JP2001239368A - アーク溶接装置及び方法並びにこれに用いる溶接トーチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＴＩＧアークからＭＩＧアークへの切り替え
時にはスパッタが発生することなく、また、ＭＩＧアー
クからＴＩＧアークへの切り替え時には消弧することな
く、アーク溶接を行うこと。 【解決手段】 シールドノズル２１を有する溶接トーチ
内にＭＩＧ溶接用の通電チップ１９とＴＩＧ溶接用のタ
ングステン電極１６とを配置し、シールドノズルと母材
１３との間の距離を一定に保持するとともに、ＭＩＧ溶
接用通電チップと母材との間の距離を一定に保持し、タ
ングステン電極を母材側に接近又は離隔させる際に、Ｔ
ＩＧアーク発生状態の位置から５ｍｍ以上急速に母材側
から離隔させるように構成するもの。ＭＩＧワイヤ２３
を送給して母材と接触する前にＴＩＧアークにワイヤ先
端を触れさせてＭＩＧアークを形成させ、続いて、前記
タングステン電極を急速に母材から離してＴＩＧアーク
を消弧し、以後、ＭＩＧアークで溶接すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアーク溶接装置に関
わり、特にワイヤを用いてアルミニウムを溶接するのに
好適なＭＩＧ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）アー
ク溶接に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウムをアーク溶接する際には、
シールドガスにアルゴンなどの不活性ガスを用いたＭＩ
Ｇ溶接法が一般に採用される。しかし、殊にアルミニウ
ムのように熱伝導率が高い材料では、ＭＩＧ溶接のアー
クスタート時には母材溶融が進まないうちに溶着金属が
母材表面に堆積し、溶け込み不足や融合不良、また溶着
金属の急速な冷却に起因する気孔などの溶接欠陥が発生
しやすいという課題があった。

【０００３】そこで、１つのシールドノズル内にタング
ステン電極とＭＩＧワイヤ通電チップとを設け、ＭＩＧ
溶接のアークスタートとクレータ処理をＴＩＧ（Ｔｕｎ
ｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）で行うことを要旨と
する、本発明者等の提案した溶接方法が特開平０９−０
５２１７５号公報に開示されている。その溶接方法に関
する構成を図５に示す。

【０００４】１はアーク溶接電源で、その一つの出力端
子は母材２に、もう一つの出力端子は１つのシールドノ
ズル３内に配置されているタングステン電極４とＭＩＧ
溶接用ワイヤ５に通電する通電チップ６とに接続されて
いる。シールドノズル３はトーチ７（上部は省略して図
示されていない）の先端に配置されており、そこから純
アルゴンガスがシールドガスとして流出される。

【０００５】ＭＩＧワイヤ５はワイヤ送給装置８から送
給されてくるが最初はワイヤ５の先端をタングステン電
極４の先端より母材２から離してセットしておく。この
状態で高周波アークスタートしてＡＣ（交流）のＴＩＧ
アーク９を発生し、母材２が十分に加熱された頃にトー
チ７全体を母材からさらに１０ｍｍ程度遠ざけながらＭ
ＩＧワイヤ５の送給を開始し、ＭＩＧワイヤ５が母材２
に接触し、またＴＩＧアーク９が消弧したことをタング
ステン電極（あるいはワイヤ）と母材間の電圧から検知
して、溶接電源をＤＣＥＰ（直流で電極＋）の極性にし
て定電圧特性に切り替える。

【０００６】そうすると、大きな短絡電流が流れてワイ
ヤ５が溶断してＭＩＧアーク１０が発生し、タングステ
ン電極４は母材２から十分離れているのでＴＩＧアーク
は発生せず、以後は図６のような状態で通常のＭＩＧ溶
接を行う。溶接終了時にはＭＩＧワイヤ５の送給を停止
すると同時に溶接電源１からの出力を一旦オフし、ＭＩ
Ｇワイヤ５を引き戻し、トーチ７を母材２に近づけて、
再び図５の状態に戻してＴＩＧアーク９を発生してクレ
ータ処理を行ない溶接を終了する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平０９−０５２１７５号公報の方法においては、次の
ような課題が残されていた。即ち、ＴＩＧアークからＭ
ＩＧアークへの切り替えは、交流ＴＩＧアークで母材溶
融後、ワイヤの送給を開始してワイヤが母材に接触した
ことをアーク電圧の変化から検知し、電源の特性をＴＩ
Ｇ用の外部特性からＭＩＧ用の外部特性に切り替えるこ
とで行うが、ＭＩＧアークスタートのためにワイヤが母
材に接触すると、大きな短絡電流が流れてワイヤが溶断
して多量のスパッタが発生するので、そのスパッタがタ
ングステン電極に付着し蓄積してタングステン電極の寿
命を短くした。

【０００８】また、溶接終了時には一旦ＭＩＧアークを
消弧してから、ＴＩＧアークを再スタートしていたが、
この切り替えの間に溶融池が一旦凝固し、ＴＩＧで再溶
融することになるので、クレータ部近傍は高温に保たれ
る時間が長くなって溶接熱影響部が大きくなり、母材軟
化域が大きくなるという課題があった。

【０００９】更に、通電チップ、タングステン電極及び
シールドノズルが一体になって動くトーチ構造になって
いたため、ＴＩＧアークからＭＩＧアークへの切り替え
には、シールドノズルはトーチに固定されたままなの
で、ＴＩＧアーク発生時の状態から更に１０ｍｍ程度母
材から遠ざかることになり、ＭＩＧ溶接時にはシールド
ノズル先端と母材表面との間隔が離れ過ぎて、ガスシー
ルドが悪くなる課題があった。

【００１０】本発明の目的は、上述した課題に対処すべ
く、一つのシールドノズル内にタングステン電極とＭＩ
Ｇワイヤ通電チップとを設けたアルミニウムのアーク溶
接用トーチを用いて、アークスタートをＴＩＧアークで
行い、直流のＭＩＧアークに切り替えて溶接し、溶接終
了時のクレータ処理をＴＩＧアークで行う一連の処理に
おいて、ＴＩＧアークからＭＩＧアークへの切り替え時
にはスパッタが発生することなく、ＭＩＧアークからＴ
ＩＧアークへの切り替え時には消弧することなく、シー
ルドノズルと母材との間の距離を適正状態に保ったまま
これらの切り替えを行って常に良好なシールド状態で溶
接できるようにすることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は主として次のような構成を採用する。

【００１２】シールドノズルを有する溶接トーチ内にＭ
ＩＧ溶接用の通電チップとＴＩＧ溶接用のタングステン
電極とを配置し、前記シールドノズルと母材との間の距
離を一定に保持するとともに、前記ＭＩＧ溶接用通電チ
ップと母材との間の距離を一定に保持し、前記タングス
テン電極を前記母材側に接近又は離隔させる際に、ＴＩ
Ｇアーク発生状態の位置から５ｍｍ以上急速に母材側か
ら離隔させるように構成する溶接トーチ。

【００１３】また、シールドノズルを有する溶接トーチ
内にＭＩＧ溶接用の通電チップとＴＩＧ溶接用のタング
ステン電極とを配置し、前記シールドノズルと母材との
間の距離を一定に保持するとともに、前記ＭＩＧ溶接用
通電チップと母材との間の距離を一定に保持し、前記タ
ングステン電極を前記母材側に接近又は離隔させる際
に、離隔状態からＭＩＧアーク発生状態の位置へ急速に
母材側に接近できるように構成する溶接トーチ。

【００１４】また、アーク電源に電気的接続されたＴＩ
Ｇ溶接用のタングステン電極と、前記アーク電源に電気
的接続されたＭＩＧ溶接用の通電チップ内のＭＩＧワイ
ヤと、前記タングステン電極及び前記通電チップを内部
配置したシールドノズルと、を備えて、ＴＩＧアークと
ＭＩＧアークでアーク溶接する方法において、初めに、
前記タングステン電極を母材側に移動させてＴＩＧアー
クを発生させ、次いで、前記ＭＩＧワイヤを送給して前
記ワイヤが母材と接触する前に前記ＴＩＧアークに前記
ワイヤ先端を触れさせてＭＩＧアークを形成させ、続い
て、前記タングステン電極を急速に母材から離してＴＩ
Ｇアークを消弧し、以後、前記ＭＩＧアークで溶接する
アーク溶接方法。

【００１５】また、アーク電源に電気的接続されたＴＩ
Ｇ溶接用のタングステン電極と、前記アーク電源に電気
的接続されたＭＩＧ溶接用の通電チップ内のＭＩＧワイ
ヤと、前記タングステン電極及び前記通電チップを内部
配置したシールドノズルと、を備えて、ＴＩＧアークと
ＭＩＧアークでアーク溶接する装置において、前記アー
ク電源の電源特性をＡＣ（交流）又はＤＣＥＮ（直流で
電極側−極性）に切り替えてＴＩＧアーク用特性とし
て、前記タングステン電極の母材側への移動でＴＩＧア
ークを形成して母材溶融を行い、前記電源特性をＤＣＥ
Ｐ（直流で電極側＋極性）に切り替えてＭＩＧアーク用
特性として、前記タングステン電極を母材から離しなが
らＭＩＧ用ワイヤを送給しその先端を前記ＴＩＧアーク
に接触させることでＭＩＧアークを発生させてＭＩＧ溶
接し、前記ＭＩＧ溶接後にタングステン電極を母材に近
付けるとともにＭＩＧワイヤの送給を停止して、前記電
源特性をＡＣ（交流）又はＤＣＥＮ（直流で電極側−極
性）に切り替えてＴＩＧアーク用特性として、そのＴＩ
Ｇアークでクレータ処理を行うように構成したアーク溶
接装置。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係るアーク溶
接装置及び方法について、図１〜図４を用いて以下説明
する。図１は本発明の実施形態に係るアーク溶接装置の
全体構成を示す図であり、図２は本実施形態におけるＴ
ＩＧアーク発生を説明する図であり、図３は本実施形態
におけるＭＩＧアーク発生を説明する図であり、図４は
本実施形態におけるＴＩＧアークによるクレータ処理を
説明する図である。

【００１７】ここで、１１はアーク電源、１２，１４は
電力ケーブル、１３は母材、１５はトーチ、１６はタン
グステン電極、１７はＴＩＧトーチ部、１８は電流検出
器、１９は通電チップ、２０はＭＩＧトーチ部、２１は
シールドノズル、２２はガス流入口、２３はＭＩＧワイ
ヤ、２４はエアシリンダ、２５はトーチ支持部材、２６
はＴＩＧトーチ把持部材、２７はトーチ胴部、２８はガ
スフィルタ、２９はＭＩＧトーチ通電端子、３０はＴＩ
Ｇトーチ通電端子、３１は冷却水入口管、３２は冷却水
出口管、３３は制御器、３４はＴＩＧアーク、３５はＭ
ＩＧアーク、をそれぞれ表す。

【００１８】図１において、１１はアーク電源で、一方
の出力端子からの電力ケーブル１２は母材１３に、もう
一方の出力端子からの電力ケーブル１４は、トーチ１５
近くで１４ａ，１４ｂの２本に分岐していて、その一方
の電力ケーブル１４ａは先端にタングステン電極１６を
保持したＴＩＧトーチ部１７の通電端子３０に接続され
ているが、途中で電流検出器１８によって通電電流が測
定されている。もう一方の電力ケーブル１４ｂは先端に
ＭＩＧワイヤ通電チップ１９を保持したＭＩＧトーチ部
２０の通電端子２９に接続されている。

【００１９】シールドガスにはアルゴンを使用したが、
入口管２２から流入したアルゴンガスは多孔質フィルタ
２８を介してトーチ胴部２７内に静かに流入し、トーチ
胴部２７の先端に保持されているシールドノズル２１か
ら流出してアーク溶接部をシールドする。

【００２０】トーチ１５は図示されていない多関節溶接
ロボットなどで保持され、またＭＩＧワイヤ２３は図示
されていないワイヤ送給装置からＭＩＧトーチ部２０に
送給されてくる。２４はストローク１０ｍｍのエアシリ
ンダでトーチ支持用部材２５に固定されておりＴＩＧト
ーチ部１７を保持している電気絶縁性のＴＩＧトーチ把
持部材２６を駆動するもので、制御器３３からの指令に
従って急速にＴＩＧトーチ部１７だけをトーチ軸に沿っ
て移動するようにしている。

【００２１】ここで、図１は、エアシリンダ２４を作動
させてタングステン電極１４をシールドノズル２１内に
引き上げた時の状態を示しているが、図１に示すように
トーチ支持用部材２５はＭＩＧトーチ部２０、トーチ胴
部２７を介してシールドノズル２１も一体化して支持し
ているので、ＴＩＧトーチ部１７だけがこれらに対して
独立的にエアシリンダ２４によって移動できるように構
成されている。

【００２２】３１，３２はＴＩＧトーチ部１７への冷却
水の流入、流出管である。３３は、溶接電源１１の出力
特性や極性、エアシリンダ２４及び溶接シーケンスを制
御する制御器であり、電流検出器１８の信号も受けてい
る。

【００２３】アーク電源１１はインバータ式交直両用の
アーク電源で、基本的には定電流特性の交流ＴＩＧ溶接
用であるが、ＭＩＧ溶接の場合には、直流出力にして且
つ任意のワイヤ送給速度に対してアーク電圧が一定にな
るよう内部制御回路で出力電流を制御することによって
定電圧制御できるようにしている。この交流定電流特性
と直流定電圧特性の切り替えは制御器３３からの指令に
より瞬時に切り替えできる。

【００２４】実際の溶接作業の一例として、板厚１０ｍ
ｍのアルミニウム合金からなる母材にＶ開先をとり、直
径１．２ｍｍのＡ５３５６−ＷＹワイヤを用いてＭＩＧ
溶接する場合について説明する。最初に、図２のように
直径３．２ｍｍのタングステン電極１６先端をシールド
ノズル２１の出口側にセットし、また溶接電源１１はＴ
ＩＧ用にＡＣ定電流特性に切り替えておく。この状態で
溶接電源１１を起動してアークスタート用の高周波を発
生しタングステン電極１６先端からＴＩＧアーク３４を
発生させる。

【００２５】次に、母材１３の一点をアーク電流２００
ＡのＴＩＧアーク３４で加熱し十分溶融させた後、エア
シリンダ２４を起動してタングステン電極１６を母材１
３から遠ざけながら、溶接電源１１の極性をＤＣＥＰに
切り替え、ＤＣＥＰのＴＩＧアーク３４の中に向けてＭ
ＩＧワイヤ２３の送給を開始する。ＭＩＧワイヤ２３の
先端がＴＩＧアーク３４のプラズマに触れると、ＤＣＥ
ＰのＭＩＧアーク３５がワイヤ２３からも発生し始め
る。引き続いて、ＴＩＧ電極を更に母材から遠ざけるよ
うにトーチ内部に引き込めるとＴＩＧアーク３４は消弧
し、ＭＩＧワイヤ２３にアークが完全に移るので、その
ままアーク電流２３０ＡでＭＩＧアークだけを形成す
る。

【００２６】このようにして、図２のＴＩＧアーク発生
状態から図３のＭＩＧアーク発生状態に切り替えをした
後、開先線に沿って溶接のための移動を開始し、通常の
ＭＩＧ溶接を行う。

【００２７】この切り替えについては、タングステン電
極１６を最初の状態から１０ｍｍ引き込めたが、図３の
ようにＭＩＧワイヤ２３の先端に比べて十分、母材１３
から離れた位置に移動しており、タングステン電極１６
からアークが発生することはなかった。この切り替え
で、ＤＣＥＰ極性でのＴＩＧアーク期間が長くなるとタ
ングステン電極１６が過熱されて溶融損傷することが懸
念されるが、エアシリンダ２４でタングステン電極１６
を急速に引き込めているので、実際にはＭＩＧアーク３
５とＴＩＧアーク３４が同時に発生している期間は１０
ｍｓ以下の短期間であり、タングステン電極は痛まな
い。

【００２８】このタングステン電極の引込める距離を５
ｍｍ以下にした場合には、ＴＩＧアークが消弧しないま
まＭＩＧアークと併存したままとなって溶接を不安定に
したり、ＭＩＧワイヤ先端の溶滴がタングステン電極に
接触、またＭＩＧアークからのスパッタがタングステン
電極に蓄積したりして、タングステン電極を損傷し電極
寿命を短くするなどの問題を生じる。

【００２９】しかし、タングステン電極１６を最初の状
態から５ｍｍ以上引込めるとそのような現象の発生は次
第に少なくなり、１０ｍｍも引き込めるとＭＩＧアーク
によるタングステン電極の損傷問題は生じなくなる。

【００３０】次に、溶接終了時には、エアシリンダ２４
を起動してタングステン電極１６を移動して母材１３に
近づけながら、ＭＩＧワイヤ２３の送給を停止する。す
るとＭＩＧアーク３５によってワイヤ２３の溶融が進行
しアーク長が伸びるが、そこにタングテン電極１６が近
づいてきて、ＭＩＧアーク３５のプラズマに触れてタン
グステン電極１６からもアークがでるようになる。

【００３１】このタングステン電極１６に流れる電流を
電流検出器１８から検知して、制御器３３から指令信号
を出して溶接電源１１をＡＣ定電流特性に切り替える。
また同時に、ＭＩＧワイヤ２３の送りを逆転し、ＭＩＧ
ワイヤ２３の先端をシールドノズル２１内に引き込め、
図４のような電極の位置関係にすると、ＭＩＧアーク３
５は自然に消弧してＴＩＧアーク３４のみとなり、クレ
ータ処理用に設定した１８０ＡのＴＩＧアークでクレー
タ処理を行い溶接を終了する。この場合ＤＣＥＰ極性期
間中のＴＩＧアーク期間を１０ｍｓ確保するように制御
しているが短期間であり、タングステン電極は痛まな
い。

【００３２】このＭＩＧからＴＩＧアークへの切り替え
で、１０ｍｓのＤＣＥＰアーク期間中にタングステン電
極は十分に加熱され、引き続いて電源１１の出力を交流
アークに切り替えてもアーク切れを起こすことがない。

【００３３】このようにして、ＭＩＧアークのスタート
時には、ＭＩＧワイヤは母材に短絡することが無いの
で、ＭＩＧアークスタート時にスパッタは発生しない。

【００３４】ここで、本発明の実施形態では、タングス
テン電極とＭＩＧ用通電チップをトーチ内部で電気的に
絶縁しており、タングステン電極通電ケーブルに設置し
た電流検出器１１からＴＩＧアークが発生したことを検
知できるので、溶接終了時にＭＩＧアークを一旦消弧し
てからＴＩＧアークを発生する形で切り替えるような操
作をしないで、アークを連続したままＴＩＧアークに切
り替えることが可能となり、溶接終了操作がより容易に
なった。

【００３５】本実施形態では、定電流特性の電源を使っ
てＭＩＧ溶接にはアーク電圧が一定となるようにアーク
電流値を変化させるフィードバック制御を行ったが、ア
ーク電源自体に定電流、定電圧特性を備えた電源として
もよい。

【００３６】また、本実施形態では、アークスタート及
びクレータ処理に母材表面のクリーニング作用があるＡ
ＣのＴＩＧアークを用いたが、ＤＣＥＮのＴＩＧアーク
で代替することもできる。

【００３７】また、本実施形態では、電流値を検出でき
るホールセンサをアーク電流検出センサ１８としてＴＩ
Ｇ側のケーブル１４ａに配置したセンサ１個で制御した
が、ＭＩＧアーク側のケーブル１４ｂに電流検出センサ
１８を配置して用いても代替できる。また、センサを用
いる目的は、ＴＩＧ側あるいはＭＩＧ側にアーク電流が
流れ始めたかどうかを検出するためであり、両ケーブル
に電流が流れているかどうかの識別だけを行う安価なセ
ンサを配置することによっても容易に制御が行える。

【００３８】本発明は、主としてアルミニウム及びアル
ミニウム合金の溶接を対象に行われたものであるが、Ｍ
ＩＧなど消耗電極アーク溶接のアークスタート部とクレ
ータ部に潜在的に存在する課題を解決するものであり、
本発明は、炭素鋼を初めとしてアルミニウム以外の金属
の消耗電極アーク溶接にも応用できるものである。その
際のシールドガスには、ＴＩＧアーク発生時には純アル
ゴンを、消耗電極アークに切り替え後はＣＯ_２あるいは
Ｏ_２入りのアルゴンガスを流している。

【００３９】また、技術的にはより煩雑となるが、独立
したＴＩＧアーク電源とＭＩＧアーク電源とを組み合わ
せて本実施形態の構成と類似の機能を持たせることもで
きることは言うまでもない。

【００４０】以上説明したように、本発明の実施形態は
次のような構成、機能乃至作用を奏するものを含むもの
である。

【００４１】１つのシールドノズル内にタングステン電
極とＭＩＧ用ワイヤへの通電チップを分離して配置した
トーチ構造とし、タングステン電極はＭＩＧ用トーチや
シールドノズルとは別個に５ｍｍ（ＴＩＧアーク発生状
態の位置からの距離）以上急速に動けるようにする。ま
た、溶接電源のトーチ側用出力端子に２本のケーブルを
並列に接続し、１本はＭＩＧ用ワイヤに通電、他の１本
には電流検出センサを取り付けてタングステン電極に通
電するように接続する。

【００４２】アークスタート時にはＭＩＧ用ワイヤは、
タングステン電極よりシールドノズル内側に引き込めて
おき、タングステン電極からまずアークを形成できるよ
うに配置し、その交流ＴＩＧアークを発生して母材を十
分に加熱した後に、タングステン電極を母材から１０ｍ
ｍ程度引き離しながら電源１１の極性をＤＣＥＰに切り
替えてＭＩＧワイヤの送給を開始する。ＭＩＧワイヤの
先端がＴＩＧアークの中に入ると、ＤＣＥＰのＭＩＧア
ークが発生し始めてＴＩＧアーク電流が減少するので、
そのことを電流検出センサで検知して、電源特性をＭＩ
Ｇ用のＤＣＥＰ（直流で電極側＋の極性）電源特性に切
り替えるが、この間にＴＩＧアークは長くなり過ぎて消
弧してしまいＭＩＧ溶接に切り替わる。

【００４３】ＭＩＧ溶接終了時は、タングステン電極を
母材に１０ｍｍ程度近づけながら、ＭＩＧ用ワイヤの送
給を停止すると、ワイヤを溶かしながらアークが長くな
ってきてアークがタングステン電極に触れるようになり
ＤＣＥＰのＴＩＧアークが発生し始めＴＩＧアーク電流
が流れる。それを電流検出センサで検知してＴＩＧ溶接
用にＡＣ（交流）あるいはＤＣＥＮ（直流で電極側―の
極性）の電源特性に切り替え、同時に、ＭＩＧ電極用ワ
イヤをアーク発生域から離れるように逆方向に一定量戻
しながら、交流ＴＩＧアークでクレータ処理して溶接を
終了する。

【００４４】このような溶接態様を機能乃至作用から見
ると、ＡＣのＴＩＧアークからＤＣＥＰのＭＩＧアーク
への切り替えは、ＭＩＧ用ワイヤが母材と接触すること
無しに瞬時にスムーズに行われる。従って、アークスタ
ートのためにＭＩＧ用ワイヤが母材と短絡して溶断する
過程がなく、その過程に伴う多量にスパッタが発生する
ような事態は生じない。

【００４５】また、ＤＣＥＰのＭＩＧアークからＡＣの
交流ＴＩＧアークへの切り替えも、瞬時にスムーズに行
われるので、長時間ＤＣＥＰのＴＩＧアークを発生し
て、タングステン電極が過度に溶融して損傷するような
事態は発生しない。

【００４６】これらの操作はシールドノズル先端と母材
表面間の距離を一定に保ったまま、そのノズルの内側で
タングステン電極が母材側に接近あるいは離反する方向
に移動してアークの切り替えを行なっているので、溶接
中のシールドは良好に保たれる。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、ＭＩＧアークスタート
時にワイヤが母材に短絡することなくＴＩＧアークから
ＭＩＧアークに切り替えできるので、アークスタート時
のスパッタ発生がなくなってタングステン電極の損傷も
少なくなり、シールドノズルと母材間距離を常に良好な
状態に保てるのでシールド状態もよく、また、溶接終了
時にはＭＩＧからＴＩＧへの切り替えが消弧することな
く連続して行えるのでクレータ部近傍の母材軟化域が大
きくなることも無くなった。

【００４８】また、本発明によれば、ＴＩＧからＭＩ
Ｇ、ＭＩＧからＴＩＧへの切り替えがより容易となり、
シールド性能もよいＭＩＧ溶接ができるので、アルミニ
ウムのＭＩＧ溶接スタート部に発生する融合不良や、気
孔発生対策などのために従来用いられていたタブ板など
が不要となり、また、クレータ部の手入れも省略できる
ようになり、アルミニウムのＭＩＧ溶接の信頼性を高め
ると同時に、作業能率が向上し作業にかかる経費も少な
くなった。

【００４９】以上のように、本発明によれば、アルミニ
ウムのＭＩＧ溶接の信頼性確保を経済的に行うことに顕
著な効果があるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るアーク溶接装置の全体
構成を示す図である。

【図２】本実施形態におけるＴＩＧアーク発生を説明す
る図である。

【図３】本実施形態におけるＭＩＧアーク発生を説明す
る図である。

【図４】本実施形態におけるＴＩＧアークによるクレー
タ処理を説明する図である。

【図５】従来技術による溶接装置の全体構成を示す図で
ある。

【図６】従来技術による溶接装置の動作説明図である。

【符号の説明】

１，１１ アーク電源 ２，１３ 母材 ３，２１ シールドノズル ４，１６ タングステン電極 ５，２３ ＭＩＧワイヤ ６，１９ 通電チップ ７，１５ トーチ ８ ワイヤ送給装置 ９，３４ ＴＩＧアーク １０，３５ ＭＩＧアーク １２，１４ 電力ケーブル １７ ＴＩＧトーチ部 １８ 電流検出器 ２０ ＭＩＧトーチ部 ２２ ガス流入口 ２４ エアシリンダ ２５ トーチ支持部材 ２６ ＴＩＧトーチ把持部材 ２７ トーチ胴部 ２８ ガスフィルタ ２９ ＭＩＧトーチ通電端子 ３０ ＴＩＧトーチ通電端子 ３１ 冷却水入口管 ３２ 冷却水出口管 ３３ 制御器

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 9/173 Ｂ２３Ｋ 9/173 Ａ (72)発明者 永島 利治 広島県呉市宝町５番３号 バブ日立工業株 式会社内 Ｆターム(参考） 4E001 AA03 BB07 BB08 DE01 DE03 LA04 LH01 MB10 NA05 4E082 AA04 AA08 BA03 EA01 EA02 EB22 EC13 EF30 JA03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールドノズルを有する溶接トーチ内に
   ＭＩＧ溶接用の通電チップとＴＩＧ溶接用のタングステ
   ン電極とを配置し、 前記シールドノズルと母材との間の距離を一定に保持す
   るとともに、前記ＭＩＧ溶接用通電チップと母材との間
   の距離を一定に保持し、 前記タングステン電極を前記母材側に接近又は離隔させ
   る際に、ＴＩＧアーク発生状態の位置から５ｍｍ以上急
   速に母材側から離隔できるように構成することを特徴と
   する溶接トーチ。
2. 【請求項２】 シールドノズルを有する溶接トーチ内に
   ＭＩＧ溶接用の通電チップとＴＩＧ溶接用のタングステ
   ン電極とを配置し、 前記シールドノズルと母材との間の距離を一定に保持す
   るとともに、前記ＭＩＧ溶接用通電チップと母材との間
   の距離を一定に保持し、 前記タングステン電極を前記母材側に接近又は離隔させ
   る際に、離隔状態からＭＩＧアーク発生状態の位置へ急
   速に母材側に接近できるように構成することを特徴とす
   る溶接トーチ。
3. 【請求項３】 アーク電源に電気的接続されたＴＩＧ溶
   接用のタングステン電極と、前記アーク電源に電気的接
   続されたＭＩＧ溶接用の通電チップ内のＭＩＧワイヤ
   と、前記タングステン電極及び前記通電チップを内部配
   置したシールドノズルと、を備えて、ＴＩＧアークとＭ
   ＩＧアークでアーク溶接する方法において、 初めに、前記タングステン電極を母材側に移動させてＴ
   ＩＧアークを発生させ、 次いで、前記ＭＩＧワイヤを送給して前記ワイヤが母材
   と接触する前に前記ＴＩＧアークに前記ワイヤ先端を触
   れさせてＭＩＧアークを形成させ、 続いて、前記タングステン電極を急速に母材から離して
   ＴＩＧアークを消弧し、 以後、前記ＭＩＧアークで溶接することを特徴とするア
   ーク溶接方法。
4. 【請求項４】 アーク電源に電気的接続されたＴＩＧ溶
   接用のタングステン電極と、前記アーク電源に電気的接
   続されたＭＩＧ溶接用の通電チップ内のＭＩＧワイヤ
   と、前記タングステン電極及び前記通電チップを内部配
   置したシールドノズルと、を備えて、ＴＩＧアークとＭ
   ＩＧアークでアーク溶接する装置において、 前記アーク電源の電源特性をＡＣ（交流）又はＤＣＥＮ
   （直流で電極側−極性）に切り替えてＴＩＧアーク用特
   性として、前記タングステン電極の母材側への移動でＴ
   ＩＧアークを形成して母材溶融を行い、 前記電源特性をＤＣＥＰ（直流で電極側＋極性）に切り
   替えてＭＩＧアーク用特性として、前記タングステン電
   極を母材から離しながらＭＩＧ用ワイヤを送給しその先
   端を前記ＴＩＧアークに接触させることでＭＩＧアーク
   を発生させてＭＩＧ溶接し、 前記ＭＩＧ溶接後にタングステン電極を母材に近付ける
   とともにＭＩＧワイヤの送給を停止して、前記電源特性
   をＡＣ（交流）又はＤＣＥＮ（直流で電極側−極性）に
   切り替えてＴＩＧアーク用特性として、そのＴＩＧアー
   クでクレータ処理を行うように構成したことを特徴とす
   るアーク溶接装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のアーク溶接装置におい
   て、前記ＭＩＧ溶接後の電源特性の切り替えは、前記タ
   ングステン電極に流れる電流又はＭＩＧワイヤに流れる
   電流の変化を検知するＴＩＧアーク電流検出センサ又は
   ＭＩＧアーク電流検出センサからの信号に基づいて行う
   ことを特徴とするアーク溶接装置。