JPS63183776A - ア−ク溶接方法 - Google Patents
ア−ク溶接方法Info
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- JPS63183776A JPS63183776A JP62014169A JP1416987A JPS63183776A JP S63183776 A JPS63183776 A JP S63183776A JP 62014169 A JP62014169 A JP 62014169A JP 1416987 A JP1416987 A JP 1416987A JP S63183776 A JPS63183776 A JP S63183776A
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
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
ん白化や平滑化、あるいは周辺溶造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。
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
ん白化や平滑化、あるいは周辺溶造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。
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。
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一方式は上
記高速回速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５４−２６
２６１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一方式は上
記高速回速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５４−２６
２６１号公報に多く開示されているように周知の技術で
ある。
このアークセンサ一方式においては、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）程度が限界となっている。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。
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）程度が限界となっている。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
った。
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
った。
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、高速回転ア一り溶接
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
ΔＬ／ΔＥ、；チップと母材間距離Ｅ、Ｉ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。
する最終定常状態での 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ップ
、３は電極ノズルｌを回転する回転モータ、４は電極ノ
ズルｌの中心に送給され、通電チップ２の偏心孔によっ
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ップ
、３は電極ノズルｌを回転する回転モータ、４は電極ノ
ズルｌの中心に送給され、通電チップ２の偏心孔によっ
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
ップ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
ップ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ップ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０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Ｌ
Ａ、アーク長をｊＡｓ溶接電流を！、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Ｌｍ、アーク長をＩＡ％溶
接電流を１．とすると、アーク５の位置により通電チッ
プ２と母材間の距離已。が異なり７−り長ＥＡとアーク
長！、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■や通電チップ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０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Ｌ
Ａ、アーク長をｊＡｓ溶接電流を！、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Ｌｍ、アーク長をＩＡ％溶
接電流を１．とすると、アーク５の位置により通電チッ
プ２と母材間の距離已。が異なり７−り長ＥＡとアーク
長！、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■や通電チップ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
をとって、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！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、１
１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！、とアーク長ｌ、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ｊ、 ＞ｊ！
、の場合を示す。
をとって、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！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、１
１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！、とアーク長ｌ、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ｊ、 ＞ｊ！
、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ップ２と母材間の距離
Ｅ８が開先中心位１ｆＡにあるときよりも短かくなるた
めアーク１．もアーク長ｌムより短かくなる。したがっ
てアークの動作点もＳＡ点からＳ１点に移行し、溶接電
流ＩもｌＡから１．と増加する。この２つの溶接電流の
差ΔＩ−１，−１’Ａがアークセンサーとしての検出能
力となる。したがってアーク５が開先の最端部位置Ｂに
あるときの溶接電流Ｉｍ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。
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ップ２と母材間の距離
Ｅ８が開先中心位１ｆＡにあるときよりも短かくなるた
めアーク１．もアーク長ｌムより短かくなる。したがっ
てアークの動作点もＳＡ点からＳ１点に移行し、溶接電
流ＩもｌＡから１．と増加する。この２つの溶接電流の
差ΔＩ−１，−１’Ａがアークセンサーとしての検出能
力となる。したがってアーク５が開先の最端部位置Ｂに
あるときの溶接電流Ｉｍ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■８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Ｌｌはほぼ突出し長さし、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１１′ と短かく
なり、アークの動作点も第４図のＳｌ′ 点に移る。し
たがって溶接電流も１．１ と増加し、アーク５が開
先中心位１八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Δ■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。
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Ｌｌはほぼ突出し長さし、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１１′ と短かく
なり、アークの動作点も第４図のＳｌ′ 点に移る。し
たがって溶接電流も１．１ と増加し、アーク５が開
先中心位１八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Δ■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
アークセンタ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
極チップ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Ｅｌｌ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。
アークセンタ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
極チップ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Ｅｌｌ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）は通電チップ２と母材９間の距離
ＥｘがＥ ＊ ｏ ＋突出し長し０、アーク長ｌゆで溶
接を行なっている状態を示し、（ｂ）は状態（ａ）から
矢印に示す方向に溶接が進み、通電チップ２と母材９間
の距１ｔｌＥｘｏが瞬間的にΔＥ８だけ減少した直後の
状態を示す、（Ｃ）は状ａ （ｂ）から十分時間が経過
した定常状態を示す。
ＥｘがＥ ＊ ｏ ＋突出し長し０、アーク長ｌゆで溶
接を行なっている状態を示し、（ｂ）は状態（ａ）から
矢印に示す方向に溶接が進み、通電チップ２と母材９間
の距１ｔｌＥｘｏが瞬間的にΔＥ８だけ減少した直後の
状態を示す、（Ｃ）は状ａ （ｂ）から十分時間が経過
した定常状態を示す。
溶接が状Ｍ （ａ）から状１ｌ１３ｉ （ｂ）に進むと
、通電チップ２と母材９間の距離Ｅｘ。が瞬間的にΔＥ
８だけ減少するため状Ｍ （ｂ）における突出し長は状
Ｕ （ａ）と同じしわとなり、アーク長が！、からｊ
、 ’ ｍ ｊｊ 、−ΔＥ、と変化する。さらに溶接
が進み定常状態である状ａ （Ｃ）に達すると突出し長
とアーク長は通電チップ２と母材９間の距Ｍ Ｅ ｗ
ｏ−ΔＥ、ｌに対応した突出し長し、とアーク長１ｆに
変化する。このときアーク長はｌ、＞１、＞１．’の関
係にあり、状ａ （ａ）、（ｂ）。
、通電チップ２と母材９間の距離Ｅｘ。が瞬間的にΔＥ
８だけ減少するため状Ｍ （ｂ）における突出し長は状
Ｕ （ａ）と同じしわとなり、アーク長が！、からｊ
、 ’ ｍ ｊｊ 、−ΔＥ、と変化する。さらに溶接
が進み定常状態である状ａ （Ｃ）に達すると突出し長
とアーク長は通電チップ２と母材９間の距Ｍ Ｅ ｗ
ｏ−ΔＥ、ｌに対応した突出し長し、とアーク長１ｆに
変化する。このときアーク長はｌ、＞１、＞１．’の関
係にあり、状ａ （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ｆｆｉ、。
の外部特性曲線１０と各アーク長ｆｆｉ、。
１、’ 、１．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Ｓ、、Ｓ・Ｚ３．１により求めるこ
とができる。したがって状ｆｆに （ａ）から状Ｌｉ（
ｂ）に溶接が進んだ場合、溶接電流は第７図に示すよう
に■。から■。′ に変化し、更に定常状態（ｃ）に達
すると溶接電流は■、と変化する。
の交点である動作点Ｓ、、Ｓ・Ｚ３．１により求めるこ
とができる。したがって状ｆｆに （ａ）から状Ｌｉ（
ｂ）に溶接が進んだ場合、溶接電流は第７図に示すよう
に■。から■。′ に変化し、更に定常状態（ｃ）に達
すると溶接電流は■、と変化する。
一方、消耗電橋溶接におけるワイヤ溶融速度Ｍ８は溶接
電流■と溶接ワイヤ４の突出し長しの関数として下記式
で与えられることは周知である。
電流■と溶接ワイヤ４の突出し長しの関数として下記式
で与えられることは周知である。
Ｍ＊ −Ａ Ｉ ＋ＢＬ １” ・・・・・・
・・・（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。
・・・（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。
また、突出し長しの変化速度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Ｍ、との
差で与えられる。
ようにワイヤ送給速度Ｖｆ とワイヤ溶融速度Ｍ、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Ｖ、は一定である。
いてはワイヤ送給速度Ｖ、は一定である。
したがって第６図に示した状態（ａ）の溶接電流１、よ
りワイヤ送給速度Ｖ、は下記式で得られるＶｔ ＝Ａ
Ｉｓ ＋ＢＬ＠Ｉｓ” −−・” （３）また状態
（ａ）から状ＪＬｉ（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Ｍ８は Ｍ、−ＡＩ（ｔ）＋ＢＬ（ｔ）Ｉ！（ｔ）・・・（４）
と表わされ、かつ ｌ （ｔ）−１ａ ＋Δ ！ ・・・・・
・・・・ （５）Ｌ （ｔ） ＝Ｌｏ ＋ΔＬ
・・・・・・・・・ （６）とおいて、（３
）〜（６）式を（２）式に代入し、Δ■、ΔＬの２次の
項を省略すると（２）式は下記式で表わせる。
りワイヤ送給速度Ｖ、は下記式で得られるＶｔ ＝Ａ
Ｉｓ ＋ＢＬ＠Ｉｓ” −−・” （３）また状態
（ａ）から状ＪＬｉ（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Ｍ８は Ｍ、−ＡＩ（ｔ）＋ＢＬ（ｔ）Ｉ！（ｔ）・・・（４）
と表わされ、かつ ｌ （ｔ）−１ａ ＋Δ ！ ・・・・・
・・・・ （５）Ｌ （ｔ） ＝Ｌｏ ＋ΔＬ
・・・・・・・・・ （６）とおいて、（３
）〜（６）式を（２）式に代入し、Δ■、ΔＬの２次の
項を省略すると（２）式は下記式で表わせる。
ｔ
−Ｂ１．”ΔＬ
−−（Ａ＋２ＢＬ６１゜＞（１（ｔ）−１゜）＋ＢＩ。
” （ｔ、ｏ −Ｌ（ｔ）） ・・・・・・・・・（
７）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ｌＱｍｍ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、
八Ｅｘが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 ＥＯ−Ｅ電ｋ ＋Ｉ （ｔ） −１ｏ ）−Ｋ（Δ
Ｅｚ −Ｌｍ ＋Ｌ （ｔ） ）・・・・・・
・・・ （８） したがって Ｔ （ｔ）−Ｉｓ” −ＩＬ （ｔ）＋ΔＥｘ−Ｌｏ
）・・・・・・・・・（９） （９）式を（７）式に代入して整理すると・・・・・・
・・・（１０） ・・・・・・・・・（１１） とすると（ｌＯ）式は下記式で表わせる。
７）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ｌＱｍｍ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、
八Ｅｘが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 ＥＯ−Ｅ電ｋ ＋Ｉ （ｔ） −１ｏ ）−Ｋ（Δ
Ｅｚ −Ｌｍ ＋Ｌ （ｔ） ）・・・・・・
・・・ （８） したがって Ｔ （ｔ）−Ｉｓ” −ＩＬ （ｔ）＋ΔＥｘ−Ｌｏ
）・・・・・・・・・（９） （９）式を（７）式に代入して整理すると・・・・・・
・・・（１０） ・・・・・・・・・（１１） とすると（ｌＯ）式は下記式で表わせる。
Ｌ
積分定数をＣＩとして（１２）式を解くとβ
Ｌ （ｔ ） ＝−＋ Ｃ，ｅ−” −・＝−（
１３）α （１３）式において、１−０およびｔ＝閃とすると第６
図の状態（ａ）のときの突出し長Ｌ６ と状態（Ｃ）の
ときの突出し長しｆは β Ｌ、−一＋Ｃ。
１３）α （１３）式において、１−０およびｔ＝閃とすると第６
図の状態（ａ）のときの突出し長Ｌ６ と状態（Ｃ）の
ときの突出し長しｆは β Ｌ、−一＋Ｃ。
α ・・・・・・・・・（１４）
β Ｌｒ 弯− α と表わせ、（１３）式、 （１４）式から下記式が得
られる。
β Ｌｒ 弯− α と表わせ、（１３）式、 （１４）式から下記式が得
られる。
Ｌ （ｔ ） −Ｌｔ＋ （Ｌｏ−Ｌｖ） ｅ
−”・＝−−（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。
−”・＝−−（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。
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
って第８図の曲ｉ＊１２に示す、第８図において、（１
７）式に示した時定数τは時間１−０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、近位的に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。
を縦軸に突出し長Ｌ （ｔ）をとり、横軸に時間ｔをと
って第８図の曲ｉ＊１２に示す、第８図において、（１
７）式に示した時定数τは時間１−０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、近位的に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（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
るワイヤ突出し長り、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（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
るワイヤ突出し長り、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。
したがって、第４図に示すアーク５の動作点Ｓ１も動作
点３ 、 ／ に近づき、溶接電流の変化Δ■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。
点３ 、 ／ に近づき、溶接電流の変化Δ■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倍でなる、したがっ
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倍でなる、したがっ
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％ＣＯ。
−Ａｒ、ワイヤ送給速度を８．７ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ
で溶接を行なった場合の通電チップ２と母材間距離Ｅえ
の変化による溶接電流Ｉおよびワイヤ突出し長しの変化
を実測した結果を第１表に示す。
で溶接を行なった場合の通電チップ２と母材間距離Ｅえ
の変化による溶接電流Ｉおよびワイヤ突出し長しの変化
を実測した結果を第１表に示す。
第 １ 表
また、（１７）式におけるＢの値は約５Ｘ１０−’であ
るので時定数では Ｂビ ΔＥｌｌ ？２５（ｍｓ） となり、アークの回転速度Ｎの最小必要値Ｎ ａ ｉ
Ｒは、この条件の場合 ■ となる。
るので時定数では Ｂビ ΔＥｌｌ ？２５（ｍｓ） となり、アークの回転速度Ｎの最小必要値Ｎ ａ ｉ
Ｒ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ＷＡと最端部位置Ｂにおける電流差Δ■を
調べた結果を第２表に示す。
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ＷＡと最端部位置Ｂにおける電流差Δ■を
調べた結果を第２表に示す。
第 ２ 表
第２表から明らかなように、回転速度Ｎが１（Ｈｚ）の
ようにＮ、！、−１０（）（ｚ）より遅いときは電流差
Δ■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Ｎ ＠ 五ｓより
速いときには電流差Δ■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。
ようにＮ、！、−１０（）（ｚ）より遅いときは電流差
Δ■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Ｎ ＠ 五ｓより
速いときには電流差Δ■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Δ、■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Δ、■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
は電極チッ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■とアーク電
圧Ｅの変化特性図、第５図は通電チップ先端部の動作説
明図、第６図は通電チップと母材間距離Ｅ、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・・・・・・・・
・通電チップ、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。
は電極チッ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■とアーク電
圧Ｅの変化特性図、第５図は通電チップ先端部の動作説
明図、第６図は通電チップと母材間距離Ｅ、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・・・・・・・・
・通電チップ、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)
- 【特許請求の範囲】 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、アークの回転速度Ｎ（Ｈｚ）
を τ＝１／ＢＩ＾２（１−ΔＬ＿ｆ／ΔＥ＿ｘ）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、 ΔＬ＿ｆ／ΔＥ＿ｘは通電チップと母材間距離Ｅ＿ｘ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接速度変化の時定数τで定まる回転
速度Ｎ＝１／４τ（Ｈｚ）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 |
| US07/147,742 US4851638A (en) | 1987-01-26 | 1988-01-25 | Bevel profiling control method for arc welding |
| DE8888300588T DE3874767T2 (de) | 1987-01-26 | 1988-01-25 | Verfahren zum lichtbogenschweissen. |
| EP88300588A EP0278620B1 (en) | 1987-01-26 | 1988-01-25 | 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 true JPS63183776A (ja) | 1988-07-29 |
| JPH078437B2 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) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4912296A (en) * | 1988-11-14 | 1990-03-27 | Schlienger Max P | Rotatable plasma torch |
| 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 |
| DE69130275T2 (de) * | 1990-07-31 | 1999-04-08 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Verfahren und Gerät zur Bildverarbeitung |
| 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 |
Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS55133871A (en) * | 1979-04-09 | 1980-10-18 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Narrow groove arc welding method |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1136595A (en) * | 1964-12-24 | 1968-12-11 | Lincoln Electric Company Ltd | Improvements in or relating to electric arc welding |
| 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 |
| 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 US US07/147,742 patent/US4851638A/en not_active Expired - Lifetime
- 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
- 1988-01-26 KR KR1019880000577A patent/KR910003525B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-01-26 CN CN88100438A patent/CN1008610B/zh not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55133871A (en) * | 1979-04-09 | 1980-10-18 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Narrow groove arc welding method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0278620A1 (en) | 1988-08-17 |
| KR880008853A (ko) | 1988-09-13 |
| CN1008610B (zh) | 1990-07-04 |
| EP0278620B1 (en) | 1992-09-23 |
| KR910003525B1 (ko) | 1991-06-04 |
| US4851638A (en) | 1989-07-25 |
| DE3874767D1 (de) | 1992-10-29 |
| CN88100438A (zh) | 1988-08-10 |
| JPH078437B2 (ja) | 1995-02-01 |
| DE3874767T2 (de) | 1993-05-06 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |