JP3337285B2 - サブマージアーク溶接方法 - Google Patents
サブマージアーク溶接方法Info
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サブマージアーク溶接
方法に関する。
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】サブマージアーク溶接においては、従
来、図４縦断面図に示すように、フラックス７はその出
口の位置が溶接ノズル３に対して適切な高さになるよう
に調整されているコンジットホース９によりホッパー８
から導かれ、散布される。フラックス７の散布高さは、
フラックス７の送給速度変動，開先幅変動，溶接速度変
動等により変化する。しかし、フラックス７の散布高さ
は、過剰であればビード形状が偏平となり、逆に過少で
あれば酸化したビードとなるので、健全な溶接を行う上
で極めて重要な因子である。このため、常時作業員が露
出している溶融スラグ１０の分布状態を監視してフラッ
クス７の散布量を調整している。
来、図４縦断面図に示すように、フラックス７はその出
口の位置が溶接ノズル３に対して適切な高さになるよう
に調整されているコンジットホース９によりホッパー８
から導かれ、散布される。フラックス７の散布高さは、
フラックス７の送給速度変動，開先幅変動，溶接速度変
動等により変化する。しかし、フラックス７の散布高さ
は、過剰であればビード形状が偏平となり、逆に過少で
あれば酸化したビードとなるので、健全な溶接を行う上
で極めて重要な因子である。このため、常時作業員が露
出している溶融スラグ１０の分布状態を監視してフラッ
クス７の散布量を調整している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フラッ
クスの適正な散布高さを得るための散布量は開先幅，溶
接電圧，溶接速度等によって異なるのみならず、フラッ
クスの供給速度がなかなか安定しないこともあって、そ
の確保は困難である。そこで、フラックスの散布高さと
密接な関係にある図２に示す溶融スラグの発生状況を情
報として、フラックスの供給速度を調整する。
クスの適正な散布高さを得るための散布量は開先幅，溶
接電圧，溶接速度等によって異なるのみならず、フラッ
クスの供給速度がなかなか安定しないこともあって、そ
の確保は困難である。そこで、フラックスの散布高さと
密接な関係にある図２に示す溶融スラグの発生状況を情
報として、フラックスの供給速度を調整する。
【０００４】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、フラックスの散布高さと密接な関係にある溶
融スラグの発生状況に基づいて、フラックスの供給速度
を調整することとし、従来、作業員の技量に依存してい
たフラックスの散布量の調節の自動化により、溶接継手
の品質向上を図るサブマージアーク溶接方法を提供する
ことを目的とする。
たもので、フラックスの散布高さと密接な関係にある溶
融スラグの発生状況に基づいて、フラックスの供給速度
を調整することとし、従来、作業員の技量に依存してい
たフラックスの散布量の調節の自動化により、溶接継手
の品質向上を図るサブマージアーク溶接方法を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、サ
ブマージアーク溶接でフラックスの散布量を自動調整す
るに際して、溶融スラグの発生状況をＣＣＤカメラなど
で撮像し、画像処理した画面上で溶融スラグとフラック
スとの境界を輝度の差に基づいて識別し、各溶融スラグ
の面積Ｓn を計測してその合計値Ｓを求め、評価閾値を
Ｓ* として、Ｓ＜Ｓ* であれば、フラックスの散布量を
減らし、Ｓ≒Ｓ* であれば、そのままの散布量を続け、
Ｓ＞Ｓ* であれば、フラックスの散布量を増やすことを
特徴とする。
ブマージアーク溶接でフラックスの散布量を自動調整す
るに際して、溶融スラグの発生状況をＣＣＤカメラなど
で撮像し、画像処理した画面上で溶融スラグとフラック
スとの境界を輝度の差に基づいて識別し、各溶融スラグ
の面積Ｓn を計測してその合計値Ｓを求め、評価閾値を
Ｓ* として、Ｓ＜Ｓ* であれば、フラックスの散布量を
減らし、Ｓ≒Ｓ* であれば、そのままの散布量を続け、
Ｓ＞Ｓ* であれば、フラックスの散布量を増やすことを
特徴とする。
【０００６】
【作用】サブマージアーク溶接では、一般に、フラック
スの散布高さが低く、溶融スラグがフラックスから過剰
に露出している場合は、溶接部が酸化する。さらには、
溶接金属が海綿状となり健全な溶接が得られなくなる。
逆に、散布高さが高く、溶融スラグが過少の場合にはそ
の重さのため溶接ビード形状が変形したり、あるいはガ
ス抜けが悪いためビードの表面に凹みが発生する。しか
し、フラックスの散布高さは、フラックスの送給速度変
動，開先幅変動，溶接速度変動等により変化するととも
に、その適正値はアーク電圧等により異なる。さらに、
フラックスの適正な散布量は開先幅，溶接速度等により
変化し、電圧によって異なる。本発明方法では、図３に
示すように、フラックスからの露出した溶融スラグの合
計面積Ｓとフラックスの散布高さの間には密接な関係が
認められ、フラックス散布高さと溶融スラグのフラック
スからの露出状況の間には高い相関性がある。そこで、
本発明方法では露出した溶融スラグを監視することによ
り、フラックスの散布量を制御することができる。
スの散布高さが低く、溶融スラグがフラックスから過剰
に露出している場合は、溶接部が酸化する。さらには、
溶接金属が海綿状となり健全な溶接が得られなくなる。
逆に、散布高さが高く、溶融スラグが過少の場合にはそ
の重さのため溶接ビード形状が変形したり、あるいはガ
ス抜けが悪いためビードの表面に凹みが発生する。しか
し、フラックスの散布高さは、フラックスの送給速度変
動，開先幅変動，溶接速度変動等により変化するととも
に、その適正値はアーク電圧等により異なる。さらに、
フラックスの適正な散布量は開先幅，溶接速度等により
変化し、電圧によって異なる。本発明方法では、図３に
示すように、フラックスからの露出した溶融スラグの合
計面積Ｓとフラックスの散布高さの間には密接な関係が
認められ、フラックス散布高さと溶融スラグのフラック
スからの露出状況の間には高い相関性がある。そこで、
本発明方法では露出した溶融スラグを監視することによ
り、フラックスの散布量を制御することができる。
【０００７】
【実施例】本発明の一実施例を図面について説明する
と、図１はその縦断面図図、図２は図１における撮像モ
ニターの溶融スラグを示す図、図３はフラックスの散布
高さと露出した溶融スラグの相関性を示す図である。
と、図１はその縦断面図図、図２は図１における撮像モ
ニターの溶融スラグを示す図、図３はフラックスの散布
高さと露出した溶融スラグの相関性を示す図である。
【０００８】図４と同一の符号はそれぞれ同図の部材を
示し、まず図１において、溶接ワイヤ１は送給モータ２
により溶接ノズル３を経て溶接部４に送られる。ここ
で、溶接ワイヤ１は溶接ノズル３を通じて溶接電源５に
接続されており、先端で生じているアーク６の熱により
溶融され、開先を充填する。アーク６は未溶融のフラッ
クス７により覆われているため見えない。
示し、まず図１において、溶接ワイヤ１は送給モータ２
により溶接ノズル３を経て溶接部４に送られる。ここ
で、溶接ワイヤ１は溶接ノズル３を通じて溶接電源５に
接続されており、先端で生じているアーク６の熱により
溶融され、開先を充填する。アーク６は未溶融のフラッ
クス７により覆われているため見えない。
【０００９】フラックス７はホッパー８からコンジット
ホース９を経て溶接部４の前方直近部に散布される。そ
のコンジットホース９の先端は溶接ノズル３に対して上
下に調整可能な調整機構を介して把持されている。１１
は溶接部４の後方に配置されたＣＣＤカメラであり、溶
融スラグ１０の露出状況を撮像し、モニターしている。
１２は制御装置であり、２値化処理，輪郭抽出，画像計
測等の画像処理部及び前述の制御ロジック回路部から成
り、溶融スラグ１０の総面積に対応して出力する。この
出力はフラックス送給調節バルブ１３の開閉装置１４及
びコンジットホースの先端位置調整機構１５に入力され
る。すなわち、フラックス増量の場合はフラックス送給
バルブの開度を大にするとともに、コンジットホース９
の先端位置を高くする。フラックス減量の場合は以上の
逆に作動する。なお、１６は母材，１７は溶接金属，１
８は凝固したスラグを示す。
ホース９を経て溶接部４の前方直近部に散布される。そ
のコンジットホース９の先端は溶接ノズル３に対して上
下に調整可能な調整機構を介して把持されている。１１
は溶接部４の後方に配置されたＣＣＤカメラであり、溶
融スラグ１０の露出状況を撮像し、モニターしている。
１２は制御装置であり、２値化処理，輪郭抽出，画像計
測等の画像処理部及び前述の制御ロジック回路部から成
り、溶融スラグ１０の総面積に対応して出力する。この
出力はフラックス送給調節バルブ１３の開閉装置１４及
びコンジットホースの先端位置調整機構１５に入力され
る。すなわち、フラックス増量の場合はフラックス送給
バルブの開度を大にするとともに、コンジットホース９
の先端位置を高くする。フラックス減量の場合は以上の
逆に作動する。なお、１６は母材，１７は溶接金属，１
８は凝固したスラグを示す。
【００１０】一般に、フラックスの散布高さが低く、溶
融スラグがフラックスから過剰に露出している場合は、
溶接部が酸化する。さらには、溶接金属が海綿状とな
り、健全な溶接が得られなくなる。逆に、散布高さが高
く、溶融スラグが過少の場合には、その重さのため溶接
ビード形状が変形したり、あるいはガス抜けが悪いため
ビードの表面に凹みが発生する。しかし、フラックスの
散布高さは、フラックスの送給速度変動，開先幅変動，
溶接速度変動等により変化するとともに、その適正値は
アーク電圧等により異なる。さらに、フラックスの適正
な散布量は開先幅，溶接速度等により変化し、電圧によ
って異なる。
融スラグがフラックスから過剰に露出している場合は、
溶接部が酸化する。さらには、溶接金属が海綿状とな
り、健全な溶接が得られなくなる。逆に、散布高さが高
く、溶融スラグが過少の場合には、その重さのため溶接
ビード形状が変形したり、あるいはガス抜けが悪いため
ビードの表面に凹みが発生する。しかし、フラックスの
散布高さは、フラックスの送給速度変動，開先幅変動，
溶接速度変動等により変化するとともに、その適正値は
アーク電圧等により異なる。さらに、フラックスの適正
な散布量は開先幅，溶接速度等により変化し、電圧によ
って異なる。
【００１１】本発明では、図２に示すように、ＣＣＤカ
メラ１１により撮像された溶融スラグ１０の大きさと、
フラックス７との境界を輝度の差に基づいて識別し、各
溶融スラグの表面に見える面積Ｓｎを計測してその合計
値Ｓを求め、評価閾値Ｓ ＊と比較する。 そして、 Ｓ＜Ｓ＊ であれば、フラックスの散布量を
減らし、 Ｓ≒Ｓ＊ であれば、そのままの散布量を続け、 Ｓ＞Ｓ＊ であれば、フラックスの散布量を増やすこと
で、 フラックスの散布量を自動調整するのである。
メラ１１により撮像された溶融スラグ１０の大きさと、
フラックス７との境界を輝度の差に基づいて識別し、各
溶融スラグの表面に見える面積Ｓｎを計測してその合計
値Ｓを求め、評価閾値Ｓ ＊と比較する。 そして、 Ｓ＜Ｓ＊ であれば、フラックスの散布量を
減らし、 Ｓ≒Ｓ＊ であれば、そのままの散布量を続け、 Ｓ＞Ｓ＊ であれば、フラックスの散布量を増やすこと
で、 フラックスの散布量を自動調整するのである。
【００１２】このフラックスの散布量の自動調整要領
は、フラックスから露出した溶融スラグ（すなわち視野
中の溶融スラグ）の合計面積Ｓとフラックスの散布高さ
との関係が、図３に示すとおりとなって、フラックス散
布高さと溶融スラグのフラックスからの露出状況との間
には高い相関性があることに基づいている。したがっ
て、露出した溶融スラグを監視してフラックスの散布量
を自動的に制御することが可能となるのである。
は、フラックスから露出した溶融スラグ（すなわち視野
中の溶融スラグ）の合計面積Ｓとフラックスの散布高さ
との関係が、図３に示すとおりとなって、フラックス散
布高さと溶融スラグのフラックスからの露出状況との間
には高い相関性があることに基づいている。したがっ
て、露出した溶融スラグを監視してフラックスの散布量
を自動的に制御することが可能となるのである。
【００１３】
【発明の効果】このような本発明によれば、これまで作
業員の技量に依存していたフラックスの散布量の調節を
自動化することができ、継手品質の向上につながる。
業員の技量に依存していたフラックスの散布量の調節を
自動化することができ、継手品質の向上につながる。
【００１４】要するに本発明によれば、サブマージアー
ク溶接でフラックスの散布量を自動調整するに際して、
溶融スラグの発生状況をＣＣＤカメラなどで撮像し、画
像処理した画面上で溶融スラグとフラックスとの境界を
輝度の差に基づいて識別し、各溶融スラグの面積Ｓｎを
計測してその合計値Ｓを求め、評価閾値をＳ＊として、 Ｓ＜Ｓ＊ であれば、フラックスの散布量を減らし、 Ｓ≒Ｓ＊ であれば、そのままの散布量を続け、 Ｓ＞Ｓ＊ であれば、フラックスの散布量を増やす ことにより、フラックスの散布高さと密接な関係にある
溶融スラグの発生状況（すなわち表面に見えるスラグの
合計面積）に基づいて、フラックスの供給速度を調整す
ることとし、従来、作業員の技量に依存していたフラッ
クスの散布量の調節の自動化により溶接継手の品質向上
を図るサブマージアーク溶接方法を得るから、本発明は
産業上極めて有益なものである。
ク溶接でフラックスの散布量を自動調整するに際して、
溶融スラグの発生状況をＣＣＤカメラなどで撮像し、画
像処理した画面上で溶融スラグとフラックスとの境界を
輝度の差に基づいて識別し、各溶融スラグの面積Ｓｎを
計測してその合計値Ｓを求め、評価閾値をＳ＊として、 Ｓ＜Ｓ＊ であれば、フラックスの散布量を減らし、 Ｓ≒Ｓ＊ であれば、そのままの散布量を続け、 Ｓ＞Ｓ＊ であれば、フラックスの散布量を増やす ことにより、フラックスの散布高さと密接な関係にある
溶融スラグの発生状況（すなわち表面に見えるスラグの
合計面積）に基づいて、フラックスの供給速度を調整す
ることとし、従来、作業員の技量に依存していたフラッ
クスの散布量の調節の自動化により溶接継手の品質向上
を図るサブマージアーク溶接方法を得るから、本発明は
産業上極めて有益なものである。
【図１】本発明の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１における撮像モニターによる溶融スラグの
面積を説明する図である。
面積を説明する図である。
【図３】図１におけるフラックスの散布高さと露出した
溶融スラグの相関性を示す線図である。
溶融スラグの相関性を示す線図である。
【図４】従来のサブマージアーク溶接におけるフラック
スの散布要領を示す縦断面図である。
スの散布要領を示す縦断面図である。
１ 溶接ワイヤ ２ 送給モータ ３ 溶接ノズル ４ 溶接部 ５ 溶接電源 ６ アーク ７ フラックス ８ ホッパー ９ コンジットホース １０ 溶融スラグ １１ ＣＣＤカメラ １２ 制御装置 １３ フラックス送給調節バルブ １４ バルブ開閉装置 １５ コンジットホースの先端位置調整機構 １６ 母材 １７ 溶接金属 １８ 凝固したスラグ
フロントページの続き (72)発明者 段林 勝治 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番 １号 三菱重工業株式会社 神戸造船所 内 (56)参考文献 特開 平３−13274（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−251671（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/095 B23K 9/18
Claims (1)
- 【請求項１】 サブマージアーク溶接でフラックスの散
布量を自動調整するに際して、溶融スラグの発生状況を
ＣＣＤカメラなどで撮像し、画像処理した画面上で溶融
スラグとフラックスとの境界を輝度の差に基づいて識別
し、各溶融スラグの面積Ｓn を計測してその合計値Ｓを
求め、評価閾値をＳ* として、 Ｓ＜Ｓ* であれば、フラックスの散布量を減らし、 Ｓ≒Ｓ* であれば、そのままの散布量を続け、 Ｓ＞Ｓ* であれば、フラックスの散布量を増やす ことを特徴とするサブマージアーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28007893A JP3337285B2 (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | サブマージアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28007893A JP3337285B2 (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | サブマージアーク溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07108376A JPH07108376A (ja) | 1995-04-25 |
| JP3337285B2 true JP3337285B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=17620006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28007893A Expired - Fee Related JP3337285B2 (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | サブマージアーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3337285B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4480623A1 (en) * | 2023-03-31 | 2024-12-25 | Illinois Tool Works Inc. | Conditions-based torch maintenance systems |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107199388A (zh) * | 2016-03-17 | 2017-09-26 | 海宁瑞奥金属科技有限公司 | 一种埋弧焊熔滴过渡图像拍摄及电信号采集系统 |
| JP7276016B2 (ja) * | 2019-09-04 | 2023-05-18 | 株式会社Ihi | 非接触計測装置 |
| CN118768700B (zh) * | 2024-08-02 | 2025-04-11 | 湘潭大学 | 基于视觉反馈的埋弧焊焊渣形貌自适应破碎装置 |
-
1993
- 1993-10-13 JP JP28007893A patent/JP3337285B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4480623A1 (en) * | 2023-03-31 | 2024-12-25 | Illinois Tool Works Inc. | Conditions-based torch maintenance systems |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07108376A (ja) | 1995-04-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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