JP4646464B2 - Ｔｉｇ溶接装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶接装置に係わり、特に開先幅が非常に狭い開先内でＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ Ａｒｃ）溶接を行うのに効果的な溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電用ボイラの主配管、原子力発電のＲＰＶ（Ｒｅａｃｔｏｒ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｖｅｓｓｅｌ）等の圧力容器は厚さ３０ｍｍ〜１５０ｍｍの厚板構造物であり、多数の溶接箇所がある。例えば、発電用ボイラの一部を構成している主配管は、主蒸気管、高温再熱蒸気管、低温再熱蒸気管、主給水管等が高温あるいは高圧のために大径で厚肉管の構造となっている。主配管は、コイルで加熱された高温、高圧の蒸気をボイラからタービンまで送り、タービンで仕事を終えた蒸気を再びボイラのコイルに還流するといった高温、高圧の配管構造である。
【０００３】
また、配管自身が高温、高圧であるためボイラの起動、停止時における伸縮量が大きく、溶接継手に応力が集中するためボイラからタービンまでの主配管には高品質の溶接部が要求される。この溶接には、母材に対する入熱量を抑えて溶接歪みや熱影響を少なくし、また効率的に溶接を行うことができ得るという理由により、開先幅８ｍｍ〜１２ｍｍの狭開先アーク溶接法が適用される。
【０００４】
溶接法としてはステンレス鋼、高合金鋼の場合は、非消耗電極式ＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ Ａｒｃ）溶接法が、また、低合金、軟鋼の場合は、消耗電極式ＧＭＡ（Ｇａｓ Ｍｅｔａｌ Ａｒｃ）溶接法が適用される場合が多い。
【０００５】
ここで、本発明に関連する技術として、図１２を用いて狭開先ＴＩＧ溶接法を説明する。対向する母材５ａ，５ｂの間に幅８ｍｍ〜１２ｍｍの狭開先１４を加工し、開先幅より薄い長尺な溶接トーチ１とワイヤトーチ９を狭開先１４に挿入する。溶接トーチ１の先端にはタングステンからなる電極３が取り付けられていて、トーチ先端から吹き出す不活性ガス（Ａｒガス）により溶接部を空気からシールドしながら、電極３を負極、母材５ａ，５ｂを正極としてアーク６を形成し、ワイヤトーチ９により導かれた添加ワイヤ８を溶接部に送給して溶接を行い、狭開先１４を溶着金属により埋めることにより母材５ａと５ｂの接合を行う。
【０００６】
図１２では、図示していないが台車等の移動装置により、溶接装置を開先方向に移動しながら溶接している状況を示している。添加ワイヤ８はワイヤリール２４に巻かれていて、ワイヤフィーダ２３により、コンジットケーブル２２とワイヤトーチ９を経由して溶接部に導かれる。
【０００７】
また、溶接トーチ１の先端から吹き出すシールドガスだけでは、溶接トーチ１周辺の空気を巻き込み溶接部のシールドが不完全なため、溶接トーチ１上部の狭開先１４外にシールドボックス４を設置し、狭開先１４方向に対してシールドガスを流して、狭開先１４内全体を不活性ガス雰囲気にする方法が一般に採用されている。
【０００８】
この狭開先ＴＩＧ溶接法は１層１パスの多層溶接であり、１層２〜３ｍｍ程度の積層になることから、板厚が厚くなると数時間に及ぶ長時間連続溶接になり、更なる能率向上と品質の確保が望まれていた。
【０００９】
ＴＩＧ溶接の能率を高能率にする技術としては、特開平７−２２７６７３号公報において、シールドガスにＨｅガスを使用する方法が提案されている。シールドガスにＨｅガスを用いるとアーク圧力が下がり、逆に、図５のＡｒ，Ｈｅ混合ガス中のＨｅ量のアーク電圧に及ぼす影響を示すグラフからもわかるように、アーク電圧を上げる効果がある。当然、母材に入る入熱量（溶接電流×アーク電圧÷溶接速度）も高くなり、高能率溶接を行うことが可能になる。
【００１０】
しかし、Ｈｅガスを用いる方法では溶接金属に対するシールド性が悪くなる。また、Ｈｅ，Ａｒの混合ガスを用いる方法では、図５からもわかるように、純ＨｅガスにＡｒガスが２５％混ざるだけでほとんど純Ａｒガスのアーク電圧になってしまうため、これ以上のＡｒ混合率ではＨｅガスの効果が発揮されない。一方、逆にこれ以下のＡｒ混合率ではＨｅ濃度が高すぎるためシールド性が悪くなる。
【００１１】
そこで、図１１に示すような従来例の二重シールド法では、センタガスにＨｅガスを流し、アウターガスにＡｒガスを流すことにより、溶接アークをセンタガスであるＨｅガスでシールドし、溶融金属をアウターガスであるＡｒガスでシールドすることによって、溶融金属に対するシールド性を保ったまま、純Ｈｅの高い電位傾度を利用して、高能率ＴＩＧ溶接を実現させている。
【００１２】
一方、開先幅が７ｍｍ以下などの非常に狭い開先でＴＩＧ溶接を行うと、電極を開先内で左右にウィービングしないでもアークで両側開先壁を溶融でき、溶着金属量も少なくて済むことからＴＩＧ溶接でも短時間に溶接が行え、また溶接変形も残留応力も非常に小さくなるとの考えから、いろいろな技術開発が進められている。
【００１３】
例えば図１１に示すように、先ほど説明した二重シールドトーチを用いて母材５ａ，５ｂの表面にシールドノズル１８を配置し、開先底まで届くように長い丸棒のタングステン電極３を電極保持具１６ｄに装着し、シールドノズル１８からＡｒガスを、シールドノズル１８内に設けられたセンタガスノズル１７からＨｅガスを強く流しながら溶接することが行われている。この母材表面からのシールド方法ではセンターガスの届く深さは４０ｍｍ程度が限界であり、開先深さが１００ｍｍなどの深開先の溶接には適用できない。
【００１４】
従来の狭開先ＴＩＧ溶接トーチの一例（特公平３−６９６２９号公報）を図９と図１０に示す。溶接トーチ先端には電極３が取付けられていて、この周辺を不活性ガスであるＡｒガスなどでシールドする必要があり、ガスノズル２ｃ，２ｄによりＡｒガスをトーチ先端方向に吹出して溶接が行われる。一般にこのガスノズル２ｃ，２ｄはトーチ幅を狭くすることから電極３の左右に取付けられ、電極３の近い位置に設置される。特に開先幅が７ｍｍ以下などの非常に狭い開先を対象にした場合には、トーチ幅を最小にしたいため電極３を取囲むようにガスノズルを設置することは非常に難しくなる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
図９及び図１０に示す従来の狭開先ＴＩＧ溶接トーチを使用して、図１２に示すように狭開先内に溶接トーチ１を挿入してシールドボックスからＡｒガスをガスノズル２ｃ，２ｄからＨｅガスを吹出して前記二重シールド方法と同様の効果が得られないかを確かめるため、テストを行ってみた。アーク電圧を測定してシールド状態を確認したが、Ｈｅガスシールドでのアーク電圧は得られず、二重シールド法と同様の効果は認められなかった。
【００１６】
これは図７に示すようにシールドボックス４から開先内に吹込まれたＡｒガスを、電極３両側のガスノズルから吹出すＨｅガスが巻込むからであり、特にこの巻込みは電極両側のガスノズルから吹出すＨｅガスの重なる電極部で特に大きいからと考えられる。
【００１７】
また、Ｈｅガスシールドで溶接を行う場合に課題となる事項として、スタート性が悪いということがあった。ＴＩＧ溶接のスタート方法としては、高周波放電方式、高電圧放電方式、タッチスタート方式がある。ＨｅはＡｒに比べて電離電圧が高くプラズマ化されにくいため、Ｈｅシールドでは電極と母材間に高周波あるいは高電圧をかけてもＨｅが電離しにくく極端にスタート性が悪いことが知られている。そのため電極と母材間の距離を極端に短くしてスタートする等の対策が行われていた。
【００１８】
しかし、この方式ではアーク点弧後にトーチを引上げる等のシーケンスが必要になる。また、狭開先溶接では狭く深い開先の底での作業になることから、位置調整が難しい等の課題があった。
【００１９】
以上のように、従来技術では、溶接アークをＨｅガスでシールドして、溶融金属をＡｒガスシールドする高能率ＴＩＧ溶接を、狭開先ＴＩＧ溶接で実現するために開先外の母材表面に設置したシールドボックスからＡｒガスを開先内に吹出して、電極両側の吹出し口が開先底方向に向いているガスノズルからＨｅガスを吹出してもＨｅガスがＡｒガスを巻込んでしまい高能率ＴＩＧ溶接を実現することができなかった。
【００２０】
また、Ｈｅシールドでの高周波放電方式スタート及び高電圧放電方式スタートの場合にスタート性が悪いという問題があった。
【００２１】
本発明の目的は、狭開先溶接においても、溶接アークをＨｅガスでシールドして、溶融金属をＡｒガスシールドする高能率ＴＩＧ溶接を可能にし、Ｈｅガスシールドでも高周波放電方式スタート及び高電圧放電方式スタートが安定して行えるＴＩＧ溶接装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は次のような構成を採用する。
開先外より不活性ガスを開先内に吹付けるシールドボックスと、開先内に挿入してＴＩＧ溶接を行う溶接トーチと、前記溶接トーチ先端の電極と、前記電極の両側に配置した不活性ガスを吹出すガスノズルと、を備えたＴＩＧ溶接装置であって、
前記ガスノズルの吹出し方向は互いに向かい合う方向であり、
前記ガスノズルから吹出したガスは互いにぶつかり合って上昇成分と下降成分のガス流を生成するＴＩＧ溶接装置。
【００２３】
また、前記ＴＩＧ溶接装置において、前記ガスノズルは、その吹出し狙い位置を前記電極の先端より少し上部とするＴＩＧ溶接装置。
【００２４】
また、前記ＴＩＧ溶接装置において、前記シールドボックスから吹出す不活性ガスをＡｒガスとし、前記ガスノズルから吹出す不活性ガスをＨｅガスとするＴＩＧ溶接装置。
【００２５】
また、ＴＩＧ溶接を行う溶接トーチの先端の電極と、前記電極と母材間に形成されたアークと、をＨｅガスでシールドするＴＩＧ溶接装置であって、
溶接スタート時にＨｅガスに２０％以上のＡｒガスを添加し、アーク点弧後にＡｒガスを遮断するＴＩＧ溶接装置。
【００２６】
このような構成を採用することによって、本発明は次のような機能乃至作用を奏することができる。即ち、開先外母材表面のシールドボックスよりＡｒガスを開先内に吹付けることにより、Ａｒガスは比重が重いため、開先内がＡｒガス環境になり溶接中の溶融金属をＡｒガスでシールドできる。そして、電極両側に配置したガスノズルの吹出し方向を向合う方向とし、ガスノズルから吹出したＨｅガスをお互いにぶつけ合って上昇成分と下降成分のガス流を生成させることにより、開先上部からのＡｒガスを巻込むことなくアークをＨｅガスでシールドできる。この際に、ガスノズル２ａ、２ｂ方向にＡｒガスを多少巻込むが、巻込んだＡｒガスは吹出し方向に対して広がる方向に巻込まれるため、アークはＡｒガスの影響をほとんど受けない。
【００２７】
また、電極先端と母材間に発生したアークは電極先端の狭い表面から広い母材に対して発生する。つまりアークは電極先端から母材方向に広がった形になりＰ点とＱ点の電流密度を比較すると（図８参照）、Ｐ点の電流密度の方が高く、Ａ、Ｂの矢印方向にプラズマ気流が発生する。つまりガスノズルの吹出し狙い位置を電極先端より少し上部を狙うことにより、このプラズマ気流の流れにＨｅガスを選択的に送り込むことになり、Ｈｅガスによるアークのシールドが完全に行えて、狭先開先溶接での高能率ＴＩＧ溶接が達成される。
【００２８】
また、Ｈｅガスシールドでの高周波放電方式スタート及び高電圧放電方式スタートは、溶接スタート時にＨｅガスに２０％以上のＡｒガスを添加することにより、Ａｒガス環境下でのアークスタート性と同じになり、安定したアークスタートを行うことができる。そしてアーク点弧後にＡｒガスを遮断することにより高能率ＴＩＧ溶接が達成される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係るＴＩＧ溶接装置について、図面を参照しながら以下説明する。図１は、本発明の実施形態に関するＴＩＧ溶接トーチの開先内に挿入された状態の正面図であり、図２は、本実施形態に関するＴＩＧ溶接トーチの開先内に挿入された状態の側面図である。図４は、本発明の実施形態に係るＴＩＧ溶接装置の溶接スタート時におけるＨｅガスとＡｒガスのガスフローを示すフローチャート図である。
【００３０】
図１において、１は狭開先用の溶接トーチ、２ａ，２ｂはＨｅガスを電極先端部に吹付けるためのガスノズル、３はタングステンからなりアークを発生する電極、４は開先外母材表面から開先１４に向かってＡｒガスを吹出すシールドボックス、５，５ａ，５ｂは被溶接物の母材、６はアーク、７は溶融池、８は添加ワイヤ、９は添加ワイヤ８を溶接部に導くワイヤトーチ、１０は溶接トーチ１及びガスノズル２ａ，２ｂ及びワイヤトーチ９を取付けるための取付け台、１１ａ，１１ｂは溶接後の溶接ビード、１２は溶接機器を制御する溶接制御装置、１３ａ，１３ｂ，１３ｃはＡｒガス、Ｈｅガスの開閉を行うソレノイドバルブ、１４は開先、２５はガスの流量を調整する流量調整バルブ、をそれぞれ表す。
【００３１】
次に、本実施形態に係るＴＩＧ溶接装置の動作、機能乃至作用について説明する。なお、非消耗電極式アーク溶接方法、溶接手順については従来方法と同様であるので説明を割愛する。
【００３２】
ＴＩＧ溶接の能率を上げるためには、当然溶接電流を上げることが必要になるが、溶接電流を上げるとアークの集中性が増してアーク圧力が増す。つまり、図８に示すように、電極３先端と母材５間に発生したアークは、電極３先端の狭い表面から広い母材に対して発生する。アークは電極３先端から母材５方向に広がった形になりＰ点とＱ点の電流密度を比較すると、Ｐ点の電流密度の方が高く、図示のＡ及びＢの矢印方向にプラズマ気流が発生してアーク圧力が発生する。
【００３３】
このように、溶接電流を上げるとＰ点とＱ点の電流密度差が大きくなりアーク圧力も大きくなる。このアーク圧力が大きくなると、母材５を掘り込む力が強くなり溶接ビード中央に気孔が発生し、ビードが途切れてしまうハンピングビードが発生し溶接欠陥になる。このアーク圧力をＨｅガスシールドでは、Ａｒガスシールドに比べて１／４以下にすることができる。これはＨｅガスシールドのアークとＡｒシールドのアークではアークの形状が異なり、電極先端の電流密度に差ができるため、Ａ，Ｂ間の圧力差が異なるからである。
【００３４】
また、図５のＡｒ，Ｈｅ混合ガス中のＨｅ量のアーク電圧に及ぼす影響を示すグラフからもわかるように、Ｈｅガス中ではアーク電圧はＡｒガス中でのアーク電圧より１．５倍以上高く、当然、母材に入る入熱量（溶接電流×アーク電圧÷溶接速度）もＨｅガスシールドの方が高くなる。このようにＨｅガスシールドで溶接すれば高能率なＴＩＧ溶接を行うことができる。しかし、Ｈｅガスは軽いためシールド性に課題が生じる。また、シールド性が良いＡｒガスと混合すると、図５に示すようにＨｅガスが８０％以上でないとＡｒガスの影響を強く受けてしまう。
【００３５】
以上のことから、アークをＨｅガスでシールドし、その周辺にＡｒガスを流すことにより溶融金属をシールドする手法が、理想的な高能率ＴＩＧ溶接を実現することに繋がると云える。この高能率ＴＩＧ溶接手法を狭開先溶接に適用したものが本実施形態に係るＴＩＧ溶接装置であり、図１及び図２を用いて具体的に説明する。まず、開先１４内全体を不活性ガスでシールドするために、シールドボックス４により開先１４方向に向かってＡｒガスを流す。そして、溶接トーチ両側のガスノズル２ａ，２ｂによりＨｅガスを電極３先端上部に吹付ける。
【００３６】
Ｈｅガスでアークをシールドする場合に、図８で示すように、プラズマ気流Ａ，Ｂの気流の起点、即ち電極３先端より少し上部に向かってＨｅガスを吹付けるのが有効な方法である。換言すると、図６に示すように、電極３の両側からガスノズル２ａ，２ｂを向合う方向に設置し、ガスノズルの狙い位置は、電極先端より少し上を狙うようにしてＨｅガスを吹出すようにする。狭い開先内ではＨｅガスがお互いにぶつかり合って上昇成分と下降成分のガス流が生成され、開先上部からのＡｒガスを巻込むことなくアークをＨｅガスでシールドすることができる。
【００３７】
ガスノズル２ａ，２ｂ方向にＡｒガスを多少巻込むが、巻込んだＡｒガスは吹出し方向に対して広がる方向に巻込まれるためアークはＡｒガスの影響をほとんど受けない。つまり、Ｈｅガスによるアークのシールドが完全に行え、溶融金属はＡｒガスでシールドが行えるため、狭先開先溶接でも高能率ＴＩＧ溶接が達成できる。
【００３８】
５０ｍｍ以上の深い開先での溶接テストを行い、本実施形態でのアーク電圧と、２０ｍｍ程度の浅い開先でシールドボックス４からもＨｅガスを流したＨｅガスだけでのアーク電圧とが等しいことを確認し、高能率溶接が実現できたことを確認した。
【００３９】
次に、Ｈｅガスシールドでのアークスタート方法について説明する。ＨｅはＡｒに比べて電離電圧が高くプラズマになりにくいため、Ｈｅシールドでは電極と母材間に高周波あるいは高電圧をかけてもＨｅが電離しにくく極端にスタート性が悪いことが知られている。そこで、高周波放電方式スタート及び高電圧放電方式スタートの溶接スタート時にＨｅガスに２０％以上のＡｒガスを添加することにより、Ａｒガス環境下でのアークスタート性と同様になり、安定したアークスタートを行うことができる。そして、アーク点弧後にＡｒガスを遮断することにより高能率ＴＩＧ溶接が達成できる。
【００４０】
図５のＡｒ、Ｈｅ混合ガス中のＨｅ量のアーク電圧に及ぼす影響を示すグラフからもわかるように、純ＨｅガスにＡｒガスが２５％混ざるだけでほとんど純Ａｒガスのアーク電圧になってしまう。つまりＡｒガスが２０％以上なら純Ａｒガスの性状に近くなる。
【００４１】
図１に示す溶接制御装置１２内にソレノイドバルブ１３ａ，１３ｂ，１３ｃを設け、ソレノイドバルブ１３ａでガスノズル２ａ，２ｂに導くＨｅガスを、ソレノイドバルブ１３ｂでガスノズル２ａ，２ｂに導くＡｒガスを、ソレノイドバルブ１３ｃでシールドボックス４に導くＡｒガスを、それぞれ開閉する。ソレノイドバルブ１３ｂを通過したＡｒガスは流量調整バルブ２５によりＨｅガスの流量の２０〜３０％の流量に調整可能になっている。
【００４２】
次に、スタート時のシーケンスについて図４を用いて説明する。スタートのプリフロー時間はソレノイドバルブ１３ａ，１３ｂ，１３ｃを開にする。ガスノズル２ａ，２ｂから吹出すガスには２０％以上のＡｒガスが含まれる。ここで電極３と母材５間に高周波あるいは高電圧をかけアークを点弧する。このときＨｅガスにはＡｒガスが含まれているためスタートは良好に行われる。アーク点弧後にソレノイドバルブ１３ｂを閉にしてＨｅガスに含まれるＡｒガスを遮断する。なお、スタート時にシールドボックス４のＡｒガスだけを流してスタートし、アーク点弧後にＨｅガスを流す方式も検討したが、ソレノイドバルブの開時にガスが突出するため、アークを吹消す現象を起こすために採用することはできない。
【００４３】
次に、本発明の他の実施形態に係るＴＩＧ溶接装置について図３を参照しながら以下説明する。図３において、１は狭開先用の溶接トーチ、２ａ，２ｂはＨｅガスを電極先端部に吹付けるためのガスノズル、３はタングステンからなり傾斜して溶接トーチ１に取付けられたアークを発生する電極、４は開先外母材表面から開先１４に向かってＡｒガスを吹出すシールドボックス、５は被溶接物の母材、６はアーク、７は溶融池、８は添加ワイヤ、９は添加ワイヤ８を溶接部に導くワイヤトーチ、１０は溶接トーチ１及びガスノズル２ａ，２ｂ及びワイヤトーチ９を取付けるための取付け台、１１ａ，１１ｂは溶接後の溶接ビード、１５はガスノズル２ｂをワイヤトーチ９に取付けて固定するための取付け具、をそれぞれ表す。
【００４４】
ＴＩＧ溶接の場合に電極３を母材５（図３では開先底）に対して斜めにして施工する場合がある。これは垂直方向の溶け込みを優先するよりアークの広がりを利用して横方向の開先壁の溶け込みを得たいときに用いられる。また、添加ワイヤの溶接部への挿入を垂直にして、溶接トーチ１、ワイヤトーチ９、ガスノズル２ａ，２ｂの幅を狭くすることも行われる。この場合、ワイヤトーチ９は溶接トーチ１とガスノズル２ｂの間に設置される。このように、斜め電極又は添加ワイヤの垂直挿入のいずれの場合も、開先外のシールドボックス４からＡｒガスを開先内に吹付けて開先内をＡｒガスでシールドし、電極両側に配置したガスノズルの吹出し方向を向合う方向とし、ガスノズルから吹出したＨｅガスをお互いにぶつけ合って上昇成分と下降成分のガス流を生成させることと、電極両側に配置したガスノズルの吹出し狙い位置を電極先端より少し上部を狙うことにより高能率ＴＩＧ溶接が達成できる。
【００４５】
また、ワイヤトーチ９を溶接トーチ１とガスノズル２ｂ間に設置する場合は、ガスノズル２ｂの吹出し口と電極３との距離が、ガスノズル２ａの方より離れるので、ガスノズル２ｂから吹出すＨｅガスの量をガスノズル２ａの方より多くする必要がある。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、開先幅７ｍｍ以下の狭開先で開先深さが４０ｍｍ以上となる深い開先であっても、シールドボックスから開先内に向かって流すＡｒガスにより溶融金属がシールドされ、電極両側のガスノズルが吹出すＨｅガスによりアークがシールドされるため、Ａｒガスの高いシールド性とＨｅガスの高い溶接アーク電位傾度を有効に利用して、狭開先溶接であっても高能率なＴＩＧ溶接が実現できる。
【００４７】
また、Ｈｅガスでアークをシールドする場合の高周波放電方式及び高電圧放電方式の溶接スタート時に、Ｈｅガスに２０％以上のＡｒガスを添加することにより、Ａｒガス環境下でのアークスタート性と同様になり、安定したアークスタートを行うことができる。そして、アーク点弧後にＡｒガスを遮断することによりＨｅガスによりアークがシールドされるので高能率ＴＩＧ溶接が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に関するＴＩＧ溶接トーチの開先内に挿入された状態の正面図である。
【図２】本実施形態に関するＴＩＧ溶接トーチの開先内に挿入された状態の側面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に関するＴＩＧ溶接トーチの開先内に挿入された状態の正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るＴＩＧ溶接装置の溶接スタート時におけるＨｅガスとＡｒガスのガスフローを示すフローチャート図である。
【図５】Ａｒ，Ｈｅ混合ガス中のＨｅ量のアーク電圧に及ぼす影響を示すグラフである。
【図６】本実施形態に係る、電極両側のガスノズルから向合う方向でＨｅガスを吹出した時のシールド状態を表す説明図である。
【図７】電極上部両側のガスノズルから下向き方向にＨｅガスを吹出した時のシールド状態を表す説明図である。
【図８】アーク部に発生するプラズマ気流の発生機構を表す説明図である。
【図９】従来技術に関するＴＩＧ溶接トーチの正面図である。
【図１０】従来技術に関するＴＩＧ溶接トーチの側面図である。
【図１１】従来技術に関する二重シールド構造のＴＩＧトーチを用いた溶接方法を示す溶接部の断面図である。
【図１２】狭開先溶接の溶接方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 溶接トーチ
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ ガスノズル
３ 電極
４ シールドボックス
５，５ａ，５ｂ 母材
６ アーク
７ 溶融池
８ 添加ワイヤ
９ ワイヤトーチ
１０ 取付け台
１１，１１ａ，１１ｂ 溶接ビード
１２ 溶接制御装置
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ ソレノイドバルブ
１４ 開先
１５ 取付け具
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ 電極保持具
１７ センタガスノズル
１８ シールドガスノズル
１９ 添加ワイヤ導管
２０ 冷却水導管
２１ 電極固定ブロック
２２ コンジットケーブル
２３ ワイヤフィーダ
２４ ワイヤリール
２５ 流量調整バルブ

Claims (4)

1. 開先外より不活性ガスを開先内に吹付けるシールドボックスと、開先内に挿入してＴＩＧ溶接を行う溶接トーチと、前記溶接トーチ先端の電極と、前記電極の両側に配置した不活性ガスを吹出すガスノズルと、を備えたＴＩＧ溶接装置であって、
   前記ガスノズルの吹出し方向は互いに向かい合う方向であり、
   前記ガスノズルから吹出したガスは互いにぶつかり合って上昇成分と下降成分のガス流を生成する
   ことを特徴とするＴＩＧ溶接装置。
2. 請求項１に記載のＴＩＧ溶接装置において、
   前記ガスノズルは、その吹出し狙い位置を前記電極の先端より少し上部とすることを特徴とするＴＩＧ溶接装置。
3. 請求項１又は２に記載のＴＩＧ溶接装置において、
   前記シールドボックスから吹出す不活性ガスをＡｒガスとし、前記ガスノズルから吹出す不活性ガスをＨｅガスとすることを特徴とするＴＩＧ溶接装置。
4. ＴＩＧ溶接を行う溶接トーチの先端の電極と、前記電極と母材間に形成されたアークと、をＨｅガスでシールドするＴＩＧ溶接装置であって、
   溶接スタート時にＨｅガスに２０％以上のＡｒガスを添加し、
   アーク点弧後にＡｒガスを遮断する
   ことを特徴とするＴＩＧ溶接装置。

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