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JP3189638B2 - Rotating high-speed rotating arc welding method - Google Patents

Rotating high-speed rotating arc welding method

Info

Publication number
JP3189638B2
JP3189638B2 JP20091395A JP20091395A JP3189638B2 JP 3189638 B2 JP3189638 B2 JP 3189638B2 JP 20091395 A JP20091395 A JP 20091395A JP 20091395 A JP20091395 A JP 20091395A JP 3189638 B2 JP3189638 B2 JP 3189638B2
Authority
JP
Japan
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welding
arc
swing
half cycle
difference
Prior art date
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Application number
JP20091395A
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Japanese (ja)
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JPH0947871A (en
Inventor
雅智 村山
祐司 杉谷
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
JFE Engineering Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by JFE Engineering Corp filed Critical JFE Engineering Corp
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  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アークを高速回転
させながら溶接トーチを開先幅方向に揺動させて溶接を
行う揺動高速回転アーク溶接方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oscillating high-speed rotating arc welding method for performing welding by oscillating a welding torch in a groove width direction while rotating an arc at a high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】高速回転アーク溶接方法は、アークを所
定の半径で高速回転させながら溶接を行う方法であり、
アークが分散されるため、大電流で溶着量を増加させる
ことができる。その結果として、従来のウィービングに
よる溶接方法に比べて、溶接速度を格段に向上させるこ
とができる高能率の溶接方法である。
2. Description of the Related Art A high-speed rotating arc welding method is a method of performing welding while rotating an arc at a high speed at a predetermined radius.
Since the arc is dispersed, the amount of welding can be increased with a large current. As a result, this is a highly efficient welding method that can significantly improve the welding speed as compared with the conventional welding method using weaving.

【0003】ただし、被溶接物の構造や開先加工の制約
等のために開先幅がアークの回転半径の上限より大きく
なった場合には、開先壁部での充分な溶け込みを得るこ
とができなくなるという問題がある。
However, when the groove width becomes larger than the upper limit of the radius of rotation of the arc due to the structure of the workpiece to be welded or restrictions on the groove processing, sufficient penetration at the groove wall portion is obtained. There is a problem that can not be.

【0004】そのような開先幅の大きな場合に対処する
方法として、特公平1ー39874号公報に記載された
方法がある。その方法は、同一方向に高速回転するアー
クを開先幅方向に一定の周期と振幅で揺動させるととも
に、アーク電圧または溶接電流の波形を検出し、該波形
を溶接進行方向に対して前記回転の左側半周期と右側半
周期に分割し、開先中心に対して前記揺動の左側半周期
については前記回転の左側分割波形の面積を、前記揺動
の右側半周期については前記回転の右側分割波形の面積
を各々積分して該積分値を比較し、その差が零になるよ
うに前記揺動の中心位置を修正しながら溶接する方法で
ある。つまり、アークを高速回転させながら、開先幅中
心を揺動の中心として所定の振幅で溶接トーチを揺動さ
せるようにすることで、開先幅が広い場合でも開先幅全
体に高速回転アーク溶接方法が適用できるようにしたも
のである。
As a method for coping with such a large groove width, there is a method described in Japanese Patent Publication No. 1-39874. The method involves rotating an arc rotating at a high speed in the same direction at a constant cycle and amplitude in a groove width direction, detecting a waveform of an arc voltage or a welding current, and converting the waveform with respect to the welding progress direction. Divided into the left half cycle and the right half cycle of the groove center, the area of the left divided waveform of the rotation for the left half cycle of the oscillation, and the right half of the rotation for the right half cycle of the oscillation. In this method, the areas of the divided waveforms are integrated, the integrated values are compared, and the welding is performed while correcting the center position of the oscillation so that the difference becomes zero. In other words, by rotating the welding torch with a predetermined amplitude around the center of the groove width while rotating the arc at a high speed, even when the groove width is wide, the high-speed rotating arc is applied to the entire groove width. The welding method can be applied.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】通常、同一方向にアー
クを高速回転させた場合には、溶接進行方向の右側の開
先壁面と左側で開先壁面とで、それぞれに接するアーク
の向きが異なるため、アークの回転による溶融金属の挙
動への影響に差異が生じ、溶接ビード表面形状や溶込み
形状が開先幅方向で左右非対称となる危険性を内在して
いる。
Normally, when the arc is rotated at a high speed in the same direction, the directions of the arcs contacting the right and left sides of the groove in the welding direction differ from each other. Therefore, there is a difference in the influence of the rotation of the arc on the behavior of the molten metal, and there is a danger that the weld bead surface shape and the penetration shape become asymmetrical in the groove width direction.

【0006】図6は、溶接ビードが左右非対称に偏った
現象を図示した断面図で、1および2は被溶接材、3は
開先、4は裏当材であり、5は前述の非対称に偏った溶
接ビードである。アークを右回転で回転させて溶接を行
うと、溶接進行方向の左側においては盛り上がり右側に
おいては押し下げられた形状の溶接ビードが形成され
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a phenomenon in which a weld bead is biased left and right asymmetrically. Reference numerals 1 and 2 denote a material to be welded, 3 denotes a groove, 4 denotes a backing material, and 5 denotes the above-described asymmetrically. It is a biased weld bead. When welding is performed by rotating the arc clockwise, a weld bead having a raised shape is formed on the left side in the welding progress direction and a pressed shape is formed on the right side.

【0007】前述の特公平1ー39874号公報に記載
された方法においては、同一方向にアークを高速回転さ
せながら、しかも開先幅方向に揺動することから、溶接
進行方向の左右での溶融金属の挙動への影響差が顕著に
なり、前述の溶接ビードが開先幅方向で左右非対称にな
りやすい。
In the method described in Japanese Patent Publication No. 1-39874, the arc is rotated at a high speed in the same direction and swings in the groove width direction. The difference in the influence on the behavior of the metal becomes remarkable, and the above-mentioned weld bead tends to be left-right asymmetric in the groove width direction.

【0008】このような偏ったビードが形成されると、
図6における右側開先底部での融合不良が発生しやすく
なるという問題や、積層溶接においては開先底部が左右
非対称であるために、アーク電圧または溶接電流の波形
が左右対称とはならず、アークセンサーによる開先倣い
が良好に行われない問題がある。
When such a biased bead is formed,
In FIG. 6, the problem that fusion failure is likely to occur at the right groove bottom and the groove bottom is asymmetric in lamination welding, so that the waveform of the arc voltage or the welding current does not become bilaterally symmetric. There is a problem that groove copying by the arc sensor is not performed well.

【0009】本発明は、前述のような問題を解決するた
めになされたものであり、開先幅が広い場合でも良好な
溶接ビードの形成ができる揺動高速回転アーク溶接方法
を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides an oscillating high-speed rotary arc welding method capable of forming a good welding bead even when a groove width is wide. is there.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決する第
一番目の手段は、アークを高速回転させながら溶接トー
チを開先幅方向に揺動させて溶接を行うにあたり、該揺
動の右半周期と左半周期でアークの回転方向を逆転させ
て溶接を行うとともに、アーク電圧または溶接電流の波
形を検出し、揺動の右半周期の所定区間で波形を回転の
左側半周期および右側半周期の所定範囲でそれぞれ積分
し、その積分値(SL)Rと(SR)Rとの差ΔSR
求め、該積分値の差ΔSR があらかじめ設定された基準
値よりも大きい場合は次回の揺動における右端の位置を
内側に修正し、該積分値の差ΔS R があらかじめ設定さ
れた基準値よりも小さい場合は次回の揺動における右端
の位置を外側に修正するとともに、揺動の左半周期の所
定区間で波形を回転の右側半周期および左側半周期の所
定範囲でそれぞれ積分し、その積分値(SR)Lと(S
L)Lとの差ΔSL を求め、該積分値の差ΔSL があら
かじめ設定された基準値よりも大きい場合は次回の揺動
における左端の位置を内側に修正し、該積分値の差ΔS
L があらかじめ設定された基準値よりも小さい場合は次
回の揺動における左端の位置を外側に修正することを特
徴とする揺動高速回転アーク溶接方法である。
Means for solving the above-mentioned problems are described below.
The first method is to rotate the arc at high speed while welding
When welding is performed by rocking the switch in the groove width direction,
Reverse the rotation direction of the arc in the right half cycle and the left half cycle
Welding and the arc voltage or welding current
Detects the shape and rotates the waveform in a predetermined section of the right half cycle of oscillation.
Integrates within a predetermined range of the left half cycle and right half cycle
And the difference ΔS between the integrated value (SL) R and (SR) RRTo
And the difference ΔS between the integral valuesRIs a preset criterion
If it is larger than the value, adjust the position of the right end in the next swing.
Corrected to the inside, the difference ΔS RIs preset
If it is smaller than the set reference value, the right end in the next swing
To the outside, and the position of the left half cycle of
Rotate the waveform in a fixed section at the right half cycle and the left half cycle
The integrals are respectively integrated in the fixed ranges, and the integrated values (SR) L and (S
L) Difference ΔS from LLAnd the difference ΔS between the integral valuesLGaara
Next swing if larger than the preset reference value
Is corrected to the inside, and the difference ΔS
LIs smaller than the preset reference value,
Specially corrects the position of the left end
This is a swinging high-speed rotating arc welding method.

【0011】また、第2番目の手段は、前記の第1番目
の手段の揺動高速回転アーク溶接方法において、揺動の
右端位置および左端位置の修正により開先幅の変動量を
検出し、開先幅の変動量があっても一定のビード高さを
保つように溶接条件を制御することを特徴とする揺動高
速回転アーク溶接方法である。
Further, the second means, in the oscillating high-speed rotary arc welding method of the first means, detects a fluctuation amount of a groove width by correcting a right end position and a left end position of the oscillating, An oscillating high-speed rotary arc welding method characterized in that welding conditions are controlled so that a constant bead height is maintained even when the groove width varies.

【0012】第一番目の発明においては、揺動の右半周
期と左半周期での回転方向が逆になることから、溶接進
行方向の右側の開先壁面と左側壁面で、それぞれに接す
るアークの進行が、ともに進行方向と同一か、またはと
もに溶接進行方向と逆の向きとなる。その結果、アーク
の回転による溶接金属の挙動への影響が溶接進行方向の
左右で差がなくなるので、溶接ビード表面形状→溶け込
み形状が開先幅方向で左右対称となる。
In the first invention, since the rotation directions in the right half cycle and the left half cycle of the swing are reversed, the arcs contacting the right and left wall surfaces in the welding progress direction on the right and left wall surfaces, respectively. Are both the same as the traveling direction, or both are in the opposite direction to the welding traveling direction. As a result, there is no difference in the influence of the rotation of the arc on the behavior of the weld metal in the left and right directions of the welding progress, so that the weld bead surface shape → the penetration shape is symmetrical in the groove width direction.

【0013】溶接トーチが開先壁面に近づくと、開先壁
面側のアーク長が短くなりアーク電圧および溶接電流が
低下するので、アークの回転の開先中心側と開先壁面側
の積分値に差が生じる。そして、その差が基準値より大
きければ、溶接トーチが開先壁面に近づき過ぎているこ
とを意味するので、次回の揺動においては、揺動反転位
置を開先中心方向に修正し、その差が基準値より小さけ
れば、溶接トーチが開先壁面に遠ざかり過ぎていること
を意味するので、次回の揺動においては、揺動反転位置
を開先壁面方向に修正することで、たとえ、開先の加工
精度や溶接熱影響等で開先幅の変動や開先線の曲がりが
あっても、自動開先倣いの実施が可能となる。
When the welding torch approaches the groove wall surface, the arc length on the groove wall surface side is shortened and the arc voltage and welding current are reduced, so that the integrated value of the arc rotation on the groove center side and the groove wall surface side is reduced. There is a difference. If the difference is larger than the reference value, it means that the welding torch is too close to the groove wall surface.In the next swing, the swing reversal position is corrected toward the groove center, and the difference is determined. Is smaller than the reference value, it means that the welding torch is too far away from the groove wall, so in the next swing, by correcting the swing reversal position toward the groove wall, Even if the groove width fluctuates or the groove line bends due to the processing accuracy of welding or the influence of welding heat, automatic groove copying can be performed.

【0014】また、開先幅の変動があっても、その変動
量を検出し溶接条件の調整により溶接ビード高さを一定
にできる。
Further, even if there is a change in the groove width, the amount of the change can be detected and the welding bead height can be made constant by adjusting the welding conditions.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は、本発明にかかる揺動高速
回転アーク溶接方法の一実施例を説明する概略図で、
(イ)は平面図を、(ロ)は開先断面図を示したもので
ある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic view for explaining an embodiment of a swing high-speed rotating arc welding method according to the present invention.
(A) is a plan view and (B) is a groove sectional view.

【0016】図1において、1、2は被溶接材、3は該
被溶接材1、2より形成された開先で、開先壁1a、2
aを有する。
In FIG. 1, reference numerals 1 and 2 denote a material to be welded, and 3 denotes a groove formed by the materials to be welded 1 and 2 and groove walls 1a and 2a.
a.

【0017】6は開先3の中心線である。7、8は開先
3の壁縁線である。9は開先3内を揺動する高速回転ア
ークの回転中心の軌跡であり、溶接トーチの軌跡でもあ
る。
Reference numeral 6 denotes a center line of the groove 3. Reference numerals 7 and 8 denote wall edges of the groove 3. Reference numeral 9 denotes a locus of the rotation center of the high-speed rotating arc that oscillates in the groove 3, and also a locus of the welding torch.

【0018】本発明の実施例では、回転アークの中心は
開先3の内を直線部A→B→C→D→E→F→Aの軌跡
となるように揺動する。そして、高速で回転するアーク
の回転方向は、開先3の右側(R)におけるA→B区間
では時計廻り(CW)とし、開先3の左側(L)におけ
るD→Eの区間では反時計廻り(CCW)とする(矢視
方向)。
In the embodiment of the present invention, the center of the rotating arc swings within the groove 3 so as to have a locus of a straight line portion A → B → C → D → E → F → A. The rotating direction of the arc rotating at high speed is clockwise (CW) in the section A → B on the right side (R) of the groove 3 and counterclockwise in the section D → E on the left side (L) of the groove 3. Turning (CCW) (direction of arrow).

【0019】また、アークの回転方向は、前述とは逆に
右側(R)の区間を反時計廻りとし、左側(L)の区間
を時計廻りとしても良く、要は、開先左壁面1a、開先
右壁面2aに対しアークの回転方向が揺動の左右で対称
となればよい。
Conversely, the direction of rotation of the arc may be counterclockwise in the right (R) section and clockwise in the left (L) section. It is sufficient that the rotation direction of the arc is symmetric with respect to the right and left sides of the groove 2a.

【0020】図2は、本発明の実施例により得られた溶
接ビードWの断面図で、左右対称な溶接ビードが得られ
ている。
FIG. 2 is a sectional view of a weld bead W obtained according to the embodiment of the present invention, and a symmetrical weld bead is obtained.

【0021】図3は、本発明の実施例における溶接トー
チの軌跡とアークの回転速度変化およびアーク電圧(ア
ーク電流)の積分区間を図示したものである。ここで、
横軸は時間変化を示すとともに、溶接進行方向位置を表
しており、揺動位置A〜Fを記入してある。
FIG. 3 shows the locus of the welding torch, the change in the rotation speed of the arc, and the integration interval of the arc voltage (arc current) in the embodiment of the present invention. here,
The abscissa represents the time change and represents the position in the welding progress direction, and the swing positions A to F are entered.

【0022】図3(イ)は、アークの回転中心(溶接ト
ーチ)の軌跡を示した図である。縦軸は溶接トーチの移
動量を示しており、右側移動量を上に、左側移動量を下
に図示している。実施例として揺動パターンは、揺動幅
3mmで、揺動の両端(A→B、D→E)で、所定時間
溶接トーチの揺動を停止させている。
FIG. 3A is a diagram showing the locus of the arc rotation center (welding torch). The vertical axis indicates the movement amount of the welding torch, with the right movement amount shown above and the left movement amount shown below. As an example, the swing pattern has a swing width of 3 mm, and the swing of the welding torch is stopped for a predetermined time at both ends (A → B, D → E) of the swing.

【0023】図3(ロ)は、アークの回転速度変化のタ
イミングチャートである。縦軸はアークの回転数を示し
ており、上に右回転を、下に左回転を表した。開先中心
CおよびF付近でアークの回転方向を逆転し、左、右の
開先壁A→BおよびD→Eではアーク回転速度を50H
z一定にしている。
FIG. 3B is a timing chart of the change in the rotation speed of the arc. The vertical axis indicates the number of rotations of the arc, with the upper part showing right rotation and the lower part showing left rotation. The rotation direction of the arc is reversed near the groove centers C and F, and the arc rotation speed is set to 50H on the left and right groove walls A → B and D → E.
z is constant.

【0024】図3(ハ)は、アーク電圧または溶接電流
を積分する区間を示しており、ハッチングしている個所
が積分区間である。揺動の右半周期ではA→B間の所定
区間で積分し、揺動の左半周期ではD→E間の所定区間
で積分する。
FIG. 3C shows a section in which the arc voltage or the welding current is integrated. The hatched portion is an integration section. In the right half cycle of the swing, integration is performed in a predetermined section between A and B, and in the left half cycle of the swing, integration is performed in a predetermined section between D and E.

【0025】図4は、回転アークアーク電圧または溶接
電流の積分区間および積分範囲を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an integral section and an integral range of the rotating arc arc voltage or welding current.

【0026】図4(イ)は、開先の概略平面図であり、
回転アークが開先右側壁縁線8に接近したA→B間の所
定区間で、図4(ロ)にハッチングで示すアークの回転
の左側の所定範囲と右側の所定範囲でアーク電圧をそれ
ぞれ積分し、その積分値(SL)Rと積分値(SR)R
との差ΔSR を求める。同様に、回転アークが開先左側
壁縁線7に接近したD→E間の所定区間で、図4(ハ)
にハッチングで示すアークの回転の右側の所定範囲と左
側の所定範囲でアーク電圧をそれぞれ積分し、その積分
値(SR)Lと積分値(SL)Lとの差ΔSL を求め
る。なお、Cf は回転アークの前部中心を、Cr は回転
アークの後部中心を示す。Lは左部、Rは右部を示して
いる。積分範囲は、5°から180°の任意の範囲で定
める。
FIG. 4A is a schematic plan view of a groove.
In a predetermined section between A and B where the rotating arc approaches the groove right wall edge line 8, the arc voltages are respectively integrated in a predetermined range on the left side and a predetermined range on the right side of the arc rotation shown by hatching in FIG. And its integral value (SL) R and integral value (SR) R
Determining the difference ΔS R with. Similarly, in the predetermined section between D and E when the rotating arc approaches the groove left wall edge line 7, FIG.
Then, the arc voltage is integrated in each of a predetermined range on the right side and a predetermined range on the left side of the arc rotation indicated by hatching, and a difference ΔS L between the integrated value (SR) L and the integrated value (SL) L is obtained. Incidentally, C f is a front center of the rotating arc, C r denotes a rear center of the rotating arc. L indicates a left part, and R indicates a right part. The integration range is determined in an arbitrary range from 5 ° to 180 °.

【0027】そして、前記の積分値の差ΔSR およびΔ
L をそれぞれ基準値と比較することにより差が大であ
れば開先中心方向に、差が小であれば開先壁面方向にな
るように、次回の揺動において左右各々の溶接トーチ1
1の揺動中心を修正してやれば、溶接トーチ11の自動
開先倣いが行え、開先幅の変動に対して揺動幅を適正に
調整することができる。
Then, the differences ΔS R and ΔS
The groove center direction if the difference is greater by comparing the S L respectively reference value, the difference as is the groove wall surface direction if small, the welding torch 1 of the left and right respectively in the next swing
If the swing center of 1 is corrected, the automatic beveling of the welding torch 11 can be performed, and the swing width can be appropriately adjusted with respect to the variation of the bevel width.

【0028】また、開先幅の変動量が検出できるので、
溶着断面積の変化に対応するように溶接条件を調整する
ことにより、開先幅が変動しても溶接ビード高さを一定
に保つことができる。
Also, since the amount of change in the groove width can be detected,
By adjusting the welding conditions so as to correspond to the change in the welding cross-sectional area, the weld bead height can be kept constant even when the groove width changes.

【0029】ここで、開先の変動幅Δwは、揺動幅の変
動ΔGと等しく、Δw=W−Wo=ΔG である。W:
検出開先幅、Wo:標準開先幅 よって、溶着断面積の変化量ΔSDは、溶着ビード高さ
をHoとするとΔSD=Δw×Ho=ΔG×Ho とな
る。
Here, the variation width Δw of the groove is equal to the variation ΔG of the swing width, that is, Δw = W−Wo = ΔG. W:
Detected groove width, Wo: standard groove width Therefore, the change amount ΔSD of the welding cross-sectional area is as follows: ΔSD = Δw × Ho = ΔG × Ho, where the welding bead height is Ho.

【0030】図5は、前述の本発明の実施例における制
御回路図である。図5において、1、2は被溶接材、3
は開先、4は裏当材、10は溶接電源である。該溶接電
源10からパワーケーブル10aおよびアースケーブル
10bにより溶接トーチ11および被溶接材2への通電
回路が形成されている。なお、11′は溶接ワイヤ、1
2はアークである。
FIG. 5 is a control circuit diagram in the above-described embodiment of the present invention. In FIG.
Is a groove, 4 is a backing material, and 10 is a welding power source. A power supply circuit from the welding power source 10 to the welding torch 11 and the workpiece 2 is formed by the power cable 10a and the earth cable 10b. 11 'is a welding wire, 1
2 is an arc.

【0031】13はアーク12に高速回転を付与する回
転モータで、回転駆動部14を介して溶接トーチ11等
を高速で偏心回転させることによりアークの高速回転が
得られる。
Reference numeral 13 denotes a rotary motor for giving high-speed rotation to the arc 12, and high-speed rotation of the arc is obtained by rotating the welding torch 11 and the like eccentrically at high speed via a rotary drive unit 14.

【0032】15はアーク回転位置検出器でエンコーダ
等が使用される。16は開先幅方向(X軸)に溶接トー
チ11を駆動するためのX軸モータで、溶接トーチ11
の開先幅方向の位置は、X軸位置検出器17でX軸移動
量(Xp)として検出される。
Numeral 15 denotes an arc rotation position detector using an encoder or the like. An X-axis motor 16 drives the welding torch 11 in the groove width direction (X-axis).
Is detected by the X-axis position detector 17 as the X-axis movement amount (Xp).

【0033】18はX軸送り機構であり、X軸モータ1
6の駆動によりネジ軸18aおよび該ネジ軸18aに螺
合したアーム19とから構成されている。以上の機構は
図示しない溶接台車に搭載されている。
Reference numeral 18 denotes an X-axis feed mechanism, and the X-axis motor 1
The drive shaft 6 comprises a screw shaft 18a and an arm 19 screwed to the screw shaft 18a. The above mechanism is mounted on a welding cart (not shown).

【0034】溶接トーチ11の溶接ワイヤ11′に溶接
電源10からの通電によりアークを発生させ、X軸モー
タ16と回転モータ13により揺動高速回転アーク溶接
を開始すると、アーク電圧検出器20により、溶接トー
チ11と母材間のアーク電圧は、アーク回転位置検出器
23からアークの回転位置タイミングおよび開先幅方向
のアークの回転中心位置(溶接トーチ11の位置)の値
(Xp)がX軸位置検出器24から出力するタイミング
で、揺動右半周期積分器21および揺動左半周期積分器
22に取り込まれ、各々左右半周期の(SR)Rと(S
L)Rおよび(SL)Lと(SR)Lを得る。
When an arc is generated in the welding wire 11 ′ of the welding torch 11 by energization from the welding power source 10 and the swing high-speed rotating arc welding is started by the X-axis motor 16 and the rotating motor 13, the arc voltage detector 20 detects The arc voltage between the welding torch 11 and the base material is determined by the arc rotation position detector 23 and the value (Xp) of the arc rotation position timing and the arc rotation center position in the groove width direction (position of the welding torch 11) on the X-axis. At the timing of output from the position detector 24, they are taken into the oscillating right half-cycle integrator 21 and the oscillating left half-cycle integrator 22, and are respectively (SR) R and (S
L) R and (SL) L and (SR) L are obtained.

【0035】さらに、該X軸揺動制御回路25には、揺
動の開始および停止の指令、揺動パターン指令(揺動速
度、揺動幅、開先両端停止時間)が与えられる。
Further, to the X-axis swing control circuit 25, swing start and stop commands and swing pattern commands (swing speed, swing width, stop time at both ends of the groove) are given.

【0036】前記揺動右半周期積分器21および揺動左
半周期積分器22に取り込まれたアーク電圧波形値は、
まず、右半周期におけるアーク回転の右側の積分値(S
R)Rと左側の積分値(SL)Rとに分けて出力され
る。
The arc voltage waveform values taken into the oscillating right half cycle integrator 21 and the oscillating left half cycle integrator 22 are:
First, the integral value (S
R) R and an integrated value (SL) R on the left side.

【0037】同じく、左半周期におけるアーク回転の左
側の積分値(SL)Lと右側の積分値(SR)Lとに分
けて出力される。
Similarly, the output is divided into a left integral value (SL) L and a right integral value (SR) L of the arc rotation in the left half cycle.

【0038】前記左右半周期におけるアーク回転の左右
側の積分値は、減算器26、27で(SL)R−(S
R)R=ΔSR および(SR)L−(SL)L=ΔSL
を得る。
The integral values on the left and right sides of the arc rotation in the left and right half cycles are calculated by subtracters 26 and 27 as (SL) R- (S
R) R = ΔS R and (SR) L− (SL) L = ΔS L
Get.

【0039】該左右の差積分値ΔSR およびΔSL は、
左右端設定演算器28、29で基準値設定器30からの
基準値と比較され、もし、右半周期におけるΔSR が基
準値より大である場合は、揺動の右端の位置を内側へ、
小である場合は外側へ次回の揺動で修正するべくX軸揺
動制御回路25の指令およびX軸駆動回路31を経由し
てX軸モータ16により制御される。左半周期において
もΔSL に対し同様の修正が行われる。
The left and right difference integrated values ΔS R and ΔS L are
Is compared with a reference value from a reference value setting unit 30 in the right and left ends setting calculator 28 and 29, If [Delta] S R in the right half cycle is greater than the reference value, to the inside of the right end position of the rocking,
If it is small, it is controlled by the X-axis motor 16 via the command of the X-axis swing control circuit 25 and the X-axis drive circuit 31 so as to be corrected outward in the next swing. A similar correction is made to ΔS L in the left half cycle.

【0040】前記X軸揺動制御回路25から指令は、ト
ーチ回転制御回路32およびトーチ回転駆動回路33を
制御してアーク回転モータ13に逆転指令を与える。ま
た、前記X軸揺動制御回路25は、溶接トーチ11の揺
動速度も制御しているので、速度指令としてX軸駆動回
路28に指令される。
The command from the X-axis swing control circuit 25 controls the torch rotation control circuit 32 and the torch rotation drive circuit 33 to give a reverse rotation command to the arc rotation motor 13. Since the X-axis swing control circuit 25 also controls the swing speed of the welding torch 11, a command is sent to the X-axis drive circuit 28 as a speed command.

【0041】そして、溶接ビード高さを一定とする方法
として、溶接条件基準設定回路34が設けられ、該溶接
条件基準設定回路34からの基準揺動幅と前記X軸揺動
制御回路25からのX軸揺動幅とが減算器35で減算処
理され、揺動幅変化量ΔGが出力される。揺動幅変化量
ΔGは溶接条件適応制御演算回路36で、基準溶接ビー
ド高さHoを乗じ、溶着断面積の変化量ΔSDを演算す
る。該変化量ΔSDは基準溶接速度の値と比較され、該
溶着断面積の変化量ΔSDに応じた溶接速度になるよう
に溶接制御装置37に指令する。溶接速度の制御として
は、例えば、溶接台車(図示せず)の速度を、ギャップ
が大であれば遅く、また、ギャップが標準より狭くなっ
ていれば、速くして制御する。
As a method for keeping the welding bead height constant, a welding condition reference setting circuit 34 is provided. The reference swing width from the welding condition reference setting circuit 34 and the X-axis swing control circuit 25 The X axis swing width is subtracted by the subtractor 35 to output a swing width change amount ΔG. The swing width change amount ΔG is multiplied by the reference welding bead height Ho in the welding condition adaptive control calculation circuit 36 to calculate the change amount ΔSD of the welding cross-sectional area. The change amount ΔSD is compared with the value of the reference welding speed, and a command is issued to the welding control device 37 so as to obtain a welding speed corresponding to the change amount ΔSD of the welding cross-sectional area. As the control of the welding speed, for example, the speed of the welding carriage (not shown) is controlled to be slow if the gap is large, and to be fast if the gap is narrower than the standard.

【0042】また、開先幅の変動に対する溶接ビードの
高さ制御の方法としては、溶接速度制御と溶接電流制御
と併用する方法と、溶接速度を一定とし溶接電流制御と
溶接ワイヤ送給制御と併用する方法でも可能である。
The method of controlling the height of the welding bead with respect to the variation of the groove width includes a method of using both welding speed control and welding current control, a method of controlling welding current at a constant welding speed, and a control of welding wire feeding. It is also possible to use them in combination.

【0043】なお、以上はアーク電圧を用いた場合につ
いて述べたが、溶接電流を用いても同様の効果を得るこ
とができる。
Although the above description has been made of the case where an arc voltage is used, the same effect can be obtained by using a welding current.

【0044】[0044]

【発明の効果】高速回転アーク溶接方法で揺動を行うに
際し、開先の左右においてアークの回転方向を逆にする
ことにより、開先壁に対するアークの向きが統一される
ので、左右対称な溶接ビードが形成される。そして、ア
ーク電圧の積分値の左右比較方式により、開先倣いが自
動的に高精度に行うことができる。
When swinging is performed by the high-speed rotating arc welding method, the directions of the arc with respect to the groove wall are unified by reversing the direction of rotation of the arc on the left and right sides of the groove. Beads are formed. Then, by the left-right comparison method of the integrated value of the arc voltage, the groove copying can be automatically performed with high accuracy.

【0045】さらに、開先幅の変動を検出して溶接条件
を制御するので、開先幅が変動しても常に一定高さの溶
接ビードで溶接を施工できる。
Further, since the welding conditions are controlled by detecting the change in the groove width, welding can be always performed with a welding bead having a constant height even when the groove width changes.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の揺動高速回転アーク溶接方法の一実施
例を説明する概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a swinging high-speed rotating arc welding method according to the present invention.

【図2】本発明の実施例による溶接ビードの断面図。FIG. 2 is a sectional view of a weld bead according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例における溶接トーチの軌跡とア
ークの回転速度およびアーク電圧(溶接電流)の積分区
間を示した図。
FIG. 3 is a diagram showing a locus of a welding torch, an arc rotation speed, and an integration section of an arc voltage (welding current) in an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例におけるアーク電圧の積分区間
および積分範囲を示した図。
FIG. 4 is a diagram showing an integration section and an integration range of an arc voltage in an example of the present invention.

【図5】本発明の実施例における制御回路図。FIG. 5 is a control circuit diagram according to the embodiment of the present invention.

【図6】従来技術で形成された溶接ビードを示す図。FIG. 6 is a view showing a weld bead formed by the prior art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被溶接材 2 被溶接材 3 開先 4 裏当材 5 偏り溶接ビード 6 開先中心 7 開先右側 8 開先左側 9 揺動軌跡 10 溶接電源 11 溶接トーチ 12 アーク 13 回転モータ 14 回転駆動部 15 アーク回転位置検出器 16 X軸モータ 17 X軸位置検出器 18 X軸送り機構 19 アーム 20 アーク電圧検出器 21 揺動右半周期積分器 22 揺動左半周期積分器 23 アーク回転位置検出器 24 X軸位置検出器 25 X軸揺動制御回路 26 減算器 27 減算器 28 左端設定演算器 29 右端設定演算器 30 基準器設定器 31 X軸駆動回路 32 トーチ回転制御回路 33 トーチ回転駆動回路 34 溶接条件基準設定回路 35 減算器 36 溶接条件適応制御演算回路 37 溶接制御回路 REFERENCE SIGNS LIST 1 welded material 2 welded material 3 groove 4 backing material 5 offset welding bead 6 groove center 7 groove right 8 groove left 9 swing locus 10 welding power source 11 welding torch 12 arc 13 rotating motor 14 rotating drive unit DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Arc rotation position detector 16 X-axis motor 17 X-axis position detector 18 X-axis feed mechanism 19 Arm 20 Arc voltage detector 21 Swing right half cycle integrator 22 Swing left half cycle integrator 23 Arc rotation position detector 24 X-axis position detector 25 X-axis swing control circuit 26 Subtractor 27 Subtractor 28 Left end setting computing unit 29 Right end setting computing unit 30 Reference unit setting unit 31 X-axis drive circuit 32 Torch rotation control circuit 33 Torch rotation drive circuit 34 Welding condition reference setting circuit 35 Subtractor 36 Welding condition adaptive control operation circuit 37 Welding control circuit

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 9/12 B23K 9/022 B23K 9/127 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B23K 9/12 B23K 9/022 B23K 9/127

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】アークを高速回転させながら溶接トーチを
開先幅方向に揺動させて溶接を行うにあたり、該揺動の
右半周期と左半周期でアークの回転方向を逆転させて溶
接を行うとともに、アーク電圧または溶接電流の波形を
検出し、揺動の右半周期の所定区間で波形を回転の左側
半周期および右側半周期の所定範囲でそれぞれ積分し、
その積分値(SL)Rと(SR)Rとの差ΔSR を求
め、該積分値の差ΔSRがあらかじめ設定された基準値
よりも大きい場合は次回の揺動における右端の位置を内
側に修正し、該積分値の差ΔSR があらかじめ設定され
た基準値よりも小さい場合は次回の揺動における右端の
位置を外側に修正するとともに、揺動の左半周期の所定
区間で波形を回転の右側半周期および左側半周期の所定
範囲でそれぞれ積分し、その積分値(SR)Lと(S
L)Lとの差ΔSL を求め、該積分値の差ΔSL があら
かじめ設定された基準値よりも大きい場合は次回の揺動
における左端の位置を内側に修正し、該積分値の差ΔS
L があらかじめ設定された基準値よりも小さい場合は次
回の揺動における左端の位置を外側に修正することを特
徴とする揺動高速回転アーク溶接方法。
When welding is performed by oscillating a welding torch in a groove width direction while rotating an arc at a high speed, the rotation direction of the arc is reversed in a right half cycle and a left half cycle of the swing to perform welding. While performing, the waveform of the arc voltage or welding current is detected, and the waveform is integrated in a predetermined section of the right half cycle of the oscillation in a predetermined range of the left half cycle and the right half cycle of the rotation, respectively,
The difference [Delta] S R between the integrated value (SL) R and (SR) R determined, the position of the right end on the inner side in the difference [Delta] S R is large if the next than the predetermined reference value oscillation of the integrating value If the difference ΔS R between the integral values is smaller than a preset reference value, the position of the right end in the next swing is adjusted outward, and the waveform is rotated in a predetermined section of the left half cycle of the swing. Are integrated in predetermined ranges of the right half cycle and the left half cycle, respectively, and their integrated values (SR) L and (S
L) obtains a difference [Delta] S L of L, and when the difference [Delta] S L of the integrating value is greater than the preset reference value to correct the position of the left end in the next swing inward, the difference in the integrating value [Delta] S
If L is smaller than a preset reference value, the swinging high-speed rotating arc welding method is characterized in that the position of the left end in the next swing is corrected outward.
【請求項2】請求項1記載の揺動高速回転アーク溶接方
法において、揺動の右端位置および左端位置の修正によ
り開先幅の変動量を検出し、溶接ビード高さを一定に保
つように前記変動量に対応して溶接条件を制御すること
を特徴とする揺動高速回転アーク溶接方法。
2. A swing high-speed rotary arc welding method according to claim 1, wherein the amount of change in the groove width is detected by correcting the right end position and the left end position of the swing so as to keep the weld bead height constant. An oscillating high-speed rotating arc welding method, wherein welding conditions are controlled in accordance with the variation.
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