JP2991854B2 - 片面溶接方法 - Google Patents
片面溶接方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は開先裏面に裏当材を当
て、表面から溶接を行う片面溶接方法に関するものであ
る。
て、表面から溶接を行う片面溶接方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来技術】開先裏面に裏当材を当て表面から溶接を行
い裏波を形成させる片面溶接は、母材を反転させる事が
できない現地溶接や大形鋼板の板継ぎ溶接に広く利用さ
れている。
い裏波を形成させる片面溶接は、母材を反転させる事が
できない現地溶接や大形鋼板の板継ぎ溶接に広く利用さ
れている。
【０００３】この片面溶接では、開先底部幅が溶接線全
長にわたって均一な場合には比較的容易に良好な裏波を
形成できる。しかし、実際には加工精度，組立精度など
の要因により、開先底部幅を溶接線全長にわたって一定
にする事は非常に困難である。このような開先底部幅に
変動がある開先の片面溶接を行おうとすると、作業者は
常に状況を監視し溶接速度や溶接電流等を調整しなけれ
ばならないので莫大な手間と労力を必要とする上、作業
者の技量，経験等によって裏波ビードの仕上がりに大き
な差が出てしまうといった問題があった。これらの問題
点を解決しようとする技術としてこれまでに様々な片面
溶接方法および装置が提案されている。例えば特開昭６
１−３３７６９号公報にて、溶接中の溶接電流の変動を
デジタル信号化して計測し、これをあらかじめ設定した
しきい値と比較して溶接電流が適正となるように溶接速
度を自動制御する溶接方法が提案されている。
長にわたって均一な場合には比較的容易に良好な裏波を
形成できる。しかし、実際には加工精度，組立精度など
の要因により、開先底部幅を溶接線全長にわたって一定
にする事は非常に困難である。このような開先底部幅に
変動がある開先の片面溶接を行おうとすると、作業者は
常に状況を監視し溶接速度や溶接電流等を調整しなけれ
ばならないので莫大な手間と労力を必要とする上、作業
者の技量，経験等によって裏波ビードの仕上がりに大き
な差が出てしまうといった問題があった。これらの問題
点を解決しようとする技術としてこれまでに様々な片面
溶接方法および装置が提案されている。例えば特開昭６
１−３３７６９号公報にて、溶接中の溶接電流の変動を
デジタル信号化して計測し、これをあらかじめ設定した
しきい値と比較して溶接電流が適正となるように溶接速
度を自動制御する溶接方法が提案されている。
【０００４】また、特開昭６３−８０９７０号公報に
は、検出した溶接電流をあらかじめ設定したしきい値と
比較し、比較結果に応じてあらかじめ設定した２段階の
溶接速度のいずれかを選定して溶接する方法が提案され
ている。
は、検出した溶接電流をあらかじめ設定したしきい値と
比較し、比較結果に応じてあらかじめ設定した２段階の
溶接速度のいずれかを選定して溶接する方法が提案され
ている。
【０００５】これらの技術で利用されている溶接電流お
よび溶接速度と裏波ビード形成の基本的関係を説明する
と、まず、裏波ビードの形成と溶接速度の関係を模式的
に示すと図５のようになる。図５の（ａ）は、溶接速度
が適正な場合で、アーク２４は溶融プール２５に対して
先行せず、また遅れることもなく良好な裏波が形成され
る。図５の（ｂ）は、溶接速度が適正値よりも速い場合
で、アーク２４が溶融プール２５よりも先行し、過大な
裏波が形成されるばかりでなく、最悪の場合は、裏当材
を溶け落としたり、溶接ワイヤ１５と母材１の導通がと
れなくなり溶接不能になる。また図５（ｃ）は、溶接速
度が適正値より遅い場合で、アーク２４よりも溶融プー
ル２５の方が先行してしまい充分な裏波が形成されな
い。
よび溶接速度と裏波ビード形成の基本的関係を説明する
と、まず、裏波ビードの形成と溶接速度の関係を模式的
に示すと図５のようになる。図５の（ａ）は、溶接速度
が適正な場合で、アーク２４は溶融プール２５に対して
先行せず、また遅れることもなく良好な裏波が形成され
る。図５の（ｂ）は、溶接速度が適正値よりも速い場合
で、アーク２４が溶融プール２５よりも先行し、過大な
裏波が形成されるばかりでなく、最悪の場合は、裏当材
を溶け落としたり、溶接ワイヤ１５と母材１の導通がと
れなくなり溶接不能になる。また図５（ｃ）は、溶接速
度が適正値より遅い場合で、アーク２４よりも溶融プー
ル２５の方が先行してしまい充分な裏波が形成されな
い。
【０００６】ここで、図５の（ａ），（ｂ）および
（ｃ）それぞれの、チップ先端からワイヤ先端のアーク
発生点までの距離（以下ＥＸＴという）に着目すると、
図５の（ａ）のＥＸＴに対して図５の（ｂ）のＥＸＴは
長く、図５の（ｃ）のＥＸＴは短くなっている。
（ｃ）それぞれの、チップ先端からワイヤ先端のアーク
発生点までの距離（以下ＥＸＴという）に着目すると、
図５の（ａ）のＥＸＴに対して図５の（ｂ）のＥＸＴは
長く、図５の（ｃ）のＥＸＴは短くなっている。
【０００７】溶接電源に直流定電圧特性の電源を用いワ
イヤを定速送給して溶接を行うと、ＥＸＴが長くなると
溶接電流は底く、ＥＸＴが短くなると溶接電流は高くな
るので、ＥＸＴの変化は溶接電流の変化として計測でき
る。前記特開昭６３−８０９７０号公報記載の従来方法
は、ＥＸＴの変化を溶接電流Ｉの変化で捉え、図５の
（ａ）のＥＸＴにおける溶接電流Ｉｓ（以下しきい値Ｉ
ｓという）と比較して裏波形成の状態を判断し、溶接速
度を選択する方法である。ただし、このときチップ／母
材間距離Ｈは一定でなければならない。また、前記従来
方法では開先底部幅Ｇが変化してもしきい値Ｉｓは一定
であった。ここで、チップ／母材間距離Ｈとは、チップ
先端から母材底面までの距離をいう。
イヤを定速送給して溶接を行うと、ＥＸＴが長くなると
溶接電流は底く、ＥＸＴが短くなると溶接電流は高くな
るので、ＥＸＴの変化は溶接電流の変化として計測でき
る。前記特開昭６３−８０９７０号公報記載の従来方法
は、ＥＸＴの変化を溶接電流Ｉの変化で捉え、図５の
（ａ）のＥＸＴにおける溶接電流Ｉｓ（以下しきい値Ｉ
ｓという）と比較して裏波形成の状態を判断し、溶接速
度を選択する方法である。ただし、このときチップ／母
材間距離Ｈは一定でなければならない。また、前記従来
方法では開先底部幅Ｇが変化してもしきい値Ｉｓは一定
であった。ここで、チップ／母材間距離Ｈとは、チップ
先端から母材底面までの距離をいう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記従来方法で開先底
部幅Ｇが変化する開先を片面溶接すると、該開先底部幅
Ｇが狭くなると裏波ビードが出なくなり、該開先底部幅
Ｇが広くなるとアーク２４が切れて溶接が中断してしま
う事が度々あった。該開先底部幅Ｇが狭くなると溶接プ
ール２５がアーク２４より先行する〔図５の（ｃ）〕の
で、開先底部が充分に溶融せず裏波ビード形状が悪くな
る。該開先底部幅Ｇが広くなるとアーク２４が溶融プー
ル２５より先行する〔図５の（ｂ）〕ので、溶接ワイヤ
１５と母材１の導通がとれずアーク２４が切れてしま
う。したがって従来方法では、開先底部幅Ｇの変化に応
じた適正な溶接速度に制御されないことが分かった。
部幅Ｇが変化する開先を片面溶接すると、該開先底部幅
Ｇが狭くなると裏波ビードが出なくなり、該開先底部幅
Ｇが広くなるとアーク２４が切れて溶接が中断してしま
う事が度々あった。該開先底部幅Ｇが狭くなると溶接プ
ール２５がアーク２４より先行する〔図５の（ｃ）〕の
で、開先底部が充分に溶融せず裏波ビード形状が悪くな
る。該開先底部幅Ｇが広くなるとアーク２４が溶融プー
ル２５より先行する〔図５の（ｂ）〕ので、溶接ワイヤ
１５と母材１の導通がとれずアーク２４が切れてしま
う。したがって従来方法では、開先底部幅Ｇの変化に応
じた適正な溶接速度に制御されないことが分かった。
【０００９】本発明の目的は、溶接中に開先底部幅Ｇが
変化しても安定して良好な裏波ビードを形成する片面溶
接方法を提供する事にある。
変化しても安定して良好な裏波ビードを形成する片面溶
接方法を提供する事にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、開先裏
面に裏当材を当て、溶接中に検出した溶接電流をしきい
値と比較し溶接電流がしきい値より高いと溶接速度を高
く、しきい値より低いと溶接速度を低くしながら溶接す
る片面溶接方法において、溶接中に検出あるいはあらか
じめ入力された開先底部幅に応じて、それが広いと前記
しきい値またはチップ／母材間距離を高くまたは長く
し、狭いと前記しきい値またはチップ／母材間距離を低
くまたは短くして溶接することを特徴とする片面溶接方
法である。
面に裏当材を当て、溶接中に検出した溶接電流をしきい
値と比較し溶接電流がしきい値より高いと溶接速度を高
く、しきい値より低いと溶接速度を低くしながら溶接す
る片面溶接方法において、溶接中に検出あるいはあらか
じめ入力された開先底部幅に応じて、それが広いと前記
しきい値またはチップ／母材間距離を高くまたは長く
し、狭いと前記しきい値またはチップ／母材間距離を低
くまたは短くして溶接することを特徴とする片面溶接方
法である。
【００１１】
【作用】以下、図面に従い本発明を、その作用を含め
て、詳細に説明する。前記従来方法で溶接を行った場
合、開先底部幅Ｇが狭くなると溶接プール２５がアーク
２４よりも先行して裏波が出なくなるのは前述の通りで
あるが、この現象は溶接速度が適正値よりも著しく低い
場合に起こる。また、開先底部幅Ｇが広くなるとアーク
２４が溶接プール２５よりも先行し溶接ワイヤ１５と母
材１の導通がとれずアーク２４が切れるが、これは溶接
速度が適正値よりも著しく高い場合に起こる。開先底部
幅Ｇに対してしきい値Ｉｓが一定の前記従来方法で溶接
を行なった場合の開先底部幅Ｇと溶接速度ｖの関係を図
２に示した。
て、詳細に説明する。前記従来方法で溶接を行った場
合、開先底部幅Ｇが狭くなると溶接プール２５がアーク
２４よりも先行して裏波が出なくなるのは前述の通りで
あるが、この現象は溶接速度が適正値よりも著しく低い
場合に起こる。また、開先底部幅Ｇが広くなるとアーク
２４が溶接プール２５よりも先行し溶接ワイヤ１５と母
材１の導通がとれずアーク２４が切れるが、これは溶接
速度が適正値よりも著しく高い場合に起こる。開先底部
幅Ｇに対してしきい値Ｉｓが一定の前記従来方法で溶接
を行なった場合の開先底部幅Ｇと溶接速度ｖの関係を図
２に示した。
【００１２】これに対して本発明者らが開先底部幅Ｇと
良好な裏波ビードが形成される溶接速度の関係を実験に
より求めたところ、図３のような、開先底部幅Ｇおよび
溶接速度ｖに対する溶接結果が確認された。図３に示す
適正範囲の略中央の曲線（適正基準線１）を得たとき
の、開先底部幅Ｇに対する溶接電流は、図４の（ａ）の
通りであった。
良好な裏波ビードが形成される溶接速度の関係を実験に
より求めたところ、図３のような、開先底部幅Ｇおよび
溶接速度ｖに対する溶接結果が確認された。図３に示す
適正範囲の略中央の曲線（適正基準線１）を得たとき
の、開先底部幅Ｇに対する溶接電流は、図４の（ａ）の
通りであった。
【００１３】従来の溶接方法による開先底部幅Ｇと溶接
速度ｖの関係（図２）と、図３に示す適正範囲の開先底
部幅Ｇと溶接速度ｖの関係との対比検討により、従来方
法（図３）では開先底部幅Ｇが狭くなると溶接速度が適
正範囲より低い側へ外れ、開先底部幅Ｇが広くなると溶
接速度が適正範囲より高い側へ外れてしまう事が分か
る。なお、図２，図３および図４の（ａ）の溶接を行な
った際の開先底部幅，溶接電流および溶接速度以外の条
件は、以下に示す通りであった。
速度ｖの関係（図２）と、図３に示す適正範囲の開先底
部幅Ｇと溶接速度ｖの関係との対比検討により、従来方
法（図３）では開先底部幅Ｇが狭くなると溶接速度が適
正範囲より低い側へ外れ、開先底部幅Ｇが広くなると溶
接速度が適正範囲より高い側へ外れてしまう事が分か
る。なお、図２，図３および図４の（ａ）の溶接を行な
った際の開先底部幅，溶接電流および溶接速度以外の条
件は、以下に示す通りであった。
【００１４】 ワイヤ送給速度 ： ５．６m／min 溶接電圧 ： ２９Ｖ シールドガス ： ＣＯ2 シールドカス流量 ： ２５ リットル／min オシレート幅 ： 表１の通り オシレート回数 ： ６０ 回／min チップ／母材間距離 ： ３５ mm 溶接ワイヤ ： ソリッドワイヤ 外径１．６
mm（ＪＩＳ Ｚ３３１２ ＹＧＷ１１） 母材 ： 軟鋼（ＪＩＳ Ｇ３１０６
ＳＭ４００Ｂ板厚２５mm） 開先形状 ： ４０°Ｖ型開先。
mm（ＪＩＳ Ｚ３３１２ ＹＧＷ１１） 母材 ： 軟鋼（ＪＩＳ Ｇ３１０６
ＳＭ４００Ｂ板厚２５mm） 開先形状 ： ４０°Ｖ型開先。
【００１５】図３から各開先底部幅における適正溶接速
度が、図４の（ａ）から各開先底部幅における適正溶接
速度で溶接を行なった時の溶接電流がわかる。
度が、図４の（ａ）から各開先底部幅における適正溶接
速度で溶接を行なった時の溶接電流がわかる。
【００１６】図３に示す開先底部幅Ｇに対する適正範囲
の溶接速度ｖの関係と、図４の（ａ）に示す開先底部幅
Ｇに対する溶接電流の関係から、各開先底部幅における
溶接電流〔図４の（ａ）〕を、その開先底部幅Ｇに割り
当てたしきい値Ｉｓとすれば、溶接速度ｖを溶接電流が
しきい値Ｉｓに合致するように制御すれば、溶接速度ｖ
はその開先底部幅Ｇに適正になるよう自動的に定まる。
すなわち、図３に示す適正範囲の略中央の曲線（適正基
準線１）と図４の（ａ）に示す曲線から、適正な溶接結
果を得る溶接電流対溶接速度ｖの関係を求めると、図４
の（ｂ）に示す適正基準線２となる。従って、開先底部
幅Ｇをアークセンサ等で常に把握しておき、開先底部幅
Ｇが変化したときには図４の（ａ）の関係で開先底部幅
Ｇに対応する電流値をしきい値Ｉｓとし、図４の（ｂ）
に示す関係でこの値Ｉｓに対応する溶接速度ｖとすれ
ば、開先底部幅Ｇが変化しても溶接速度ｖは常に図３に
示す適正範囲となる。
の溶接速度ｖの関係と、図４の（ａ）に示す開先底部幅
Ｇに対する溶接電流の関係から、各開先底部幅における
溶接電流〔図４の（ａ）〕を、その開先底部幅Ｇに割り
当てたしきい値Ｉｓとすれば、溶接速度ｖを溶接電流が
しきい値Ｉｓに合致するように制御すれば、溶接速度ｖ
はその開先底部幅Ｇに適正になるよう自動的に定まる。
すなわち、図３に示す適正範囲の略中央の曲線（適正基
準線１）と図４の（ａ）に示す曲線から、適正な溶接結
果を得る溶接電流対溶接速度ｖの関係を求めると、図４
の（ｂ）に示す適正基準線２となる。従って、開先底部
幅Ｇをアークセンサ等で常に把握しておき、開先底部幅
Ｇが変化したときには図４の（ａ）の関係で開先底部幅
Ｇに対応する電流値をしきい値Ｉｓとし、図４の（ｂ）
に示す関係でこの値Ｉｓに対応する溶接速度ｖとすれ
ば、開先底部幅Ｇが変化しても溶接速度ｖは常に図３に
示す適正範囲となる。
【００１７】ところで、直流定電圧特性の溶接電源を用
いるとワイヤ送給速度が一定ならば、チップ／母材間距
離Ｈを長くするとＥＸＴが長くなり溶接電流Ｉは低く、
チップ／母材間距離Ｈを短くするとＥＸＴが短くなり溶
接電流Ｉは高くなる。この関係から開先底部幅Ｇに対応
してしきい値Ｉｓを増減する代わりに、しきい値Ｉｓは
一定のまま開先底部幅Ｇに応じてチップ／母材間距離Ｈ
を増減しても同様の効果を得る事ができる。
いるとワイヤ送給速度が一定ならば、チップ／母材間距
離Ｈを長くするとＥＸＴが長くなり溶接電流Ｉは低く、
チップ／母材間距離Ｈを短くするとＥＸＴが短くなり溶
接電流Ｉは高くなる。この関係から開先底部幅Ｇに対応
してしきい値Ｉｓを増減する代わりに、しきい値Ｉｓは
一定のまま開先底部幅Ｇに応じてチップ／母材間距離Ｈ
を増減しても同様の効果を得る事ができる。
【００１８】
【実施例】本発明方法により溶接した実施例を以下に説
明する。図１に、本発明による片面溶接方法に使用した
装置を示す。Ｖ型開先を形成して突き合わされた母材１
および２の裏面には、耐火性を有する固形裏当材３が当
ててあって、母材２の表面にはガイドレール４がマグネ
ット５及び６で固定してある。７は、ガイドレール４に
沿ってモータ（図示せず）によって駆動され走行する溶
接台車である。台車７には、ウィービング装置８と上下
駆動装置９が搭載されている。ウィービング装置８はウ
ィービング軸１０を矢印１１の方向、即ち開先底部幅方
向にウィービングさせ、ウィービング軸１０の先端に設
けた溶接トーチホルダ１２で保持された溶接トーチ１３
を同様に開先底部幅方向にウィービングさせる。溶接ワ
イヤ１５は溶接トーチ１３を通して開先内に供給され、
溶接電源１６からチップ１７を通じて電圧が印加され、
溶接が行われる。１８はガスシールドノズルである。
明する。図１に、本発明による片面溶接方法に使用した
装置を示す。Ｖ型開先を形成して突き合わされた母材１
および２の裏面には、耐火性を有する固形裏当材３が当
ててあって、母材２の表面にはガイドレール４がマグネ
ット５及び６で固定してある。７は、ガイドレール４に
沿ってモータ（図示せず）によって駆動され走行する溶
接台車である。台車７には、ウィービング装置８と上下
駆動装置９が搭載されている。ウィービング装置８はウ
ィービング軸１０を矢印１１の方向、即ち開先底部幅方
向にウィービングさせ、ウィービング軸１０の先端に設
けた溶接トーチホルダ１２で保持された溶接トーチ１３
を同様に開先底部幅方向にウィービングさせる。溶接ワ
イヤ１５は溶接トーチ１３を通して開先内に供給され、
溶接電源１６からチップ１７を通じて電圧が印加され、
溶接が行われる。１８はガスシールドノズルである。
【００１９】溶接電流Ｉはシャント１９により採取さ
れ、アイソレーションアンプ２０，ローパスフィルタ２
１およびＡ／Ｄコンバータ２２で処理され、ＣＰＵ２３
に取り込まれる。ＣＰＵ２３は取り込んだ溶接電流Ｉと
しきい値Ｉｓを比較演算しＩ＞Ｉｓの時は溶接速度を３
０cm／minとし、Ｉ≦Ｉｓの時は溶接速度を５cm／minと
して、良好な裏波ビードを形成する。ウィービング装置
８にはパルスエンコーダ１４が取り付けられており、Ｃ
ＰＵ２３は、発生するパルスを数える事によりウィービ
ング幅Ｗを検出する。ウィービング幅Ｗと開先底部幅Ｇ
の関係を表１のように設定すれば、アークセンサ等によ
り溶接中に検出，制御されたウィービング幅Ｗから開先
底部幅Ｇを知る事ができる。もちろん開先底部幅Ｇがあ
らかじめ入力されていれば、ウィービング幅Ｗはアーク
センサ等で制御しなくとも、より簡単な演算制御等で対
応できる。ＣＰＵ２３は開先底部幅Ｇの値に応じてしき
い値Ｉｓあるいはチップ／母材間距離Ｈを増減する。
れ、アイソレーションアンプ２０，ローパスフィルタ２
１およびＡ／Ｄコンバータ２２で処理され、ＣＰＵ２３
に取り込まれる。ＣＰＵ２３は取り込んだ溶接電流Ｉと
しきい値Ｉｓを比較演算しＩ＞Ｉｓの時は溶接速度を３
０cm／minとし、Ｉ≦Ｉｓの時は溶接速度を５cm／minと
して、良好な裏波ビードを形成する。ウィービング装置
８にはパルスエンコーダ１４が取り付けられており、Ｃ
ＰＵ２３は、発生するパルスを数える事によりウィービ
ング幅Ｗを検出する。ウィービング幅Ｗと開先底部幅Ｇ
の関係を表１のように設定すれば、アークセンサ等によ
り溶接中に検出，制御されたウィービング幅Ｗから開先
底部幅Ｇを知る事ができる。もちろん開先底部幅Ｇがあ
らかじめ入力されていれば、ウィービング幅Ｗはアーク
センサ等で制御しなくとも、より簡単な演算制御等で対
応できる。ＣＰＵ２３は開先底部幅Ｇの値に応じてしき
い値Ｉｓあるいはチップ／母材間距離Ｈを増減する。
【００２０】
【表１】
【００２１】前記のような装置を使用し、図６に示すよ
うな、開先底部幅Ｇが変化している開先を、本発明方法
で溶接した。図６の（ａ）は母材１，２の平面図、図６
の（ｂ）は左側面図である。溶接方法は炭酸ガスシール
ドアーク溶接法で、ワイヤは外径１．６mmのソリッドワ
イヤ（ＪＩＳ Ｚ３３１２ ＹＧＷ１１）、母材は板厚
ｔ＝２５mmの軟鋼（ＪＩＳ Ｇ３１０６ ＳＭ４００
Ｂ）を用い、溶接長Ｌ＝５００mm、開先角度θ＝４０
°、始端側開先底部幅Ｇｓ＝４mm、終端側開先底部幅Ｇ
ｅ＝８mmのＶ型開先を形成し、開先裏面には耐火性固形
裏当材を当てて溶接した。その他の溶接条件は以下に示
す通りであった。
うな、開先底部幅Ｇが変化している開先を、本発明方法
で溶接した。図６の（ａ）は母材１，２の平面図、図６
の（ｂ）は左側面図である。溶接方法は炭酸ガスシール
ドアーク溶接法で、ワイヤは外径１．６mmのソリッドワ
イヤ（ＪＩＳ Ｚ３３１２ ＹＧＷ１１）、母材は板厚
ｔ＝２５mmの軟鋼（ＪＩＳ Ｇ３１０６ ＳＭ４００
Ｂ）を用い、溶接長Ｌ＝５００mm、開先角度θ＝４０
°、始端側開先底部幅Ｇｓ＝４mm、終端側開先底部幅Ｇ
ｅ＝８mmのＶ型開先を形成し、開先裏面には耐火性固形
裏当材を当てて溶接した。その他の溶接条件は以下に示
す通りであった。
【００２２】 ワイヤ送給速度 ： ５．６ m／min 溶接電圧 ： ２９ Ｖ シールドガス ： ＣＯ2 シールドガス流量 ： ２５ リットル／min オシレート幅 ： 表１の通り オシレート回数 ： ６０ 回／min チップ／母材間距離Ｈ ： ３５ mm 本実施例においては、開先底部幅Ｇとしきい値Ｉｓの関
係は表２の通りに設定した。また、開先底部幅Ｇに応じ
てチップ／母材間距離Ｈを増減する方法についても合わ
せて実施した。開先底部幅Ｇとチップ／母材間距離Ｈの
関係は表３の通りとした。
係は表２の通りに設定した。また、開先底部幅Ｇに応じ
てチップ／母材間距離Ｈを増減する方法についても合わ
せて実施した。開先底部幅Ｇとチップ／母材間距離Ｈの
関係は表３の通りとした。
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】本発明方法との比較のために、特開昭６３
−８０９７０号公報記載の開先底部幅Ｇに対してしきい
値Ｉｓが一定な従来方法でも同様の材料を用い、同様の
溶接条件にて溶接を行なった。更に、前記実施例とは逆
に始端側開先底部幅Ｇｓ＝８mm、終端側開先底部幅Ｇｅ
＝４mmの開先についても本発明方法および従来方法の双
方で溶接を行なった。
−８０９７０号公報記載の開先底部幅Ｇに対してしきい
値Ｉｓが一定な従来方法でも同様の材料を用い、同様の
溶接条件にて溶接を行なった。更に、前記実施例とは逆
に始端側開先底部幅Ｇｓ＝８mm、終端側開先底部幅Ｇｅ
＝４mmの開先についても本発明方法および従来方法の双
方で溶接を行なった。
【００２６】以上のようにして溶接した本発明方法及び
従来方法のそれぞれのビードの始端側，中央部および終
端側の３カ所について、裏波ビード外観および溶接制御
性についてに評価した。裏波ビード外観については図７
に示した如く、裏波ビードの出ていないもの、および、
裏波ビードと母材のなじみの著しく劣るものを不良とし
た。また、制御性については途中でアークが切れたり裏
当材を溶け抜けたりしたものを不良とした。評価結果を
表４に示す。
従来方法のそれぞれのビードの始端側，中央部および終
端側の３カ所について、裏波ビード外観および溶接制御
性についてに評価した。裏波ビード外観については図７
に示した如く、裏波ビードの出ていないもの、および、
裏波ビードと母材のなじみの著しく劣るものを不良とし
た。また、制御性については途中でアークが切れたり裏
当材を溶け抜けたりしたものを不良とした。評価結果を
表４に示す。
【００２７】表４に示すように、本発明の開先底部幅Ｇ
に対応してしきい値Ｉｓを増減する方法および開先底部
幅Ｇに対応してチップ／母材間距離Ｈを増減する方法
は、いずれも裏波の形成状態は終始安定しており、アー
クと溶融プールの位置関係も常に良好であったので合格
とされ、しきい値Ｉｓとチップ／母材間距離Ｈが一定の
従来法は、開先底部幅の狭い部分でアークよりも溶融プ
ールが先行し裏波が充分に形成されず、開先底部幅の広
い部分では溶融プールよりアークが先行し過大な裏波が
形成されたうえアークが切れたので、不良と評価され
た。
に対応してしきい値Ｉｓを増減する方法および開先底部
幅Ｇに対応してチップ／母材間距離Ｈを増減する方法
は、いずれも裏波の形成状態は終始安定しており、アー
クと溶融プールの位置関係も常に良好であったので合格
とされ、しきい値Ｉｓとチップ／母材間距離Ｈが一定の
従来法は、開先底部幅の狭い部分でアークよりも溶融プ
ールが先行し裏波が充分に形成されず、開先底部幅の広
い部分では溶融プールよりアークが先行し過大な裏波が
形成されたうえアークが切れたので、不良と評価され
た。
【００２８】
【表４】
【００２９】なお、上記実施例では炭酸ガスシールドア
ーク溶接法で、裏当材に耐火性固形裏当材を用いＶ型開
先を溶接した例を示したが、本発明方法はこれに限定さ
れるものではなく、例えばレ型，Ｉ型等の開先にも適用
でき、サブマージアーク溶接法であっても直流定電圧特
性の溶接電源を用い溶接ワイヤを定速送給して行う溶接
であれば本発明方法は適用できるし、裏当材が銅板であ
っても差し支えない。
ーク溶接法で、裏当材に耐火性固形裏当材を用いＶ型開
先を溶接した例を示したが、本発明方法はこれに限定さ
れるものではなく、例えばレ型，Ｉ型等の開先にも適用
でき、サブマージアーク溶接法であっても直流定電圧特
性の溶接電源を用い溶接ワイヤを定速送給して行う溶接
であれば本発明方法は適用できるし、裏当材が銅板であ
っても差し支えない。
【００３０】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明は開先精度の
悪い部材の片面溶接が容易に行え、作業者が溶接中に条
件を調整するなどの手間が省けるうえ良好な品質の裏波
ビードが得られるので、溶接の自動化促進と品質向上に
大きく貢献するものである。
悪い部材の片面溶接が容易に行え、作業者が溶接中に条
件を調整するなどの手間が省けるうえ良好な品質の裏波
ビードが得られるので、溶接の自動化促進と品質向上に
大きく貢献するものである。
【図１】 本発明を実施する装置構成の一例を示す正面
図である。
図である。
【図２】 従来の溶接法による開先底部幅に対する溶接
速度の関係を示すグラフである。
速度の関係を示すグラフである。
【図３】 本願発明者が得た、開先底部幅に対する適正
溶接の速度範囲を示すグラフである。
溶接の速度範囲を示すグラフである。
【図４】 （ａ）は本発明者が得た、開先底部幅に対す
る適正溶接の溶接電流を示すグラフであり、（ｂ）は図
３に示す適正基準線１と図４の（ａ）に示すグラフより
導出した適正溶接の、溶接電流に対する溶接速度の関係
を示すグラフである。
る適正溶接の溶接電流を示すグラフであり、（ｂ）は図
３に示す適正基準線１と図４の（ａ）に示すグラフより
導出した適正溶接の、溶接電流に対する溶接速度の関係
を示すグラフである。
【図５】 裏波ビード形成状態を示す模式図であり、開
先中心線に沿った溶接部断面を示す。
先中心線に沿った溶接部断面を示す。
【図６】 本発明の一実施例に用いた開先を示し、
（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図７】 溶接済開先の、開先横断面を示す断面図であ
る。
る。
１，２：母材 ３：裏当材 ４：ガイドレール ５，６：マグネット ７：溶接台車 ８：ウィービング装
置 ９：上下駆動装置 １０：ウィービング
軸 １１：ウィービング方向 １２：トーチホルダ １３：溶接トーチ １４：パルスエンコ
ーダ １５：溶接ワイヤ １６：溶接電源 １７：チップ １８：ガスシールド
ノズル １９：シャント ２０：アイソレーシ
ョンアンプ ２１：ローパスフィルタ ２２：Ａ／Ｄコンバ
ータ ２３：ＣＰＵ ２４：アーク ２５：溶融プール
置 ９：上下駆動装置 １０：ウィービング
軸 １１：ウィービング方向 １２：トーチホルダ １３：溶接トーチ １４：パルスエンコ
ーダ １５：溶接ワイヤ １６：溶接電源 １７：チップ １８：ガスシールド
ノズル １９：シャント ２０：アイソレーシ
ョンアンプ ２１：ローパスフィルタ ２２：Ａ／Ｄコンバ
ータ ２３：ＣＰＵ ２４：アーク ２５：溶融プール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青 木 俊 雄 東京都中央区築地三丁目５番４号 日鐵 溶接工業株式会社研究所 内 (56)参考文献 特開 昭63−80970（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−56156（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−289969（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−33769（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−163081（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−70474（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−22467（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−54276（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 9/095 B23K 9/035
Claims (2)
- 【請求項１】 開先裏面に裏当材を当て、溶接中に検出
した溶接電流をしきい値と比較し溶接電流がしきい値よ
り高いと溶接速度を高く、しきい値より低いと溶接速度
を低くしながら溶接する片面溶接方法において、溶接中
に検出あるいはあらかじめ入力された開先底部幅に応じ
て、それが広いと前記しきい値を高くし、狭いと低くし
て溶接することを特徴とする片面溶接方法。 - 【請求項２】 開先裏面に裏当材を当て、溶接中に検出
した溶接電流をしきい値と比較し溶接電流がしきい値よ
り高いと溶接速度を高く、しきい値より低いと溶接速度
を低くしながら溶接する片面溶接方法において、溶接中
に検出あるいはあらかじめ入力された開先底部幅に応じ
て、それが広いとチップ／母材間距離を長くし、狭いと
短くして溶接することを特徴とする片面溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4052422A JP2991854B2 (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | 片面溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4052422A JP2991854B2 (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | 片面溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05253669A JPH05253669A (ja) | 1993-10-05 |
| JP2991854B2 true JP2991854B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=12914348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4052422A Expired - Lifetime JP2991854B2 (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | 片面溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2991854B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012135793A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Ihi Corp | 突き合わせ溶接方法及び突き合わせ溶接装置 |
| CN109648204B (zh) * | 2019-02-16 | 2020-12-11 | 日照亿铭科技服务有限公司 | 一种高精度激光堆焊设备 |
| CN109648203B (zh) * | 2019-02-16 | 2020-12-08 | 明光天赋智能科技有限公司 | 一种板材激光堆焊工艺 |
| CN109759702B (zh) * | 2019-02-18 | 2020-12-08 | 陈光贡 | 一种汽车车身的激光焊接工艺 |
| CN109894745B (zh) * | 2019-04-03 | 2021-04-27 | 深圳市富威旺五金制品有限公司 | 一种消除激光焊接气孔的焊接*** |
-
1992
- 1992-03-11 JP JP4052422A patent/JP2991854B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05253669A (ja) | 1993-10-05 |
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