JPS6380977A - ト−チ角度制御方法 - Google Patents

ト−チ角度制御方法

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JPS6380977A
JPS6380977A JP22624286A JP22624286A JPS6380977A JP S6380977 A JPS6380977 A JP S6380977A JP 22624286 A JP22624286 A JP 22624286A JP 22624286 A JP22624286 A JP 22624286A JP S6380977 A JPS6380977 A JP S6380977A
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welding
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torch
angle
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JP22624286A
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Yuji Sugitani
祐司 杉谷
Masao Kobayashi
小林 征夫
Masatomo Murayama
雅智 村山
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/0216Seam profiling, e.g. weaving, multilayer

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

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IF ) この発明は、屈曲する溶接線に沿って行なう高速回転ア
ーク隅肉溶接のトーチ角度制御方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、T継手、かど継手等の隅肉溶接を自動で行なう場
合は、例えばアークセンサによる開先倣いにより溶接電
極を開先ルートに追従させて行なっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来、例丸ば第11図に示すように下板1と立板2の溶
接線3が左に屈曲している溶接継手において、溶接トー
チ4を溶接線3に沿って矢印5の方向に移動しながら自
動溶接する場合、溶接)・−チ4が屈曲点6を通過する
前は溶接トーチ4は溶接線3に対して直角をなしている
が、溶接トーチ4が屈曲点6を通過した後は溶接トーチ
4は溶接線3に対し後退角θをとる。このように溶接線
3が屈曲しているため溶接トーチ4のトーチ角度が変化
すると、開先ならいを行なっていてもビード形状が不連
続となったり溶込み深さが変化し溶接不良となる問題点
があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
のであり、屈曲している溶接線に対して自動でトーチ角
度を修正することができるトーチ角度制御方法を提案す
ることを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るトーチ角度制御方法は、アークを高速回
転させながら屈曲する溶接線に沿って行なう隅肉溶接に
おいて、 (0上記回転するアークのアーク電圧波形又は溶接電流
波形を検出し、 (ロ)上記アーク電圧波形又は溶接電流波形を溶接進行
方向前方点C[及び溶接進行方向後方点Crを中心に上
2゜5度から±90度の範囲で一定角度±φ0で分割し
、 (ハ)上記前方点Cr側に一定角度±φ。で作るアーク
電圧波形又は溶接電流波形の面積Scfと、上記後方点
Cr側に一定角度±φ。で作るアーク電圧波形又は溶接
?H流波形の面積Scrを演算し、(ニ)上記面積の差
Scf−Scrを演算し、この面積の差があらかじめ定
めた基準値より変化する量を検出し、 (ネ)上記変化する量に応じてトーチ角度を変化させる
ことを特徴とする。
〔作用〕
この発明においては、溶接線に対するトーチ角度が変動
すると、回転するアークの電圧波形又は溶接ri流波形
が変動することから、溶接中のアーク電圧波形又は溶接
電流波形の変動を検出し、この変動に基づいて溶接線が
屈曲しているときのトーチ角度の修正を行なう。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例により隅肉溶接する場合の
説明図であり、図において1は下板、2は下板1に立設
した立板、3は溶接線、4は溶接トーチである。
溶接トーチ4は不図示の回転モータにより溶接電流、溶
接速度に適応した回転速度で矢印7の方向に回転して、
溶接トーチ4先端の通電チップの偏心孔を通過するワイ
ヤ8を回転することによりアーク9を高速回転しながら
溶接線3に沿って溶接を行なう。なお、第1図において
、溶接進行方向は紙面と垂直で紙面裏面から表面に向か
う方向であり、laはアーク長、leはワイヤ突出長、
Eχ;よ溶接1−−チ4と母材間の距離である。
第2図は第1図に示した溶接トーチ4を回転軸1泉10
方向から見た説明図であり、図においてC[、Cr、 
R、Lは溶接1・−ヂ4が回転しているときのワイヤ8
の位置を示し、C【は溶接進行方向5前方のワイヤ8の
位置、Rは溶接進行方向5に向って90度右側のワイヤ
8の位置、Lは90度左側のワイヤ8の位置、Crは溶
接進行方向に対して後方のワイヤ8の位置をそれぞれ示
す。またφは溶接進行方向5に対するワイヤ8の回転角
を示す。
第1図、第2図に示すようにワイヤ送給速度を一定のも
とて溶接トーチ4を回転すると、回転時のワイヤ6の位
置により溶接トーチ4と母材間の距EiCExが異なり
アーク長laが変化する。アーク長laが変化すると負
荷特性が変化して溶接電流Iやアーク電圧Eが変化する
。このアーク長1aの変化による溶接電流■あるいはア
ーク電圧Eの変化は距離EXの変化が大幅でなければ、
距f4Exの変化と直線関係で変化する。第1図に示す
ように隅肉溶接において溶接トーチ4が回転すると、ワ
イヤ8の位置に応じて距離Exは正弦波を基卒形として
変化するから、溶接電流I、アーク電圧Eもワイヤ8の
位置に対応して正弦波を基準形として変化する。なお、
この関係は消耗Ts 1%のみならず非消耗電極でも成
立する。
第3図(a) 、 (b)は、第4図に示すように溶接
トーチが溶接線3に対し直角のときの回)広するワ、イ
ヤ8ずなわちアークの位置に対応して変化するア−ク電
圧Eおよび溶接電流Iの波形を示す。第3図において(
a)にアーク電圧Eの波形、(b)は溶接電流工の波形
であり、それぞれの波形(よ上下逆転した形状となる。
なお、溶接電流Iの波形は定電圧特性の溶接電源のみで
得ることができ、アーク電圧Eの波形は定電圧特性、定
電流特性のいずれの溶接電源でも得ることができる。
第4図に示すように溶接トーチ4が?容接線3に対して
直角のときは、溶接進行方向5に対するワイヤ8の前方
位置Cr及び後方位置C「を中心とした波形は第3図(
a) 、 (b)に示すように、はぼ同一形状の波形と
なる。
しかし、第5図に示すように溶接トーチ4が溶接進行方
向5に対して後方に傾き、前進角θをとるときにはワイ
ヤ8の前方位置Cfにおけるアークlaは後方位置Cr
におけるアーク長1aより長くなり、アーク電圧波形は
第6図に示すように前方位置Cfの電圧レベルが後方位
置Crの電圧レベルより高い波形となる。逆に第7図に
示すように溶接1−−チ4が溶接進行方向5に対して前
方に傾き後退角θをとるときには前方位置CFにおける
アーク長4aが後方位置Crにおけるアーク長laより
短くなり、アーク電圧波形も第8図に示すように前方位
置Cfの電圧レベルが後方位置Crの電圧レベルより低
い波形となる。
しt二がって上記アーク電圧波形の変化を検出すること
により、第9図に示すように溶接線3が左に屈曲してい
る溶接継手において、溶接j・−チ4が屈曲点6を通過
した後の1・−ヂ角度の変化及びその変化量を検出・修
正することができる。すなオ〕ち、7−り電圧波形をC
f点及びCr点を中心として溶接方向に対して各々左右
に一定角度φ。で分割し、この角度φ。間で作る波形の
面積Scf、Scrを求め、面積Scfと面積Serの
差によリト−チ角度を修正することができる。
ここで一定角度φ。は2.5度から90度とずろ。角度
φ。を2.5度以上としたのは角度φ。が2.5度未満
となると波形にのるノイズの影響を受は易くなるからで
ある。
上記)・−チ角度r&U姉方法を、第9図に示すように
溶接線3が屈曲した溶接継手を台車11上に載置した溶
接トーチ4により自動溶接する場合を第10図に示した
制御回路のブロック図に基いて説明する。なお第9図に
おいて12は溶接トーチ4を矢印13方向に回転する電
動機である。
まず電圧検出器40でアーク電圧Eを検出し、この検出
した電圧Eを切換器41で溶接方向前方点Cf側と後方
点Cr側に分割する。切換器41によるアーク電圧Eの
分割のタイミングはスイッチング論理@略42からの指
令信号で行なう。スイッチング論理回路42は回転位置
検出器43で検出したワイヤ8の回転角中と、あらかじ
め定めた2、5度から90度の範囲の一定角度φ。を設
定したφ。設定器44の出力φ。例丸ば45度とを比較
演算し、ワイヤ8の回転角が溶接進行方向前方点Cfを
中心に±φ。である区間の波形を切換器41のf側から
出力する。同様にしてワイヤ6の回転角が溶接進行方向
後方点Crを中心に±φ。である区間の波形を切換器4
1のr側から出力する。切換器41のr側から出力され
た波形は積分器45で積分され、切換器41のr側から
出力された波形は積分器46で積分される。n設定器5
3には、これらの積分の処理回数口が設定されており、
二個の積分器45.46はスイッチング論理回路42を
介して出力されるn回分のアークの回転に対して波形積
分を行ない、その出力SetおよびScrをそれぞれ記
憶器47,48に出力する。記憶器47゜48はn回毎
に積分器45.46から入力した信号ScfおよびSc
rの記憶保持を繰り返しながら゛信号SclとScrを
差動増幅器49に出力する。差rJh増幅器49ではこ
の信号の差Scf−Scrを求め、次段の差動増幅器5
0に出力する。差動増幅器5oでは上記差信号5et−
Scrとあらかじめ基準電圧設定器51に設定しである
適正トーチ角度のときの基準値S0との差△S = (
Set−3cr) −S 、を求めI−−予回転手段5
2に出力する。なお、基準値s0は溶接トーチ4が溶接
線3に対して垂直のときはτとなる。
l・−予回転手段52では上記信号△Sの正負を判断し
、この正負の信号及び信号△Sの値に応じて第9図に示
した電動機12を回転して溶接1−−チ4を回転し、溶
接)・−チ4のトーチ角度を適正トーチ角度にする。
なお、上記実施例ではアーク電圧波形を検出してトーチ
角度を制御する場合を示したが、第3図(blに示す溶
接rA流流形形検出しても上記実施例と同様にトーチ角
度を制御することができる。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したように、回転するアークの電圧
波形または溶接電流波形の変動に一基いて、溶接線が屈
曲しているときのトーチ角度を修正するから、溶接線の
屈曲点におけるビード形状の不連続を防止することがで
きる。さらに溶接線が屈曲していても常に適正トーチ角
度で溶接することができるから一定の溶込み深さを確保
する乙とができ、溶接線全長にわたり良好なビードを形
成することができろ効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の実施例の溶接部側面図、第2図は
上記実施例のワイヤ位置を示す説明図、第3図(、)は
アーク電圧波形図、第3図(b)は溶接電流波形図、第
4図、第5図及び第7図は溶接綿に対する溶接1・−舌
位置の説明図、第6図、第8図(よアーク電圧波形図、
第9図は、この発明の詳細な説明図、第10図は上記実
施例の制御回路のブロック図、第11図は従来方法を示
す説明図である。 1・下板、2−立板、3 溶接線、4 溶接l・−ヂ、
8 ワイヤ。 代理人 弁理士  佐 藤 正 年 (a) (b) 第4図 第6 図 第8図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アークを高速回転させながら屈曲する溶接線に沿
    って行なう隅肉溶接において、 (イ)上記回転するアークのアーク電圧波形又は溶接電
    流波形を検出し、 (ロ)上記アーク電圧波形又は溶接電流波形を溶接進行
    方向前方点Cf及び溶接進行方向後方点Crを中心に±
    2.5度から±90度の範囲で一定角度±φ_0で分割
    し、 (ハ)上記前方点Cf側に一定角度±φ_0で作るアー
    ク電圧波形又は溶接電流波形の面積Scfと、上記後方
    点Cr側に一定角度±φ_0で作るアーク電圧波形又は
    溶接電流波形の面積Scrを演算し、(ニ)上記面積の
    差Scf−Scrを演算し、この面積の差があらかじめ
    定めた基準値より変化する量を検出し、 (ホ)上記変化する量に応じてトーチ角度を変化させる
    ことを特徴とするトーチ角度制御方法。
  2. (2)あらかじめ定めた基準値が適正トーチ角度のとき
    のアーク電圧波形又は溶接電流波形の面積の差Scf−
    Scrである特許請求の範囲第1項記載のトーチ角度制
    御方法。
JP22624286A 1986-09-26 1986-09-26 ト−チ角度制御方法 Expired - Lifetime JPH0671662B2 (ja)

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JPS6380977A true JPS6380977A (ja) 1988-04-11
JPH0671662B2 JPH0671662B2 (ja) 1994-09-14

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1378310A4 (en) * 2001-02-19 2008-04-23 Hitachi Construction Machinery WELDING METHOD, WELDING DEVICE, WELDING AND WELDING CONSTRUCTION

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1378310A4 (en) * 2001-02-19 2008-04-23 Hitachi Construction Machinery WELDING METHOD, WELDING DEVICE, WELDING AND WELDING CONSTRUCTION

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JPH0671662B2 (ja) 1994-09-14

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