JP3284930B2 - 高周波パルスアーク溶接法とその装置及び用途 - Google Patents

高周波パルスアーク溶接法とその装置及び用途

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    • B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な高周波パル
スアーク溶接法とその装置及び用途に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高周波パルス溶接法は高周波パル
ス電流のピーク値が大きいほど電磁ピンチ力による緊縮
力が大きくなり、アークの硬直性とアーク圧力が大きく
なることが知られている。また高周波高ピークパルス電
流の振動効果により溶接部の結晶粒の微細化やブロホー
ルの軽減効果があるとも言われている。しかし実際の溶
接作業に置ける溶接電流は溶接ケーブルのインダクタン
スＬにより図１２に示すようにリップル電流になり高周
波パルス電流の効果が十分得られない等の欠点がある。
また従来直流ＴＩＧアーク溶接法においては、アークの
硬直性（指向性）を得る手段としてシュールドガスにア
ルゴン＋水素混合ガス用いガスピンチ力によりアークの
硬直性を得ている。この硬直アークはオーステナイト系
ステンレス鋼の超狭開先溶接に利用されている。しかし
フエライト系ステンレス鋼、鉄鋼は水素脆化のため使用
できない。またアルミニウムおよびアルミニウム合金の
溶接は水素がブロホールの原因となるため使用できな
い。また従来のパルス溶接もクリーニング作用がないの
でアルミニウム溶接には適用できない。
【０００３】高周波パルス電流を含むアーク溶接方法及
び装置として、特開昭53−119758号公報，特開昭54−13
1548号公報，特開昭59−92169 号公報が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、パルスアーク溶
接法はアークの硬直性が小さく、そのため狭開先での溶
接及び深溶込みの溶接が困難であった。
【０００５】本発明の目的は、溶接ケーブルのインダク
タンスの影響をなくし、高周波電磁ピンチ力が大きく硬
直アークとクリーニング作用が得られる高周波パルス溶
接法と装置を提供するにある。
【０００６】更に、本発明の目的はアークの硬直性（指
向性）と安定性に優れ、特に開先ギャップ６mm以下の超
狭開先内の側壁アークの防止とアルミニウムまたはアル
ミニウム合金の深溶け込み及び高速溶接のできる高周波
パルスアーク溶接法及びその装置を提供するにある。ま
た、その突合せ溶接構造物と鉄道車両用構体を提供する
にある。
【０００７】本発明の目的は狭開先ギャップを有する炭
素鋼または低合金鋼の突合せ溶接構造物及びそれを用い
た原子力発電プラントを提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、溶接箇所近傍
に配置される非消耗電極または消耗電極と母材間にアー
クを発生させて溶接を行う高周波パルスアーク溶接法に
おいて、溶接のための主電流となる主パルス電流がＯＮ
からＯＦＦへ移行時に主パルス電流と逆方向の極性の異
なる逆パルス電流を印加しパルスの立ち下がりを急峻さ
せることによりアークの硬直性または指向性を向上させ
たことを特徴とする。
【０００９】本発明の立ち上がりと立ち下がりの溶接電
流を急峻させるには単位時間当りの電流を大きくするこ
とにあり、１μ秒当たり５０Ａ以上、好ましくは１００
Ａ以上、より好ましくは２００Ａ以上にするものであ
る。そのためには溶接負荷電圧を６０Ｖ以上、好ましく
は８０Ａ以上とするもので、６０〜２００Ｖが好まし
く、より８０〜１６０Ｖとするのが好ましい。
【００１０】本発明は開先ギャップ幅が６mm以下の超狭
開先ＴＩＧ高周波パルスアーク溶接法において、主パル
ス電流により硬直性のあるアークを非消耗電極と母材間
に発生させて、側壁アークを防止し狭開先内でアークを
安定に持続できるようにしたことを特徴とする。
【００１１】本発明は、パルス電流の主パルス電流と逆
極性のパルス電流の通電比またはピークの電流比を適選
することによりクリニング作用と硬直アークを備えたア
ークを非消耗電極または消耗電極と母材間に発生させ、
深溶け込みと高速溶接を可能にしたことを特徴とするア
ルミニウム及びアルミニウム合金の高周波パルスアーク
溶接法である。
【００１２】本発明は、溶接電流を供給するための電
源，溶接電流を極性の異なるパルス電流に変換するため
のＩＧＢＴ等の半導体で構成された変換装置，溶接ピー
ク電流，通電比，ピーク電流比を前述のように制御する
ための制御装置を備えた高周波パルスアーク溶接装置に
ある。また溶接電流と変換装置を分離し同軸ケーブルで
接続することが好ましい。
【００１３】本発明は、溶接箇所近傍に配置される非消
耗電極または消耗電極と母材間に主パルス電流によって
アークを発生させて溶接を行う高周波パルスアーク溶接
法において、前記主パルス電流がＯＮからＯＦＦへ移行
する時に前記主パルス電流と極性の異なる逆パルス電流
を印加し前記主パルス電流及び逆パルス電流の立ち上が
りと立ち下がりを急峻させ指向性アークを形成させたこ
とを特徴とする。
【００１４】前記逆パルス電流後の前記主パルス電流の
間に電流停止期間を設けることが好ましい。前記逆パル
ス電流後の前記主パルス電流の間に前記主パルス電流よ
り小さいベース電流を通電させることが好ましい。
【００１５】前記主パルス電流及びベース電流のピーク
値または前記主パルス電流及びベース電流の通電時間の
いずれか一方を周期的に変えることが好ましい。前記主
パルス電流を数Ｈｚ〜数十Ｈｚの周期で変化させ溶融金
属を撹拌して結晶の成長を阻止することが好ましい。
【００１６】主パルス電流，逆方向パルス電流，ベース
電流及び通電時間，電流停止時間をそれぞれ独立に可変
できることが好ましい。
【００１７】本発明は、溶接箇所近傍にフィラワイヤを
送給しながら非消耗電極と母材間に主パルス電流によっ
てアークを発生させて溶接を行う高周波パルスアーク溶
接法において、前記主パルス電流がＯＮからＯＦＦへ移
行する時に前記主パルス電流と極性の異なる逆パルス電
流を印加し前記主パルス電流及び逆パルス電流の立ち上
がりと立ち下がりを急峻させ指向性アークを形成させた
ことを特徴とする。
【００１８】本発明は、アルミニウムまたはアルミニウ
ム基合金の溶接法において、前記主パルス電流と逆パル
ス電流の通電比またはピーク電流比を変えることにより
クリニング作用と指向性アークを発生させ、深溶け込み
と高速溶接を可能にするのが好ましい。
【００１９】前記主パルス電流の立ち上がり及び立ち下
がり時間を５０μsec 以下とすることが好ましい。
【００２０】本発明は、溶接箇所近傍に配置される非消
耗電極または消耗電極と母材間に主パルス電流によって
アークを発生させて溶接を行う高周波パルスアーク溶接
装置において、前記主パルス電流を供給するための電
源，直流電流を極性の異なる高周波パルス溶接電流に変
換する高周波変換装置、前記主パルス電流がＯＮからＯ
ＦＦへ移行する時に前記主パルス電流と極性の異なる逆
パルス電流を印加し前記主パルス電流及び逆パルス電流
の立ち上がりと立ち下がりを急峻させ指向性アークを形
成させる制御装置を備えたことを特徴とする高周波パル
スアーク溶接装置にある。
【００２１】前記溶接電源と高周波変換装置とを分離
し、溶接ケーブルまたは同軸ケーブルで接続することが
好ましい。
【００２２】本発明は、アルミニウムまたはアルミニウ
ム合金の突合せ溶接構造物において、幅６mm以下のギャ
ップを有するＩ型開先内にアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金の溶着金属が形成され接合されていることを特
徴とする。
【００２３】本発明は、アルミ合金よりなる鉄道車両構
体において、該車両構体の全部または一部がギャップ幅
が６mm以下のＩ型開先を有する溶接により接合されてい
ることを特徴とする。
【００２４】本発明は、炭素鋼または低合金鋼の突合せ
溶接構造物において、幅６mm以下のギャップを有するＩ
型開先内に炭素鋼または低合金鋼の溶着金属が形成され
接合され、溶接後の応力除去焼なまし処理が省略されて
いることを特徴とする。
【００２５】本発明は、原子炉と蒸気タービンと復水器
と復水脱塩器とこれらを結ぶ炭素鋼または低合金鋼から
なる配管とを含む原子力発電プラントにおいて、前記配
管は突合せ溶接構造を有し、幅６mm以下のギャップを有
するＩ型開先内に炭素鋼または低合金鋼の溶着金属が形
成され接合され、溶接後の応力除去焼なまし処理が省略
されていることを特徴とする。
【００２６】従来のパルス溶接の概略を図１２に示す。
１は溶接電源、８は高周波パルスに変換するトランジス
タ、９は溶接ケーブルの浮遊インダクタンス、トランジ
スタ８がＯＮすると、そのとき回路に流れる溶接電流を
Ｉ，溶接器の電源電圧はＥ１，アーク電圧をＥ２，トラ
ンジスタのＯＮ電圧Ｅ３とする。ここでアーク電圧を溶
接電流には無関係に溶接条件によって定まる一定値と
し、また回路の抵抗分を無視すると次の式が成立する。
Ｅ１−Ｅ２−Ｅ３＝Ｌ(ｄＩ／ｄｔ）故にＩ＝ (Ｅ１−
Ｅ２−Ｅ３／Ｌ)・ｔが成り立つ。式から分かるように
溶接電流は急激には増加せず一定速度で直線的に増加す
る。溶接電源電圧，溶接負荷電圧，トランジスタＯＮ電
圧を不変と考えると電流の増加はケーブルのインダクタ
ンスＬに反比例する。またトランジスタがＯＦＦになる
と立ち上がりとほぼ同じ勾配で電流は減少する。すなわ
ち本願第１の発明はパルス電流の立ち上がりをよくする
ためには式から明らかなようにアーク負荷に供給する電
圧を高くし、また立ち下がりは図２に示すように逆方向
（極正反転）に電圧（電流）を印加することにより主方
向の電流を強制的に遮断して改善している。また逆方向
電流の立ち下がりは逆方向の電圧が高いかまたは電圧が
一定であれば逆方向時間ｔ２が長い程効果が大きい。こ
の極性の反転は図１に示すようにＩＧＢＴを４個用い電
圧の印加方向を切り替えることにより極性を反転してい
る。また原子炉の冷却パイプ等の現地補修溶接では溶接
器から溶接位置まで５０〜１００ｍに達することもあ
り、従来の高周波パルス溶接ではケーブルのインダクタ
ンスの影響が大きく図１３に示すようにリップル電流波
形となりほとんど高周波パルス電流の効果が得られな
い。本発明では負荷電圧を高くするのと極性を反転する
ことにより解決可能であるが、さらに本発明は溶接電源
と高周波パルス変換部を分離し変換部を溶接の手元に配
置し、溶接電源と変換部を同軸ケーブルで接続しケーブ
ルのインダクタンスの影響を軽減している。なお母材が
負のとき（逆方向電流）正のイオンが母材に衝突し酸化
膜を除去するためクリーニングされる。しかし溶け込み
は浅くなるため、アルミニウムやアルミニウム合金を除
き逆方向（母材が負極）の通電時間ｔ２が短い方がよ
い。従って溶け込み、電極の消耗などを観察し最適波形
が得られる範囲でｔ２の通電時間を設定する必要があ
る。
【００２７】主パルス電流，逆パルス電流と主パルス電
流，逆パルス電流と繰り返しの連続パルス電流波形で
は、ピーク電流の効果を得るためピーク電流を高くする
とそれに伴って平均電流も高くなるため平均電流を低く
することができない。そこで本発明は主パルス電流，逆
方向電流と次の主パルス電流の間に電流停止期間を設
け、この時間を長く設定すればピーク電流を高くしても
平均電流を下げることができる。これは小電流で溶接す
る薄板の溶接や超開先溶接のアークの硬直性とアークの
安定に有効である。
【００２８】図２で主パルス電流，逆パルス電流および
通電時間を一定とし、逆方向電流と次の主パルス電流の
ｔ３間に主電流より小さい電流（ベース電流）を流した
場合平均電流は増加する。すなわち、ベース電流を変え
ることによって平均電流を変えることができる。一般に
厚板の溶接では高い平均電流を必要とする。しかしピー
ク電流だけで高い平均電流を得るには装置が高価とな
る。そこでｔ３間にベース電流を加え平均電流を高くす
ることにより厚板溶接が可能となる。
【００２９】接合部の組織が大きな結晶に成長すると接
合部の超音波検査で母材と接合部の境界が明確に現われ
ない場合があり検査に支障を来たすことがある。そこ
で、本発明は，主パルス電流，ベース電流または主パル
ス電流，ベース電流の通電時間のいずれか一方を数Ｈｚ
〜数十Ｈｚの周期で変えることにより、平均アーク圧力
（平均アーク電流）は周期的に変化して溶融金属を撹拌
し結晶の成長を阻止する。また高周波パルス電流の振動
効果も作用してより結晶の微細化が促進できる。開先ギ
ャップ６mm以下の超狭開先アーク溶接になると一般的な
狭開先溶接ギャップ８mmに比べ入熱量は約１／２で溶接
できる。しかし、超狭開先内で小入熱量のアーク電流を
安定に持続できることが必要である。超狭開先溶接の一
つの方法としてアルゴンガス＋水素（ヘリウムガスを混
入させる場合もあるがガスピンチ力が弱く効果が少な
い。）混入ガスのピンチ力によりアークを硬直集中させ
て側壁アークを軽減させている。しかし水素をシールド
ガスに用いているため鉄鋼やフエライト系の合金は水素
脆化があるため使用できない。そこで、本発明の超狭開
先溶接法は高周波パルスアーク溶接電流波形を用いるこ
とにより、ケーブルのインダクタンスが大きくても平均
電流を低くピーク電流を高くすることができるため入熱
量（溶接電流）が少ない超開先溶接でもアークは硬直し
指向性のあるアークが安定に持続できる。また水素脆化
がないため鉄鋼やフエライト系の合金にも使用できる。
【００３０】従来のパルス溶接ではクリーニング作用が
ないのと水素がブローホールの原因となるためアルミニ
ウム溶接には使用できない。しかし本発明では極正が反
転するため接合母材が負極に反転するとアルゴンイオン
によるクリーニング作用で酸化被膜は除去されるためア
ルミまたはアルミ合金の溶接ができる。また高周波パル
スアークの硬直（指向性）作用と正極と負極の通電比ま
たは正極と負極のピーク電流比を適選することによりア
ルミの深溶け込みと高速溶接ができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
〔実施例１〕図１は本発明の高周波パルス溶接の装置構
成図である。また図２は本発明のパルス電流波形と信号
波形の模式図である。図１において本発明のパルス溶接
器は応答性の速いインバータ式，アナログ式，チョパー
式等の電源１，４個のIGBTスイッチング素子からなる直
流を高周波パルス電流に変換するＤＣの高周波パルス変
換部２，直流電源である溶接電源１と直流の高周波パル
ス変換部２を結ぶ同軸ケーブル４，溶接電源及び直流高
周波パルス変換部を制御するための制御装置３，ＩＧＢ
Ｔのベースに信号を印加するための制御ケーブル７から
構成されている。
【００３２】次に本装置の動作について説明する。制御
装置３から図２の主パルス制御信号電圧がＩＧＢＴのＴ
２，Ｔ３のベースに入りＩＧＢＴがＯＮすると溶接電流
ｉはＴ２から母材の被接合材６（アーク負荷），溶接ト
ーチ５，Ｔ３を順次流れ−極に戻る。またＩＧＢＴのＴ
１，Ｔ４のベースに図２の反転パルス制御信号電圧が印
加されＯＮすると溶接電流ｉはＴ１から溶接トーチ５，
母材の被接合材６（アーク負荷），Ｔ４を順次流れ−極
に戻り極性が反転される。この動作を周期的に行うこと
により図２の理想的な模式図の電流波形のように立ち下
がりの速い連続した高周波パルス電流波形が得られる。
また波形のｔ１，ｔ２，ｔ３の時間及びピーク電流は制
御装置の設定値の信号を変えることにより行われる。次
に本装置を用い超狭開先溶接に応用した例について説明
する。被接合材６は炭素鋼で、板厚；３０mm，Ｉ型開先
のギャップ幅；３mm(角度３度)，シールドガス；アルゴ
ン，タングステン電極；偏平電極，溶加材(炭素鋼）ワ
イヤ；０.９φ，溶接負荷電圧：１２０Ｖ，ピーク電
流；５００Ａ，ｔ１；２０μsec(５〜１００μsec)、逆
パルス電流は最大５００Ａで、その通電時間ｔ２は溶接
電流波形を観察し最適波形になるよう調整し４μsec
（１〜５０μsec）した。ｔ３；２５μsec(１０〜２０
０μsec），溶接速度；２６０cm／min，直流高周波パル
ス変換部と溶接電源とを結ぶ同軸ケーブルの長さ；５０
ｍ，直流高周波パルス変換部と溶接トーチ間のケーブル
長さ；２ｍで溶接した結果、アークは狭開先内で硬直
（指向）し安定に持続し良好な溶接結果が得られた。本
実施例における立ち上がりと立ち下がりにおける電流は
１μsec 当り２００〜３００Ａである。逆パルス電流は
主パルス電流の約半分である。尚従来法でも実験したが
アルゴン単独シュールドガスでは側壁アークが発生し溶
接することができなかった。また従来法でシュールドガ
スをアルゴン＋５０％ヘリウム混合ガスに変えて実験し
たが、アーク長が変動するとアークは不安定となり適性
範囲が狭く接合欠陥が生じた。また本発明法でＩ型開先
のギャップ幅を種々変えて溶接した結果、開先ギャップ
２.５mm(角度３度),板厚３０mmまで溶接できた。
【００３３】図３は実用的な電流波形を示す模式図であ
る。図中の表示は図２と同じである。図２の矩形の波形
に対し各ピーク電流及び逆パルス電流ともに複数の波形
である。
【００３４】図４は本発明の高周波パルスＴＩＧ溶接装
置の構成を示したものである。パイプである被溶接材６
の円周上を移動する移動台車１４にＴＩＧの溶接トーチ
５，ＴＩＧワイヤ送給装置１３が乗せられてある。溶接
トーチ５にはアルゴン等のガス供給装置１１からアーク
部をシュールドするためのＡｒガスが供給される。冷却
水循環装置１２はＡＣ２００Ｖの溶接電源１，ＤＣ高周
波パルス変換部２の半導体装置及び溶接トーチ５の加熱
防止用の冷却装置である。冷却水は水を流すことのでき
る同軸ケーブル４を通り循環する。高周波パルス電流に
制御は溶接電源１の制御信号が制御信号ケーブル７を通
りＤＣ高周波パルス変換部２の半導体を制御することに
より行われる。
【００３５】図５は高周波パルスＭＩＧ溶接装置の構成
を示したものである。ＭＩＧトーチ１０，ＭＩＧワイヤ
送給装置１５を除き図４と構成は同じである。またＭＩ
Ｇトーチ１０を移動台車に乗せれば自動溶接ができる。
【００３６】図６は波形制御電源の構成図である。１７
はケーブル約５０ｍ±のケーブルを密着させインダクタ
ンスを軽減した配線、１８はｔ３の時間を変え平均電流
をフィードバック制御するものである。電流フィードバ
ックはＴＩＧ溶接、電圧フィードバック制御はＭＩＧ溶
接に用いられる。
【００３７】〔実施例２〕図７は、本発明による突合せ
溶接構造を有するＢＷＲプラントの系統概略図である。
図において、３０は原子炉、３１はタービン、３２は復
水器、３３は復水脱塩器、３４は復水低圧ポンプ、３５
は給水再循環ライン、３６は電導度検出器、３７は溶存
酸素濃度計、３８は酸素あるいは不活性ガスあるいはア
ルカリ剤の注入装置、３９はｐＨ測定器、４０は給水加
熱器、４１は炉水浄化系である。これらの原子炉３０の
一次冷却系配管はSUS304LまたはSUS316Lオーステナイト
系鋼管が用いられるが、それ以外の配管は炭素鋼または
低合金鋼が用いられる。本実施例ではこれらの炭素鋼ま
たは低合金鋼からなる配管を実施例１の方法と同じ開先
で同じ溶接方法によって接合した。その結果、溶接後の
応力除去焼鈍を省略することができた。即ち、溶接後の
残留応力が小さくできたことにより溶接のままで使用で
きた。
【００３８】また、一次冷却系配管は実施例３と同じ方
法によって溶接を行った。
【００３９】〔実施例３〕接合部の組織が大きな結晶に
成長すると接合部の超音波検査で母材と接合部の境界が
明確に現われない場合がある。そこで本発明の応用例と
して結晶成長阻止について説明する。溶接法；ワイヤ送
給ＴＩＧ溶接，母材；SUS304L，SUS316Lのオーステナイ
トステンレス鋼，板厚；３０mm，開先Ｖ型；角度３０
度，溶接負荷電圧；１２０Ｖ，溶接ピーク電流６００Ａ
と周期７９μsec を一定とし、ｔ１；５０μsec，ｔ
２；４μsec，ｔ３；２５μsecとｔ１；２０μsec,ｔ
２；４μsec，ｔ３；５５μsecを周期０.２５sec で交
互に切り替えて溶接した結果、切り替え周期に同期し平
均電流（平均アーク圧力）は変化し、それに伴って溶融
金属が撹拌するため結晶の成長が抑止される。本実施例
における立ち上がりと立ち下がりにおける電流は実施例
１と同様である。逆パルス電流はピーク電流の約半分で
ある。また高周波パルス電流の振動も結晶成長の抑止を
助長する。上記の条件で接合したものを超音波検査で検
査をした結果、従来ＴＩＧ溶接法で溶接したものより接
合部と母材とが明確に判別できた。なお、上記の結果は
切り替え周期を一定とし主ピーク電流の通電時間（ｔ
１）を変えて平均電流（平均アーク圧力）を変えたが、
ｔ３のベース電流，主電流のピーク電流を周期的にかえ
ても同じ効果が得られる。
【００４０】〔実施例４〕次にアルミニウムの深溶け込
み溶接を行った例について説明する。本発明の高周波パ
ルス電流波形は極性が反転できるので接合母材が負極の
時に正のアルゴンイオンにより母材はクリーニングされ
酸化被膜が除去されるためアルミニウムの溶接ができ
る。母材が負極の時間が長いほどクリーニングの効果が
ある。しかし、溶け込みが浅くまたタングステン電極の
消耗が大きい。従って溶接可能な範囲で母材負極の時間
を短く正の時間が長い方が深溶け込みが得られる。接合
母材はアルミニウム；板厚６mm，接合；Ｉバット接合，
電極；タングステン電極４φ，溶接負荷電圧；１２０
Ｖ，溶接ピーク電流；５００Ａ，ｔ１；３０μsec ，ｔ
２；１０μsec，ｔ３；２０μsec，溶接速度；２００cm
／min で溶接した結果、裏波ビードも良好で１パスで溶
接できた。電流の立ち上がりと立ち下がりは前述と同様
である。しかし従来のクリーニング作用のある交流溶接
は溶接速度を１５０cm／min に遅くすることにより溶接
可能であるが、ビードは幅と熱影響部が広くなる欠点が
ある。また電源特性を定電圧特性にしタングステン電極
をワイヤに変えて溶接したが上記と同様の高速溶接がで
きた。
【００４１】〔実施例５〕図１０は鉄道車両の車体に用
いられるハニカムパネルを実施例４と同じ方法によって
突合せ溶接した溶接構造物の斜視図である。ハニカムパ
ネルはＡｌ合金板の面板５１，Ａｌ合金のコア材５２，
Ａｌ合金の縁材５６は互いにろう材によって接合されて
いる。両者の部材は縁材５６を介して溶接トーチ５４に
よって前述と同様の溶接条件で狭開先の溶接部５５を裏
表に形成し接合した。本実施例ではＭＩＧ溶接によって
接合したものである。フィラには母材と同じ組成のもの
を用いた、溶接開先はＩ型で、ギャップ幅は３mmであ
る。
【００４２】図１１は本実施例の溶接法で製造した鉄道
車両の車体の斜視図である。本車体は天井板６０，窓枠
部６１，車体側壁６２，車体の床部６４によって構成さ
れ、各部材は本実施例の方法によって溶接され、溶接部
６３によって組立てられる。全長で２５ｍである。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、溶接ケーブルのインダ
クタンスの影響をなくした高周波電磁ピンチ力の硬直
（指向性）アークにより、水素脆化のある水素混合ガス
をシールドに用いなくとも狭開先溶接が安定にできる。
また極性反転電流のクリーニング作用によりアルミニウ
ムの深溶け込みと高速溶接ができる。
【００４４】溶接電源から５０ｍ離れた場所でもケーブ
ルのインダクタンスの影響がないので原子力配管の遠隔
操作による補修溶接にも適用できる。
【００４５】数Ｈｚで平均電流（アーク圧力）を変える
ことにより結晶の成長が抑止できるため超音波試験で接
合部と母材を明確に判別できるので超音波試験が容易と
なる。
【００４６】本発明は、炭酸ガスアーク溶接，被覆アー
ク溶接に適用しても本発明の高周波パルスの効果が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高周波パルス溶接装置の構成図。
【図２】本発明の高周波電流パルス波形の模式図。
【図３】本発明の高周波電流パルス波形の模式図。
【図４】本発明の高周波パルスアーク溶接装置の全体
図。
【図５】本発明の溶接トーチの断面図。
【図６】本発明の高周波パルスアーク溶接装置の波形制
御電源の構成図。
【図７】原子力発電プラントの構成図。
【図８】本発明の高周波パルス電流波形の変形例の模式
図。
【図９】本発明の高周波パルス電流波形の変形例の模式
図。
【図１０】ハニカムパネルの溶接構造を示す斜視図。
【図１１】鉄道車両の車体の溶接構造を示す斜視図。
【図１２】従来法のパルス溶接器の構成の一例。
【図１３】従来法の高周波パルス電流波形の模式図。
【符号の説明】
１…溶接電源、２…高周波パルス変換部、３…制御装
置、４…同軸ケーブル、５，５４…溶接トーチ、６…被
接合部材、７…制御信号ケーブル、８…スイッチングト
ランジスタ、９…溶接ケーブルの浮遊インダクタンス、
１０…ＭＩＧトーチ、１１…ガス供給装置、１２…冷却
水循環装置、１３…ＴＩＧワイヤ送給装置、１４…移動
台車、１５…ＭＩＧワイヤ送給装置。
フロントページの続き (72)発明者 桜井 泉 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 小沼 昭 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−139467（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−74240（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−206938（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−277741（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−271940（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−56160（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/09 B23K 9/167 B23K 9/173

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】溶接箇所近傍に配置される非消耗電極また
    は消耗電極と母材間に主パルス電流によってアークを発
    生させて溶接を行う高周波パルスアーク溶接法におい
    て、前記主パルス電流がＯＮからＯＦＦへ移行する時に
    前記主パルス電流と極性の異なる逆パルス電流を印加し
    前記主パルス電流の立ち下がりと前記逆パルス電流の立
    ち上がりを急峻させて指向性アークを形成させ、更に前
    記逆パルス電流後の前記主パルス電流の間に前記主パル
    ス電流より小さいベース電流を流すようにしたことを特
    徴とする高周波パルスアーク溶接法。
  2. 【請求項２】請求項１において、前記ベース電流のピー
    ク値と通電時間のうちのいずれか一方を周期的に変える
    ことを特徴とする高周波パルスアーク溶接法。
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