JPS62254980A - Method for controlling oscillation width of rotating nozzle in rotating arc welding method - Google Patents
Method for controlling oscillation width of rotating nozzle in rotating arc welding methodInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、回転アーク溶接法における回転ノズルの揺
動幅制御方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a method for controlling the swing width of a rotating nozzle in a rotating arc welding method.
溶接法として回転アーク溶接法が知られている。 A rotating arc welding method is known as a welding method.
この回転アーク溶接法は、軸心の廻りに高速回転する回
転ノズルから溶接ワイヤを、前記軸心から偏位させて導
出し、シールドガスと共に開先内に供給することにより
、溶接ワイヤと開先との間に回転するアークを発生させ
て、これにより開先内に溶接ビードを盛り、被溶接材を
溶接するものである。回転ノズルは軸心の廻りに高速回
転しながら、開先を溶接方向に移動される。In this rotary arc welding method, the welding wire is guided out from a rotating nozzle that rotates at high speed around the axis at a deviation from the axis, and is supplied into the groove together with shielding gas. A rotating arc is generated between the groove and the weld bead, which forms a weld bead within the groove and welds the materials to be welded. The rotating nozzle is moved in the welding direction along the groove while rotating at high speed around the axis.
ところで、回転ノズルに開先の幅方向に揺動を加えなが
ら溶接する場合、従来は、回転ノズルの揺動中心を開先
の幅方向中心に一致させる制御しか行なっておらず、回
転ノズルの揺動幅（振幅）を変更させる制御までは行な
っていなかった。従って、回転ノズルは一定の周期およ
び揺動幅で揺動するため、開先幅に変化が生じたときに
対処し得す、開先の側壁部に溶接欠陥を発生し易いとい
う問題があった。By the way, when welding while applying swinging motion to the rotating nozzle in the width direction of the groove, conventionally, control was only performed to align the swinging center of the rotating nozzle with the widthwise center of the groove; Control to change the dynamic width (amplitude) was not performed. Therefore, since the rotating nozzle oscillates at a constant period and oscillation width, there is a problem that welding defects are likely to occur on the side wall of the groove, which cannot be dealt with when the groove width changes. .
この発明は、上述の現状に鑑み、回転ノズルに揺動を加
えながら被溶接材を溶接するに際し、開先幅に変化が生
じたときにも対処して、開先の側壁部に溶接欠陥を生じ
ることなく被溶接材を良好に溶接することを可能とした
、回転アーク溶接法における回転ノズルの揺動幅制御方
法を提供することを目的とするものである。In view of the above-mentioned current situation, this invention deals with changes in the groove width when welding the materials to be welded while applying rocking to the rotating nozzle, and eliminates welding defects on the side walls of the groove. It is an object of the present invention to provide a method for controlling the swing width of a rotating nozzle in a rotating arc welding method, which makes it possible to satisfactorily weld materials to be welded without causing the welding.
この発明は、被溶接材の開先に向けた回転ノズルから溶
接ワイヤを前記回転ノズルの軸心から偏位させて導出し
て、前記溶接ワイヤをシールドガスと共に前記開先内に
供給し、そして前記回転ノズルを前記軸心の廻りに高速
回転しながら前記溶接ワイヤと前記開先との間に回転す
るアークを発生すると共に、前記回転ノズルを前記開先
の幅方向に前記開先の幅方向中心を揺動の中心として一
定の周期および揺動幅で揺動させながら、前記回転ノズ
ルを前記開先の溶接方向に移動して、これにより前記開
先内に溶接ビードを盛って、前記被溶接材を溶接するに
際し、前記アークの電圧波形を連続的に検出して、前記
電圧波形から前記アークの１回転あたり、前記アークが
前記回転ノズルの前記軸心から溶接方向前方に向かって
後方にある回転域と左方にある回転域と前方にある回転
域と右方にある回転域の４つの回転域の所定幅の電圧波
形を得るように、前記電圧波形を分割し、その分割され
た電圧波形から前記左方の回転域と右方の回転域とにお
ける電圧波形を抽出し、更にその抽出された２つの回転
域の電圧波形の各々におけるピーク電圧値を検出して、
前記回転ノズルの前記軸心が前記揺動の中心から溶接方
向前方に向かって左方にある揺動域と右方にある揺動域
との１方又は両方において、前記２つの回転域の電圧波
形の前記ピーク電圧値の１方又は両方が、予め定められ
たピーク電圧の基準値に対して所定の範囲内に収まるよ
うに、前記回転ノズルの前記揺動幅を変更することに特
徴を有するものである。In the present invention, a welding wire is guided out from a rotating nozzle directed toward a groove of a material to be welded while being deviated from the axis of the rotating nozzle, and the welding wire is supplied into the groove together with a shielding gas, and While rotating the rotating nozzle at high speed around the axis, a rotating arc is generated between the welding wire and the groove, and the rotating nozzle is rotated in the width direction of the groove. The rotary nozzle is moved in the welding direction of the groove while being oscillated at a constant period and oscillation width with the center as the center of oscillation, thereby forming a weld bead within the groove and welding the target. When welding the welding material, the voltage waveform of the arc is continuously detected, and from the voltage waveform, it is determined that the arc moves backward from the axis of the rotating nozzle toward the front in the welding direction per revolution of the arc. The voltage waveform is divided so as to obtain voltage waveforms of a predetermined width in four rotation ranges: a certain rotation range, a rotation range on the left, a rotation range on the front, and a rotation range on the right. Extracting the voltage waveforms in the left rotation range and the right rotation range from the voltage waveform, and further detecting the peak voltage value in each of the voltage waveforms in the two extracted rotation ranges,
In one or both of a swing range where the axis of the rotating nozzle is on the left side and a swing range on the right side when looking forward in the welding direction from the center of swing, the voltage in the two rotation ranges is The swing width of the rotating nozzle is changed so that one or both of the peak voltage values of the waveform fall within a predetermined range with respect to a predetermined peak voltage reference value. It is something.
以下、この発明の制御方法を図面に基づき詳述する。 Hereinafter, the control method of the present invention will be explained in detail based on the drawings.
この発明では、回転するアークの電圧変動から開先幅の
変動・を検知して、開先幅の変動に応じて回転ノズルの
揺動幅を変更、制御するものである。In this invention, fluctuations in the groove width are detected from voltage fluctuations of the rotating arc, and the swing width of the rotating nozzle is changed and controlled in accordance with the fluctuations in the groove width.
第１図（ａ） 、 （ｂ）は、開先幅の変動の検知の原
理を示す説明図である。FIGS. 1(a) and 1(b) are explanatory diagrams showing the principle of detecting fluctuations in groove width.
第１図（ａ） 、 （ｂ）において、２は水平方向の開
先で、第１図（ａ）の開先２の開先幅はＧ１、第１図（
ｂ）の開先２の開先幅はＧ１より大きいＧ２で、第１図
（ｂ）の開先２は第１図（ａ）の開先２より広い開先と
なっている。In Figures 1(a) and (b), 2 is a horizontal groove, and the groove width of groove 2 in Figure 1(a) is G1,
The groove width of the groove 2 in b) is G2, which is larger than G1, and the groove 2 in FIG. 1(b) is wider than the groove 2 in FIG. 1(a).
１は開先２に上方から向けられた回転ノズル、３は回転
ノズル１の軸心１ａから偏位して導出され、ガス供給手
段（図示せず）からのシールドガスと共に開先２内に供
給された溶接ワイヤ、４は溶接ワイヤ３と開先２との間
に発生されたアークである。回転ノズル１は、軸心１ａ
の廻りに数１０Ｈｚオーダの回転速度で高速回転しなが
ら、軸心１ａを開先２の幅方向中心２ａに一致させて、
溶接方向（第１図（ａ） 、 （ｂ）の紙面の裏側から
表側に向かう方向）に移動する。かくして、回転ノズル
１の回転によって回転するアーク４により、開先２内に
溶接ビード６を盛り、被溶接材７を溶接する。Reference numeral 1 denotes a rotary nozzle directed toward the groove 2 from above, and 3 a rotary nozzle deviated from the axis 1a of the rotary nozzle 1 and led out, and supplied into the groove 2 together with shielding gas from a gas supply means (not shown). The welding wire 4 is an arc generated between the welding wire 3 and the groove 2. The rotating nozzle 1 has an axis 1a
While rotating at a high speed of the order of several tens of Hz, the axis 1a is aligned with the widthwise center 2a of the groove 2,
It moves in the welding direction (the direction from the back side to the front side of the paper in FIGS. 1(a) and 1(b)). In this manner, the weld bead 6 is formed in the groove 2 by the arc 4 which rotates due to the rotation of the rotary nozzle 1, and the material to be welded 7 is welded.
第２図は、上記の回転するアークの回転位置を示す回転
位置図である。アーク４が、従って溶接ワイヤ３が第２
図に示すように、溶接方向８の前方向に向かって回転ノ
ズル１の軸心１ａから後方端にあるときをＣｒとし、反
対に前方端にあるときをＣｆとし、また、軸心１ａから
左方端にあるときをＬとし、反対に右方端にあるときを
Ｒとする。FIG. 2 is a rotational position diagram showing the rotational position of the above-mentioned rotating arc. The arc 4 and therefore the welding wire 3
As shown in the figure, when the rotary nozzle 1 is located at the rear end from the axis 1a toward the front in the welding direction 8, it is designated as Cr, and when it is at the front end, it is designated as Cf. When it is at the right end, it is called L, and when it is at the right end, it is called R.
アーク４は、矢印９で示すように、例えばＣｒ−＋Ｌ→
Ｃｆ−＋Ｒの向きに回転している。As shown by arrow 9, arc 4 is, for example, Cr-+L→
It is rotating in the direction of Cf-+R.
このような回転するアーク４の発生電源に定電流電源を
用いた場合、開先２０幅が第１図（ａ）のＧ。When a constant current power source is used as a power source for generating such a rotating arc 4, the width of the groove 20 is G in FIG. 1(a).
から第１図〜）の０２へ広くなったときの、回転位置Ｃ
ｒ＋Ｌ＋ＣｆおよびＲでのアーク４の電圧変化は、次の
ようになる。Rotation position C when widening from to 02 in Figure 1 ~)
The voltage change of arc 4 at r+L+Cf and R is as follows.
すなわち、開先幅がＧ１からＧ２へ増大しても、アーク
４の発生を定電流で行なうから、第３図に示すように、
溶接ワイヤ３の突出長ｔｅは変ｆヒしない。In other words, even if the groove width increases from G1 to G2, the arc 4 is generated with a constant current, so as shown in FIG.
The protrusion length te of the welding wire 3 remains unchanged.
一方、溶接ビード６は、開先幅のＧ１からＧ２への増大
により、ビード表面が表面６ａから６ ａ’に低下し、
クレータ表面が表面６ｂから６ ｂ’に低下するから、
アーク４の見かけのアーク長ｔａが増大する。On the other hand, as the groove width of the weld bead 6 increases from G1 to G2, the bead surface decreases from surface 6a to surface 6a'.
Since the crater surface decreases from surface 6b to surface 6b',
The apparent arc length ta of arc 4 increases.
εのアーク長ｔａ６増大により、回転位置Ｃｒ、Ｌ。Due to the increase in the arc length ta6 of ε, the rotational position Cr,L.
ＣｆおよびＲでのアーク電圧は増加する。更に回転位置
りおよびＲでは、それぞれ溶接方向前方に向かって左方
の開先２の側壁部２Ｌおよび右方の開先２の側壁部２Ｒ
までの距離が増大するので、その距離変化によるアーク
４の実質のアーク長が増大して、実質のアーク長の増大
によるアーク４の電圧増加分が加わる。この実質のアー
ク長の増大による電圧増加は、アーク４が開先２の側壁
部２ｔ、 ｒ ２Ｈに届かなくなるまで増大し、届かな
くなった・時点で飽和する。The arc voltage at Cf and R increases. Further, at the rotational position and R, the side wall portion 2L of the left groove 2 and the side wall portion 2R of the right groove 2 toward the front in the welding direction, respectively.
Since the distance to the terminal increases, the actual arc length of the arc 4 increases due to the distance change, and an increase in the voltage of the arc 4 due to the increase in the actual arc length is added. The voltage increase due to this increase in the actual arc length increases until the arc 4 no longer reaches the side wall portions 2t, r2H of the groove 2, and saturates at the point where it no longer reaches the side wall portions 2t, r2H.
以上の開先幅の変化によるアーク電圧変化を、第４図に
図示して示す。ここで、Ｅａｒ ＋ Ｅｃｆはそれぞれ
回転位置Ｃｒ、Ｃｆでのアーク電圧を示し、ＥＳは回転
位置り、Ｒでのアーク電圧、即ちＥｌ、 ＋ ＥＲを示
す。溶接条件は、例えば溶接ワイヤ３の回転直径（アー
ク４の回転直径）Ｄ：６ｓｍ、回転ノズル１の回転速度
Ｎ ： ６０Ｈｚ、溶接電流Ｉ：３００Ａ。The arc voltage change due to the above change in groove width is illustrated in FIG. 4. Here, Ear + Ecf represents the arc voltage at the rotational positions Cr and Cf, respectively, and ES represents the arc voltage at the rotational position R, that is, El, + ER. The welding conditions are, for example, the rotation diameter D of the welding wire 3 (rotation diameter of the arc 4): 6 sm, the rotation speed N of the rotary nozzle 1: 60 Hz, and the welding current I: 300 A.
溶接ワイヤ３の供給速度ｖｆ： Ｉ Ｌ５ ｒｎ、／”
、溶接速度ｖ：２５−一である。Supply speed vf of welding wire 3: I L5 rn, /”
, welding speed v: 25-1.
第４図に示すように、開先幅Ｇが変化すると、アーク電
圧Ｅｃｒｒ Ｅｃｆ ＋ Ｅｓはそれぞれ変化するが、
回転位置りおよびＲでのアーク電圧変化ΔＥＳは、上述
したように、アーク４の見かけのアーク長ｔａの変化に
よる電圧変化分ΔＥＳＡ とアーク４の実質のアーク長
の変化による電圧変化分ΔＥｓ１ｃ とからなっている
ので、最も大きくなる。例えば開先幅ＧがＧ、＝ １２
ｒａｍからＧ２＝ １４ ｍ ヘと増大すると、回転
位置りおよびＲでのアーク電圧Ｅｓは、ＥＳｔ中３２．
５ｖからＥＳ２ ： ３４ ＶへとＪＥ３ ：１．５
Ｖも大きく増加する。従って、このような回転位置りお
よびＲでのアーク電圧Ｅｓを求めて、その変動を知れば
、開先２の開先幅変動が検知できる。As shown in FIG. 4, when the groove width G changes, the arc voltage Ecrr Ecf + Es changes, respectively.
As described above, the arc voltage change ΔES at the rotational position and R is calculated from the voltage change ΔESA due to the change in the apparent arc length ta of the arc 4 and the voltage change ΔEs1c due to the change in the actual arc length of the arc 4. It becomes the largest because it is . For example, the groove width G is G, = 12
When increasing from ram to G2=14 m, the arc voltage Es at rotational position and R becomes 32.
5v to ES2: 34V to JE3: 1.5
V also increases significantly. Therefore, by determining the arc voltage Es at such rotational position and R and knowing the fluctuations thereof, it is possible to detect fluctuations in the groove width of the groove 2.
そこで、先ずアーク４の電圧波形Ｅを第５図に示すよう
に検出する。そして、検出された電圧波形Ｅを、第６図
に示すような仕方で分割する。すなわち、アーク４の１
回転あたり、回転位置ＣｒとＣｆを結ぶ線１０（開先２
の幅方向中心線上に位置している）および回転位置Ｒと
Ｌを結ぶ線１０′を中心とした５〜９０度の角度φ。で
分割して、アーク４が回転ノズル１の軸心１ａから溶接
方向８の前方に向かって後方にある回転域Ｚ。、と、左
方にある回転域ｚＬと、前方にある回転域Ｚｃｆと、右
方にある回転域ｚＲの４つの回転域の電圧波形を得るよ
うに分割する。次いで、分割された回転域Ｚｃｒ、ｚＬ
。Therefore, first, the voltage waveform E of the arc 4 is detected as shown in FIG. Then, the detected voltage waveform E is divided in the manner shown in FIG. That is, arc 4 1
Per rotation, line 10 (bevel 2) connecting rotation positions Cr and Cf
) and an angle φ of 5 to 90 degrees about a line 10' connecting rotational positions R and L. A rotation region Z in which the arc 4 is located rearward toward the front in the welding direction 8 from the axis 1a of the rotary nozzle 1. , the voltage waveforms are divided to obtain voltage waveforms in four rotation ranges: a rotation range zL on the left, a rotation range Zcf on the front, and a rotation range zR on the right. Next, the divided rotation ranges Zcr, zL
.
ＺｃｆおよびｚＲでの電圧波形のピーク電圧値をピーク
ホールド回路により検出する。このようなピーク電圧値
の検出によって、回転位置Ｃｒ＋ Ｌ ＋ Ｃｆおよび
Ｒでのアーク電圧Ｅｃｒ、ＥＬ、ＥｃｆおよびＥＲが得
られる。The peak voltage values of the voltage waveforms at Zcf and zR are detected by a peak hold circuit. By detecting such peak voltage values, arc voltages Ecr, EL, Ecf and ER at rotational positions Cr+L+Cf and R are obtained.
以上の゛ようなアーク電圧Ｅｃｒ＋ ＥＬ＋ Ｅｏｆお
よびＥＲの検出を連続的に行ない、そのうち、回転位置
り。Detection of the arc voltages Ecr+EL+Eof and ER as described above is performed continuously, and among them, detection of the rotational position is performed.
Ｒでのアーク電圧ＥＬ ＋ ＥＲの一方又は両方の変動
を知れば開先幅変動を検知できる。By knowing the fluctuation of one or both of the arc voltages EL + ER at R, the groove width fluctuation can be detected.
この発明では、以上のような原理を基にして、回転ノズ
ルが開先幅方向に揺動する場合に開先幅の変動を検知し
て、回転ノズルの揺動幅制御を次のように行う。In this invention, based on the above principle, when the rotating nozzle swings in the groove width direction, fluctuations in the groove width are detected and the swing width of the rotating nozzle is controlled as follows. .
第７図（ａ）は、この発明の方法によって揺動幅の制御
が行なわれる回転ノズルを向けた開先を示す横断面図、
第７図（ｂ）は、第７図（ａ）の開先における回転ノズ
ルの軸心の移動軌跡を示す平面図、第８図（ａ）は、第
７図（ａ）の開先上り広い開先を示す横断面図、第８図
（ｂ）は、第８図（ａ）の開先における回転ノズルの軸
心の移動軌跡を示す平面図である。FIG. 7(a) is a cross-sectional view showing a groove facing a rotary nozzle whose swing width is controlled by the method of the present invention;
Fig. 7(b) is a plan view showing the movement locus of the axis of the rotary nozzle in the groove shown in Fig. 7(a), and Fig. 8(a) is a plan view showing the upward width of the groove shown in Fig. 7(a). The cross-sectional view of the groove shown in FIG. 8(b) is a plan view showing the locus of movement of the axis of the rotary nozzle in the groove of FIG. 8(a).
第７図（ａ） 、 （ｂ）および第８図（ａ） 、 （
ｂ）において、１２は水平方向の開先である。第７図（
ａ） 、 （ｂ）の開先１２の開先幅はＧ１、第８図伝
）、ら）の開先１２の開先幅はＧ、より大きいＧ４で、
第７図（ａ） 、 （ｂ）の開先１２は第８図（Ａ）、
Ｃｂンの開先１２より広い開先となっている０
開先１２に上方から向けられた回転ノズル１は、軸心１
ａの廻りに高速回転し、且つ、開先１２の幅方向中心を
揺動の中心１２ａとして、開先１２の幅方向に一定の周
期および開先幅Ｇ、に適合する揺動幅（振幅）Ｗｏで揺
動しながら、開先１２を矢印８で示す溶接方向に移動す
る。Figure 7(a), (b) and Figure 8(a), (
In b), 12 is a horizontal groove. Figure 7 (
The groove width of the groove 12 in a) and (b) is G1, the groove width of the groove 12 in (8th illustration) and et al) is G, which is larger than G4,
The groove 12 in FIGS. 7(a) and (b) is shown in FIG. 8(A),
The rotary nozzle 1 is directed from above to the groove 12, which has a wider groove than the groove 12 of Cb, and the axis 1
A swing width (amplitude) that rotates at high speed around a and matches a constant period and groove width G in the width direction of the groove 12, with the center of the width direction of the groove 12 as the center of swing 12a. The groove 12 is moved in the welding direction shown by the arrow 8 while swinging at Wo.
以上のように、回転ノズル１は開先１２の幅方向中心を
揺動の中心１２ａとして、開先１２の幅方向に揺動して
いる。As described above, the rotating nozzle 1 swings in the width direction of the groove 12 with the center of the swing in the width direction of the groove 12 as the swing center 12a.
第７図（ａ）に示すように、開先１２の開先幅がＧ３一
定の定常状態では、連続的に検出しているアーク電圧Ｅ
、 、 ＥＲは回転するアーク４の揺動位置によって異
なる、即ち、回転ノズル１が開先２の左側の側壁部２Ｌ
に近接した左側の揺動端付近では、側壁部２Ｌの影響を
受は回転位置りのアーク電圧Ｅｔ、は小さくなるが、側
壁２Ｌから離れると影響がなくなりほぼ同じ値となる。As shown in FIG. 7(a), in a steady state where the groove width of the groove 12 is constant G3, the continuously detected arc voltage E
, , ER varies depending on the swinging position of the rotating arc 4, that is, the rotating nozzle 1 is located on the left side wall portion 2L of the groove 2.
In the vicinity of the left swing end close to the side wall 2L, the arc voltage Et at the rotational position becomes small due to the influence of the side wall 2L, but as it moves away from the side wall 2L, the influence disappears and the value remains almost the same.
同様に、右側の揺動端付近では側壁部２Ｒの影響を受け
、回転位置Ｒのアーク電圧ＥＲは小さくなるが、側壁部
２Ｒから離れると影響がなくなりほぼ同じ値となる。つ
まり、側壁部２Ｌ、 ２Ｒの影響を受けない揺動中心付
近ではＥＬ：ＥＲとなる。ところが第８図（ａ） 、
（ｂ）に示すように、開先１２の開先幅がＧ４と大きく
なると、第７図（ａ）。Similarly, near the right swing end, the arc voltage ER at the rotational position R becomes smaller due to the influence of the side wall 2R, but as it moves away from the side wall 2R, the influence disappears and the value remains approximately the same. In other words, EL:ER near the center of swing, which is not affected by the side walls 2L and 2R. However, in Figure 8(a),
As shown in FIG. 7(b), when the groove width of the groove 12 is increased to G4, FIG. 7(a).
（ｂ）の場合と同じ揺動幅Ｗ。では、左、右の揺動端に
おいてアーク４の回転中心（回転ノズル１の軸心１ａで
ある）と開先１２の側壁部２Ｌ ｒ ２Ｒとの距離”Ｃ
Ｇ＜ ％）／２が大きくなるため、ＥＬ 、 ＥＲは第
７図（ａ） 、 （ｂ）の場合に比べあまり小さな値に
ならない。The swing width W is the same as in case (b). Now, the distance "C" between the center of rotation of the arc 4 (which is the axis 1a of the rotary nozzle 1) and the side wall part 2L r 2R of the groove 12 at the left and right swing ends.
Since G<%)/2 becomes larger, EL and ER do not become much smaller than in the cases of FIGS. 7(a) and 7(b).
第９図（ａ） 、 （ｂ）は回転しながら揺動するアー
クのアーク電圧ＥＬ 、 ＥＲを揺動位置で示したグラ
フである。第９図（ａ）は、第７図（ａ） 、 （ｂ）
、に示す開先幅Ｇ、の場合、第９図（ｂ）は、第８図（
ａ） 、 （ｂ）に示す開先幅Ｇ４（Ｇ３＜０４である
）の場合を示す。なお、アーク４の揺動幅％ ＝ ４
＋ｍ、揺動速度４ ｍ ７秒、アークの回転速度５０Ｈ
ｚである。FIGS. 9(a) and 9(b) are graphs showing arc voltages EL and ER of an arc that oscillates while rotating at oscillating positions. Figure 9(a) is similar to Figure 7(a) and (b).
In the case of groove width G shown in , FIG. 9(b) is as shown in FIG.
The case of groove width G4 (G3<04) shown in a) and (b) is shown. In addition, swing width % of arc 4 = 4
+m, swing speed 4 m 7 seconds, arc rotation speed 50H
It is z.
第９図（ａ）に示すように、回転位置りのアーク電圧Ｅ
Ｌは揺動中心付近ではほぼ図中、烏の値を示すが揺動が
、左側の揺動端に近づく時のみ前述のように低下する。As shown in FIG. 9(a), the arc voltage E at the rotational position
L shows almost the same value as shown in the figure near the center of the swing, but it decreases as described above only when the swing approaches the left end of the swing.
回転位置Ｒのアーク電圧ＥＲについても同様に揺動が右
側の揺動端に近づく時のみ低下する。しかし、前述のよ
うに左右側揺動端においてアーク４の回転中心と開先１
２の側壁部２Ｌ。Similarly, the arc voltage ER at the rotational position R decreases only when the swing approaches the right swing end. However, as mentioned above, the rotation center of the arc 4 and the groove 1 at the left and right swing ends
2 side wall portion 2L.
２Ｒとの距離＝（Ｇ４ ＷＧ）／２が大きくなるため、
回転位置り、Ｒのアーク電圧ＥＬ 、 ＥＲはあまり低
下しない。Since the distance to 2R = (G4 WG)/2 becomes larger,
The arc voltages EL and ER at rotational position and R do not decrease much.
従って揺動の半周期毎の各々においてＥＬ 、 ＥＲの
合計（積分値）を求め、そのＥＬ、ＥＲの合計の一方又
は両方の変動により、開先１２の開先幅変化を検出する
ことができる。そこで第７図（ａ） 、 ’（ｂ）で示
す開先幅Ｇ３に適合する揺動幅Ｗ。で揺動している時の
、揺動の半周期毎のＥＬ 、 ＥＲの合計の一方又は両
方を基準値と設定しておいて、揺動の半周期毎のＥＬ
＋ ＥＲの合計の一方又は両方がその設定値に対して所
定のＩｉ！囲内に収まるように回転ノズルｌの揺動幅を
変更すれば、開先幅に合致した揺動幅制御ができる。こ
の場合、揺動周期あたりのアークの回転数は揺動幅が変
化しても一定にする（たとえば揺動幅と揺動速度を比例
させて一定にする）制御が必要であるが、ＥＬ 、 Ｅ
ＲＯ替りに（Ｅｔ、 Ｅｏ ） 。Therefore, the sum (integral value) of EL and ER is obtained for each half cycle of the oscillation, and the change in the groove width of the groove 12 can be detected by the fluctuation of one or both of the sums of EL and ER. . Therefore, the swing width W is adapted to the groove width G3 shown in FIGS. 7(a) and 7(b). Set one or both of the sum of EL and ER for each half period of oscillation as a reference value when oscillating at
+ One or both of the sums of ER is a given Ii! for its set value. By changing the swing width of the rotary nozzle l so that it falls within the range, the swing width can be controlled to match the groove width. In this case, it is necessary to control the number of revolutions of the arc per oscillation cycle to be constant even if the oscillation width changes (for example, keep the oscillation width and oscillation speed constant in proportion to each other). E
(Et, Eo) instead of RO.
（Ｅａ Ｅｏ）の合計を用いる場合には、上記制御の
必要はない。またＥＬ 、 ＥＲの合計の替りに基準ｆ
ｆｆｉ Ｅ。When using the sum of (Ea Eo), the above control is not necessary. Also, instead of the sum of EL and ER, the standard f
ffiE.
を下まわるＥＬ 、 ＥＲの個数をカウントして、その
カウント数が設定カウント数に対して所定の範囲に収ま
るように揺動幅を変更してもよい。It is also possible to count the number of EL and ER that are less than , and change the swing width so that the counted number falls within a predetermined range with respect to the set count number.
以上説明したように、この発明では、回転アーク溶接法
により被溶接材を溶接するに際し、回転するアークの電
圧波形を検出して、この電圧波形に基づいて開先幅の変
動を検出し、回転ノズルの揺動幅を変更、制御している
ので、開先幅に変化が生じたときにも対処して、開先の
側壁部に溶接欠陥を生じることなく、被溶接材を良好に
溶接できる。As explained above, in this invention, when welding materials to be welded by the rotating arc welding method, the voltage waveform of the rotating arc is detected, the fluctuation of the groove width is detected based on this voltage waveform, and the rotation Since the swing width of the nozzle is changed and controlled, it is possible to cope with changes in the groove width and to successfully weld the materials to be welded without causing welding defects on the side walls of the groove. .
第１図（ａ） 、 （ｂ）は、この発明の制御方法での
開先幅変動の検知の基となる回転ノズルに揺動を加えな
い場合の開先幅変動の検知の原理を示す説明図、第２図
は、回転するアークの回転位置を示す回転位置図、第３
図は、開先幅の変化によるアーク長の変化を示す説明図
、第４図は、開先幅の変化によるアーク電圧の変化を示
すグラフ、第５図は、アーク電圧波形を示すグラフ、第
６図は、アーク電圧波形の分割のし方を示す説明図、第
７図（ａ）は、この発明の制御方法によって揺動幅の制
御が行なわれる回転ノズルを向けた開先を示す横断面図
、第７図（ｂ）は、第７図（ａ）の開先における回転ノ
ズルの細心の移動軌跡を示す平面図、第８図（ａ）は、
第７図（ａ）の開先より広い開先を示す横断面図、第８
図（ｂ）は、第８図（ａ）の開先における回転ノズルの
軸心の移動軌跡を示す平面図、第９図（ａ）は、回転し
ながら揺動するアークの揺動位置とアーク電圧ＥＬ 。
ＥＲとの関係を示すグラフ、第９［ｆｆ１（ｂ）は、第
９図（ａ）の場合より広い開先での同様な関係を示すグ
ラフである。
１・・・回転ノズル、 １ａ・・・軸心、２・・
・開先、 ２ａ・・・開先の幅方向中心、
４・・・溶接ワイヤ、 ４・・・アーク、６・・
・溶接ビード、 ６ａ、５ａ’・・・ビード表
面、６ｂ、６ｂ’・・・クレータ表面、
８・・・溶接方向、 ９・・・回転方向、１２
・・・開先、 １２ａ・・・揺動の中心。FIGS. 1(a) and 1(b) are explanations showing the principle of detecting groove width fluctuations when no rocking is applied to the rotating nozzle, which is the basis for detecting groove width fluctuations in the control method of the present invention. Figure 2 is a rotational position diagram showing the rotational position of the rotating arc, and Figure 3 is a rotational position diagram showing the rotational position of the rotating arc.
The figure is an explanatory diagram showing changes in arc length due to changes in groove width, Figure 4 is a graph showing changes in arc voltage due to changes in groove width, Figure 5 is a graph showing arc voltage waveforms, and Figure 5 is a graph showing changes in arc voltage due to changes in groove width. FIG. 6 is an explanatory diagram showing how to divide the arc voltage waveform, and FIG. 7(a) is a cross-sectional view showing the groove facing the rotary nozzle whose swing width is controlled by the control method of the present invention. 7(b) is a plan view showing the meticulous movement locus of the rotating nozzle in the groove of FIG. 7(a), and FIG. 8(a) is
8. Cross-sectional view showing a groove wider than the groove in FIG. 7(a),
Figure (b) is a plan view showing the locus of movement of the axis of the rotary nozzle in the groove of Figure 8 (a), and Figure 9 (a) is the rocking position of the arc that swings while rotating and the arc Voltage EL. Graph No. 9 [ff1(b) showing the relationship with ER is a graph showing a similar relationship with a wider groove than in the case of FIG. 9(a). 1... Rotating nozzle, 1a... Axis center, 2...
- Groove, 2a... Center in the width direction of the groove,
4...Welding wire, 4...Arc, 6...
・Welding bead, 6a, 5a'... Bead surface, 6b, 6b'... Crater surface, 8... Welding direction, 9... Rotation direction, 12
...Bevel, 12a...Center of swing.
Claims (1)
記回転ノズルの軸心から偏位させて導出して、前記溶接
ワイヤをシールドガスと共に前記開先内に供給し、そし
て前記回転ノズルを前記軸心の廻りに高速回転しながら
前記溶接ワイヤと前記開先との間に回転するアークを発
生すると共に、前記回転ノズルを前記開先の幅方向に前
記開先の幅方向中心を揺動の中心として一定の周期およ
び揺動幅で揺動させながら、前記回転ノズルを前記開先
の溶接方向に移動して、これにより前記開先内に溶接ビ
ードを盛つて、前記被溶接材を溶接するに際し、前記ア
ークの電圧波形を連続的に検出して、前記電圧波形から
前記アークの１回転あたり、前記アークが前記回転ノズ
ルの前記軸心から溶接方向前方に向かつて後方にある回
転域と左方にある回転域と前方にある回転域と右方にあ
る回転域の４つの回転域の所定幅の電圧波形を得るよう
に、前記電圧波形を分割し、その分割された電圧波形か
ら前記左方の回転域と右方の回転域とにおける電圧波形
を抽出し、更にその抽出された２つの回転域の電圧波形
の各々におけるピーク電圧値を検出して、前記回転ノズ
ルの前記軸心が前記揺動の中心から溶接方向前方に向か
つて左方にある揺動域と右方にある揺動域との１方又は
両方において、前記２つの回転域の電圧波形の前記ピー
ク電圧値の１方又は両方が、予め定められたピーク電圧
の基準値に対して所定の範囲内に収まるように、前記回
転ノズルの前記揺動幅を変更することを特徴とする、回
転アーク溶接法における回転ノズルの揺動幅制御方法。A welding wire is deviated from the axis of the rotary nozzle and guided out from a rotating nozzle directed toward the groove of the material to be welded, the welding wire is supplied into the groove together with a shielding gas, and the rotating nozzle is generating a rotating arc between the welding wire and the groove while rotating at high speed around the axis, and swinging the rotating nozzle about the widthwise center of the groove in the width direction of the groove; The rotary nozzle is moved in the welding direction of the groove while being oscillated at a constant period and oscillation width around the center of the groove, thereby forming a weld bead within the groove and welding the material to be welded. In doing so, the voltage waveform of the arc is continuously detected, and based on the voltage waveform, it is determined that, per revolution of the arc, the arc is directed forward in the welding direction from the axis of the rotating nozzle, and is located in a rotational region behind the axis. The voltage waveform is divided so as to obtain voltage waveforms of a predetermined width for four rotation ranges: a rotation range on the left, a rotation range on the front, and a rotation range on the right. The voltage waveforms in the left rotation range and the right rotation range are extracted, and the peak voltage values in each of the extracted voltage waveforms in the two rotation ranges are detected to determine whether the axis of the rotary nozzle is 1 of the peak voltage value of the voltage waveform in the two rotation ranges in one or both of the swing range on the left and the swing range on the right as viewed from the center of the swing in the welding direction forward. A rotating nozzle in a rotating arc welding method, characterized in that the swing width of the rotating nozzle is changed so that one or both of the rotating nozzles fall within a predetermined range with respect to a predetermined reference value of peak voltage. oscillation width control method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9812386A JPS62254980A (en) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | Method for controlling oscillation width of rotating nozzle in rotating arc welding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9812386A JPS62254980A (en) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | Method for controlling oscillation width of rotating nozzle in rotating arc welding method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62254980A true JPS62254980A (en) | 1987-11-06 |
| JPH0420708B2 JPH0420708B2 (en) | 1992-04-06 |
Family
ID=14211511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9812386A Granted JPS62254980A (en) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | Method for controlling oscillation width of rotating nozzle in rotating arc welding method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62254980A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015013313A (en) * | 2013-07-08 | 2015-01-22 | 株式会社神戸製鋼所 | Abnormality monitoring device of automatic welding machine |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5791877A (en) * | 1980-11-28 | 1982-06-08 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Rotary arc welding method |
-
1986
- 1986-04-30 JP JP9812386A patent/JPS62254980A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5791877A (en) * | 1980-11-28 | 1982-06-08 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Rotary arc welding method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015013313A (en) * | 2013-07-08 | 2015-01-22 | 株式会社神戸製鋼所 | Abnormality monitoring device of automatic welding machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0420708B2 (en) | 1992-04-06 |
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