させて、溶接トーチ２を上昇させて立向溶接し、
滑り金８，９が金属環７と接触した時点で、溶接
トーチ２の上昇を停止させる。その後、湯面上昇
に伴い、溶接電流が増大して設定値を超えると、
水平駆動モータ２５により、送りネジ２６を回転
させ、溶接トーチ２を水平移動し、下向溶接が行
われる。

また、下向溶接をエレクトロスラグ溶接で行う
が、潜弧溶接で行うかの選択基準については、下
向溶接部材の板厚により判断するが、本発明者等
が種々実験したところ、板厚が19mm以上はエレク
トロスラグ溶接で行い、板厚が19mm未満の母材に
対しては、潜弧溶接を適用するのが良いことが判
つた。いずれの溶接方法によつても、立向溶接か
ら連続して溶接でき、立向から下向への移行部分
にも欠陥は生じなかつた。

次に第３図に従い、本発明方法において、前記
溶接トーチ昇降手段および水平移動手段と異なる
手段を用いて実施した例を示す。

図において、３５は溶接トーチ２を保持するホ
ルダであり、該ホルダ３５は、連結杆３６を介し
て、上下調整ブロツク３７に対してハンドル３８
の操作で、上下位置調整可能に保持され、該ブロ
ツク３７は、更に昇降駆動モータ３９により回転
される送りネジ４０で、案内棒４１に沿つて上下
動可能となるように設けられ、送りネジ４０およ
び案内棒４１の支持台４２は、水平駆動モータ４
３により、レール４４に沿つて走行する台車４５
に塔載してあり、レール４４はクランプ４６に固
結されており、ハンドル４７で母材１に脱着自在
に取り付けてある。

さらに支持台４２には、溶接トーチ２の上昇を
停止させるための位置検出用リミツトスイツチ４
８が設けてある。また本実施例においても、図示
していないが、第１図に示した溶接電流計および
モータ３９，４３を制御する制御装置を有するも
のである。

上記構成による本実施例の動作は、第２図に従
つて、前述した前記実施例と同様であるが、溶接
トーチ２の昇降は、昇降駆動モータ３９で送りネ
ジ４０を回転して行い、溶接トーチ２の水平移動
は、台車４５をレール４４に沿つて走行させて行
う。また立向溶接から下向溶接への移行は、溶接
トーチ２が上昇して、上下調整ブロツク３７がリ
ミツトスイツチ４８を動作させた時点で、溶接ト
ーチ２の上昇を停止させ、更に溶接電流が増大し
て、設定電流を超過したことを検知した時点で行
う。

なお、第４図に示した検出機構の代りに、第５
図に示した非接触型リミツトスイツチを、第２図
に示した実施例に用いても同様の効果は得られ
る。第５図において、４９，５０は近接スイツチ
であり、金属環７の検出を非接触で行える機能を
有するものである。５１，５２はリード線、５
２，５３は近接スイツチ４９，５０の取り付け板
である。

次に上述した実施例における溶接条件を示す。

母材：軟鋼不等辺不等厚山型鋼（Ｌ型鋼）立向部材：板厚12mm、長さ350mm 下向部材：板厚17mm、長さ100mm 溶接材料：ワイヤ：ソリツドワイヤ（φ1.6mm）フラツクス：溶融型フラツクス（SiO₂−MnO
−CaO−MgO系）溶接材料は立向・下向溶接共に同一材料を使用
した。

溶接条件：立向（エレクトロスラグ溶接）：380A
−38V、溶接速度８cm／分（平均）下向（潜弧溶接）：450A−40V、溶接速度12
cm／分上記の溶接条件により溶接するため、電流計の
設定指針１５は380A、設定指針１６は450Aに設
定した、即ち溶接トーチ２が上昇を停止した後、
電流が380Aから450Aまで変動し、下向溶接電流
に達した時点で、水平駆動モータ２５あるいは４
３を作動させた。

以上説明したように、本発明の方法によれば、
複合部材、特に上記実施例で示したような、Ｌ型
鋼の突合せ溶接を、立向から下向へ連続して行え
るのはもちろん、従来技術と比較して、より簡便
な方法が実現でき、狭あいな船殻内にても容易に
適用できる効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す模式図、第２図
は本発明の他の実施例の説明図、第３図は本発明
の更に他の実施例の説明図、第４図及び第５図は
第２図の実施例のリミツトスイツチと検出体との
配置の説明図である。１，１′：母材、２：溶接トーチ、３，４：駆
動ローラ、５，６：案内ローラ、７：金属環、
８，９：滑り金、１０，１１，５１，５２：リー
ド線、１２：溶接金属、１３：スラグ浴、１４：
溶接電流計、１５，１６：設定指針、１７：指
針、１８：ローラ回転方向、１９：エンドタブ、
２０：当材、２１：ベース、２２，３９：昇降駆
動モータ、２３，３６：連結杆、２４，３７：上
下調整ブロツク、２５，４３：水平駆動モータ、
２６：水平駆動用送りネジ、２７：水平駆動用案
内棒、２８：枠、２９，４６：クランプ、３０，
４７：クランプハンドル、３１：絶縁板、３２，
３３：軸、３４，３８：上下調整ハンドル、３
５：ホルダ、４０：昇降駆動用送りネジ、４１：
昇降駆動用案内棒、４２：支持台、４４：レー
ル、４５：台車、４８：リミツトスイツチ、４
９，５０：近接スイツチ、５３，５４：取り付け
板、５５：ワイヤ。

Claims

【特許請求の範囲】

１Ｌ型鋼と当初で囲み形成された開先に、溶接
トーチを介して溶接ワイヤを溶接開始部に送給し
て溶接を開始し、フラツクスを開先内に供給して
スラグ浴を形成しながら立向継手をエレクトロス
ラグ溶接した後、溶接を中断することなく、前記
溶接トーチを水平移動させ、下向継手をエレクト
ロスラグ溶接あるいは潜弧溶接するＬ型鋼突合せ
自動溶接方法において、溶接トーチ先端が、立向
継手上端部を通過したことを検知して、溶接トー
チの上昇を停止させた後、溶接金属がたい積して
ワイヤ突出し長さが短くなり、それに伴い溶接電
流が増大し、あらかじめ設定した電流値を超過し
たことを検知して、溶接トーチを水平移動させ、
下向継手を溶接することを特徴とするＬ型鋼突合
せ自動溶接方法。