JP2010052016A

JP2010052016A - 溶接ブラケットのアーク溶接方法及び装置

Info

Publication number: JP2010052016A
Application number: JP2008220148A
Authority: JP
Inventors: Kanji Sakota; 寛司迫田
Original assignee: Nippon Pop Rivets and Fasteners Ltd
Current assignee: Nippon Pop Rivets and Fasteners Ltd
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2010-03-11
Also published as: WO2010023555A3; WO2010023555A2

Abstract

【課題】アーク溶接だけで、均一で安定した溶接部が得られる、板状の溶接ブラケットを被溶接部材に溶接するアーク溶接方法及び装置を提供する。
【解決手段】溶接ブラケット３の溶接面を保持するヘッド５と、ヘッド５と被溶接部材４の間にガスを封入するシールド空間６を形成するシールド７とを有し、アークを生成して溶接ブラケットを被溶接部材に溶接する溶接ツール２を備え、また、シールド空間６にガスを供給するガス供給装置８を備えている。ガス供給装置８は、不活性ガス供給源９と活性ガス供給源１０と不活性ガスと活性ガスを混合してシールド空間６に混合ガスを供給する混合装置１１と制御装置１２とを備え、制御装置１２は不活性ガスと活性ガスの比を被溶接部材の材料や被溶接部材の板厚や溶接ブラケットの溶接面サイズによって調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、幅と厚さと高さを有する板状の溶接ブラケットを被溶接部材に溶接するアーク溶接方法及び装置に関する。

スタッドを被溶接部材にアーク溶接する場合に、アルゴン等の不活性ガスでシールドして溶着性の低下を防止するガスシールド法が、特許文献１に記載されている。

特許文献２には、同じガスシールドによってスタッドをアーク溶接する場合に、スパーク部をシールドしてアルミニウム板が裏側にあっても確実に溶着できるようにしている。なお、特許文献４には、幅と厚さと高さを有する板状の溶接ブラケットの一例が記載されている。
特開昭６４−０７５１８１号公報特開平６−２４６５４３号公報特開２００７−２１６２７５号公報特開２０００−１１７４４３号公報

特許文献１や特許文献２のアーク溶接は、不活性ガスでアーク溶接部分をシールドすることを記載しているが、特許文献３には、不活性ガスだけのシールドではなお溶接部分に不十分であると記載している。特許文献３の溶接技術では、アーク溶接に加えてレーザ溶接を併せて利用し、シールドガスとしても、アルゴンガスの不活性ガスの外に、炭酸ガス及び酸素ガスの混合活性ガスを混合させている。

上記特許文献３の溶接技術では、アーク溶接の外にレーザ溶接を必要とし、また、活性ガスも、炭酸ガス（二酸化炭素ガス）と酸素ガスの混合活性ガスを必要としている。従って、アーク溶接だけで、均一で安定した溶接部が得られるのが望ましい。

従って、本発明の目的は、アーク溶接だけで、均一で安定した溶接部が得られる、幅と厚さと高さを有する板状の溶接ブラケットを被溶接部材に溶接するアーク溶接方法及び装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明による、幅と厚さと高さを有する板状の溶接ブラケットを被溶接部材に溶接するアーク溶接方法は、前記溶接ブラケットを溶接ツールのヘッドに保持して前記被溶接部材に位置決めし、前記溶接ブラケットを保持した前記ヘッドと被溶接部材との間にガスを封入するシールド空間を形成するようにシールドを配置し、前記シールド空間のガス雰囲気の中で被溶接部材と前記溶接ブラケットとの間にアークを生成して前記溶接ブラケットを前記被溶接部材に溶接することから成り、前記ガスは、アルゴンガス等の不活性ガスと二酸化炭素（ＣＯ₂）ガス又は酸素（Ｏ₂）ガスの活性ガスとを混合した混合ガスであり、該混合ガスにおける、前記不活性ガス対前記活性ガスの比が、被溶接部材の材料、被溶接部材の板厚、及び、溶接ブラケットの溶接面のサイズによって調整される、ことを特徴とする。

また、本発明によれば、幅と厚さと高さを有する板状の溶接ブラケットの溶接面を被溶接部材に対面させるように保持するヘッドと、前記溶接ブラケットを保持した前記ヘッドと被溶接部材との間にガスを封入するシールド空間を形成するシールドを有し、前記溶接ブラケットと前記被溶接部材との間にアークを生成して溶接ブラケットを被溶接部材に溶接する溶接ツールと、前記シールドによって形成された前記シールド空間にガスを供給するガス供給装置とを備えた、アーク溶接装置であって、前記ガス供給装置は、アルゴンガス等の不活性ガスの供給源と、二酸化炭素（ＣＯ₂）ガス又は酸素（Ｏ₂）ガスの活性ガスの供給源と、前記不活性ガスと前記活性ガスとを混合して前記シールド空間に混合ガスを供給する混合装置と、該混合装置からの混合ガスの前記不活性ガス対前記活性ガスの比及び流量を調整する制御装置とを備え、該制御装置は、前記混合ガスにおける前記不活性ガス対前記活性ガスの比を被溶接部材の材料、被溶接部材の板厚、及び、溶接ブラケットの溶接面のサイズによって調整する、ことを特徴とするアーク溶接装置が提供される。

上記アーク溶接方法又はアーク溶接装置によれば、幅と厚さと高さを有する板状の溶接ブラケットを、アーク溶接だけで、均一で安定した溶接部が得られた。そして、安定したアークの発生が得られ、それによって熱効率が改善し、溶接余盛形状が安定し、溶接によって溶融した溶接ブラケットの高さの変化が少なくなって高さの安定が得られ、スパッタの低減や溶接部分の空孔の低減が得られた。

図１に本発明の１実施形態に係るアーク溶接装置１のブロック図が示されている。アーク溶接装置１は、溶接ツール２を有し、溶接ツール２は、幅と厚さと高さを有する板状の溶接ブラケット３の溶接面を被溶接部材４に対面させるように保持するヘッド５と、溶接ブラケット３を保持したヘッド５と被溶接部材４との間にガスを封入するシールド空間６を形成するシールド７とを有し、溶接ブラケット３と被溶接部材４との間にアークを生成して溶接ブラケットを被溶接部材に溶接する。アーク溶接装置１は、更に、シールド７によって形成されたシールド空間６にガスを供給するガス供給装置８を備えている。ガス供給装置８は、アルゴンガスを代表とする不活性ガスの供給源９と、二酸化炭素（ＣＯ₂）ガス又は酸素（Ｏ₂）ガスの活性ガスの供給源１０と、不活性ガスと活性ガスとを混合して溶接ツール２のシールド空間６に混合ガスを供給する混合装置１１と、混合装置１１からの混合ガスの不活性ガス対活性ガスの比及び流量を調整する制御装置１２とを備えている。この制御装置１２は、混合ガスにおける不活性ガス対活性ガスの比を、被溶接部材の材料、被溶接部材の板厚、及び、溶接ブラケットの溶接面のサイズ（大きさ）によって調整する。

上記アーク溶接装置１を用いて、幅と厚さと高さを有する板状の溶接ブラケット３を被溶接部材４に溶接するアーク溶接方法は、溶接ブラケット３を溶接ツール２のヘッド５に保持して被溶接部材４の所定位置に位置決めし、溶接ブラケット３を保持したヘッド５と被溶接部材４との間にガスを封入するシールド空間６を形成するようにシールド７を配置し（例えば、シールド７をヘッド５の上方から被溶接部材４に向けて降下させてシールド空間６を形成する）、シールド空間６のガス雰囲気の中で被溶接部材４と溶接ブラケット３との間にアークを生成して溶接ブラケット３を被溶接部材４に溶接することから成る。そのアーク溶接の場合に、制御装置１２は、アルゴンガス等の不活性ガスと二酸化炭素ガス又は酸素ガスの活性ガスとを混合した混合ガスにおいて、不活性ガスに対する活性ガスの比を、被溶接部材の材料、被溶接部材の板厚、及び、溶接ブラケットの溶接面のサイズによって調整する。

以下、上記アーク溶接についての不活性ガスに対する活性ガスの比の具体的な例を説明する。制御装置１２は、被溶接部材が炭素鋼である場合には、被溶接部材の板厚、被溶接部材の表面処理、及び／又は、溶接ブラケットの溶接面のサイズ（大きさ）に従って、アルゴンガスへの二酸化炭素ガスの混合比率を、２０％〜１００％の間で変化するように調整する。

別の例では、制御装置１２は、被溶接部材が亜鉛メッキ鋼板又は板厚２．０ｍｍ以上の鋼板に溶接ブラケットを溶接する場合には、アルゴンガスに対して二酸化炭素の混合比率を４０％以上にするように調整する。

更に別の例では、制御装置１２は、溶接ブラケットの溶接面の面積が１００ｍｍ²を超える場合には、アルゴンガスに対して二酸化炭素の混合比率を４０％以上にするように調整する。

更に別の例では、制御装置１２は、無塗装又は無メッキ等の裸の鋼板に溶接する場合には、混合ガスにおける、不活性ガスとしてのアルゴンガスの濃度を６０％以上にするように調整する。

更に別の例では、制御装置１２は、被溶接部材がステンレス鋼板である場合には、混合ガスにおける、活性ガスの濃度を、１５％以下にするように調整する。

本発明の１実施形態に係るアーク溶接装置１のブロック図である。

符号の説明

１アーク溶接装置
２溶接ツール
３溶接ブラケット
４被溶接部材
５ヘッド
６シールド空間
７シールド
８ガス供給装置
９不活性ガス供給源
１０活性ガス供給源
１１混合装置
１２制御装置

Claims

幅と厚さと高さを有する板状の溶接ブラケットを被溶接部材に溶接するアーク溶接方法において、
前記溶接ブラケットを溶接ツールのヘッドに保持して前記被溶接部材に位置決めし、
前記溶接ブラケットを保持した前記ヘッドと被溶接部材との間にガスを封入するシールド空間を形成するようにシールドを配置し、
前記シールド空間のガス雰囲気の中で被溶接部材と前記溶接ブラケットとの間にアークを生成して前記溶接ブラケットを前記被溶接部材に溶接することから成り、
前記ガスは、アルゴンガス等の不活性ガスと二酸化炭素（ＣＯ₂）ガス又は酸素（Ｏ₂）ガスの活性ガスとを混合した混合ガスであり、該混合ガスにおける、前記不活性ガス対前記活性ガスの比が、被溶接部材の材料、被溶接部材の板厚、及び、溶接ブラケットの溶接面のサイズによって調整される、
ことを特徴とするアーク溶接方法。
幅と厚さと高さを有する板状の溶接ブラケットの溶接面を被溶接部材に対面させるように保持するヘッドと、前記溶接ブラケットを保持した前記ヘッドと被溶接部材との間にガスを封入するシールド空間を形成するシールドを有し、前記溶接ブラケットと前記被溶接部材との間にアークを生成して溶接ブラケットを被溶接部材に溶接する溶接ツールと、
前記シールドによって形成された前記シールド空間にガスを供給するガス供給装置とを備えた、アーク溶接装置であって、
前記ガス供給装置は、アルゴンガス等の不活性ガスの供給源と、二酸化炭素（ＣＯ₂）ガス又は酸素（Ｏ₂）ガスの活性ガスの供給源と、前記不活性ガスと前記活性ガスとを混合して前記シールド空間に混合ガスを供給する混合装置と、該混合装置からの混合ガスの前記不活性ガス対前記活性ガスの比及び流量を調整する制御装置とを備え、この制御装置は、前記混合ガスにおける前記不活性ガス対前記活性ガスの比を被溶接部材の材料、被溶接部材の板厚、及び、溶接ブラケットの溶接面のサイズによって調整する、
ことを特徴とするアーク溶接装置。
請求項２に記載の装置において、前記制御装置は、前記被溶接部材が炭素鋼である場合には、被溶接部材の板厚、被溶接部材の表面処理、及び／又は、溶接ブラケットの溶接面のサイズに従って、アルゴンガスへの二酸化炭素ガスの混合比率を、２０％〜１００％の間で変化するように調整する、ことを特徴とする装置。
請求項２に記載の装置において、前記制御装置は、前記被溶接部材が亜鉛メッキ鋼板又は板厚２．０ｍｍ以上の鋼板に溶接ブラケットを溶接する場合には、アルゴンガスに対して二酸化炭素の混合比率を４０％以上にするように調整する、ことを特徴とする装置。
請求項２に記載の装置において、前記制御装置は、前記溶接ブラケットの溶接面の面積が１００ｍｍ²を超える場合には、アルゴンガスに対して二酸化炭素の混合比率を４０％以上にするように調整する、ことを特徴とする装置。
請求項２に記載の装置において、前記制御装置は、無塗装又は無メッキ等の裸の鋼板に溶接する場合には、前記混合ガスにおける、前記不活性ガスとしてのアルゴンガスの濃度を６０％以上にするように調整する、ことを特徴とする装置。
請求項２に記載の装置において、前記制御装置は、前記被溶接部材がステンレス鋼板である場合には、前記混合ガスにおける、活性ガスの濃度を、１５％以下にするように調整する、ことを特徴とする装置。