JPS5916677A - 溶接ワイヤ送給方法 - Google Patents

溶接ワイヤ送給方法

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JPS5916677A
JPS5916677A JP12701082A JP12701082A JPS5916677A JP S5916677 A JPS5916677 A JP S5916677A JP 12701082 A JP12701082 A JP 12701082A JP 12701082 A JP12701082 A JP 12701082A JP S5916677 A JPS5916677 A JP S5916677A
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welding wire
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feeding
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Fumio Kamiyama
上山 文男
Akio Yoshimitsu
吉満 尭雄
Masaaki Tsuji
正明 辻
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OSAKA DENKI KK
Osaki Electric Co Ltd
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Osaki Electric Co 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
    • B23K9/133Means for feeding electrodes, e.g. drums, rolls, motors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Guides For Winding Or Rewinding, Or Guides For Filamentary Materials (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】 本発明は湾曲部を伴う送給経路に溶接ワイヤを送給する
際のワイヤの送給特性を改善した溶接ワイヤ送給方法に
関する。
一般に連続した溶接ワイヤを使用するC02溶接やMA
G溶接、MIG溶接等の消耗電極方式の自動アーク溶接
や、添加ワイヤを使用するT工G溶接、ろう接等に於い
て、溶接ワイヤを円滑に溶接個所まで送給してアーク部
に正確に供給する必要があることは云うまでもない。
ところで、溶接ワイヤを送給する送給径路(通常はワイ
ヤガイドチューブ等が使用される)の途中に湾曲部が存
在する場合、仮に真直ぐな溶接ワイヤを送給径路内に送
給しても、湾曲部を通過する際に湾曲歪を生じて、溶接
トーチ先端部を出たところでは開先方向と異なった方向
に偏位することが避けられ力い。
特に狭隘な場所に溶接継手があって、使用する溶接トー
チに、いわゆるカーブドトーチと称するトーチの先端部
が極端に湾曲したものを使用しなければならない場合や
、ロボット溶接装置等において、手首の回動等によって
溶接ワイヤを送給する送給径路に極度な湾曲部を生じる
ことが避けられない場合、こうした湾曲部を溶接ワイヤ
が通過することによってワイヤ自身が湾曲変形し、トー
チ部先端からは送給径路中に存在する湾曲部の曲率半径
よりも大きな曲率半径をもって湾曲変形した溶接ワイヤ
が出てくることになり、溶接ワイヤの実際に供給される
位置が正規の供給位置から外れてしまい、溶接作業に支
障を来す結果となる。
第1図は溶接トーチに@述のカーブドトーチを使用して
溶接ワイヤを送給した場合に、溶接ワイヤがいかに湾曲
変形して送給されるかを説明した略図であって、図中1
はガイドチューブ、2はガイドチューブ先端に設けられ
る溶接トーチ、Wは溶接ワイヤを示している。また上記
溶接トーチ2の先端部は曲率半径Rの円弧状に約90°
湾曲し、その他の部分については直線状に配置されてい
る。
ところで、このような送給径路中をガイドチューブlの
基端部側に設けられた図示しかいワイヤ送給器によって
溶接ワイヤWを矢印α方向に送給すると、溶接トーチ2
に至るまでの間では全く直線状に送給されるが、溶接ト
ーチ2の湾曲部2aを通過する際に湾曲変形して、溶接
トーチ2を出て溶接部に至る空間では曲率半径R1の曲
り癖がつき、正規の溶接位置Pから大きく偏位した方向
に進む結果となる。
勿論、この曲り癖によって溶接ワイヤwに生じた湾曲部
40曲率半径R1の値は送給径路における湾曲部(ここ
では溶接トーチ2の湾曲部aを指す)の湾曲の程度が著
しい程、つまり上記湾曲部2aの曲率半径Rが小さい程
小さくなる傾向にある。
表1は現在多用されている径1,2間のCO2溶接用鋼
ワイヤについて、送給径路に存在する湾曲部の曲率半径
Rと湾曲変形した溶接ワイヤWの曲率半径R1との相間
関係を実測によって求めた結果の一例を示しだものであ
る。
また第1図に於いて溶接部の正規の溶接位置をPとし、
溶接ワイヤWの突出し長さをLとして、この突出し長さ
Lと等距離にあって、かつ溶接ワイヤWが実際に供給さ
れる位置をPlとして、p、p’間の距離δを溶接ワイ
ヤWの湾曲変形によって生じるワイヤ先端部の偏位量と
すれば、表1vc示した実験結果に基づいて第2図の関
係が得られる。
すなわち、同図の曲線(1)及び(2)は溶接ワイヤの
突出し長さLをそれぞれ30朋及び20mmに設定した
場合に於ける送給径路の曲率半径Rとワイヤの偏位量δ
との関係を示している。
ところで、この程度の溶接ワイヤを用いる溶接方法では
溶接ワイヤ先端部の偏位量δを少くとも0.5 mm以
下に抑える必要があることが一般に知られている。
したがって第2図t/l、及びQ2で示すように溶接ワ
イヤの突出し長さbを30mmまたは20mmに設定し
た場合、送給径路に存在する湾曲部の曲率半径Rを11
5+++mまたは90mm程度以上になるよう相尚緩や
かに湾曲するような送給径路に維持しなければなら力い
という制約を課せられることになり、溶接装置を設計す
る上で太き 5− な障害となっていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって
、その目的とするところは溶接ワイヤを送給する送給径
路の途中に極度な湾曲部を伴う場合でも、溶接ワイヤが
特定方向に湾曲変形を受けず、溶接ワイヤを溶接部の適
正位置に正確に送給することができる溶接ワイヤ送給方
法を提供することにある。
このような目的を達成すべく本発明は以下の如く構成し
たことを特徴とする。
すなわち、湾曲部を伴う送給径路に溶接ワイヤを送給す
るもので、湾曲部を経て送給される溶接ワイヤをその湾
曲部の手前側で円周方向に捩りながら送給することによ
り、湾曲部の通過によって溶接ワイヤに生じる湾曲変形
がワイヤの周方向に均一に分散され、溶接ワイヤが直線
に近い状態で送給されるため、溶接ワイヤを溶接部の適
正位置に正確に送給することができるものである。
以下、本発明の方法を第3図に示す実施例に 6− 基づいて説明する。
第3図は第1図に示す送給径路の途中にワイヤ捩り装置
10を設けた状態を示しており、竹にこの実施例では曲
率半径Rの湾曲部11を伴う溶接トーチ12の手前側に
ワイヤ捩り装置10を設け、この湾曲部110手前側で
溶接ワイヤWをその円周方向(図中矢印βで示す方向)
に捩るようにしている。
ところで上記ワイヤ捩り装置10は駆動モータ13の出
力軸13aに互いに対峙する1対の支持アーム14.1
4を突設したブラケット15を取着して両支持アーム1
4.14の先端部[1対の加圧ロール16.16を支軸
17.17を介して軸支したもので、両支持アーム14
.14間に図示しがいバネ部材、及びバネ圧調整部材を
設けて両加圧ロール16゜16によって溶接ワイヤWを
挾圧するとともに、その挟圧力をバネ圧調整部材によっ
て適宜調整できるようにしている。
尚、上記加圧ロール16.16の外周にその周方向に治
って凹みを設け、溶接ワイヤWを挾圧して回転した場合
に溶接ワイヤWが加圧ロール16゜16から外れがいよ
うにしている。
次にこの実施例の作用について説明する。溶接ワイヤW
を図示しないワイヤ送給器によって矢印α方向に送給す
ると、溶接トーチ12の手前側に設けられたワイヤ捩り
装置10によって溶接ワイヤWがその円周方向に捩じら
れながら溶接トーチ12内を挿通し、この溶接トーチ1
2から出た溶接ワイヤWは曲率半径Rの湾曲部11を通
過したにもかかわらず、殆んど直線状態のままで正規の
溶接位置Pの極めて近い位置を通ることになる。
このように本発明の送給方法によれば、溶接ワイヤWは
外見上、略直線に近い状態で溶接部に送給されることに
なる。
ここで正規の溶接位置Pに対する溶接ワイヤWの偏位量
δを前述の第2図の測定結果を求める際に使用した溶接
ワイヤと同一規格の溶接ワイヤ、つまり径1.2πmの
CO2溶接用鋼ワイヤを用いて詳細に実測した結果を第
4図に示す。
同図に於いて、曲線(3)、 (4)、 (5)はそれ
ぞれワイヤ捩り装置10ノ回転速度Nを125.167
,250rpmに変えた場合に於ける湾曲部11の曲率
半径RVC対する溶接ワイヤWの偏位量δの変化を測定
したものである。
また溶接ワイヤWは一定速度で送給径路内を送給される
訳であって、その速度を■とすると溶接ワイヤWの捩り
ピッチPは次式で表わされるO ■ 今、溶接ワイヤWの送給速度V = lom/win 
とすると、上記各曲線[3)、 +4+、(5)に於け
る捩りピッチPの値はそれぞれ80mm+  60mm
+  40tnmとなる。
ところで、上記各曲線(al+ (4L(5)を第2図
に示す曲線(1)及び(2)と対比させて送給径路に生
じる湾曲部の曲率半径Rに対する溶接ワイヤWの偏位量
を比較してみると、本発明の方法による場合、同じ曲率
半径Rのときのワイヤの偏位量−9= δが従来の送給方法の場合に比して遥かに低い値に減少
している。
また本発明によれば上記各曲線+31. +4)、(5
)を比較してわかるように、溶接ワイヤWの偏位量δが
曲線(3)よりも曲線(4)の方が、また曲線(4)よ
りも曲線(5)の方が減少している。つまり、このこと
はワイヤの回転速度Nが犬で、捩りピッチPの値が小さ
くなる程この発明の効果が顕著になることを示している
また、溶接ワイヤWの溶接部に於ける偏位量δの実用上
の限界は前述した通り0.5 mmであって、この偏位
量に於ける送給径路の曲率半径Rの値はQ3.Q4.Q
5に示すようにそれぞれ75mm+55mm+20mm
であって、従来の送給方法に於けるQl、Q2の値、す
なわち115mm及び90m。
に比べて遥かに低い値になっている。
つまり、このことは溶接ワイヤの溶接部に於ける偏位量
δを所定の値以下に抑えなければならない制約下で、本
発明による方法、によれば、送給径路に生じる湾曲部の
曲率半径Rが従来の一1〇− 送給方法に比してかなり小さい値まで許容されるもので
あって、送給径路を設定する上での自由度が大幅に拡大
されたことになる。
また換言すれば、本発明の方法による場合は溶接ワイヤ
の送給径路中に相当極端な湾曲部が存在しても溶接ワイ
ヤは殆んど湾曲変形することなく、略直線状のままで溶
接部に正確に送給されることを意味している。
また第5図は前述の測定と同様、径1.2 amのCO
2溶接用鋼ワイヤを用いてワイヤの回転速度を順次変化
させ、捩りピッチPを変化させた場合に於けるワイヤの
偏位量δの変化を送給径路に存在する湾曲部の曲率半径
Rの値を種々に変更して測定し、その結果をグラフで示
したものである。
このグラフからも前述の第4図に示づグラフと同様、捩
りピッチPが小さくなればなる程偏位量δの値も小さく
なり、本発明のワイヤ送給方法のように溶接ワイヤを湾
曲部の手前側で捩じりながら送給する方法が大いに効果
のあることが容易に理解される。
次に、本発明のワイヤ送給方法による場合、従来の送給
方法に比してワイヤの偏位量が如何に減少すかについて
説明する。
第6図(a)は通常のワイヤ送給方法によって、湾曲し
たワイヤガイド20の先端部から送り出される溶接ワイ
ヤWの湾曲状態を示したもので、溶接ワイヤWにはこの
ワイヤの中心線に沿って曲率半径Roとなるような曲が
り癖を生じている。
直線状のワイヤWがこのように湾曲するのは、ワイヤガ
イド20の湾曲部を通過する際に、ワイヤWが曲げ変形
を起こしたことによるが、これは曲率半径R2で示すワ
イヤWの外周に近い部分に引張応力が生じ、内周に近い
R1で示す部分に圧縮応力が生じ、その結果として円弧
状にワイヤWが変形したものである。
同図において引張力が作用して伸び変形を起した部分に
斜線を施している。
また第6図(b)は本発明のワイヤ送給方法によって第
6図(a)と同様に湾曲したワイヤガイド20の先端部
から送り出される溶接ワイヤWの状態を示したものであ
って、このワイヤWの周一ヒの1点S。が時間の経過と
ともにどのように移動するかをsl、 s2. s3.
 s、で示している。
ワイヤWのS。の部分がワイヤガイド20の先端部から
出た瞬間T。の時点ではワイヤWがワイヤガイド20の
湾曲方向と同一方向に曲げ変形を受け、このS。の部分
に引張応力が作用して伸び変形を受けている。
捩りピッチPのV4期間が経過した時点T1では、To
に於けるS。の部分がワイヤWの中心軸に対して900
回転してS、の位置に到達し、この81におけるワイヤ
Wの湾曲方向もS。の部分に対して900ずれている。
同様に溶接ワイヤWが1/4ピツチづつ回転してT2.
T3.T4となる時点ではS。の部分がS2.S3゜S
4と900づつ回転しながら前進し、湾曲方向もそれに
従って90°づつずれてゆく。
尚、同図においてワイヤWの斜線を施した部分は引張応
力が作用して伸び変形を起した部分13− を示している。
したがって、このような変化を溶接ワイヤの1ピッチ以
上の捩りピッチ区間で考えた場合、溶接ワイヤの各部に
作用する引張力や圧縮力がワイヤの円周方向に均一に分
散され、溶接ワイヤがその円周方向に対して平均的に変
形することになる訳で、第6図(a) K示すように溶
接ワイヤが特定の方向のみに引張力や圧縮力を受ける場
合とは全く異なった現象を呈することが容易に理解され
る。
またこのような状態にある溶接ワイヤを巨視的にみた場
合、ワイヤの進行方向は常に一定であって、略直線に近
い状態でワイヤが送給されることになる。
したがって、溶接部における正規の溶接位置からの偏位
量も極めて少なく、安定した溶接作業を実施できるもの
である。
尚、上記実施例では溶接トーチ12に湾曲部11を伴う
場合について説明したが、溶接トーチに限らず、溶接ワ
イヤを溶接個所まで送給する送14− 給径路中の如何なる場所に湾曲部が生じる場合について
も適用できるものである。
また溶接ワイヤを捩る個所についても溶接トーチの手前
側に限るものでなく、例えばガイドで溶接ワイヤをその
円周方向に捩じるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術の問題点を説明するためのワイヤ送給
径路の概略図、第2図は第1図に示すワイヤ送給径路に
溶接ワイヤを送給した場合の湾曲部の曲率半径と溶接ワ
イヤの偏位量との関係を示すグラフ、第3図は本発明の
1実施例を示す概略図、第4図は同実施例における湾曲
部の曲率半径と溶接ワイヤの偏位量との関係を示すグラ
フ、第5図は同実施例における溶接ワイヤの捩りピッチ
と溶接ワイヤの偏位量との関係を示すグラフ、第6図(
a)(b) Viそれぞれ従来の送給方法と本発明によ
る送給方法によって送給した場合の溶接ワイヤの変形状
態を示す説明図である。 11・・湾曲部 12・・送給径路(溶接トーチ) W・・溶接ワイヤ 特許出願人  大阪電気株式会社 代理人 弁理土鈴江孝− 第6 図(a) 第6 mb)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 湾曲部を伴う送給経路に溶接ワイヤを送給するもので、
    湾曲部を経て送給される溶接ワイヤをその湾曲部の手前
    側で円周方向に捩じりながら送給することを特徴とする
    溶接ワイヤ送給方法。
JP12701082A 1982-07-20 1982-07-20 溶接ワイヤ送給方法 Granted JPS5916677A (ja)

Priority Applications (1)

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JP12701082A JPS5916677A (ja) 1982-07-20 1982-07-20 溶接ワイヤ送給方法

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JP12701082A JPS5916677A (ja) 1982-07-20 1982-07-20 溶接ワイヤ送給方法

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JPS5916677A true JPS5916677A (ja) 1984-01-27
JPH0329513B2 JPH0329513B2 (ja) 1991-04-24

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ID=14949445

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5736712A (en) * 1995-07-20 1998-04-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Arc welding torch

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5736712A (en) * 1995-07-20 1998-04-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Arc welding torch
CN1079310C (zh) * 1995-07-20 2002-02-20 丰田自动车株式会社 电弧焊焊枪

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JPH0329513B2 (ja) 1991-04-24

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