JPH0378185B2 - - Google Patents
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- JPH0378185B2 JPH0378185B2 JP3757185A JP3757185A JPH0378185B2 JP H0378185 B2 JPH0378185 B2 JP H0378185B2 JP 3757185 A JP3757185 A JP 3757185A JP 3757185 A JP3757185 A JP 3757185A JP H0378185 B2 JPH0378185 B2 JP H0378185B2
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Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は鉄道用レールのガスシールドアーク
溶接装置、特にレール溶接の自動化、高品質化に
関するものである。
〔従来の技術〕
アーク溶接法によるレールの溶接は、その複雑
な断面形状により自動化は難しく、エンクローズ
アーク溶接法による手溶接で行なわれているのが
一般的である。
このエンクローズアーク溶接法は約17mmの間隙
を置いて対向させたレール端の底部およびレール
側面をレール形状に合わせた銅ブロツクで囲み、
低水素系の被覆アーク溶接棒を用いて下向姿勢で
手溶接する方法である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のようにエンクローズアーク溶接法は、手
溶接のため溶接作業者の技量が溶接品質の良否を
左右し、溶接時間も比較的長く、作業者は溶接作
業中その仕事に拘束されるという問題点がある。
この発明はかかる状況に鑑みなされたもので、
溶接条件の管理・制御の自動化を図ることによ
り、高品質の継手を安定して供給するとともに、
レール溶接の完全自動化・高能率化を達成するレ
ールのガスシールドアーク溶接装置を提供するこ
とを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明のレールのガスシールドアーク溶接装
置は溶接機本体、溶接チヤンバおよびこれらを制
御する制御装置よりなる。
溶接機本体は細長い溶接ノズルを有する溶接ト
ーチ部と、この溶接トーチ部に溶接ワイヤを送給
する溶接ワイヤ送給モータを有する溶接ワイヤ送
給機構と、溶接トーチ部を水平方向及び垂直方向
に移動させるＸ・Ｙ軸移動モータとＸ・Ｙ軸位置
検出センサを有するＸ・Ｙ軸移動機構と、被溶接
材であるレールに溶接機本体を固定するクランプ
機構とを備えている。
溶接チヤンバはシールドガス噴出部とレールを
側面から囲む一対の可動式水冷側面当金とを内部
に備え、これら可動式水冷側面当金を駆動する側
面当金駆動モータを外部に備え、溶接機本体の溶
接ノズルを挿入し、かつレールの被溶接部を外気
と遮断する。
制御装置はＹ軸位置検出センサの検出信号から
溶接ノズルのレールに対する溶接位置を判断する
レール位置検出手段と、溶接ノズルに流れる溶接
電流を検出する溶接電流検出センサと、レール底
部の初層位置に対して片面裏波溶接、レール底部
に対してガスシールドアーク溶接、レール腹部、
頭部に対してエレクトロガスアーク溶接を行うと
いう溶接方法と各溶接方法に対応した溶接電流、
溶接電圧、溶接速度という溶接条件を記憶する記
憶部と、レール位置検出手段の出力により記憶部
からレール溶接位置に応じた溶接方法と溶接条件
を選択出力する情報処理部と、情報処理部の情報
と溶接機本体の各駆動部の検出センサからの情報
を比較演算し、演算結果に基づいた各駆動モータ
の駆動信号を出力してフイードバツク制御する駆
動制御部とからなる。
この制御装置の駆動制御部は溶接時に溶接電流
検出センサの検出値と目標値とを比較し、溶接ノ
ズルが溶接部分と所定の距離を保つようにＹ軸移
動モータに駆動信号を出力すると共にレール位置
検出手段のレール腹部、頭部位置信号により可動
式水冷側面当金がレールを囲むように側面当金駆
動モータに駆動信号を出力して制御する。
［作用］
この発明においては、溶接部を外気から遮断す
る溶接チヤンバを有し、制御装置が溶接ノズルが
レール底部の初層位置に対して片面裏波溶接、レ
ール底部に対してガスシールドアーク溶接、レー
ル腹部、頭部に対してエレクトロガスアーク溶接
という溶接方法で行うようにすると共に各溶接方
法に対応した溶接電流、溶接電圧、溶接速度とい
う溶接条件で行うように制御し、更に溶接時に溶
接電流検出センサの検出値に基づきＹ軸移動モー
タを駆動制御して溶接ノズルが溶接部分と所定距
離を維持して溶接電流が一定に保たれるようにす
ると共にレール位置検出手段のレール腹部・頭部
位置信号により、側面駆動モータを駆動制御して
可動式水冷側面当金がレールを囲むようにし、ガ
スシールドアーク溶接法による狭開先溶接を連続
的に全自動で行なう。
〔実施例〕
第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図であ
り、図において１，１′は被溶接材であるレール、
２は溶接チヤンバ、３は溶接トーチ部、４，４′
は溶接トーチ部２を水平方向および垂直方向に移
動するＸ軸移動ブロツク、Ｙ軸移動ブロツクであ
る。５は溶接ワイヤ送給モータ、６は溶接ワイ
ヤ、７はワイヤリールであり、８は溶接機本体を
レールに固定するクランプ機構、９は溶接電流検
出センサである。
溶接トーチ部３は細径の長い溶接ノズル３１と
ノズル回転用モータ３２およびノズル回転速度検
出センサ３３からなり、第２図に示すように溶接
ノズル３１先端で溶接ワイヤ６通過孔を偏心させ
ておき、溶接ノズル３１をノズル回転用モータ３
２により回転させて開先内側面の溶け込みを確実
にしている。
この溶接トーチ部３を移動させるＸ軸移動ブロ
ツク４、Ｙ軸移動ブロツク４′は各々Ｘ軸・Ｙ軸
移動モータ４１，４１′とＸ軸・Ｙ軸移動速度検
出センサ４２，４２′およびＸ軸・Ｙ軸位置検出
センサ４３，４３を備えている。
溶接ワイヤ送給モータ５はワイヤ送給速度検出
センサ５１を備え、管５２を介して溶接トーチ部
３に溶接ワイヤ６を送る。
溶接チヤンバ２はレール１，１′の溶接部を外
気から遮断して品質の高い継手を得るためのもの
で、第３図に示すように一対の可動式水冷側面当
金２１，２１′とこの可動式水冷側面当金２１，
２１′に設けられたシールドガス側面噴出口２２，
２２′とレール１の上方からレール頭部へシール
ドガスを送る頭部噴出口２３とを内部に備えてい
る。２４は側面当金駆動モータ、２５は側面当金
駆動シヤフトである。また２６，２６′は側面噴
出口２２，２２′にシールドガスを送るガス流入
口、２７は頭部噴出口にシールドガスを送るガス
流入口２８，２８′は可動式水冷側面当金２１，
２１′に冷却水流入口、２９，２９′は冷却水排出
口である。この溶接チヤンバ２の底部には裏当材
２００とタブ材２０１，２０１′とを配置できる
ようになつている。
第４図はこの実施例の制御装置を示すブロツク
図であり、図において４０１はレール位置検出手
段であり、溶接の進行に伴ない上昇するＹ軸移動
ブロツク４′の上昇量をＹ軸位置検出センサ４
３′で検出し、その上昇量から溶接高さを判断し
て溶接ノズル３１のレール１，１′に対する溶接
位置を出力する。４０２はレールの形状に応じた
レール各部での溶接方法及び溶接条件を記憶する
記憶部、４０３はレール位置検出手段４０１から
の入力信号を受けてレールの位置に応じた溶接方
法・溶接条件を記憶部に記憶されている内容より
選択・決定する情報処理部、４０４は溶接装置各
駆動部の駆動モータ４０５の動作を制御する駆動
制御部であり、各駆動部の検出センサからの情報
を取り込む入力部４０６と、情報処理部４０３と
入力部４０６からの情報を比較演算する演算部４
０７及び演算部４０７の演算結果を各駆動モータ
４０５に出力する駆動出力部４０８とからなる。
この駆動制御部４０４のフイードバツク制御に
よりノズル回路速度、ワイヤ送給速度、Ｘ線移動
ブロツクの移動位置制御、Ｘ軸移動ブロツクの移
動速度制御及び溶接電流の制御を行なつている。
すなわちノズル回転速度制御はノズル回転速度検
出センサ３３によりノズル回転用モータ３２の回
転速度を検出してフイードバツク制御を行なつて
いる。またワイヤ送給速度制御の場合はワイヤ送
給速度検出センサ５１により溶接ワイヤ送給モー
タ５の回転速度を検出し、Ｘ軸移動ブロツクの移
動位置制御および移動速度制御は各々Ｘ軸位置検
出センサ４３、Ｘ軸移動速度検出センサ４２によ
りＸ軸移動モータ４１の位置、回転速度を検出し
てフイードバツク制御を行なつている。さらに溶
接電流はワイヤ突出長が変化すると電流値が変化
することを利用して、電流値を溶接電流検出セン
サ９により検出し目標値と比較してＹ軸移動モー
タ４１′を駆動しＹ軸移動ブロツク４′を上下させ
ることにより制御している。
更にまた、水冷側面当金移動制御はレール位置
検出手段４０１のレール位置信号に基づき側面当
金駆動モータ２４を駆動させて可動式水冷側面当
金２０，２１′を移動させるようにして行つてい
る。
次に上記実施例によりレール１，１′を溶接す
る場合の動作を第３図〜第６図を参照しながら説
明する。第５図は上記実施例によりレール１，
１′を溶接する場合のフローチヤート、第６図は
溶接チヤンバ２の断面図である。
ステツプ501でレール１，１′の溶接をスタート
させ、まずステツプ502でレール底部の初層位置
に初層溶接を、片面裏波溶接で行ない、ステツプ
503でレール位置検出手段４０１であるＹ軸位置
検出センサ４３′で所定位置を確認したのち、レ
ール底部の溶接を行なう。
レール底部の溶接はステツプ504で記憶部４０
２に記憶されている溶接方法すなわち通常のガス
シールドアーク溶接による多層盛溶接を、またス
テツプ505で溶接位置に応じた溶接条件を情報処
理部４０３で選択し、ステツプ506で各々の情報
を各駆動制御部４０６に出力して行なう。このレ
ール底部の多層盛溶接は第３図に示すようにレー
ル１，１′から可動水冷側面当金２１，２１′を離
した状態で行なう。次にステツプ507でレールの
高さ位置を判断する。レールの高さ位置の判断
は、溶接電流制御の結果として、溶接の進行に伴
ないＹ軸移動ブロツク４′が上昇するが、この上
昇量をＹ軸位置検出センサ４３′で検出し、その
上昇量から各時点の溶接高さをレール位置検出手
段４０１が判断して溶接ノズル３１のレール１，
１に対する溶接位置を判定する。
レール底部の上端位置を検出したのちステツプ
508でレール腹部、頭部の溶接方法を情報処理部
４０３で記憶部４０２から選択する。この溶接方
法はエレクロトガスアーク溶接である。このため
ステツプ509でレール位置検出手段４０１のレー
ル腹部、頭部位置信号により駆動制御部４０４が
側面当金駆動モータ２４に駆動信号を出力して第
６図に示すように溶接チヤンバ２内の可動式水冷
側面当金２１，２１′を移動しレールを側面から
囲む。ステツプ510でレールの高さ位置に応じた
溶接条件を選択し、ステツプ511でレール高さ位
置に応じた溶接条件で各駆動部を制御しながら、
レール腹部および頭部の溶接を行ない、ステツプ
512でレールの溶接終了位置を判断したのちステ
ツプ513でレールの溶接を終了する。
すなわち、あらかじめプログラムされた通りに
各制御量の目標値、可動式水冷側面当金２１，２
１′の移動指令、シールドガス噴出口の開閉指令、
ガス流量切換指令等を出力することにより、溶接
開始から終了までの溶接を連続して全自動で行な
う。なお、溶接電圧の制御は溶接電源の外部端子
に目標値を出力することにより行ない、シールド
ガスの開閉と流量切換えはガスボンベに数個の電
磁弁を設けることにより行なう。
また、この実施例では溶接ノズルを回転させる
方法を用いて開先内側面の溶け込みを確実にして
いるが、その他の方法により開先内側面の溶け込
みを確保してもよい。
上記した実施例によりレールを溶接した場合の
溶接継手の引張り試験結果を従来の手溶接による
エンクローズアーク溶接のものと比較して第１表
に、また両溶接のアークタイムを第２表に示す。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a gas-shielded arc welding device for railway rails, and in particular to automation and quality improvement of rail welding. [Prior Art] Rail welding using the arc welding method is difficult to automate due to its complicated cross-sectional shape, and is generally performed by hand using the enclosed arc welding method. This enclosed arc welding method involves enclosing the bottom and side surfaces of rail ends facing each other with a gap of approximately 17mm between them, with copper blocks that match the shape of the rail.
This is a method of manual welding in a downward position using a low-hydrogen coated arc welding rod. [Problems to be solved by the invention] As mentioned above, since the enclosed arc welding method is manual welding, the quality of the welding depends on the skill of the welding operator, the welding time is relatively long, and the operator is unable to weld. There is a problem that you are restricted to the job while you are working. This invention was made in view of this situation,
By automating the management and control of welding conditions, we are able to stably supply high-quality joints, and
The purpose of the present invention is to provide a rail gas-shielded arc welding device that achieves complete automation and high efficiency of rail welding. [Means for Solving the Problems] The gas-shielded arc welding device for rails of the present invention includes a welding machine main body, a welding chamber, and a control device for controlling these. The welding machine body includes a welding torch section having an elongated welding nozzle, a welding wire feeding mechanism having a welding wire feeding motor that feeds the welding wire to the welding torch section, and a welding wire feeding mechanism that moves the welding torch section in horizontal and vertical directions. The welding machine is equipped with an X/Y axis movement mechanism having an X/Y axis movement motor and an X/Y axis position detection sensor, and a clamp mechanism that fixes the welding machine main body to the rail, which is the material to be welded. The welding chamber is internally equipped with a shielding gas outlet and a pair of movable water-cooled side abutments that surround the rail from the sides, and is equipped with a side abutment drive motor externally that drives these movable water-cooled side abutments, and is connected to the welding machine body. Insert the welding nozzle and isolate the part of the rail to be welded from the outside air. The control device includes a rail position detection means that determines the welding position of the welding nozzle with respect to the rail based on the detection signal of the Y-axis position detection sensor, a welding current detection sensor that detects the welding current flowing through the welding nozzle, and a welding current detection means that determines the welding position of the welding nozzle with respect to the rail based on the detection signal of the Y-axis position detection sensor. Single side uranami welding for the rail, gas shield arc welding for the rail bottom, rail belly,
Welding method of performing electrogas arc welding on the head and welding current corresponding to each welding method,
a storage section that stores welding conditions such as welding voltage and welding speed; an information processing section that selects and outputs a welding method and welding conditions according to the rail welding position from the storage section based on the output of the rail position detection means; and information of the information processing section. and a drive control section that compares and calculates information from the detection sensors of each drive section of the welding machine main body and outputs a drive signal for each drive motor based on the calculation result to perform feedback control. The drive control section of this control device compares the detected value of the welding current detection sensor with a target value during welding, outputs a drive signal to the Y-axis moving motor so that the welding nozzle maintains a predetermined distance from the welding part, and also outputs a drive signal to the Y-axis moving motor. The movable water-cooled side abutment is controlled by outputting a drive signal to the side abutment drive motor so that the movable water-cooled side abutment surrounds the rail based on the rail belly and head position signals from the position detection means. [Function] This invention has a welding chamber that isolates the welded part from the outside air, and the control device controls the welding nozzle to carry out single-sided uranami welding on the first layer position at the bottom of the rail and gas-shielded arc welding on the bottom of the rail. The welding method is electrogas arc welding for the rail abdomen and head, and the welding conditions are controlled to correspond to each welding method, such as welding current, welding voltage, and welding speed. Based on the detection value of the detection sensor, the Y-axis moving motor is driven and controlled to maintain the welding nozzle at a predetermined distance from the welding part so that the welding current is kept constant. Based on the position signal, the side drive motor is driven and controlled so that the movable water-cooled side abutment surrounds the rail, and narrow gap welding using the gas-shielded arc welding method is performed continuously and fully automatically. [Embodiment] Fig. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention, and in the figure, 1 and 1' are rails to be welded;
2 is a welding chamber, 3 is a welding torch part, 4, 4'
are an X-axis movement block and a Y-axis movement block that move the welding torch section 2 in the horizontal and vertical directions. 5 is a welding wire feeding motor, 6 is a welding wire, 7 is a wire reel, 8 is a clamp mechanism for fixing the welding machine main body to the rail, and 9 is a welding current detection sensor. The welding torch section 3 consists of a long, narrow-diameter welding nozzle 31, a nozzle rotation motor 32, and a nozzle rotation speed detection sensor 33.As shown in FIG. , the welding nozzle 31 is connected to the nozzle rotation motor 3
2 to ensure melting of the inner surface of the groove. An X-axis moving block 4 and a Y-axis moving block 4' for moving this welding torch section 3 are composed of X-axis/Y-axis moving motors 41, 41', X-axis/Y-axis moving speed detection sensors 42, 42', and X-axis - Equipped with Y-axis position detection sensors 43, 43. The welding wire feed motor 5 includes a wire feed speed detection sensor 51 and feeds the welding wire 6 to the welding torch section 3 via a pipe 52. The welding chamber 2 is used to isolate the welded parts of the rails 1 and 1' from the outside air and obtain a high-quality joint.As shown in Fig. Movable water-cooled side pad 21,
Shielding gas side jet port 22 provided at 21',
22' and a head outlet 23 for sending shielding gas from above the rail 1 to the rail head. 24 is a side abutment drive motor, and 25 is a side abutment drive shaft. Further, 26, 26' are gas inlets that send shielding gas to the side nozzles 22, 22', 27 are gas inlets 28, 28' that send shielding gas to the head nozzles, are movable water-cooled side pads 21,
21' is a cooling water inlet, and 29 and 29' are cooling water outlets. At the bottom of this welding chamber 2, a backing material 200 and tab materials 201, 201' can be placed. FIG. 4 is a block diagram showing the control device of this embodiment. In the figure, 401 is a rail position detection means, which detects the Y-axis position by detecting the amount of rise of the Y-axis moving block 4' which rises as welding progresses. sensor 4
3', the welding height is determined from the amount of rise, and the welding position of the welding nozzle 31 with respect to the rails 1, 1' is output. 402 is a storage unit for storing welding methods and welding conditions for each part of the rail according to the shape of the rail; 403 is a storage unit that stores welding methods and welding conditions according to the position of the rail in response to an input signal from the rail position detection means 401; 404 is a drive control unit that controls the operation of the drive motor 405 of each drive unit of the welding device, and an input unit that takes in information from the detection sensor of each drive unit. unit 406, and a calculation unit 4 that compares and calculates information from the information processing unit 403 and input unit 406.
07 and a drive output unit 408 that outputs the calculation results of the calculation unit 407 to each drive motor 405. Feedback control of the drive control section 404 controls the nozzle circuit speed, wire feeding speed, movement position of the X-ray movement block, movement speed of the X-axis movement block, and welding current control.
That is, the nozzle rotation speed control is performed by detecting the rotation speed of the nozzle rotation motor 32 using the nozzle rotation speed detection sensor 33 and performing feedback control. Further, in the case of wire feeding speed control, the rotational speed of the welding wire feeding motor 5 is detected by a wire feeding speed detection sensor 51, and the movement position control and movement speed control of the X-axis moving block are carried out by the X-axis position detection sensor 43, respectively. , the position and rotational speed of the X-axis moving motor 41 are detected by the X-axis moving speed detection sensor 42 to perform feedback control. Further, by utilizing the fact that the welding current changes as the wire protrusion length changes, the current value is detected by the welding current detection sensor 9 and compared with the target value to drive the Y-axis movement motor 41' to move the Y-axis. It is controlled by moving the block 4' up and down. Furthermore, the water-cooled side abutment movement control is performed by driving the side abutment drive motor 24 based on the rail position signal from the rail position detection means 401 to move the movable water-cooled side abutment 20, 21'. . Next, the operation of welding the rails 1, 1' according to the above embodiment will be explained with reference to FIGS. 3 to 6. FIG. 5 shows the rail 1,
6 is a sectional view of the welding chamber 2. In step 501, welding of rails 1 and 1' is started, and in step 502, first layer welding is performed at the first layer position at the bottom of the rail using single-sided back wave welding.
After confirming a predetermined position using the Y-axis position detection sensor 43', which is the rail position detection means 401, in step 503, the bottom of the rail is welded. The welding of the bottom of the rail is done in step 504 in the storage section 40.
In step 505, the information processing section 403 selects the welding method stored in step 2, that is, multi-layer welding using normal gas-shielded arc welding, and in step 505, welding conditions according to the welding position. This is done by outputting to the control unit 406. This multi-layer welding of the bottom of the rail is performed with the movable water-cooled side abutments 21, 21' separated from the rails 1, 1' as shown in FIG. Next, in step 507, the height position of the rail is determined. As a result of welding current control, the Y-axis movement block 4' rises as welding progresses, and the Y-axis position detection sensor 43' detects the amount of rise, and determines the height position of the rail. The rail position detection means 401 determines the welding height at each point from the amount, and the rail 1 of the welding nozzle 31,
Determine the welding position for 1. After detecting the top end position of the rail bottom, step
In step 508, the information processing unit 403 selects the welding method for the rail abdomen and head from the storage unit 402. This welding method is electrogas arc welding. Therefore, in step 509, the drive control unit 404 outputs a drive signal to the side abutment drive motor 24 in response to the rail belly and head position signals from the rail position detection means 401, and as shown in FIG. The type water-cooled side supports 21, 21' are moved to surround the rail from the side. In step 510, welding conditions are selected according to the rail height position, and in step 511, each drive section is controlled under the welding conditions according to the rail height position.
Weld the belly and head of the rail, and then
After determining the welding end position of the rail in step 512, welding of the rail is finished in step 513. In other words, the target value of each controlled variable, the movable water-cooled side pads 21, 2 are adjusted as programmed in advance.
1' movement command, shield gas nozzle opening/closing command,
By outputting gas flow rate switching commands, etc., welding is performed continuously and fully automatically from start to finish. The welding voltage is controlled by outputting a target value to an external terminal of the welding power source, and the opening/closing and flow rate switching of the shielding gas is performed by providing several electromagnetic valves in the gas cylinder. Further, in this embodiment, the method of rotating the welding nozzle is used to ensure penetration of the inner surface of the groove, but other methods may be used to ensure penetration of the inner surface of the groove. Table 1 shows a comparison of the tensile test results of welded joints when rails were welded using the above-mentioned example with that of conventional manual enclosed arc welding, and Table 2 shows the arc times for both types of welding. .
【表】【table】
【表】
なお、供試レールは重量60Kg／ｍの高炭素鋼普
通レールであり、第７図に示したレールの各部の
溶接条件は第３表に示した条件で行なつた場合で
ある。[Table] The test rail was an ordinary high carbon steel rail with a weight of 60 kg/m, and the welding conditions for each part of the rail shown in Figure 7 were as shown in Table 3.
【表】
上記結果により、この発明によるレールの溶接
は従来の溶接に比べて高品質かつ高能率であるこ
とが明らかである。
〔発明の効果〕
以上述べたように、この発明のレールのガスシ
ールドアーク溶接装置は、レール底部の初層位置
に対して片面裏波溶接、レール底部に対してガス
シールドアーク溶接、レール腹部、頭部に対して
エレクロトガスアーク溶液という溶接方法で行
い、しかもこれら各溶接方法に対応させた溶接電
流、溶接電圧、溶接速度の溶接条件で行い、その
溶接時に溶接電流を一定に保つように制御し、レ
ール腹部、頭部に対する溶接時に可動式水冷側面
当金がレールを側面から囲むようにし、レールの
溶接を連続的に全自動で行うようにしたので、作
業者の技量に影響されずに高品質の溶接を短時間
で高能率に行なうことができ、レール溶接の省力
化にも大いに寄与する効果がある。
なお、この発明の溶接装置はレール溶接用に開
発されたものであるが、溶接チヤンバ、クランプ
機構形状および制御プログラムを変更することに
より小型部材、型鋼等の突合せ溶接に利用するこ
ともできる。[Table] From the above results, it is clear that the rail welding according to the present invention has higher quality and higher efficiency than conventional welding. [Effects of the Invention] As described above, the rail gas-shielded arc welding device of the present invention performs single-sided urana welding on the initial layer position of the rail bottom, gas-shielded arc welding on the rail bottom, rail abdomen, The head is welded using an electrogas arc solution welding method, and the welding conditions are the welding current, welding voltage, and welding speed that correspond to each of these welding methods, and the welding current is controlled to be kept constant during welding. In addition, when welding the rail belly and head, movable water-cooled side supports surround the rail from the sides, and rail welding is performed continuously and fully automatically, so it is not affected by the skill of the worker. High-quality welding can be performed in a short time and with high efficiency, and it has the effect of greatly contributing to labor savings in rail welding. Although the welding device of the present invention was developed for rail welding, it can also be used for butt welding of small members, shaped steel, etc. by changing the welding chamber, clamp mechanism shape, and control program.
第１図はこの発明の実施例を示す斜視図、第２
図は溶接トーチ部の斜視図、第３図は溶接チヤン
バの側面断面図、第４図は制御装置のブロツク
図、第５図は制御のフローチヤート、第６図は可
動式水冷側面当金の動作を示した溶接チヤンバの
側面図、第７図はレール位置による溶接条件を示
すための説明図である。
１，１′……レール、２……溶接チヤンバ、３
……溶接トーチ部、４……Ｘ軸移動ブロツク、
４′……Ｙ軸移動ブロツク、５……溶接ワイヤ送
給モータ、６……溶接ワイヤ、７……ワイヤリー
ル、８……クランプ機構、２１，２１′……可動
式水冷側面当金、２２，２２′……シールドガス
側面噴出口、２３……頭部噴出口、２００……裏
当材、２０１，２０１′……タブ板、４０１……
レール位置検出手段、４０２……記憶部、４０３
……情報処理部、４０４……駆動制御部、４０５
……駆動モータ、４０６……入力部、４０７……
演算部、４０８……駆動出力部。
Fig. 1 is a perspective view showing an embodiment of the invention, Fig. 2 is a perspective view showing an embodiment of the invention;
The figure is a perspective view of the welding torch, Figure 3 is a side sectional view of the welding chamber, Figure 4 is a block diagram of the control device, Figure 5 is a control flowchart, and Figure 6 is a diagram of the movable water-cooled side pad. FIG. 7, a side view of the welding chamber showing the operation, is an explanatory diagram showing welding conditions depending on the rail position. 1, 1'...Rail, 2...Welding chamber, 3
...Welding torch section, 4...X-axis moving block,
4'... Y-axis moving block, 5... Welding wire feeding motor, 6... Welding wire, 7... Wire reel, 8... Clamp mechanism, 21, 21'... Movable water-cooled side support, 22 , 22'... Shield gas side outlet, 23... Head outlet, 200... Backing material, 201, 201'... Tab plate, 401...
Rail position detection means, 402... Storage section, 403
... Information processing section, 404 ... Drive control section, 405
... Drive motor, 406 ... Input section, 407 ...
Arithmetic unit, 408... Drive output unit.
Claims (1)
該溶接トーチ部に溶接ワイヤを送給する溶接ワイ
ヤ送給モータを有する溶接ワイヤ送給機構と、前
記溶接トーチ部を水平方向及び垂直方向に移動さ
せるＸ・Ｙ軸移動モータとＸ・Ｙ軸位置検出セン
サを有するＸ・Ｙ軸移動機構と、被溶接材である
レールに溶接機本体を固定するクランプ機構とを
備えた溶接機本体と；シールドガス噴出部とレー
ルを側面から囲む一対の可動式水冷側面当金とを
内部に備え、これら可動式水冷側面当金を駆動す
る側面当金駆動モータを外部に備え、前記溶接ノ
ズルを挿入し、レールの被溶接部を外気と遮断す
る溶接チヤンバと；前記Ｙ軸位置検出センサの検
出信号から溶接ノズルのレールに対する溶接位置
を判断するレール位置検出手段と、前記溶接ノズ
ルに流れる溶接電流を検出する溶接電流検出セン
サと、レール底部の初層位置に対して片面裏波溶
接、レール底部に対してガスシールドアーク溶
接、レール腹部・頭部に対してエレクトロガスア
ーク溶接を行うという溶接方法と各溶接方法に対
応した溶接電流、溶接電圧、溶接速度という溶接
条件を記憶する記憶部と、前記レール位置検出手
段の出力により記憶部からレール溶接位置に応じ
た溶接方法、溶接条件を選択出力する情報処理部
と、情報処理部の情報と溶接機本体の各駆動部の
検出センサからの情報を比較演算し、演算結果に
基づいた各駆動モータの駆動信号を出力してフイ
ードバツク制御する駆動制御部とを備えた制御装
置とからなり、前記駆動制御部は溶接時に溶接電
流検出センサの検出値と目標値とを比較し、溶接
ノズルが溶接部分と所定の距離を保つようにＹ軸
移動モータに駆動信号を出力すると共にレール位
置検出手段のレール腹部・頭部位置信号により可
動式水冷側面当金がレールを囲むように側面当金
駆動モータに駆動信号を出力するようにしたこと
を特徴とするレールのガスシールドアーク溶接装
置。 ２ 溶接トーチ部に溶接ノズル先端を溶接ワイヤ
通過孔を偏心させた溶接ノズルとノズル回転用モ
ータを備え、開先内側面の溶け込みを確保するこ
とを特徴とする特許請求の範囲の第１項記載のレ
ールのガスシールドアーク溶接装置。 ３ 前記駆動制御部はレール位置検出手段の出力
により溶接ノズルのレールに対する溶接位置に応
じた溶接ノズルの回転速度となるようにノズル回
転用モータに駆動信号を出力するようにしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第２項記載のレール
のガスシールドアーク溶接装置。[Claims] 1. A welding torch portion having an elongated welding nozzle;
a welding wire feeding mechanism having a welding wire feeding motor that feeds the welding wire to the welding torch; an X/Y axis movement motor that moves the welding torch in horizontal and vertical directions; and an X/Y axis position. A welding machine main body equipped with an X/Y axis movement mechanism having a detection sensor and a clamping mechanism that fixes the welding machine main body to the rail, which is the material to be welded; A welding chamber is provided with water-cooled side abutments inside, a side abutment drive motor for driving these movable water-cooled side abutments is provided on the outside, the welding nozzle is inserted, and the part to be welded of the rail is isolated from the outside air. ; a rail position detection means for determining the welding position of the welding nozzle with respect to the rail from the detection signal of the Y-axis position detection sensor; a welding current detection sensor for detecting the welding current flowing through the welding nozzle; Welding methods include single-sided uranami welding, gas-shielded arc welding for the rail bottom, and electrogas arc welding for the rail belly and head, and welding current, welding voltage, and welding speed corresponding to each welding method. a storage unit that stores conditions; an information processing unit that selects and outputs a welding method and welding conditions according to the rail welding position from the storage unit based on the output of the rail position detection means; and information of the information processing unit and the welding machine main body. and a drive control unit that compares and calculates information from the detection sensors of the drive unit and outputs drive signals for each drive motor based on the calculation results for feedback control, and the drive control unit is a welding unit. At the same time, the detection value of the welding current detection sensor is compared with the target value, and a drive signal is output to the Y-axis moving motor so that the welding nozzle maintains a predetermined distance from the welding part. A rail gas shield arc welding device characterized in that a position signal outputs a drive signal to a side abutment drive motor so that the movable water-cooled side abutment surrounds the rail. 2. The welding torch is equipped with a welding nozzle whose welding nozzle tip is offset from the welding wire passage hole and a motor for rotating the nozzle to ensure penetration of the inner surface of the groove. Gas shielded arc welding equipment for rails. 3. The drive control section outputs a drive signal to the nozzle rotation motor so that the rotation speed of the welding nozzle corresponds to the welding position of the welding nozzle with respect to the rail based on the output of the rail position detection means. A gas-shielded arc welding device for rails according to claim 2.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3757185A JPS61199582A (en) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | Gas shielded arc welding equipment of rail |
| US06/828,336 US4672173A (en) | 1985-02-28 | 1986-02-11 | Gas-shielded arc welding apparatus |
| CA000501629A CA1250028A (en) | 1985-02-28 | 1986-02-12 | Gas-shielded arc welding apparatus |
| CN86101259.3A CN1005098B (en) | 1985-02-28 | 1986-02-27 | Gas-shielded arc welding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3757185A JPS61199582A (en) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | Gas shielded arc welding equipment of rail |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61199582A JPS61199582A (en) | 1986-09-04 |
| JPH0378185B2 true JPH0378185B2 (en) | 1991-12-12 |
Family
ID=12501214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3757185A Granted JPS61199582A (en) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | Gas shielded arc welding equipment of rail |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61199582A (en) |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
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| WO2011153530A2 (en) * | 2010-06-04 | 2011-12-08 | Csx Transportation | Process and apparatus for rail restoration and rail manufacture using welding |
| CN102166700A (en) * | 2011-01-19 | 2011-08-31 | 深圳市瑞凌实业股份有限公司 | Hydroelectric integrated double-gun welding control system |
| JP7152969B2 (en) * | 2019-02-28 | 2022-10-13 | 東日本旅客鉄道株式会社 | Automatic rail welding device and enclosed arc welding method for rail |
-
1985
- 1985-02-28 JP JP3757185A patent/JPS61199582A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61199582A (en) | 1986-09-04 |
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