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JPS5820704B2 - Continuous overlay automatic welding method for approximately hemisphere - Google Patents
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JPS5820704B2 - Continuous overlay automatic welding method for approximately hemisphere - Google Patents

Continuous overlay automatic welding method for approximately hemisphere

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Publication number
JPS5820704B2
JPS5820704B2 JP10590276A JP10590276A JPS5820704B2 JP S5820704 B2 JPS5820704 B2 JP S5820704B2 JP 10590276 A JP10590276 A JP 10590276A JP 10590276 A JP10590276 A JP 10590276A JP S5820704 B2 JPS5820704 B2 JP S5820704B2
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JP
Japan
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welding
rotary table
bead
speed
positioner
Prior art date
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JP10590276A
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Japanese (ja)
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庵地朗彦
荒井敏夫
小方洋二
木村則幸
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は略半球体の連続肉盛自動溶接方法に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a continuous overlay automatic welding method for a substantially hemispherical body.

従来、加熱器、反応器、圧力流体保有容器等には、たと
えば半球体、ボール型等、球体の一部形状を有する球体
溶接構造物が圧力容器の全体としてまたはその一部とし
て使用されている。
Conventionally, for heaters, reactors, pressure fluid holding vessels, etc., spherical welded structures having a partial shape of a sphere, such as a hemisphere or a ball shape, have been used as the whole or a part of the pressure vessel. .

そして、球体溶接構造物の内面には耐触性あるいは耐熱
性の合金による肉盛溶接が行なわれることが多いが、従
来、この内面肉盛溶接は、球体の球心を中心として半球
体の被溶接物を回転しながら常に下向きに手動で溶接を
行なう方法が用いられている。
Overlay welding is often performed on the inner surface of a welded sphere structure using a corrosion-resistant or heat-resistant alloy, but conventionally, this inner surface overlay welding was performed around the center of the sphere. A method is used in which welding is carried out manually in a downward direction while rotating the workpiece.

この方法におハては、内面肉盛溶接は被溶接物が1回転
するごとに溶接作業を一旦終了させて停止したのち、被
溶接物を所定の角度傾斜させてっぎの同心円上に溶接作
業を行なうようになっている。
In this method, for internal overlay welding, the welding work is once completed and stopped each time the workpiece rotates once, and then the workpiece is tilted at a predetermined angle and welding is carried out on the concentric circle of the top. It is now possible to do this.

しかし、上記溶接作業では被溶接物が1回転するごとに
一旦停止させてつぎの同心円上に移動するようになって
いるため、同B円上における溶接の始端部と終端部との
間に溶接残し部分ができたりする。
However, in the above welding work, the workpiece is stopped once every time it rotates and then moved to the next concentric circle. There may be some leftover parts.

この場合にはこの部分の手直し溶接作業が必要となる。In this case, it will be necessary to rework and weld this part.

また、溶接の終端部を始端部にラップさせると、そのラ
ップ部分の手直し作業に時間がかかるという欠点を有し
ていた。
Furthermore, when the welding end portion is wrapped around the welding start end portion, there is a drawback that it takes time to modify the wrapped portion.

本発明は上記従来の欠点に鑑みてなされたもので、半球
体の開口面を回転テーブルの上面とほぼ平行になるよう
にして固着するとともに、溶接ヘッドを半球体の球心を
通る垂直軸線上に設定して回転テーブルを回転しながら
溶接を行ない、溶接が同心円上をほぼ1回転して所定位
置までくるとこれを検知部で検知し、検知部からの信号
により回転テーブルを半球体の球心を含む軸を回転中心
として所定の傾斜速度で、かつ所定変位傾斜角度に回転
させる間に溶接をつぎの同心円上までラセン状に変位さ
せるようにして、従来のごとく回転テーブルの1回転ご
とに溶接を停止する必要がなく連続して溶接を行なうこ
とができるようにした略半球体の連続肉盛自動溶接方法
を提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the conventional art.The present invention fixes the hemisphere so that the opening surface is almost parallel to the top surface of the rotary table, and also aligns the welding head with the welding head on the vertical axis passing through the center of the hemisphere. Welding is performed while rotating the rotary table, and when the welding material rotates approximately once on a concentric circle and reaches a predetermined position, the detection unit detects this, and the signal from the detection unit turns the rotary table into a hemispherical ball. While rotating the axis containing the center as the rotation center at a predetermined tilt speed and a predetermined displacement tilt angle, the weld is displaced in a helical manner to the next concentric circle, and each rotation of the rotary table is performed as in the conventional method. It is an object of the present invention to provide a continuous overlay automatic welding method for a substantially hemispherical body, which allows continuous welding without the need to stop welding.

つぎに、本発明を一実施例である図面にしたがって説明
する。
Next, the present invention will be explained according to the drawings which are one embodiment.

第1図から第5図において、1は略半球体の連続肉盛自
動溶接装置で、本1装置1は主としてポジショナ−2、
マニプレータ23、溶接装置35、および、制御装置4
8とから構成されている。
1 to 5, 1 is a substantially hemispherical continuous overlay automatic welding device, and this device 1 mainly includes a positioner 2,
Manipulator 23, welding device 35, and control device 4
It consists of 8.

上記ポジショナ−2は、回転テーブル3、アクスル4、
セクタギヤ5、アーム6およびフレームTとから構成さ
れている。
The positioner 2 includes a rotary table 3, an axle 4,
It is composed of a sector gear 5, an arm 6, and a frame T.

上記回転テーブル3は第4図に示すように、はぼ正六角
形状をなし、その上面の対角位置には3個の受台8と、
上部に突出部10を有する6個のクランプ用治具9とが
設けられており、また、その下面の中心部には歯車11
と、中央に被溶接物を予熱するだめのバーナー挿入孔を
有するキングピン(いずれも図示せず)とが固着されて
おり、キングピンを介してアクスル4に回転可能に支承
されている。
As shown in FIG. 4, the rotary table 3 has a substantially regular hexagonal shape, and has three pedestals 8 at diagonal positions on its upper surface.
Six clamp jigs 9 having protrusions 10 on the upper part are provided, and a gear 11 is provided at the center of the lower surface.
and a king pin (both not shown) having a burner insertion hole in the center for preheating the workpiece to be welded, and is rotatably supported by the axle 4 via the king pin.

上記アクスル4は、箱形状をなし、その両端には、上記
セクタギヤ5とアーム6とが固着されており、セクタギ
ヤ5とアーム6との上端外側には、軸13がそれぞれ固
着されており、上記フレーム7の上面に設けられた支持
台7aの上端で回転可能に軸支されている。
The axle 4 has a box shape, and the sector gear 5 and the arm 6 are fixed to both ends thereof.A shaft 13 is fixed to the outer upper ends of the sector gear 5 and the arm 6, respectively. It is rotatably supported by the upper end of a support base 7a provided on the upper surface of the frame 7.

アクスル4の側部にはモータ14と、これと連結され上
部に歯車16を有する減速機15とが設けられており、
歯車16は上記回転テーブル3の下面に固着された歯車
11と噛合している、 上記フレーム7ば、枠組されたほぼ四辺形状をなし、そ
の上面にはモータ17と、これと連結され歯車19を有
する減速機18とが設けられており、歯車19は上記セ
クタギヤ5と噛合している。
A motor 14 and a reducer 15 connected to the motor and having a gear 16 on the upper part are provided on the side of the axle 4.
The gear 16 meshes with the gear 11 fixed to the lower surface of the rotary table 3. The frame 7 has a substantially quadrangular shape, and has a motor 17 on its upper surface and a gear 19 connected thereto. A reduction gear 18 is provided, and a gear 19 meshes with the sector gear 5.

そして、フレーム1の適宜な位置には、作業用踊場20
とタラップ21が設けられており、また上記支持台7a
の上方には赤色警報灯22が設けられている。
A work landing 20 is placed at an appropriate position on the frame 1.
and ramps 21 are provided, and the support stand 7a
A red warning light 22 is provided above.

上記マニプレータ23は主として定置台24゜コラム2
5、クロスヘッド30およ上ブーム32とから構成され
ている。
The manipulator 23 is mainly mounted on a fixed base 24° column 2.
5. It is composed of a crosshead 30 and an upper boom 32.

定置台24は、床面に固着され内部にはモータ(図示せ
ず)が設けられており、上面には上記コラム25が回転
可能に支持されている。
The stationary stand 24 is fixed to the floor, has a motor (not shown) provided therein, and has the column 25 rotatably supported on its upper surface.

コラム25は、鋼板製ボックス形状の2本の柱からなり
、上部には踊場26が設けられており、踊場26の上部
にはモータ27と赤色警報灯28とが設けられ、下部に
は昇降梯子29が設けられている。
The column 25 consists of two box-shaped pillars made of steel plates, and a landing 26 is provided at the top, a motor 27 and a red warning light 28 are provided at the top of the landing 26, and a climbing ladder is provided at the bottom. 29 are provided.

また、上部および下部の適宜位置にはリミットスイッチ
(図示せず)が設けられている。
Further, limit switches (not shown) are provided at appropriate positions in the upper and lower parts.

クロスヘッド30は、鋼板製ボックス形状をなし、ガイ
ドローラ31aによりコラム2502本の柱間を上下動
可能に装着されている。
The crosshead 30 has a box shape made of steel plate, and is mounted so as to be movable up and down between the two columns 250 by guide rollers 31a.

そしてチェーン27aを介してモータ27に連結されて
おり、上記モータ27の駆動によりガイドローラ31a
を介してコラム25に沿って上下動するとともに、コラ
ム25の上、下部に設けたリミットスイッチにより上下
動の終端位置を制限されている。
The guide roller 31a is connected to a motor 27 via a chain 27a, and the guide roller 31a is driven by the motor 27.
The end position of the vertical movement is limited by limit switches provided at the top and bottom of the column 25.

まだ、クロスヘッド30の内部にはブーム32が水平方
向へガイドローラ31bで移動可能に支持されている。
A boom 32 is still supported within the crosshead 30 so as to be movable in the horizontal direction by guide rollers 31b.

上記ブーム32は、鋼板製ボックス形状をなし、その先
端部には作業者が搭乗できる作業台33が設けられてお
り、作業台33の下部には支持金具34を介して溶接装
置35が設けられている。
The boom 32 has a box shape made of steel plate, and a workbench 33 on which a worker can ride is provided at the tip thereof. A welding device 35 is provided at the bottom of the workbench 33 via a support fitting 34. ing.

このブーム32は、上記クロスヘッド30に設けられた
図示しないモータの1駆t)ffよりガイドローラ31
bで案内され、かつ、図示しないリミットスイッチで一
定範囲内で水平方向へ移動可能となっている。
This boom 32 is driven by a guide roller 31 from a first drive t)ff of a motor (not shown) provided on the crosshead 30.
b, and is movable in the horizontal direction within a certain range using a limit switch (not shown).

上記溶接装置35は主として溶接ヘッド36、フープリ
ール(図示せず)、フラックス散布機37、フラックス
回収機38および溶接電源39とから構成されている。
The welding device 35 mainly includes a welding head 36, a hoop reel (not shown), a flux spreader 37, a flux recovery device 38, and a welding power source 39.

溶接ヘッド36の上部には、フラックスを収納するホッ
パ41とその供給口を開閉するシリンダ42とを有する
フラックス散布機37が設けられている。
A flux spreader 37 is provided above the welding head 36 and has a hopper 41 that stores flux and a cylinder 42 that opens and closes a supply port of the hopper 41 .

まだ、溶接ヘッド36に電極のフープを供給するフープ
リールは上記ポジショナ−2の適宜な場所に設けられた
架台(図示せず)に固着されている。
Still, a hoop reel for supplying the electrode hoop to the welding head 36 is fixed to a pedestal (not shown) provided at an appropriate location on the positioner 2.

上記フラックス回収機38は、内部にクイ/1ター(図
示せず)を有し、下部にダンパー44を備えた回収機本
体43とブロワ−45とから構成されており、これらは
ホース46を介して接続されるとともに、回収機本体4
3が上記ブーム32内を貫通したホース47を介して溶
接ヘッド36と接続している。
The flux recovery machine 38 is comprised of a recovery machine main body 43 and a blower 45, each having a collector/one tar (not shown) at the bottom and a damper 44 at the bottom, which are connected to each other via a hose 46. is connected, and the collection machine main body 4
3 is connected to the welding head 36 via a hose 47 that passes through the inside of the boom 32.

上記制御装置48:、地上で操作可能な主操作盤49と
、ボータプル操作可能なポジショナ−操作盤50とマニ
プレータ操作盤51、および、制御盤とから構成されて
いる。
The control device 48 includes a main operation panel 49 that can be operated on the ground, a positioner operation panel 50 that can be operated by a button pull, a manipulator operation panel 51, and a control panel.

ポジショナ−操作盤50とマニプレータ操作盤51とは
上記マニプレータ23のブーム32先端部に設けられた
作業台33に設けられており、切替えることによって上
記各操作盤、49,50.51が単独に操作することが
できるようになっている。
The positioner operation panel 50 and the manipulator operation panel 51 are provided on the workbench 33 provided at the tip of the boom 32 of the manipulator 23, and by switching, each of the operation panels 49, 50, and 51 can be operated independently. It is now possible to do so.

主操作盤49は自立鋼板製のテスタ形、防塵形になって
おり、主操作盤49には、操作電源用キースイッチ、3
ケ所操作切換用スイッチとその表示と、ポジショナ−関
係盤面として各電動機電流計、回転テーブル3の傾斜角
度および回転数の表示、ポジショナ−の回転および傾斜
の表示と、マニプレータ操作盤面としてブーム32の水
平方向の移動(早送り)昇降、旋回用各折ボタンと、溶
接関係盤面、および、制御盤として各電動機制御装置、
溶接条件指示記録装置等の必要な計器類が設けられてい
る。
The main operation panel 49 is a tester-type, dust-proof type made of free-standing steel plate, and includes a key switch for operation power supply, 3
The operation changeover switch and its display, each motor ammeter as the positioner-related panel, the tilt angle and rotation speed display of the rotary table 3, the positioner rotation and tilt display, and the horizontal display of the boom 32 as the manipulator operation panel. Each folding button for directional movement (fast forwarding), lifting and turning, welding-related panel surfaces, and each motor control device as a control panel,
Necessary instruments such as a welding condition instruction recording device are provided.

まだ、ポジショナ−操作盤50およびマニプレータ操作
盤51にも上記同様、必要な計器類等がそれぞれ設けら
れている。
Still, the positioner operation panel 50 and the manipulator operation panel 51 are also provided with necessary instruments and the like, as described above.

つぎに、上記構成からなる略半球体の連続肉盛自動溶接
装置1の操作を説明する。
Next, the operation of the substantially hemispherical continuous overlay automatic welding apparatus 1 having the above configuration will be explained.

まず、半球体の被溶接物52をポジショナ−2の回転テ
ープA3上面に設けられた3個の受台8上に被溶接物5
20球心を含む開口面52aが回転テープA3と平行に
なるように載置したのち回転テーブル3上面に設けた6
個のクランプ用冶具9上部の突出部10を面52aに係
止して固着する。
First, the hemispherical workpiece 52 is placed on three pedestals 8 provided on the top surface of the rotating tape A3 of the positioner 2.
20 placed so that the opening surface 52a containing the spherical center is parallel to the rotating tape A3, and then the 6
The protrusion 10 on the top of each clamping jig 9 is engaged and fixed to the surface 52a.

そして、フレーム7に設けたモータ17を起動し、歯車
19とセクタギヤ5との噛合により軸13を支点として
回転し、回転テープA3が水平方向に対して90°度に
なるように傾斜させる。
Then, the motor 17 provided on the frame 7 is started, and the gear 19 and the sector gear 5 are engaged to rotate about the shaft 13 as a fulcrum, and the rotating tape A3 is tilted at 90 degrees with respect to the horizontal direction.

ついで、マニプレータ23の定置台24内に設けたモー
タを起動してコラム25を回転するとともに、コラム2
5の上部に設けたモータ27を駆動してクロスヘッド3
0を上昇まだは下降させてブーム32の軸線を被溶接物
52の球心方向と一致させる。
Next, the motor provided in the fixed base 24 of the manipulator 23 is started to rotate the column 25, and the column 2
The cross head 3 is driven by the motor 27 provided on the top of the cross head 5.
0 is raised or lowered to align the axis of the boom 32 with the spherical direction of the workpiece 52.

同時に所定の高さに位置させたのち、クロスヘッド30
に設けだモータを起動してブーム32を水平方向に移動
し、図中の実線で示す位置から点線で示す位置まで前進
させて、溶接装置35の溶接ヘッド36が被溶接物52
の球心を含む垂直線上に位置するように設定する。
At the same time, after positioning the crosshead 30 at a predetermined height,
The motor provided in the welding device 35 is started to move the boom 32 horizontally, and the boom 32 is moved forward from the position shown by the solid line to the position shown by the dotted line in the figure.
Set the ball to be located on a vertical line that includes the center of the ball.

そして、溶接装置35の溶接ヘッド36に所要の帯状電
極(フープ)を、また、フラックス散布機37にフラッ
クスをそれぞれ供給することによって溶接準備が完了す
る。
Then, preparation for welding is completed by supplying the required strip electrode (hoop) to the welding head 36 of the welding device 35 and supplying flux to the flux spreader 37, respectively.

つぎに、本装置1による溶接制御法について説明する。Next, a welding control method using this device 1 will be explained.

第6図はこの溶接制御システムを図示しだもので、指令
溶接速度(S)、被溶接物の内径[F])、帯状電極の
巾住)、変位移行ビード長(G)と、第7図に示すポジ
ショナ−の傾斜角検出装置で検出された回転テーブル3
の垂線Pに対する傾斜角(のをインプットし、これを計
算機53によって所定の演算を行ない、その結果を回転
テーブル3の回転用電動機ガバナー54および同傾斜用
ガバナー57にアウトプットして回転テーブルの回転速
度および傾斜速度を制御することにより、所定の溶接制
御を行なうようにしているので、以下にこの内容につい
て詳細に説明する。
Figure 6 shows this welding control system, and shows the command welding speed (S), the inner diameter of the workpiece [F]), the width of the strip electrode), the displacement transition bead length (G), and the Rotary table 3 detected by the tilt angle detection device of the positioner shown in the figure
The angle of inclination () with respect to the perpendicular P of is input, and the calculator 53 performs a predetermined calculation on this, and the result is output to the rotating electric motor governor 54 and the tilting governor 57 of the rotary table 3 to rotate the rotary table. Since a predetermined welding control is performed by controlling the speed and inclination speed, this will be explained in detail below.

まず、連続した肉盛ビードを形成するには、全体が非同
心円の渦巻状のビードを形成する方法と、大部分が同心
円で一部分に内外同心円に移行する変位部のあるビード
を形成する方法の2通りが考えられるが、前者は溶接制
御が極めて複雑となり、それだけ装置が大型化しかつ高
価になることから実用的ではない。
First, in order to form a continuous overlay bead, there are two methods: one is to form a spiral bead that is entirely non-concentric, and the other is to form a bead that is mostly concentric and has a part that has a displaced part that transitions into an inner and outer concentric circle. Two methods are possible, but the former is not practical because the welding control becomes extremely complicated and the equipment becomes larger and more expensive.

一方後者には、第8図Aに示すように内外同心円への変
位部の移行長さGを一定にする方法と同図Bに示すよう
に変位移行部の角度αを一定にする方法が考えられるが
、Bの場合には変位部の角度βが内側にいくほど小さく
なるので、第8図Cに示すように、一定の帯状電極巾T
によって形成される肉盛ビード100,100’のビー
ド巾l 、 l’は、内側はど狭くなる傾向を示す。
On the other hand, for the latter, two methods are considered: a method in which the transition length G of the displacement part to the inner and outer concentric circles is made constant as shown in Figure 8A, and a method in which the angle α of the displacement transition part is made constant as shown in Figure 8B. However, in case B, the angle β of the displacement part becomes smaller as it goes inward, so as shown in FIG.
The bead widths 1 and 1' of the built-up beads 100 and 100' formed by this tend to become narrower on the inside.

したがって、もしビード100,100’の各溶接速度
v、v’が等しければ、両ビード100゜1001の単
位時間当りの肉盛量は同一であるから、ビード100′
の方がビード100よりも肉厚ビードとなる。
Therefore, if the respective welding speeds v and v' of the beads 100 and 100' are equal, the amount of build-up per unit time of both beads 100°1001 is the same, so the welding speed of the bead 100'
The bead is thicker than the bead 100.

これを防止するだめには、角度βの変化によって、溶接
速度を制御せねばならずきわめて複雑な制御が必要とな
る。
In order to prevent this, the welding speed must be controlled by changing the angle β, which requires extremely complicated control.

ところが第8図Aに示した方法であれば、変位移行部の
角度βは一定であるから、この部分の速度は一定でよい
ことになる。
However, in the method shown in FIG. 8A, since the angle β of the displacement transition portion is constant, the speed of this portion may be constant.

したがって溶接が外側同心円から内側同心円への起点X
に達すると、リミットスイッチ(図示せず)で検知しテ
ーブル傾斜用電動機ガバナー57に指令を与え回転テー
ブル3はR=−πD ・−で演算された傾斜速度Rで傾斜を開始するとと4に
、その時の回転テープA3の傾斜角度θと、傾動中の角
度θ′とから変位傾斜角度△θ=θ′−θを求め、この
値を一致回転59に送信する。
Therefore, welding starts from the outer concentric circle to the inner concentric circle
When the rotational table 3 reaches the tilting speed R calculated by R=-πD .-, it is detected by a limit switch (not shown) and a command is given to the table tilting electric motor governor 57. The displacement inclination angle Δθ=θ'-θ is determined from the inclination angle θ of the rotating tape A3 at that time and the angle θ' during the tilting, and this value is sent to the matching rotation 59.

一致回転59では、与えられた溶接条件に基づいて演算
された△θ= −X 360 と比較し、両者が一πD 致するとその信号を、比較器56に送り、テーブル傾斜
用ガバナー57にモーター7の停止命令を出す。
In the coincident rotation 59, it is compared with △θ= -X 360 calculated based on the given welding conditions, and when both match 1πD, the signal is sent to the comparator 56, and the motor 7 is sent to the table tilting governor 57. issue a stop order.

このようにして外側同心円から内側同心円へと変位する
が、との渡位置は変位移行ビード長さGを一定とするこ
とにより△θによって正確かつ簡単に管理されることに
なる。
In this way, the transition position from the outer concentric circle to the inner concentric circle can be accurately and easily managed by Δθ by keeping the displacement transition bead length G constant.

この状態を示しだものが第9図であり、内外同心円ビー
ド間は、球心Oに対し△θ変化している。
This state is shown in FIG. 9, where the distance between the inner and outer concentric beads varies by Δθ with respect to the spherical center O.

つぎに同心内部の溶接制御について説明すると第1図か
ら明らかなように、溶接が外側から内側へと進行するに
つれて、前述の通り回転テーブル3を傾斜させる結果、
溶接部の直径dもθとともに変化することになるが溶接
速度は一定でなければならないから、溶接部における周
速度が一定となるように回転テーブル30回転数γを制
御する必要がある。
Next, we will explain the welding control inside the concentric area.As is clear from FIG.
Although the diameter d of the weld zone changes with θ, the welding speed must be constant, so it is necessary to control the rotation speed γ of the rotary table 30 so that the circumferential speed at the weld zone is constant.

ところで、溶接ねらい位置が第10図Aのごとく、被溶
接物52の最下点Qをねらうように設定されると、スラ
グが先行してスラグの巻き込みなどの溶接欠陥を生じ易
くなるので、同図Bのように被溶接物520回転方向に
対して最下点Qよりも後方位置に点ねらって溶接するこ
とが必要となり、通常このに点は、K点の接線の水平線
に対する角度が1°前後となる点が選定される。
By the way, if the welding target position is set to aim at the lowest point Q of the workpiece 52 as shown in FIG. As shown in Figure B, it is necessary to weld at a point behind the lowest point Q with respect to the rotational direction of the workpiece 520, and normally this point has an angle of 1 degree between the tangent of point K and the horizontal line. The points before and after are selected.

このように、球心を通る線から変位させて電極を配置し
て溶接を行ない、溶接速度は実際のアーク点の周速度が
一定となるように制御されると第11図に示すような問
題が生じる。
In this way, if welding is performed by arranging the electrodes displaced from the line passing through the center of the ball, and the welding speed is controlled so that the actual circumferential speed of the arc point is constant, problems as shown in Figure 11 occur. occurs.

すなわち、帯状電極の中心線とのずれをlとしたとき、
このずれlは外側同心円ビードb1に対しても内側同心
円ビードb2に対しても一定であり、帯状電極巾Tも一
定であるから、ビードb1.b2のビード巾’W1 e
w2はWl >w2となる。
That is, when the deviation from the center line of the strip electrode is l,
This shift l is constant for both the outer concentric bead b1 and the inner concentric bead b2, and since the strip electrode width T is also constant, the bead b1. b2 bead width 'W1 e
w2 satisfies Wl > w2.

したがって、両ビードの溶接速度が等しければ、その他
の溶接条件も一定であるから、溶着金属量は同一となり
、内側ビードb2の肉感厚さは、外側ビードb1のそれ
よりも大となる。
Therefore, if the welding speeds of both beads are the same, and other welding conditions are constant, the amount of deposited metal will be the same, and the thickness of the inner bead b2 will be larger than that of the outer bead b1.

肉盛溶接においては、肉盛厚さを均一に保つことは、肉
盛金属の成分の均一性を保持する観点からも欠くべから
ざる要件であるので、溶接速度を実際の溶接点の速度が
一定となるように制御することはできないことになる。
In overlay welding, keeping the overlay thickness uniform is an essential requirement from the perspective of maintaining the uniformity of the components of the overlay metal, so welding speed should be kept constant at the actual welding point. This means that it cannot be controlled so that

そこで、本発明ではつぎのごとき特殊な制御方法を採用
している。
Therefore, the present invention employs the following special control method.

すなわち第12図において、B図はA図のB−B断面図
であり、実際の溶接点はに点であるが、球心0を通る垂
線Pと被溶接物52との交点Jが溶接点であると仮想し
、この5点における被溶接物52の接線速度が一定とな
るように被溶接物52の回転数γを制御する。
In other words, in Fig. 12, Fig. B is a sectional view taken along line B-B of Fig. A, and the actual welding point is the point, but the welding point is the intersection J of the perpendicular P passing through the ball center 0 and the workpiece 52. It is assumed that the rotation speed γ of the welded object 52 is controlled so that the tangential speed of the welded object 52 at these five points is constant.

被溶接物52の回転軸からに点、5点に致る距離m 1
m m 2はm2<mlであるためい5点の周速度2
πm2γを一定とすると、K点における実際の溶接速度
は内側に行くほど芋くなる。
Distance from the rotation axis of the workpiece 52 to point 5 m 1
Since m m2 is m2<ml, the circumferential velocity 2 at 5 points
Assuming that πm2γ is constant, the actual welding speed at point K becomes slower as it goes inward.

これに対し、ビード巾は内側に行くほど狭くなWで、溶
接速度の増加分と、ビード巾の減少分とが相殺し、内外
同心円肉盛ビードの肉盛厚さはほぼ一定となり、均一な
溶接を行なうことができるのである。
On the other hand, the bead width becomes narrower toward the inside, and the increase in welding speed and the decrease in bead width cancel each other out, and the thickness of the welding bead on the inner and outer concentric circles becomes almost constant, making it uniform. Welding can be done.

たとえば、被溶接物の直径D= 3800mm、帯状電
極巾T = 50 mvt、最終内径200 mrn、
最終傾斜角θmax=87°、に点をQ点より1°昇り
勾配の点という条件で溶接を行なった場合、最内同心円
ビードのビード巾b1nvtは、最外同心円ビードのビ
ード巾bmaxに比して約5.42%程度狭くなるが、
溶接速度は逆に約5.37 %程度速くなっているので
、互いに相殺され、ビード高さはほぼ一定となっている
For example, the diameter of the workpiece to be welded D = 3800 mm, the strip electrode width T = 50 mvt, the final inner diameter 200 mrn,
When welding is performed under the condition that the final inclination angle θmax = 87° and the point is 1° upward slope from point Q, the bead width b1nvt of the innermost concentric bead is compared to the bead width bmax of the outermost concentric bead. It becomes narrower by about 5.42%, but
On the contrary, the welding speed has increased by about 5.37%, so they cancel each other out and the bead height remains almost constant.

以上説明した通り、本発明においては、指令溶接速度S
、被溶接物内径D、帯状電極巾T、内外同心円ビード間
の変位移行ビード長Gを定数として計算機53にインプ
ットし、ポジショナ−2に設けられた傾斜角検出機構で
測定された傾斜角θを常時検出してこれも上記計算機5
3にインプットし、溶接ヘッドは、被溶接物最下点から
その回転方向の若干後方に位置させ、同心内部の肉盛溶
接は、上記インプットテータに基づいてγ=S/πDc
osθで計算された回転数γで回転テーブル3を回転さ
せるべく、テーブル回転用ガバナー54に指令を出し、
外側同心円から内側同心円に移行する部分では、その位
置をポジショナ−2に設けられたリミットスイッチで検
知し、この信号によって、T R=−・−で計算された傾斜速度Rで回転チーπDG プル3を傾動させるべく、テーブル傾斜用電動機ガバナ
ー57に指令を出し、かつ傾梨中も、傾斜角θ′を検出
して、テーブル回転速度γをγ=SΔのcosθ′で計
算してその回転数を刻々制御するとともに、傾動前の傾
斜角θとの差△θ=θ′−θを計算し、この差が上記イ
ツプットテータに基づいて計算された△θ= −X36
0と一致するか否かをπD 比較器56で判断し、両者が一致すると、テーブル傾斜
用電動機ガバナー57に、停止命令を出す。
As explained above, in the present invention, the command welding speed S
, the inner diameter D of the welded object, the strip electrode width T, and the displacement transition bead length G between the inner and outer concentric beads are input into the calculator 53 as constants, and the inclination angle θ measured by the inclination angle detection mechanism provided in the positioner 2 is calculated. Constant detection and this is also the above calculator 5
3, the welding head is positioned slightly backward in the rotational direction from the lowest point of the workpiece, and concentric internal overlay welding is performed based on the above input data by γ=S/πDc.
Issue a command to the table rotation governor 54 to rotate the rotary table 3 at the rotation speed γ calculated by osθ,
In the part where the outer concentric circle transitions to the inner concentric circle, the position is detected by a limit switch provided in the positioner 2, and this signal causes the rotation chi πDG pull 3 to move at the tilting speed R calculated by TR=-.-. In order to tilt the table, a command is issued to the electric motor governor 57 for tilting the table, and even during tilting, the tilt angle θ' is detected, the table rotation speed γ is calculated by cos θ' of γ=SΔ, and the rotation speed is calculated. While controlling every moment, the difference △θ = θ' - θ from the tilt angle θ before tilting is calculated, and this difference is calculated based on the above input data, △θ = -X36.
The πD comparator 56 determines whether or not they match with 0. If the two match, a stop command is issued to the table tilting electric motor governor 57.

このようにして、変位移動距離一定で外側から内側への
移行を完了し、その完了した時の傾斜角度θ′を用いて
γ=S/πI)cosθ′で計算された速度で回転テー
フ゛ル3を回転させて内側同心円部の肉盛溶接を行なう
In this way, the transition from the outside to the inside is completed with a constant displacement distance, and using the inclination angle θ' at the time of completion, the rotating table 3 is moved at a speed calculated by γ=S/πI) cos θ'. Rotate it to perform overlay welding on the inner concentric part.

上記作動を繰返すことによって略半球体の被溶接物52
の内面に外側同心円から内側同心円の方向へ設定された
溶接速度で連続肉盛溶接を行なうことができる。
By repeating the above operation, the approximately hemispherical workpiece 52
Continuous overlay welding can be performed on the inner surface of the welding section at a set welding speed from the outer concentric circle to the inner concentric circle.

なお、第6図において、回転テーブル3の実際の回転は
テーブル検知手段55で検出され、検出された実際の回
転数γ′の信号が上記テーブル回転用電動機ガバナー5
4に送られると同時に計算機53に入力され、上記信号
によりテーブル回転用電動機ガバナー54が作動して回
転テーブル3の回転数をフィードバック制御する。
In FIG. 6, the actual rotation of the rotary table 3 is detected by the table detection means 55, and a signal of the detected actual rotation speed γ' is sent to the table rotation electric motor governor 5.
At the same time, the signal is sent to the computer 53, and the table rotation electric motor governor 54 is actuated by the above signal to feedback-control the rotation speed of the rotary table 3.

一方上記入力により計算機53ば、上記回転テーブル3
の実際の回転数γ′による溶接装置35の実際の溶接速
度S/=γ′πDCO3θ′を計算してこれを表示する
On the other hand, the above input causes the calculator 53 to
The actual welding speed S/=γ'πDCO3θ' of the welding device 35 based on the actual rotational speed γ' is calculated and displayed.

また、回転テーブル3の実際の傾斜速度も検知手段58
で検知され、その検出信号が上記テーブル傾斜用電動機
ガバナー57にフィードバックされ、回転テーブル3を
設定された速度Rで傾斜させるようになっている。
Further, the actual tilting speed of the rotary table 3 is also detected by the detection means 58.
The detection signal is fed back to the table tilting electric motor governor 57 to tilt the rotary table 3 at a set speed R.

以上の説明から明らかなように本発明は、回転並びに傾
動自在な回転テープAを有するポジショナ−に、該回転
テーブルの回転中心線および傾動中心線が球心を通るよ
うに略半球体を保持させ、マニプレータに位置調整自在
に保持された溶接ヘッドから送給される帯状電極のアー
ク点が、上記回転テープAに保持された略半球体の最下
点からその回転方向若干後方に位置するように下記ヘッ
ドを配置し、ポジショナ−動作制御用計算機に、指令溶
接速度(S)、略半球体の内径[F])、帯状電極の巾
(Tχ 変位移行ビード長(G)kよびポジショナ−に
設けた傾斜角検出機構からの回転テーブルの傾斜角(θ
)をインプットし、計算機により計算される回転テーブ
ル回転数(γ)γ=S/πDcosθと、回転テーブル
傾斜速度(R)R=ST/πDGと、移行時変位角(へ
)の△θ=360T/πDとをアウトプットさせ、これ
らによって上記ポジショナ−の動作を制御しつつ溶接す
るようにしたため、略半球体の内面に所定の溶接速度で
一定肉盛厚さの肉盛溶接を行なうことができ、また、内
外同心円ビード間の変位移行ビードGを一定とし、ポジ
ショナ−に設けた傾斜角検出機構で回転テープAの傾斜
角θを常時検出してこれを計算機にインプットし、計算
機による計算値によって、回転テーブルの回転数(1)
、傾斜速度(2)、および移行時変位角(へ)0斤制御
させるようにしたため、従来のごとく回転テーブルの1
回転ごとに溶接作業を停止することがなく、外側同心円
から内側同氾朽までほぼらせん状に、かつ自動的に連続
して肉盛溶接を行なうことができる。
As is clear from the above description, the present invention allows a positioner having a rotary tape A that can freely rotate and tilt to hold a substantially hemispherical shape so that the rotation center line and the tilt center line of the rotary table pass through the center of the sphere. , so that the arc point of the strip electrode fed from the welding head held by the manipulator so that its position can be adjusted is located slightly behind the lowest point of the substantially hemispherical body held by the rotating tape A in the direction of rotation thereof. Arrange the head below, and input the command welding speed (S), the inner diameter of the approximately hemispherical body [F]), the width of the strip electrode (Tχ, the displacement transition bead length (G) k, and the positioner's setting on the positioner operation control computer). The tilt angle of the rotary table (θ
), the rotational speed of the rotary table (γ) γ=S/πD cosθ calculated by the computer, the rotary table inclination speed (R) R=ST/πDG, and the displacement angle (toward) at the time of transition Δθ=360T /πD, and welding is performed while controlling the operation of the positioner using these outputs. Therefore, overlay welding with a constant overlay thickness can be performed on the inner surface of a substantially hemispherical body at a predetermined welding speed. In addition, the displacement transition bead G between the inner and outer concentric beads is kept constant, the inclination angle θ of the rotating tape A is constantly detected by the inclination angle detection mechanism provided in the positioner, and this is input into the computer, and the calculated value is calculated by the computer. , number of rotations of the rotary table (1)
, the tilting speed (2), and the displacement angle (to) at the time of transition are controlled to 0 lbs.
There is no need to stop the welding work for each rotation, and overlay welding can be performed automatically and continuously in an almost spiral shape from the outer concentric circle to the inner concentric circle.

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

第1図は本発明にがかる略半球体の連続肉盛自動浴接装
置の正面図、第2図は第1図の■−■線断面図、第3図
から第5図は第1図におけるポジショナ−を示す図面、
第3図は側面図、第4図は平面図、第5図は正面図、第
6図は制御方法のブロック図、第7図は略半球体(被溶
接物)と回転テーブルとの傾斜状態および回転テーブル
の回転状態を示す断面図、第8図A、Bは略半球体内面
における肉盛溶接の外側同心円から内側同心円への移行
部を示す平面図、同図Cは移行部の拡大図、第9図は回
転テーブルの変位傾斜角度△θと変位傾斜速度Rとを示
す断面図、第10図は溶接ヘッドの位置を示す概略図、
第11図は溶接ヘッドの位置の内外肉盛ビードのピード
巾との関係を示す説明図、第12図は溶接位置と速度制
御位置との関係を示す説明図である。 1・・・略半球体の連続肉盛自動溶接装置、2・・・ポ
ジショナ−13・・・回転テーブル、23・・・マニプ
レ−タ、35・・・溶接装置、36・・・溶接ヘッド、
48・・・制御装置、52・・・被溶接物(略半球体)
、53・・・計算機、54・・・回転用電動機ガバナー
、55・・・テープA検知手段、57・・・テーブル傾
斜用電動機ガバナー、58・・・検知手段、0・・・球
心、θ・・・最下点、K・・・後方位置、X・・・起点
Fig. 1 is a front view of a substantially hemispherical continuous overlay automatic bath welding device according to the present invention, Fig. 2 is a sectional view taken along the line ■-■ in Fig. 1, and Figs. A drawing showing a positioner,
Fig. 3 is a side view, Fig. 4 is a plan view, Fig. 5 is a front view, Fig. 6 is a block diagram of the control method, and Fig. 7 is a tilted state of the approximately hemisphere (workpiece) and rotary table. 8A and 8B are plan views showing the transition part from the outer concentric circle to the inner concentric circle of overlay welding on the inner surface of a substantially hemispherical body, and Figure 8 C is an enlarged view of the transition part. , FIG. 9 is a sectional view showing the displacement inclination angle Δθ and displacement inclination speed R of the rotary table, FIG. 10 is a schematic diagram showing the position of the welding head,
FIG. 11 is an explanatory diagram showing the relationship between the position of the welding head and the peed width of the inner and outer overlay beads, and FIG. 12 is an explanatory diagram showing the relationship between the welding position and the speed control position. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Approximately hemispherical continuous overlay automatic welding device, 2... Positioner 13... Rotating table, 23... Manipulator, 35... Welding device, 36... Welding head,
48... Control device, 52... Welded object (approximately hemisphere)
, 53... Calculator, 54... Rotating motor governor, 55... Tape A detection means, 57... Table tilting motor governor, 58... Detecting means, 0... Ball center, θ ...lowest point, K...rear position, X...starting point.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 略半球体の内面に、同心円肉盛ビードと内外同心円
肉盛ビードを連続する変位部移行ピードとからなる肉盛
ビードを連続肉盛自動溶接する方法であって、回転並び
に傾動自在な回転テーブルを有するポジショナ−に該回
転テーブルの回転中心線および傾動中心線が球心を通る
ように略半球体を保持させマニプレータに位置調整自在
に保持された溶接ヘッドから送給される帯状電極のアー
ク点が、上記回転テーブルに保持された略半球体の最下
点からその回転方向若干後方に位置するように上記−ラ
ドを配置し、ボジショ丈−動作制御用計算機に、指令溶
接速度吃)、略半球体の内径[F])、帯状電極の巾(
T)変位移行ビード長(G影よびポジショナ−に設けた
傾斜角検出機構からの回転テーブルの傾斜角(!9)を
インプットし、γ=S/πDcosθと計算される回転
テーブル回転数(γ)と、R=sT/πDGで計算され
る回転テーブル傾斜速度(R)、△θ=360’l’/
πDで計算される移行時変位角(△θ)とをアウトプッ
トし、これによってポジショナ−の動作を制御しつつ溶
接することを特徴とする略半球体の連続肉盛自動溶接方
法。
1. A method for automatically welding a build-up bead consisting of a concentric build-up bead and a displacement part transition bead that continues the inner and outer concentric build-up beads on the inner surface of a substantially hemispherical body, the rotary table being rotatable and tiltable. The arc point of the strip-shaped electrode is fed from the welding head, which is held by a positioner having a substantially hemispherical shape so that the center line of rotation and the center line of tilting of the rotating table pass through the spherical center, and is held by a manipulator so that the position can be freely adjusted. The above-mentioned RAD is arranged so that it is located slightly backward in the direction of rotation from the lowest point of the substantially hemispherical body held on the above-mentioned rotary table, and the command welding speed is given to the position length and operation control calculator. Inner diameter of hemisphere [F]), width of strip electrode (
T) Displacement transition bead length (G shadow and rotary table rotation speed (γ) calculated as γ=S/πDcosθ by inputting the rotary table tilt angle (!9) from the tilt angle detection mechanism provided in the positioner) and rotary table tilting speed (R) calculated by R=sT/πDG, △θ=360'l'/
A continuous overlay automatic welding method for a substantially hemispherical body, characterized in that the transition displacement angle (Δθ) calculated by πD is outputted, and welding is performed while controlling the operation of a positioner.
JP10590276A 1976-09-03 1976-09-03 Continuous overlay automatic welding method for approximately hemisphere Expired JPS5820704B2 (en)

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JPS61193777A (en) * 1985-01-17 1986-08-28 ジヨイ マニユフアクチユアリング カンパニ− Welding device and method for applying welding bead to surface of cylindrical work

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