JP2002120065A - 磁気制御溶接方法及び装置 - Google Patents
磁気制御溶接方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 母材に固着されるとなくワイヤ挿入点を溶融
池の端に位置させることなどにより、アーク放電位置と
ワイヤ挿入点との間隔をできるだけ広くすることができ
る磁気制御溶接方法及び装置を提供する。 【解決手段】 ワイヤ２１を溶接トーチ２２よりも溶接
方向下流側に配置して、そのワイヤ挿入点が溶融池２４
の溶接方向下流端に位置するように設定することによ
り、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間隔を広げる。
また、溶接トーチの先端側を溶接方向の上流側に傾ける
ことにより、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間隔を
更に広げる。また、溶接トーチから放電されるアーク３
６に対して垂直方向の磁場Ｂ2 をかけることによって、
ローレンツ力Ｆ2 によりアークを溶接方向の上流側に偏
向させて、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間隔を更
に広げる。
池の端に位置させることなどにより、アーク放電位置と
ワイヤ挿入点との間隔をできるだけ広くすることができ
る磁気制御溶接方法及び装置を提供する。 【解決手段】 ワイヤ２１を溶接トーチ２２よりも溶接
方向下流側に配置して、そのワイヤ挿入点が溶融池２４
の溶接方向下流端に位置するように設定することによ
り、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間隔を広げる。
また、溶接トーチの先端側を溶接方向の上流側に傾ける
ことにより、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間隔を
更に広げる。また、溶接トーチから放電されるアーク３
６に対して垂直方向の磁場Ｂ2 をかけることによって、
ローレンツ力Ｆ2 によりアークを溶接方向の上流側に偏
向させて、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間隔を更
に広げる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気制御溶接方法及
び装置に関し、特にタービン車室等の大型鋳造品の欠陥
を補修する場合などに適用して有用なものである。
び装置に関し、特にタービン車室等の大型鋳造品の欠陥
を補修する場合などに適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】タービン車室やディーゼルエンジン等の
大型鋳造品のコストに占める鋳造後の成形の比率は非常
に高く、特に、鋳造欠陥の補修工数の比率が非常に高
い。鋳造欠陥の代表的なものとしては、ひけ巣、砂か
み、凝固割れ等があるが、これらのうちでは、ひけ巣、
砂かみ等の表面欠陥の割合が高い。従って、これらの表
面欠陥の補修工数を低減することができれば鋳造品の大
幅なコストダウンを図ることができる。
大型鋳造品のコストに占める鋳造後の成形の比率は非常
に高く、特に、鋳造欠陥の補修工数の比率が非常に高
い。鋳造欠陥の代表的なものとしては、ひけ巣、砂か
み、凝固割れ等があるが、これらのうちでは、ひけ巣、
砂かみ等の表面欠陥の割合が高い。従って、これらの表
面欠陥の補修工数を低減することができれば鋳造品の大
幅なコストダウンを図ることができる。
【０００３】これに対して、従来は、鋳造品の様々な位
置に生じる表面欠陥のうち、特に鋳造品の側面（鉛直
面）に生じた表面欠陥を補修する場合には、溶融金属の
垂れ落ちを防止するため、下向き姿勢の状態で溶接がで
きるように鋳造品を反転させた後、グラインダで表面欠
陥部分を除去し、この除去部分にＭＡＧ溶接を施すとい
う方法が採られている。しかし、この方法では特に大形
鋳造品の場合には反転が困難であり、補修工数も多いこ
とからコストがかかる。
置に生じる表面欠陥のうち、特に鋳造品の側面（鉛直
面）に生じた表面欠陥を補修する場合には、溶融金属の
垂れ落ちを防止するため、下向き姿勢の状態で溶接がで
きるように鋳造品を反転させた後、グラインダで表面欠
陥部分を除去し、この除去部分にＭＡＧ溶接を施すとい
う方法が採られている。しかし、この方法では特に大形
鋳造品の場合には反転が困難であり、補修工数も多いこ
とからコストがかかる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、鋳造品の姿勢
を反転をせず、溶融のみで補修することができれば、補
修工数を大幅に低減してコストを下げることができる。
このためには大電流ＴＩＧ溶接（溶融）による表面欠陥
の補修が考えられるが、横向き姿勢の状態で鋳造品の側
面を補修を行うと、溶融池から溶融金属が垂れ落ちてし
まう。特に、大型鋳造品の表面欠陥を補修する場合に
は、溶接（溶融）速度を遅くして溶け込み深さを深くす
る必要があるため、溶融金属の垂れ落ちが生じやすい。
を反転をせず、溶融のみで補修することができれば、補
修工数を大幅に低減してコストを下げることができる。
このためには大電流ＴＩＧ溶接（溶融）による表面欠陥
の補修が考えられるが、横向き姿勢の状態で鋳造品の側
面を補修を行うと、溶融池から溶融金属が垂れ落ちてし
まう。特に、大型鋳造品の表面欠陥を補修する場合に
は、溶接（溶融）速度を遅くして溶け込み深さを深くす
る必要があるため、溶融金属の垂れ落ちが生じやすい。
【０００５】従って、本発明者等は溶融金属の垂れ落ち
を防止するため、溶融池の磁気制御を利用した大電流Ｔ
ＩＧ溶接（溶融）補修方法について検討を行った。これ
は特開平１０−２８６６７０号公報において開示された
肉盛り溶接における磁気制御方法を応用したものであ
る。
を防止するため、溶融池の磁気制御を利用した大電流Ｔ
ＩＧ溶接（溶融）補修方法について検討を行った。これ
は特開平１０−２８６６７０号公報において開示された
肉盛り溶接における磁気制御方法を応用したものであ
る。
【０００６】図３はこの磁気制御溶接補修方法の原理を
示す説明図である。通常のＴＩＧ溶接では、母材での溶
接電流成分が極点から各方向に流れる。しかし、図３に
示すように、ＴＩＧ溶接トーチ１よりも溶接方向（矢印
Ａ方向）の上流側にワイヤ２を送給して、母材（鋳造
品）５の溶融池４に流れる溶接電流の一部をワイヤ側に
分流させると、溶融池４には極点（ＴＩＧ溶接トーチ１
のタングステン電極７からアークが放電される位置）と
ワイヤ挿入点との間に大きな一方向の溶接電流成分Ｉu
が形成される。
示す説明図である。通常のＴＩＧ溶接では、母材での溶
接電流成分が極点から各方向に流れる。しかし、図３に
示すように、ＴＩＧ溶接トーチ１よりも溶接方向（矢印
Ａ方向）の上流側にワイヤ２を送給して、母材（鋳造
品）５の溶融池４に流れる溶接電流の一部をワイヤ側に
分流させると、溶融池４には極点（ＴＩＧ溶接トーチ１
のタングステン電極７からアークが放電される位置）と
ワイヤ挿入点との間に大きな一方向の溶接電流成分Ｉu
が形成される。
【０００７】そこで、ＴＩＧ溶接トーチ１に設けられた
磁場発生用コイル３に直流電源を流すことによって、一
方向の電流成分Ｉu に対して垂直方向（ここでは母材内
部から母材表面に向かう方向）の磁場Ｂをかけることに
より、溶融池４の溶融金属に対してローレンツ力Ｆ（Ｉ
u ×Ｂ）を発生させる。その結果、このローレンツ力Ｆ
が溶融金属を持ち上げる方向に働くため、溶融金属の垂
れ落ちを防止することができる。
磁場発生用コイル３に直流電源を流すことによって、一
方向の電流成分Ｉu に対して垂直方向（ここでは母材内
部から母材表面に向かう方向）の磁場Ｂをかけることに
より、溶融池４の溶融金属に対してローレンツ力Ｆ（Ｉ
u ×Ｂ）を発生させる。その結果、このローレンツ力Ｆ
が溶融金属を持ち上げる方向に働くため、溶融金属の垂
れ落ちを防止することができる。
【０００８】そして、この場合には、なるべく多くの溶
融金属に対して上向きのローレンツ力Ｆが作用するよう
にするためにアーク放電位置とワイヤ挿入点との間隔を
できるだけ広くする必要があり、そのためにはワイヤ挿
入点がなるべく溶融池４の端に位置するようにしたい。
ところが、図３ではワイヤ２をＴＩＧ溶接トーチ１より
も溶接方向の上流側に送給しているため、ワイヤ挿入点
を溶融池４の端に位置させると、ワイヤ４が硬化した溶
融金属によって母材５に固着されるという不具合が生じ
やすい。このため、ワイヤ挿入点をあまり溶融池４の端
に位置させることができない。
融金属に対して上向きのローレンツ力Ｆが作用するよう
にするためにアーク放電位置とワイヤ挿入点との間隔を
できるだけ広くする必要があり、そのためにはワイヤ挿
入点がなるべく溶融池４の端に位置するようにしたい。
ところが、図３ではワイヤ２をＴＩＧ溶接トーチ１より
も溶接方向の上流側に送給しているため、ワイヤ挿入点
を溶融池４の端に位置させると、ワイヤ４が硬化した溶
融金属によって母材５に固着されるという不具合が生じ
やすい。このため、ワイヤ挿入点をあまり溶融池４の端
に位置させることができない。
【０００９】従って、本発明は上記の問題点に鑑み、母
材に固着されるとなくワイヤ挿入点を溶融池の端に位置
させることなどにより、アーク放電位置とワイヤ挿入点
との間隔をできるだけ広くすることができる磁気制御溶
接方法及び装置を提供することを課題とする。
材に固着されるとなくワイヤ挿入点を溶融池の端に位置
させることなどにより、アーク放電位置とワイヤ挿入点
との間隔をできるだけ広くすることができる磁気制御溶
接方法及び装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
発明の磁気制御溶接方法は、母材の鉛直面や傾斜面にお
ける補修又は肉盛り溶接を行うための磁気制御溶接方法
であって、ワイヤを溶接トーチよりも溶接方向下流側に
配置して、そのワイヤ挿入点が溶融池の溶接方向下流端
に位置するように設定することにより、溶接トーチから
のアーク放電位置とワイヤ挿入点との間に一方向の溶接
電流成分を形成するとともに、この一方向の溶接電流成
分に対して略垂直方向の磁場をかけることにより、溶融
池の溶融金属に対して同溶融金属を持ち上げる方向のロ
ーレンツ力が働くようにすることを特徴とする。
発明の磁気制御溶接方法は、母材の鉛直面や傾斜面にお
ける補修又は肉盛り溶接を行うための磁気制御溶接方法
であって、ワイヤを溶接トーチよりも溶接方向下流側に
配置して、そのワイヤ挿入点が溶融池の溶接方向下流端
に位置するように設定することにより、溶接トーチから
のアーク放電位置とワイヤ挿入点との間に一方向の溶接
電流成分を形成するとともに、この一方向の溶接電流成
分に対して略垂直方向の磁場をかけることにより、溶融
池の溶融金属に対して同溶融金属を持ち上げる方向のロ
ーレンツ力が働くようにすることを特徴とする。
【００１１】また、第２発明の磁気制御溶接方法は、第
１発明の磁気制御溶接方法において、溶接トーチの先端
側を溶接方向の上流側に傾けることにより、アーク放電
位置とワイヤ挿入点との間隔を広げることを特徴とす
る。
１発明の磁気制御溶接方法において、溶接トーチの先端
側を溶接方向の上流側に傾けることにより、アーク放電
位置とワイヤ挿入点との間隔を広げることを特徴とす
る。
【００１２】また、第３発明の磁気制御溶接方法は、第
１又は第２発明の磁気制御溶接方法において、溶接トー
チから放電されるアークに対して略垂直方向の磁場をか
けることにより、アークを溶接方向の上流側に偏向させ
るローレンツ力を発生させて、アーク放電位置とワイヤ
挿入点との間隔を広げることを特徴とする。
１又は第２発明の磁気制御溶接方法において、溶接トー
チから放電されるアークに対して略垂直方向の磁場をか
けることにより、アークを溶接方向の上流側に偏向させ
るローレンツ力を発生させて、アーク放電位置とワイヤ
挿入点との間隔を広げることを特徴とする。
【００１３】また、第４発明の磁気制御溶接装置は、母
材の鉛直面や傾斜面における補修又は肉盛り溶接を行う
ための磁気制御溶接装置であって、ワイヤを溶接トーチ
よりも溶接方向下流側に配置して、そのワイヤ挿入点が
溶融池の溶接方向下流端に位置するように設定すること
により、溶接トーチからのアーク放電位置とワイヤ挿入
点との間に一方向の溶接電流成分を形成するとともに、
この一方向の溶接電流成分に対して略垂直方向の磁場を
かけることにより、溶融池の溶融金属に対して同溶融金
属を持ち上げる方向のローレンツ力が働くように構成し
たことを特徴とする。
材の鉛直面や傾斜面における補修又は肉盛り溶接を行う
ための磁気制御溶接装置であって、ワイヤを溶接トーチ
よりも溶接方向下流側に配置して、そのワイヤ挿入点が
溶融池の溶接方向下流端に位置するように設定すること
により、溶接トーチからのアーク放電位置とワイヤ挿入
点との間に一方向の溶接電流成分を形成するとともに、
この一方向の溶接電流成分に対して略垂直方向の磁場を
かけることにより、溶融池の溶融金属に対して同溶融金
属を持ち上げる方向のローレンツ力が働くように構成し
たことを特徴とする。
【００１４】また、第５発明の磁気制御溶接装置は、第
４発明の磁気制御溶接装置において、溶接トーチの先端
側を溶接方向の上流側に傾けることにより、アーク放電
位置とワイヤ挿入点との間隔を広げるように構成したこ
とを特徴とする。
４発明の磁気制御溶接装置において、溶接トーチの先端
側を溶接方向の上流側に傾けることにより、アーク放電
位置とワイヤ挿入点との間隔を広げるように構成したこ
とを特徴とする。
【００１５】また、第６発明の磁気制御溶接装置は、第
４又は第５発明の磁気制御溶接装置において、溶接トー
チから放電されるアークに対して略垂直方向の磁場をか
けることにより、アークを溶接方向の上流側に偏向させ
るローレンツ力を発生させて、アーク放電位置とワイヤ
挿入点との間隔を広げるように構成したことを特徴とす
る。
４又は第５発明の磁気制御溶接装置において、溶接トー
チから放電されるアークに対して略垂直方向の磁場をか
けることにより、アークを溶接方向の上流側に偏向させ
るローレンツ力を発生させて、アーク放電位置とワイヤ
挿入点との間隔を広げるように構成したことを特徴とす
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。
に基づき詳細に説明する。
【００１７】図１は本発明の実施の形態に係る磁気制御
溶接装置の構成図、図２は前記磁気制御溶接装置による
磁気制御溶接方法の原理を示す説明図である。
溶接装置の構成図、図２は前記磁気制御溶接装置による
磁気制御溶接方法の原理を示す説明図である。
【００１８】図１に示すように、本実施の形態に係る磁
気制御溶接装置は、鋳造品である母材２３の側面（鉛直
面）２３ａに生じた表面欠陥を、母材２３の反転を行う
ことなく、横向き姿勢の状態で溶接（溶融）して補修す
るものである。
気制御溶接装置は、鋳造品である母材２３の側面（鉛直
面）２３ａに生じた表面欠陥を、母材２３の反転を行う
ことなく、横向き姿勢の状態で溶接（溶融）して補修す
るものである。
【００１９】そして、この磁気制御溶接装置では、添加
ワイヤ２１を、ＴＩＧ溶接トーチ２２よりも溶接方向
（溶融方向：矢印Ａ方向）の下流側に配置して、そのワ
イヤ挿入点が溶融池２４の溶接方向下流端に位置するよ
うに設定されている。ワイヤ２１はワイヤ送給装置３８
から、ワイヤ送給ヘッド２５を介して送給される。ワイ
ヤ送給ヘッド２５は支持部材２６を介してＴＩＧ溶接ト
ーチ２２に支持されている。
ワイヤ２１を、ＴＩＧ溶接トーチ２２よりも溶接方向
（溶融方向：矢印Ａ方向）の下流側に配置して、そのワ
イヤ挿入点が溶融池２４の溶接方向下流端に位置するよ
うに設定されている。ワイヤ２１はワイヤ送給装置３８
から、ワイヤ送給ヘッド２５を介して送給される。ワイ
ヤ送給ヘッド２５は支持部材２６を介してＴＩＧ溶接ト
ーチ２２に支持されている。
【００２０】ＴＩＧ溶接トーチ２２には磁場発生用コイ
ル２７が設けられており、この磁場発生用コイル２７に
直流電流を流すことにより、母材２３の側面（補修面）
２３ａに対して垂直方向の磁場（図２の磁場Ｂ1 参照）
を発生するようになっている。更に、ＴＩＧ溶接トーチ
２２には、図示しない支持部材を介して磁場発生用コイ
ル２８が支持されている。この磁場発生用コイル２８の
鉄心２９は、両端が母材側に延長されて鉛直方向に対向
している。従って、磁場発生用コイル２８に直流電流を
流すと、鉛直方向の磁場（図２の磁場Ｂ2 参照）が発生
する。
ル２７が設けられており、この磁場発生用コイル２７に
直流電流を流すことにより、母材２３の側面（補修面）
２３ａに対して垂直方向の磁場（図２の磁場Ｂ1 参照）
を発生するようになっている。更に、ＴＩＧ溶接トーチ
２２には、図示しない支持部材を介して磁場発生用コイ
ル２８が支持されている。この磁場発生用コイル２８の
鉄心２９は、両端が母材側に延長されて鉛直方向に対向
している。従って、磁場発生用コイル２８に直流電流を
流すと、鉛直方向の磁場（図２の磁場Ｂ2 参照）が発生
する。
【００２１】磁場発生用コイル２７には直流電源３０が
接続され、磁場発生用コイル２８には直流電源３１が接
続されており、これらの直流電源３０，３１から磁場発
生用コイル２７，２８にそれぞれ直流電流を流す。ま
た、ＴＩＧ溶接トーチ２２のタングステン電極３２はＴ
ＩＧ電源３３のマイナス側に接続され、ワイヤ２１はワ
イヤＨＯＴ電源３４のプラス側に接続されるとともに、
ＴＩＧ電源３３のプラス側とワイヤＨＯＴ電源３４のマ
イナス側は何れも母材２３に接続されている。図１中の
矢印Ｄは溶接電流ＩA の流れる方向を示し、矢印Ｅはワ
イヤ電流ＩW の流れる方向を示している。また、図１中
の３５はビードである。
接続され、磁場発生用コイル２８には直流電源３１が接
続されており、これらの直流電源３０，３１から磁場発
生用コイル２７，２８にそれぞれ直流電流を流す。ま
た、ＴＩＧ溶接トーチ２２のタングステン電極３２はＴ
ＩＧ電源３３のマイナス側に接続され、ワイヤ２１はワ
イヤＨＯＴ電源３４のプラス側に接続されるとともに、
ＴＩＧ電源３３のプラス側とワイヤＨＯＴ電源３４のマ
イナス側は何れも母材２３に接続されている。図１中の
矢印Ｄは溶接電流ＩA の流れる方向を示し、矢印Ｅはワ
イヤ電流ＩW の流れる方向を示している。また、図１中
の３５はビードである。
【００２２】ここで図１及び図２に基づき、上記磁気制
御溶接装置による磁気制御溶接方法の原理を説明する。
母材２３の溶融池２４にワイヤ２１を挿入しない場合に
は母材２３での溶接電流成分が極点から各方向に流れ
る。しかし、図示のようにワイヤ２１をＴＩＧ溶接トー
チ２７よりも溶接方向下流側に送給すると、溶融池２４
を流れる溶接電流の一部がワイヤ側に分流されることに
より、溶融池２４には極点（ＴＩＧ溶接トーチ２２のタ
ングステン電極３２からアーク３６が放電される位置）
とワイヤ挿入点との間に大きな一方向（ワイヤ挿入点か
らアーク放電位置へ向かう方向）の溶接電流成分Ｉu が
形成される。
御溶接装置による磁気制御溶接方法の原理を説明する。
母材２３の溶融池２４にワイヤ２１を挿入しない場合に
は母材２３での溶接電流成分が極点から各方向に流れ
る。しかし、図示のようにワイヤ２１をＴＩＧ溶接トー
チ２７よりも溶接方向下流側に送給すると、溶融池２４
を流れる溶接電流の一部がワイヤ側に分流されることに
より、溶融池２４には極点（ＴＩＧ溶接トーチ２２のタ
ングステン電極３２からアーク３６が放電される位置）
とワイヤ挿入点との間に大きな一方向（ワイヤ挿入点か
らアーク放電位置へ向かう方向）の溶接電流成分Ｉu が
形成される。
【００２３】そこで、ＴＩＧ溶接トーチ２２に設けられ
た磁場発生用コイル２７に直流電流を流し、一方向の溶
接電流成分Ｉu に対して垂直方向（ここでは母材表面か
ら母材内部に向かう方向）の磁場Ｂ1 をかけることによ
り、溶融池２４の溶融金属に対して上向きのローレンツ
力Ｆ1 （Ｉu ×Ｂ1 ）を発生させる。その結果、このロ
ーレンツ力Ｆ1 が溶融金属を持ち上げる方向に働くた
め、溶融金属の垂れ落ちを防止することができる。
た磁場発生用コイル２７に直流電流を流し、一方向の溶
接電流成分Ｉu に対して垂直方向（ここでは母材表面か
ら母材内部に向かう方向）の磁場Ｂ1 をかけることによ
り、溶融池２４の溶融金属に対して上向きのローレンツ
力Ｆ1 （Ｉu ×Ｂ1 ）を発生させる。その結果、このロ
ーレンツ力Ｆ1 が溶融金属を持ち上げる方向に働くた
め、溶融金属の垂れ落ちを防止することができる。
【００２４】そして、本実施の形態ではワイヤ２１をＴ
ＩＧ溶接トーチ２２よりも溶接方向下流側に配置して、
そのワイヤ挿入点を溶融池２４の溶接方向下流端に位置
させているため、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間
隔が広くなって、多くの溶融金属にローレンツ力Ｆ1 が
作用する。このため、より顕著な溶融金属の垂れ落ち防
止効果が得られる。しかも、ワイヤ２１をＴＩＧ溶接ト
ーチ２２よりも溶接方向下流端に位置させることによ
り、ワイヤ２１が溶融金属の硬化する側ではなく溶融金
属の発生する側に位置するため、硬化した溶融金属によ
ってワイヤ２１が母材２３に固着される虞はない。
ＩＧ溶接トーチ２２よりも溶接方向下流側に配置して、
そのワイヤ挿入点を溶融池２４の溶接方向下流端に位置
させているため、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間
隔が広くなって、多くの溶融金属にローレンツ力Ｆ1 が
作用する。このため、より顕著な溶融金属の垂れ落ち防
止効果が得られる。しかも、ワイヤ２１をＴＩＧ溶接ト
ーチ２２よりも溶接方向下流端に位置させることによ
り、ワイヤ２１が溶融金属の硬化する側ではなく溶融金
属の発生する側に位置するため、硬化した溶融金属によ
ってワイヤ２１が母材２３に固着される虞はない。
【００２５】また、図２に示すようにＴＩＧ溶接トーチ
２２の先端側を溶接方向の上流側に多少傾けることによ
り、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間隔を更に広げ
ているため、溶融金属の垂れ落ち防止効果がより顕著と
なる。
２２の先端側を溶接方向の上流側に多少傾けることによ
り、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間隔を更に広げ
ているため、溶融金属の垂れ落ち防止効果がより顕著と
なる。
【００２６】そして更には、磁場発生用コイル２８に直
流電流を流して、ＴＩＧ溶接トーチ２２から放電される
アーク３６に対して垂直方向（ここでは上から下へ向か
う方向）の磁場Ｂ2 をかけることにより、アーク３６に
対して反溶接方向のローレンツ力Ｆ2 を発生させる。そ
の結果、このローレンツ力Ｆ2 によってアーク３６が溶
接方向の上流側に偏向される。このことにより、アーク
放電位置とワイヤ挿入点との間隔を更に広げることがで
きるため、更に溶融金属の垂れ落ち防止効果が顕著とな
る。
流電流を流して、ＴＩＧ溶接トーチ２２から放電される
アーク３６に対して垂直方向（ここでは上から下へ向か
う方向）の磁場Ｂ2 をかけることにより、アーク３６に
対して反溶接方向のローレンツ力Ｆ2 を発生させる。そ
の結果、このローレンツ力Ｆ2 によってアーク３６が溶
接方向の上流側に偏向される。このことにより、アーク
放電位置とワイヤ挿入点との間隔を更に広げることがで
きるため、更に溶融金属の垂れ落ち防止効果が顕著とな
る。
【００２７】なお、アーク３６を偏向させるのではなく
ＴＩＧ溶接トーチ自体を溶接方向の上流側に大きく傾斜
させることによってアーク放電位置とワイヤ挿入点との
間隔を広げることも考えられるが、ＴＩＧ溶接トーチ自
体を溶接方向の上流側に大きく傾斜させてしまうと、図
示しないシールドガス供給装置から送給されてＴＩＧ溶
接トーチ２２から噴射されるＡｒやＨｅなどのシールド
ガス３７の一部が、溶融池２４から外れてしまうため、
十分なシール効果を得ることができなってしまう。これ
に対して、磁場Ｂ2 によりアーク３６を溶接方向の上流
側に偏向させる場合には、シールドガス３７による溶融
金属のシール効果を維持しつつ、アーク放電位置とワイ
ヤ挿入点との間隔を広げることができる。
ＴＩＧ溶接トーチ自体を溶接方向の上流側に大きく傾斜
させることによってアーク放電位置とワイヤ挿入点との
間隔を広げることも考えられるが、ＴＩＧ溶接トーチ自
体を溶接方向の上流側に大きく傾斜させてしまうと、図
示しないシールドガス供給装置から送給されてＴＩＧ溶
接トーチ２２から噴射されるＡｒやＨｅなどのシールド
ガス３７の一部が、溶融池２４から外れてしまうため、
十分なシール効果を得ることができなってしまう。これ
に対して、磁場Ｂ2 によりアーク３６を溶接方向の上流
側に偏向させる場合には、シールドガス３７による溶融
金属のシール効果を維持しつつ、アーク放電位置とワイ
ヤ挿入点との間隔を広げることができる。
【００２８】ところで、本発明は上記のような鋳造欠陥
の補修に限らず、通常の肉盛り溶接にも適用することが
できるが、特に鋳造欠陥の補修に適用した場合には、そ
の効果が大きい。つまり、鋳造欠陥を補修する場合に
は、欠陥部を確実に溶融するために溶け込み深さを深く
する必要があり、このため肉盛り溶接に比べて溶接速度
（溶融速度）が遅くなる。従って、鋳造欠陥の補修のほ
うが肉盛り溶接に比べて溶融金属の垂れ落ちが生じやす
い。このことから、本発明を鋳造欠陥の補修に適用した
場合、特にその効果が大きくなる。
の補修に限らず、通常の肉盛り溶接にも適用することが
できるが、特に鋳造欠陥の補修に適用した場合には、そ
の効果が大きい。つまり、鋳造欠陥を補修する場合に
は、欠陥部を確実に溶融するために溶け込み深さを深く
する必要があり、このため肉盛り溶接に比べて溶接速度
（溶融速度）が遅くなる。従って、鋳造欠陥の補修のほ
うが肉盛り溶接に比べて溶融金属の垂れ落ちが生じやす
い。このことから、本発明を鋳造欠陥の補修に適用した
場合、特にその効果が大きくなる。
【００２９】なお、本発明を鋳造欠陥の補修に適用する
場合には、余盛りは必要としないため、ワイヤ２１は単
に一方向の溶接電流成分Ｉu を発生させるために設けら
れ、その供給量（ワイヤが溶けて溶融池に供給される
量）はできるだけ少ないほうがよい。この場合、ワイヤ
の材質を導電性であって且つ融点の高い溶けにくいもの
にすることも考えられる。一方、本発明を肉盛り溶接に
適用する場合には、所要の肉盛り量が得られるようにワ
イヤ送給量を調節する。
場合には、余盛りは必要としないため、ワイヤ２１は単
に一方向の溶接電流成分Ｉu を発生させるために設けら
れ、その供給量（ワイヤが溶けて溶融池に供給される
量）はできるだけ少ないほうがよい。この場合、ワイヤ
の材質を導電性であって且つ融点の高い溶けにくいもの
にすることも考えられる。一方、本発明を肉盛り溶接に
適用する場合には、所要の肉盛り量が得られるようにワ
イヤ送給量を調節する。
【００３０】また、本発明は、勿論、上記のような母材
２３の側面（鉛直面）２３ａの補修や肉盛り溶接を行う
場合に限らず、傾斜面（例えば鉛直方向に対して４５度
傾斜している面）における補修や肉盛り溶接を行う場合
にも適用することができる。
２３の側面（鉛直面）２３ａの補修や肉盛り溶接を行う
場合に限らず、傾斜面（例えば鉛直方向に対して４５度
傾斜している面）における補修や肉盛り溶接を行う場合
にも適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上、発明の実施の形態とともに具体的
に説明したように、第１発明の磁気制御溶接方法は、母
材の鉛直面や傾斜面における補修又は肉盛り溶接を行う
ための磁気制御溶接方法であって、ワイヤを溶接トーチ
よりも溶接方向下流側に配置して、そのワイヤ挿入点が
溶融池の溶接方向下流端に位置するように設定すること
により、溶接トーチからのアーク放電位置とワイヤ挿入
点との間に一方向の溶接電流成分を形成するとともに、
この一方向の溶接電流成分に対して略垂直方向の磁場を
かけることにより、溶融池の溶融金属に対して同溶融金
属を持ち上げる方向のローレンツ力が働くようにするこ
とを特徴とする。
に説明したように、第１発明の磁気制御溶接方法は、母
材の鉛直面や傾斜面における補修又は肉盛り溶接を行う
ための磁気制御溶接方法であって、ワイヤを溶接トーチ
よりも溶接方向下流側に配置して、そのワイヤ挿入点が
溶融池の溶接方向下流端に位置するように設定すること
により、溶接トーチからのアーク放電位置とワイヤ挿入
点との間に一方向の溶接電流成分を形成するとともに、
この一方向の溶接電流成分に対して略垂直方向の磁場を
かけることにより、溶融池の溶融金属に対して同溶融金
属を持ち上げる方向のローレンツ力が働くようにするこ
とを特徴とする。
【００３２】従って、この第１発明の磁気制御溶接方法
によれば、ワイヤは溶接トーチよりも溶接方向下流側に
配置されて、そのワイヤ挿入点が溶融池の溶接方向下流
端に位置しているため、アーク放電位置とワイヤ挿入点
との間隔が広くなって、多くの溶融金属にローレンツ力
が作用する。このため、より顕著な溶融金属の垂れ落ち
防止効果が得られる。しかも、ワイヤを溶接トーチより
も溶接方向下流端に位置させることにより、ワイヤが溶
融金属の硬化する側ではなく溶融金属の発生する側に位
置するため、硬化した溶融金属によってワイヤが母材に
固着される虞はない。
によれば、ワイヤは溶接トーチよりも溶接方向下流側に
配置されて、そのワイヤ挿入点が溶融池の溶接方向下流
端に位置しているため、アーク放電位置とワイヤ挿入点
との間隔が広くなって、多くの溶融金属にローレンツ力
が作用する。このため、より顕著な溶融金属の垂れ落ち
防止効果が得られる。しかも、ワイヤを溶接トーチより
も溶接方向下流端に位置させることにより、ワイヤが溶
融金属の硬化する側ではなく溶融金属の発生する側に位
置するため、硬化した溶融金属によってワイヤが母材に
固着される虞はない。
【００３３】また、第２発明の磁気制御溶接方法は、第
１発明の磁気制御溶接方法において、溶接トーチの先端
側を溶接方向の上流側に傾けることにより、アーク放電
位置とワイヤ挿入点との間隔を広げることを特徴とす
る。
１発明の磁気制御溶接方法において、溶接トーチの先端
側を溶接方向の上流側に傾けることにより、アーク放電
位置とワイヤ挿入点との間隔を広げることを特徴とす
る。
【００３４】従って、この第２発明の磁気制御溶接方法
によれば、溶接トーチの先端側を溶接方向の上流側に傾
けることにより、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間
隔を更に広げているため、溶融金属の垂れ落ち防止効果
がより顕著となる。
によれば、溶接トーチの先端側を溶接方向の上流側に傾
けることにより、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間
隔を更に広げているため、溶融金属の垂れ落ち防止効果
がより顕著となる。
【００３５】また、第３発明の磁気制御溶接方法は、第
１又は第２発明の磁気制御溶接方法において、溶接トー
チから放電されるアークに対して略垂直方向の磁場をか
けることにより、アークを溶接方向の上流側に偏向させ
るローレンツ力を発生させて、アーク放電位置とワイヤ
挿入点との間隔を広げることを特徴とする。
１又は第２発明の磁気制御溶接方法において、溶接トー
チから放電されるアークに対して略垂直方向の磁場をか
けることにより、アークを溶接方向の上流側に偏向させ
るローレンツ力を発生させて、アーク放電位置とワイヤ
挿入点との間隔を広げることを特徴とする。
【００３６】従って、この第３発明の磁気制御溶接方法
によれば、磁場によってアークを溶接方向の上流側に偏
向させることにより、アーク放電位置とワイヤ挿入点と
の間隔を更に広げることができるため、更に溶融金属の
垂れ落ち防止効果が顕著となる。
によれば、磁場によってアークを溶接方向の上流側に偏
向させることにより、アーク放電位置とワイヤ挿入点と
の間隔を更に広げることができるため、更に溶融金属の
垂れ落ち防止効果が顕著となる。
【００３７】また、第４発明の磁気制御溶接装置は、母
材の鉛直面や傾斜面における補修又は肉盛り溶接を行う
ための磁気制御溶接装置であって、ワイヤを溶接トーチ
よりも溶接方向下流側に配置して、そのワイヤ挿入点が
溶融池の溶接方向下流端に位置するように設定すること
により、溶接トーチからのアーク放電位置とワイヤ挿入
点との間に一方向の溶接電流成分を形成するとともに、
この一方向の溶接電流成分に対して略垂直方向の磁場を
かけることにより、溶融池の溶融金属に対して同溶融金
属を持ち上げる方向のローレンツ力が働くように構成し
たことを特徴とする。
材の鉛直面や傾斜面における補修又は肉盛り溶接を行う
ための磁気制御溶接装置であって、ワイヤを溶接トーチ
よりも溶接方向下流側に配置して、そのワイヤ挿入点が
溶融池の溶接方向下流端に位置するように設定すること
により、溶接トーチからのアーク放電位置とワイヤ挿入
点との間に一方向の溶接電流成分を形成するとともに、
この一方向の溶接電流成分に対して略垂直方向の磁場を
かけることにより、溶融池の溶融金属に対して同溶融金
属を持ち上げる方向のローレンツ力が働くように構成し
たことを特徴とする。
【００３８】従って、この第４発明の磁気制御溶接装置
によれば、上記第１発明と同様の効果が得られる。即
ち、ワイヤは溶接トーチよりも溶接方向下流側に配置さ
れて、そのワイヤ挿入点が溶融池の溶接方向下流端に位
置しているため、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間
隔が広くなって、多くの溶融金属にローレンツ力が作用
する。このため、より顕著な溶融金属の垂れ落ち防止効
果が得られる。しかも、ワイヤを溶接トーチよりも溶接
方向下流端に位置させることにより、ワイヤが溶融金属
の硬化する側ではなく溶融金属の発生する側に位置する
ため、硬化した溶融金属によってワイヤが母材に固着さ
れる虞はない。
によれば、上記第１発明と同様の効果が得られる。即
ち、ワイヤは溶接トーチよりも溶接方向下流側に配置さ
れて、そのワイヤ挿入点が溶融池の溶接方向下流端に位
置しているため、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間
隔が広くなって、多くの溶融金属にローレンツ力が作用
する。このため、より顕著な溶融金属の垂れ落ち防止効
果が得られる。しかも、ワイヤを溶接トーチよりも溶接
方向下流端に位置させることにより、ワイヤが溶融金属
の硬化する側ではなく溶融金属の発生する側に位置する
ため、硬化した溶融金属によってワイヤが母材に固着さ
れる虞はない。
【００３９】また、第５発明の磁気制御溶接装置は、第
４発明の磁気制御溶接装置において、溶接トーチの先端
側を溶接方向の上流側に傾けることにより、アーク放電
位置とワイヤ挿入点との間隔を広げるように構成したこ
とを特徴とする。
４発明の磁気制御溶接装置において、溶接トーチの先端
側を溶接方向の上流側に傾けることにより、アーク放電
位置とワイヤ挿入点との間隔を広げるように構成したこ
とを特徴とする。
【００４０】従って、この第５発明の磁気制御溶接装置
によれば、上記第２発明と同様の効果が得られる。即
ち、溶接トーチの先端側を溶接方向の上流側に傾けるこ
とにより、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間隔を更
に広げているため、溶融金属の垂れ落ち防止効果がより
顕著となる。
によれば、上記第２発明と同様の効果が得られる。即
ち、溶接トーチの先端側を溶接方向の上流側に傾けるこ
とにより、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間隔を更
に広げているため、溶融金属の垂れ落ち防止効果がより
顕著となる。
【００４１】また、第６発明の磁気制御溶接装置は、第
４又は第５発明の磁気制御溶接装置において、溶接トー
チから放電されるアークに対して略垂直方向の磁場をか
けることにより、アークを溶接方向の上流側に偏向させ
るローレンツ力を発生させて、アーク放電位置とワイヤ
挿入点との間隔を広げるように構成したことを特徴とす
る。
４又は第５発明の磁気制御溶接装置において、溶接トー
チから放電されるアークに対して略垂直方向の磁場をか
けることにより、アークを溶接方向の上流側に偏向させ
るローレンツ力を発生させて、アーク放電位置とワイヤ
挿入点との間隔を広げるように構成したことを特徴とす
る。
【００４２】従って、この第６発明の磁気制御溶接装置
によれば、上記第３発明と同様の効果が得られる。即
ち、磁場によってアークを溶接方向の上流側に偏向させ
ることにより、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間隔
を更に広げることができるため、更に溶融金属の垂れ落
ち防止効果が顕著となる。
によれば、上記第３発明と同様の効果が得られる。即
ち、磁場によってアークを溶接方向の上流側に偏向させ
ることにより、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間隔
を更に広げることができるため、更に溶融金属の垂れ落
ち防止効果が顕著となる。
【図１】本発明の実施の形態に係る磁気制御溶接装置の
構成図である。
構成図である。
【図２】前記磁気制御溶接装置による磁気制御溶接方法
の原理を示す説明図である。
の原理を示す説明図である。
【図３】磁気制御溶接補修方法の原理を示す説明図であ
る。
る。
２１ ワイヤ ２２ ＴＩＧ溶接トーチ ２３ 母材 ２３ａ 側面 ２４ 溶融池 ２５ ワイヤ送給ヘッド ２６ 支持部材 ２７ 磁場発生用コイル ２８ 磁場発生用コイル ２９ 鉄心 ３０ 直流電源 ３１ 直流電源 ３２ タングステン電極 ３３ ＴＩＧ電源 ３４ ワイヤＨＯＴ電源 ３５ ビード ３６ アーク ３７ シールドガス ３８ ワイヤ送給装置 Ｂ1 磁場 Ｂ2 磁場 Ｆ1 ローレンツ力 Ｆ2 ローレンツ力 Ｉu 一方向の溶接電流成分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 俊彰 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 本間 秀明 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 Ｆターム(参考） 4E001 BB07 CA06 DC02 DD02 DD03 DE01 4E082 AA08 AA12 BA01 EA20 HA03 JA10
Claims (6)
- 【請求項１】 母材の鉛直面や傾斜面における補修又は
肉盛り溶接を行うための磁気制御溶接方法であって、 ワイヤを溶接トーチよりも溶接方向下流側に配置して、
そのワイヤ挿入点が溶融池の溶接方向下流端に位置する
ように設定することにより、溶接トーチからのアーク放
電位置とワイヤ挿入点との間に一方向の溶接電流成分を
形成するとともに、この一方向の溶接電流成分に対して
略垂直方向の磁場をかけることにより、溶融池の溶融金
属に対して同溶融金属を持ち上げる方向のローレンツ力
が働くようにすることを特徴とする磁気制御溶接方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載する磁気制御溶接方法に
おいて、 溶接トーチの先端側を溶接方向の上流側に傾けることに
より、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間隔を広げる
ことを特徴とする磁気制御溶接方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載する磁気制御溶接
方法において、 溶接トーチから放電されるアークに対して略垂直方向の
磁場をかけることにより、アークを溶接方向の上流側に
偏向させるローレンツ力を発生させて、アーク放電位置
とワイヤ挿入点との間隔を広げることを特徴とする磁気
制御溶接方法。 - 【請求項４】 母材の鉛直面や傾斜面における補修又は
肉盛り溶接を行うための磁気制御溶接装置であって、 ワイヤを溶接トーチよりも溶接方向下流側に配置して、
そのワイヤ挿入点が溶融池の溶接方向下流端に位置する
ように設定することにより、溶接トーチからのアーク放
電位置とワイヤ挿入点との間に一方向の溶接電流成分を
形成するとともに、この一方向の溶接電流成分に対して
略垂直方向の磁場をかけることにより、溶融池の溶融金
属に対して同溶融金属を持ち上げる方向のローレンツ力
が働くように構成したことを特徴とする磁気制御溶接装
置。 - 【請求項５】 請求項４に記載する磁気制御溶接装置に
おいて、 溶接トーチの先端側を溶接方向の上流側に傾けることに
より、アーク放電位置とワイヤ挿入点との間隔を広げる
ように構成したことを特徴とする磁気制御溶接装置。 - 【請求項６】 請求項４又は５に記載する磁気制御溶接
装置において、 溶接トーチから放電されるアークに対して略垂直方向の
磁場をかけることにより、アークを溶接方向の上流側に
偏向させるローレンツ力を発生させて、アーク放電位置
とワイヤ挿入点との間隔を広げるように構成したことを
特徴とする磁気制御溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000317385A JP2002120065A (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | 磁気制御溶接方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000317385A JP2002120065A (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | 磁気制御溶接方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002120065A true JP2002120065A (ja) | 2002-04-23 |
Family
ID=18796173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000317385A Withdrawn JP2002120065A (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | 磁気制御溶接方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002120065A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113263246A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-17 | 太原科技大学 | 一种基于交变磁场的磁控焊接装置 |
-
2000
- 2000-10-18 JP JP2000317385A patent/JP2002120065A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113263246A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-17 | 太原科技大学 | 一种基于交变磁场的磁控焊接装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080108 |