JP3140275B2 - 立向き上進溶接のウィービング方法 - Google Patents
立向き上進溶接のウィービング方法Info
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Description
の立向き上進溶接をMAG溶接、MIG溶接、TIG溶
接、炭酸ガス溶接等のガスシールドアーク溶接法により
溶接ロボット等の自動溶接装置を用いて行う自動溶接方
法、特にウィービング方法に関する。
手のすみ肉溶接、(b)突き合わせV型開先溶接、
(c)突き合わせレ型開先多層盛り溶接などの溶接継手
は、近年主として溶接ロボット等の自動溶接装置を用い
て立向き上進溶接による自動溶接法により施工される。
図6において1、1'は母材、2は裏当て金、5は溶着金
属、51はその第1パス、52は第2パスである。
ビングパターンとしては、例えば特開昭62−175809号公
報に見られるような三角形ウィービング、また、「溶接
ハンドブック」(昭和52年山海堂出版)に見られるよ
うな逆U字型のウィービング(オッシレート)などが知
られている。加えて、これらのウィービング両端で、短
時間アークの移動を停止させる方法や、この停止点で電
圧あるいは電流を高くする、いわゆるパルス印加を併用
する方法もある。
例えば前記特開昭62−175809号公報に開示されたもので
は、溶接トーチ(以下単にトーチという)は一定の角度
でロボットのアームに固定されている。図7は、突き合
わせ溶接における開先部の断面図で、1、1'は母材、2
は裏当て金、3は溶接トーチ、4は溶融金属、5は溶着
金属である。
用して溶接トーチ3を矢印の方向に移動させ、手前から
奥に向かって溶接して行く場合、アークで溶かされた母
材1の溶融金属4は溶接トーチ3の前進とともにアーク
に押されて前方(ルート部)へ押し出されて溶着金属5
が形成される。したがって、手前のスタート位置である
止端部1aでは、母材と溶接ビートの表面に凹部が残り、
アンダーカットと呼ばれる溶接欠陥を生ずじやすいとい
う問題がある。図7左側の母材1'において開先の奥から
手前に溶接する場合においても溶融金属は奥に向かって
流れるから表面側の止端部1a' にはやはりアンダーカッ
トが発生する。
ィービングでもこの問題は同様である。逆U字型のウィ
ービング両端の止端部で短時間アークの移動を停止させ
るという止端処理を行っても、溶融金属は開放された手
前の方に流出し、母材がえぐられるだけで溶融金属はア
ンダーカット部に供給されないため、溶接欠陥は改善さ
れない。
化を狙って、三角形ウィービングにより大入熱溶接を行
うと、図8に模式的に示すように、開先開口部の中央部
分から未凝固の溶融金属が流出しようとし、開先両端部
のアンダーカットに加え、開先中央部には凸ビードとい
う新たな欠陥が生じる。このように、従来のいずれの方
法においても大電流によって溶接作業の高能率化を図ろ
うとすると、アンダーカットや凸ビードになどの溶接欠
陥が発生しやすいという問題点があった。
うなアンダーカットや凸ビードの発生を防止する立て向
き溶接のウィービング方法を提供することを目的とす
る。
のウィービング方法は、自動溶接装置を用いるガスシー
ルドアーク溶接における立向き上進溶接のウィービング
方法であって、開先面に沿って移動して来て各層のビー
ド止端部を通過した開口部側位置で、または開先面に沿
って移動して来てビード止端部を一旦通過してから開口
部側を折り返して該ビード止端部後方まで戻った開口部
側位置であるいは開先面に沿って移動して来てビード止
端部を一旦通過してから開口部側を折り返して該ビード
止端部まで戻った開口部側位置で、トーチの移動を一時
停止させたまま溶接を継続することを特徴とする立向き
上進溶接のウィービング方法でありまた、本発明の立向
き上進溶接のウィービング方法では、開先奥のルート部
では前記トーチが裏当て金に直角となるように、また開
先両端の止端部では前記トーチが開先面に直角となるよ
うに姿勢を制御して、スペースの許す範囲内で壁面に対
してできるだけ大きな角度を作るように回転させるトー
チの首振りを行わせることが好ましく、また、本発明で
は、開口部中央部分では溶接を行わないか、あるいは入
熱を抑制した溶接を行うのが好ましい。
は、トーチが、トーチとトーチの進行方向とで作る平面
内で回転自在となっており、図2(a)、(b)に示す
ように、溶接トーチの進行につれて、たとえば図2
(a)のように開先奥のルート部では溶接トーチは裏当
て金2に直角となるように、また、開先両端の止端部で
は溶接トーチを開先面に直角となるように姿勢を制御し
て、溶接トーチをスペースの許す範囲内で壁面に対して
できるだけ大きな角度を作るよう回転させる首振りウィ
ービング法とすることで開先壁面のアンダーカットの発
生を防止する。
しては、図1(a)に示すように、左回りにトーチが移
動する場合、開先面に沿って移動して来て左側のビード
止端部(P1)をわずかに、例えば 2〜5mm 通過した開口
部側位置(P2)、あるいは右側のビード止端部(P3)を
一旦通過してから開口部側を折り返してビード止端部後
方の位置(P4)あるいはビード止端部(P3)で溶接トー
チの移動を一時停止させたまま溶接を継続し、図1
(b)に示すようにアンダーカット部に溶融金属を供給
する。
対して一旦溶接が行われた直後に、ビード止端部からわ
ずかに離れた開口部側位置からトーチは移動せずに溶融
金属のみが供給されるから、アンダーカットが防止され
る。トーチを停止させる位置としては、ビード止端部通
過後そのまま停止する場合は、アークが母材に直接届か
ないように最低 2mm程度離れることが必要であり、ビー
ド止端部通過後再び戻る場合はほぼビード止端部位置で
もよい。逆に、停止位置があまり離れていると効果がな
いので、ビード止端部から 5mm以内とすることが好まし
い。
ーチを開先面内を一周するウィービングサイクルとして
閉じた図形状(この図では台形状)に溶接トーチを移動
させて各層内の溶接を行い、これを上進させて螺旋状に
盛り上げていたのに対して、本発明では凸ビード対策と
して開先の開口部手前中央部では溶接を行わないか、あ
るいは入熱を抑制した溶接を行ってこの部分の冷却を促
進することで、同部位からの溶融金属流出を防止するよ
うにした。
る。 ・P5点からP6点への移動の間はアークを切る。 ・P5、P6を折り返し点として溶接トーチを反転させる。 これらのいずれによってもP5、P6間における入熱は抑制
されるから、3つの方法を適宜組み合わせることによ
り、凸ビードの発生が防止できる。
区間の長さは、板厚、開先形状等によって異なるから一
概に定量的に規定できないが、溶融金属の凝固と、あふ
れ落ちる速度とのバランスにより実験的に定めることが
好ましい。本発明の立向き上進溶接のウィービング方法
は、以上述べたビード止端部での対策、あるいはさらに
溶接トーチの首振り、開先開口部での対策を適宜組み合
わせることで、大入熱溶接においてもアンダーカットや
凸ビードの発生を防止した良好な溶接を実現することが
できる。
施例を、図4により説明する。図4(a)は開先断面内
のアーク点の移動経路、(b)はトーチ角度の変化を示
す。
ギャップ 10mm 、開先角度35°のレ型開先により電圧21
V 、電流 190A 、溶接速度 3.0cm/minの溶接条件でウェ
ブ1に立向き上進溶接したもので、図4(a)に示した
ように、各層のウィービング溶接を、開先内で閉サイク
ルを形成する第1パス(a、b、c、d)と、開先開口
部側で脚長をだし、余盛りを盛り上げるオープンサイク
ルの第2パス(e、f、g)の2パスに分割して行っ
た。
路は、 第1パス: a→b→c→c' →d→a c→c' の距離は 2mm、c' 点で0.8 秒、d点で 1.0秒
間溶接トーチの移動を停止する。 第2パス: f→e→f→g→f e点で1.0 秒、g点で1.0 秒それぞれ溶接トーチの移動
を停止する。
の変化は、 第1パス: a→b 17.5°のままで平行移動 b→c 17.5°から 7.5°へ徐々に変化 c→d 7.5°から37.5°へ徐々に変化 d→a 37.5°から17.5°へ徐々に変化 第2パス: f→e 37.5°から 7.5°へ徐々に変化 e→f 7.5°から37.5°へ徐々に変化 f→g 37.5°のままで平行移動 g→f 37.5°のままで平行移動 すなわちこの実施例では、トーチを回転させる首振りウ
ィービング法と、ビード止端部近くで溶接トーチの移動
を一時停止することを併用した結果、良好な溶接結果が
得られた。
施例を、図5により説明する。図5(a)は開先断面内
のアーク点の移動経路、(b)はトーチ角度の変化を示
す。この溶接は、板厚25mmの鋼材1、1'の突き合わせ溶
接を、ルートギャップ 10mm 、開先角度 45 °のV型開
先を用いて、電圧22V 、電流 200A 、溶接速度 2.5cm/m
inの溶接条件で立向き上進溶接したもので、各層をつぎ
に示すようなウィービングサイクルで溶接した。
a dとfはそれぞれ折り返し点で、d、f間の10mmに対し
ては溶接を行っていない。
度の変化は、 a→b 5°から− 5°へ徐々に変化 b→c − 5°から−10°へ徐々に変化 c→d −10°のままで平行移動 d→c −10°のままで平行移動 c→b −10°から− 5°へ徐々に変化 b→a − 5°から 5°へ徐々に変化 a→e 5°から10°へ徐々に変化 e→f 10°のままで平行移動 f→e 10°のままで平行移動 e→a 10°から 5°へ徐々に変化 すなわちこの実施例では、トーチを回転させる首振りウ
ィービング法と、ビード止端部近くでトーチの移動を一
時停止すること、さらに開先内開口部側中央部の溶接を
行わないことの3手段を併用した結果、アンダーカット
や凸ビードなどの欠陥の発生は見られず、良好な溶接結
果が得られた。
き上進のガスシールドアーク溶接が入熱の大きい場合で
もアンダーカットや凸ビードの欠陥の発生なく行えるよ
うになり、溶接能率の向上とビード外観の改善が得られ
た。
部の断面図である。
部の断面図である。
部の断面図である。
図である。
図である。
である。
である。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 自動溶接装置を用いるガスシールドアー
ク溶接における立向き上進溶接のウィービング方法であ
って、開先面に沿って移動して来て各層のビード止端部
を通過した開口部側位置で、または開先面に沿って移動
して来てビード止端部を一旦通過してから開口部側を折
り返して該ビード止端部後方まで戻った開口部側位置で
あるいは開先面に沿って移動して来てビード止端部を一
旦通過してから開口部側を折り返して該ビード止端部ま
で戻った開口部側位置で、トーチの移動を一時停止させ
たまま溶接を継続することを特徴とする立向き上進溶接
のウィービング方法。 - 【請求項2】 開先奥のルート部では前記トーチが裏当
て金に直角となるように、また開先両端の止端部では前
記トーチが開先面に直角となるように姿勢を制御して、
スペースの許す範囲内で壁面に対してできるだけ大きな
角度を作るように回転させるトーチの首振りを行わせる
ことを特徴とする請求項1に記載の立向き上進溶接のウ
ィービング方法。 - 【請求項3】 開口部中央部分では溶接を行わないか、
あるいは入熱を抑制した溶接を行うことを特徴とする請
求項1または2に記載の立向き上進溶接のウィービング
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05242891A JP3140275B2 (ja) | 1992-10-13 | 1993-09-29 | 立向き上進溶接のウィービング方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP27396892 | 1992-10-13 | ||
JP4-273968 | 1992-10-13 | ||
JP05242891A JP3140275B2 (ja) | 1992-10-13 | 1993-09-29 | 立向き上進溶接のウィービング方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06190556A JPH06190556A (ja) | 1994-07-12 |
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ID=26535969
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP05242891A Expired - Fee Related JP3140275B2 (ja) | 1992-10-13 | 1993-09-29 | 立向き上進溶接のウィービング方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3140275B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100206851A1 (en) * | 2007-04-16 | 2010-08-19 | Kenichi Nakatate | Welding observation device |
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-
1993
- 1993-09-29 JP JP05242891A patent/JP3140275B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20100206851A1 (en) * | 2007-04-16 | 2010-08-19 | Kenichi Nakatate | Welding observation device |
US8884187B2 (en) * | 2007-04-16 | 2014-11-11 | Fujikura Ltd. | Welding observation apparatus |
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JPH06190556A (ja) | 1994-07-12 |
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