JP2003170273A - Arc welding method using hollow electrode - Google Patents

Arc welding method using hollow electrode

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JP2003170273A
JP2003170273A JP2001371306A JP2001371306A JP2003170273A JP 2003170273 A JP2003170273 A JP 2003170273A JP 2001371306 A JP2001371306 A JP 2001371306A JP 2001371306 A JP2001371306 A JP 2001371306A JP 2003170273 A JP2003170273 A JP 2003170273A
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welding
arc
electrode
cathode
hollow electrode
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Hisayoshi Ochi
尚義 黄地
Hiroshi Nishikawa
宏 西川
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Original Assignee
New Industry Research Organization NIRO
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an arc welding method capable of performing a high efficient welding of either aluminum material or magnesium material. <P>SOLUTION: A tungsten electrode 3 is formed into a hollow pipe, a DC voltage is applied with the tungsten electrode 3 being applied as a cathode and an aluminum material 5 arranged in opposition to the tungsten electrode being applied as an anode under a vacuum environment, argon gas is supplied through the tungsten electrode 3, an arc is generated in the gas to perform a welding of the aluminum material 5. An electron temperature in the arc plasma in this case is higher than an electron temperature measured through the prior art GTA process under an atmospheric pressure. The electrons in this case flow in a certain directional characteristic toward the anode. As a result, it is possible to perform a welding operation with a positive polarity (SP) arc having the electrode 3 as a cathode in which an oxidation film (alumina) at the surface is removed, and consumption of the electrode is restricted to improve a welding operation efficiency. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、宇宙構造物材料
として有用なアルミニウム材やマグネシウム材を被溶接
物として行う中空電極を用いたアーク溶接方法に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arc welding method using a hollow electrode in which an aluminum material or a magnesium material useful as a space structure material is used as an object to be welded.

【0002】[0002]

【従来の技術】1998年11月に始まった国際宇宙ス
テーション(ISS)の建造に代表されるように、宇宙
空間での大型構造物の建造が現実のものとなってきた。
現在建造中のISSについては、宇宙空間での組み立て
の際、溶接は用いられずに機械的な接合によって組み立
てられている。しかし近い将来、宇宙空間における各種
インフラストラクチャーの整備や大型構造物の建造の際
には安全で信頼性の高い溶接技術が必要になる。宇宙空
間の特徴としては、主に微小重力環境であることと真空
環境であることが挙げられる。このような環境下での溶
接技術については、真空状態でも使用できる電子ビーム
溶接法を中心として検討がすすめられてきたが、安全性
の問題等は解決されないままである。
2. Description of the Related Art The construction of large structures in outer space has become a reality, as represented by the construction of the International Space Station (ISS), which began in November 1998.
The ISS currently under construction is assembled by mechanical joining without using welding when assembling in outer space. However, in the near future, safe and highly reliable welding technology will be required for maintenance of various infrastructures in space and construction of large structures. The characteristics of outer space are mainly the microgravity environment and the vacuum environment. Regarding the welding technique in such an environment, the electron beam welding method, which can be used even in a vacuum state, has been studied mainly, but the problem of safety etc. remains unsolved.

【0003】ところで、一般にこれまで最も広く研究・
利用されているのはアーク溶接法である。例えばアルミ
ニウム合金の溶接は、通常、GTA(ガスタングステン
アーク)溶接にて行われている。ここで、このGTA溶
接について簡単に説明する。図7に、従来のGTA溶接
で用いられている溶接トーチの先端部構造を模式的に示
している。内部中空状の溶接トーチ21の先端部に、コ
レットボディ22を介して中実棒状のタングステン電極
23が設けられ、コレットボディ22の下部側外周に
は、さらにこれを囲う円筒状のノズル24が取付けられ
ている。溶接は、電極23とこれに対向して配置された
被溶接物25との間に電圧を印加し、この間にアークを
発生させることによって行われる。このとき、図中実線
矢印で示すように、トーチ21およびコレットボディ2
2を通してシールドガス、例えばArガスが供給され、
このシールドガスが、コレットボディ22の下端側壁の
ガス流出孔22aからノズル24内を下方に噴出するこ
とによって、タングステン電極23と被溶接物25との
間に不活性ガス雰囲気が形成される。これによって、被
溶接物25の劣化を防ぎながら溶接が行われる。
By the way, in general, the most extensive research
The arc welding method is used. For example, welding of aluminum alloy is usually performed by GTA (gas tungsten arc) welding. Here, this GTA welding will be briefly described. FIG. 7 schematically shows the tip structure of a welding torch used in conventional GTA welding. A solid rod-shaped tungsten electrode 23 is provided at the tip of an internal hollow welding torch 21 via a collet body 22, and a cylindrical nozzle 24 surrounding the collet body 22 is attached to the outer periphery of the lower side of the collet body 22. Has been. Welding is performed by applying a voltage between the electrode 23 and the object to be welded 25 arranged facing the electrode 23, and generating an arc between them. At this time, as shown by the solid line arrow in the figure, the torch 21 and the collet body 2 are
2 is supplied with a shield gas, for example Ar gas,
The shielding gas is jetted downward from the gas outflow hole 22a in the lower end side wall of the collet body 22 in the nozzle 24, whereby an inert gas atmosphere is formed between the tungsten electrode 23 and the object to be welded 25. As a result, welding is performed while preventing deterioration of the workpiece 25.

【0004】前述した宇宙構造物の材料は、主としてア
ルミニウム合金やマグネシウム合金である。したがっ
て、これらを対象とする宇宙空間での溶接に、上述した
GTA溶接を安全な溶接法として採用することが考えら
れる。
The materials for the space structure described above are mainly aluminum alloys and magnesium alloys. Therefore, it is conceivable to adopt the above-mentioned GTA welding as a safe welding method for the welding in space for these.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大気圧
中で用いられている従来のGTA溶接を低圧環境下で用
いようとすると、圧力の減少にともない、アーク柱の電
位傾度が低くなってアークが不安定になり、10Tor
r(約1×103Pa)程度以下ではアーク起動が困難
である。したがって、従来通りでは宇宙空間でのアーク
放電の発生及び維持は困難である。
However, when the conventional GTA welding used in the atmospheric pressure is used in a low pressure environment, as the pressure decreases, the potential gradient of the arc column decreases and the arc Becomes unstable and becomes 10 Tor
It is difficult to start the arc below r (about 1 × 10 3 Pa). Therefore, it is difficult to generate and maintain the arc discharge in outer space as usual.

【0006】また、従来のGTA溶接で例えばアルミニ
ウム材を溶接する場合、表面酸化膜を除去するために交
流アーク、或いは電極を陽極にした逆極性(RP)アー
クによって溶接を行うことが必要になっている。つま
り、アルミニウムの融点が933Kであるのに対し、酸
化膜(Al23)の融点は約2300Kであるため、タ
ングステン電極23を陰極とした正極性(SP)アーク
で溶接しようとすると、母材のアルミニウム自身は溶融
しているにもかかわらず、表面の酸化膜がそのまま残っ
て接合の妨げとなる。したがって、酸化膜を除去するた
めに陰極表面に発生する陰極点のクリーニング作用が利
用され、通常は入熱と酸化膜除去の観点から交流アーク
が使用されている。このため、従来のGTA溶接では、
十分な作業能率が得られないという欠点がある。
Further, in the case of welding, for example, an aluminum material by conventional GTA welding, it is necessary to perform welding by an AC arc or a reverse polarity (RP) arc in which an electrode is an anode in order to remove a surface oxide film. ing. In other words, the melting point of aluminum is 933K, whereas the melting point of the oxide film (Al 2 O 3 ) is about 2300K. Therefore, when welding with a positive polarity (SP) arc with the tungsten electrode 23 as the cathode, Although the aluminum itself of the material is molten, the oxide film on the surface remains as it is, which hinders the joining. Therefore, in order to remove the oxide film, the cleaning action of the cathode spots generated on the cathode surface is used, and normally an AC arc is used from the viewpoint of heat input and oxide film removal. Therefore, in conventional GTA welding,
There is a drawback that sufficient work efficiency cannot be obtained.

【0007】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、宇宙環境下等に
おいてアルミニウム材やマグネシウム材を高能率に溶接
し得る中空電極を用いたアーク溶接方法を提供すること
にある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and an object thereof is arc welding using a hollow electrode capable of highly efficiently welding an aluminum material or a magnesium material under a space environment or the like. To provide a method.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】そこで、請求項1の中空
電極を用いたアーク溶接方法は、真空環境下で、中空電
極3を陰極、アルミニウム材5を陽極として直流電圧を
印加すると共に、中空電極3を通して不活性ガスを供給
し、この不活性ガス中にアークを発生させて上記アルミ
ニウム材5の溶接を行うことを特徴としている。
Therefore, in the arc welding method using a hollow electrode according to a first aspect of the present invention, a hollow electrode 3 is used as a cathode and an aluminum material 5 is used as an anode in a vacuum environment to apply a direct current voltage, It is characterized in that an inert gas is supplied through the electrode 3 and an arc is generated in the inert gas to weld the aluminum material 5.

【0009】このように、中空電極3を使用すれば、こ
れを通して供給する不活性ガス流量を調整することによ
って、低圧下でもこの中空電極3と被溶接物との間にア
ークを発生させることができる。しかも、中空電極3を
陰極、アルミニウム材5を陽極とした極性で発生するア
ークプラズマ中の電子温度は、従来の大気圧下でのGT
A溶接での電子温度よりも高く、このようなエネルギー
の高い電子が集中して陽極面に流入する状態とすること
ができる。これにより、アルミニウム材5表面の酸化膜
が除去され、しかも、従来の大気下でのGTA溶接に比
較して、より深い溶込みを得ることができる。したがっ
て、被溶接物がアルミニウム材5であっても、上記のよ
うに中空電極3を陰極とする正極性(SP)アークで、
表面の酸化膜(アルミナ)が除去された溶接を行うこと
ができるので電極消耗が抑制され、加えて上記のように
深い溶込みが得られることで溶接作業能率が向上し、ま
た、熱変形量が低減して溶接精度が向上する。
As described above, when the hollow electrode 3 is used, an arc can be generated between the hollow electrode 3 and the object to be welded even under a low pressure by adjusting the flow rate of the inert gas supplied therethrough. it can. Moreover, the electron temperature in the arc plasma generated with the polarity in which the hollow electrode 3 is the cathode and the aluminum material 5 is the anode is the conventional GT under the atmospheric pressure.
Electrons having a temperature higher than the electron temperature in A welding and having high energy can be concentrated and flow into the anode surface. As a result, the oxide film on the surface of the aluminum material 5 is removed, and a deeper penetration can be obtained as compared with the conventional GTA welding under the atmosphere. Therefore, even if the object to be welded is the aluminum material 5, with the positive polarity (SP) arc using the hollow electrode 3 as the cathode as described above,
Welding can be performed without the oxide film (alumina) on the surface, so electrode wear is suppressed, and in addition, the deep penetration as described above improves welding work efficiency, and the amount of thermal deformation Is reduced and welding accuracy is improved.

【0010】請求項2の中空電極を用いたアーク溶接方
法は、真空環境下で、中空電極3を陰極、マグネシウム
材を陽極として直流電圧を印加すると共に、中空電極3
を通して不活性ガスを供給し、この不活性ガス中にアー
クを発生させて上記マグネシウム材の溶接を行うことを
特徴としている。
In the arc welding method using a hollow electrode according to a second aspect of the present invention, a DC voltage is applied in a vacuum environment using the hollow electrode 3 as a cathode and a magnesium material as an anode, and the hollow electrode 3 is used.
It is characterized in that an inert gas is supplied through the arc and an arc is generated in the inert gas to weld the magnesium material.

【0011】この場合も、不活性ガス中に発生するアー
クが前記とほぼ同様に入熱エネルギーの高い集中した熱
源になることから、特に表面清浄度が溶接時に要求され
るマグネシウム材であっても、表面クリーニング作業を
別途行う必要はなく、したがって良質の溶接を高能率で
行うことができる。
Also in this case, since the arc generated in the inert gas becomes a concentrated heat source having a high heat input energy in the same manner as described above, even if the magnesium material is required to have a particularly high surface cleanliness during welding. Therefore, it is not necessary to separately perform the surface cleaning work, and therefore high quality welding can be performed with high efficiency.

【0012】請求項3の中空電極を用いたアーク溶接方
法は、請求項1または2の方法において、10Torr
よりも高真空側の真空環境下で上記溶接を行うことを特
徴としている。
An arc welding method using a hollow electrode according to claim 3 is the method according to claim 1 or 2, wherein 10 Torr
It is characterized in that the above welding is performed in a vacuum environment on the higher vacuum side.

【0013】すなわち従来のGTA法では、10Tor
rよりも高真空側の真空環境になるとアークの起動や維
持が困難であったのに対し、中空電極3を用いた上記の
方法は、このような真空環境下で行って上述した効果を
得ることが可能であり、したがって特に宇宙環境下にお
いて、アルミニウム材やマグネシウム材を対象として安
全性が高く、また作業能率の高い好適な溶接法として適
用することができる。
That is, in the conventional GTA method, 10 Tor
While it was difficult to start and maintain the arc in a vacuum environment higher than r, the above method using the hollow electrode 3 can be performed in such a vacuum environment to obtain the above effects. Therefore, especially in a space environment, it can be applied as a suitable welding method with high safety and high work efficiency for aluminum materials and magnesium materials.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】次に、この発明の中空電極を用い
たアーク溶接方法の具体的な実施の形態について、図面
を参照しつつ詳細に説明する。図1に、この発明の中空
電極を用いたアーク溶接方法の実施に用いられる溶接装
置の要部構成を示している。同図において、1は内部中
空状の溶接トーチであり、この溶接トーチ1の先端に、
コレットボディ2を介してタングステン電極3が設けら
れている。また、コレットボディ2における下部側の外
周には、さらにこれを囲う円筒状のノズル4が取付けら
れている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, specific embodiments of an arc welding method using a hollow electrode according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of the main part of a welding apparatus used for carrying out the arc welding method using the hollow electrode of the present invention. In the figure, 1 is a hollow internal welding torch, and the tip of the welding torch 1 is
A tungsten electrode 3 is provided via a collet body 2. Further, a cylindrical nozzle 4 surrounding the collet body 2 is attached to the outer periphery on the lower side.

【0015】上記タングステン電極3は中空パイプ状に
形成されている。溶接時には、図中実線矢印で示すよう
に、溶接トーチ1内を通して上方より供給される例えば
Arガス等の不活性ガスが、この中空タングステン電極
3を通して、下方の被溶接物5に向けて吹き出されるよ
うになっている。
The tungsten electrode 3 is formed in the shape of a hollow pipe. At the time of welding, as indicated by a solid arrow in the drawing, an inert gas such as Ar gas supplied from above through the welding torch 1 is blown out toward the workpiece 5 below through the hollow tungsten electrode 3. It has become so.

【0016】このように、タングステン電極3として中
空パイプ状のものを用い、この電極3を通して不活性ガ
スを微量噴出させながら、電極3と被溶接物5との間に
電圧を印加すると、低圧下、例えば10Torr(≒1
×103Pa)よりも高真空側の真空環境下でも不活性
ガス気中にアークを発生させてこれを維持することが可
能である。以下、このように中空パイプ状のタングステ
ン電極3を用い、これを陰極として低圧下で発生させた
アークをHCA(Ho11ow Cathode Ar
c)、このアークを利用して溶接を行う本発明に係るア
ーク溶接法をHCA法と称し、このHCA法をアルミニ
ウム材の溶接に適用するために、被溶接物5としてアル
ミニウム材を用いておこなった各種実験結果について順
次説明する。これら実験は、前記した溶接トーチ1を備
える溶接装置を、ロータリーポンプとメカニカルブース
ターポンプとから成る排気ポンプが接続された真空チャ
ンバー(図示せず)内に設置して行ったものである。
As described above, when a hollow pipe-shaped tungsten electrode 3 is used, and a voltage is applied between the electrode 3 and the object to be welded 5 while ejecting a small amount of inert gas through the electrode 3, a low pressure is applied. , For example, 10 Torr (≈1
It is possible to generate and maintain an arc in an inert gas atmosphere even in a vacuum environment on the higher vacuum side than x10 3 Pa). Hereinafter, using the hollow pipe-shaped tungsten electrode 3 as described above, an arc generated under a low pressure with the tungsten electrode 3 as a cathode is used as an HCA (Ho11ow Cathode Ar).
c), the arc welding method according to the present invention in which welding is performed by using this arc is referred to as an HCA method. In order to apply this HCA method to welding of an aluminum material, an aluminum material is used as the workpiece 5. The results of various experiments will be sequentially described. These experiments were carried out by installing the welding apparatus including the above-described welding torch 1 in a vacuum chamber (not shown) connected to an exhaust pump including a rotary pump and a mechanical booster pump.

【0017】図2に、被溶接物として純アルミニウム
(A1050)を用いたビードオンプレート溶接実験中
に、実際に観察された放電外観を示す模式図を示してい
る。このときのタングステン電極3としては、外径4.
0mm、内径3.0mmの2%酸化トリウム入り中空タ
ングステン電極を使用した。また、不活性ガスとしてA
rガスを流量0.167ml/sで流しながら、前記し
た真空チャンバーと排気ポンプとの間のバルブを調整し
て、真空チャンバー内の圧力を5Paに保持した。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the appearance of the discharge actually observed during the bead-on-plate welding experiment using pure aluminum (A1050) as the object to be welded. At this time, the tungsten electrode 3 has an outer diameter of 4.
A hollow tungsten electrode containing 0% and an inner diameter of 3.0 mm and containing 2% thorium oxide was used. As an inert gas, A
While flowing r gas at a flow rate of 0.167 ml / s, the valve between the vacuum chamber and the exhaust pump was adjusted to maintain the pressure in the vacuum chamber at 5 Pa.

【0018】また、タングステン電極3を陰極、被溶接
物(以下、母材ともいう)を陽極として直流電圧を印加
しアークを発生させたもので、アーク電流は150Aで
ある。アーク長(電極3と被溶接物との間の距離)は1
0mmとしている。また、このときの被溶接物としての
試験片サイズは70mm×150mm×厚さ10mm
で、トーチを固定し母材を移動させる方式にて、溶接速
度を5mm/sに設定して行っている。
Further, a DC voltage was applied to the tungsten electrode 3 as a cathode and an object to be welded (hereinafter also referred to as a base material) as an anode to generate an arc, and the arc current was 150A. Arc length (distance between electrode 3 and work piece) is 1
It is set to 0 mm. The size of the test piece as the object to be welded at this time is 70 mm × 150 mm × thickness 10 mm.
The welding speed is set to 5 mm / s by the method of fixing the torch and moving the base metal.

【0019】この溶接実験中、青色に発光するアークプ
ラズマ6が、同図において破線で示すように、電極3か
ら母材にかけてほぼ円柱状に形成されているのが観察さ
れた。また電極直下のビード表面には、青色のプラズマ
とは異なった赤色のプラズマが観察された。これは母材
表面からの金属蒸気であると思われ、母材が純アルミニ
ウム(純度99.5%以上)であることからアルミニウ
ム蒸気であると思われる。また凝固後における図中斜線
を施して示すビード中央部分7で、金属光沢のある部分
が観察された。これらのことから、溶接中の電極直下で
母材表面の酸化膜が除去されアルミニウムが現れている
ものと考えられる。このようなビードオンプレート溶接
後のビード外観を観察すると、溶接始端部から溶接終端
部までのビード中央部分に、幅約3mm程度の金属光沢
のある部分がみられ、この金属光沢が現れている部分は
酸化膜が除去されていた。
During this welding experiment, it was observed that the arc plasma 6 emitting blue light was formed in a substantially columnar shape from the electrode 3 to the base metal as shown by the broken line in the figure. On the bead surface just below the electrode, red plasma different from blue plasma was observed. This is considered to be metal vapor from the surface of the base material, and is considered to be aluminum vapor since the base material is pure aluminum (purity 99.5% or more). Further, a metallic glossy portion was observed in the bead central portion 7 shown by hatching in the figure after solidification. From these, it is considered that the oxide film on the surface of the base metal is removed immediately below the electrode during welding, and aluminum appears. When observing the appearance of the beads after such bead-on-plate welding, a metallic glossy portion having a width of about 3 mm is observed in the central portion of the bead from the welding start end to the welding end, and this metallic luster appears. The oxide film was removed from the part.

【0020】図3(a)〜(c)には、このようなビー
ドオンプレート溶接実験を行って得られた試験片でのビ
ード横断面(溶接開始位置から70mmの位置)の形状
を示している。同図(a)はアーク電流I=100A、
同図(b)はI=150A、同図(c)はI=200A
に各々設定して行ったもので、他の条件は前記と同様で
ある。
3 (a) to 3 (c) show the shape of a bead cross section (a position 70 mm from the welding start position) in a test piece obtained by performing such a bead-on-plate welding experiment. There is. In the figure (a), the arc current I = 100 A,
The figure (b) is I = 150A, the figure (c) is I = 200A.
Other conditions are the same as above.

【0021】同図(d)〜(f)は、前記図7に示した
中実タングステン電極を用いた従来の大気圧中でのGT
A溶接(以下、従来GTA法という)で、上記同様のビ
ードオンプレート溶接実験を行って得られた試験片での
ビード横断面の形状である。この場合の電極としては直
径3.2mmの2%酸化セリウム入りタングステン電極
を用い、母材は上記同様に純アルミニウム(A105
0)である。シールドガスとしてのArガス流量は16
7ml/s、アーク長および溶接速度はそれぞれ2m
m、5mm/sに設定している。アーク電流Iを同図
(a)と同様に100Aにしたときのものを同図
(d)、I=150Aのものを同図(e)、I=200
Aのものを同図(f)にそれぞれ示している。なお、同
図(a)〜(f)には、実験中に計測された平均的なア
ーク電圧Vをそれぞれ付記している。
FIGS. 6 (d) to 6 (f) show a conventional GT in the atmospheric pressure using the solid tungsten electrode shown in FIG.
It is the shape of the bead cross section in the test piece obtained by performing the same bead-on-plate welding experiment by A welding (hereinafter, referred to as the conventional GTA method). In this case, a tungsten electrode with a diameter of 3.2 mm and containing 2% cerium oxide was used, and the base material was pure aluminum (A105
0). The flow rate of Ar gas as shield gas is 16
7 ml / s, arc length and welding speed are 2 m each
m, 5 mm / s. The arc current I is set to 100 A as in the case of FIG. 9A, (d) is the same, and I = 150 A is the same (e), I = 200.
The A type is shown in FIG. In addition, the average arc voltage V measured during the experiment is additionally shown in each of FIGS.

【0022】同図(a)〜(c)と(d)〜(f)とを
比較すると、両者の溶融量は明らかに異なっており、H
CAを用いた場合の方が数倍以上多くなっている。この
溶融量の差はアーク電流が大きいほど大きくなってお
り、HCAを使用した場合、アーク電流を200Aとす
ると裏面まで溶融している。
Comparing (a)-(c) and (d)-(f) in the figure, the melting amounts of both are clearly different, and H
When CA is used, it is several times more. This difference in the amount of melting increases as the arc current increases, and when HCA is used, the back surface is melted when the arc current is 200A.

【0023】このように、HCAを用いた場合にはタン
グステン電極3を陰極、母材を陽極とする正極性(S
P)アークにもかかわらず、アルミニウム材表面の酸化
膜が除去され、また、溶融量が大きくなっている。この
原因は、HCA法では母材への入熱エネルギーが従来G
TA法の場合よりも高いことが考えられる。そこで、陽
極にアルミニウムを使用した場合のHCAプラズマの電
子密度および温度の計測をラングミュアプローブ法を用
いておこなっており、その結果について次に説明する。
Thus, when HCA is used, the positive electrode (S) having the tungsten electrode 3 as the cathode and the base material as the anode (S
P) Despite the arc, the oxide film on the surface of the aluminum material was removed, and the melting amount was large. The reason for this is that in the HCA method, the heat input energy to the base metal is conventionally G
It is considered to be higher than that of the TA method. Thus, the Langmuir probe method is used to measure the electron density and temperature of the HCA plasma when aluminum is used for the anode. The results will be described below.

【0024】なおこのときの計測は、安定したプラズマ
を計測するために、移動中のプラズマではなく、静止ア
ークプラズマを対象とした。放電条件としては、上記同
様に、圧力5Pa、アーク長10mm、ガス流量0.1
67ml/s、アーク電流100Aとしている。このと
きの静止アークによってアルミニウムを溶融させた場合
にも、電極直下の溶融池表面からピンク色のプラズマが
発生しているのが確認され、実験後の溶融池表面からは
直径5mm程度の金属光沢をもった表面が現れていた。
In this case, in order to measure a stable plasma, the stationary arc plasma was used as the target, not the moving plasma. The discharge conditions are the same as above, pressure 5 Pa, arc length 10 mm, gas flow rate 0.1.
67 ml / s and arc current 100A. Even when aluminum was melted by the static arc at this time, it was confirmed that pink plasma was generated from the surface of the molten pool directly below the electrode, and a metallic luster with a diameter of about 5 mm from the surface of the molten pool after the experiment. There was a surface with a mark.

【0025】図4は、この計測によって得られた陰極−
母材(陽極)間の電子密度分布である。なお、同グラフ
における横軸上に、上述した溶融池のサイズに相当する
範囲にわたり、太線を付記している。同グラフに示され
ているように、密度分布は電極母材間でそれほど大きく
広がることはなく、陽極表面近くではプラズマが中心部
に集まる傾向を示している。なお、電子密度の最大値は
アーク中心軸付近で1.0×1020/m3となってお
り、大気圧下における従来GTA法でのプラズマでは、
電極直下で約1023/m3になることを考えると、これ
に比べてほぼ1/1000程度である。
FIG. 4 shows the cathode obtained by this measurement.
It is an electron density distribution between base materials (anode). In addition, on the horizontal axis of the graph, a thick line is added over the range corresponding to the size of the molten pool described above. As shown in the graph, the density distribution does not spread so much between the electrode base materials, and plasma tends to gather in the central portion near the anode surface. In addition, the maximum value of the electron density is 1.0 × 10 20 / m 3 near the arc center axis, and in the plasma by the conventional GTA method under atmospheric pressure,
Considering that it will be about 10 23 / m 3 just below the electrode, it is about 1/1000 of this.

【0026】図5は、電子温度分布の計測結果である。
陽極からの高さが2、4、6、8、9mmの各高さ位置
において、それぞれアーク半径方向の電子温度分布を計
測した。いずれの高さにおいても、アーク中心付近で電
子温度は最も高く、55,000−60,000K程度
の値を示している。半径方向には温度が急激に低下し、
周辺付近で20,000K程度を示している。大気圧下
におけるアルゴンシールドのタングステン陰極・銅陽極
のアーク柱温度は、アーク電流にかかわらず、陰極近傍
で約20,000Kが計測されており、周辺部に広がる
につれて、急速にアーク柱温度は低下する。したがっ
て、HCAでの電子温度は、一般の大気圧GTAに比べ
て非常に高い温度になっている。
FIG. 5 shows the measurement result of the electron temperature distribution.
Electron temperature distributions in the arc radius direction were measured at heights of 2, 4, 6, 8, and 9 mm from the anode. At any height, the electron temperature is the highest near the center of the arc and shows a value of about 55,000-60,000K. The temperature drops sharply in the radial direction,
It shows around 20,000K near the periphery. The arc column temperature of argon-shielded tungsten cathode / copper anode under atmospheric pressure is about 20,000K measured near the cathode regardless of the arc current. To do. Therefore, the electron temperature in HCA is much higher than that in general atmospheric pressure GTA.

【0027】このようにHCAでの電子温度が高い理由
については、以下のように説明することができる。すな
わち、図6(b)に、大気圧下における従来GTA法で
発生するアークでの電位分布を模式的に示している。こ
の場合のアーク電圧Vaは、 Va=VC+VP+VA ここでVC:陰極降下電圧、VP:アーク柱降下電圧、V
A:陽極降下電圧 となる。
The reason why the electron temperature in HCA is high can be explained as follows. That is, FIG. 6B schematically shows a potential distribution in an arc generated by the conventional GTA method under atmospheric pressure. The arc voltage V a in this case is V a = V C + V P + V A where V C : cathode drop voltage, V P : arc column drop voltage, V
A : Anode drop voltage.

【0028】これに対し、低圧下におけるHCAの場
合、同図(a)に示すように、放電自身が陰極内部に侵
入する。このため、陰極内部のアーク柱降下電圧を考慮
する必要がある。したがって、このときのアーク電圧V
aは、 Va=VC+VA+VPE+VPI ここで、VC:陰極降下電圧、VPI:陰極内アーク柱降
下電圧 VPE:外部アーク柱降下電圧、VA:陽極降下電圧 となる。
On the other hand, in the case of HCA under a low pressure, the discharge itself penetrates into the inside of the cathode as shown in FIG. Therefore, it is necessary to consider the arc column drop voltage inside the cathode. Therefore, the arc voltage V at this time
a is V a = V C + V A + V PE + V PI, where V C is the cathode drop voltage, V PI is the arc column drop voltage within the cathode V PE is the external arc column drop voltage, and V A is the anode drop voltage. .

【0029】このように、陰極内アーク柱降下電圧VPI
がさらに付加されることによって、全体的なアーク電圧
が上昇する。このことは、前記図3(a)〜(f)に付
記したアーク電圧Vに現れており、HCA法の場合(同
図(a)〜(c))のアーク電圧は、従来GTA法の場
合(同図(d)〜(f))よりも10V以上大きな値を
示している。そしてHCAプラズマ中の電子は、陰極内
部から電界によって加速され、この結果、エネルギーの
高い電子が方向性をもって陽極面に向かって流れること
になる。
In this way, the arc column drop voltage V PI in the cathode is
Is further added, the overall arc voltage rises. This appears in the arc voltage V shown in FIGS. 3 (a) to 3 (f), and the arc voltage in the HCA method ((a) to (c) in the figure) is the same as that in the conventional GTA method. The value is larger by 10 V or more than ((d) to (f) in the figure). Then, the electrons in the HCA plasma are accelerated by the electric field from the inside of the cathode, and as a result, the electrons having high energy flow toward the anode surface with directivity.

【0030】上記の説明から明らかなように、HCA法
では電子温度が高く、エネルギーの高い電子が方向性を
もって陽極面に向けて流入する。したがって、HCAプ
ラズマは入熱エネルギーの高い集中した熱源となり、こ
のため、前記のように、アルミニウム材表面の酸化膜の
除去を行うことが可能であり、また、従来GTA法に比
べて溶融量を格段に大きくした溶接を行うことが可能に
なっている。
As is clear from the above description, in the HCA method, the electron temperature is high and the electrons with high energy flow toward the anode surface with directivity. Therefore, the HCA plasma serves as a concentrated heat source with a high heat input energy, and as a result, it is possible to remove the oxide film on the surface of the aluminum material, and the melting amount is higher than that in the conventional GTA method. It is possible to perform welding that is significantly larger.

【0031】以上、宇宙構造物用材料として有望なアル
ミニウムを対象にしたHCA溶接法に関する実験結果に
ついて説明したが、実際に宇宙溶接技術として使用する
ためには、さらに突合わせ溶接などへの適用性について
も検討をおこなう必要がある。特にアルミニウムの場合
には、突合わせ面の全体にわたって酸化膜が除去された
接合が行われるようにする必要がある。
The experimental results concerning the HCA welding method for aluminum, which is a promising material for space structures, have been described above. However, in order to actually use it as a space welding technique, it is further applicable to butt welding and the like. It is also necessary to consider Particularly in the case of aluminum, it is necessary to perform bonding with the oxide film removed over the entire abutting surface.

【0032】そこで、試験片材料に純アルミニウム(A
1050)に加え、実際にスペースシャトルにも用いら
れているアルミニウム合金(A2219)を用いて、よ
り実際の溶接施工条件に近い板厚3mmの突合せ溶接実
験をさらにおこない、その接合部に対して放射線透過試
験及び引張り試験を実施した。以下に、その結果につい
て説明する。溶接実験には、70mm×150mm×厚
さ3mmの試験片を2枚突合せて使用し、接合部の垂れ
下がり、溶け落ちを防止する目的で、銅板を裏当てとし
て使用した。
Therefore, pure aluminum (A
In addition to 1050), an aluminum alloy (A2219) that is actually used for the space shuttle is also used to perform a butt welding experiment with a plate thickness of 3 mm, which is closer to the actual welding conditions, and the radiation is applied to the joint. A transmission test and a tensile test were carried out. The results will be described below. In the welding experiment, two test pieces of 70 mm × 150 mm × thickness of 3 mm were butted against each other, and a copper plate was used as a backing for the purpose of preventing the joint from sagging and melting.

【0033】突合せ実験後の溶接部の外観を観察する
と、材料がA1050の場合とA2219の場合とのい
ずれにおいても、表面には、ビード中央付近に幅2−
2.5mm程度で酸化膜が除去された金属光沢のある部
分が形成されていた。裏面をみると、表面のビード幅と
同程度のビード幅が得られており、裏面に達する十分な
溶込み状態が観察された。
When the appearance of the welded portion after the butt experiment was observed, the width of the surface near the center of the bead was 2-, regardless of whether the material was A1050 or A2219.
A part having a metallic luster in which the oxide film was removed was formed at about 2.5 mm. Looking at the back surface, a bead width similar to that of the front surface was obtained, and a sufficient penetration state reaching the back surface was observed.

【0034】さらにこれらビード部の放射線透過試験を
行った結果、溶融部ではブローホール等の溶接欠陥を含
むことはなく、良好に溶接されていた。一般にA100
0系の純アルミニウムにおいては、溶接条件によってブ
ローホールが発生し易いといわれており、実際に大気中
で交流GTAを用いて突合わせ溶接をおこなった場合に
は、その接合部でブローホールが確認された。HCAを
用いた場合に、ブローホールを少なく出来る理由とし
て、低圧中であるためにアーク雰囲気中に巻き込まれる
空気がほとんど無いこと、ガス流量が微量であるため
に、シールドガス中に含まれる水素及び水分がほとんど
無いことが挙げられる。母材中に含まれる溶解水素を除
去することは不可能であるが、母材表面に付着または吸
着した水分や有機物を除くことは可能であり、ブローホ
ールの原因であるといわれている水素の供給源をなくす
ることで、HCAではブローホールの発生を大気中の溶
接法を用いた場合よりも抑えることができる。
Further, as a result of a radiation transmission test of these bead portions, it was found that the welded portions were well welded without containing welding defects such as blowholes. Generally A100
In 0 series pure aluminum, it is said that blowholes are likely to occur depending on the welding conditions. When actually performing butt welding using AC GTA in the atmosphere, blowholes are confirmed at the joints. Was done. When HCA is used, the reason why the number of blowholes can be reduced is that there is almost no air entrained in the arc atmosphere due to the low pressure, and the gas flow rate is very small. There is almost no water. It is impossible to remove the dissolved hydrogen contained in the base material, but it is possible to remove the water and organic substances that have adhered to or adsorbed to the surface of the base material, which is said to be the cause of blowholes. By eliminating the supply source, the generation of blowholes can be suppressed in HCA as compared with the case of using the welding method in the atmosphere.

【0035】次に、HCAを用いておこなった溶接部の
継手強度を調査するために、引張り試験を実施した結果
について説明する。A1050の場合には、突合わせ部
やビード部分で破断するのではなく、明らかに母材で破
断していることが観察された。強度低下のあった熱影響
部での破断である。A2219の場合には、ビード部と
熱影響部の境界上で破断していた。
Next, the result of a tensile test will be described in order to investigate the joint strength of the welded portion using HCA. In the case of A1050, it was observed that not the butt portion or the bead portion was broken, but the base material was clearly broken. It is a fracture in the heat affected zone where the strength was reduced. In the case of A2219, the fracture occurred on the boundary between the bead portion and the heat affected zone.

【0036】表1に引張り試験で得られた各試験片の引
張り強さを示している。また、同表中には、大気圧中で
交流GTAにより突合わせ溶接をおこなった試験片につ
いての引張り試験結果も並記している。なお、溶接部の
無い母材の引張り試験も併せて実施しており、A105
0母材での引張り強さは平均115.7MPa、A22
19母材での引張り強さは平均249.6MPaであっ
た。
Table 1 shows the tensile strength of each test piece obtained in the tensile test. Further, in the same table, the tensile test results of the test pieces that have been butt-welded with AC GTA at atmospheric pressure are also shown. In addition, a tensile test of the base material without welds was also conducted.
0 base metal has an average tensile strength of 115.7 MPa, A22
The tensile strength of 19 base materials was 249.6 MPa on average.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】同表に示されているように、A2219に
HCAを適用した場合の溶接部の引張り強さは、平均2
33.0MPaとなっており、母材の引張り強さにほと
んど等しく、十分な強度が得られている。またA105
0にHCAを適用した場合には、引張り強度は平均6
8.7MPaとなっており、母材引張り強さの約60%
となっている。が、大気圧中で交流GTAを適用した場
合の引張り強さが、平均62.8MPaであることを考
えると、それ以上の強さを示しており、A1050にお
いても十分な強さが得られている。
As shown in the table, the tensile strength of the welded portion when HCA was applied to A2219 was 2 on average.
It is 33.0 MPa, which is almost equal to the tensile strength of the base material, and sufficient strength is obtained. Also A105
When HCA is applied to 0, the tensile strength is 6 on average.
8.7 MPa, which is about 60% of the base material tensile strength
Has become. However, considering that the tensile strength when AC GTA is applied at atmospheric pressure is 62.8 MPa on average, the tensile strength is higher than that, and sufficient strength can be obtained at A1050. There is.

【0039】このように、HCAをアルミニウム溶接用
の熱源として用いることで、突き合わせ溶接時にも表面
の酸化膜が除去された溶接が可能であり、しかも、接合
部にブローホールが含まれにくくなることから、HCA
を使用して作られた溶接部は、大気圧中のGTAによる
溶接部と同等かそれ以上の強度を保っている。
As described above, by using HCA as a heat source for aluminum welding, it is possible to perform welding with the oxide film on the surface removed even during butt welding, and further, it becomes difficult for blowholes to be included in the joint. From HCA
The welds made using the alloy have strengths equal to or higher than those of GTA welds at atmospheric pressure.

【0040】以上の説明のように、HCA法によれば、
従来の大気中でのGTA法に比較して数倍〜十倍程度の
深い溶込みが得られ、溶接作業能率が格段に向上すると
共に、熱変形量が低減して溶接精度が向上する。しか
も、被溶接物がアルミニウム材であっても、タングステ
ン電極を陰極とする正極性(SP)アークで表面酸化膜
が除去された溶接を行うことが可能である。したがって
電極消耗が抑制されて溶接作業能率が向上し、また、短
時間で溶接作業を終了させることができるので、熱変形
量が低減して溶接精度が向上する。
As described above, according to the HCA method,
As compared with the conventional GTA method in the atmosphere, a deep penetration of several times to ten times can be obtained, the welding work efficiency is remarkably improved, and the thermal deformation amount is reduced to improve the welding accuracy. Moreover, even if the object to be welded is an aluminum material, it is possible to perform welding in which the surface oxide film has been removed by a positive polarity (SP) arc using the tungsten electrode as a cathode. Therefore, the electrode wear is suppressed, the welding work efficiency is improved, and the welding work can be completed in a short time, so that the amount of thermal deformation is reduced and the welding accuracy is improved.

【0041】以上にこの発明の具体的な実施形態につい
て説明したが、この発明は上記形態に限定されるもので
はなく、この発明の範囲内で種々変更することが可能で
ある。例えば上記では、アルミニウム材としてA105
0とA2219とを挙げて説明したが、その他のアルミ
ニウム合金を被溶接物として用いることが可能である。
Although the specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, in the above, A105 is used as the aluminum material.
Although 0 and A2219 have been described, other aluminum alloys can be used as the objects to be welded.

【0042】さらに、被溶接物としてマグネシウムやそ
の合金から成るマグネシウム材についても、これの溶接
に上記したHCA法を適用することによって、高能率の
溶接作業で良質の溶接を行うことができる。すなわちこ
の場合も、上述したと同様に不活性ガス中に発生するア
ークが入熱エネルギーの高い集中した熱源になり、これ
によって、溶接時に特に表面清浄度が要求されるマグネ
シウム材であっても、表面クリーニング作業を別途行う
必要はなく、したがって良質の溶接を高能率で行うこと
ができる。
Furthermore, by applying the above-mentioned HCA method to the welding of the magnesium material made of magnesium or its alloy as the work to be welded, high quality welding can be performed with high efficiency welding work. That is, also in this case, the arc generated in the inert gas becomes a concentrated heat source with high heat input energy as described above, and thus, even in the case of a magnesium material that requires particularly surface cleanliness during welding, There is no need to perform a separate surface cleaning operation, and therefore good quality welding can be performed with high efficiency.

【0043】また、上記実施形態では、中空タングステ
ン電極の形状や溶接条件等について具体的な数値を例示
して説明したが、これら数値に本発明が限定されるもの
でもない。例えば圧力条件については、10Torr
(≒1×103Pa)よりも高真空側の真空環境下で上
記溶接を行うことが可能である。このような低圧中で
も、1kV以下の電圧で放電を開始させることが可能で
あること、その中でも周囲圧力が約27Paのとき最も
放電し易いこと、さらに、27Paより高真空側では、
放電開始電圧がガス流量に依存し、ガス流量を増すこと
で放電開始電圧の上昇を抑制できることを確認してい
る。このように、従来GTA法ではアークの起動や維持
が困難であった低圧環境下においても、溶接条件を適宜
設定することによって上述した効果を得ることができ
る。
Further, in the above embodiment, the shape of the hollow tungsten electrode, the welding conditions and the like have been described by exemplifying specific numerical values, but the present invention is not limited to these numerical values. For example, for pressure conditions, 10 Torr
The above welding can be performed in a vacuum environment on the higher vacuum side than (≈1 × 10 3 Pa). Even under such a low pressure, it is possible to start the discharge at a voltage of 1 kV or less, and most easily discharge when the ambient pressure is about 27 Pa. Further, on the vacuum side higher than 27 Pa,
It has been confirmed that the discharge start voltage depends on the gas flow rate, and an increase in the discharge start voltage can be suppressed by increasing the gas flow rate. As described above, even in a low-pressure environment where it is difficult to start or maintain an arc in the conventional GTA method, the above-described effects can be obtained by appropriately setting the welding conditions.

【0044】一方、不活性ガスとしてはArガス以外の
ガスを使用することが可能であり、また非消耗式の中空
電極としても、酸化トリウム入りのタングステンの他、
例えば酸化ランタン入りタングステンや酸化セリウム入
りタングステン、あるいはタンタル管、ジルコニウム等
の熱電子放出能の良好なその他の高融点材料を用いて形
成することが可能である。
On the other hand, it is possible to use a gas other than Ar gas as the inert gas, and also as a non-consumable hollow electrode, in addition to tungsten containing thorium oxide,
For example, lanthanum oxide-containing tungsten, cerium oxide-containing tungsten, or a tantalum tube, zirconium, or other high melting point material having a good thermoelectron emission capability can be used.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上のように、請求項1の中空電極を用
いたアーク溶接方法によれば、中空電極を陰極、アルミ
ニウム材を陽極とした極性で入熱エネルギーが高く集中
した熱源を得ることができ、これにより表面の酸化膜が
除去され、かつ深い溶込みを得ることができる。この結
果、電極消耗が抑制されて溶接作業能率が向上し、ま
た、熱変形量が低減して溶接精度が向上する。
As described above, according to the arc welding method using the hollow electrode of the first aspect, it is possible to obtain a heat source in which the heat input energy is highly concentrated due to the polarities of the hollow electrode as the cathode and the aluminum material as the anode. As a result, the oxide film on the surface is removed and a deep penetration can be obtained. As a result, electrode consumption is suppressed and welding work efficiency is improved, and the amount of thermal deformation is reduced, and welding accuracy is improved.

【0046】請求項2の中空電極を用いたアーク溶接方
法においても、中空電極を通して供給する不活性ガス中
のアークが入熱エネルギーの高い集中した熱源になるこ
とから、特に溶接時に表面清浄度が要求されるマグネシ
ウム材に対しても、表面クリーニング作業を別途行う必
要はなく、したがって、上記同様に良質の溶接を高能率
で行うことができる。
Also in the arc welding method using the hollow electrode according to the second aspect, since the arc in the inert gas supplied through the hollow electrode becomes a concentrated heat source with high heat input energy, the surface cleanliness is particularly high during welding. Even for the required magnesium material, it is not necessary to separately perform a surface cleaning operation, and therefore, similar to the above, good quality welding can be performed with high efficiency.

【0047】請求項3の中空電極を用いたアーク溶接方
法においては、従来のGTA法ではアークの起動や維持
が困難であった真空環境下で上記のような中空電極を用
いた溶接を行うことで、上述した効果を得ることができ
るので、特に宇宙環境下において、アルミニウム材やマ
グネシウム材に対し、安全性が高く、また作業能率に優
れた溶接法として適用することができる。
In the arc welding method using the hollow electrode according to claim 3, the welding using the hollow electrode as described above is performed in a vacuum environment in which it is difficult to start and maintain the arc in the conventional GTA method. Since the above-mentioned effects can be obtained, it can be applied to aluminum materials and magnesium materials as a welding method having high safety and excellent work efficiency, especially in a space environment.

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

【図1】本発明のアーク溶接法の実施に用いられる溶接
装置の要部構成を示す断面模式図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a main part of a welding apparatus used for carrying out an arc welding method of the present invention.

【図2】上記装置を用いてアルミニウム材のビードオン
プレート溶接実験を行っているときに観察されたアーク
柱を模式的に示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing an arc column observed during a bead-on-plate welding experiment of an aluminum material using the above apparatus.

【図3】アルミニウム材のビードオンプレート溶接実験
で得られた母材断面の形状を示すものであって、同図
(a)〜(c)はそれぞれ本発明のアーク溶接法を適用
して得られた母材断面の形状を示す図、同図(d)〜
(f)はそれぞれ従来の大気圧中でのGTA溶接法によ
って得られた母材の形状を示す図である。
FIG. 3 is a view showing a shape of a cross section of a base metal obtained in a bead-on-plate welding experiment of an aluminum material, and FIGS. The figure which shows the shape of the cross section of the formed base material, FIG.
(F) is a figure which shows the shape of the base material respectively obtained by the conventional GTA welding method in atmospheric pressure.

【図4】中空タングステン電極を陰極として発生させた
アーク中の電子密度の計測結果を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing measurement results of electron density in an arc generated by using a hollow tungsten electrode as a cathode.

【図5】中空タングステン電極を陰極として発生させた
アーク中の電子温度の計測結果を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing measurement results of electron temperature in an arc generated by using a hollow tungsten electrode as a cathode.

【図6】アークの中心軸に沿う電位変化を示すものであ
って、同図(a)は、中空タングステン電極を陰極とし
て発生させたアークでの電位変化の説明図、同図(b)
は、従来の大気圧中でのGTA溶接法で発生するアーク
での電位変化の説明図である。
6A and 6B show changes in potential along the central axis of the arc. FIG. 6A is an explanatory diagram of changes in potential in an arc generated by using a hollow tungsten electrode as a cathode, and FIG. 6B.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a potential change in an arc generated by a conventional GTA welding method under atmospheric pressure.

【図7】従来のGTA溶接で用いられる装置の要部構成
を示す断面模式図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a main part of an apparatus used in conventional GTA welding.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 溶接トーチ 2 コレットボディ 3 中空電極 5 被溶接物(アルミニウム材) 1 welding torch 2 collet body 3 hollow electrodes 5 Workpiece (aluminum material)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空環境下で、中空電極(3)を陰極、
アルミニウム材(5)を陽極として直流電圧を印加する
と共に、中空電極(3)を通して不活性ガスを供給し、
この不活性ガス中にアークを発生させて上記アルミニウ
ム材(5)の溶接を行うことを特徴とする中空電極を用
いたアーク溶接方法。
1. A hollow electrode (3) is used as a cathode in a vacuum environment,
A direct current voltage is applied using the aluminum material (5) as an anode, and an inert gas is supplied through the hollow electrode (3),
An arc welding method using a hollow electrode, wherein an arc is generated in the inert gas to weld the aluminum material (5).
【請求項2】 真空環境下で、中空電極(3)を陰極、
マグネシウム材を陽極として直流電圧を印加すると共
に、中空電極(3)を通して不活性ガスを供給し、この
不活性ガス中にアークを発生させて上記マグネシウム材
の溶接を行うことを特徴とする中空電極を用いたアーク
溶接方法。
2. A hollow electrode (3) is used as a cathode in a vacuum environment,
A hollow electrode characterized in that a direct current voltage is applied using a magnesium material as an anode, an inert gas is supplied through the hollow electrode (3), and an arc is generated in the inert gas to weld the magnesium material. Arc welding method using.
【請求項3】 10Torrよりも高真空側の真空環境
下で上記溶接を行うことを特徴とする請求項1または請
求項2の中空電極を用いたアーク溶接方法。
3. The arc welding method using a hollow electrode according to claim 1 or 2, wherein the welding is performed in a vacuum environment on a higher vacuum side than 10 Torr.
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