JPH0426949B2 - - Google Patents
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- JPH0426949B2 JPH0426949B2 JP30462287A JP30462287A JPH0426949B2 JP H0426949 B2 JPH0426949 B2 JP H0426949B2 JP 30462287 A JP30462287 A JP 30462287A JP 30462287 A JP30462287 A JP 30462287A JP H0426949 B2 JPH0426949 B2 JP H0426949B2
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、高速回転アークパルス隅肉溶接法
に関するものであり、特に溶接部材が極めて薄い
場合の溶落防止に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a high-speed rotating arc pulse fillet welding method, and particularly to prevention of burn-through when a welded member is extremely thin.
［従来の技術］
従来、例えば鋼管ドラムの地板の接合など、厚
さ３mm以下程度の極めて薄い溶接部材からなる隅
肉継手の溶接は、一般に低溶接電流で施工されて
いた。これは、溶接電流を上げると溶接部材が薄
い故に、ビード側端部の溶接部材がアークの熱影
響で溶落損傷を生じるためである。[Prior Art] Conventionally, welding of fillet joints made of extremely thin welded members with a thickness of about 3 mm or less, such as the joining of base plates of steel pipe drums, has generally been performed using a low welding current. This is because when the welding current is increased, the welded member at the bead side end becomes thinner, so that the welded member at the bead side end is damaged by burn-through due to the thermal influence of the arc.
従来のこの種の溶接条件の一例を挙げると、厚
さ1.2mmの鋼板の隅肉継手を溶接するに際しては、
炭酸ガスアーク溶接により、溶接電流Ｉ＝100〜
120A、溶接速度Ｖ＝25〜30cm／min程度の条件
で施工されていた。 To give an example of conventional welding conditions of this type, when welding a fillet joint of a 1.2 mm thick steel plate,
Welding current I = 100 ~ by carbon dioxide arc welding
The work was carried out under conditions of 120A and welding speed V = 25 to 30cm/min.
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、低溶接電流での溶接施工は、溶
融速度が低下するため必然的に溶接速度も遅くす
る必要があり、溶接作業の能率を大幅に低下させ
る。溶接作業の能率を大幅に低下させる。溶接作
業の能率向上のためには溶接電流を上げることが
望ましいが、前述の如く溶接部材が極めて薄い場
合、溶接部材の溶落の問題がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, when welding with a low welding current, the melting speed decreases, so it is necessary to slow down the welding speed, which significantly reduces the efficiency of welding work. Significantly reduces the efficiency of welding work. In order to improve the efficiency of welding work, it is desirable to increase the welding current, but when the welding member is extremely thin as described above, there is a problem of burn-through of the welding member.
また、従来の薄板隅肉溶接法において形成され
るビードは、溶接電流が抑えられているため、溶
け込み過剰な所謂凸ビードが生じたり、アンダカ
ツトが生じるという問題点があり、さらに開先倣
いが倣いローラ等による機械式倣いであつたため
等脚長ビードが得られにくいという問題点があつ
た。 In addition, because the welding current is suppressed for the bead formed in conventional thin plate fillet welding, there are problems such as excessive penetration, so-called convex beads, and undercuts. There was a problem in that it was difficult to obtain a bead of equal length because it was heated by mechanical copying using a roller or the like.
この発明はかかる問題点に鑑みてなされたもの
であり、溶接部材が極めて薄い場合にも、溶落を
生じることなく高い電流を用いることが可能で、
更に良好な等脚長の扁平ビードを形成しうる高速
回転アークパルス隅肉溶接法を提供ことを目的と
するものである。 This invention was made in view of such problems, and even when the welding member is extremely thin, it is possible to use a high current without causing burn-through.
It is an object of the present invention to provide a high-speed rotating arc pulse fillet welding method that can form a flat bead with an even better leg length.
［問題点を解決するための手段］
この発明においては、溶接ワイヤを開先ルート
に指向する回転軸芯まわりに回転させることによ
り、アークを高速回転させながら行なうアーク溶
接であつて、アークセンサ方式の開先倣いを行な
いつつ、溶接電流が前記ワイヤが前記回転により
開先中央部に接近するにつれて増加、開先縁部に
接近するにつれて減少するように溶接電源出力に
前記回転と同期してパルスを重畳させることによ
り、上記問題点を解決したものである。[Means for Solving the Problems] In the present invention, arc welding is performed while rotating the arc at high speed by rotating the welding wire around a rotation axis directed toward the groove route, and an arc sensor method is used. While tracing the groove, the output of the welding power source is pulsed in synchronization with the rotation so that the welding current increases as the wire approaches the center of the groove due to the rotation and decreases as the wire approaches the edge of the groove. The above problem is solved by superimposing the .
なお、本発明の好ましい実施例によれば、前記
回転とパルスとの同期は、前記回転の速度制御に
より行なわれるものである。また、前記開先ルー
トに指向する回転軸芯のアークセンサ方式の開先
倣いは、下記のステツプ(イ)〜(ニ)により行なわれ
る。 According to a preferred embodiment of the present invention, the synchronization of the rotation and the pulses is performed by controlling the speed of the rotation. Further, the groove tracing using the arc sensor method of the rotary axis oriented toward the groove root is performed by the following steps (a) to (d).
(イ) 前記回転アークの回転角位置に対するアーク
電圧または溶接電流を検出し、
(ロ) 前記検出電圧または電流を前記回転における
前方端位置Cfを中心として左右に5°以上180°以
下の範囲で一定の回転角度φ0ずつについて
各々積分し、前記位置Cfから左方の回転角範囲
（−φ0〜０）での積分値SL及び前記位置Cfから
右方の回転角範囲（φ0〜０）での積分値SRを
求め、
(ハ) 前記積分値SLとSRとの差に対応した値△Ｓを
演算し、
(ニ) この差△Ｓが零になるように溶接トーチ位置
を開先の幅方向に修正させる。(a) Detecting the arc voltage or welding current with respect to the rotational angular position of the rotating arc, and (b) detecting the detected voltage or current in the range of 5° or more and 180° or less left and right around the front end position C f of the rotation. The integrated value S L in the rotation angle range (-φ 0 to 0 ) to the left from the position C f and the rotation angle range to the right from the position C f ( Find the integral value S R at φ 0 ~ 0), (c) calculate the value △S corresponding to the difference between the integral values S L and S R , (d) so that this difference △S becomes zero. The welding torch position is adjusted in the width direction of the groove.
さらに、好ましくは溶接継手をその溶接進行
方向進行の前方が低くなるように傾斜させて下
進溶接を行なう。 Furthermore, downward welding is preferably performed by inclining the weld joint so that the front side of the weld joint is lower in the welding direction.
［作用］
本発明に従えば、アークとして高速回転アーク
を採用するが、この回転アークはその回転位置に
より開先縁部からの距離が規則的に変化する。本
発明は、この点に着目して、アークセンサ方式の
開先倣いを行ないつつ、アークが開先縁部に接近
するにつれて溶接電流が減少、アークが開先中央
部に接近するにつれて溶接電流が増加するように
アークの回転と同期して溶接電源出力にパルスを
重畳する。この場合、高い溶接電流を用いても、
アークが開先縁部に接近すると溶接電流が減少す
るから、ビード側端部の溶接部材の溶落を防止で
きる。また、アークが開先中央部に接近すると溶
接電流が増加するから溶接作業の能率を向上でき
る。更に、アークの回転によつてビードが幅広に
なり、アークセンサ方式の開先倣いと相伴なつ
て、扁平形状の等脚長のビードを形成できる。[Operation] According to the present invention, a high-speed rotating arc is employed as the arc, and the distance of this rotating arc from the groove edge changes regularly depending on its rotational position. Focusing on this point, the present invention performs groove copying using the arc sensor method, and the welding current decreases as the arc approaches the groove edge, and the welding current decreases as the arc approaches the center of the groove. A pulse is superimposed on the welding power supply output in synchronization with the rotation of the arc so that the pulse increases. In this case, even with high welding current,
Since the welding current decreases when the arc approaches the groove edge, burn-through of the welding member at the bead side end can be prevented. Furthermore, since the welding current increases when the arc approaches the center of the groove, welding efficiency can be improved. Furthermore, the bead becomes wider due to the rotation of the arc, and in conjunction with groove tracing using the arc sensor method, a flat bead with equal leg length can be formed.
［実施例］
出願人は例えば特願昭60−88732号（特開昭61
−249667号公報）において厚板の隅肉溶接に最適
な高速回転アーク隅肉溶接法を提案している。こ
の種の高速回転アーク隅肉溶接法によれば、アー
クの物理的効果が分散され、溶込の周辺分散、扁
平ビード（湾曲ビード）の形成あるいは回転遠心
力によるワイヤ溶融速度の向上などの利点が得ら
れる。更に、アークの回転によつてビードに立板
側に偏向する力が与えられ、重力によるビードの
垂れ下がりが防止できるという効果を有してい
る。[Example] The applicant may, for example, apply for Japanese Patent Application No. 60-88732
-249667), proposed a high-speed rotating arc fillet welding method that is optimal for fillet welding of thick plates. According to this kind of high-speed rotating arc fillet welding method, the physical effects of the arc are dispersed, and the advantages include peripheral dispersion of penetration, formation of a flat bead (curved bead), or improvement of wire melting speed due to rotating centrifugal force. is obtained. Furthermore, the rotation of the arc imparts a force to the bead to deflect it toward the standing plate, which has the effect of preventing the bead from sagging due to gravity.
本発明は、この種の高速回転アーク隅肉溶接法
を溶接電源出力にパルスを重畳しつつ行なうこと
により、薄板の隅肉溶接にも適用せしめるもので
ある。 The present invention is applicable to fillet welding of thin plates by performing this type of high-speed rotating arc fillet welding method while superimposing pulses on the output of the welding power source.
以下、添付図面に基いて本発明の実施例につい
て説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
第１図は本発明の実施例に用いる溶接装置の一
例を示す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a welding device used in an embodiment of the present invention.
図において、鋼管ドラム１の端部には断面凸状
の地板２が嵌合されて鋼管ドラム１の端部内周面
に隅肉継手の開先３が形成されている。これら鋼
管ドラム１と地板２は支持体４より傾斜角を持つ
て支承され、支持体回転用モータ５の回転駆動に
より、シヤフト６を介してCW方向へ回転する。
回転アークトーチ（溶接トーチ）７はトーチヘツ
ド８に収納されたワイヤ回転用モータ（図示せ
ず）により溶接ワイヤ９を回転軸芯０まわりに
CW方向へ回転させながら、上記支持体４の回転
に伴ない開先３に沿つて溶接方向Ｚへ溶接を進め
る。この場合、鋼管ドラムイ１と地板２は上記の
通り傾斜しているから、トーチ７は下進溶接を行
なうことになる。 In the figure, a base plate 2 having a convex cross section is fitted to the end of a steel pipe drum 1, and a groove 3 of a fillet joint is formed on the inner peripheral surface of the end of the steel pipe drum 1. The steel tube drum 1 and the base plate 2 are supported at an inclined angle from a support 4, and are rotated in the CW direction via a shaft 6 by rotational drive of a support rotation motor 5.
A rotating arc torch (welding torch) 7 rotates a welding wire 9 around the rotation axis 0 by a wire rotation motor (not shown) housed in a torch head 8.
While rotating in the CW direction, welding proceeds in the welding direction Z along the groove 3 as the support 4 rotates. In this case, since the steel pipe drum 1 and the base plate 2 are inclined as described above, the torch 7 performs downward welding.
また、回転アークトーチ７は、開先３のルート
と直角方向である開先幅方向（紙面と垂直方向、
以下、Ｘ軸方向という）にトーチ位置を修正する
Ｘ軸ならい機構１０、及びトーチ７の高さ方向に
トーチ位置を修正するＹ軸ならい機構１１の両移
動機構１０，１１に支持されている。このトーチ
７への溶接電流・電圧は主溶接電源１２からケー
ブル端子１３を介して供給されるが、主溶接電源
１２には、その出力にパルスが重畳されるように
パルス用補助電源１４が並列に接続されている。
このパルス用補助電源１４は、例えばサイリスタ
スタツクを用いた切換え回路１５で規則正しく
ON，OFFさせることによりパルス電流を出力す
る。 In addition, the rotating arc torch 7 is operated in the groove width direction, which is a direction perpendicular to the root of the groove 3 (in the direction perpendicular to the paper surface,
It is supported by both moving mechanisms 10 and 11: an X-axis tracing mechanism 10 that corrects the torch position in the direction (hereinafter referred to as the X-axis direction), and a Y-axis tracing mechanism 11 that corrects the torch position in the height direction of the torch 7. The welding current and voltage to this torch 7 are supplied from the main welding power source 12 via the cable terminal 13, but the main welding power source 12 is connected in parallel with an auxiliary power source 14 for pulses so that pulses are superimposed on its output. It is connected to the.
This pulse auxiliary power supply 14 is regularly supplied with a switching circuit 15 using, for example, a thyristor stack.
Outputs pulse current by turning it ON and OFF.
なお、１６はトーチヘツド８を支持するアーム
である。 Note that 16 is an arm that supports the torch head 8.
第２図は上記の装置により高速回転アーク溶接
を行なうときの溶接部を回転軸芯０方向の上から
見た図であり、Cf，Cr，Ｒ，Ｌは各々ワイヤ９の
回転位置を示し、Cfは溶接方向Ｚに対して前方の
ワイヤ９の位置、Crは溶接方向Ｚに対して後方の
ワイヤ９の位置、Ｒは溶接方向に向つて時計方向
に右側のワイヤ９の位置、Ｌは溶接方向に向つて
反時計方向に左側のワイヤ９の位置を示す。 FIG. 2 is a view of the welded part when performing high-speed rotating arc welding with the above-mentioned device, viewed from above in the rotation axis 0 direction, and C f , C r , R, and L each indicate the rotational position of the wire 9. , C f is the position of the wire 9 in the front with respect to the welding direction Z, C r is the position of the wire 9 in the rear with respect to the welding direction Z, and R is the position of the wire 9 on the right side in the clockwise direction toward the welding direction. , L indicates the position of the wire 9 on the left side in the counterclockwise direction toward the welding direction.
CWはワイヤ９の回転方向、３Ｒは右開先縁、
３Ｌは左開先縁、φは溶接方向Ｚに対するワイヤ
９の回転角を示す。なお、アークセンサ方式の開
先倣いにより、位置Cf〜回転軸芯０と開先３の交
点〜位置rを結ぶ直線はルートＡと一致している
ものとする。すなわち、回転軸芯０はルートＡに
指向しているものとする。 CW is the rotation direction of wire 9, 3R is the right groove edge,
3L indicates the left groove edge, and φ indicates the rotation angle of the wire 9 with respect to the welding direction Z. It is assumed that the straight line connecting the position C f to the intersection of the rotation axis 0 and the groove 3 to the position r coincides with the route A by groove tracing using the arc sensor method. That is, it is assumed that the rotation axis 0 is oriented toward the route A.
上記パルス用補助電源１４によるパルスの重畳
は、前記位置Cf，Crで溶接電流が極大、前記位置
Ｒ，Ｌで溶接電流が極小となるようにワイヤ９の
回転に同期して行なわれる。つまり、ワイヤ９が
開先縁３Ｒ，３Ｌに接近するにつれ溶接電流が減
少するように、逆にワイヤ９が開先縁３Ｒ，３Ｌ
から離れ、開先中央部に接近するにつれ溶接電流
が増加するようにパルスを重畳する。ワイヤ回転
とパルスの同期は、例えばワイヤ回転の速度制御
により行なえばよい。 The pulses are superimposed by the pulse auxiliary power supply 14 in synchronization with the rotation of the wire 9 so that the welding current is maximum at the positions C f and Cr and is minimum at the positions R and L. In other words, as the wire 9 approaches the groove edges 3R, 3L, the welding current decreases, and conversely, the wire 9 approaches the groove edges 3R, 3L.
The pulses are superimposed so that the welding current increases as it moves away from the groove and approaches the center of the groove. The rotation of the wire and the pulses may be synchronized by controlling the speed of the wire rotation, for example.
上記のようなパルス重畳を行なつた際の溶接電
流波形グラフを第３図に示す。この第３図は縦軸
に溶接電流Ｉ、横軸に時間ｔとともに変化するワ
イヤ９の回転位置を採つてある。このようにパル
スを重畳すると、位置Cf，Cr近傍で高い溶接電流
を用いても、アークが開先縁３Ｒ，３Ｌに接近す
る位置Ｒ，Ｌ近傍では溶接電流が低くなるため、
開先縁３Ｒ，３Ｌ縁近傍の母材の溶落を防止でき
る。従つて、溶接部材が極めて薄い場合でも、溶
接電流（平均値）を上げて溶接作業の能率の向上
を図ることが可能である。例えば、上記鋼管ドラ
ム１、地板２が板厚1.2mmの鋼板の場合、溶接電
流Ｉ＝180〜220A、溶接速度Ｖ＝60〜80cm／sec
の条件で施工でき、従来の薄板隅肉溶接に比して
作業能率が大幅に向上する。また、高速回転アー
ク溶接の採用により、扁平形状の等脚長ビードを
形成できる。さらに、第１図に示すように、溶接
継手をトーチ７の前方が低くなるように傾斜させ
て下進溶接を行なつた場合、溶融金属がトーチ７
の前方へ流れるため、ビードの湾曲化が一層顕著
となり、形成されるビードの形状がより理想的な
ものとなる。 FIG. 3 shows a welding current waveform graph when the above pulse superimposition is performed. In FIG. 3, the vertical axis represents the welding current I, and the horizontal axis represents the rotational position of the wire 9, which changes with time t. When the pulses are superimposed in this way, even if a high welding current is used near the positions C f and Cr , the welding current will be low near the positions R and L where the arc approaches the groove edges 3R and 3L.
Burn-through of the base material near the groove edges 3R and 3L can be prevented. Therefore, even when the welding member is extremely thin, it is possible to increase the welding current (average value) and improve the efficiency of the welding operation. For example, if the steel pipe drum 1 and base plate 2 are steel plates with a thickness of 1.2 mm, welding current I = 180 ~ 220 A, welding speed V = 60 ~ 80 cm/sec
It can be performed under the following conditions, and work efficiency is greatly improved compared to conventional thin plate fillet welding. In addition, by employing high-speed rotating arc welding, it is possible to form a flat, equilateral long bead. Furthermore, as shown in FIG.
Since the flow is forward, the curvature of the bead becomes more pronounced, and the shape of the formed bead becomes more ideal.
第４図は第１図に示した開先３の開先幅方向の
断面拡大図であり、本発明と従来の方法により形
成されるビード形状の比較を示す。図において、
実線ａは本発明の方法により形成されるビード、
破線ｂは従来の方法により形成されるビードであ
る。図の如く本発明の方法によれば、従来のよう
な凸形状がなくなり、扁平形状の等脚長ビードが
形成可能となる。 FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the groove 3 shown in FIG. 1 in the groove width direction, and shows a comparison of the bead shapes formed by the present invention and the conventional method. In the figure,
Solid line a represents a bead formed by the method of the present invention;
Dashed line b is a bead formed by a conventional method. As shown in the figure, according to the method of the present invention, the conventional convex shape is eliminated, and it is possible to form a flat bead of equal leg length.
なお、上記実施例ではアークセンサ方式の開先
倣いにより、回転軸芯０はルートＡに一致してい
るものとしたが、アークセンサ方式の開先倣いと
しては、例えば出願人が特願昭61−94905号（特
開昭62−248571号公報）において提案した「高速
回転アーク隅肉溶接の開先ならい制御方法」を行
なうとよい。ここで、この種の開先倣い制御方法
について説明する。 In the above embodiment, it is assumed that the rotation axis 0 coincides with the route A by groove tracing using the arc sensor method. However, as for groove tracing using the arc sensor method, for example, the applicant It is advisable to use the ``Group profile control method for high-speed rotating arc fillet welding'' proposed in No. 94905 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-248571). Here, this type of groove tracing control method will be explained.
第３図の如く回転軸芯０が開先ルートＡと一致
している場合、その電流波形は第４図に示したよ
うに位置Cfを中心として左右対象である。しか
し、回転軸芯０が開先のルートＡからずれている
場合、その電流波形は位置Cfを中心として左右非
対象となる。この非対象は、開先縁〜ワイヤ間の
距離に対応して溶接電流Ｉやアーク電圧Ｅが変化
するアーク特性によるものであるが、このアーク
特性の詳細については上記特願昭61−94905号に
詳しい。 When the rotation axis 0 coincides with the groove route A as shown in FIG. 3, the current waveform is symmetrical about the position C f as shown in FIG. 4. However, if the rotational axis 0 deviates from the root A of the groove, the current waveform becomes asymmetrical with respect to the position C f . This asymmetry is due to arc characteristics in which the welding current I and arc voltage E change depending on the distance between the groove edge and the wire, but the details of this arc characteristic can be found in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 61-94905. I am familiar with
この溶接電流Ｉまたはアーク電圧Ｅの波形の非
対象を検出し、修正することによりＸ軸方向のず
れ量を修正することができる。即ち、波形をCf点
を中心として溶接方向に対して左右に分割し、分
割した波形を各々Cf点から一定角度φ0の間だけ取
出し、この角度φ0間で作る波形の面積（積分値）
SL，SRを求めて、この面積SLとSRが等しくなるよ
うにトーチ７をＸ軸方向に修正することにより回
転軸芯０を開先のルートＡと一致させることがで
きる。 By detecting and correcting the asymmetric waveform of the welding current I or arc voltage E, the amount of deviation in the X-axis direction can be corrected. That is, the waveform is divided left and right with respect to the welding direction centering on point Cf , each divided waveform is taken out within a certain angle φ0 from point Cf , and the area (integral) of the waveform created between this angle φ0 is value)
By determining S L and S R and correcting the torch 7 in the X-axis direction so that the areas S L and S R become equal, the rotation axis 0 can be made to coincide with the root A of the groove.
なお、角度φ0は5°未満となると波形にのるノイ
ズの影響を受易くなるため、波形の範囲は5°から
180°とする。 Note that if the angle φ 0 is less than 5°, the waveform will be more susceptible to noise, so the waveform range should be from 5° to
Set to 180°.
上記のようにしてトーチ７のＸ軸方向の位置を
修正するならい制御を行なうことにより、開先幅
が変化しても回転軸芯０を常にルートＡに指向さ
せることができる。ちなみに、Ｙ軸方向（上下方
向）に関しても同様に、トーチ７が一回転する間
の溶接電流Ｉまたはアーク電圧Ｅの波形を積分
し、基準値と比較、修正することにより、溶接ト
ーチのＹ軸方向の位置を修正できる。即ち、Ｘ軸
方向のならいと同様の方法により、面積SLとSRと
の和に対応した値Ｓを求め、この面積の和Ｓと基
準値S0とを比較して、この差Ｓ−S0が零となるよ
う溶接トーチの高さを制御する。基準値S0は、溶
接トーチ高さが適正値の時の上記面積和Ｓを予め
設定しておく。また面積の和Ｓの値はアークの回
転１回もしくは整数ｎ回の値、即ち、
Ｓ＝o
〓n=1
（SL＋SR）
とする。この整数ｎの最大値は、一般にはアーク
の毎秒の回転数以下が適当である。 By performing tracing control to correct the position of the torch 7 in the X-axis direction as described above, the rotation axis 0 can always be directed to the route A even if the groove width changes. By the way, in the Y-axis direction (vertical direction), by integrating the waveform of the welding current I or arc voltage E during one rotation of the torch 7, and comparing and correcting the reference value, You can modify the position of the direction. That is, by using the same method as in the X-axis direction, find the value S corresponding to the sum of the areas S L and S R , compare this sum S of areas with the reference value S 0 , and calculate the difference S - The height of the welding torch is controlled so that S 0 becomes zero. The reference value S 0 is set in advance as the above-mentioned area sum S when the welding torch height is at an appropriate value. Further, the value of the sum of the areas S is the value of one revolution of the arc or an integral number n times, that is, S= o〓 n=1 (S L +S R ). The maximum value of this integer n is generally not more than the number of revolutions per second of the arc.
上記のようにしてトーチ７のＸ軸方向及びＹ軸
方向の位置を修正する自動ならいができる。 As described above, automatic tracing for correcting the position of the torch 7 in the X-axis direction and the Y-axis direction can be performed.
第５図に本発明の実施例に用いる制御ブロツク
図の一例を示する。 FIG. 5 shows an example of a control block diagram used in an embodiment of the present invention.
なお、この制御ブロツク図においては説明を簡
単にするため、波形の作る面積はＸ軸方向制御、
Ｙ軸方向制御ともに同一のSLとSRとするが、必ず
しも同一の回転角度φ0における積分値に限られ
るものでない。 In addition, in this control block diagram, to simplify the explanation, the area created by the waveform is controlled in the X-axis direction,
Although the same S L and S R are used for Y-axis direction control, they are not necessarily limited to integral values at the same rotation angle φ 0 .
図において、回転位置検出器１７は上記ワイヤ
９の回転角φを検出し、判別器１８に与える。判
別器１８は、この回転角φと上記パルス用補助電
源１４のパルス信号発生器１９からのパルス信号
とを比較して、位置Cf，Crで溶接電流が極大、位
置Ｒ，Ｌで溶接電流が極小となるように回転速度
制御器２０を介してワイヤ回転用モータ２１の回
転速度を制御し、ワイヤ９の回転とパルス重畳を
同期させる。また、電流検出器２２で溶接電流Ｉ
を検出し、この溶接電流Ｉと基準電流設定器２３
に予め設定してある基準電流I0（溶接電流の平均
値）との差Ｉ−I0を差動増幅器２４で演算する。
この演算した値Ｉ−I0がスイツチ２５で溶接方向
に対して左側（Ｌ側）と右側（Ｒ側）に分割され
る。スイツチ２５による分割のタイミングはスイ
ツチング論理回路２６からの指令信号で行なう。
スイツチング論理回路２６は回転位置検出器１７
で検出したワイヤ９の回転角φと、一定の角度
φ0（4°〜180°の範囲）を予め設定したφ0設定器２
７の出力φ0（例えば45°とする）を比較演算し、ワ
イヤ９の回転角が−45°から0°までの区間をＬ区
間とし、この区間の波形がスイツチ２５のＬ側か
ら出力されて積分器２９で積分される。同様にし
て回転角が0°から45°までのＲ区間の波形スイツ
チ２５のＲ側から出力されて積分器３０で積分さ
れる。ｎ設定器２８は、これらの積分の処理回数
ｎが設定されており、積分器２９，３０はスイツ
チング論理回路２６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SL及びSRを記憶器３１，３２に出力する。記憶
器３１，３２は積分器２９，３０から入力した信
号SL及びSRをｎ回毎に記憶保持を繰り返しながら
SL，SRを差動増幅器３３及び加算器３４に出力す
る。差動増幅器３３では、この信号の差SL−SRを
求め、この値をＸ軸制御器３５に入力して上記Ｘ
軸移動機構１０のＸ軸モータ３６を駆動し、差SL
−SRが零になるようにする。一方、加算器３４で
は信号SLとSRが加算され、その加算値SL＋SRは差
動増幅器３７の一方の入力端に入力する。また記
憶器３８には、SL＋SRの初期値、即ち適正溶接ト
ーチ高さに相当する値S0が記憶保持され、この値
が差動増幅器３７の他方の入力端に入力し、差動
増幅器３７で（SL＋SR）−S0が求められ、Ｙ軸制
御器３９に与えられて、上記Ｙ軸移動機構１１の
Ｙ軸駆動モータ４０を駆動して溶接トーチ高さを
制御する。 In the figure, a rotational position detector 17 detects the rotational angle φ of the wire 9 and provides it to a discriminator 18. The discriminator 18 compares this rotation angle φ with the pulse signal from the pulse signal generator 19 of the auxiliary pulse power source 14, and determines whether the welding current is maximum at positions C f and Cr and welding at positions R and L. The rotation speed of the wire rotation motor 21 is controlled via the rotation speed controller 20 so that the current becomes minimum, and the rotation of the wire 9 and pulse superimposition are synchronized. In addition, the current detector 22 detects the welding current I.
is detected, and this welding current I and the reference current setting device 23
The differential amplifier 24 calculates the difference I-I 0 between the reference current I 0 (average value of the welding current) set in advance.
This calculated value I-I 0 is divided by a switch 25 into the left side (L side) and the right side (R side) with respect to the welding direction. The timing of division by switch 25 is determined by a command signal from switching logic circuit 26.
The switching logic circuit 26 is connected to the rotational position detector 17.
φ 0 setting device 2 that presets the rotation angle φ of the wire 9 detected by
The output φ 0 (for example, 45°) of the wire 9 is compared and calculated, and the section where the rotation angle of the wire 9 is from -45° to 0° is defined as the L section, and the waveform of this section is output from the L side of the switch 25. and is integrated by an integrator 29. Similarly, the signal is output from the R side of the waveform switch 25 in the R section where the rotation angle is from 0° to 45°, and is integrated by the integrator 30. The n setter 28 is set with the number n of times these integrals are processed, and the integrators 29 and 30 perform waveform integration on n arc rotations outputted through the switching logic circuit 26, and The outputs S L and S R are output to the memory devices 31 and 32. The memory units 31 and 32 store and store the signals S L and S R input from the integrators 29 and 30 every n times.
S L and S R are output to a differential amplifier 33 and an adder 34 . The differential amplifier 33 calculates the difference S L −S R between these signals, inputs this value to the X-axis controller 35, and inputs the above-mentioned X
Drives the X-axis motor 36 of the axis moving mechanism 10 and calculates the difference S L
-Set R so that it becomes zero. On the other hand, the adder 34 adds the signals S L and S R , and the added value S L +S R is input to one input terminal of the differential amplifier 37 . Further, the memory 38 stores the initial value of S L + S R , that is, the value S 0 corresponding to the appropriate welding torch height, and this value is input to the other input terminal of the differential amplifier 37, and the differential (S L +S R )-S 0 is determined by the amplifier 37, and is applied to the Y-axis controller 39, which drives the Y-axis drive motor 40 of the Y-axis moving mechanism 11 to control the welding torch height.
なお、上記説明においては、溶接電流を検出し
て開先倣い制御を行なう場合について説明した
が、アーク電圧を検出しても上記説明と同様に開
先倣い制御を行なうことができる。 In the above description, a case has been described in which groove tracing control is performed by detecting welding current, but groove tracing control can also be performed by detecting arc voltage in the same manner as in the above description.
また上記実施例では、薄板隅肉継手の一例とし
て鋼管ドラム１と地板２からなる形状を示した
が、本発明の適用範囲はこの継手形状に限定され
るものではない。 Further, in the above embodiment, a shape consisting of the steel pipe drum 1 and the base plate 2 is shown as an example of a thin plate fillet joint, but the scope of application of the present invention is not limited to this joint shape.
［発明の効果］
以上に説明した通りこの発明によれば、溶接電
流を回転するアークが開先中央部にあるときは増
加、開先縁部にあるときな減少させることが可能
であり、薄い溶接部材でも高電流を用いることが
でき、溶接作業の能率向上が図れ、ビード側端部
での薄板の溶接を起さずにしかも扁平ビードを形
成できるという効果がある。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, it is possible to increase the welding current when the rotating arc is at the center of the groove and decrease it when it is at the edge of the groove. A high current can also be used for welding members, which improves the efficiency of welding work, and has the effect of forming a flat bead without welding the thin plate at the bead side end.
第１図は本発明の一実施例に使用する溶接装置
の概略側面図、第２図は第１図に示した装置によ
る溶接部の説明図、第３図はアーク電流波形図、
第４図は開先の断面拡大図、第５図は本発明の一
実施例に使用する制御回路のブロツク図である。
図において、３は開先、７は回転アークトーチ
（溶接トーチ）、９は溶接ワイヤ、１０はＸ軸移動
機構、１１はＹ軸移動機構、１２は主溶接電源、
１４はパルス用補助電源、１５は切換え回路、Ａ
は開先３のルート、０は回転軸芯、Cf，Cr，Ｒ，
Ｌはワイヤ９の回転位置を示す。なお、各図中同
一符号は同一又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a schematic side view of a welding device used in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a welded part by the device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an arc current waveform diagram.
FIG. 4 is an enlarged sectional view of the groove, and FIG. 5 is a block diagram of a control circuit used in one embodiment of the present invention. In the figure, 3 is a groove, 7 is a rotating arc torch (welding torch), 9 is a welding wire, 10 is an X-axis movement mechanism, 11 is a Y-axis movement mechanism, 12 is a main welding power source,
14 is an auxiliary power supply for pulses, 15 is a switching circuit, A
is the root of groove 3, 0 is the rotation axis, C f , C r , R,
L indicates the rotational position of the wire 9. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
まわりに回転させることにより、アークを高速回
転させながら行なう隅肉溶接であつて、アークセ
ンサ方式の開先倣いを行ないつつ、溶接電流が前
記ワイヤが前記回転により開先中央部に接近する
につれて増加、開先縁部に接近するにつれて減少
するように溶接電流出力に前記回転と同期してパ
ルスを重畳させることを特徴とする高速回転アー
クパルス隅肉溶接法。 ２ 前記回転パルスとの同期が、前記回転の速度
制御により行なわれることを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の高速回転アークパルス隅肉
溶接法。 ３ 前記開先ルートに指向する回転軸芯のアーク
センサ方式の開先倣いを、 (イ) 前記回転アークの回転角位置に対するアーク
電圧または溶接電流を検出し、 (ロ) 前記検出電圧または電流を前記回転における
前方端位置Cfを中心として左右に5°以上180°以
下の範囲で一定の回転角度φ0ずつについて
各々積分し、前記位置Cfから左方の回転角範囲
（−φ0〜０）での積分値SL及び前記位置Cfから
右方の回転角範囲（０〜φ0）での積分値SRを
求め、 (ハ) 前記積分値SLとSRとの差に対応した値△Ｓを
演算し、 (ニ) この差△Ｓが零になるように溶接トーチ位置
を開先の幅方向に修正することにより行なうこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
高速回転アークパルス隅肉溶接法。 ４ 溶接継手をその溶接進行方向進行の前方が低
くなるように傾斜させて下進溶接を行なうことを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の高速回
転アークパルス隅肉溶接法。[Scope of Claims] 1. Fillet welding performed while rotating the arc at high speed by rotating the welding wire around a rotational axis directed toward the groove route, while performing groove tracing using the arc sensor method. , characterized in that a pulse is superimposed on the welding current output in synchronization with the rotation so that the welding current increases as the wire approaches the center of the groove due to the rotation and decreases as the wire approaches the edge of the groove. High-speed rotating arc pulse fillet welding method. 2. The high-speed rotating arc pulse fillet welding method according to claim 1, wherein the synchronization with the rotation pulse is performed by controlling the speed of the rotation. 3. Groove tracing using an arc sensor method with the rotating shaft core oriented toward the groove root; (a) detecting the arc voltage or welding current with respect to the rotation angle position of the rotating arc; Integrate each constant rotation angle φ 0 in the range of 5° to 180° to the left and right around the front end position C f in the rotation, and calculate the rotation angle range (−φ 0 to 0) and the integral value S R in the rotation angle range (0 to φ 0 ) to the right from the position C f , and ( c ) calculate the difference between the integral values S L and S R. Claim 1 is characterized in that the welding is performed by calculating the corresponding value ΔS, and (d) correcting the welding torch position in the width direction of the groove so that this difference ΔS becomes zero. High speed rotating arc pulse fillet welding method described. 4. The high-speed rotating arc pulse fillet welding method according to claim 1, characterized in that downward welding is performed by tilting the weld joint so that the front side of the weld joint is lower in the welding direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30462287A JPH01148465A (en) | 1987-12-03 | 1987-12-03 | High-speed rotating arc pulse fillet welding method |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP30462287A JPH01148465A (en) | 1987-12-03 | 1987-12-03 | High-speed rotating arc pulse fillet welding method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01148465A JPH01148465A (en) | 1989-06-09 |
| JPH0426949B2 true JPH0426949B2 (en) | 1992-05-08 |
Family
ID=17935241
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP30462287A Granted JPH01148465A (en) | 1987-12-03 | 1987-12-03 | High-speed rotating arc pulse fillet welding method |
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|---|---|---|---|---|
| JP2953286B2 (en) * | 1993-12-27 | 1999-09-27 | 日本鋼管株式会社 | Rotary electrode TIG welding method for thin plates |
| JP2009233739A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Shinmaywa Industries Ltd | Welding method and apparatus |
-
1987
- 1987-12-03 JP JP30462287A patent/JPH01148465A/en active Granted
Also Published As
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