JPH078437B2 - ア−ク溶接方法 - Google Patents
ア−ク溶接方法Info
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- JPH078437B2 JPH078437B2 JP62014169A JP1416987A JPH078437B2 JP H078437 B2 JPH078437 B2 JP H078437B2 JP 62014169 A JP62014169 A JP 62014169A JP 1416987 A JP1416987 A JP 1416987A JP H078437 B2 JPH078437 B2 JP H078437B2
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- welding
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
- B23K9/0216—Seam profiling, e.g. weaving, multilayer
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はアーク溶接方法、特にアークによる開先なら
い性能の向上化に関する。
い性能の向上化に関する。
例えば、特開昭55−133871号公報に開示されている、電
極ワイヤを回転させることにより、アークを高速で回転
して溶接を行なう高速回転アーク溶接方法は、アークの
高速回転によりアーク力やアーク熱などの物理的効果が
溶融池周辺に均一に分散され、溶接ビートのわん曲化や
平滑化、あるいは周辺溶込みの増加をもたらすため、狭
開先溶接や隅肉溶接に適用すると優れた効果が得られる
溶接方法である。
極ワイヤを回転させることにより、アークを高速で回転
して溶接を行なう高速回転アーク溶接方法は、アークの
高速回転によりアーク力やアーク熱などの物理的効果が
溶融池周辺に均一に分散され、溶接ビートのわん曲化や
平滑化、あるいは周辺溶込みの増加をもたらすため、狭
開先溶接や隅肉溶接に適用すると優れた効果が得られる
溶接方法である。
さらに、特開昭57−91877号公報に開示されているよう
に、上記高速回転アーク溶接方法は高速回転によるアー
ク電圧波形あるいはアーク電流波形を溶接進行方向左右
に分割積分して、その偏差電圧を直接駆動モータの入力
とするサーボドライブが可能であるため、開先の自動な
らいができ、その応答性も良好であり、上記ビート形成
上の利点に加えて、溶接中に電極先端位置を高精度に位
置決めできるという効果を有する。
に、上記高速回転アーク溶接方法は高速回転によるアー
ク電圧波形あるいはアーク電流波形を溶接進行方向左右
に分割積分して、その偏差電圧を直接駆動モータの入力
とするサーボドライブが可能であるため、開先の自動な
らいができ、その応答性も良好であり、上記ビート形成
上の利点に加えて、溶接中に電極先端位置を高精度に位
置決めできるという効果を有する。
一方、溶接アークの電流波形や電圧波形を開先ならいセ
ンサーとして用いる、いわゆるアークセンサー方式は上
記高速回転アーク溶接方法だけでなく、電極を開先の幅
方向に直線的に揺動させる溶接方法においても例えば特
開昭54−19445号公報あるいは特開昭54−26261号公報に
多く開示されているように周知の技術である。
ンサーとして用いる、いわゆるアークセンサー方式は上
記高速回転アーク溶接方法だけでなく、電極を開先の幅
方向に直線的に揺動させる溶接方法においても例えば特
開昭54−19445号公報あるいは特開昭54−26261号公報に
多く開示されているように周知の技術である。
このアークセンサー方式においては、アークの単位時間
（秒）あたりのアークの回転数あるいは揺動回数を示す
アークの回転速度（Hz）あるいは揺動速度（Hz）が速い
ほどアークセンサとしての検出能力と制御能力が優れた
ものとなる。
（秒）あたりのアークの回転数あるいは揺動回数を示す
アークの回転速度（Hz）あるいは揺動速度（Hz）が速い
ほどアークセンサとしての検出能力と制御能力が優れた
ものとなる。
上記従来の直線揺動方式の溶接方法において、アークの
揺動速度は機構的な面からあまり速くはできず、実用的
には５（Hz）程度が限界となつている。このためアーク
センサーとしての分解能に限界があり、検出能力，制御
精度のより向上を図ることが困難である。
揺動速度は機構的な面からあまり速くはできず、実用的
には５（Hz）程度が限界となつている。このためアーク
センサーとしての分解能に限界があり、検出能力，制御
精度のより向上を図ることが困難である。
一方、高速回転アーク溶接方法においては、アークの回
転速度は例えば100（Hz）程度の回転速度でも簡単に得
られるためアークセンサーとしての検出能力，制御能力
のより向上を図ることができる点で直線揺動方式の溶接
方法より優れている。
転速度は例えば100（Hz）程度の回転速度でも簡単に得
られるためアークセンサーとしての検出能力，制御能力
のより向上を図ることができる点で直線揺動方式の溶接
方法より優れている。
しかし、高速回転アーク溶接において、アークの回転速
度が遅いときにはアーク電圧波形あるいは電流波形を溶
接進行方向左右に分割積分して得た偏差電圧が明確とな
らず、このためノイズの影響が大きくアークセンサーの
効果を充分に発揮することができないという問題点があ
つた。
度が遅いときにはアーク電圧波形あるいは電流波形を溶
接進行方向左右に分割積分して得た偏差電圧が明確とな
らず、このためノイズの影響が大きくアークセンサーの
効果を充分に発揮することができないという問題点があ
つた。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
であり、アークセンサーの効果を充分に発揮することが
できる下限の回転速度を明確にしたアーク溶接方法を提
案することを目的とするものである。
であり、アークセンサーの効果を充分に発揮することが
できる下限の回転速度を明確にしたアーク溶接方法を提
案することを目的とするものである。
この発明に係るアーク溶接方法は、高速回転アーク溶接
方法において、アーク回転速度Ｎ（Hz）を下記式で得ら
れるワイヤ溶融速度変化の時定数τで定まる より大きくすることを特徴とする。
方法において、アーク回転速度Ｎ（Hz）を下記式で得ら
れるワイヤ溶融速度変化の時定数τで定まる より大きくすることを特徴とする。
ただし、I;溶接電流 B;電極ワイヤの直径，材質で定まる定数 ΔLf/ΔEX;チツプと母材間距離EXの変化量に対する最終
定常状態でのワイヤ突出し長さＬの変化量。
定常状態でのワイヤ突出し長さＬの変化量。
この発明においては、アークの回転速度Ｎを一定速度以
上にすることにより、開先中心位置と開先最端部位置に
おける溶接電流の差を大とする。
上にすることにより、開先中心位置と開先最端部位置に
おける溶接電流の差を大とする。
第１図はこの発明の一実施例に係る高速回転アーク溶接
方法の概要を示す斜視図であり、図において１は電極ノ
ズル、２は電極ノズル１の先端に固定された通電チツ
プ、３は電極ノズル１を回転する回転モータ、４は電極
ノズル１の中心に送給され、通電チツプ２の偏心孔によ
つて偏心されている溶接ワイヤ、５はアーク、６は溶融
池、７は溶接ビート、８は被溶接材９に設けられた開先
の中心である。
方法の概要を示す斜視図であり、図において１は電極ノ
ズル、２は電極ノズル１の先端に固定された通電チツ
プ、３は電極ノズル１を回転する回転モータ、４は電極
ノズル１の中心に送給され、通電チツプ２の偏心孔によ
つて偏心されている溶接ワイヤ、５はアーク、６は溶融
池、７は溶接ビート、８は被溶接材９に設けられた開先
の中心である。
上記のように構成された高速回転アーク溶接方法におい
ては、電極ノズル１を回転モータ３で例えば矢印Ｎ方向
に高速回転すると溶接ワイヤ４先端のアーク５は通電チ
ツプ２の偏心孔の偏心量に対応した直径の円周状に単一
の溶融池６上を回転することになる。
ては、電極ノズル１を回転モータ３で例えば矢印Ｎ方向
に高速回転すると溶接ワイヤ４先端のアーク５は通電チ
ツプ２の偏心孔の偏心量に対応した直径の円周状に単一
の溶融池６上を回転することになる。
以下、この回転するアーク５をアークセンサーとして利
用した場合の検出能力を検討した結果を説明する。
用した場合の検出能力を検討した結果を説明する。
第２図はアーク５が回転しているときの通電チツプ２先
端部を示す側面図であり、図において実線で示したアー
ク５は第３図に示すようにアーク５が開先の中心８の位
置Ａにある場合、破線で示したアーク５はアークが回転
して開先の中心８から90度ずれた開先の最端部位置Ｂに
ある場合を示す。図に示すようにアーク５が開先中心８
の位置Ａにあるときの溶接ワイヤ４の突出し長さをLA、
アーク長をlA、溶接電流をIAとし、アーク５が回転して
アーク５が開先の最端部位置Ｂに達したときの溶接ワイ
ヤ４の突出し長さをLB、アーク長をlB、溶接電流をIBと
すると、アーク５の位置により通電チツプ２と母材間の
距離EXが異なりアーク長lAとアーク長lBが変化する。ア
ーク長が変化すると負荷特性が変化して溶接電流Ｉや通
電チツプ２と母材間の電圧Ｅ（以下、アーク電圧とい
う。）が変化する。
端部を示す側面図であり、図において実線で示したアー
ク５は第３図に示すようにアーク５が開先の中心８の位
置Ａにある場合、破線で示したアーク５はアークが回転
して開先の中心８から90度ずれた開先の最端部位置Ｂに
ある場合を示す。図に示すようにアーク５が開先中心８
の位置Ａにあるときの溶接ワイヤ４の突出し長さをLA、
アーク長をlA、溶接電流をIAとし、アーク５が回転して
アーク５が開先の最端部位置Ｂに達したときの溶接ワイ
ヤ４の突出し長さをLB、アーク長をlB、溶接電流をIBと
すると、アーク５の位置により通電チツプ２と母材間の
距離EXが異なりアーク長lAとアーク長lBが変化する。ア
ーク長が変化すると負荷特性が変化して溶接電流Ｉや通
電チツプ２と母材間の電圧Ｅ（以下、アーク電圧とい
う。）が変化する。
第４図は横軸に溶接電流Ｉをとり、縦軸にアーク電圧Ｅ
をとつて、溶接電源の特性が定電圧特性の場合のアーク
長の変化に応じた溶接電流Ｉとアーク電圧Ｅの変化特性
を示し、図において10は溶接電源の外部特性曲線、11は
アークの負荷特性曲線であり、アークの負荷特性曲線11
はアーク長lAとアーク長lBに応じて図に示すように変化
する。この負荷特性曲線11はlA＞lBの場合を示す。
をとつて、溶接電源の特性が定電圧特性の場合のアーク
長の変化に応じた溶接電流Ｉとアーク電圧Ｅの変化特性
を示し、図において10は溶接電源の外部特性曲線、11は
アークの負荷特性曲線であり、アークの負荷特性曲線11
はアーク長lAとアーク長lBに応じて図に示すように変化
する。この負荷特性曲線11はlA＞lBの場合を示す。
アークの動作点は外部特性曲線10とそれぞれのアークの
負荷特性曲線11との交点であり、アーク５が開先の最端
部位置Ｂにあるときは通電チツプ２と母材間の距離EXが
開先中心位置Ａにあるときよりも短かくなるためアーク
長lBもアーク長lAより短かくなる。したがつてアークの
動作点もSA点からSB点に移行し、溶接電流ＩもIAからIB
と増加する。この２つの溶接電流の差ΔＩ＝IB−IAがア
ークセンサーとしての検出能力となる。したがつてアー
ク５が開先の最端部位置Ｂにあるときの溶接電流IBが大
となるほどアークセンサーの検出能力が高められること
になる。
負荷特性曲線11との交点であり、アーク５が開先の最端
部位置Ｂにあるときは通電チツプ２と母材間の距離EXが
開先中心位置Ａにあるときよりも短かくなるためアーク
長lBもアーク長lAより短かくなる。したがつてアークの
動作点もSA点からSB点に移行し、溶接電流ＩもIAからIB
と増加する。この２つの溶接電流の差ΔＩ＝IB−IAがア
ークセンサーとしての検出能力となる。したがつてアー
ク５が開先の最端部位置Ｂにあるときの溶接電流IBが大
となるほどアークセンサーの検出能力が高められること
になる。
この溶接電流IBはアーク５の回転速度が早くなるほど増
加し、ある回転速度以上になると急速に大となる。アー
ク５の回転速度が極端に早くなると溶接ワイヤ４の突出
し長さLBはほぼ突出し長さLAと等しい一定値となり、第
５図に示すようにアーク長のみlB′と短かくなり、アー
クの動作点も第４図のSB′点に移る。したがつて溶接電
流もIB′と増加し、アーク５が開先中心位置Ａにあると
きと最先の最端部位置Ｂにおるときの溶接電流差ΔＩも
増加してアークセンサーの検出能力を高めることができ
る。
加し、ある回転速度以上になると急速に大となる。アー
ク５の回転速度が極端に早くなると溶接ワイヤ４の突出
し長さLBはほぼ突出し長さLAと等しい一定値となり、第
５図に示すようにアーク長のみlB′と短かくなり、アー
クの動作点も第４図のSB′点に移る。したがつて溶接電
流もIB′と増加し、アーク５が開先中心位置Ａにあると
きと最先の最端部位置Ｂにおるときの溶接電流差ΔＩも
増加してアークセンサーの検出能力を高めることができ
る。
そこで、アーク５の回転速度をどの程度以上に高めると
アークセンサーとして効果的な溶接電流差ΔＩが得られ
るかを第６図及び第７図に基いて説明する。第６図は電
極チツプ２と母材９間の距離EXが瞬間的に変化する場合
の説明図、第７図は距離EXの変化によりアーク長が変化
したときの溶接電流Ｉとアーク電圧Ｅの変化特性図であ
る。第６図において（ａ）は通電チツプ２と母材９間の
距離EXがEXO,突出し長L0、アーク長l0で溶接を行なつて
いる状態を示し、（ｂ）は状態（ａ）から矢印に示す方
向に溶接が進み、通電チツプ２と母材９間の距離EXOが
瞬時的にΔEXだけ減少した直後の状態を示す。（ｃ）は
状態（ｂ）から十分時間が経過した定常状態を示す。
アークセンサーとして効果的な溶接電流差ΔＩが得られ
るかを第６図及び第７図に基いて説明する。第６図は電
極チツプ２と母材９間の距離EXが瞬間的に変化する場合
の説明図、第７図は距離EXの変化によりアーク長が変化
したときの溶接電流Ｉとアーク電圧Ｅの変化特性図であ
る。第６図において（ａ）は通電チツプ２と母材９間の
距離EXがEXO,突出し長L0、アーク長l0で溶接を行なつて
いる状態を示し、（ｂ）は状態（ａ）から矢印に示す方
向に溶接が進み、通電チツプ２と母材９間の距離EXOが
瞬時的にΔEXだけ減少した直後の状態を示す。（ｃ）は
状態（ｂ）から十分時間が経過した定常状態を示す。
溶接が状態（ａ）から状態（ｂ）に進むと、通電チツプ
２と母材９間の距離EXOが瞬時的にΔEXだけ減少するた
め状態（ｂ）における突出し長は状態（ａ）と同じL0と
なり、アーク長がl0からl0′＝l0−ΔEXと変化する。さ
らに溶接が進み定常状態である状態（ｃ）に達すると突
出し長とアーク長は通電チツプ２と母材９間の距離EXO
−ΔEXに対応した突出し長Lfとアーク長lfに変化する。
このときアーク長はl0＞lf＞l0′の関係にあり、状態
（ａ），（ｂ），（ｃ）における溶接電流は第７図に示
すように溶接電源の外部特性曲線10と各アーク長l0,
l0′,lfに対するアークの負荷特性曲線11との交点であ
る動作点S0,S0′,Sfにより求めることができる。したが
つて状態（ａ）から状態（ｂ）に溶接が進んだ場合、溶
接電流は第７図に示すようにI0からI0′に変化し、更に
正常状態（ｃ）に達すると溶接電流はIfと変化する。
２と母材９間の距離EXOが瞬時的にΔEXだけ減少するた
め状態（ｂ）における突出し長は状態（ａ）と同じL0と
なり、アーク長がl0からl0′＝l0−ΔEXと変化する。さ
らに溶接が進み定常状態である状態（ｃ）に達すると突
出し長とアーク長は通電チツプ２と母材９間の距離EXO
−ΔEXに対応した突出し長Lfとアーク長lfに変化する。
このときアーク長はl0＞lf＞l0′の関係にあり、状態
（ａ），（ｂ），（ｃ）における溶接電流は第７図に示
すように溶接電源の外部特性曲線10と各アーク長l0,
l0′,lfに対するアークの負荷特性曲線11との交点であ
る動作点S0,S0′,Sfにより求めることができる。したが
つて状態（ａ）から状態（ｂ）に溶接が進んだ場合、溶
接電流は第７図に示すようにI0からI0′に変化し、更に
正常状態（ｃ）に達すると溶接電流はIfと変化する。
一方、消耗電極溶接におけるワイヤ溶融速度MRは溶接電
流Ｉと溶接ワイヤ４の突出し長Ｌの関数として下記式で
与えられることは周知である。
流Ｉと溶接ワイヤ４の突出し長Ｌの関数として下記式で
与えられることは周知である。
MR＝AI＋BLI2 ………（１） ここで、A,Bは溶接ワイヤ４の材質、径、アークの雰囲
気等により定まる定数である。
気等により定まる定数である。
また、突出し長Ｌの変化速度dL/dtは下記式で示すよう
にワイヤ送給速度vfとワイヤ溶融速度MRとの差で与えら
れる。
にワイヤ送給速度vfとワイヤ溶融速度MRとの差で与えら
れる。
なお、定電圧特性の溶接電源を用いる消耗電極溶接にお
いてはワイヤ送給速度vfは一定である。したがつて第６
図に示した状態（ａ）の溶接電流I0よりワイヤ送給速度
vfは下記式で得られる vf＝AI0＋BL0I0 2 ………（３） また状態（ａ）から状態（ｃ）に進む間の突出し長Ｌ
（ｔ）と溶接電流Ｉ（ｔ）より、ワイヤ溶融速度MRは MR＝AI（ｔ）＋BL（ｔ）I2（ｔ） …（４） と表わされ、かつ Ｉ（ｔ）＝I0＋ΔＩ ………（５） Ｌ（ｔ）＝L0−ΔＬ ………（６） とおいて、（３）〜（６）式を（２）式に代入し、ΔI,
ΔＬの２次の項を省略すると（２）式は下記式で表わせ
る。
いてはワイヤ送給速度vfは一定である。したがつて第６
図に示した状態（ａ）の溶接電流I0よりワイヤ送給速度
vfは下記式で得られる vf＝AI0＋BL0I0 2 ………（３） また状態（ａ）から状態（ｃ）に進む間の突出し長Ｌ
（ｔ）と溶接電流Ｉ（ｔ）より、ワイヤ溶融速度MRは MR＝AI（ｔ）＋BL（ｔ）I2（ｔ） …（４） と表わされ、かつ Ｉ（ｔ）＝I0＋ΔＩ ………（５） Ｌ（ｔ）＝L0−ΔＬ ………（６） とおいて、（３）〜（６）式を（２）式に代入し、ΔI,
ΔＬの２次の項を省略すると（２）式は下記式で表わせ
る。
溶接電源の外部特性曲線10およびアーク長−アーク電圧
曲線は第６図に示すΔEXが小さい範囲、例えばΔEXが10
mm以下程度ではほぼ直線とみなしてもさしつかえないの
で、溶接電源の外部特性曲線10の勾配をｋ（V/A）と
し、アーク長−アーク電圧曲線の勾配すなわちアークの
電位傾度をＫ（V/mm）とし、通電チップと母材間の距離
がΔEXだけ変化した瞬間を基準（ｔ＝０）として時間ｔ
の経過によるアーク電圧変化を求めると E0−Ｅ＝ｋ｛Ｉ（ｔ）−I0｝ ＝Ｋ｛ΔEx−L0＋Ｌ（ｔ）｝ ………（８） したがつて （９）式を（７）式に代入して整理すると とすると（10）式は下記式で表わせる。
曲線は第６図に示すΔEXが小さい範囲、例えばΔEXが10
mm以下程度ではほぼ直線とみなしてもさしつかえないの
で、溶接電源の外部特性曲線10の勾配をｋ（V/A）と
し、アーク長−アーク電圧曲線の勾配すなわちアークの
電位傾度をＫ（V/mm）とし、通電チップと母材間の距離
がΔEXだけ変化した瞬間を基準（ｔ＝０）として時間ｔ
の経過によるアーク電圧変化を求めると E0−Ｅ＝ｋ｛Ｉ（ｔ）−I0｝ ＝Ｋ｛ΔEx−L0＋Ｌ（ｔ）｝ ………（８） したがつて （９）式を（７）式に代入して整理すると とすると（10）式は下記式で表わせる。
積分定数をC1として（12）式を解くと （13）式において、ｔ＝０およびｔ＝∞とすると第６図
の状態（ｂ）のときの突出し長L0と状態（ｃ）のときの
突出し長Lfは と表わせ、（13）式，（14）式から下記式が得られる。
の状態（ｂ）のときの突出し長L0と状態（ｃ）のときの
突出し長Lfは と表わせ、（13）式，（14）式から下記式が得られる。
Ｌ（ｔ）＝Lf＋（L0−Lf）ｅ−αｔ ………（15） 一方、（７）式を第６図の定常状態（ｃ）に適用する
と、定常状態においては突出し長の変化速度dL/dtは零
であるから が得られ、（16）式を（11）式のαに代入することによ
りワイヤ溶融速度変化の時定数τが下記式で得られる。
と、定常状態においては突出し長の変化速度dL/dtは零
であるから が得られ、（16）式を（11）式のαに代入することによ
りワイヤ溶融速度変化の時定数τが下記式で得られる。
上記（15）式で与えられる突出し長Ｌ（ｔ）の変化を縦
軸に突出し長Ｌ（ｔ）をとり、横軸に時間ｔをとつて第
８図の曲線12に示す。第８図において、（17）式に示し
た時定数τは時間ｔ＝０における曲線12の接線13と突出
し長Ｌ（ｔ）＝Lfの直線14との交点15の時間ｔの値であ
り、突出し長Ｌ（ｔ）は第９図に示すように、近似的に
ｔ＝τにおいてほぼ最終定常値Lfに達すると考えてもさ
しつかえない。
軸に突出し長Ｌ（ｔ）をとり、横軸に時間ｔをとつて第
８図の曲線12に示す。第８図において、（17）式に示し
た時定数τは時間ｔ＝０における曲線12の接線13と突出
し長Ｌ（ｔ）＝Lfの直線14との交点15の時間ｔの値であ
り、突出し長Ｌ（ｔ）は第９図に示すように、近似的に
ｔ＝τにおいてほぼ最終定常値Lfに達すると考えてもさ
しつかえない。
そこで上記第２図，第３図においてアーク５が開先の中
心８の位置Ａから開先の中心８からずれた開先の最端部
位置Ｂに移る時間ｔが時定数τ以下であれば、アーク５
の回転速度の増加にともない開先の最端部位置Ｂにおけ
るワイヤ突出し長LBは第５図に示すように開先の中心位
置Ａの突出し長LAに近づくことになる。
心８の位置Ａから開先の中心８からずれた開先の最端部
位置Ｂに移る時間ｔが時定数τ以下であれば、アーク５
の回転速度の増加にともない開先の最端部位置Ｂにおけ
るワイヤ突出し長LBは第５図に示すように開先の中心位
置Ａの突出し長LAに近づくことになる。
したがつて、第４図に示すアーク５の動作点SBも動作点
SB′に近づき、溶接電流の変化ΔＩが大きくとれるよう
になりアークセンサーとしての検出能力を高めることが
できる。
SB′に近づき、溶接電流の変化ΔＩが大きくとれるよう
になりアークセンサーとしての検出能力を高めることが
できる。
アーク５の１回転の時間Ｔはアーク５が開先の中心位置
Ａから最端部位置Ｂへ移る時間の４倍であるから、その
回転速度Ｎ（Hz）は となる。したがつてアークセンサーとしての効果を充分
に発揮するためのアーク５の回転速度Ｎの下限値は である。ここで時定数τは（17）式で与えられるから の条件を満足すればアークセンサーとしての検出能力を
発揮できる。
Ａから最端部位置Ｂへ移る時間の４倍であるから、その
回転速度Ｎ（Hz）は となる。したがつてアークセンサーとしての効果を充分
に発揮するためのアーク５の回転速度Ｎの下限値は である。ここで時定数τは（17）式で与えられるから の条件を満足すればアークセンサーとしての検出能力を
発揮できる。
また、制御精度についても、回転速度Ｎが速いほど位置
の検出に必要な１回転に要する時間が短くなるので制御
精度を上げることができる。
の検出に必要な１回転に要する時間が短くなるので制御
精度を上げることができる。
次に、実際の溶接における回転速度Ｎの具体例を説明す
る。
る。
ワイヤ径1.2mm、シールドガスを10％CO2−Ar、ワイヤ送
給速度を8.7m/minで溶接を行なつた場合の通電チツプ２
と母材間距離EXの変化による溶接電流Ｉおよびワイヤ突
出し長Ｌの変化を実測した結果を第１表に示す。
給速度を8.7m/minで溶接を行なつた場合の通電チツプ２
と母材間距離EXの変化による溶接電流Ｉおよびワイヤ突
出し長Ｌの変化を実測した結果を第１表に示す。
したがつて また、（17）式におけるＢの値は約５×10-5であるので
時定数τは となり、アークの回転速度Ｎの最小必要値Nminは、この
条件の場合 となる。
時定数τは となり、アークの回転速度Ｎの最小必要値Nminは、この
条件の場合 となる。
次に、第１表に示した溶接条件で、回転直径Ｄ＝2mmで
アークを回転しながら高速回転アーク隅肉溶接を行い、
開先中心位置Ａと最端部位置Ｂにおける電流差ΔＩを調
べた結果を第２表に示す。
アークを回転しながら高速回転アーク隅肉溶接を行い、
開先中心位置Ａと最端部位置Ｂにおける電流差ΔＩを調
べた結果を第２表に示す。
第２表から明らかなように、回転速度Ｎが１（Hz）のよ
うにNmin＝10（Hz）より遅いときは電流差ΔＩが小さく
アークセンサーとしての検出感度が劣るが、回転速度Ｎ
が50（Hz）のようにNminより速いときには電流差ΔＩが
大となり、アークセンサーとしての検出感度が優れてい
る。
うにNmin＝10（Hz）より遅いときは電流差ΔＩが小さく
アークセンサーとしての検出感度が劣るが、回転速度Ｎ
が50（Hz）のようにNminより速いときには電流差ΔＩが
大となり、アークセンサーとしての検出感度が優れてい
る。
さらに、この溶接時のノイズによる溶接電流の変動は３
〜４（Ａ）であり、回転速度Ｎが１（Hz）のときは電流
差ΔＩとノイズによる電流変動の差が小さく、ノイズの
影響を大きく受けるが、回転速度Ｎが50（Hz）のときは
ノイズの影響を１％程度と小さくすることができる。
〜４（Ａ）であり、回転速度Ｎが１（Hz）のときは電流
差ΔＩとノイズによる電流変動の差が小さく、ノイズの
影響を大きく受けるが、回転速度Ｎが50（Hz）のときは
ノイズの影響を１％程度と小さくすることができる。
この発明は以上説明したように、高速回転アーク溶接に
おいてアークの回転速度Ｎ（Hz）を一定速度以上にする
ことにより、開先中心位置と開先最端部位置における溶
接電流の差を大とするからアークセンサーとしての検出
能力、制御能力をより高めることができる。
おいてアークの回転速度Ｎ（Hz）を一定速度以上にする
ことにより、開先中心位置と開先最端部位置における溶
接電流の差を大とするからアークセンサーとしての検出
能力、制御能力をより高めることができる。
さらに開先中心位置と開先最端部位置の溶接電流の差が
大となるから溶接中のノイズに影響されずに開先ならい
を行なうことができる効果も有する。
大となるから溶接中のノイズに影響されずに開先ならい
を行なうことができる効果も有する。
第１図はこの発明の実施例の概要を示す斜視図、第２図
は電極チツプ先端部を示す側面図、第３図は回転するア
ーク位置を示す平面図、第４図は溶接電流Ｉとアーク電
圧Ｅの変化特性図、第５図は通電チツプ先端部の動作説
明図、第６図は通電チツプと母材間距離EXが変化すると
きアーク長変化を示す説明図、第７図は第６図に示した
アーク長変化による溶接電流Ｉとアーク電圧Ｅの変化特
性図、第８図はワイヤ突出し長の変化特性図、第９図は
ワイヤ突出し長変化を示す説明図である。 １……電極ノズル、２……通電チツプ、３……回転モー
タ、４……溶接ワイヤ、５……アーク、６……溶融池、
７……溶接ビート、８……開先の中心、９……母材。
は電極チツプ先端部を示す側面図、第３図は回転するア
ーク位置を示す平面図、第４図は溶接電流Ｉとアーク電
圧Ｅの変化特性図、第５図は通電チツプ先端部の動作説
明図、第６図は通電チツプと母材間距離EXが変化すると
きアーク長変化を示す説明図、第７図は第６図に示した
アーク長変化による溶接電流Ｉとアーク電圧Ｅの変化特
性図、第８図はワイヤ突出し長の変化特性図、第９図は
ワイヤ突出し長変化を示す説明図である。 １……電極ノズル、２……通電チツプ、３……回転モー
タ、４……溶接ワイヤ、５……アーク、６……溶融池、
７……溶接ビート、８……開先の中心、９……母材。
Claims (1)
- 【請求項１】電極ワイヤを回転させることによりアーク
を回転させるアーク溶接方法において、溶接アークの電
気量を開先ならい制御に用いる際には、アークの回転速
度Ｎ（Hz）を ただし、Ｉは溶接電流、 Ｂは電極ワイヤの直径、材質で定まる定数、 ΔLf/ΔExは通電チップと母材間距離Exの変化量に対す
る最終定常状態でのワイヤ突出し長さＬの変化量、 で得られるワイヤ溶融速度変化の時定数τで定まる回転
速度 より大きくすることを特徴とするアーク溶接方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62014169A JPH078437B2 (ja) | 1987-01-26 | 1987-01-26 | ア−ク溶接方法 |
| EP88300588A EP0278620B1 (en) | 1987-01-26 | 1988-01-25 | Method for arc welding |
| DE8888300588T DE3874767T2 (de) | 1987-01-26 | 1988-01-25 | Verfahren zum lichtbogenschweissen. |
| US07/147,742 US4851638A (en) | 1987-01-26 | 1988-01-25 | Bevel profiling control method for arc welding |
| CN88100438A CN1008610B (zh) | 1987-01-26 | 1988-01-26 | 电弧焊接方法 |
| KR1019880000577A KR910003525B1 (ko) | 1987-01-26 | 1988-01-26 | 아아크 용접방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62014169A JPH078437B2 (ja) | 1987-01-26 | 1987-01-26 | ア−ク溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63183776A JPS63183776A (ja) | 1988-07-29 |
| JPH078437B2 true JPH078437B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=11853639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62014169A Expired - Fee Related JPH078437B2 (ja) | 1987-01-26 | 1987-01-26 | ア−ク溶接方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4851638A (ja) |
| EP (1) | EP0278620B1 (ja) |
| JP (1) | JPH078437B2 (ja) |
| KR (1) | KR910003525B1 (ja) |
| CN (1) | CN1008610B (ja) |
| DE (1) | DE3874767T2 (ja) |
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| US5030812A (en) * | 1989-06-13 | 1991-07-09 | Nkk Corporation | Method for one-side root pass welding of a pipe joint |
| US5044578A (en) * | 1989-12-27 | 1991-09-03 | White Thomas H | Universal cabin sidewall panel for aircraft |
| EP0469835B1 (en) * | 1990-07-31 | 1998-09-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing apparatus and method |
| FI88467C (fi) * | 1991-04-25 | 1993-05-25 | Reijo Sakari Mustonen | Anordning foer skaerbraenning under vattnet |
| KR101056320B1 (ko) * | 2004-03-19 | 2011-08-11 | 주식회사 포스코 | 용접 와이어 유도장치 |
| US9403233B2 (en) * | 2011-12-16 | 2016-08-02 | Illinois Tool Works Inc. | DC electrode negative rotating arc welding method and system |
| US9511442B2 (en) | 2012-07-27 | 2016-12-06 | Illinois Tool Works Inc. | Adaptable rotating arc welding method and system |
| US10543551B2 (en) | 2013-09-16 | 2020-01-28 | Illinois Tool Works Inc. | Synchronized rotating arc welding method and system |
| US10953484B2 (en) | 2013-09-16 | 2021-03-23 | Illinois Tool Works Inc. | Narrow groove welding method and system |
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| JPS5419445A (en) * | 1977-07-14 | 1979-02-14 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Arc welding method |
| JPS5426261A (en) * | 1977-08-01 | 1979-02-27 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Arc welding method |
| JPS5545577A (en) * | 1978-09-29 | 1980-03-31 | Nippon Steel Corp | Automatic narrow gap welding method |
| JPS55133871A (en) * | 1979-04-09 | 1980-10-18 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Narrow groove arc welding method |
| JPS5791877A (en) * | 1980-11-28 | 1982-06-08 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Rotary arc welding method |
| US4419563A (en) * | 1981-12-02 | 1983-12-06 | Nippon Kokan Kabushiki Kaisha | Rotary arc-welding method |
| JPS58112660A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-05 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 高速回転ア−ク溶接方法 |
| KR900003972B1 (ko) * | 1985-04-30 | 1990-06-07 | 닛뽕 고오깡 가부시기가이샤 | 고속회전 아아크 필릿(fillet)용접의 그루우브 트레이싱(GROOVE TRACING) 제어방법 |
-
1987
- 1987-01-26 JP JP62014169A patent/JPH078437B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-01-25 DE DE8888300588T patent/DE3874767T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-01-25 EP EP88300588A patent/EP0278620B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-01-25 US US07/147,742 patent/US4851638A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-01-26 CN CN88100438A patent/CN1008610B/zh not_active Expired
- 1988-01-26 KR KR1019880000577A patent/KR910003525B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR880008853A (ko) | 1988-09-13 |
| CN1008610B (zh) | 1990-07-04 |
| CN88100438A (zh) | 1988-08-10 |
| US4851638A (en) | 1989-07-25 |
| DE3874767D1 (de) | 1992-10-29 |
| JPS63183776A (ja) | 1988-07-29 |
| EP0278620A1 (en) | 1988-08-17 |
| EP0278620B1 (en) | 1992-09-23 |
| DE3874767T2 (de) | 1993-05-06 |
| KR910003525B1 (ko) | 1991-06-04 |
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|---|---|---|---|
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