JP2000271748A - Plasma arc welding apparatus and method thereof - Google Patents

Plasma arc welding apparatus and method thereof

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JP2000271748A
JP2000271748A JP11077173A JP7717399A JP2000271748A JP 2000271748 A JP2000271748 A JP 2000271748A JP 11077173 A JP11077173 A JP 11077173A JP 7717399 A JP7717399 A JP 7717399A JP 2000271748 A JP2000271748 A JP 2000271748A
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JP
Japan
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welding
plasma
plasma arc
hole
torch
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Application number
JP11077173A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiya Shintani
俊哉 新谷
Iwao Kurokawa
巌 黒川
Yosuke Imai
陽介 今井
Yoshitaka Aragaki
淑隆 新垣
Takeshi Ishii
健 石井
Hiroshi Aoyama
洋 青山
Yoshinori Sunaga
義徳 須長
Toru Shiina
徹 椎名
Yorito Uematsu
偉人 植松
Kengo Kamiya
賢吾 神谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Toyota Auto Body Co Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Toyota Auto Body Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a good welding while avoiding the development of explosive spattering at the welding time, in a plasma arc welding. SOLUTION: (A) The plasma arc 20 is ignited at the position for executing the welding. (B) Successively, a hole 31 is bored on an upper plate by using the plasma arc 20 having comparatively large power. (C) When the hole 31 is penetrated, a circular movement parallel to the welding surface is executed with the torch 1 with the hole 31 as the center point while spouting the arc 20. The arc 20 is worked as the upper plate 21 during the circular movement of the torch 1, and thus, this working portion is melted to form the hole 34 having the larger diameter than the diameter of the arc 20. Then, the torch 1 heats a lower plate 22 directly with the plasma arc 20. Vapor of the coating material having low b.p. on the surface of the lower plate 22 is escaped to the outside through the large hole 34 formed on the upper plate 21 with this heating. After vaporizing the coating material, the upper plate 21 and the lower plate 22 are suitably melted and welded with the plasma torch 1.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の技術分野】 本発明は、プラズマアーク溶接に
関わり、特に、母材の融点より低い沸点をもつ物質で表
面がコーティングされている金属を溶接するのに適した
プラズマアーク溶接技術に関する。
The present invention relates to plasma arc welding, and more particularly to a plasma arc welding technique suitable for welding a metal whose surface is coated with a substance having a boiling point lower than the melting point of a base material.

【0002】[0002]

【従来の技術】プラズマアーク溶接、例えばプラズマア
ークスポット溶接は、重ね合せた金属ワークの片側から
溶接できることから、複雑な形状のワークや大きなワー
クに対応できるといった利点を有するため、種々の分野
で利用されている。
2. Description of the Related Art Plasma arc welding, for example, plasma arc spot welding, has the advantage that it can be applied to a work having a complicated shape or a large work because it can be welded from one side of a superposed metal work. Have been.

【0003】しかし、従来のプラズマ溶接では、母材の
融点より低い融点をもつ物質で表面がコーティングされ
た金属(例えば亜鉛メッキ鋼板等)を溶接すると、表面
のコーティング材が蒸発し、その蒸気が溶接部の溶融プ
ールを突き破って爆飛を生じさせたり、溶接部に穴を残
すなどするため、良質の溶接結果が得られないという問
題がある。
However, in conventional plasma welding, when a metal whose surface is coated with a substance having a melting point lower than the melting point of the base metal (for example, galvanized steel sheet) is welded, the coating material on the surface evaporates, and the vapor is evaporated. There is a problem that high quality welding results cannot be obtained because a blast is generated by piercing the molten pool of the welded portion or a hole is left in the welded portion.

【0004】この問題を解決するため、本件出願人は特
願平6−061138号において、プラズマアークのパ
ワーを調節することにより、蒸気抜きと本溶接の2工程
を連続的に行う溶接方法を提案している。すなわち、最
初に、比較的に大きいパワーのプラズマアークを用いて
溶接すべき鋼板の少なくとも一方に貫通穴を穿ち、この
貫通穴を通じてコーティング材の蒸気を逃がす。続い
て、プラズマアークのパワーを適度なレベルまで低下さ
せて、両鋼板を溶接する。しかし、この方法では、溶接
すべき2枚の鋼板間に隙間があると、隙間で溶融金属が
消費されるため、蒸気抜きの穴が後の溶接工程で平らに
埋まらなかったり、高い溶接強度が得られなかったり、
隙間が大きい場合には溶接自体ができなかったりするこ
とがある。
[0004] In order to solve this problem, the applicant of the present invention has proposed a welding method in Japanese Patent Application No. 6-061138, in which the power of a plasma arc is adjusted to continuously carry out two steps of steam removal and main welding. are doing. That is, first, at least one of the steel plates to be welded is formed with a through hole using a plasma arc having a relatively high power, and the vapor of the coating material is released through the through hole. Subsequently, the power of the plasma arc is reduced to an appropriate level, and the two steel plates are welded. However, in this method, if there is a gap between the two steel sheets to be welded, molten metal is consumed in the gap, so that the hole for steam release is not buried flat in the subsequent welding process, or high welding strength is obtained. I ca n’t get it,
If the gap is large, welding itself may not be performed.

【0005】そのため、本件出願人は、特願平9-02
3038号において、溶接すべき2枚の鋼板間の隙間量
を検出し、その検出された隙間量に応じて溶接部にフィ
ラーを供給する溶接方法を提案している。
[0005] Therefore, the present applicant has filed a Japanese Patent Application No.
No. 3038 proposes a welding method for detecting a gap amount between two steel plates to be welded and supplying a filler to a welded portion in accordance with the detected gap amount.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】特願平6−06113
8号及び特願平9−023038号の何れの溶接方法
も、本溶接を行う前段階において、表面のコーティング
材を蒸発させることにより除去する工程を有している。
しかし、コーティング材を蒸発させるために金属ワーク
に対して入熱する入熱範囲が限定されているため、コー
ティング材の除去が不十分となることがある。そのた
め、一定の確率で爆飛が発生することがあり、溶接品質
が安定しないという問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] Japanese Patent Application No. Hei 6-06113
No. 8 and Japanese Patent Application No. 9-023038 each have a step of removing the coating material on the surface by evaporating the material before performing the main welding.
However, since the heat input range in which heat is input to the metal work to evaporate the coating material is limited, the removal of the coating material may be insufficient. Therefore, there is a problem that a blast may occur with a certain probability and the welding quality is not stable.

【0007】従って、本発明の目的は、プラズマアーク
溶接において、溶接時の爆飛の発生を回避し、良好な溶
接が達成できるようにすることにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to prevent explosion during welding in plasma arc welding and to achieve good welding.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の側面に従
うプラズマアーク溶接装置は、ワークに、溶接のため用
いるプラズマアークの径より大きな穴を穿つ穴開け工程
を行い、その後にワークを溶接するための本溶接工程を
行うよう、プラズマアークを制御するプラズマ制御手段
を備えた。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a plasma arc welding apparatus for performing a drilling step of drilling a hole larger than the diameter of a plasma arc used for welding on a work, and thereafter welding the work. And a plasma control means for controlling a plasma arc so as to perform a main welding step for performing the welding.

【0009】本発明の第1の側面に係る好適な実施形態
では、プラズマアークを噴出するプラズマトーチと、ワ
ークとを相対的に移動させる手段を更に有し、それによ
り、穴開け工程が実現される。穴開け工程により穿たれ
る穴の径は、プラズマアークの径の1・5〜3倍の範囲
内である。
In a preferred embodiment according to the first aspect of the present invention, a plasma torch for ejecting a plasma arc and a means for relatively moving a workpiece are further provided, thereby realizing a drilling step. You. The diameter of the hole drilled in the drilling step is in the range of 1.5 to 3 times the diameter of the plasma arc.

【0010】上記実施形態に係る変形例では、プラズマ
トーチをロボットに装備し、そのロボットがプラズマト
ーチとの間に小円コンパス機構を有し、それにより、穴
開け工程が実現される。
In the modification of the above embodiment, a robot is equipped with a plasma torch, and the robot has a small circle compass mechanism between the robot and the plasma torch, thereby realizing a hole making step.

【0011】本発明の第2の側面に従うプラズマアーク
溶接方法は、プラズマアークを用いて、プラズマアーク
の径より大きな直径の穴をワークに穿つ穴開けステップ
と、穴開けステップの後に、プラズマアークを用いてワ
ークを溶接する本溶接ステップとを備えたもので、穴開
けステップでは、プラズマアークを噴出するプラズマト
ーチとワークとを相対的に移動させることにより、穴を
ワークに穿つ。
In a plasma arc welding method according to a second aspect of the present invention, a plasma arc is used to form a hole having a diameter larger than the diameter of the plasma arc in a workpiece. And a main welding step of welding the workpiece by using the same. In the drilling step, a hole is formed in the workpiece by relatively moving the plasma torch for ejecting the plasma arc and the workpiece.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は、ロボットに搭載した本発
明のプラズマアーク溶接装置の一実施形態の全体構成を
示す。
FIG. 1 shows an overall configuration of an embodiment of a plasma arc welding apparatus of the present invention mounted on a robot.

【0013】ロボット10のアーム先端にプラズマトー
チ1が取り付けられている。ロボットコントローラ4に
よりロボット10の動きや姿勢が制御されて、ワーク2
のあらゆる方向の溶接が可能であり、また、その溶接面
に対して平行な円運動等を行うことも可能である(この
ロボット10の円運動については後で詳述する)。溶接
電源3は、プラズマアーク溶接を行うのに必要な電力、
プラズマガス及びシールドガスをプラズマトーチ1に供
給し、かつプラズマガス流量、シールドガス流量、溶接
電流値、溶接時間等を含む溶接条件の制御も行う。高周
波ユニット5はパイロットプラズマアーク発生時、絶縁
破壊を起こすための高周波電力を発生する。プラズマト
ーチ1のガス入口にガス流量切換器6が取付けられてい
る(図2)。ガス流量切換器6は、溶接電源3からの指
令に応答してプラズマ及びシールドガスの流量を大/小
に切換える。プラズマトーチ1の先端近傍にフィラーノ
ズル7が取付けられている。ワイヤ状のフィラー(充填
材)が、フィラー送給装置8から送り出され、フィラー
ノズル7を通じて、プラズマトーチ1の先方に供給され
るようになっている。フィラー送給装置8は、溶接電源
3からの指令に応答して、フィラーを送り出したり、停
止したりする。
A plasma torch 1 is attached to the end of an arm of a robot 10. The movement and posture of the robot 10 are controlled by the robot controller 4 and the work 2 is controlled.
Can be welded in any direction, and a circular motion or the like parallel to the welding surface can be performed (the circular motion of the robot 10 will be described later in detail). The welding power source 3 is used for power required for performing plasma arc welding,
The plasma gas and the shield gas are supplied to the plasma torch 1, and welding conditions including a plasma gas flow rate, a shield gas flow rate, a welding current value, a welding time, and the like are also controlled. The high-frequency unit 5 generates high-frequency power for causing dielectric breakdown when a pilot plasma arc is generated. A gas flow switch 6 is attached to the gas inlet of the plasma torch 1 (FIG. 2). The gas flow rate switch 6 switches the flow rate of the plasma and the shield gas between large and small in response to a command from the welding power supply 3. A filler nozzle 7 is attached near the tip of the plasma torch 1. A wire-like filler (filler) is sent out from the filler feeding device 8, and is supplied to the front of the plasma torch 1 through the filler nozzle 7. The filler feeding device 8 sends out or stops the filler in response to a command from the welding power source 3.

【0014】図2は、溶接電源3の構成を、これに関連
する要素と共に示す。
FIG. 2 shows the configuration of the welding power source 3 together with related elements.

【0015】溶接電源3は、制御された圧力のプラズマ
ガス及びシールドガスをプラズマトーチ1に供給するた
めのガス制御器12を備える。プラズマガス及びシール
ドガスの流量はそれぞれ、ガス流量切換え器6内での開
閉弁の切換えによって大小2段階に切換えることができ
る。ガス流量切換え器6の切換え動作とプラズマトーチ
1からの噴出ガスの実際の流量変化との間に実質的な時
間遅れがないよう、ガス流量切換器6はプラズマトーチ
1に可能な限り近接した位置(例えば、プラズマトーチ
1のガス入口)に取付けられている。
The welding power source 3 includes a gas controller 12 for supplying a plasma gas and a shielding gas at controlled pressures to the plasma torch 1. The flow rates of the plasma gas and the shield gas can be respectively switched between large and small by switching the on-off valve in the gas flow rate switching device 6. The gas flow switch 6 is located as close as possible to the plasma torch 1 so that there is no substantial time delay between the switching operation of the gas flow switch 6 and the actual flow change of the gas ejected from the plasma torch 1. (For example, a gas inlet of the plasma torch 1).

【0016】溶接電源3は、また、プラズマアーク20
の発生及び維持に必要な制御された電力(電圧及び電
流)をプラズマトーチ1に供給するためのプラズマ電源
11と、ワーク2の2枚の鋼板21、22間の隙間23
の大きさ(間隔)を測る隙間判定装置13とを含む。プ
ラズマ電源11は、溶接中、供給電流(プラズマアーク
20の電流)を目標値に一致させるように定電流制御を
行う(後述するように、電流目標値は工程に応じて変更
される)。隙間判定装置13は、溶接中のプラズマ電源
11の発生電圧(つまり、プラズマトーチ1とワーク2
間の電圧、つまり、プラズマアーク20での電圧降下)
をモニタし、後述する方法により鋼板21、22間の隙
間23の大きさを決定する。
The welding power source 3 is connected to a plasma arc 20.
Plasma power supply 11 for supplying controlled electric power (voltage and current) required for generation and maintenance of plasma to plasma torch 1 and gap 23 between two steel plates 21 and 22 of work 2
And a gap determination device 13 that measures the size (interval) of the gap. During welding, the plasma power supply 11 performs constant current control so that the supply current (the current of the plasma arc 20) matches the target value (the target current value is changed according to the process as described later). The gap determining device 13 determines the voltage generated by the plasma power source 11 during welding (that is, the plasma torch 1 and the workpiece 2).
Voltage, ie, voltage drop at plasma arc 20)
Is monitored, and the size of the gap 23 between the steel plates 21 and 22 is determined by a method described later.

【0017】フィラーノズル7の近傍に、フィラー9を
事前に加熱するためのフィラーヒータ15が設けられて
おり、このフィラーヒータ15用の電源16も溶接電源
3に含まれている。フィラー9を事前に加熱すること
は、フィラー9がプラズマアーク20内に入ってから溶
融するまでの時間を短縮して溶接速度を高める利点があ
る。
A filler heater 15 for heating the filler 9 in advance is provided near the filler nozzle 7, and a power supply 16 for the filler heater 15 is also included in the welding power supply 3. Preheating the filler 9 has the advantage of increasing the welding speed by shortening the time from when the filler 9 enters the plasma arc 20 until it melts.

【0018】溶接電源3には、更に、上述した各種要素
を制御するための溶接コントローラ14が備えられてい
る。溶接コントローラ14は後述するような手順で上記
各種要素の制御を行うが、その制御動作には、ガス制御
器12を駆動及び停止させること、ガス流量切換え器6
に流量切換えの指示を与えること、フィラー送給装置8
を駆動及び停止させること、フィラーヒータ用電源16
を駆動及び停止させること、プラズマ電源11を駆動及
び停止させること、プラズマ電源11に電流目標値を与
えること、プラズマ電源11の供給電圧をモニタして隙
間判定装置13から隙間23の大きさに応じたフィラー
供給量や溶接時間のような溶接条件を取得すること、プ
ラズマ電源11の供給電圧をモニタして溶接工程の変更
タイミングを決定すること、などが含まれる。
The welding power source 3 is further provided with a welding controller 14 for controlling the various elements described above. The welding controller 14 controls the above-described various elements in a procedure as described later. The control operation includes driving and stopping the gas controller 12, the gas flow switch 6.
To switch the flow rate, filler feeder 8
And the power supply 16 for the filler heater.
Drive and stop, drive and stop the plasma power supply 11, give a current target value to the plasma power supply 11, monitor the supply voltage of the plasma power supply 11, and monitor the supply voltage of the plasma power supply 11 according to the size of the gap 23. Acquiring welding conditions, such as the filler supply amount and welding time, monitoring the supply voltage of the plasma power supply 11 and determining the change timing of the welding process are included.

【0019】図3及び図4は、本発明に従うプラズマア
ーク溶接方法の一実施形態の流れを示す。
FIGS. 3 and 4 show the flow of one embodiment of the plasma arc welding method according to the present invention.

【0020】まず、図3(A)に示すように、溶接を行
う位置でプラズマアーク20を着火し、続いて、同図
(B)に示すように、比較的に大きいパワーのプラズマ
アーク20を用いて、プラズマトーチ1に近い側の鋼板
(以下、上板という)21に穴31を穿つ。このとき、
プラズマアーク20のパワーを大きくするために、プラ
ズマ電流及びプラズマガス流量のうちの一方又は双方が
高い値に制御される。上板21にプラズマアーク20が
作用すると、そのスポット部分が溶融して図示のように
吹き飛ぶか又は穴31の周囲に盛り上がり、そして穴3
1が貫通する。大パワーのプラズマアーク20を用いる
ので、短時間で穴31を開けることができる。
First, as shown in FIG. 3 (A), a plasma arc 20 is ignited at a position where welding is to be performed, and then, as shown in FIG. A hole 31 is drilled in a steel plate (hereinafter, referred to as an upper plate) 21 on the side close to the plasma torch 1. At this time,
In order to increase the power of the plasma arc 20, one or both of the plasma current and the plasma gas flow rate are controlled to a high value. When the plasma arc 20 acts on the upper plate 21, the spot portion is melted and blows off as shown in the drawing or rises around the hole 31, and
1 penetrates. Since the high power plasma arc 20 is used, the hole 31 can be formed in a short time.

【0021】穴31が貫通すると、次に、図3(C)に示
すように、プラズマトーチ1は、穴31(厳密には穴3
1の中心点)を中心点として、プラズマアーク20を噴
出しながら、溶接面に対して平行な円運動を行う(この
円運動の直径は、プラズマアーク20の径よりも大きい
ものとする)。プラズマトーチ1の円運動中に上板21
にプラズマアーク20が作用することにより、その作用
部分が溶融してプラズマアーク20の径よりも大きい直
径の穴34が形成される。
When the hole 31 penetrates, next, as shown in FIG. 3C, the plasma torch 1
A circular motion parallel to the welding surface is performed while ejecting the plasma arc 20 with the (center point of 1) as the center point (the diameter of this circular motion is assumed to be larger than the diameter of the plasma arc 20). During the circular motion of the plasma torch 1, the upper plate 21
When the plasma arc 20 acts on the plasma arc 20, the acting portion is melted, and a hole 34 having a diameter larger than the diameter of the plasma arc 20 is formed.

【0022】大きい穴34が形成されると直ちにプラズ
マアーク20のパワーを溶接に適した値まで低減させて
(つまり、プラズマ電流及びプラズマガス流量を溶接に
適した値に制御して)、図4(D)に示すように、プラズ
マトーチ1は大きい穴34の中心点に移動して、プラズ
マトーチ1から遠い側の鋼板(以下、下板という)22
を直接プラズマアーク20で加熱する。この加熱によ
り、下板22表面の低沸点のコーティング材の蒸気は上
板21に形成された大きい穴34を通じて外へ逃げる。
As soon as the large hole 34 is formed, the power of the plasma arc 20 is reduced to a value suitable for welding (ie, the plasma current and the plasma gas flow rate are controlled to values suitable for welding), and FIG. As shown in (D), the plasma torch 1 moves to the center point of the large hole 34, and the steel plate (hereinafter, referred to as the lower plate) 22 farther from the plasma torch 1 is moved.
Is directly heated by the plasma arc 20. By this heating, the vapor of the coating material having a low boiling point on the surface of the lower plate 22 escapes through the large holes 34 formed in the upper plate 21.

【0023】この蒸発の過程を図5及び図6を用いて説
明する。
The process of the evaporation will be described with reference to FIGS.

【0024】図5(A)のように、大きい穴34が形成さ
れた後、穴34の中心にあたる下板22の部分がプラズ
マアーク20によって加熱され、加熱された部分のコー
ティング材(例えば亜鉛メッキ)が蒸発する。そして加熱
時間が長くなるにしたがって、亜鉛メッキの蒸発範囲D
は、穴34の径と同等の大きさか若しくはそれ以上の大
きさにまで拡大する(良好な溶接のためには蒸発範囲D
は穴34の径以上の大きさが望ましい)。
As shown in FIG. 5A, after the large hole 34 is formed, the portion of the lower plate 22 corresponding to the center of the hole 34 is heated by the plasma arc 20, and the heated portion of the coating material (for example, galvanized) ) Evaporates. Then, as the heating time becomes longer, the evaporation range D of the zinc plating
Increases to a size equal to or greater than the diameter of the hole 34 (for good welding, the evaporation range D
Is preferably larger than the diameter of the hole 34).

【0025】また、図6のように鋼板を3枚重ねて溶接
する場合も上記と同様である。つまり、下板22(プラ
ズマトーチ1より最も遠い鋼板)以外の鋼板には、大き
い穴34が形成された後、下板22への加熱により、加
熱された部分の亜鉛メッキが蒸発する。そして加熱時間
が長くなるにしたがって、亜鉛メッキの蒸発範囲Dは拡
大する。
The same applies to the case where three steel plates are overlapped and welded as shown in FIG. That is, after the large holes 34 are formed in the steel plates other than the lower plate 22 (the steel plate farthest from the plasma torch 1), the heated portion of the lower plate 22 evaporates the galvanized portion. Then, as the heating time becomes longer, the evaporation range D of the zinc plating increases.

【0026】なお、この蒸気抜きの穴34の直径はプラ
ズマアーク20の径より大きいため、プラズマアーク2
0がコーティング材を蒸発させるために下板22を加熱
している途中でも、穴34の上板21の縁部分はアーク
中による加熱を受けにくい。従って、プラズマアーク2
0は、穴34を拡大することなく、下板22のみを効率
よく加熱することが可能である。しかし穴34があまり
にも大きいと後でフィラーにより穴34を埋めることが
困難になるので、穴34の直径はプラズマアーク太さの
径の1.5倍から3倍の範囲内に収まるのが最適であ
る。
Since the diameter of the vapor vent hole 34 is larger than the diameter of the plasma arc 20, the plasma arc 2
Even when 0 is heating the lower plate 22 to evaporate the coating material, the edge portion of the upper plate 21 of the hole 34 is less likely to be heated by the arc. Therefore, the plasma arc 2
0 means that only the lower plate 22 can be efficiently heated without enlarging the hole 34. However, if the hole 34 is too large, it will be difficult to fill the hole 34 with a filler later. Therefore, the diameter of the hole 34 is optimally within the range of 1.5 to 3 times the diameter of the plasma arc. It is.

【0027】コーティング材を蒸発させた後、プラズマ
トーチ1は、上板21と下板22を適正に溶融させて溶
接する(この動作を以下、「本溶接」という)。このと
き、図4(E)に示すように、フィラー9がプラズマア
ーク20内に送り込まれる。すると、プラズマアーク熱
で溶融したフィラー32が溶接スポットへ供給されて、
鋼板間の隙間23及び穴34を埋めていく。最終的に、
図4(F)に示すように穴34が埋め戻され、かつ隙間
23も埋まって鋼板21、22間の溶接が確立する。こ
の段階で、フィラー9をプラズマアーク20外へ引出し
その送給を停止させ、続いて、プラズマアーク20を消
す。これで、1回の溶接が終了する。
After evaporating the coating material, the plasma torch 1 appropriately melts and welds the upper plate 21 and the lower plate 22 (this operation is hereinafter referred to as "main welding"). At this time, the filler 9 is fed into the plasma arc 20 as shown in FIG. Then, the filler 32 melted by the plasma arc heat is supplied to the welding spot,
The gap 23 and the hole 34 between the steel plates are filled. Finally,
As shown in FIG. 4 (F), the hole 34 is buried back and the gap 23 is buried, so that welding between the steel plates 21 and 22 is established. At this stage, the filler 9 is drawn out of the plasma arc 20 to stop its supply, and then the plasma arc 20 is extinguished. This completes one welding operation.

【0028】穴34を完全に埋めるために必要なフィラ
ー9の供給量は、上板21の厚み、穴34のサイズ、隙
間23の大きさ等の要因によって決まるが、これらのう
ち、各溶接回毎に変動する要因は通常、隙間23の大き
さである。溶接終了後に穴34が凹みとして残らないよ
うにすることが望ましいから、これを達成するために、
一つの方法として、事前に予想される隙間23の最大値
に合せて、1溶接回でのフィラー供給量を設定しておく
ことができる(この方法を使用する溶接装置では、図2
に示した隙間判定装置13は不要である)。この方法は
簡単であって、かつ確実に穴34を埋めることができる
が、隙間23が予想最大値より小さいときは、必然的に
溶接部に盛り上がりが残るので外観は良くない。そこ
で、別の方法として、各溶接回毎に、(例えば、図2に
示した隙間判定装置13を用いて)隙間23の大きさを
測定して、測定値に応じた適量にフィラー供給量を制御
することもできる(この方法の詳細は後述する)。な
お、フィラー供給量を調節する方法としては、例えば、
図4(E)に示した本溶接工程において、フィラーの送
給速度は一定に維持しておき、その送給時間長を調節す
る方法がある。この調節方法を用いる場合、フィラー送
給時間長に応じて、本溶接工程の時間長も調節する必要
がある場合がある。
The supply amount of the filler 9 required to completely fill the hole 34 is determined by factors such as the thickness of the upper plate 21, the size of the hole 34, the size of the gap 23, and the like. The factor that fluctuates every time is usually the size of the gap 23. Since it is desirable not to leave the hole 34 as a recess after the welding is completed, in order to achieve this,
As one method, the filler supply amount in one welding cycle can be set in advance in accordance with the maximum value of the gap 23 expected in advance (in a welding apparatus using this method, FIG.
Is unnecessary.) This method is simple and can surely fill the hole 34, but when the gap 23 is smaller than the expected maximum value, the bulge is necessarily left in the welded portion, so that the appearance is not good. Therefore, as another method, the size of the gap 23 is measured (for example, using the gap determination device 13 shown in FIG. 2) at each welding cycle, and the filler supply amount is adjusted to an appropriate amount according to the measured value. It can also be controlled (the details of this method will be described later). In addition, as a method of adjusting the filler supply amount, for example,
In the main welding step shown in FIG. 4 (E), there is a method of maintaining the feed rate of the filler constant and adjusting the feed time length. When this adjusting method is used, it may be necessary to adjust the time length of the main welding step according to the filler feeding time length.

【0029】図7、図8、図9及び図10に、図3(C)
の工程で行われるプラズマトーチ1の円運動が可能なロ
ボット3の構造図の例を示す。
FIGS. 7, 8, 9 and 10 show the state shown in FIG.
3 shows an example of a structural diagram of a robot 3 capable of performing a circular motion of the plasma torch 1 performed in the step of FIG.

【0030】図7では、ロボット3はその稼動範囲内に
おいてはあらゆる姿勢及び動きが可能であるため、ロボ
ップラズマトーチチングにより、ロボット3の先端にあ
るプラズマトーチ1は上述の円運動を行う。すなわち、
ロボットコントローラ4に、この溶接のために考えられ
得る運動プログラムを組み込むことにより、所期の目的
を達成する。
In FIG. 7, since the robot 3 can take any posture and movement within its operating range, the plasma torch 1 at the tip of the robot 3 performs the above-described circular motion by the robot plasma torch. That is,
The intended purpose is achieved by incorporating into the robot controller 4 possible motion programs for this welding.

【0031】図8では、ロボット3のロボットハンド2
5とプラズマトーチ1との間に小円コンパス27が設け
られている。ロボットコントローラ4には小円コンパス
27を制御する運動プログラムも組み込まれており、最
初の小さい穴31が貫通した後、ロボットハンド25は
固定されたまま、小円コンパス27の動きだけで、プラ
ズマトーチ1は上述の円運動を行い、蒸気抜き用の大き
い穴34を形成する。
In FIG. 8, the robot hand 2 of the robot 3
A small circle compass 27 is provided between the plasma torch 5 and the plasma torch 1. The robot controller 4 also incorporates a motion program for controlling the small circle compass 27. After the first small hole 31 has penetrated, the robot hand 25 is fixed and the plasma torch is moved only by the movement of the small circle compass 27. 1 performs the above-described circular motion to form a large hole 34 for steam release.

【0032】図9では、プラズマトーチ1は多段式の構
造であり、その内の一部の段構造内部に偏心運動可能な
機構を内蔵して、その偏心運動により上述の円運動を行
う(図中では、プラズマトーチ1は2段式の構造で、プ
ラズマトーチ1上部の段構造内に、プラズマトーチ1下
部(プラズマアーク噴出側)を円運動させる機構を有して
いる)。従って、最初の小さい穴31が貫通した後、ロ
ボット3は固定されたまま、上述の偏心運動によりプラ
ズマトーチ1下部は円運動を行い、蒸気抜き用の大きい
穴34を形成する。
In FIG. 9, the plasma torch 1 has a multi-stage structure, in which a mechanism capable of eccentric movement is built in some of the step structures, and the above-described circular movement is performed by the eccentric movement (FIG. 9). Inside, the plasma torch 1 has a two-stage structure, and has a mechanism for circularly moving the lower portion of the plasma torch 1 (plasma arc ejection side) in a step structure on the upper portion of the plasma torch 1). Therefore, after the first small hole 31 penetrates, the lower portion of the plasma torch 1 performs a circular motion by the above-described eccentric motion while the robot 3 is fixed, thereby forming a large hole 34 for vapor release.

【0033】或いは、図10に示すように、最初の小さ
い穴31を貫通後、プラズマトーチ1下部のみが、プラ
ズマトーチ中心軸と溶接面法線がある角度をなすように
動き、そのまま固定され、そしてプラズマトーチ1が回
転することにより、プラズマアーク20の先端部が上板
21上で円運動を行うようにしてもよい(従って、蒸気
抜き用の大きい穴34の形成に関しては、プラズマトー
チ中心軸と溶接面法線が平行である必要はない)。
Alternatively, as shown in FIG. 10, after penetrating the first small hole 31, only the lower portion of the plasma torch 1 moves so as to form an angle with the plasma torch center axis and the welding surface normal, and is fixed as it is. The rotation of the plasma torch 1 may cause the tip of the plasma arc 20 to make a circular motion on the upper plate 21 (therefore, regarding the formation of the large hole 34 for vapor release, the center axis of the plasma torch). And the weld surface normal need not be parallel).

【0034】図11は、図3に示した溶接方法を行うと
きの、プラズマ電流、プラズマガス流量、シールドガス
流量、フィラ一送給の制御方法の一実施形態を示す。
FIG. 11 shows an embodiment of a method for controlling the plasma current, the plasma gas flow rate, the shield gas flow rate, and the filler feed when performing the welding method shown in FIG.

【0035】1回の溶接は、プラズマアーク点火前から
ガスを流して適正な雰囲気を調整しておくプリフロー工
程、大パワーのプラズマアークで蒸気抜き用穴を貫通さ
せる穴開け工程、フィラーで隙間と穴を埋めつつ適正パ
ワーのプラズマアークで溶接を行う本溶接工程、及びプ
ラズマアーク消火後もガスを流して溶接部の酸化を防ぐ
アフターフロー工程の4工程から構成される。
In one welding, a pre-flow step for adjusting a proper atmosphere by flowing a gas before the plasma arc is ignited, a hole making step for penetrating a vapor vent hole with a high-power plasma arc, and a gap being formed with a filler. It consists of four steps: a main welding step in which welding is performed with a plasma arc of appropriate power while filling the holes, and an after-flow step in which gas is flown even after extinguishing the plasma arc to prevent oxidation of the welded portion.

【0036】図11に示す制御方法では、プラズマガス
流量及びシールドガス流量は、上記4工程を通じて、そ
れぞれ所定の一定値に維持される。プラズマ電流(ここ
の説明では、パイロットプラズマアークを除いた、鋼板
に実質的に作用するメインプラズマアークの電流を指
す)は、穴開け工程では比較的高い値に制御され、その
後の本溶接工程ではより低い溶接適正値に制御される。
フィラー送給は、本溶接工程中にだけ、設定されたフィ
ラー供給量に応じた時間長だけ行われる。前述したよう
に、穴開け工程でメインプラズマアーク電流を高くする
ことにより、プラズマアークのパワーが大きくなり、高
速に蒸気抜き用穴を開けることができる。
In the control method shown in FIG. 11, the plasma gas flow rate and the shield gas flow rate are each maintained at a predetermined constant value through the above four steps. The plasma current (referred to here as the current of the main plasma arc substantially acting on the steel plate, excluding the pilot plasma arc) is controlled to a relatively high value in the drilling process, and in the subsequent main welding process. It is controlled to a lower welding appropriate value.
Filler feeding is performed only during the main welding process for a time length corresponding to the set filler feeding amount. As described above, by increasing the main plasma arc current in the hole making step, the power of the plasma arc is increased, and a hole for steam release can be made at high speed.

【0037】図12は、プラズマ電流、プラズマガス流
量、シールドガス流量、フィラ一送給の制御方法の別の
実施形態を示す。
FIG. 12 shows another embodiment of the control method of the plasma current, the plasma gas flow rate, the shield gas flow rate, and the filler feed.

【0038】この制御方法では、メインプラズマアーク
電流は一定値に維持しておき、代りにプラズマガス流量
を大きくすることにより、穴開け工程で大きいプラズマ
アークパワーを得るようにしている。穴開け工程前のプ
リフロー工程からプラズマガス流量を大きくしておけ
ば、穴開け工程の開始がスムーズである。穴開け工程で
のプラズマアークパワーを大きくするために、図11の
方法のようにプラズマ電流を高めることと、図12の方
法のようにプラズマガス流量を多くすることとを併用す
ることも可能である。
In this control method, the main plasma arc current is maintained at a constant value, and instead, the plasma gas flow rate is increased so that a large plasma arc power is obtained in the drilling step. If the plasma gas flow rate is increased from the preflow step before the hole making step, the start of the hole making step is smooth. In order to increase the plasma arc power in the drilling step, it is also possible to use a combination of increasing the plasma current as in the method of FIG. 11 and increasing the plasma gas flow rate as in the method of FIG. is there.

【0039】図11又は図12に示した制御方法を図2
に示した溶接装置で実行する場合、プラズマ電流の制御
はプラズマ電源11に対する目標電流値を調節すること
により行え、プラズマガス及びシールドガスの流量制御
はガス制御器12の圧力調節とガス流量切換え器6の切
換えにより行え、また、フィラ一送給の制御はフィラー
送給装置8の駆動/停止により行える。これらの動作
は、溶接コントローラ19内のコンピュータ(図示せ
ず)がプログラムに従って、プラズマ電源11、ガス制
御器12、ガス流量切換え器6、及びフィラー送給装置
8に指令を与えることによって実施される。
The control method shown in FIG. 11 or FIG.
, The plasma current can be controlled by adjusting the target current value for the plasma power supply 11, and the flow rates of the plasma gas and the shield gas can be controlled by adjusting the pressure of the gas controller 12 and the gas flow rate switching device. 6 and the filler feed control can be performed by driving / stopping the filler feeder 8. These operations are performed by a computer (not shown) in the welding controller 19 giving commands to the plasma power source 11, the gas controller 12, the gas flow rate switching device 6, and the filler feeding device 8 according to a program. .

【0040】図13、図14及び図15は、従来の溶接
方法と本発明に従う2種類の溶接方法とをテストして得
られた、「亜鉛メッキ除去範囲の比較」、「爆飛発生頻
度の比較」及び「溶接強度の比較」を示す。
FIGS. 13, 14 and 15 show "comparison of galvanized removal range" and "depth of explosion occurrence frequency" obtained by testing a conventional welding method and two kinds of welding methods according to the present invention. 2 shows a comparison and a comparison of welding strength.

【0041】ここで、従来の溶接方法とは、特願平9−
023038号の方法、つまり、プラズマトーチを固定
して穴を開け、その後、本溶接工程を行なう方法であ
り、そのテスト結果は図中「プラズマトーチ固定方式」
のグラフで示し、本発明に従う溶接方法のテスト結果は
「プラズマトーチ回転方式」のグラフで示す。また、図
13の縦軸の亜鉛メッキ除去範囲とは、下板22の表面
にメッキされた亜鉛がプラズマアーク20に加熱される
ことにより蒸発(除去)した円形部分の直径である。図
14及び15の横軸の「隙間」とは、上板21と下板2
2との間の隙間の大きさであり、図14の縦軸の「爆飛
発生頻度」とは、本溶接工程における爆飛の発生割合で
あり、図15の縦軸の「溶接強度」とは、スポット溶接
で1個の溶接部を形成した上板21と下板22との間で
引っ張り試験を行って得られた引っ張り強度である。テ
ストで用いた具体的な条件は以下の通りである。
Here, the conventional welding method is described in Japanese Patent Application No. Hei 9-1997.
No. 023038, that is, a method in which a plasma torch is fixed and a hole is formed, and then a main welding process is performed. The test result is shown in FIG.
, And the test result of the welding method according to the present invention is shown by a graph of “Plasma torch rotation method”. Further, the zinc plating removal range on the vertical axis in FIG. 13 is the diameter of the circular portion where the zinc plated on the surface of the lower plate 22 is evaporated (removed) by being heated by the plasma arc 20. The “gap” on the horizontal axis in FIGS. 14 and 15 means the upper plate 21 and the lower plate 2
The “explosion frequency” on the vertical axis in FIG. 14 is the rate of occurrence of explosions in the main welding process, and the “welding strength” on the vertical axis in FIG. Is the tensile strength obtained by conducting a tensile test between the upper plate 21 and the lower plate 22 having one weld formed by spot welding. The specific conditions used in the test are as follows.

【0042】図13の「亜鉛メッキ除去範囲の比較」で
は、上板は厚さ0.8mmの亜鉛メッキ鋼板、下板は厚
さ0.8mmの亜鉛メッキ鋼板である。
In "Comparison of galvanized removal range" in FIG. 13, the upper plate is a 0.8 mm-thick galvanized steel plate and the lower plate is a 0.8 mm-thick galvanized steel plate.

【0043】図14の「爆飛発生頻度の比較」では、上板
は厚さ0.8mmの亜鉛メッキ鋼板、下板は厚さ0.8
mmの亜鉛メッキ鋼板である。
In the "comparison of bomb blast frequency" in FIG. 14, the upper plate is a 0.8 mm thick galvanized steel plate and the lower plate is a 0.8 mm thick plate.
mm galvanized steel sheet.

【0044】図15の「溶接強度の比較」では、上板は厚
さ0.7mmの亜鉛メッキ鋼板、下板は厚さ0.7mm
の亜鉛メッキ鋼板である。
In the "comparison of welding strengths" in FIG. 15, the upper plate is a 0.7 mm thick galvanized steel plate, and the lower plate is a 0.7 mm thick plate.
Is a galvanized steel sheet.

【0045】更に、上記の全てのテストの共通な条件と
して、プラズマトーチのノズル径はφ2.2mm、「ト
ーチ回転方式」の回転径はφ6mm、プラズマガス及び
シールドガスはアルゴン+7%水素、プラズマガス流量
は穴開け工程時が4.2リットル/min、本溶接工程
時が1.6リットル/minである。フィラー径はφ
0.9mmである。
Further, as common conditions of all the above tests, the nozzle diameter of the plasma torch is φ2.2 mm, the rotation diameter of the “torch rotation method” is φ6 mm, the plasma gas and the shielding gas are argon + 7% hydrogen, the plasma gas The flow rate was 4.2 l / min during the drilling step and 1.6 l / min during the main welding step. Filler diameter is φ
0.9 mm.

【0046】図13から分るように、従来の「プラズマ
トーチ固定方式」よりも、本発明の「プラズマトーチ回
転方式」の方が、下板22にメッキされた亜鉛を広範囲
にわたって(「プラズマトーチ固定方式」の約2倍の範
囲にわたって)除去している。
As can be seen from FIG. 13, the "plasma torch rotating method" of the present invention spreads zinc plated on the lower plate 22 over a wider range ("the plasma torch fixing method") than the conventional "plasma torch fixing method". (About twice as large as the “fixed method”).

【0047】図13の結果から、本発明の「プラズマト
ーチ回転方式」によって亜鉛による爆飛発生頻度が抑制
されることが想定されるが、図14を参照するとそれが
明らかになっている。特にそれが顕著なのは、隙間が
0.2〜0.5mmの範囲である。従来の「プラズマトー
チ固定方式」では隙間0.2〜0.5mmのときに爆飛発
生頻度が高くなっている(図中では、隙間0.2mmの
ときにピークとなっている)が、本発明の「プラズマトー
チ回転方式」では、隙間が0〜1.2mmの広い範囲に
わたて比較的に低い値で安定している。
From the results shown in FIG. 13, it is assumed that the frequency of the explosion caused by zinc is suppressed by the "plasma torch rotation method" of the present invention. This is apparent from FIG. This is particularly remarkable when the gap is in the range of 0.2 to 0.5 mm. In the conventional “plasma torch fixing method”, the frequency of bomb blasting is high when the gap is 0.2 to 0.5 mm (in the figure, it peaks when the gap is 0.2 mm). In the “plasma torch rotation method” of the invention, the gap is stable at a relatively low value over a wide range of 0 to 1.2 mm.

【0048】溶接強度については、図15から分るよう
に、本発明の「プラズマトーチ回転方式」は、従来の
「プラズマトーチ固定方式」に比較して、隙間の大小に関
わらず引張り強度は比較的に高い値で安定している。
Regarding the welding strength, as can be seen from FIG. 15, the "plasma torch rotating method" of the present invention has a comparatively high tensile strength regardless of the size of the gap as compared with the conventional "plasma torch fixing method". It is stable at a high value.

【0049】本発明の「プラズマトーチ回転方式」で
は、隙間量に応じて溶接条件を変化させることも可能で
ある。この隙間測定のための2種類の方法を以下に説明
する。第1の方法は、穴開け工程終了時点におけるプラ
ズマアーク電圧値から隙間量を決定する方法であり、第
2の方法は、穴開け工程中のプラズマアーク電圧の時間
的な変化の傾きから隙間量を決定する方法である。ま
ず、第1の方法から説明する。
In the "plasma torch rotation method" of the present invention, it is possible to change the welding conditions in accordance with the gap amount. Two methods for measuring the gap will be described below. The first method is to determine the gap amount from the plasma arc voltage value at the end of the hole making step, and the second method is to determine the gap amount from the time-dependent gradient of the plasma arc voltage during the hole making step. It is a method of determining. First, the first method will be described.

【0050】図16は、図11に示すような制御方法を
行ったときのプラズマアーク電流と電圧の変化を示した
ものである(シールドガス流量が6リットル/minの
条件下で測定)。図11の制御方法では、既に説明した
ように、プラズマアーク電流は穴開け工程の間比較的高
い値一定に制御され、穴開け工程が終わると比較的に低
い値に落とされ、以後の本溶接工程ではその低い値一定
に制御される。図16の電流波形はこのようなプラズマ
アーク電流の変化を示しており、電圧波形はそのときの
プラズマアーク電圧の変化を示している。図示のよう
に、穴開け工程が終わると、プラズマアーク電圧は低下
して時点t1(図16の例では、穴開け工程開始から
0.8〜0.85秒)でほぼ一定値に静定するが、この
静定したプラズマアーク電圧は隙間量に応じて異なる値
V1、V2を示す。すなわち、隙間量が大きいほどより
高い値を示す。その理由は、隙間量が大きいほど下板2
2がプラズマトーチ1から遠くなるので、その分だけプ
ラズマアーク柱が長くなり電圧降下が増すためと推測さ
れる。図17は、この静定したプラズマアーク電圧と隙
間量との概略的な関係を示しており、プラズマアーク電
圧は、あるオフセット値V0をもって、隙間量にほぼ比
例する。従って、図17に示すような隙間量とプラズマ
アーク電圧との関係(実際上は、隙間量に対応したフィ
ラー送給量(送給時間)とプラズマアーク電圧との関
係)を図2に示した溶接コントローラ14内に例えばル
ックアップテーブルの形式で記憶させておき、各溶接回
において、穴開け工程終了後の時点t1でプラズマアー
ク電圧を測定して(例えば、穴開け工程開始から0.8
〜0.85秒の時間区間で0.001秒毎にプラズマア
ーク電圧をサンプリングして平均値を求める)、その測
定値を用いてルックアップテーブルをアドレスすること
により、隙間量(実際上は、隙間量に対応したフィラー
送給量(送給時間))を決定することができる。
FIG. 16 shows the changes in the plasma arc current and the voltage when the control method shown in FIG. 11 is performed (measured under the condition that the flow rate of the shield gas is 6 L / min). In the control method shown in FIG. 11, as described above, the plasma arc current is controlled to a relatively high value during the drilling step, and is decreased to a relatively low value after the drilling step. In the process, the low value is controlled to be constant. The current waveform in FIG. 16 shows such a change in the plasma arc current, and the voltage waveform shows the change in the plasma arc voltage at that time. As shown in the drawing, when the drilling step is completed, the plasma arc voltage decreases and stabilizes to a substantially constant value at time t1 (in the example of FIG. 16, 0.8 to 0.85 seconds from the start of the drilling step). However, the settled plasma arc voltage shows different values V1 and V2 depending on the gap amount. That is, the larger the gap amount, the higher the value. The reason is that the larger the gap amount, the lower the lower plate 2
It is presumed that the plasma arc column becomes longer and the voltage drop increases by the distance of the plasma torch 1 from the plasma torch 1. FIG. 17 shows a schematic relationship between the settled plasma arc voltage and the gap amount. The plasma arc voltage is almost proportional to the gap amount with a certain offset value V0. Accordingly, the relationship between the gap amount and the plasma arc voltage as shown in FIG. 17 (actually, the relationship between the filler feed amount (feed time) and the plasma arc voltage corresponding to the gap amount) is shown in FIG. In the welding controller 14, for example, a look-up table is stored, and in each welding cycle, the plasma arc voltage is measured at time t1 after the end of the drilling process (for example, 0.8 mm from the start of the drilling process).
The plasma arc voltage is sampled every 0.001 second in a time interval of ~ 0.85 seconds to obtain an average value), and the lookup table is addressed using the measured value, so that the gap amount (actually, The filler feed amount (feed time) corresponding to the gap amount can be determined.

【0051】図18は、この隙間量測定方法を実施する
ための隙間判定装置13の構成を示す。
FIG. 18 shows the configuration of the gap determining device 13 for implementing the gap measuring method.

【0052】隙間判定装置13は、測定部132、フィ
ルタ部133、演算部134、一時記憶部135、基準
値記憶部136及び比較部137を有し、これらの要素
はインタフェース部138を介して相互通信可能であ
り、かつ溶接コントローラ14とも通信可能である。測
定部132は、穴開け工程開始から0.8〜0.85秒
の間、プラズマ電源11の発生するプラズマアーク電圧
をサンプリングする。フィルタ部133は、サンプリン
グされたプラズマアーク電圧サンプル値にフィルタリン
グ処理を施して雑音成分を除去する。演算部134は、
測定区間で得られた一連のサンプル値から平均値を演算
する。一時記憶部135は、一連のサンプル値や平均値
を一時的に記憶する。基準値記憶部136は、上述した
ルックアップテーブルを記憶している。比較部137
は、平均値を用いてルックアップテーブルをアドレスす
ることにより、隙間量に対応したフィラー送給時間を決
定し、かつフィラー送給時間に応じて本溶接工程の時間
も決定し、これら決定した溶接条件を溶接コントローラ
14に通知する。溶接コントローラ14は、決定された
フィラー送給時間及び本溶接工程時間に従って、本溶接
工程においてフィラー送給装置8やプラズマ電源11を
制御する。
The gap determining device 13 has a measuring unit 132, a filter unit 133, an arithmetic unit 134, a temporary storage unit 135, a reference value storage unit 136, and a comparison unit 137. These elements are mutually connected via an interface unit 138. It can communicate with the welding controller 14. The measurement unit 132 samples the plasma arc voltage generated by the plasma power supply 11 for 0.8 to 0.85 seconds from the start of the drilling step. The filter unit 133 performs a filtering process on the sampled plasma arc voltage sample value to remove a noise component. The arithmetic unit 134
An average value is calculated from a series of sample values obtained in the measurement section. The temporary storage unit 135 temporarily stores a series of sample values and average values. The reference value storage unit 136 stores the above-described lookup table. Comparison section 137
Determines the filler feed time corresponding to the gap amount by addressing the lookup table using the average value, and also determines the time of the main welding process according to the filler feed time. The conditions are notified to the welding controller 14. The welding controller 14 controls the filler feeding device 8 and the plasma power supply 11 in the main welding process according to the determined filler feeding time and the main welding process time.

【0053】図19は、図18の隙間判定装置13が行
う動作の流れを示す。
FIG. 19 shows a flow of the operation performed by the gap determination device 13 of FIG.

【0054】まず、溶接開始(S1)と同時にタイマを
起動し(S2)、タイマが測定区間(穴開け工程開始か
ら0.8〜0.85秒)を示している間(S3)、プラ
ズマアーク電圧を0.001秒間隔でサンプリングし
(S4)、フィルタリング処理を施し(S5)、一時記
憶部135に記憶する。測定区間が終了したら(S
6)、全てのサンプル値の平均値を計算し(S7)、こ
の平均値を用いてルックアップテーブルからフィラー送
給量を読み出す(S8)。テーブル読み出しの際は、平
均値に最も近いテーブル内のプラズマアーク電圧値に対
応するアドレスからフィラー送給量を読出す。そして、
読み出したフィラー送給量に応じて本溶接工程の溶接条
件を選択し(S9)、溶接コントローラ14に通知す
る。
First, a timer is started at the same time as the start of welding (S1) (S2), and while the timer indicates a measuring section (0.8 to 0.85 seconds from the start of the drilling step) (S3), the plasma arc is started. The voltage is sampled at 0.001 second intervals (S4), filtered (S5), and stored in the temporary storage unit 135. When the measurement section ends (S
6), the average value of all the sample values is calculated (S7), and the filler feed amount is read from the lookup table using this average value (S8). When reading the table, the filler feed amount is read from the address corresponding to the plasma arc voltage value in the table closest to the average value. And
The welding conditions of the main welding step are selected according to the read filler supply amount (S9), and the welding controller 14 is notified.

【0055】この第1の隙間量測定方法は、図11に示
した制御方法のみに限らず、図12に示した制御方法で
も採用することができる。図12の制御方法でも、穴開
け工程が終わってプラズマアーク電圧が静定したばかり
の時間区間でプラズマアーク電圧を測定する。
This first gap amount measuring method is not limited to the control method shown in FIG. 11, but can be adopted also in the control method shown in FIG. Also in the control method of FIG. 12, the plasma arc voltage is measured in a time interval in which the plasma arc voltage has just settled after the drilling step has been completed.

【0056】この第1の隙間量測定方法では、溶接回数
が増えるにつれて図18に示すプラズマトーチ1内の電
極131が消耗していくと、最初に設定したルックアッ
プテーブルを修正しなければならならず、また、プラズ
マトーチ1のスタンドオフ(ワークからの距離)がワー
ク毎にまちまちである場合には測定ができないという問
題がある。何故なら、図17に示したオフセット電圧V
0は、プラズマトーチ1内の電極131の先端とワーク
2の表面との距離によって変化するからである。
In the first gap measuring method, when the electrode 131 in the plasma torch 1 shown in FIG. 18 is consumed as the number of welding increases, the lookup table set first must be corrected. In addition, when the stand-off (distance from the work) of the plasma torch 1 is different for each work, there is a problem that the measurement cannot be performed. This is because the offset voltage V shown in FIG.
This is because 0 changes depending on the distance between the tip of the electrode 131 in the plasma torch 1 and the surface of the work 2.

【0057】第2の隙間量測定方法は、この問題を解決
したものである。図20及び図21は、この第2の方法
の原理を説明するためのプラズマアーク電流とプラズマ
アーク電圧との関係を示したものである。
The second gap measuring method solves this problem. FIGS. 20 and 21 show the relationship between the plasma arc current and the plasma arc voltage for explaining the principle of the second method.

【0058】図20及び図21に示すいずれの場合も、
プラズマアーク電流を複数回にわたり大きい電流値と小
さい電流値とに切換えている、つまり、大きい電流値を
もったプラズマアーク電流の矩形パルスを複数個繰り返
して流している。ここで、このプラズマアーク電流パル
スのもつ大きい電流値は、図8に示した穴開け工程時の
プラズマアーク電流値のように鋼板に確実に穴を穿つこ
とができる電流値であり、一方、パルスとパルスの間の
パルス休止時の小さいプラズマアーク電流値は、図12
の本溶接工程で使用した電流値よりも低い、鋼板に穴を
穿つことはできないようなプラズマアーク電流値であ
る。
In both cases shown in FIGS. 20 and 21,
The plasma arc current is switched between a large current value and a small current value a plurality of times, that is, a plurality of rectangular pulses of the plasma arc current having a large current value are repeatedly transmitted. Here, the large current value of the plasma arc current pulse is a current value that can surely make a hole in a steel sheet like the plasma arc current value in the drilling step shown in FIG. The small plasma arc current value at the time of the pulse pause between the pulse and the pulse is shown in FIG.
The plasma arc current value is lower than the current value used in the main welding process, and such that a hole cannot be formed in the steel sheet.

【0059】図20及び図21から分かるように、プラ
ズマアーク電流パルスのときのプラズマアーク電圧は、
パルス休止時のプラズマアーク電圧はより低い値を示す
が、この低いプラズマアーク値はプラズマアーク電流パ
ルスの回数が増えるにつれて直線状に上昇していく。そ
こで、隙間量が異なる(例えば、隙間量0mmと隙間量
1.2mmの)場合について、一連のプラズマアーク電
流パルス時のプラズマアーク電圧の上昇直線を図中の点
線のように求めてみると、上昇直線の傾き(つまり、プ
ラズマアーク電圧の上昇率)が隙間量に応じて異なるこ
とが分かる。一般的には、隙間量とプラズマアーク電圧
上昇率との間に図22に示すような関係が認められる。
すなわち、プラズマアーク電流パルスを流したときのプ
ラズマアーク電圧上昇率は、あるオフセット上昇率R0
をもって、隙間量に対してほぼ比例的に変化する。この
図22に示した特性は、電極の消耗やプラズマトーチの
スタンドオフの変化にほとんど影響されず、安定してい
る。
As can be seen from FIGS. 20 and 21, the plasma arc voltage at the time of the plasma arc current pulse is:
The plasma arc voltage at the rest of the pulse shows a lower value, but this lower plasma arc value rises linearly as the number of plasma arc current pulses increases. Therefore, when the gap amount is different (for example, when the gap amount is 0 mm and the gap amount is 1.2 mm), a rising line of the plasma arc voltage at the time of a series of plasma arc current pulses is obtained as shown by a dotted line in the figure. It can be seen that the slope of the rising straight line (that is, the rising rate of the plasma arc voltage) differs depending on the gap amount. Generally, a relationship as shown in FIG. 22 is recognized between the gap amount and the plasma arc voltage rise rate.
That is, when the plasma arc current pulse is applied, the plasma arc voltage rise rate is a certain offset rise rate R0.
Therefore, the distance changes almost proportionally to the gap amount. The characteristics shown in FIG. 22 are stable without being largely affected by the consumption of the electrodes or the change of the stand-off of the plasma torch.

【0060】また、図20はシールドガス流量を4リッ
トル/minとした場合を示し、図21はシールドガス
流量を10リットル/minとした場合を示すが、両図
を比較して分かるように、シールドガス流量がより小さ
い図20の場合の方が、隙間量に応じたプラズマアーク
電圧上昇率の相違が、より顕著に現れている。
FIG. 20 shows the case where the shielding gas flow rate is 4 liter / min, and FIG. 21 shows the case where the shielding gas flow rate is 10 liter / min. In the case of FIG. 20 where the shield gas flow rate is smaller, the difference of the plasma arc voltage increase rate according to the gap amount appears more remarkably.

【0061】以上の事実を利用して第2の測定方法を行
うために、図23に示すような制御方法を採用する。
In order to perform the second measurement method utilizing the above fact, a control method as shown in FIG. 23 is adopted.

【0062】図23の制御方法では、上述したようなプ
ラズマアーク電流パルスを穴開け工程で流し、穴開け工
程が終わると、隙間量(実際的には、隙間量に応じたフ
ィラー供給量)を決定し溶接条件を選択する工程を行
い、その間はプラズマアーク電流を溶接適正値より若干
低くし、その後にプラズマアーク電流を溶接適正値にし
て本溶接工程を行う。また、プラズマガス流量は、図1
2の方法と同様に終始溶接適正値としてもよいが、図2
3示すように(つまり、図12の制御方法と同様に)穴
開け工程が終わるまでは大きい値に制御し、穴開け工程
の後に溶接適正値に戻すようにした方が、高速に穴開け
ができると共に、隙間量に応じたプラズマアーク電圧上
昇率の相違も顕著になるため、望ましい。また、シール
ドガス流量は、穴開け工程が終わるまでは適正値より若
干少ない値とし、穴開け工程の後に適正値に戻す。穴開
け工程での少ないシールドガス流量は、溶接部の酸化の
問題が生じる程までに少な過ぎないよう、適切に設定す
ることが肝要である。フィラー送給は、溶接条件選択工
程で決定されたフィラー送給量に応じた時間だけ、本溶
接工程で行う。
In the control method shown in FIG. 23, the above-described plasma arc current pulse is supplied in the hole making step, and after the hole making step is completed, the gap amount (actually, the filler supply amount according to the gap amount) is reduced. A step of determining and selecting welding conditions is performed, during which the plasma arc current is slightly lower than the proper welding value, and thereafter, the plasma arc current is set to a proper welding value, and the main welding process is performed. The plasma gas flow rate is shown in FIG.
As in the case of the method of FIG.
As shown in FIG. 3 (that is, similar to the control method of FIG. 12), it is better to control the value to a large value until the drilling process is completed, and to return to the welding proper value after the drilling process, so that the drilling can be performed at high speed. This is desirable because the difference in the plasma arc voltage increase rate according to the gap amount becomes remarkable. In addition, the shield gas flow rate is set to a value slightly smaller than the appropriate value until the hole making step is completed, and is returned to the appropriate value after the hole making step. It is important to appropriately set the low shield gas flow rate in the drilling step so as not to be too small so as to cause a problem of oxidation of the welded portion. Filler feeding is performed in the main welding process for a time corresponding to the filler feeding amount determined in the welding condition selecting process.

【0063】第2の隙間量測定方法は、図18に示した
構成の隙間判定装置13によって実施することができ
る。この場合、測定部132は、穴開け工程中のプラズ
マアーク電流パルスを流している時にプラズマアーク電
圧をサンプリングする。例えば、図20に示した波形の
プラズマアーク電流パルスを用いるならば、穴開け工程
開始から例えば0.1秒、0.3秒、0.5秒の3時点
をそれぞれ中心にした例えば0.04秒幅の3つの時間
区間ア、イ、ウに、例えば0.001秒間隔でプラズマ
アーク電圧をサンプリングする。また、演算部134
は、サンプリングされた120個のプラズマアーク電圧
サンプリング値を用いて直線回帰計算を行ない、得られ
た回帰直線(つまり、図20の点線)からその傾き、つ
まりプラズマアーク電圧上昇率を求める。基準値記憶部
136には、プラズマアーク電圧上昇率と隙間量(実際
上は、隙間量に対応するフィラー供給量(供給時間))
との対応を示したルックアップテーブルが記憶されてい
る。比較部は、計算されたプラズマアーク電圧上昇率を
用いてルックアップテーブルをアドレスすることによ
り、隙間量に対応したフィラー供給量(供給時間)を取
得して、これを制御部138へ送る。
The second gap measuring method can be carried out by the gap judging device 13 having the structure shown in FIG. In this case, the measuring unit 132 samples the plasma arc voltage when the plasma arc current pulse during the hole making process is flowing. For example, if the plasma arc current pulse having the waveform shown in FIG. 20 is used, for example, 0.04 around the three time points of, for example, 0.1 second, 0.3 second, and 0.5 second from the start of the boring step The plasma arc voltage is sampled at, for example, 0.001 second intervals in three time intervals a, b, and c of a second width. The operation unit 134
Performs a linear regression calculation using the sampled 120 plasma arc voltage sampling values, and obtains the slope, that is, the plasma arc voltage rise rate, from the obtained regression line (that is, the dotted line in FIG. 20). The reference value storage unit 136 stores the plasma arc voltage increase rate and the gap amount (actually, the filler supply amount (supply time) corresponding to the gap amount).
Is stored. The comparison unit obtains a filler supply amount (supply time) corresponding to the gap amount by addressing the look-up table using the calculated plasma arc voltage increase rate, and sends the acquired filler supply amount to the control unit 138.

【0064】図24は、第2の隙間量測定方法を行う時
の隙間判定装置13の動作を示す。
FIG. 24 shows the operation of the gap determining device 13 when the second gap measuring method is performed.

【0065】まず、溶接の開始(S11)と同時にタイ
マを起動し(S12)、タイマが測定区間(穴開け工程
開始から0.1秒、0.3秒、0.5秒経過の時点をそ
れぞれ中心にした0.04秒幅の時間区間)を示してい
る間(S13)、プラズマアーク電圧を0.001秒間
隔でサンプリングし(S14)、サンプル値にフィルタ
リング処理を施し(S15)、これを一時記憶部135
に記憶する。これを3つの測定区間について繰り返し
(S16)、全ての測定区間が終了したら(S17)、
全てのサンプル値を用いて直線回帰計算を行ってプラズ
マアーク電圧上昇率を求める(S18)。そして、この
プラズマアーク電圧上昇率を用いてルックアップテーブ
ルをアドレスすることにより、隙間量に応じたフィラー
送給量を読み出し(S19)、読み出したフィラー送給
量に応じて本溶接工程の溶接条件(例えば、フィラー送
給時間、本溶接工程の時間)を選択し(S20)、溶接
コントローラ14に通知する。
First, a timer is started at the same time as the start of welding (S11) (S12), and the timer measures the time of the measurement section (0.1, 0.3 and 0.5 seconds after the start of the drilling step, respectively). During the period of 0.04 seconds at the center (S13), the plasma arc voltage is sampled at 0.001 second intervals (S14), and the sampled value is filtered (S15). Temporary storage unit 135
To memorize. This is repeated for three measurement sections (S16), and when all measurement sections are completed (S17),
A linear regression calculation is performed using all the sample values to obtain a plasma arc voltage rise rate (S18). By addressing the look-up table using the plasma arc voltage increase rate, the filler supply amount corresponding to the gap amount is read (S19), and the welding conditions of the main welding process are determined according to the read filler supply amount. (E.g., filler supply time, main welding time) is selected (S20), and the welding controller 14 is notified.

【0066】以上、本発明の好適な実施形態を説明した
が、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるわけで
はなく、他の種々の態様でも実施できることはいうまで
もない。例えば、蒸気抜きの穴34を形成するために
は、図7、図8、図9及び図10に示した機構以外のも
のを用いてもよい。例えば、ワーク2が固定されている
ワークテーブルの位置をXY平面上で把握し、その位置
を把握しながらワークテーブルをXY平面上で移動させ
る機構でもよい。すなわち、前述のようにワーク2側を
固定してプラズマトーチ1側を動かすのではなくて、プ
ラズマトーチ1側を固定したままワーク2側を動かせる
ことにより、プラズマトーチ1とワーク2の位置を相対
的に変化させるということである。また大きい穴34の
形状は真円が望ましいが、必ずしもそうである必要はな
く、例えば、多角形や楕円形、或いはそれらの組合せ等
の種々の図形が採用され得る。このように真円以外の穴
にするメリットは、例えば、楕円状の穴を形成し、溶接
ナゲットも楕円状に形成させることで、細長い部位でも
溶接ナゲット面積を大きくすることが可能であるので、
1つの溶接点で、より大きな溶接強度を得られるという
ことである。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, it is needless to say that the present invention is not limited to these embodiments, but can be implemented in other various aspects. For example, in order to form the vapor vent hole 34, a mechanism other than the mechanisms shown in FIGS. 7, 8, 9 and 10 may be used. For example, a mechanism for grasping the position of the work table to which the work 2 is fixed on the XY plane and moving the work table on the XY plane while grasping the position may be used. That is, instead of moving the plasma torch 1 side while fixing the work 2 side as described above, the position of the plasma torch 1 and the work 2 can be relatively moved by moving the work 2 side while the plasma torch 1 side is fixed. That is to change it. The shape of the large hole 34 is desirably a perfect circle, but is not necessarily so. For example, various figures such as a polygon, an ellipse, or a combination thereof can be adopted. The merit of making holes other than a perfect circle in this way is that, for example, by forming an elliptical hole and also forming the welding nugget in an elliptical shape, it is possible to increase the welding nugget area even in an elongated portion,
This means that a higher welding strength can be obtained at one welding point.

【0067】また、プラズマアーク電流やシールドガス
流量やフィラー供給の制御パターンは図11、12、2
3に例示したもの以外のものも採用できるし、また、隙
間量に応じて、フィラーの供給量だけでなく、他の溶接
条件(例えば、プラズマアーク電流、プラズマアーク電
圧、プラズマガス流量、プラズマガス種類、シールドガ
ス流量、シールドガス種類、スタンドオフなど)も最適
制御することができる。
The control patterns of plasma arc current, shield gas flow rate and filler supply are shown in FIGS.
In addition to the filler supply amount depending on the gap amount, other welding conditions (for example, plasma arc current, plasma arc voltage, plasma gas flow rate, plasma gas Type, shielding gas flow rate, shielding gas type, standoff, etc.) can also be optimally controlled.

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

【図1】ロボットに搭載した本発明のプラズマアーク溶
接装置の一実施形態の全体構成を示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of an embodiment of a plasma arc welding apparatus of the present invention mounted on a robot.

【図2】溶接電源3の構成を、関連する要素と共に示し
たブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a welding power source 3 together with related elements.

【図3】本発明に従うプラズマアーク溶接方法の一実施
形態の流れを示す模式図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a flow of one embodiment of a plasma arc welding method according to the present invention.

【図4】本発明に従うプラズマアーク溶接方法の一実施
形態の流れを示す模式図。
FIG. 4 is a schematic view showing a flow of one embodiment of a plasma arc welding method according to the present invention.

【図5】鋼板2枚を溶接するときの、コーティング材
(亜鉛メッキ)の蒸発する過程を示す模式図。
FIG. 5: Coating material when welding two steel plates
FIG. 4 is a schematic view showing a process of evaporating (zinc plating).

【図6】鋼板3枚を溶接するときの、コーティング材
(亜鉛メッキ)の蒸発する過程を示す模式図。
FIG. 6: Coating material when welding three steel plates
FIG. 4 is a schematic view showing a process of evaporating (zinc plating).

【図7】プラズマトーチの動きの一例を示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing an example of the movement of the plasma torch.

【図8】プラズマトーチの動きの一例を示す斜視図。FIG. 8 is a perspective view showing an example of the movement of the plasma torch.

【図9】プラズマトーチの動きの一例を示す斜視図。FIG. 9 is a perspective view showing an example of the movement of the plasma torch.

【図10】プラズマトーチの動きの一例を示す斜視図。FIG. 10 is a perspective view showing an example of the movement of the plasma torch.

【図11】図3及び図4に示した溶接方法を行うとき
の、プラズマ電流、プラズマガス流量、シールドガス流
量、フィラ一送給の制御方法の一実施形態を示すタイミ
ングチャート。
FIG. 11 is a timing chart showing an embodiment of a control method of a plasma current, a plasma gas flow rate, a shield gas flow rate, and a filler feed when performing the welding method shown in FIGS. 3 and 4;

【図12】図3及び図4に示した溶接方法を行うとき
の、プラズマ電流、プラズマガス流量、シールドガス流
量、フィラ一送給の制御方法の別の実施形態を示すタイ
ミングチャート。
FIG. 12 is a timing chart showing another embodiment of a control method of a plasma current, a plasma gas flow rate, a shield gas flow rate, and a filler feed when the welding method shown in FIGS. 3 and 4 is performed.

【図13】従来の溶接方法と本発明に従う2種類の溶接
方法とをテストして得られた亜鉛メッキ除去範囲の比較
を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing a comparison of galvanized removal areas obtained by testing a conventional welding method and two kinds of welding methods according to the present invention.

【図14】従来の溶接方法と本発明に従う2種類の溶接
方法とをテストして得られた爆飛発生頻度の比較を示す
図。
FIG. 14 is a diagram showing a comparison of the frequency of blast occurrence obtained by testing a conventional welding method and two types of welding methods according to the present invention.

【図15】従来の溶接方法と本発明に従う2種類の溶接
方法とをテストして得られた溶接強度の比較を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing a comparison of welding strength obtained by testing a conventional welding method and two types of welding methods according to the present invention.

【図16】図11に示す制御方法を行ったときのプラズ
マアーク電流と電圧の変化を示した波形図。
FIG. 16 is a waveform chart showing changes in plasma arc current and voltage when the control method shown in FIG. 11 is performed.

【図17】隙間量とプラズマアーク電圧との関係を示し
た図。
FIG. 17 is a diagram showing a relationship between a gap amount and a plasma arc voltage.

【図18】隙間量測定方法を実施するための隙間判定装
置13の構成を示すブロック図。
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of a gap determination device 13 for implementing the gap amount measuring method.

【図19】図18の隙間判定装置13が行う動作を示す
フローチャート。
19 is a flowchart showing an operation performed by the gap determination device 13 in FIG.

【図20】第2の隙間量測定方法の原理を説明するため
のプラズマアーク電流とプラズマアーク電圧との関係を
示した波形図。
FIG. 20 is a waveform chart showing a relationship between a plasma arc current and a plasma arc voltage for explaining the principle of the second gap amount measuring method.

【図21】第2の隙間量測定方法の原理を説明するため
のプラズマアーク電流とプラズマアーク電圧との関係を
示した波形図。
FIG. 21 is a waveform chart showing a relationship between a plasma arc current and a plasma arc voltage for explaining the principle of the second gap measuring method.

【図22】隙間量とプラズマアーク電圧上昇率との関係
を示す図。
FIG. 22 is a diagram showing a relationship between a gap amount and a plasma arc voltage rise rate.

【図23】第2の隙間量測定方法を行うための制御方法
を示すタイミングチャート。
FIG. 23 is a timing chart showing a control method for performing the second gap amount measuring method.

【図24】第2の隙間量測定方法を行う時の隙間判定装
置13の動作を示すフローチャート。
FIG. 24 is a flowchart showing the operation of the gap determination device 13 when performing the second gap amount measurement method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プラズマトーチ 2 ワーク 3 プラズマ電源 6 ガス流量切換え器 7 フィラーノズル 8 フィラー供給装置 9 フィラー 11 プラズマ電源 12 ガス制御器 13 隙間判定装置 14 溶接コントローラ 15 フィラーヒータ 16 フィラーヒータ用電源 20 プラズマアーク 21 上板 22 下板 23 隙間 25 ロボットハンド 27 小円コンパス 29 亜鉛メッキ除去範囲 31 穴 32 溶解したフィラー 34 穴 131 電極 132 測定部 133 フィルタ処理部 134 演算部 135 一時記憶部 136 基準値記憶部 137 比較部 138 インターフェース部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma torch 2 Work 3 Plasma power supply 6 Gas flow switching device 7 Filler nozzle 8 Filler supply device 9 Filler 11 Plasma power supply 12 Gas controller 13 Gap judgment device 14 Welding controller 15 Filler heater 16 Power supply for filler heater 20 Plasma arc 21 Upper plate 22 Lower plate 23 Gap 25 Robot hand 27 Small circle compass 29 Zinc plating removal range 31 Hole 32 Dissolved filler 34 Hole 131 Electrode 132 Measuring unit 133 Filter processing unit 134 Operation unit 135 Temporary storage unit 136 Reference value storage unit 137 Comparison unit 138 Interface section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒川 巌 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 今井 陽介 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 新垣 淑隆 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 石井 健 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 青山 洋 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 須長 義徳 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 椎名 徹 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 植松 偉人 愛知県刈谷市一里山町金山100番地 トヨ タ車体株式会社内 (72)発明者 神谷 賢吾 愛知県刈谷市一里山町金山100番地 トヨ タ車体株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Iwao Kurokawa 1200 Manda, Hiratsuka-shi, Kanagawa Prefecture, Komatsu Seisakusho Laboratories (72) Inventor Yosuke Imai 1200, Manda, Hiratsuka-shi, Kanagawa Prefecture Komatsu Seisakusho Laboratories 72) Inventor Yoshitaka Aragaki 1200 Manda, Hiratsuka-shi, Kanagawa Prefecture, Komatsu Seisakusho Laboratory (72) Inventor Ken Ishii 1200 Manda, Hiratsuka-shi, Kanagawa Prefecture Komatsu Seisakusho, Research Laboratories (72) Inventor Hiroshi Aoyama, Kanagawa 1200 Manda, Hiratsuka-shi, Japan Inside Komatsu Seisakusho Laboratory (72) Inventor Yoshinori Sunaga 1200 Manda, Hiratsuka-shi, Kanagawa Prefecture Inside Komatsu Seisakusho Laboratory (72) Inventor Tohru Shiina 1200 Manda, Hiratsuka-shi, Kanagawa Komatsu Corporation Inside the Manufacturing Research Laboratory (72) Inventor: Hideto Uematsu 100 Kanayama, Ichiriyama-cho, Kariya City, Aichi Prefecture Inside Toyota Auto Body Co., Ltd. (72) Akiha Kengo Kamiya 100 Kanayama, Ichiriyama-cho, Kariya-shi, Aichi Pref.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ワークに、溶接のため用いるプラズマア
ークの径より大きな穴を穿つ穴開け工程を行い、その後
に前記ワークを溶接するための本溶接工程を行うよう、
前記プラズマアークを制御するプラズマ制御手段を備え
たプラズマアーク溶接装置。
1. A method of forming a hole in a work, the step of forming a hole larger than the diameter of a plasma arc used for welding, and then performing a main welding step for welding the work.
A plasma arc welding apparatus comprising plasma control means for controlling the plasma arc.
【請求項2】 前記プラズマアークを噴出するプラズマ
トーチと、前記ワークとを相対的に移動させる手段を更
に有し、それにより、前記穴開け工程が実現される請求
項1記載のプラズマアーク溶接装置。
2. The plasma arc welding apparatus according to claim 1, further comprising a means for relatively moving the work and the plasma torch for ejecting the plasma arc, whereby the drilling step is realized. .
【請求項3】 前記穴開け工程により穿たれる穴の径
が、前記プラズマアークの径の1・5〜3倍の範囲内で
ある請求項1記載のプラズマアーク溶接装置。
3. The plasma arc welding apparatus according to claim 1, wherein a diameter of the hole drilled in the drilling step is in a range of 1.5 to 3 times a diameter of the plasma arc.
【請求項4】 前記プラズマトーチをロボットに装備
し、該ロボットが前記プラズマトーチとの間に小円コン
パス機構を有し、それにより、前記穴開け工程が実現さ
れる請求項1記載のプラズマアーク溶接装置。
4. The plasma arc according to claim 1, wherein the plasma torch is mounted on a robot, and the robot has a small circle compass mechanism between the plasma torch and the plasma torch, whereby the drilling step is realized. Welding equipment.
【請求項5】 プラズマアークを用いて、前記プラズマ
アークの径より大きな直径の穴をワークに穿つ穴開けス
テップと、前記穴開けステップの後に、プラズマアーク
を用いてワークを溶接する本溶接ステップとを備えたプ
ラズマ溶接方法であり、前記穴開けステップが、前記プ
ラズマアークを噴出するプラズマトーチと前記ワークと
を相対的に移動させることにより、前記穴をワークに穿
つプラズマアーク溶接方法。
5. A drilling step of drilling a hole having a diameter larger than the diameter of the plasma arc using a plasma arc, and a main welding step of welding the workpiece using a plasma arc after the drilling step. A plasma welding method comprising: a plasma torch that drills holes in a workpiece by relatively moving a plasma torch that ejects the plasma arc and the workpiece.
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