JP2701666B2 - アークスタートビードの会合方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転アーク溶接により
第１及び第２溶接ビードの始端部同士を接続するアーク
スタートビードの会合方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知の回転アーク溶接においては、所定
半径で高速回転するアークの回転位置（Ｃf ，Ｒ，Ｃr
，Ｌ）のうち溶接進行方向の前方点Ｃf を中心に左右
各々、所定角のアーク電圧、溶接電流波形を検出し、左
右の積分値が等しくなるように制御することにより、開
先の中心を倣うアークセンサー方式の開先倣い制御を行
っている（特開昭６２−２４８５７１号）。

【０００３】かかる回転アーク溶接法は突合せ溶接、隅
肉溶接などに幅広く利用されており、例えばパイプの狭
開先の円周溶接においても同様である。ただし、パイプ
の場合、高能率溶接を図るため、一般には２台の溶接機
すなわち先行溶接機（以下、第１溶接機という）と後行
溶接機（以下、第２溶接機という）を使用して左右半周
ずつ溶接することとしている。

【０００４】すなわち、図６に概略示すように第１溶接
機１をパイプ１０の「天」（Ａ点）からスタートさせ、
矢印ａ方向へ「地」（Ｂ点）まで溶接して左側半周分を
溶接する。同様に第２溶接機２で右側半周分を溶接する
が、第１溶接機１と第２溶接機２を同じＡ点から同時に
スタートさせることはできないので、スタート時点で
は、まず第１溶接機１をＡ点からアークスタートさせ、
遅れて第２溶接機２を一旦ｃ方向へＡ点まで戻した後、
ｂ方向へアークスタートするといった方法で溶接を開始
する。このようにして左右の溶接ビード（図示せず）を
「天」と「地」でそれぞれつないでいる。なお図中、
３，４はそれぞれ回転アーク溶接用の第１電極ノズル及
び第２電極ノズル、５，６はそれぞれ第１溶接ワイヤ及
び第２溶接ワイヤ、７は開先、８はパイプ１０と同心に
取り付けられた円周ガイドレール、９はこのガイドレー
ル８上を走行する各溶接機１，２の車輪である。

【０００５】ところで、従来にあっては、左右の溶接ビ
ードを「天」でつなぐ場合、スタート時からアークセン
サーを働かせるため、回転アークのワイヤ回転位置を溶
接進行方向前方のＣf 点にセットしていた。図７〜図９
に従来のアークスタートビードの会合方法の概要を示
す。

【０００６】図７はビード会合部の模式的平面図で、図
８はその断面側面図である。また図９はビード会合部の
断面正面図である。第１溶接機１ではＡ点より回転アー
クの回転直径Ｄだけ左方向にシフトさせた位置のＣf 点
に第１溶接ワイヤ５を設定し、Ｃf 点でアークが発生し
たことを確認したら第１溶接機１をスタートさせ、左側
の第１溶接ビード１１を形成する。その後、第２溶接機
２の第２溶接ワイヤ６をＡ点より回転アークの回転直径
Ｄだけ右方向にシフトさせたＣf 点に設定し、アークを
発生しそれを確認したら第２溶接機２をスタートさせ、
右側の第２溶接ビード１２を形成する。したがって、第
１溶接ビード１１の始端部１１ａと第２溶接ビード１２
の始端部１２ａが互いに融合し、Ａ点で左右の溶接ビー
ド１１，１２を接続することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アーク
スタート時の第１及び第２溶接ワイヤ５，６の設定位置
をいずれもＣf 点とすると、アーク発生・確認後直ちに
溶接機がスタートするので、第１溶接ビード１１の始端
部１１ａと第２溶接ビード１２の始端部１２ａの融合部
が短くなり、また第２溶接機のアークスタート時には第
１溶接機によるビード始端部１１ａが冷めていることか
ら、図８に示すように左右の溶接ビード１１，１２の会
合部１３において溶込みが均一にならないという問題が
あった。特に初層裏波溶接では裏ビードがつながらない
場合があり、会合部１３において融合不良などの溶接欠
陥を発生することがあった。

【０００８】またビード始端部のずれをあらかじめ見込
んで溶接ワイヤのシフト量を修正すれば、前記不具合は
解消できるが、シフト量を計算するにはファクターが多
すぎ極めて面倒である。

【０００９】本発明は、前記のような課題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、簡単な
方法でアークスタートビードの会合部における溶込みを
均一にし、その品質向上を図ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１溶接工程
において回転アークのアークスタート位置を溶接進行方
向の後方点Ｃr に設定し、これにより第１溶接ビードを
形成した後、第２溶接工程において回転アークのアーク
スタート位置を同じく溶接進行方向の後方点Ｃr に設定
し、かつ、その位置を前記第１溶接ビードの始端部に位
置合わせして前記と反対方向に溶接することにより、第
２溶接ビードを前記第１溶接ビードと接続するアークス
タートビードの会合方法とすることで、前記課題を解決
したものである。

【００１１】また本発明は、第１溶接工程における回転
アークのアークスタート位置を従来と同様に溶接進行方
向の前方点Ｃf に設定し、第２溶接工程における回転ア
ークのアークスタート位置のみを前記と同様に溶接進行
方向の後方点Ｃr とし、かつ、前記第１溶接ビードの始
端部の位置としたものである。

【００１２】

【作用】第１溶接工程で使用する第１溶接機において、
ワイヤ回転位置を前記Ｃr 点に設定してアークスタート
させると、Ｃr 点でアークスタートするので、初層の裏
波をＡ点より良好に出すことができる。

【００１３】第２溶接工程においては、第２溶接機のワ
イヤ回転位置を同じくＣr 点に設定し、かつ、既に形成
されている第１溶接ビードの始端部に実験値を用いて自
動的に位置合わせしてアークスタートさせることによ
り、第２溶接ビードを第１溶接ビードの始端部と均一に
融合させることができる。初層裏ビードもこのビード会
合部において良好につなぐことができる。

【００１４】次に、第１溶接機のワイヤ回転位置を従来
と同様にＣf 点に設定した場合も同様に第１溶接ビード
の始端部が、第２溶接機のワイヤ回転位置はＣr 点とな
る位置に実験値を用いて自動的に位置決めされているの
で、第１溶接ビードの始端部に位置合わせすることがで
き、前記と同様に両ビードを良好に会合させることがで
きる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例をパイプの円周溶接の
場合を例にとって説明する。図１は本発明の一実施例に
よるアークスタートビードの会合方法の概要を示す説明
図で、ビード会合部の模式的平面図である。図２はその
ビード会合部の断面側面図、図３はビード会合部の断面
正面図である。また第１溶接機１と第２溶接機２の配置
構成は従来と同じである（図６参照）。

【００１６】本実施例においては、まず第１溶接機を使
用して第１溶接工程を実施する。このとき第１溶接機の
回転アークのワイヤ回転位置を溶接進行方向ａの後方点
Ｃrに設定するとともに、パイプ１０の「天」すなわち
Ａ点に位置合わせする。そしてこの位置でアークスター
トさせ、第１溶接ビード１１を形成する。またアークセ
ンサー方式の開先倣い制御は従来と同様にＣf 点を中心
に左右各々、所定角のアーク電圧、溶接電流波形を用い
て制御する。

【００１７】このようにＣr 点でアークスタートさせて
いるので、そのアーク発生を確認後直ちに第１溶接機が
スタートしても、初層裏ビード１１ｂをＡ点より良好に
形成することができる。つまり、実験例ではアーク発生
して１００〜４００ｍｓでアーク回転、台車走行する
が、この間はアークがＣr 点で停止しているためＣr 点
直下の初層裏ビードが容易に形成される。

【００１８】このようにして第１溶接ビード１１を形成
した後では、第２溶接工程において、第２溶接機の回転
アークのワイヤ回転位置を同じく溶接進行方向ｂの後方
点Ｃr に設定するとともに、そのＣr 点に停止させたま
まＡ点側へ移動し、既に形成されている第１溶接ビード
１１の始端部１１ａとなる位置に実験値を用いて自動的
に位置合わせする。そしてこの位置でアークスタートさ
せ、ｂ方向へ溶接し、第２溶接ビード１２を形成すると
ともに、第１溶接ビード１１の始端部１１ａと融合さ
せ、両ビード１１，１２を接続する。

【００１９】第２溶接ワイヤ６の設定位置をＣr 点と
し、しかも第１溶接ビード１１の始端部１１ａの位置と
することにより、該始端部１１ａが冷めていてもその部
位で発生するアーク熱によって該始端部１１ａが容易に
溶融し第２溶接ビード１２との融合を良好に果たすこと
ができる。そのため、ビード会合部１３における融合が
均一に行われ、また初層裏ビード１２ｂも第１の初層裏
ビード１１ｂと良好に接続できるとともに、ビード会合
部１３において融合不良などの溶接欠陥が発生しない。
なお、第２溶接機の開先倣い制御も前記と同様にＣf 点
を中心に左右各々の所定角のアーク電圧、溶接電流波形
を用いて行われる。

【００２０】また、第２溶接機のワイヤ回転位置の位置
合わせは、第１溶接ワイヤ５の回転中心軸１５に対して
第２溶接ワイヤ６の回転中心軸１６の距離Ｇ（実験値）
をほぼ回転アークの回転直径Ｄ分だけ離した位置に設定
するだけでよいから簡単である。

【００２１】次に、図４は本発明の他の実施例を示すビ
ード会合部の模式的平面図で、図５はその断面側面図で
ある。本実施例では、第１溶接機のワイヤ回転位置を従
来と同様に溶接進行方向ａの前方点Ｃf とし、第２溶接
機のワイヤ回転位置のみを前記と同様に溶接進行方向ｂ
の後方点Ｃr であって、かつ第１溶接ビード１１の始端
部１１ａの位置とした場合である。

【００２２】第１溶接機のワイヤ回転位置をＣf 点に設
定してアークスタートさせると、第１溶接ビード１１の
始端部１１ａが得られる。第２溶接機のワイヤ回転位置
を前記のようにＣr 点としているので、そのＣr 点に第
２溶接ワイヤ６を停止したまま第１溶接ビード１１の始
端部１１ａになる位置に実験値を用いて位置合わせし、
アークスタートすれば前記実施例と同様に両ビード１
１，１２を良好に会合させることができ、さらにビード
会合部１３の融合を均一にできる。

【００２３】前記実施例とは反対に、第１溶接機のワイ
ヤ回転位置をＣr 点とし、第２溶接機のワイヤ回転位置
をＣf 点とした場合は、第１溶接ビード１１の始端部１
１ａの位置はアークが発生して回転するまでアークが届
かず且つすぐ走行するため裏ビードを形成するために十
分な熱量が得られないので、均一な溶接ビードが得られ
難い。

【００２４】なお、本発明は前記実施例のように第１溶
接機と第２溶接機の２台を使用したパイプの円周溶接の
場合に限られるものではなく、溶接機は１台でもよく、
またアークスタートビードを会合させる溶接であればい
かなる溶接継手にも適用できるものである。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第１溶接
工程及び第２溶接工程のいずれにおいても回転アークの
アークスタート点を溶接進行方向の後方点Ｃr とし、さ
らに第２溶接工程ではそのＣr 点を既成の第１溶接ビー
ドの始端部に位置合わせして溶接するものであるから、
ビード会合部の融合を均一にでき、その品質を向上させ
ることができるとともに、初層裏波溶接でも裏ビードを
良好に会合させることができる。

【００２６】また、第１溶接工程でのアークスタート点
を溶接進行方向の前方点Ｃf とし、第２溶接工程でのア
ークスタート点を溶接進行方向の後方点Ｃr とした場合
でも前記と同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるビード会合部の模式的
平面図である。

【図２】前記ビード会合部の断面側面図である。

【図３】前記ビード会合部の断面正面図である。

【図４】本発明の他の実施例によるビード会合部の模式
的平面図である。

【図５】図４の実施例のビード会合部の断面側面図であ
る。

【図６】従来のパイプ円周溶接方法の説明図である。

【図７】従来のビード会合部の模式的平面図である。

【図８】図７のビード会合部の断面側面図である。

【図９】図７のビード会合部の断面正面図である。

【符号の説明】 １ 第１溶接機 ２ 第２溶接機 ３ 第１電極ノズル ４ 第２電極ノズル ５ 第１溶接ワイヤ ６ 第２溶接ワイヤ ７ 開先 １０ パイプ １１ 第１溶接ビード １１ａ 第１溶接ビードの始端部 １２ 第２溶接ビード １２ａ 第２溶接ビードの始端部 １３ ビード会合部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転アーク溶接により第１及び第２の溶
   接ビードの始端部同士を接続するアークスタートビード
   の会合方法において、 回転アークのアークスタート位置を溶接進行方向の後方
   点Ｃr に設定して第１溶接ビードを形成する第１溶接工
   程と、 回転アークのアークスタート位置を同じく溶接進行方向
   の後方点Ｃr に設定し、かつ、その位置を前記第１溶接
   ビードの始端部に位置合わせして前記と反対方向に溶接
   し、第２溶接ビードを前記第１溶接ビードと接続する第
   ２溶接工程とからなることを特徴とするアークスタート
   ビードの会合方法。
2. 【請求項２】 回転アーク溶接により第１及び第２の溶
   接ビードの始端部同士を接続するアークスタートビード
   の会合方法において、 回転アークのアークスタート位置を溶接進行方向の前方
   点Ｃf に設定して第１溶接ビードを形成する第１溶接工
   程と、 回転アークのアークスタート位置を溶接進行方向の後方
   点Ｃr に設定し、かつ、その位置を前記第１溶接ビード
   の始端部に位置合わせして前記と反対方向に溶接し、第
   ２溶接ビードを前記第１溶接ビードと接続する第２溶接
   工程とからなることを特徴とするアークスタートビード
   の会合方法。