JP2684073B2 - 消耗電極式ホットワイヤ溶接装置 - Google Patents

消耗電極式ホットワイヤ溶接装置

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JP2684073B2 JP63284892A JP28489288A JP2684073B2 JP 2684073 B2 JP2684073 B2 JP 2684073B2 JP 63284892 A JP63284892 A JP 63284892A JP 28489288 A JP28489288 A JP 28489288A JP 2684073 B2 JP2684073 B2 JP 2684073B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は消耗電極式ホットワイヤ溶接装置に係り、特
に取り扱いが容易で、作業効率を向上させ、安定した溶
接を行うのに好適な溶接装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、消耗電極式ホットワイヤ溶接装置には、特開昭
55−122681号公報に記載の装置がある。この溶接装置
は、消耗電極用トーチ、ホットワイヤ用トーチをスタン
ド等で固定し、溶接台車等に搭載し溶接する構造となっ
ている。溶接作業を行う場合、各トーチを所定の溶接作
業領域に設置し、このトーチと離れた位置にある制御器
によりホットワイヤ送給速度、電圧、電流等を設定し、
制御器に付設されたスイッチにより電源を起動してい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、このような溶接装置では、消耗電極用
トーチ及びホットワイヤ用トーチを台車等に搭載して溶
接するために、溶接箇所が複雑な場合、取り扱いが困難
で、溶接作業を行うことができない場合が生じる。
また、この溶接装置では、通常の電極が固定され、ホ
ットワイヤのみ送給される非消耗電極式ホットワイヤ溶
接装置と異なり、ホットワイヤのみならず、電極自体も
送給されて溶接作業に伴い消耗するため、 (1) 起動、停止の手順、方式を間違えると、消耗電
極のアーク発生前にホットワイヤが送給され、溶接不可
能となる。
(2) 溶接中、消耗電極送給速度(電圧、電流)とホ
ットワイヤ送給速度(電圧、電流)が適性でないと、溶
接不良が生じ、所定の性能の溶接部を得ることができな
い。
(3) さらに消耗電極の送給及びホットワイヤの送給
の起動は、溶接士自身の操作によって行われ、複雑な溶
接対象物の溶接時に消耗電極送給速度(電圧、電流)と
ホットワイヤ送給速度(電圧、電流)等を溶接士が調整
することは甚だ困難な作業となる。
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、
取り扱いが容易で溶接作業を向上させ、かつ安定した溶
接を行うことができる消耗電極式ホットワイヤ溶接装置
を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記した目的を達成するために、請求項(1)記載の
消耗電極式ホットワイヤ溶接装置は、前記溶接トーチ
と、前記消耗電極用電源と、該消耗電極用電源起動後の
消耗電極の電流を検出する電流検出センサと、該電流検
出センサによる消耗電極電流検出信号に基づいて起動す
るホットワイヤ用電源と、を設けたものである。
さらに請求項(2)記載の消耗電極式ホットワイヤ溶
接装置は、前記溶接トーチと、前記消耗電極用電源と、
消耗電極の送給速度を検出し、該送給速度に対応するホ
ットワイヤ送給速度となるようにホットワイヤ送給速度
を制御する制御部と、前記ホットワイヤ送給速度に相当
する加熱電力となるようにホットワイヤ加熱電力を検出
し、その検出値とホットワイヤ加熱電力設定値との偏差
に基づいてホットワイヤ加熱電力を制御する制御部と、
を設けたものである。
〔作用〕
請求項(1)記載の溶接装置では、手元スイッチをオ
ン操作すると、消耗電極用電源が起動して消耗電極が送
給されて消耗電極と母材との間にアークが発生した後、
直ちにホットワイヤが送給される。
請求項(2)記載の溶接装置では、消耗電極送給速度
に対応したホットワイヤ送給速度に制御され、また、ホ
ットワイヤ送給速度に相当するワイヤ加熱電力に制御さ
れる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の消耗電極式ホットワイヤ溶接装置を
説明するための系統図である。第1図において、消耗電
極用トーチ1とホットワイヤ用トーチ2とを備え、消耗
電極用トーチ1に設けられた絶縁筒3に結締されたクラ
ンプ4を介して消耗電極用トーチ1とホットワイヤ用ト
ーチ2は結合一体化されている。消耗電極用トーチ1
は、ガスノズル5を備え、このガスノズル5は内部に消
耗電極6を送給可能なライナを有するコンジットケーブ
ル7に接続されている。コンジットケーブル7の途中に
は、オンオフスイッチ(手元スイッチ)8が設置されて
いる。
ホットワイヤ用トーチ2は、クランプ4に固定された
クランプノズル9を備え、このクランプノズル9に給電
ノズル10が接続されてその先端部を構成するホットワイ
ヤチップ11からホットワイヤ12が送給可能となってい
る。また、クランプノズル9は内部にフィラワイヤ12を
送給可能なライナを有するコンジットケーブル13を介し
てホットワイヤ送給取合ノズル14に接続されている。
コンジットケーブル13は、第2図に示すように内部に
フィラワイヤ15を送給するライナ16を有し、このライナ
16とほぼ同心円上に給電ケーブル17が配設され、この給
電ケーブル17が前記した給電ノズル10に連通し、給電ケ
ーブル17の外周囲は絶縁チューブ18で被覆されている。
また、ケーブル7も同様に消耗電極を送給可能なライナ
(図示せず)と給電ケーブル(図示せず)とを備え、か
つ手元スイッチ8のオンオフ作動による信号を消耗電極
用電源19に伝達する信号線20を内蔵している。
消耗電極用電源19には、パワーケーブル21が接続さ
れ、母材22との間にアースケーブル23が接続されてい
る。また、ホットワイヤ用電源24には、パワーケーブル
25が接続されると共に母材22との間にアースケーブル26
が接続されている。そして、消耗電極用電源19とホット
ワイヤ用電源24との間は、起動・停止信号線27により接
続されている。なお、図中、28は消耗電極送給装置、29
はホットワイヤ送給装置を示している。
次に上記のように構成される消耗電極式ホットワイヤ
溶接装置の作用について説明する。
溶接士が、溶接対象物の位置で消耗電極用トーチ1と
ホットワイヤ用トーチ2が結合一体化されたトーチを持
ち、手元スイッチ8をオンすると、このオン信号は、信
号線20を経て消耗電極用電源19に伝達され、消耗電極用
電源19が起動する、消耗電極用電源19による溶接条件
(例えば、消耗電極供給速度、消耗電極電流、消耗電極
電圧等)は予め設定されており、消耗電極用電源19の起
動により消耗電極6が送給される。そして、消耗電極用
電源19の起動を検出するセンサにより起動・停止信号線
27を経てホットワイヤ用電源24に起動信号が入力され、
ホットワイヤ用電源24が起動する。ホットワイヤ用電源
24による溶接条件(例えば、消耗電極供給速度、消耗電
極電流、消耗電極電圧等)は予め設定されており、ホッ
トワイヤ用電源24の起動によりホットワイヤ12が送給さ
れる。
第1図に示す消耗電極式ホットワイヤ溶接装置では、
消耗電極用トーチ1とホットワイヤ用トーチ2が結合一
体化されており、溶接士がトーチを持ち、トーチに付設
された手元スイッチ8を操作するのみで、予め設定され
た溶接条件に応じて溶接作業を行うことができる。した
がって、溶接箇所が複雑な形状の場合にも対応すること
ができ、また、起動・停止等の手順等を間違えることが
なく、操作の簡便なものとなる。
第3図は本発明の消耗電極式ホットワイヤ溶接装置の
一実施例を示す系統図である。第3図において、トーチ
部は第1図に示すものと構成上は同一であるので、概略
的に示すと共に、第1図と同一部分は同一符号で示して
いる。
この消耗電極式方法装置は、パワーケーブル21の途中
に消耗電極電流センサ30が設置され、この消耗電極電流
センサ30とホットワイヤ用電源24との間は信号線31によ
り接続されている。
この消耗電極式ホットワイヤ溶接装置においては、溶
接士がトーチを持ち、トーチに付設された手元スイッチ
8を操作すると消耗電極用電源19が起動し、消耗電極6
と母材22との間にアークが発生する。このアークの発生
によって消耗電極6と母材22との間の消耗電極電流が消
耗電極電流センサ30により検出される。そして、この消
耗電極電流センサ30からの信号に基づいてホットワイヤ
用電源24が起動する。したがって、ホットワイヤ用電源
24の起動により供給されるフィラワイヤ12は、アークが
確実に発生した後に送給されるため、消耗電極6による
アーク発生前に送給されて溶接不能となる事態を未然に
防止することができる。
第4図は本発明の消耗電極式ホットワイヤ溶接装置の
他の実施例を示す系統図である。第4図において、32は
消耗電極送給装置28に付設された速度センサ、33はホッ
トワイヤ送給装置29に付設された速度センサ、34は比較
器、35はモータ制御回路、36はワイヤ加熱電力演算回
路、37は関数発生器、38は比較器である。
溶接士がトーチを持ち、トーチに付設された手元スイ
ッチ8を操作すると、消耗電極用電源19が起動し、予め
定められた条件に基づいて消耗電極送給装置28が作動し
て消耗電極を送給するためのモータが作動する。そし
て、消耗電極6の送給によって消耗電極6と母材22との
間にアークが発生すると、消耗電極電流センサ30を介し
てホットワイヤ用電源24が起動する。
消耗電極送給装置28内のモータが作動すると、このモ
ータの回転速度が速度センサ32により検出される。ま
た、同時にホットワイヤ送給装置29内のモータが作動す
ると、このモータの回転速度が速度センサ33により検出
される。これらの速度信号は、それぞれ比較器34に入力
される。消耗電極送給速度に対応するホットワイヤ送給
速度は、予め設定されており、モータ制御回路35では、
速度センサ32による消耗電極送給速度と速度センサ33に
よるホットワイヤ送給速度との偏差が、速度センサ32に
よる消耗電極送給速度とそれに対応するホットワイヤ送
給速度との偏差となるようにホットワイヤ送給装置29の
モータに速度指令が出力される。これによって、消耗電
極送給速度に対応したホットワイヤ送給速度に制御する
ことができる。
さらにワイヤ加熱電力演算回路36では、ホットワイヤ
トーチ2側のホットワイヤ電流と、ホットワイヤ電圧が
検出され、これらの電流と電圧との積により、ワイヤ加
熱電力が算出される。一方、ホットワイヤ送給装置29に
おけるモータの回転速度が速度センサ33により検出さ
れ、この速度値は関数発生器37でモータの回転速度と一
定の相関関係にある加熱電力値に換算され、この加熱電
力信号が比較器38に入力される。比較器38では、この加
熱電力信号とワイヤ加熱電力演算回路36で算出された加
熱電力信号との偏差が求められ、その偏差信号がホット
ワイヤ用電源24に入力され、その偏差が零となるように
ホットワイヤ電流、電圧が制御される。これによって、
ホットワイヤの送給速度に対応する加熱電力に制御され
る。
第5図は本発明の消耗電極式ホットワイヤ溶接装置に
おけるトーチ部の一実施例を示す拡大断面図である。第
5図において、消耗電極用トーチ1はベアリング51によ
り取り付けられ、ベアリング51の周方向の一部にネジ穴
を形成し、そのネジ穴に止めネジ52が螺合されている。
そして、ベアリング51の外周面に固定されたクランプ部
53に切欠部が形成され、この切欠部にコンジットケーブ
ル13が挿通可能となっており、コンジットケーブル13は
ネジ54によって締結される。
このようなトーチ部を有する消耗電極式ホットワイヤ
溶接装置では、消耗電極トーチ1側の消耗電極を中心と
して溶接の進行方向に任意の位置にホットワイヤトーチ
2側のコンジットケーブル13を配置することができ、そ
のケーブル内にホットワイヤを挿入することができる。
したがって、複雑な形状の溶接対象物に対して溶接作業
が簡便なものとなる。
第6図は本発明の消耗電極式ホットワイヤ溶接装置に
おけるコンジットケーブルの他の実施例を示す断面図で
ある。第6図において、消耗電極用コンジットケーブル
とホットワイヤ用コンジットケーブルとをその中間部で
一体化したものである。消耗電極ライナ61とホットワイ
ヤライナ62は並設され、これらのライナ61、62はシール
ドガスを導入するガス管63内に内蔵されている。ガス管
63の外周囲にはホットワイヤ用パワーケーブル64、絶縁
チューブ65、消耗電極用用パワーケーブル66が設けら
れ、消耗電極用パワーケーブル66内に第1図における信
号線7が内蔵され、消耗電極用パワーケーブル66の外周
囲は絶縁被覆67が施されている。
このような一体化されたケーブルを使用すると、溶接
場所の移動際、トーチの引き廻しが容易となり、またケ
ーブルの強度が増し、耐久性が向上する。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、次のような効果を発揮
することができる。
(1) 請求項(1)記載の溶接装置によれば、ホット
ワイヤ用電源の起動により供給されるフィラワイヤは、
アークが確実に発生した後に送給されるため、消耗電極
によるアーク発生前にフィラワイヤが送給されて溶接不
能となる事態を未然に防止することができる。
(2) 請求項(2)記載の溶接装置によれば、消耗電
極送給速度に対応したホットワイヤ送給速度に制御する
ことができ、また、ホットワイヤの送給速度に対応する
加熱電力に制御することができ、安定した溶接作業を行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の消耗電極式ホットワイヤ溶接装置を説
明するための系統図、第2図は第1図におけるA−A線
断面図、第3図は本発明の消耗電極式ホットワイヤ溶接
装置の実施例を示す系統図、第4図は本発明の消耗電極
式ホットワイヤ溶接装置の他の実施例を示す系統図、第
5図は本発明の消耗電極式ホットワイヤ溶接装置におけ
るトーチ部の一実施例を示す拡大部分断面図、第6図は
本発明の消耗電極式ホットワイヤ溶接装置におけるコン
ジットケーブルの他の実施例を示す断面図である。 1……消耗電極用トーチ、2……ホットワイヤ用トー
チ、4……クランプ、5……ガスノズル、6……消耗電
極、7……コンジットケーブル、8……手元スイッチ、
9……クランプノズル、11……給電ノズル、12……フィ
ラワイヤ、13……コンジットケーブル、19……消耗電極
用電源、20……信号線、21……パワーケーブル、22……
母材、23……アークケーブル、24……ホットワイヤ用電
源、25……パワーケーブル、26……アークケーブル、27
……起動・停止信号線、28……消耗電極送給装置、29…
…ホットワイヤ送給装置、30……消耗電極電流センサ、
32……速度センサ、33……速度センサ、34……比較器、
35……モータ制御回路、36……ワイヤ加熱電力演算回
路、37……関数発生器、38……比較器、51……ベアリン
グ、52……止めネジ、53……クランプ部、54……ネジ、
61……消耗電極ライナ、62……ホットワイヤライナ、63
……ガス管、64……ホットワイヤ用パワーケーブル、65
……絶縁チューブ、66……消耗電極用パワーケーブル、
67……絶縁被覆。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中沢 修三 神奈川県横浜市磯子区磯子1丁目2番10 号 バブコック日立株式会社横浜工場内 (56)参考文献 特開 昭59−16679(JP,A) 特開 昭55−122681(JP,A) 特開 昭61−276775(JP,A) 実開 昭59−20963(JP,U) 実開 昭61−152386(JP,U) 実開 昭63−122763(JP,U) 実開 昭59−185070(JP,U) 特公 昭45−39931(JP,B1)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】消耗用電極トーチとホットワイヤ用トーチ
    とを結合一体化し、手元スイッチを設けた溶接トーチ
    と、該手元スイッチによって起動停止される消耗用電極
    用電源と、該消耗用電極用電源起動後の消耗用電極の電
    流を検出する電流検出センサと、該電流検出センサによ
    る消耗用電極電流検出信号に基づいて起動するホットワ
    イヤ用電源と、を設けたことを特徴とする消耗電極式ホ
    ットワイヤ溶接装置。
  2. 【請求項2】消耗用電極トーチとホットワイヤ用トーチ
    とを結合一体化し、手元スイッチを設けた溶接トーチ
    と、該手元スイッチによって起動停止される消耗用電極
    用電源と、消耗電極の送給速度を検出し、該送給速度に
    対応するホットワイヤ送給速度となるようにホットワイ
    ヤ送給速度を制御する制御部と、前記ホットワイヤ送給
    速度に相当する加熱電力を検出し、その検出値とホット
    ワイヤ加熱電力設定値との偏差に基づいてホットワイヤ
    加熱電力を制御する制御部と、を設けたことを特徴とす
    る消耗電極式ホットワイヤ溶接装置。
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