JP2003320454A - ホットワイヤ溶接方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホットワイヤ溶接においてスパッタの発生頻
度をより少なくして適正なワイヤ溶融状態に保つよう
に、ワイヤ加熱電流の自動調整を行う溶接方法および装
置の提供。 【解決手段】 母材３と添加ワイヤ６との間にそれぞれ
電源から電圧を供給し、ワイヤ６の抵抗測定値によりワ
イヤ６の加熱電力を制御しながら溶接を行うホットワイ
ヤ溶接方法。ワイヤ抵抗値の目標値の設定方法として
は、溶接スタート時に加熱電力を上げて溶断現象を発生
させ、溶断現象をタッチ検出手段１７にて検出し、ワイ
ヤ抵抗測定手段１８により測定した溶断直前のワイヤ６
の抵抗値を目標値として設定する。溶接中に溶接条件を
変更した場合に、加熱電力を上げて溶断現象を発生さ
せ、溶断現象をタッチ検出手段１７にて検出し、ワイヤ
抵抗測定手段１８により測定した溶断直前のワイヤ６の
抵抗値を新たな目標値として登録してワイヤ抵抗値の目
標値を変更することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はホットワイヤ溶接に係わ
り、特にホットワイヤの加熱溶融状態を最適にし、高能
率溶接を行うのに好適なホットワイヤ溶接方法および装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に、ホットワイヤＴＩＧ（Ｔｕｎｇ
ｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ Ａｒｃ）溶接法とし
て、従来から一般的に用いられている溶接装置の構成を
示す。ＴＩＧ溶接トーチ１に取り付けられたタングステ
ン電極２と母材３に直流溶接用のアーク電源４を接続
し、アルゴン・シールドガス中でタングステン電極２を
負極としてアーク５を形成する。溶接用の添加ワイヤ６
はワイヤ送給装置７からコンジット８、およびそれと連
結されたワイヤトーチ１５を通ってアーク形成部に導か
れて母材３と接触させる。ＴＩＧ溶接トーチ１とワイヤ
トーチ１５は、図には示していないが、連結部材によっ
て機械的に結合されていて一体になって動く。

【０００３】ワイヤトーチ１５にはコンタクトチップ９
とセラミックガイド１１が配置されていて、コンタクト
チップ９と母材３間にワイヤ加熱電源１０を接続し、直
流または交流電流をワイヤ６に流してジュール発熱さ
せ、それによりワイヤ６の溶融速度を高めている。な
お、ワイヤ６に通電加熱しないコールドワイヤＴＩＧ溶
接の場合には、図４でワイヤ加熱電源１０を除外した構
成になる。

【０００４】ところで、ホットワイヤＴＩＧ溶接では、
ワイヤ６の通電電流を大きくすると、アーク電流との間
に電磁力を生じ、いわゆる磁気吹きによるアーク５の乱
れを起こして溶接が困難になることが知られている。そ
こで図５に示すようなパルス波形の電流をワイヤ６に通
電する方法（特許第２６１０８１９号）が提案されてい
る。図５（Ａ）はアーク電流を一定とし、ワイヤ電流の
みをパルス波形の電流にした方法、図５（Ｂ）はアーク
電流とワイヤ電流を共にパルス波形の電流にし、ワイヤ
電流を流すときにアーク電流を極力小さくする方法であ
る。このようにワイヤ加熱電流をパルス電流として、ア
ーク５が連続して磁気的に吹かれる期間を極力短くする
と、アーク５は瞬間的に吹かれるがすぐにタングステン
電極２の直下に戻るので、実質的にアーク５の硬直性は
維持され、磁気吹きによる作業性の低下は見られなくな
る。これにより、ホットワイヤＴＩＧ溶接の作業性が著
しく改善され、実用化が進展するようになった。

【０００５】添加ワイヤ６は、コンタクトチップ９と母
材３間のエクステンションｅ部で通電加熱されるが、そ
こへ印加される電力とワイヤ溶融量とをバランス良くす
るように制御する必要がある。ホットワイヤＴＩＧ溶接
における添加ワイヤ６の最適な溶融状態は、添加ワイヤ
６の先端を溶融池１２に接触させるが、その接触界面の
ごく近くでワイヤ６はすでに完全に溶融していることで
ある。さらに、最も望ましいのは、添加ワイヤ６が溶融
池１２に入る直前に完全に溶融していて、溶融した金属
が切れることなく連続的に溶け落ちる状態を保つことが
できることである。但し、ワイヤ６に投入される熱量
は、ワイヤ通電による発熱とアーク５からの熱量になる
ため、添加ワイヤ６のアーク５への挿入位置により、ア
ーク５からの熱量が変化し、添加ワイヤ６の溶融状態が
変化することになる。

【０００６】このように、ホットワイヤＴＩＧ溶接で
は、添加するワイヤ送給速度とワイヤ６のアーク５への
挿入位置に応じて加熱電力を調整することが必要で、加
熱電力が不足気味の時には、ワイヤ６が溶融池１２から
押し出てきたり、母材３に突き当たって、ワイヤトーチ
１５およびそれと連結されたＴＩＧ溶接トーチ１を持ち
上げ、その結果、アーク長を非常に長くしてしまうの
で、溶接が続行できなくなる。また、ワイヤ加熱電力が
過少気味のときは、添加ワイヤ６は溶融池１２の中に深
く入りこんでから溶融池１２内からの熱伝達を受けてよ
うやく溶融する状態で溶接が進行することになり、これ
はあまり好ましい状態ではない。このような状態で添加
ワイヤ６の加熱不足が激しいときは、図６に示す溶接ビ
ードの断面図に見られるように、未溶融のワイヤ２４が
そのまま溶接金属２５の中に残留して溶接欠陥を形成し
てしまう。逆に加熱電力が過大の時には、ワイヤ６が頻
繁に加熱溶断し、スパッタを発生してタングステン電極
２に付着したり、ワイヤ６の先端とタングステン電極２
間にアーク５を形成したりして溶接状態を不安定にし、
溶接作業を著しく損なうことになる。

【０００７】そこで通常は、ワイヤ６が適正溶融状態、
即ちワイヤ６の先端が溶融ないし溶融直前の状態になっ
ていて、かつ常に母材３と接触している状態になるよう
作業者が溶接部を監視しながら加熱電流を手動で調整す
ることによって、結果的に加熱電力を調整している。

【０００８】加熱電力調整については、特公平５−７５
５１２号公報に記載されているように、ワイヤ電圧から
溶断の発生を検知し、溶断発生時には多少ワイヤ加熱電
力を下げ、そこから徐々に加熱電力を増加して再び溶断
を発生させることを繰り返すことにより、適正溶融状態
に近い状態に自動的にワイヤ加熱電力を保つ制御方法が
提案されている。溶断の発生は、なるべく少ないことが
好ましいが、この方法では２〜３秒に１回程度の頻度で
はあるが、溶断を発生させる必要があり、多少のスパッ
タ発生は避けられなかった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、
ワイヤ６の加熱が不足している場合においてのワイヤ６
の突っ張りによるトーチ１５の持ち上げや、ワイヤ６の
加熱不足により未溶融ワイヤ２４がそのまま溶接金属２
５の中に残留する溶接欠陥の発生や、加熱溶断によるス
パッタの発生を防止するために、常時、溶接作業者がワ
イヤ６の溶融状況を監視しながらワイヤ送給速度や加熱
電力を調節しなければならないという難点を有してい
る。また、前述した溶断現象を利用した従来の自動制御
方法では、スパッタの発生頻度が高く、タングステン電
極２にスパッタが蓄積し、長時間連続運転することが難
しいという問題がある。

【００１０】本発明はこのような背景に基づいてなされ
たものであり、その課題は、ホットワイヤ溶接において
スパッタの発生頻度をより少なくして適正なワイヤ溶融
状態に保つように、ワイヤ加熱電流の自動調整を行うこ
とができるホットワイヤ溶接方法および装置を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明は、
母材と添加ワイヤとの間にそれぞれ電源から電圧を供給
し、ワイヤを加熱制御しながら溶接を行うホットワイヤ
溶接方法において、ワイヤの抵抗測定値によりワイヤの
加熱電力を制御することを特徴とするホットワイヤ溶接
方法により達成される。

【００１２】ワイヤ抵抗値の目標値の設定方法として
は、予め目標とするワイヤの抵抗値を登録しておき設定
方法、または、溶接スタート時に加熱電力を上げて溶断
現象を発生させ、溶断現象をタッチ検出手段にて検出
し、ワイヤ抵抗測定手段により測定した溶断直前のワイ
ヤの抵抗値を目標値として設定する方法がある。

【００１３】ワイヤ抵抗値の目標値を変更する方法とし
ては、次のような方法がある。 （１）溶接中に溶接条件を変更した場合に、加熱電力を
上げて溶断現象を発生させ、溶断現象を例えばタッチ検
出手段にて検出し、ワイヤ抵抗測定手段により測定した
溶断直前のワイヤの抵抗値を新たな目標値として登録し
て変更する方法。

【００１４】（２）定期的に加熱電力を上げて溶断現象
を発生させ、溶断現象を例えばタッチ検出手段にて検出
し、ワイヤ抵抗測定手段により測定した溶断直前のワイ
ヤの抵抗値を新たな目標値として登録して変更する方
法。

【００１５】（３）溶接中に溶断現象が発生した場合
に、溶断現象を例えばタッチ検出手段にて検出し、ワイ
ヤ抵抗測定手段により測定した溶断直前のワイヤの抵抗
値と以前の目標抵抗値を比較し、抵抗値の低い値を新た
な目標値として登録して変更する。

【００１６】本発明の第二の発明は、母材と添加ワイヤ
との間にワイヤ加熱電圧を供給するワイヤ加熱電源と、
ワイヤが母材に接触しているか否かを検出するワイヤタ
ッチ検出手段と、ワイヤの抵抗値を測定するワイヤ抵抗
測定手段と、ワイヤ抵抗値の実測値が設定目標値に偏差
があると、該実測値を前記設定目標値になるように、ワ
イヤの加熱電力を制御するワイヤ加熱電源の加熱電力を
調整するワイヤ加熱制御手段とを備えたホットワイヤ溶
接装置である。

【００１７】前記ワイヤ加熱制御手段は前記設定目標値
として、溶接スタート時に加熱電力を上げて溶断現象を
発生させ、溶断現象をタッチ検出手段にて検出し、ワイ
ヤ抵抗測定手段により測定した溶断直前のワイヤの抵抗
値を目標値として設定する構成にすることができる。ま
た、前記ワイヤ加熱制御手段は前記第一の発明であるホ
ットワイヤ溶接方法で述べたワイヤ抵抗値の目標値を変
更する方法の（１）〜（３）の方法を実行できる手段で
も良い。

【００１８】なお、本発明は母材とトーチ間にアークを
発生させるアーク溶接法に限らず、レーザ溶接法にも適
用できる。

【００１９】

【作用】図３（Ａ）に添加ワイヤの加熱が最適状態を示
す模式図とその時のワイヤの温度と電気抵抗率のグラフ
を、図３（Ｂ）に添加ワイヤの加熱が過多状態を示す模
式図とその時のワイヤの温度と電気抵抗率のグラフを、
図３（Ｃ）に添加ワイヤの加熱が不足状態を示す模式図
とその時のワイヤの温度と電気抵抗率のグラフを示す。
添加ワイヤ６を溶融するために投入される熱量ＱＴは、
ワイヤ加熱電源１０（図１）よりコンタクトチップ９と
母材３間の添加ワイヤ６に印加されるホットワイヤ電流
による通電加熱量ＱＷとアーク５より加えられる熱量Ｑ
Ａである。

【００２０】 ＱＴ ＝ ＱＷ ＋ ＱＡ （１） ＱＴは添加ワイヤ６の材質と送給量により決まる値で、
例えば軟鋼の場合は１．２７Ｊ／ｇになる。ＱＡは添加
ワイヤ６のアーク５と溶融池１２への挿入位置により変
わる値で、図３（Ｂ）に示すように添加ワイヤ６がタン
グステン電極２に近い位置でアーク５と溶融池１２に挿
入された場合はアーク５の端に挿入される場合に比較し
て増加する。つまり、ＱＷはＱＡの変化に合わせて変更
する必要がある。また、ＱＷは添加ワイヤ６に通電され
る電流Ｉとエクステンションｅ部の抵抗値Ｒにより表さ
れる。

【００２１】 ＱＷ ＝ Ｉ² × Ｒ （２） そして、エクステンションｅ部の抵抗値Ｒはエクステン
ションｅ部の長さＬと添加ワイヤ６の断面積Ｓと電気抵
抗率ρで表される。

【００２２】 Ｒ ＝ ρ × Ｌ ÷ Ｓ （３） ここで添加ワイヤ６の断面積Ｓは一定で、エクステンシ
ョンｅ部の長さＬは自動溶接機の場合、ＴＩＧ溶接トー
チ１とワイヤトーチ１５が一体に固定されているため、
溶接中には多少の変動があるもののほぼ一定である。電
気抵抗率ρは温度に依存して変化し、特に鉄の変化率は
非常に大きく、例えば温度２０℃では９．７μΩ・ｃ
ｍ、温度８００℃では１０５．５μΩ・ｃｍに変化す
る。

【００２３】また、添加ワイヤ６の材質を軟鋼とすると
温度は、図３（Ａ）に示すようにコンタクトチップ９側
では外気温で、溶融池１２側では融点近くの１５００℃
まで通電加熱されているのが理想的である。そして添加
ワイヤ６の温度分布に合わせて電気抵抗率ρも同様な分
布を示す。電気抵抗率ρをコンタクトチップ９から溶融
池１２まで積分した値が抵抗値Ｒになるので、抵抗値Ｒ
は添加ワイヤ６の温度つまり加熱状態を示すと考えてよ
い。図３（Ｃ）に示すように、添加ワイヤの加熱が不足
状態の場合は、添加ワイヤ６の温度は溶融池１２側で融
点まで上がらず低い値になる。同様に電気抵抗率ρの分
布も図３（Ａ）に比べると下降した状態になり、抵抗値
Ｒも低い値になる。逆に図３（Ｂ）に示すように、添加
ワイヤ６の加熱が過多状態の場合は、アーク５からの入
熱量が多くなる場合で通電加熱量を下げる必要があり、
加熱が過多すぎると添加ワイヤ６の先端で溶断現象を起
こすことになる。図３（Ｂ）では添加ワイヤ６の先端が
溶けながら溶融池１２に流れ込んでいる状態を示してい
て、この状態においては正常な溶接を続行することがで
きる。このときの添加ワイヤ６の温度分布は、溶融池１
２側で高温範囲が少し多くなり、同様に電気抵抗率ρも
変化する。但し、添加ワイヤ６が溶断せず溶融池１２に
つながっている状態ならば、コンタクトチップ９とアー
ク５間の添加ワイヤ６の温度分布は図３（Ａ）の状態に
比べて下がっているので、電気抵抗率ρも図３（Ａ）の
状態に比べて低くなり、抵抗値Ｒとしては図３（Ａ）の
状態の値に近い値になる。

【００２４】以上より、添加ワイヤ６の抵抗値Ｒにより
該ワイヤ６の加熱状態を判定することができ、特に溶断
直前の添加ワイヤ６の抵抗値Ｒは、該ワイヤ６が溶融池
１２に溶融しながら流れ込んでいる状態の値であり、ワ
イヤ６の温度分布が最適になっている状態の値である。
この溶断直前の抵抗値Ｒを目標値にして、測定した抵抗
値Ｒが目標値より低い場合は加熱が不足していて、ワイ
ヤ６の温度分布が最適な状態に比べて低いと判定できる
ので、添加ワイヤ６の加熱電力を上げる必要があり、逆
に測定した抵抗値Ｒが目標値より高い場合は加熱過多気
味になっていると判定できるので、添加ワイヤ６の加熱
電力を下げる必要がある。このように添加ワイヤ６の通
電抵抗値を測定することにより、添加ワイヤ６の加熱状
態を最適な状態に自動制御することが可能になる。

【００２５】添加ワイヤ６の抵抗値Ｒの目標値は、作業
者が溶接状況を判断して最適な加熱状態の時の抵抗値Ｒ
を測定して決める方法がある。また、添加ワイヤ６の抵
抗値Ｒの目標値を自動的に決める方法としては、添加ワ
イヤ６の加熱電力を徐々に上げていき溶断現象を発生さ
せ、前記特公平５−７５５１２号公報に記載したタッチ
検出手段にて溶断現象を検出し、溶断直前の添加ワイヤ
６の抵抗値Ｒを目標値にする方法がある。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面と共に説明する。図１は本発明の実施の形態に係るホ
ットワイヤ溶接装置の制御回路の回路構成図である。図
２は図１に係る添加ワイヤの抵抗測定手段の回路構成図
である。

【００２７】図１において、ＴＩＧ溶接トーチ１がタン
グステン電極２を保持し、該タングステン電極２は被溶
接物の母材３との間でアーク５を発生する。添加ワイヤ
６にはワイヤ加熱電源１０からの電流がコンタクトチッ
プ９により接触通電され、コンタクトチップ９には加熱
された添加ワイヤ６の溶融池１２への挿入位置を正確に
一定にするためのセラミックガイド１１が取り付けられ
ている。アーク熱により母材３が溶けて形成した溶融池
１２が凝固すると溶接ビード１３が形成される。

【００２８】また、ワイヤ電流値は電流センサ１６で測
定され、ワイヤ電圧より添加ワイヤ６が母材３と接触し
ているか分離しているかを判定するタッチ検出手段１７
と、ワイヤ電流とワイヤ電圧からワイヤ抵抗値Ｒを計算
するためのワイヤ抵抗測定手段１８、タッチ検出手段１
７とワイヤ抵抗測定手段１８からの信号により添加ワイ
ヤ６の加熱状態を判定し、判定結果によりワイヤ加熱電
源１０の加熱電力を調整するためのワイヤ加熱制御手段
１９、タッチ検出手段１７とワイヤ抵抗測定手段１８と
ワイヤ加熱制御手段１９などから制御装置２０が構成さ
れる。

【００２９】また、ワイヤ加熱制御手段１９の出力（出
力値Ｗｗ）により、ワイヤ加熱電源１０が制御される。

【００３０】割り算回路（ワイヤ抵抗測定手段１８）に
は、図２に示すように、電流センサ１６からの信号によ
りワイヤ電流値を測定するためのワイヤ電流測定回路２
１とワイヤ電圧値を測定するためのワイヤ電圧測定回路
２２が設けられているが、ワイヤ電圧にはタッチ検出手
段１７よりタッチ検出を正確に行うためにプルアップ電
圧が掛かっているため、このプルアップ電圧を差し引い
た実質的なワイヤ電圧がワイヤ電圧測定回路２２では測
定可能な回路構成になっている。また、ワイヤ電圧測定
回路２２で測定したワイヤ電圧Ｖｗをワイヤ電流測定回
路２１で測定したワイヤ電流Ｉｗで割り算して抵抗値Ｒ
ｗを計算するための割り算回路（ワイヤ抵抗測定手段）
１８が設けられている。

【００３１】ＴＩＧアーク溶接とホットワイヤ溶接方
法、溶接手順は従来の方法と同様であるので説明は省略
し、本実施の形態の特徴点であるホットワイヤ溶接制御
方法および装置について図１と図２により説明する。

【００３２】コンタクトチップ９と母材３間の添加ワイ
ヤ６の通電抵抗値によりワイヤ６の加熱状態を判定する
ことが可能であり、まずこの通電抵抗値の測定方法を説
明する。通電抵抗Ｒｗはコンタクトチップ９と母材３間
の添加ワイヤ６に印加される電圧Ｖｗと電流Ｉｗで表さ
れる。 Ｒｗ ＝ Ｖｗ ÷ Ｉｗ （４）

【００３３】ワイヤ抵抗測定手段１８で抵抗値を測定す
るが、電圧Ｖｗにはタッチ検出手段１７よりタッチ検出
を正確に行うためにプルアップ電圧が掛かっているた
め、ワイヤ電圧測定回路２２は、このプルアップ電圧を
差し引いたワイヤ加熱電源１０より印加される実質的な
ワイヤ電圧が測定可能な回路構成になっている。また、
電流Ｉｗはホールセンサなどの電流センサ１６からの信
号によりワイヤ電流測定回路２１で測定され、電圧Ｖｗ
と電流Ｉｗの信号を割り算回路（ワイヤ抵抗測定手段）
１８に入力し、抵抗値Ｒｗを求めることができる。

【００３４】添加ワイヤ６の抵抗値Ｒｗの目標値は、作
業者が溶接状況を判断して最適な加熱状態のときの抵抗
値Ｒｗをワイヤ抵抗測定手段１８で測定し、その値をワ
イヤ加熱制御手段１９に登録する方法がある。

【００３５】次に、添加ワイヤ６が母材３に接触してい
ているか否かを検出するタッチ検出機能（前記特公平５
−７５５１２号公報に記載）について説明する。添加ワ
イヤ６が非通電のときのワイヤ電圧Ｖｗは、添加ワイヤ
６が母材３に接触している状態では０Ｖに近い値にな
り、そして添加ワイヤ６の先端が母材３から離れ、アー
ク・プラズマに接触しているときにはプラズマ柱の電圧
を検出して−１Ｖより負の電圧になる。この性質を利用
して、添加ワイヤ６の先端が母材３と接触しているかど
うかを検出するタッチ検出手段１７を構成した。タッチ
検出手段１７からの出力信号Ｔｕは、添加ワイヤ６が母
材３と接触しているときにはハイレベルの信号Ｈ、離れ
ているときにはローレベルの信号Ｌの電圧出力信号とす
る。

【００３６】添加ワイヤ６の抵抗値の目標値を自動的に
決める方法としては、添加ワイヤ６の加熱電力を徐々に
上げていき溶断現象を発生させ、タッチ検出手段１７に
て溶断現象を検出し、溶断直前の添加ワイヤ６の抵抗値
をワイヤ抵抗測定手段１８で測定し、その値をワイヤ加
熱制御手段１９に登録する方法がある。この添加ワイヤ
抵抗目標値の設定は、溶接スタート時に１回行う必要が
あり、溶接電流やワイヤ６の送給などの溶接条件を変更
した場合は再度登録し直す必要がある。また、溶接が進
行していくとアーク長が変動したり、母材３の温度が上
昇したりするのでアーク５と溶融池１２の溶接状況が変
化し、添加ワイヤ６の加熱状況も多少変化してくる。そ
こで、例えば数分に１回の割合で定期的に抵抗目標値の
自動再登録を行うと、より正確な加熱制御を行うことが
可能になる。

【００３７】ワイヤ加熱制御手段１９では、以上の方法
で設定した抵抗目標値に対して、溶接中にワイヤ抵抗測
定手段１８で測定した抵抗値が目標値より低い場合は、
加熱が足りなくワイヤ６の温度分布が最適な状態に比べ
て低いと判定できるので、添加ワイヤ６の加熱電力を上
げる必要があり、ワイヤ加熱電源１０に対して加熱電力
を上げる指令を出す。逆に測定した抵抗値が目標値より
高い場合は、加熱過多気味になっていると判定できるの
で、添加ワイヤ６の加熱電力を下げる必要があり、ワイ
ヤ加熱電源１０に対して加熱電力を下げる指令を出す。
このように添加ワイヤ６の通電抵抗値を測定することに
より、添加ワイヤ６の加熱状態を最適な状態に自動制御
することが可能になる。

【００３８】また、溶接中に上記制御を行っていて、タ
ッチ検出手段１７にて溶断現象を検出した場合は、ワイ
ヤ加熱が過多であると判断できるので、ワイヤ抵抗測定
手段１８により測定した溶断直前のワイヤ６の抵抗値と
以前の目標抵抗値を比較し、抵抗値の低い値を新たな目
標値として登録し直す必要がある。

【００３９】なお、ワイヤ加熱電流が図５に示すような
パルス電流を使用する場合は、当然ながら上記の制御は
パルス電流に同期させて、ワイヤ電流の通電期間のみ作
動し、ワイヤ電流の非通電期間は非作動にする必要があ
る。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、ホットワイヤ溶接にお
いてワイヤの加熱不足下においてのワイヤの突っ張りに
よるトーチの持ち上げや、ワイヤの加熱不足により未溶
融ワイヤがそのまま溶接金属の中に残留する溶接欠陥の
発生を防ぎ、加熱溶断によるスパッタの発生頻度をより
少なくして、適正なワイヤ溶融状態に保つことができ、
ワイヤ加熱電流の自動調整を行うことが可能になること
により、ホットワイヤ溶接による高能率化を促進し、溶
接欠陥の発生頻度を低下させ、省人化に貢献することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係るホットワイヤ溶接
装置の制御回路の回路構成図である。

【図２】 図１の溶接装置の添加ワイヤの抵抗測定手段
の回路構成図である。

【図３】 図３（Ａ）はワイヤの加熱が最適状態を示す
模式図とその時の添加ワイヤの温度と電気抵抗率のグラ
フであり、図３（Ｂ）はワイヤの加熱が過多状態を示す
模式図とその時のワイヤの温度と電気抵抗率のグラフで
あり、図３（Ｃ）はワイヤの加熱が不足状態を示す模式
図とその時のワイヤの温度と電気抵抗率のグラフであ
る。

【図４】 従来技術のホットワイヤＴＩＧ溶接装置の機
器構成を示す図である。

【図５】 従来技術のワイヤ加熱電源のワイヤ電流波形
を示し、図５（Ａ）はアーク電流を一定とし、ワイヤ電
流のみをパルス波形の電流にした方法、図５（Ｂ）はア
ーク電流とワイヤ電流を共にパルス波形の電流にし、ワ
イヤ電流を流すときにアーク電流を極力小さくする方法
を示す図である。

【図６】 溶接ビードの断面を示す図である。

【符号の名称】

１ ＴＩＧ溶接トーチ ２ タングステン電極 ３ 母材 ４ アーク電源 ５ アーク ６ 添加ワイヤ ７ ワイヤ送給装置 ８ コンジット ９ コンタクトチップ １０ ワイヤ加熱電源 １１ セラミックガイド １２ 溶融池 １３ 溶接ビード １４ ワイヤリール １５ ワイヤトーチ １６ 電流センサ １７ タッチ検出手段 １８ ワイヤ抵抗測定手
段（割り算回路） １９ ワイヤ加熱制御手段 ２０ 制御装置 ２１ ワイヤ電流測定回路 ２２ ワイヤ電圧測定回
路 ２４ 未溶融ワイヤ ２５ 溶融金属 ｅ エクステンション部 Ｉ（Ｉｗ） 電流 Ｌ 長さ Ｔｕ 出力信号 Ｒ 抵抗値 Ｒｗ 通電抵抗 Ｖｗ 電圧 Ｗｗ ワイヤ加熱電源へ
の出力値

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 母材と添加ワイヤとの間にそれぞれ電源
   から電圧を供給し、ワイヤを加熱制御しながら溶接を行
   うホットワイヤ溶接方法において、 ワイヤの抵抗測定値によりワイヤの加熱電力を制御する
   ことを特徴とするホットワイヤ溶接方法。
2. 【請求項２】 予め目標とするワイヤの抵抗値を登録し
   ておき、ワイヤの測定した抵抗値が前記登録した目標抵
   抗値になるように、ワイヤの加熱電力を制御することを
   特徴とする請求項１記載のホットワイヤ溶接方法。
3. 【請求項３】 溶接スタート時に加熱電力を上げて溶断
   現象を発生させ、溶断現象を検出すると、溶断直前のワ
   イヤの抵抗値を目標値として登録しておき、該目標値に
   よりワイヤの加熱電力を制御することを特徴とする請求
   項１記載のホットワイヤ溶接方法。
4. 【請求項４】 溶接中に溶接条件を変更した場合に、加
   熱電力を上げて溶断現象を発生させ、溶断現象を検出す
   ると溶断直前のワイヤの抵抗値を目標値として再登録
   し、前記登録した目標抵抗値になるように、ワイヤの加
   熱電力を制御することを特徴とする請求項２記載のホッ
   トワイヤ溶接方法。
5. 【請求項５】 定期的に加熱電力を上げて溶断現象を発
   生させ、溶断現象を検出すると、ワイヤの抵抗値を測定
   し、溶断直前のワイヤの抵抗値を目標値として再登録し
   て、前記登録した目標抵抗値になるように、ワイヤの加
   熱電力を制御することを特徴とする請求項２記載のホッ
   トワイヤ溶接方法。
6. 【請求項６】 溶接中に溶断現象が発生した場合に、溶
   断現象を検出し、ワイヤ抵抗値の測定した溶断直前のワ
   イヤの抵抗値と以前の目標抵抗値を比較し、抵抗値の低
   い値を新たな目標値として再登録し、ワイヤの加熱電力
   を制御することを特徴とする請求項２記載のホットワイ
   ヤ溶接方法。
7. 【請求項７】 母材と添加ワイヤとの間にワイヤ加熱電
   圧を供給するワイヤ加熱電源と、 ワイヤが母材に接触しているか否かを検出するワイヤタ
   ッチ検出手段と、 ワイヤの抵抗値を測定するワイヤ抵抗測定手段と、 該ワイヤ抵抗測定手段によるワイヤ抵抗値の実測値が設
   定目標値に偏差があると、該実測値を前記設定目標値に
   なるように、ワイヤの加熱電力を制御するワイヤ加熱電
   源の加熱電力を調整するワイヤ加熱制御手段とを備えた
   ことを特徴とするホットワイヤ溶接装置。