JP2024081869A - Double shielded TIG welding method - Google Patents

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晋太朗 西野
利昭 中俣
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Abstract

【課題】2重シールドティグ溶接方法において、アークスタート性を良好にすること。【解決手段】インナーガスを噴出させるインナーノズル及びアウターガスを噴出させるアウターノズルを備えた溶接トーチを使用し、溶接開始に際してインナーガス及びアウターガスのプリフローを行った後にアークを発生させ溶接電流Iwを通電させて溶接する2重シールドティグ溶接方法において、インナーガスの流量Fiを、少なくともプリフローが終了した時点(時刻t3)から、アークが発生した時点(時刻t31)又はそれから初期期間が経過した時点(時刻t32)までの期間を含む所定期間中はそれ以後の期間中よりも小さくする。【選択図】 図2[Problem] To improve arc startability in a double-shielded TIG welding method. [Solution] In a double-shielded TIG welding method in which a welding torch equipped with an inner nozzle for spraying inner gas and an outer nozzle for spraying outer gas is used, and an arc is generated and a welding current Iw is passed to perform welding after preflow of the inner gas and outer gas is performed at the start of welding, the flow rate Fi of the inner gas is made smaller during a predetermined period including at least the period from the time preflow ends (time t3) to the time the arc is generated (time t31) or the time when the initial period has elapsed since then (time t32) than during the subsequent period. [Selected Figure] Figure 2

Description

本発明は、2重シールドティグ溶接方法に関するものである。 The present invention relates to a double shielded TIG welding method.

インナーガスを噴出させるインナーノズル及びアウターガスを噴出させるアウターノズルを備えた溶接トーチを使用して溶接する2重シールドティグ溶接方法が慣用されている(例えば、特許文献1参照)。インナーガス及びアウターガスとしては、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが使用される。 A double-shielded TIG welding method is commonly used, in which welding is performed using a welding torch equipped with an inner nozzle that ejects an inner gas and an outer nozzle that ejects an outer gas (see, for example, Patent Document 1). Inert gases such as argon and helium are used as the inner and outer gases.

特開2020-15048号公報JP 2020-15048 A

2重シールドティグ溶接では、通常の1重シールドティグ溶接に比べて、電極の周囲のガス流速が速いために、アーク発生時の安定性が悪いという問題がある。すなわち、2重シールドティグ溶接では、アークの発生性が悪かったり、アークが発生後にふらついて安定性が悪かったりする現象が発生する。特に、溶接電流が100A以下程度の小電流値である場合には、この現象が顕著となる。 Double-shielded TIG welding has the problem of poor stability when the arc is generated because the gas flow speed around the electrode is faster than in normal single-shielded TIG welding. In other words, double-shielded TIG welding can cause phenomena such as poor arc generation and poor stability after the arc is generated, as it fluctuates. This phenomenon is particularly noticeable when the welding current is a small current value of around 100A or less.

そこで、本発明では、アーク発生時の安定性を良好にすることができる2重シールドティグ溶接方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a double-shielded TIG welding method that can improve stability during arc generation.

上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、
インナーガスを噴出させるインナーノズル及びアウターガスを噴出させるアウターノズルを備えた溶接トーチを使用し、
溶接開始に際して前記インナーガス及び前記アウターガスのプリフローを行った後にアークを発生させ溶接電流を通電させて溶接する2重シールドティグ溶接方法において、
前記インナーガスの流量を、少なくとも前記プリフローが終了した時点から、前記アークが発生した時点又はそれから初期期間が経過した時点までの期間を含む所定期間中はそれ以後の期間中よりも小さくする、
ことを特徴とする2重シールドティグ溶接方法である。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 comprises:
A welding torch having an inner nozzle for ejecting an inner gas and an outer nozzle for ejecting an outer gas is used,
In a double shield TIG welding method, an arc is generated after preflowing the inner gas and the outer gas at the start of welding, and a welding current is applied to weld the material,
the flow rate of the inner gas is made smaller during a predetermined period including at least a period from the end of the preflow to a period from the occurrence of the arc or a period after the occurrence of the initial period than during a subsequent period;
This is a double shielded TIG welding method characterized by the above.

請求項2の発明は、
前記所定期間の開始時点を、前記プリフロー中の前記インナーガスの噴出開始時点とする、
ことを特徴とする請求項1に記載の2重シールドティグ溶接方法である。
The invention of claim 2 is as follows:
The start time of the predetermined period is set to a time when the ejection of the inner gas during the preflow starts.
2. The double shielded TIG welding method according to claim 1 .

請求項3の発明は、
前記インナーガスの流量を、前記所定期間中は前記それ以後の期間中の50%以下とする、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の2重シールドティグ溶接方法である。
The invention of claim 3 is as follows:
The flow rate of the inner gas during the predetermined period is set to 50% or less of that during the subsequent period.
3. The double shielded TIG welding method according to claim 1 or 2.

請求項4の発明は、
前記所定期間中の前記インナーガスの流量を、前記溶接電流の値に応じて変化させる、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の2重シールドティグ溶接方法である。
The invention of claim 4 is as follows:
The flow rate of the inner gas during the predetermined period is changed in accordance with the value of the welding current.
3. The double shielded TIG welding method according to claim 1 or 2.

請求項5の発明は、
前記プリフローは前記アウターガスを噴出させた後に前記インナーガスを噴出させる、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の2重シールドティグ溶接方法である。
The invention of claim 5 is as follows:
The preflow ejects the inner gas after ejecting the outer gas.
3. The double shielded TIG welding method according to claim 1 or 2.

本発明に係る2重シールドティグ溶接方法によれば、アーク発生時の安定性を良好にすることができる。 The double-shielded TIG welding method of the present invention can improve stability when an arc is generated.

本発明の実施の形態に係る2重シールドティグ溶接方法を実施するための溶接装置のブロック図である。1 is a block diagram of a welding apparatus for carrying out a double shielded TIG welding method according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る2重シールドティグ溶接方法を示す図1の溶接装置における各信号のタイミングチャートである。2 is a timing chart of each signal in the welding apparatus of FIG. 1 , illustrating a double-shielded TIG welding method according to an embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態に係る2重シールドティグ溶接方法を実施するための溶接装置のブロック図である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。 Figure 1 is a block diagram of a welding device for carrying out a double-shielded TIG welding method according to an embodiment of the present invention. Each block will be described below with reference to the figure.

溶接トーチWTは、主に電極1、それを取り囲むインナーノズル4及びそれを取り囲むアウターノズル5を備えている。電極1には、タングステン電極等が使用される。 The welding torch WT mainly comprises an electrode 1, an inner nozzle 4 surrounding it, and an outer nozzle 5 surrounding the inner nozzle 4. A tungsten electrode or the like is used for the electrode 1.

溶接開始回路ONは、溶接を開始するときにHighレベルとなる溶接開始信号ONを出力する。この溶接開始回路ONは、溶接トーチWTに設けられたトーチスイッチである。また、溶接開始回路ONは、溶接ロボットを使用する場合には、図示しないロボット制御装置内に設けられる場合もある。 The welding start circuit ON outputs a welding start signal ON that goes to a high level when welding begins. This welding start circuit ON is a torch switch provided on the welding torch WT. In addition, when a welding robot is used, the welding start circuit ON may be provided in a robot control device (not shown).

電流設定回路IRは、溶接電流Iwの値を設定するための予め定めた電流設定信号Irを出力する。 The current setting circuit IR outputs a predetermined current setting signal Ir to set the value of the welding current Iw.

プリフロー期間回路TPは、上記の溶接開始信号Onを入力として、溶接開始信号OnがHighレベルに変化した時点から予め定めたプリフロー期間が経過するまではHighレベルとなるプリフロー期間信号Tpを出力する。 The preflow period circuit TP receives the above-mentioned welding start signal On as an input and outputs a preflow period signal Tp that remains at a high level until a predetermined preflow period has elapsed from the time the welding start signal On changes to a high level.

インナーガス噴出開始回路TIは、上記のプリフロー期間信号Tpを入力として、プリフロー期間信号TpがHighレベルに変化した時点から予め定めた遅延時間Tdが経過した時点で短時間Highレベルとなるインナーガス噴出開始信号Tiを出力する。遅延時間Tdはプリフロー期間Tpよりも短い時間である。 The inner gas ejection start circuit TI receives the preflow period signal Tp as input and outputs an inner gas ejection start signal Ti that goes to high level for a short period of time a predetermined delay time Td has elapsed since the preflow period signal Tp changed to high level. The delay time Td is shorter than the preflow period Tp.

アーク発生判別回路ADは、溶接電流Iwを検出して、溶接電流Iwが通電しているときはアーク3が発生していると判別してHighレベルとなるアーク発生信号Adを出力する。 The arc generation determination circuit AD detects the welding current Iw, and when the welding current Iw is flowing, it determines that an arc 3 is being generated and outputs an arc generation signal Ad that goes to high level.

インナーガス流量設定回路FIRは、上記のプリフロー期間信号Tp、上記のインナーガス噴出開始信号Ti、上記のアーク発生信号Ad及び上記の電流設定信号Irを入力として、プリフロー期間信号TpがHighレベルに変化すると予め定めたプリフローインナーガス流量値となり、その後の所定期間中は電流設定信号Irに応じて定まる所定期間インナーガス流量値となり、それ以後は予め定めた本溶接インナーガス流量値となるインナーガス流量設定信号Firを出力する。上記の所定期間は、少なくともプリフローが終了した時点から、アークが発生した時点又はそれから初期期間が経過した時点までの期間を含む期間とする。また、所定期間の開始時点を、プリフロー中のインナーガスの噴出開始時点としても良い。所定期間インナーガス流量値を、本溶接インナーガス流量値の50%以下とすることが好ましい。さらには、30%以下にすることがより好ましい。所定期間インナーガス流量値は0としても良い。所定期間インナーガス流量値は、電流設定信号Irに応じて設定され、電流設定信号Irの値が大きくなるほど大きくなるように設定される。例えば、Ir≦50Aのときは0.5l/minとなり、50A<Ir≦100Aのときは1l/minとなり、100A<Irのときは1.5l/minとする。また、例えば、プリフローインナーガス流量値は4l/minであり、本溶接インナーガス流量値は5l/minである。所定期間の具体的な期間を以下の1)~4)に示す。
1)所定期間を、プリフロー期間信号TpがLowレベルに変化するプリフロー期間の終了時点から、アーク発生信号AdがHighレベルに変化するアーク発生時点までの期間とする。
2)所定期間を、プリフロー期間信号TpがLowレベルに変化するプリフロー期間の終了時点から、アーク発生信号AdがHighレベルに変化して予め定めた初期期間が経過した時点までの期間とする。
3)所定期間を、インナーガス噴出開始信号Tiが短時間Highレベルに変化するインナーガスの噴出開始時点から、アーク発生信号AdがHighレベルに変化するアーク発生時点までの期間とする。
4)所定期間を、インナーガス噴出開始信号Tiが短時間Highレベルに変化するインナーガスの噴出開始時点から、アーク発生信号AdがHighレベルに変化して予め定めた初期期間が経過した時点までの期間とする。
The inner gas flow rate setting circuit FIR receives the preflow period signal Tp, the inner gas ejection start signal Ti, the arc generation signal Ad, and the current setting signal Ir as inputs, and outputs an inner gas flow rate setting signal Fir that becomes a predefined preflow inner gas flow rate value when the preflow period signal Tp changes to a high level, and becomes a predefined inner gas flow rate value determined according to the current setting signal Ir during the subsequent predetermined period, and thereafter becomes a predefined main welding inner gas flow rate value. The above-mentioned predetermined period is a period including at least the period from the end of the preflow to the time when the arc is generated or the time when the initial period has elapsed since the end of the preflow. The start of the predetermined period may also be the start of the ejection of the inner gas during the preflow. The predetermined period inner gas flow rate value is preferably set to 50% or less of the main welding inner gas flow rate value. More preferably, it is set to 30% or less. The predetermined period inner gas flow rate value may be set to 0. The predetermined period inner gas flow rate value is set according to the current setting signal Ir, and is set to be larger as the value of the current setting signal Ir increases. For example, when Ir≦50A, it is 0.5 l/min, when 50A<Ir≦100A, it is 1 l/min, and when 100A<Ir, it is 1.5 l/min. Also, for example, the pre-flow inner gas flow rate is 4 l/min, and the main welding inner gas flow rate is 5 l/min. Specific periods of the predetermined period are shown in 1) to 4) below.
1) The predetermined period is defined as the period from the end of the preflow period when the preflow period signal Tp changes to a low level to the arc generation time when the arc generation signal Ad changes to a high level.
2) The predetermined period is defined as the period from the end of the preflow period when the preflow period signal Tp changes to low level to the time when a predetermined initial period has elapsed since the arc generation signal Ad changes to high level.
3) The predetermined period is defined as the period from the start of the inner gas ejection when the inner gas ejection start signal Ti changes to a high level for a short period of time to the occurrence of an arc when the arc occurrence signal Ad changes to a high level.
4) The specified period is defined as the period from the start of the inner gas ejection when the inner gas ejection start signal Ti changes to a high level for a short period of time to the time when a predetermined initial period has elapsed since the arc generation signal Ad changes to a high level.

インナーガス流量調整器CIは、公知のガスフローコントローラ等であり、上記の溶接開始信号On、上記のインナーガス噴出開始信号Ti及び上記のインナーガス流量設定信号Firを入力として、インナーガス噴出開始信号Toが短時間Highレベルに変化した時点から溶接開始信号OnがLowレベルに変化して予め定めたアフターフロー時間が経過するまでの期間中は、インナーガスボンベ6からのインナーガス7の流量Fiをインナーガス流量設定信号Firによって定まる値に調整して噴出する。 The inner gas flow regulator CI is a known gas flow controller or the like, and receives the above-mentioned welding start signal On, the above-mentioned inner gas ejection start signal Ti, and the above-mentioned inner gas flow rate setting signal Fir as inputs. During the period from when the inner gas ejection start signal To changes to a high level for a short period of time until the welding start signal On changes to a low level and a predetermined after-flow time has elapsed, the flow rate Fi of the inner gas 7 from the inner gas cylinder 6 is adjusted to a value determined by the inner gas flow rate setting signal Fir and ejected.

アウターガス流量設定回路FORは、上記のプリフロー期間信号Tpを入力として、プリフロー期間信号TpがHighレベルのときは予め定めたプリフローアウターガス流量値となり、Lowレベルのときは予め定めた本溶接アウターガス流量値となるアウターガス流量設定信号Forを出力する。ここで、プリフローアウターガス流量値は本溶接アウターガス流量値よりも大きな値に設定されることが望ましい。 The outer gas flow rate setting circuit FOR receives the preflow period signal Tp as input, and outputs an outer gas flow rate setting signal For that is a predetermined preflow outer gas flow rate value when the preflow period signal Tp is at a high level, and is a predetermined main welding outer gas flow rate value when the preflow period signal Tp is at a low level. Here, it is desirable to set the preflow outer gas flow rate value to a value greater than the main welding outer gas flow rate value.

アウターガス流量調整器COは、公知のガスフローコントローラ等であり、上記の溶接開始信号On、上記のプリフロー期間信号Tp及び上記のアウターガス流量設定信号Forを入力として、溶接開始信号OnがHighレベルに変化した時点から溶接開始信号OnがLowレベルに変化するまでの期間中は、アウターガスボンベ8からのアウターガス9の流量Foをアウターガス流量設定信号Forによって定まる値に調整して噴出する。 The outer gas flow regulator CO is a known gas flow controller or the like, and receives the above-mentioned welding start signal On, the above-mentioned preflow period signal Tp, and the above-mentioned outer gas flow setting signal For as input. During the period from when the welding start signal On changes to a high level to when the welding start signal On changes to a low level, the flow rate Fo of the outer gas 9 from the outer gas cylinder 8 is adjusted to a value determined by the outer gas flow setting signal For and sprayed.

インナーノズル4の内側の通路をインナーガス7が流れる。また、インナーノズル4の外側とアウターノズル5の内側の通路をアウターガス9が流れる。インナーガス7及びアウターガス9にはアルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが使用される。アーク3は、電極1が負極となり、母材2が正極となって発生する。 An inner gas 7 flows through the passage inside the inner nozzle 4. An outer gas 9 flows through the passage outside the inner nozzle 4 and inside the outer nozzle 5. Inert gases such as argon and helium are used for the inner gas 7 and outer gas 9. The arc 3 is generated with the electrode 1 serving as the negative electrode and the base material 2 serving as the positive electrode.

溶接電源PSは、上記の溶接開始信号On、上記のプリフロー期間信号Tp及び上記の電流設定信号Irを入力として、溶接開始信号OnがHighレベルとなり、かつ、プリフロー期間信号TpがLowレベルになると、電極1と母材2との間に高周波高電圧を印加し、アーク3が発生すると電流設定信号Irによって設定された溶接電流Iwの出力を開始し、溶接開始信号OnがLowレベルになると溶接電流Iwの出力を停止する。 The welding power source PS receives the above welding start signal On, the above preflow period signal Tp, and the above current setting signal Ir as inputs. When the welding start signal On goes high and the preflow period signal Tp goes low, it applies a high-frequency high voltage between the electrode 1 and the base material 2, and when an arc 3 is generated, it starts outputting the welding current Iw set by the current setting signal Ir, and when the welding start signal On goes low, it stops outputting the welding current Iw.

図2は、本発明の実施の形態に係る2重シールドティグ溶接方法を示す図1の溶接装置における各信号のタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Onの時間変化を示し、同図(B)はプリフロー期間信号Tpの時間変化を示し、同図(C)はインナーガス噴出開始信号Tiの時間変化を示し、同図(D)はアウターガス流量Fo(リットル/分)の時間変化を示し、同図(E)はインナーガス流量Fi(リットル/分)の時間変化を示し、同図(F)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(G)はアーク発生信号Adの時間変化を示す。以下、同図を参照して、溶接開始時及び溶接終了時の動作について説明する。 Figure 2 is a timing chart of each signal in the welding device of Figure 1, which shows a double-shielded TIG welding method according to an embodiment of the present invention. Figure (A) shows the change over time of the welding start signal On, Figure (B) shows the change over time of the preflow period signal Tp, Figure (C) shows the change over time of the inner gas ejection start signal Ti, Figure (D) shows the change over time of the outer gas flow rate Fo (liters/minute), Figure (E) shows the change over time of the inner gas flow rate Fi (liters/minute), Figure (F) shows the change over time of the welding current Iw, and Figure (G) shows the change over time of the arc generation signal Ad. Below, the operation at the start and end of welding will be explained with reference to the figures.

時刻t1において、溶接作業者が図1の溶接トーチWTに設けられたトーチスイッチをオン状態にすると、同図(A)に示すように、溶接開始信号OnがHighレベルに変化する。これに応動して、同図(B)に示すように、プリフロー期間信号TpがHighレベルとなる。同時に、図1のアウターガス流量調整器COによってアウターガスの噴出が開始される。同図(D)に示すように、アウターガス流量Foは図1のアウターガス流量設定信号Forによって定まる予め定めたプリフローアウターガス流量値となる。 At time t1, when the welding operator turns on the torch switch provided on the welding torch WT in FIG. 1, the welding start signal On changes to a high level, as shown in FIG. 1 (A). In response to this, as shown in FIG. 1 (B), the preflow period signal Tp becomes a high level. At the same time, the outer gas starts to be ejected by the outer gas flow regulator CO in FIG. 1. As shown in FIG. 1 (D), the outer gas flow rate Fo becomes a predetermined preflow outer gas flow rate value determined by the outer gas flow rate setting signal For in FIG. 1.

時刻t1から予め定めた遅延時間Tdが経過した時刻t2において、同図(C)に示すように、インナーガス噴出開始信号Tiが短時間Highレベルとなる。これに応動して、図1のインナーガス流量調整器CIによってインナーガスの噴出が開始される。同図(E)に示すように、インナーガス流量Fiは図1のインナーガス流量設定信号Firによって定まる予め定めたプリフローインナーガス流量値となる。 At time t2, when a predetermined delay time Td has elapsed from time t1, the inner gas ejection start signal Ti goes to high level for a short period of time, as shown in FIG. 1C. In response to this, the ejection of the inner gas is started by the inner gas flow regulator CI in FIG. 1. As shown in FIG. 1E, the inner gas flow rate Fi becomes a predetermined pre-flow inner gas flow rate value determined by the inner gas flow rate setting signal Fir in FIG. 1.

時刻t3において、同図(B)に示すように、プリフロー期間信号TpがLowレベルになりプリフロー期間が終了すると、同図(D)に示すように、アウターガス流量Foは、図1のアウターガス流量設定信号Forによって定まる本溶接アウターガス流量値となる。同時に、同図(E)に示すように、インナーガス流量Fiは、図1のインナーガス流量設定信号Firによって定まる所定期間中の所定期間インナーガス流量値に減少する。所定期間は、少なくともプリフローが終了した時点t3から、アークが発生した時点t31又はそれから初期期間が経過した時点t32までの期間を含む期間とする。また、所定期間の開始時点を、プリフロー中のインナーガスの噴出開始時点t2としても良い。所定期間インナーガス流量値を、本溶接インナーガス流量値の50%以下とすることが好ましい。さらには、30%以下にすることがより好ましい。所定期間インナーガス流量値は0としても良い。所定期間インナーガス流量値は、図1の電流設定信号Irに応じて設定され、電流設定信号Irの値が大きくなるほど大きくなるように設定される。例えば、Ir≦50Aのときは0.5l/minとなり、50A<Ir≦100Aのときは1l/minとなり、100A<Irのときは1.5l/minとする。また、例えば、プリフローインナーガス流量値は4l/minであり、本溶接インナーガス流量値は5l/minである。所定期間の具体的な期間を以下の1)~4)に示す。同図は2)の場合を例示している。
1)所定期間を、プリフロー期間信号TpがLowレベルに変化するプリフロー期間の終了時点t3から、アーク発生信号AdがHighレベルに変化するアーク発生時点t31までの期間とする。
2)所定期間を、プリフロー期間信号TpがLowレベルに変化するプリフロー期間の終了時点t3から、アーク発生信号AdがHighレベルに変化して予め定めた初期期間が経過した時点t32までの期間とする。
3)所定期間を、インナーガス噴出開始信号Tiが短時間Highレベルに変化するインナーガスの噴出開始時点t2から、アーク発生信号AdがHighレベルに変化するアーク発生時点t31までの期間とする。
4)所定期間を、インナーガス噴出開始信号Tiが短時間Highレベルに変化するインナーガスの噴出開始時点t2から、アーク発生信号AdがHighレベルに変化して予め定めた初期期間が経過した時点t32までの期間とする。
At time t3, as shown in FIG. 1B, when the preflow period signal Tp becomes low level and the preflow period ends, as shown in FIG. 1D, the outer gas flow rate Fo becomes the actual welding outer gas flow rate value determined by the outer gas flow rate setting signal For in FIG. 1. At the same time, as shown in FIG. 1E, the inner gas flow rate Fi decreases to the predetermined period inner gas flow rate value during the predetermined period determined by the inner gas flow rate setting signal Fir in FIG. 1. The predetermined period is set to be a period including at least the period from the time t3 when the preflow ends to the time t31 when the arc occurs or the time t32 when the initial period has elapsed since then. The start time of the predetermined period may also be the time t2 when the inner gas starts to be ejected during the preflow. It is preferable that the predetermined period inner gas flow rate value is 50% or less of the actual welding inner gas flow rate value. It is even more preferable that it is 30% or less. The predetermined period inner gas flow rate value may be 0. The predetermined period inner gas flow rate value is set according to the current setting signal Ir in FIG. 1, and is set to be larger as the value of the current setting signal Ir increases. For example, when Ir≦50A, it is 0.5 l/min, when 50A<Ir≦100A, it is 1 l/min, and when 100A<Ir, it is 1.5 l/min. Also, for example, the pre-flow inner gas flow value is 4 l/min, and the main welding inner gas flow value is 5 l/min. Specific periods of the predetermined period are shown in 1) to 4) below. The figure shows the case of 2) as an example.
1) The predetermined period is defined as the period from the end time t3 of the preflow period when the preflow period signal Tp changes to low level to the arc generation time t31 when the arc generation signal Ad changes to high level.
2) The predetermined period is defined as the period from the end of the preflow period, time t3, when the preflow period signal Tp changes to low level, to time t32, when a predetermined initial period has elapsed since the arc generation signal Ad changes to high level.
3) The predetermined period is defined as the period from inner gas ejection start time t2, when the inner gas ejection start signal Ti changes to a high level for a short period of time, to arc occurrence time t31, when the arc occurrence signal Ad changes to a high level.
4) The specified period is defined as the period from the inner gas ejection start time t2, when the inner gas ejection start signal Ti changes to a high level for a short period of time, to a time t32, when a predetermined initial period has elapsed since the arc generation signal Ad changed to a high level.

同時に時刻t3において、図1の溶接電源PSは図1の電極1と母材2との間に高周波高電圧を印加する。そして、時刻t31において、アーク3が発生し、同図(F)に示すように、溶接電流Iwの通電が開始する。これに応動して、同図(G)に示すように、アーク発生信号AdがHighレベルに変化する。時刻t31から予め定めた初期期間が経過した時刻t32において、同図(E)に示すように、インナーガス流量Fiは、図1のインナーガス流量設定信号Firによって定まる本溶接インナーガス流量値へと増加する。このときに、数百msのスロープを設けて増加させるようにしても良い。初期期間は、アーク3が発生して安定した状態になるまでの期間である。例えば、500msに設定される。時刻t3~t31の高周波高電圧が印加される期間は数十msから数百ms程度である。アーク発生のために、高周波高電圧の代わりに数kVの高電圧パルスを印加するようにしても良い。このようにして溶接が開始される。 At the same time, at time t3, the welding power source PS in FIG. 1 applies a high-frequency high voltage between the electrode 1 and the base material 2 in FIG. 1. Then, at time t31, an arc 3 is generated, and as shown in FIG. 1 (F), the flow of the welding current Iw begins. In response to this, as shown in FIG. 1 (G), the arc generation signal Ad changes to a high level. At time t32, when a predetermined initial period has elapsed from time t31, as shown in FIG. 1 (E), the inner gas flow rate Fi increases to the actual welding inner gas flow rate value determined by the inner gas flow rate setting signal Fir in FIG. 1. At this time, a slope of several hundred ms may be provided to increase the flow rate. The initial period is the period from when the arc 3 is generated until a stable state is reached. For example, it is set to 500 ms. The period during which the high-frequency high voltage is applied from time t3 to time t31 is about several tens to several hundred ms. To generate an arc, a high-voltage pulse of several kV may be applied instead of the high-frequency high voltage. In this way, welding is started.

上述した本実施の形態によれば、インナーガスの流量を、少なくともプリフローが終了した時点から、アークが発生した時点又はそれから初期期間が経過した時点までの期間を含む所定期間中はそれ以後の期間中よりも小さくする。このようにすると、高周波高電圧が印加されている期間及びアークが発生して安定状態となるまでの期間は、インナーガス流量は小さくなるように設定されるので、電極の周囲のガスの流速が遅くなる。この結果、アークの発生性及びアーク発生時の安定性が良好になる。 According to the present embodiment described above, the flow rate of the inner gas is set smaller during a predetermined period, including at least the period from the end of preflow to the time when an arc occurs or the time when an initial period has elapsed since then, than during the subsequent period. In this way, the inner gas flow rate is set to be small during the period when high frequency high voltage is applied and the period until an arc occurs and becomes stable, so the flow rate of the gas around the electrode is slowed. As a result, the generation of an arc and the stability during the arc generation are improved.

さらに好ましくは、本実施の形態によれば、所定期間の開始時点を、プリフロー中のインナーガスの噴出開始時点とする。このようにすると、高周波高電圧が印加される時点よりも前にインナーガスの流量が小さくなっているので、高周波高電圧の印加開始からアークが発生するまでの時間を短くすることができる。この結果、作業性が向上する。 More preferably, according to this embodiment, the start of the predetermined period is set to the start of the ejection of the inner gas during preflow. In this way, the flow rate of the inner gas is reduced before the high-frequency high voltage is applied, so the time from the start of application of the high-frequency high voltage to the generation of an arc can be shortened. As a result, workability is improved.

さらに好ましくは、本実施の形態によれば、インナーガスの流量を、所定期間中はそれ以後の期間中の50%以下とする。このようにすると、アークの発生性及びアーク発生時の安定性をより良好にすることができる。30%以下にすることがさらに好ましい。このようにすると、アーク発生性及びアーク発生時の安定性がさらに良好になる。 More preferably, according to this embodiment, the flow rate of the inner gas during a predetermined period is set to 50% or less of that during the subsequent period. In this way, the arc generation and stability during arc generation can be improved. It is even more preferable to set it to 30% or less. In this way, the arc generation and stability during arc generation can be improved.

さらに好ましくは、本実施の形態によれば、所定期間中のインナーガスの流量を、溶接電流の値に応じて変化させる。このようにすると、溶接電流の値に関わらず、アークの発生性及びアーク発生時の安定性を常に良好にすることができる。溶接電流の値が大きくなるほど所定期間中のインナーガスの流量を大きくすると、所定期間からそれ以後の定常溶接期間への移行期間におけるアークの発生状態を安定化することができる。 More preferably, according to this embodiment, the flow rate of the inner gas during the specified period is changed according to the value of the welding current. In this way, the arc generation and stability during arc generation can be always improved regardless of the value of the welding current. By increasing the flow rate of the inner gas during the specified period as the value of the welding current increases, the arc generation state can be stabilized during the transition period from the specified period to the subsequent steady welding period.

上述した本実施の形態によれば、プリフロー期間中は、アウターガスを噴出させた後にインナーガスを噴出させている。このようにすると、アウターガスの噴出によって周囲をシールドされた状態でインナーガスの噴出が開始されるので、インナーガスが周囲の空気を巻き込むことがなくなり、定常状態に早期に収束させることができる。このために、本実施の形態では、アウターガス及びインナーガスの噴出を同時に開始する従来技術に比べて、プリフロー時間を50%程度に短くすることができる。したがって、本実施の形態では、溶接開始時のプリフロー時間を短く設定しても十分なシールド性を確保することができるので、作業効率を高めることができ、高価な不活性ガスの消費量を減らすことができる。例えば、従来技術ではプリフロー期間を6秒程度に設定するひつようがあったが、本実施の形態では3秒程度に設定することができる。 According to the present embodiment described above, during the preflow period, the outer gas is ejected, followed by the inner gas. In this way, the ejection of the inner gas is started while the surroundings are shielded by the ejection of the outer gas, so that the inner gas does not entrain the surrounding air, and the steady state can be quickly converged to. For this reason, in this embodiment, the preflow time can be shortened to about 50% compared to the conventional technology in which the ejection of the outer gas and the inner gas is started at the same time. Therefore, in this embodiment, sufficient shielding can be ensured even if the preflow time at the start of welding is set short, so that the work efficiency can be improved and the consumption of expensive inert gas can be reduced. For example, in the conventional technology, it was necessary to set the preflow period to about 6 seconds, but in this embodiment, it can be set to about 3 seconds.

さらに、時刻t1~t2のアウターガスのみを噴出させる時間が時刻t2~t3のインナーガスを噴出させる時間よりも長くなるように設定されることが望ましい。このようにすると、インナーガスが空気を巻き込むことをより確実に抑制することができるので、さらにプリフロー時間を短く設定することができる。 Furthermore, it is desirable to set the time during which only the outer gas is ejected from time t1 to t2 to be longer than the time during which the inner gas is ejected from time t2 to t3. In this way, it is possible to more reliably prevent the inner gas from entraining air, and therefore it is possible to set the preflow time even shorter.

さらに、インナーガス流量Fiを、プリフロー期間中はプリフロー期間終了後の本溶接期間中よりも小さくすることが望ましい。このようにすると、インナーガスの噴出状態をより早期に定常状態にすることができるので、さらにプリフロー時間を短く設定することができる。 Furthermore, it is desirable to set the inner gas flow rate Fi smaller during the preflow period than during the actual welding period after the end of the preflow period. In this way, the inner gas ejection state can be brought to a steady state more quickly, so that the preflow time can be set even shorter.

さらに、アウターガス流量Foを、プリフロー期間中はプリフロー期間終了後の本溶接期間中よりも大きくすることが望ましい。このようにすると、インナーガスの噴出状態をより早期に定常状態にすることができるので、さらにプリフロー時間を短く設定することができる。 Furthermore, it is desirable to set the outer gas flow rate Fo to be greater during the preflow period than during the actual welding period after the end of the preflow period. In this way, the inner gas ejection state can be brought to a steady state more quickly, so that the preflow time can be set even shorter.

時刻t4において溶接作業者がトーチスイッチをオフ状態にすると、同図(A)に示すように、溶接開始信号OnはLowレベルに変化する。これに応動して、同図(F)に示すように、溶接電流Iwの通電が停止する。これにより、アーク3が消弧するので、同図(G)に示すように、アーク発生信号AdはLowレベルとなる。同時に、同図(D)に示すように、アウターガス流量Foは0となり、アウターガスの噴出が停止する。 When the welding operator turns off the torch switch at time t4, the welding start signal On changes to low level, as shown in FIG. 1(A). In response to this, as shown in FIG. 1(F), the flow of the welding current Iw stops. This causes the arc 3 to be extinguished, as shown in FIG. 1(G), and the arc generation signal Ad goes low level. At the same time, as shown in FIG. 1(D), the outer gas flow rate Fo becomes 0, and the ejection of the outer gas stops.

時刻t4から予め定めたアフターフロー期間が経過した時刻t5において、同図(E)に示すように、インナーガス流量Fiは0となり、インナーガスの噴出が停止する。アフターフロー時間は、7秒程度に設定される。 At time t5, when a predetermined after-flow period has elapsed since time t4, the inner gas flow rate Fi becomes 0, as shown in FIG. 1(E), and the ejection of the inner gas stops. The after-flow time is set to about 7 seconds.

従来技術では、アフターフロー期間中はアウターガス及びインナーガスの両方を噴出させている。これに対して、本実施の形態では、インナーガスのみを噴出させるようにしている。アフターフローの作用は、電極及び溶融池を冷却するまで空気からシールドすることである。この作用のためにはインナーガスのみを噴出させれば充分である。このようにすると、高価な不活性ガスの消費量を減らすことができる。 In the conventional technology, both the outer gas and the inner gas are ejected during the afterflow period. In contrast, in this embodiment, only the inner gas is ejected. The function of the afterflow is to shield the electrode and molten pool from the air until they are cooled. To achieve this function, it is sufficient to eject only the inner gas. In this way, the consumption of expensive inert gas can be reduced.

上記の各パラメータの数値例を以下に示す。
溶接トーチWT:インナ―ノズル内径5mm、アウターノズル内径13mmの二重シールドノズルを備えた溶接トーチ
電極1:直径3.2mmのタングステン電極
アウターガス及びインナーガス:100%アルゴンガス
母材2:板厚2.3mmの軟鋼の突き合わせ継手
溶接電流Iw:150A、溶接速度:30cm/min
アウターガス流量Fo:プリフロー期間12l/min、本溶接期間10l/min
インナーガス流量Fi:プリフロー期間4l/min、所定期間1.5l/min、本溶接期間5l/min
プリフロー期間:3秒(アウターガスが噴出を開始してから2秒後にインナーガスの噴出が開始し、その1.1秒後にアークが発生する。)
アフターフロー期間:7秒
Numerical examples of the above parameters are shown below.
Welding torch WT: Welding torch equipped with a double shield nozzle with an inner nozzle inner diameter of 5 mm and an outer nozzle inner diameter of 13 mm Electrode 1: Tungsten electrode with a diameter of 3.2 mm Outer gas and inner gas: 100% argon gas Base material 2: Butt joint of mild steel with a plate thickness of 2.3 mm Welding current Iw: 150 A, welding speed: 30 cm/min
Outer gas flow rate Fo: Preflow period 12 l/min, main welding period 10 l/min
Inner gas flow rate Fi: Preflow period 4 l/min, Predetermined period 1.5 l/min, Main welding period 5 l/min
Preflow period: 3 seconds (the inner gas starts to jet 2 seconds after the outer gas starts to jet, and the arc occurs 1.1 seconds after that).
Afterflow period: 7 seconds

1 電極
2 母材
3 アーク
4 インナーノズル
5 アウターノズル
6 インナーガスボンベ
7 インナーガス
8 アウターガスボンベ
9 アウターガス
AD アーク発生判別回路
Ad アーク発生信号
CI インナーガス流量調整器
CO アウターガス流量調整器
Fi インナーガス流量
FIR インナーガス流量設定回路
Fir インナーガス流量設定信号
Fo アウターガス流量
FOR アウターガス流量設定回路
For アウターガス流量設定信号
IR 電流設定回路
Ir 電流設定信号
Iw 溶接電流
ON 溶接開始回路
On 溶接開始信号
PS 溶接電源
TI インナーガス噴出開始回路
Ti インナーガス噴出開始信号
TP プリフロー期間回路
Tp プリフロー期間信号
WT 溶接トーチ
REFERENCE SIGNS LIST 1 Electrode 2 Base material 3 Arc 4 Inner nozzle 5 Outer nozzle 6 Inner gas cylinder 7 Inner gas 8 Outer gas cylinder 9 Outer gas AD Arc generation determination circuit Ad Arc generation signal CI Inner gas flow regulator CO Outer gas flow regulator Fi Inner gas flow rate FIR Inner gas flow rate setting circuit Fir Inner gas flow rate setting signal Fo Outer gas flow rate FOR Outer gas flow rate setting circuit For Outer gas flow rate setting signal IR Current setting circuit Ir Current setting signal Iw Welding current ON Welding start circuit On Welding start signal PS Welding power source TI Inner gas jet start circuit Ti Inner gas jet start signal TP Preflow period circuit Tp Preflow period signal WT Welding torch

Claims (5)

インナーガスを噴出させるインナーノズル及びアウターガスを噴出させるアウターノズルを備えた溶接トーチを使用し、
溶接開始に際して前記インナーガス及び前記アウターガスのプリフローを行った後にアークを発生させ溶接電流を通電させて溶接する2重シールドティグ溶接方法において、
前記インナーガスの流量を、少なくとも前記プリフローが終了した時点から、前記アークが発生した時点又はそれから初期期間が経過した時点までの期間を含む所定期間中はそれ以後の期間中よりも小さくする、
ことを特徴とする2重シールドティグ溶接方法。
A welding torch having an inner nozzle for ejecting an inner gas and an outer nozzle for ejecting an outer gas is used,
In a double shield TIG welding method, an arc is generated after preflowing the inner gas and the outer gas at the start of welding, and a welding current is applied to weld the material,
the flow rate of the inner gas is made smaller during a predetermined period including at least a period from the end of the preflow to a period from the occurrence of the arc or a period after the occurrence of the initial period than during a subsequent period;
A double shielded TIG welding method.
前記所定期間の開始時点を、前記プリフロー中の前記インナーガスの噴出開始時点とする、
ことを特徴とする請求項1に記載の2重シールドティグ溶接方法。
The start time of the predetermined period is set to a time when the ejection of the inner gas during the preflow starts.
The double shield TIG welding method according to claim 1 .
前記インナーガスの流量を、前記所定期間中は前記それ以後の期間中の50%以下とする、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の2重シールドティグ溶接方法。
The flow rate of the inner gas during the predetermined period is set to 50% or less of that during the subsequent period.
3. The double shielded TIG welding method according to claim 1 or 2.
前記所定期間中の前記インナーガスの流量を、前記溶接電流の値に応じて変化させる、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の2重シールドティグ溶接方法。
The flow rate of the inner gas during the predetermined period is changed in accordance with the value of the welding current.
3. The double shielded TIG welding method according to claim 1 or 2.
前記プリフローは前記アウターガスを噴出させた後に前記インナーガスを噴出させる、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の2重シールドティグ溶接方法。
The preflow ejects the inner gas after ejecting the outer gas.
3. The double shielded TIG welding method according to claim 1 or 2.
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