JP2000246447A - 回転ア−クプラズマ溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼板の前加工作業を要せず、設備費が低く、
溶接ワイヤを要しないプラズマ溶接により、ブロ−ホ−
ルを生ずることなく深溶込み溶接をする。 【解決手段】 パイロットガス流量Ｌ（リットル／分）
を、０．７以上かつ〔０．０４５Ｆ＋０．７〕以下とし
た回転プラズマアーク炎Ａにて溶接する。Ｆはプラズマ
アーク炎Ａの回転数（Ｈｚ）である。すなわち、パイロ
ットガス流量Ｌおよびプラズマアーク炎Ａの回転数Ｆ
を、図５の斜線領域に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ溶接方法
に関し、特に、回転ア−クプラズマを用いるプラズマ溶
接方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｉ形突合せ等の合せ部の溶接では、溶接
強度を得るために、深溶込みの溶接が行なわれる。例え
ば、突合せ部に開先加工を施して、開先を溶接ワイヤを
送給しながら溶接する、開先溶接が最も一般的である。
しかし、開先加工が必要であり、ワイヤ送給設備及び溶
接ワイヤが必要であり、また、溶接入熱が多く必要であ
るので、溶接作業コスト，設備コスト，原材料コストお
よびエネルギコストが比較的に多い。高熱集中が得られ
るレ−ザ−溶接や電子ビ−ム溶接を用いて深溶込み溶接
を行なうこともあるが、高い突合せ面精度を要し突合せ
部の面加工が必要であり、また設備費用が、ア−ク溶接
機器の約１０倍以上と高価である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】プラズマ溶接では、パ
イロットガス流量を増加してガス圧力によるメタル（溶
融金属）の掘下げ作用を利用して深溶込みを得る方法が
考えられ、この場合、開先加工が不要かつ溶接ワイヤが
不要しかも設備コストが低価である。しかし、従来のプ
ラズマ溶接では、メタル中央部のみが狭く深く溶込むワ
インカップ状のナゲット形状となり、プラズマ溶接で深
溶込み（２．５mm以上の深さ）をしようとすると、中央
部の狭隘部にパイロットガスが巻き込まれ易く、ブロ−
ホ−ル等の欠陥が発生し易く、プラズマ溶接による深溶
込みの溶接は、実用化が難しかった。すなわち、プラズ
マ溶接の場合、図６に示すように、パイロットガス流量
を増やすことにより溶込み深さが大きくなり、０．７リ
ットル／分以上の高流量で深さが２．５mm以上の深溶込
みが得られるが、このとき溶融金属中へのパイロットガ
スの巻込みによるブロ−ホ−ルが発生し易い。

【０００４】本発明は、開先加工，突合せ端面加工等の
溶接準備作業，設備，溶接ワイヤなどの消耗材、を削減
又は節減することを第１の目的とし、加えてブロ−ホ−
ルなどの欠陥を発生させず深溶込みを得ることを第２の
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】（１）本発明のプラズマ
溶接方法では、回転ア−クプラズマを用いて、ア−ク回
転数Ｆ（Ｈｚ）に対してパイロットガス流量Ｌ（リット
ル／分）を、〔０．０４５Ｆ＋０．７〕以下とする。

【０００６】回転ア−クプラズマを用いると、ア−クプ
ラズマの回転数Ｆとパイロットガス流量Ｌの各値に対し
て、図４に示すような溶込みが得られる。図４において
右下り斜線領域が溶接対象材（母材）、点々塗り潰し領
域が回転ア−クプラズマによる溶込み領域である。パイ
ロットガス流量が０．３（リットル／分）以下では溶込
みが残過ぎる。０．７（リットル／分）以上で深溶込み
（２．５mm以上の溶込み）が得られるが、１．１（リッ
トル／分）以上の、ア−クプラズマの回転数Ｆが低い実
験例Ｋ，ＰおよびＱでは、パイロットガスの巻込みを生
ずる可能性がある。図５に右下り斜線で示す領域では、
深溶込みが得られしかもパイロットガスの巻込みが認め
られない。該斜線領域の上側では、パイロットガスの巻
込みを生じ易い。すなわちパイロットガス流量Ｌが多く
ア−クプラズマの回数数Ｆが低いほど、パイロットガス
の巻込みを生じ易い。該斜線領域の上側境界線は、略、 Ｌ＝０．０４５Ｆ＋０．７ であり、これ以下の領域（斜線領域以下）では、パイロ
ットガスの巻込みによるブロ−ホ−ルを生じない。

【０００７】

【発明の実施の形態】（２）パイロットガス流量Ｌは、
０．７以上である。すなわち、深溶込みを得るために、
パイロットガス流量Ｌを図５の斜線領域の下境界以上と
する。これにより確実に深溶込みが得られる。 （３）プラズマト−チの、放電電極のワ−ク指向線に対
して外開口が偏位したノズルを有するノズル部材の、ワ
−ク指向線を中心とする回転駆動によりプラズマア−ク
を回転させる。これによれば、ア−クプラズマを回転さ
せるために駆動される部材がノズル部材であり、これは
ト−チ本体や電極回転機構より小型，コンパクトである
ので、ア−クプラズマを回転させるためにト−チ本体や
電極回転機構を円錐面を描くように回動駆動する場合よ
りも、駆動機構の構成が容易で駆動パワ−も少くて済
む。また、回転精度が高く、回転振動がほとんどなく、
比較的に高速の回転にも適応しうる。

【０００８】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【０００９】

【実施例】図１に、本発明の実施に好適な１態様のプラ
ズマト−チＴを示す。図１においては、一方の鋼板Ｗｋ
の端面にもう１つの鋼板Ｗｎの端面が突当てられてい
る。プラズマト−チＴのタングステン棒（放電電極）１
は直線状の棒体であり、その先端が加工対象材（ワ−
ク：Ｗｋ，Ｗｎ）を狙う線すなわちワ−ク指向線Ｌｏ
は、タングステン棒１の中心線と合致する。プラズマト
−チＴの基体Ｂは、中空の略円筒状の部材の外周面にア
ームを装着したものである。基体Ｂのアーム部分の内部
にはシールドガス，（冷却）水，パイロットガス（プラ
ズマ用ガス）の流路が形成されており、基体Ｂの内周面
に連通する。水路は水を外部より基体Ｂの内部に送り込
み、プラズマト−チＴの内部に絶縁水路２０ａを介して
循環させて再び外部に放出し（図１に実線矢印で示
す）、シールドガス流路は、シールドガスを外部よりプ
ラズマト−チＴの内部に送り込む（図１に点線矢印で示
す）。また、パイロットガス流路は、パイロットガスを
外部よりプラズマト−チＴの内部に送り込む（図１に２
点鎖線矢印で示す）。

【００１０】以下、プラズマト−チＴのノズル２に向う
方向を先端方向とし、その反対方向を尾端方向とすれ
ば、基体Ｂの尾端部には基体Ｂより直径の小さい略円筒
形の電極台８の先端部が挿入されており、基体Ｂの内周
面に一体固着されている。電極台８の先端部の周面には
軸中心を同一にしたリング状の溝が刻まれており、基体
Ｂの内周面の壁との間に水路を形成する。該水路は、基
体Ｂのアーム部分の内部の水路と連通している。基体Ｂ
より突出した電極台８の円筒状の尾端部の内部には、先
端部をスリットの切込みにより周方向に４分割したチャ
ック９が挿入され、ねじ込まれている。チャック９はさ
らに、中心線Ｌｏに沿って延びる先端が円錐形に突出し
たタングステン棒１を挾持する。電極台８の後端部は案
内リング１０内に進入してネジ結合しており、案内リン
グ１０はカバーＣに覆われている。カバーＣの案内リン
グ１０を電極台８に対してねじ込むことによりチャック
９の尾端部が電極台８の尾端部の内部の円錐内壁面（テ
ーパ面）に押し付けられて、タングステン棒１の軸心に
向かう方向に曲がろうとしてタングステン棒１を強圧す
る。これによりタングステン棒１は、電極台８に対して
一体に固着されている。すなわち、電極台８は基体Ｂに
対して一体であるので、タングステン棒１は基体Ｂに対
して一体である。

【００１１】一方、基体Ｂの円柱形内空間には略円筒形
である支持部材Ｕａの尾端に固着された絶縁スペーサ７
があり、絶縁スペーサ７の尾端は電極台８の先端に固着
された状態で受けられる。支持部材Ｕａは基体Ｂの中間
部から先端にかけてモールド固定されている。基体Ｂお
よび支持部材Ｕａの先端面は面一であり、シールドガス
噴射口５ａを有するねじリング５が固着されており、ね
じリング５の先端部の外周の雄ねじにシールドキャップ
６がねじ結合している。すなわち、基体Ｂ，支持部材Ｕ
ａ，ねじリング５およびシールドキャップ６は皆一体で
ある。

【００１２】支持部材Ｕａおよびねじリング５は、その
内空間にＯリングおよびベアリングｂ２を介して中空筒
状の回転水路金具２０ｂを、軸心すなわち中心線Ｌｏを
中心とする回転が自在であるように支持する。基体Ｂの
シールドガス流路に送り込まれるシールドガスは、ねじ
リング５の内壁と金具２０ｂの外壁が形成する空間に送
り込まれてねじリング５のシールドガス噴射口５ａを通
ってシールドキャップ６に出て、シールドキャップ６の
先端開口から先端チップ（ノズル部材）２の外空間に出
る。金具２０ｂは止めリングｂ３により回転自在な状態
を保持しつつｚ方向位置を固定されており、その先端部
はシールドキャップ６の内空間に突出している。金具２
０ｂの尾端は、支持部材Ｕａの内壁にリング状に設けら
れた基体Ｂの水路に連通する溝に達して止まる。支持部
材Ｕａの尾端から前述の溝に達する内壁は、Ｏリングお
よびベアリングｂ１を介して金具２０ｂよりさらに直径
の小さな中空筒状のノズル台３を、金具２０ｂと同様に
中心線Ｌｏを基準とした回転が自在であるように支持す
る。金具２０ｂの内壁とノズル台３の外壁は、支持部材
Ｕａの内壁にリング状に設けられた溝を介して基体Ｂの
水路に連通する水路を形成する。

【００１３】回転水路金具２０ｂの先端部には、円錐形
に突出したタングステン棒１の先端を囲むように中空の
略円錐形である金属製の先端チップ２が装着されてい
る。先端チップ２の、タングステン棒１の先端の円錐形
にならうように円錐形となった中央部にはノズル２ａが
ある。ノズル２ａの、タングステン棒１の先端と対向す
る内開口は先端チップ２の中心（中心線＝ワ−ク指向線
Ｌｏの位置）にあるが、ノズル２ａは中心線Ｌｏに対し
てθの角度をなし、ノズル２ａの、ワ−ク（の交接線
０）に対向する外開口は中心線すなわちワ−ク指向線Ｌ
ｏより偏位している。

【００１４】先端チップ２は、Ｏリングを介してノズル
台３の先端に固定され、該溝の外周縁は金具２０ｂの先
端部にＯリングを介してノズル台３の先端に固定されて
いる。つまり、金具２０ｂ，ノズル台３および先端チッ
プ２は一体に固着されており、支持部材Ｕａおよびねじ
リング５を介して基体Ｂに、回動自在に支持されてい
る。

【００１５】ノズル台３の尾端部には歯付プーリ３７が
固着されている。歯付プ−リ３７に結合したタイミング
ベルト３３には歯付プ−リ３２が結合している。歯付プ
−リ３２は電気モ−タＭの回転軸ｍａに固着されてい
る。したがって電気モ−タＭが回転すると、ノズル台３
が回転する。ノズル台３が回転すれば、金具２０ｂ，ノ
ズル台３およびチップ２がそれに伴い一体で中心線Ｌｏ
を中心として回転する。金具２０ｂの内壁とノズル台３
の外壁が形成する水路は、先端チップ２に形成された溝
により閉じられる。基体Ｂの水路より流入した水（冷却
水）は該水路を通って基体Ｂの絶縁水路２０ａを通過
し、それに連通する電極台８と基体Ｂの内周面の壁との
間に形成された水路を通って基体Ｂの前述の水路とは異
る水路を通って外部の冷却水循環機構（図示せず）に放
出される。

【００１６】また、ノズル台３の内壁にはリング状のセ
ンタリングストーン４が固着されている。タングステン
棒１はこのセンタリングストーン４の中心を回転自在に
貫通し、その軸心は先端チップ２およびノズル台３の中
心軸すなわち中心線Ｌｏと実質上一致している。センタ
リングストーン４には、ノズル２ａの内開口に対向する
先端面からその裏側の後端面に通じる通気孔が開けられ
ている。基体Ｂのパイロットガス流路に送り込まれるパ
イロットガスは、ノズル台３の内壁とタングステン棒１
の間の空間に送り込まれ、センタリングストーン４の通
気孔を通って先端チップ２の内空間に出て、先端チップ
２のノズル２ａから外空間に放出される。なお、センタ
リングストーン４はノズル台３に固着されているので、
ノズル台３が回転すれば、金具２０ｂ，ノズル台３およ
び先端チップ２と同様に一体で、中心線Ｌｏを中心とし
て回転する。しかし、それに対してタングステン棒１は
チャック９により電極台８を介して基体Ｂに対して固定
されている。すなわち回転しない。

【００１７】プラズマト−チＴの基体Ｂの外周には、略
箱型である支持部材３０が垂直に固着されており、支持
部材３０の外壁には電気モータＭが、中心線Ｌｏと平行
に支持されている。モータＭの回転軸ｍａが中心線Ｌｏ
と平行に先端方向に突出している。回転軸ｍａには駆動
プーリ３２が固着されている。プーリ３２にはタイミン
グベルト３３が装着されており、タイミングベルト３３
はノズル台３の尾端部に固着された歯付プーリ３７に掛
け渡されている。支持部材３０の内壁には、タイミング
ベルト３３の回転方向と垂直に案内溝３０ａがある。案
内溝３０ａには、ベルト押えロ−ラとしてのベアリング
３４が装着されたＵ字型のスライダ３６が案内されてお
り、ボルト３５の締めつけにより案内溝３０ａ内の位置
を固定される。タイミングベルト３３はベアリング３４
により外周を内側に向けて押圧されており、ボルト３５
を緩めて案内溝３０ａに沿ってスライダ３６の位置を動
かすことにより、ベアリング３４のタイミングベルト３
３の押圧の度合を変えることができる。

【００１８】例えば図１に実線矢印ｍｒで示す方向にモ
ータＭの回転軸ｍａが回転した場合を考える。回転軸ｍ
ａとそれに固着されたプーリ３２が実線矢印ｍｒ方向に
回転することにより、タイミングベルト３３を介してプ
ーリ３７とそれが固着されたノズル台３が実線矢印ｍｒ
で示す方向に回転する。すると、それに一体である先端
チップ２および回転水路金具２０ｂが同様に回転する。

【００１９】プ−リ３２には遮光円板ＨＤが固着されて
おり、その周縁に１つの透光用のスリットが刻まれてい
る。支持部材３０には、該スリットを検知する透過型の
フォトセンサＨＳがある。先端チップ２のノズル２ａの
中心線（図１上において、中心軸Ｌｏに対して角度θの
一点鎖線）と、遮光円板ＨＤの、半径方向に延びるスリ
ットの中心線（半径方向に延びる）とは同一面上にあ
り、ノズル２ａの外開口（ノズル２ａの中心線）が、中
心線Ｌｏを含むｘ，ｚ平面上にあって、プラズマを紙面
の表側に噴射するｘ方向前向きのとき、遮光円板ＨＤが
フォトセンサＨＳの位置にあって、フォトセンサＨＳが
スリットを検知する。これが先端チップ２の回転の基点
位置である。図１上ではノズル２ａは、この基点位置よ
り、ト−チＴから鋼板（ワ−ク）Ｗｎ，Ｗｋを見る方向
で時計廻りで、９０度だけ回転した位置にある。

【００２０】図１に示す状態よりノズル２ａが更に９０
度時計廻りに回転すると、ノズル２ａは、プラズマを紙
面の裏側に噴射するｘ方向後向き（先端チップ２は、前
記基点位置より１８０度回転した位置）となる。

【００２１】モ−タＭの回転軸にはロ−タリエンコ−ダ
ＲＥが結合されており、このロ−タリエンコ−ダＲＥ
が、先端チップ２の１°の回転につき１パルスの電気パ
ルスを発生する。フォトセンサＨＳが遮光円板ＨＤのス
リットを検知したときにカウンタをクリアしてそのカウ
ントデ−タを０に初期化し、それからロ−タリエンコ−
ダＲＥが発生する電気パルスをカウントアップすると、
カウント値は、先端チップ２の、前記基点位置からの回
転角度を示すものとなる。

【００２２】基体Ｂの回転水路金具２０ｂに連通する水
路にはパイロット電源４２の正極が接続されており、電
極台８に連通する水路にはパイロット電源４２の負極が
高周波結合用のトランスを介して接続されている。ま
た、電極台８には主電源４３の負極が接続されており、
主電源４３の正極は厚板Ｗｋに接続されている。パイロ
ット電源４２によりパイロット電圧が印加されている状
態で高周波電源４１により高周波電圧が加えられると、
タングステン棒１と先端チップ２間にパイロットアーク
が発生する。パイロットアークの発生後、高周波電圧は
停止する。さらに、パイロットアークが発生した状態に
おいて主電源４３により主電圧を印加すると、タングス
テン棒１と主電源４３の正極が接続された厚板Ｗｋとの
間に主アークが発生する。主アークの発生と同時に、又
はその前後に、モータＭが実線矢印ｍｒで示す方向に回
転駆動され、先端チップ２が時計方向に回転する。

【００２３】モ−タＭ（先端チップ２）を、モ−タドラ
イバ４５が、速度設定盤４６に設定（指定）された速度
に、回転駆動する。モ−タＭの回転速度に比例する周波
数の指速パルス（１°の回転につき１パルス）をロ−タ
リエンコ−ダＲＥが発生し、モ−タドライバ４５が、指
速パルスの周波数をＦ／Ｖ変換により、速度信号に変換
する。以下これを検出速度信号（アナログ電圧）と称
す。モ−タドライバ４５は、速度設定盤４６に設定され
た速度を表わす目標速度信号（アナログ電圧）に対する
検出速度信号の偏差に対応して、検出速度信号が目標速
度信号に合致するように、モ−タＭを加減速制御する。
すなわち、フィ−ドバック制御によって、モ−タＭの回
転速度を目標速度に一定化する。モ−タＭを回転駆動し
ているときには、ノズル２ａから吹出すプラズマアーク
炎は、先端チップ２の回転によりノズル２ａが描く円錐
面と同様な円錐面を描くように回転する。

【００２４】図１において、ｚが垂直方向、ｘがプラズ
マト−チの移動方向、ｙがワ−クＷｋとＷｎとの突合せ
部に直交する方向である。

【００２５】図２の（ｃ）に、上方からワ−クＷｋ，Ｗ
ｎを垂直に見降ろした形で、先端チップ２の回転による
プラズマアーク炎の、ワ−クに対する移動軌跡〜〜
〜と溶接ビ−ド（２点鎖線細線）を示す。はト−
チの進行方向の最前方にプラズマアーク炎が向いたとき
の該プラズマアーク炎の、ワ−ク表面上の位置、は
から９０°時計廻りに回転した位置、はから９０°
時計廻りに回転した、ト−チの進行方向の最後方にプラ
ズマアーク炎が向いたときの位置、はから９０°時
計廻りに回転した位置である。図２の（ａ）にはプラズ
マアーク炎によってワ−クＷｋ，Ｗｎに形成されたナゲ
ットの横断面（ワ−クＷｋ，Ｗｎの突合せ面に直交する
断面）を示し、図２の（ｂ）には縦断面（突合せ面部で
の該面に平行な断面）を示す。

【００２６】プラズマト−チがｘ方向に進行しかつ先端
チップ２が時計方向に回転してプラズマアーク炎がワ−
ク表面上を時計方向に回動するとき、プラズマア−ク炎
Ａが位置から位置まで回動する１８０°回動期間で
は、図３の（ｄ），（ａ）および（ｂ）に示すように、
プラズマアーク炎Ａがト−チ進行方向ｘの前面および側
面を溶削し、タングステン棒１直下の溶融プ−ルに供給
すると共に、溶融金属を、位置から位置に向かう方
向に、次に位置から位置に向かう方向に、そして
位置から位置に向かう方向に流動駆動する。

【００２７】プラズマア−ク炎Ａが位置から位置ま
で回動する１８０°回動期間では、図３の（ａ），
（ｂ）および（ｃ）に示すように、溶融プ−ルの溶融金
属を、位置から位置にそして位置へと、後方に流
動駆動する。これが前面部の掘り下げ穴へ溶融金属が流
れ込むのをおさえる。

【００２８】プラズマアーク炎Ａの連続回動によって、
上述の、ト−チ進行方向ｘの前面および側面の溶削と溶
融金属の後方への流動駆動、が連続して繰返えされるこ
とにより、掘り下げ穴の底形状が鍋底形で広く、プラズ
マアーク炎Ａが前面側にあるとき（〜〜）でもパ
イロットガスが後方に廻り込み上向に逃げることが可能
となることから、パイロットガスの巻込みの可能性が低
い。すなわちブロ−ホ−ルが発生する可能性が低い。

【００２９】図４に、先端チップ２の回転数（すなわち
プラズマアーク炎Ａの回転数）（Ｈｚ）およびパイロッ
トガス流量を、数種に設定して得た図１に示すプラズマ
−チＴを用いたプラズマ溶接のナゲット形状を示す。パ
イロットガス流量が０．３リットル／分と少いときに
は、溶込み深さが２ｍｍ未満と残いが、０．７リットル
／分以上で２．５ｍｍ以上の深溶込みが得られた。な
お、この溶接実験は、図４の表の下に記述している通
り、５ｍｍ厚のステンレス（ＳＵＳ ３０４）平板にト
−チＴの中心線Ｌｏを垂直にして、溶接電流Ｉ＝１１０
Ａ、溶接速度（ステンレス板に対するｘ方向の相対速
度）２５０mm／分で行なったものである。他の溶接条件
も、図４の表の下に示す。

【００３０】上述の溶接実験の中の、パイロットガス流
量が多量で先端チップ２の回転数が低い実験Ｎｏ．Ｋ，
Ｐ，ＱおよびＲでは、パイロットガス流量が多量である
にもかかわらず、プラズマアーク炎Ａの回転数が少いの
で、パイロットガスが溶融金属に巻込まれ易く、ブロ−
ホ−ルが発生し易い。パイロットガス流量が多量でも、
プラズマアーク炎Ａの回転数が多い実験Ｎｏ．ｆ〜ｊ，
ｎ，ｏおよびｔでは、パイロットガスが溶融金属に巻込
まれることがなく、ブロ−ホ−ルが発生しない。パイロ
ットガス流量が多量であるがプラズマアーク炎Ａの回転
数が比較的に少い実験Ｎｏ．ｌ，ｍおよびｓでは、パイ
ロットガスが溶融金属に巻込まれることもあると推察さ
れ、ブロ−ホ−ルが発生する可能性があるので、溶接の
信頼性を考えると、この領域は採用しないのが好まし
い。

【００３１】以上に得た結果を、図５に示す。図５上
の、右下り斜線領域が、ブロ−ホ−ルの発生がなくしか
も２．５ｍｍ以上の深溶込みが得られる範囲である。こ
の領域の下限界では、パイロットガス流量が０．７リッ
トル／分である。パイロットガス流量をＬ（リットル／
分）、プラズマアーク炎Ａの回転数をＦ（Ｈｚ）とする
と、上限界は略、 Ｌ＝〔０．０４５Ｆ＋０．７〕 の
ラインとなる。すなわち、パイロットガス流量が０．７
リットル／分以上にすることにより２．５ｍｍ以上の深
溶込みが得られ、パイロットガス流量Ｌを、Ｌ≦〔０．
０４５Ｆ＋０．７〕とすることにより、ブロ−ホ−ルの
発生がない溶接が実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施態様で用いるプラズマト−チ
Ｔの縦断面図である。

【図２】 （ａ）は回転するプラズマアーク炎によって
溶接対象鋼板に形成されたナゲットの横断面図、（ｂ）
は縦断面図、（ｃ）は上方から鋼板を見降ろした平面図
であり、プラズマアーク炎の回転軌跡を示す。

【図３】 溶接ビ−ドを示す鋼板の平面図であり、
（ａ）はプラズマアーク炎Ａがト−チ進行方向ｘで前方
にあるときの鋼板上の位置を示し、（ｂ），（ｃ）およ
び（ｄ）は、それぞれそれより９０°，１８０°および
２７０°回転した位置を示す。

【図４】 プラズマト−チＴの先端チップ２の回転数お
よびパイロットガス流量と、回転プラズマアーク炎によ
って形成されたナゲットの断面形状との関係を示す図表
である。

【図５】 プラズマト−チＴの先端チップ２の回転数お
よびパイロットガス流量の、ブロ−ホ−ルのない深溶込
みを実現する範囲（右下り斜線領域）を示すグラフであ
る。

【図６】 鋼板の横断面図であり、静止プラズマアーク
炎によって形成されたナゲットの横断面を示す。

【符号の説明】

１：タングステン棒（放電電極） ２：先端チップ（ノ
ズル部材） ２ａ：ノズル ３：ノズル台 ４：センタリングストーン ５：ねじリング ５ａ：シールドガス噴射口 ６：シールドキャッ
プ ７：絶縁スペーサ ８：電極台 ９：チャック １０：案内リング ２０ａ：絶縁水路 ２０Ｂ：回転水路金
具 ３０ａ：案内溝 ３０，３１：支持部
材 ３２，３７：プーリー ３３：タイミングベ
ルト ３４：ベアリング ３５：ボルト ３６：スライダ Ｂ：基体 ｂ２，ｂ１：ベアリング ｂ３：止めリング Ｃ：カバー Ｌｏ：基準線 Ｍ：モータ ｍａ：回転軸 Ｏ：接触点（狙い位置） Ｔ：溶接トーチ Ｕａ：支持部材 ＨＤ：遮光円板 ＨＳ：フォトセンサ ＲＥ：ロ−タリエン
コ−ダ Ｗｋ：鋼板 Ｗｎ：鋼板 ４１：高周波電源 ４２：パイロット電
源 ４３：主電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸 山 敏 彦 千葉県習志野市東習志野７丁目６番１号 日鐵溶接工業株式会社機器事業部内 Ｆターム(参考） 4E001 LH08 ME02 ME04 ME08 ME10 PB04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転ア−クプラズマ溶接において、ア−ク
   回転数Ｆ（Ｈｚ）に対してパイロットガス流量Ｌ（リッ
   トル／分）を、〔０．０４５Ｆ＋０．７〕以下とするこ
   とを特徴とする回転ア−クプラズマ溶接方法。
2. 【請求項２】パイロットガス流量Ｌは、０．７以上であ
   る、請求項１記載の回転ア−クプラズマ溶接方法。
3. 【請求項３】プラズマト−チの、放電電極のワ−ク指向
   線に対して外開口が偏位したノズルを有するノズル部材
   の、ワ−ク指向線を中心とする回転駆動によりプラズマ
   ア−クを回転させる、請求項１又は請求項２記載の回転
   ア−クプラズマ溶接方法。