JPS58141861A - ア−ク溶接方法 - Google Patents

ア−ク溶接方法

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JPS58141861A
JPS58141861A JP2258182A JP2258182A JPS58141861A JP S58141861 A JPS58141861 A JP S58141861A JP 2258182 A JP2258182 A JP 2258182A JP 2258182 A JP2258182 A JP 2258182A JP S58141861 A JPS58141861 A JP S58141861A
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welding
light
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welded
electrode
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Hiroichi Nomura
野村 博一
Yukihiko Sato
之彦 佐藤
Yoshikazu Sato
慶和 佐藤
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NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/124Circuits or methods for feeding welding wire
    • B23K9/125Feeding of electrodes

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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)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、開先状態の変動にかかわらず、常に所定の
表ビード形状が得られる片面自動溶接方法に関するもの
である。
片面自動溶接は、被溶接材を反転することなく片面から
の溶接で十分な溶込みが得られ、良好なビードを形成す
ることができるため、造船材の如き大形鋼板の溶接に多
く用いられている。
ところで、良好なビードを形成させるためには、被溶接
材の開先形状が常に一定でなければならないが、被溶接
材の端面は例えばその切断時に熱変形が生ずるため、開
先形状はかならずしも一定とはならず、この結果溶接後
のビード形状に不揃いの生ずる問題があった。
本発明者等は、上述した問題を解決し開先状態に変動が
あっても、常に均一な高さの良好なビードを形成するこ
とができる片面自動溶接方法を開発すべく鋭意研究を重
ねた。
本発明者等は、先に片面自動溶接において、裏当金の裏
当材との接面側に複数の光電受光素子からなる光量検出
器を設け、前記光電受光素子により溶接時における被溶
接材裏面に貫通したアーク光および溶接赤熱部からの輻
射光を受光し、これを電気信号に変換して、裏当金の移
動速度および左右方向の位置制御を行なう方法および電
流、電圧、溶接速度等の溶接パラメータを制御し、入熱
制御による裏ビード形状、アーク穿孔力を制御する方法
を開発した。
第1図は上記方法の一実施例を示す片面自動溶接部の縦
断面図、第2図は裏当金の平面図で、■は被溶接材であ
る鋼板、2は裏当金、3は鋼板1と裏当金2との間に介
在せしめたグラスファイバーテープ等の透光性を有する
裏当材、4は溶接ワイヤで、矢印は溶接方向を示す。
裏当金2の前記裏当材3との接面側には、フォトダイオ
ード、フォトトランジスタ、cds等の受光素子5から
なる光量検出器が埋込まれている。
受光素子5は第2図に示す如く、裏当金2に溶接進行方
向に関して溶接ワイヤの直下より前方と後方のそれぞれ
右側と左側に相互に所定の間隔を設けて4個埋込まれて
おり、アーク発生位置6の中心が4個の受光素子5の中
央付近に位置するように、裏当金2の移動速度および左
右方向の位置が制御される。
本発明者等は、上述した1個または複数個の受光素子5
で受光した光量が一定となるように溶接電流を制御すれ
ば、開先状態のいかんにかかわらず、裏ビード幅を一定
にすることができ、この溶接電流の大小と開先内に形成
される表ビード高さとは比例関係にあることを知見した
。即ち、開先状態が変動しても、制御された溶接電流が
被溶接材の板厚に応じた所定電流値になるように溶接を
行なえば、一定の高さを有する表ビードが得られること
になる。
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであって
、被溶接材の裏側に、被溶接部のアーク光および輻射光
の光量を検出する光量検出器を配置し、被溶接材の開先
部に沿って溶接機と前記光量検出器とを同期移動させな
がら、被溶接材を溶接機に設けられた溶接電極により溶
接するアーク溶接方法において、前記被溶接材の裏面に
貫通した前記アーク光と輻射光のいずれかまたは両方を
、前記光量検出器で受光してその光量を検出し、検出さ
れた光量に基づいて前記溶接電極の溶接電流を制御する
と共に、制御された溶接電流値を検出して、前記溶接電
流値が所定高さの表ビードな形成する設定基準電流値と
一致するように、溶接電極が1つの場合は、溶接速度と
溶接電極のワイヤ突出し長さの少なくとも1つを、また
溶接電極が複数の場合は、溶接速度、溶接電極のワイヤ
突出し長さおよび前記溶接型、流の制御を行なわない溶
接電極の電流値のうちの少なくとも1つを制御すること
に特徴を有するものである。
次に、この発明を2電極サブマージアーク溶接による片
面溶接法に適用した場合の実施例について、第3図のブ
ロック図に基づき説明する。
図面において、4は先行電極の溶接ワイヤ、4′は後行
電極の溶接ワイヤ、13は先行電極ノズル、13′は後
行電極ノズルで、矢印は溶接方向を示す。
11.11’は一端が鋼板1に接続されている溶接電源
で、先行電極ノズル13は導線15により溶接電源11
に、また後行電極ノズル13′は導線15’により溶接
電源11′に夫々接続されている。先行電極ノズル13
と溶接電源11とを結ぶ導線15の途中には、溶接電流
検出器12が設けられている。
先行電極ノズル13は電極ノズル駆動用モータ14によ
り、また後行電極ノズル13′は電極ノズル駆動用モー
タ14′により夫々上下方向に移動でき、これによって
溶接ワイヤ4,4′の突出し長さを制御することができ
る。2は裏当金、5は裏当金2に設けられた光量検出器
である4個の受光素子、3は透光性のある裏当材である
この発明においては、裏当金2に設けられた4個の受光
素子5により、先行電極の溶接ワイヤ4から発せられた
アーク光量および溶接赤熱部からの輻射光量を検出し、
検出された輻射光量を電圧値に光電変換して加算器7で
加算した上、比較器9により裏ビード幅設定器8で予め
設定された所定の裏ビード幅となすための電圧値と比較
しその差電圧を得る。ついで、この差電圧を溶接電流制
御器10に入力し、前記差電圧が零となるように先行電
極の溶接ワイヤ4の溶接電流を制御する。
かくして所定形状の裏ピードが形成される。
ついで、上記により制御された先行電極の溶接ワイヤ4
の溶接電流値を、溶接電流検出器12によって検出する
。溶接電流検出器12によって検出された検出電流値は
、第4図のブロック図に示すように、表ビード高さ設定
器12′で設定された設定電流値と比較器16で比較し
て差電圧として出力され、下記の何れか1つまたは2つ
以上の手段で前記差電圧が零となるように制御する。
(1)  溶接速度制御器17により溶接台車駆動用モ
ータ18の駆動即ち溶接速度を制御する。
(2)後行電流制御器19により後行電極ノズルの溶接
電源11′即ち後行電極の溶接電流を制御する。
(3)  先行電極のワイヤ+突出し長さ制御器2oに
より先行電極ノズル駆動用モータ14の駆動即ち先行電
極の溶接ワイヤの突出し長さを制御する。
(4)後行電極のワイヤ突出し長さ制御器20’により
後行電極ノズル駆動用モータ14′の駆動即ち後行電極
の溶接ワイヤの突出し長さを制御する。
上述の制御は19次のようにして行なわれる。即ち、表
ビード高さ設定器12′の設定電流値に比べて溶接電流
検出器12により検出された検出電流値が小の場合は、
表ビードの溶着金属量が不足しているのであるから、溶
接速度を小にするか、後行電極の電流値または各電極の
溶接ワイヤ突出し長さを大にする。一方前記設定電流値
に比べて検出電流値が大の場合は、表ビードの溶着金属
量が過大なのであるから、溶接速度を大にするか、後行
電極の電流値または各電極の溶接ワイヤ突出し長さを小
にする。また前記設定電流値と検出電流値とが同じ場合
は、表ビードの溶着金属量が適正状態なのであるから、
溶接速度、後行電極の電流値およびワイヤ突出し長さを
現状に保持して溶接を行なう。
次に、この発明の具体的な実施例を説明する。
板厚16龍の鋼板を、開先形状を50°のV開先として
、2電極サブマージアーク溶接により下記の条件で溶接
した。
(1)  ワイヤ径 4.8 m* 96 X 2本(
2)  先行電極電圧 36V (3)後行電極電圧 44V 裏ビード幅設定器8により裏ビード幅を15〜16龍に
設定し、先行電極の電流値を制御した。
同時に制御された電流値を検出して、その電流値を板厚
16mmの鋼板を溶接する場合に最適な表ビードを形成
せしめ得る電流値である820Aとなるように、溶接速
度および後行電極の電流値を制御した。
第1表には、この発明方法により、開先部のギャップに
よって、溶接速度および後行電極の電流値を制御した場
合のビード形状が、このような制御を行なわない従来例
と共に示されている。
第  1  表 上記第1表から明らかなように、この発明方法により、
開先ギャップの寸法に応じた裏ビードア−ク輻射光量の
変化に基づき溶接速度および後行電極の電流を制御した
結果、このような制御を行なわない従来例と比較し、均
一な表ビード形状が得られ、また裏ビードの形状も均一
であった。
第5図は4.011ダのワイヤを使用し、32Vの電圧
で35cIrL/minの速度により、600 A。
700Aおよび800Aの溶接電流で、ワイヤの突き出
し長さを変えて溶接した場合のワイヤ溶融速度を示した
もので、ワイヤの突き出し長さを大にするほどワイヤの
溶融速度は大となる。従って、この発明方法により先行
電極の溶接電流の変化に応じてワイヤの突き出し長さを
変えれば、所期の表ビード形状の得られることがわかる
上述した実施例は、溶接電極が2つの場合の例について
述べたが、溶接電極が1つでも同様の方法により実施す
ることができる。なお溶接電極が1つの場合は、溶接速
度と溶接電極の突出し長さとを制御因子とし、その少な
くとも1つにより制御を行なう。また溶接電極力噸数の
場合は、通常先行電極に対して上述した光量に基づく溶
接電流制御を行なう。
この発明は、裏波ビードを形成させる片面アーク溶接法
のほか、第6図(イ)(ロ)に示すように、鋼板1.1
の溶接部に裏ビードを形成させないアーク溶接方法に対
しても有効に適用でき、またサブマーソアーク溶接に限
らず、消耗電極を用いるガスシールドアーク溶接その他
各種の溶接に広く適用することができる。
以上述べたように、この発明方法によれば、片面アーク
溶接において、開先状態の変動にかかわらず、一定の裏
ビード形状が得られると同時に、自動的に表ビードの高
さを一定にすることができ、また裏波ビードを形成させ
ないアーク溶接においては、開先状態の変動にかかわら
ず一定の溶込み深さと一定のビード高さが得られる等、
工業上優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は光電受光素子による制御手段を示す片面自動溶
接部の縦断面図、第2図は同じく裏当金の平面図、第3
図はこの発明を2電極サブマージアーク溶接による片面
溶接法に適用した場合のブロック図、第4図はこの発明
による表ビードの溶着金属量の制御ブロック図、第5図
はワイヤ突出し長さとワイヤ溶融速度との関係を示す図
、第6図は裏ビードが形成されない溶接部の縦断面図で
ある。図面において、 1・・・鋼板、2・・・裏当金、3・・・裏当材、4,
4′・・・溶接ワイヤ、5・・・受光素子、6・・・ア
ーク発生位置、7・・・加算器、8・・・裏ビード幅設
定器、9・・・比較器、10・・・溶接電流制御器、1
1.11’・・・溶接電源、12・・・溶接電流検出器
、12′・・・表ビード高さ設定器、13.13’・・
・電極ノズル、14.14’・・・電極ノズル駆動用モ
ータ、15,15’・・・導線、16・・・比較器、1
7・・・溶接速度制御器、18・・・溶接台車駆動用モ
ータ、19・・・後行電流制御器、20.20’・・・
ワイヤ突出し長さ制御器。 出願人  日本鋼管株式会社 代理人  堤 敬太部 外1名 ′−29 ワイヤ突き出し長さCmm)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被溶接材の裏側に、被溶接部のアーク光および輻
    射光の光量を検出する光量検出器、を配置し、被溶接材
    の開先部に沿って溶接機と前記光量検出器とを同期移動
    させながら、被溶接材を溶接機に設けられた溶接電極に
    より溶接するアーク溶接方法において、 前記被溶接材の裏面に貫通した前記アーク光と輻射光の
    いずれかまたは両方を、前記光量検出器で受光してその
    光量を検出し、検出された光量に基づいて前記溶接電極
    の溶接電流を制御すると共に、制御された溶接電流値を
    検出して、前記溶接電流値が所定高さの表ビードを形成
    する設定基準電流値と一致するように、溶接速度、溶接
    電極のワイヤ突出し長さおよび前記溶接電流の制御を行
    なわない溶接電極の電流値のうちの少なくとも1つの因
    子を制御することを特徴とするアーク溶接方法。
  2. (2)主として被溶接材の裏面に貫通したアーク光量を
    検出して制御することを特徴とする特許請求の範囲第(
    1)項に記載のアーク溶接方法。
  3. (3)主として被溶接材の溶融池からの輻射光量を検出
    して制御することを特徴とする特許請求の範囲の第(1
    )項に記載のアーク溶接方法。
  4. (4)  主として被溶接材の溶接ビードからの輻射光
    量を検出して制御することを特徴とする特許請求の範囲
    の第(1)項に記載のアーク溶接方法。
JP2258182A 1982-02-17 1982-02-17 ア−ク溶接方法 Granted JPS58141861A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60179611A (ja) * 1984-02-27 1985-09-13 Shimadzu Corp 分析計用記録装置
ITVI20080180A1 (it) * 2008-07-29 2010-01-30 Itipack Srl Apparato di saldatura e metodo per il controllo della qualita' delle saldature

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WO2010012783A1 (en) * 2008-07-29 2010-02-04 Itipack S.R.L. Welding system and method for controlling the welding quality.

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