JP4862170B2 - Tig溶接方法およびその装置 - Google Patents
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Description
被接合部と被接合部以外の非接合部とが互いに接近して両者の間隙が狭い構造(経験的に、間隙が被接合部の長さ以下と狭い場合)の被接合物においても、従来のTIG溶接方法では、被接合物の被接合部に円錐状に広がる放射形状の溶接アークを発生して溶接を行っている。この従来のTIG溶接方法では、溶接アークの放射形状自体を制御しない場合には、被接合部を溶融して接合する溶接部の溶接形状が溶接アーク形状に従って略球状になる(例えば、特許文献1参照)。
特に、図3に示すように、被接合部110の幅方向が短く、長さ方向が長い矩形状の導体端子を有する被接合物105では、その長さ方向が溶接線方向であり、溶接線方向を十分溶融するために溶接アーク108の放射形状を大きくする必要があり、その結果として、被接合部110の溶接部109の長い溶接が可能となるものの、溶接アーク108の放射形状が被接合部110より大きくなって、被接合部110と隣合って接近して配置される非接合部に円錐状に広がる溶接アーク108の先端部が接触して、隣接する非接合部に熱影響を与え、隣接する非接合部が導体端子を絶縁のためにモールドする樹脂材にて構成される場合には樹脂部111をこの溶接アーク108の熱で焦がしてしまうという問題がある。
請求項1の手段を採用するTIG溶接方法では、被接合物は、導体端子と導線端部とを互いに溶融して接合する被接合部と、被接合部の溶接線方向に被接合部と隣合う非接合部を有し、非接合部は被接合部と接近して配置されており、被接合部と溶接トーチの電極との間にアーク放電させて溶接アークを発生させ、電極と被接合部との間に一定磁界を印加させ、磁界と溶接アークに流れるアーク電流との電磁気的相互作用により生じる電磁力を、溶接アークに作用させ、溶接アークの放射形状を、被接合部の溶接線方向のうち被接合部と隣合う非接合部が配置されている方向と異なる方向に偏向させて、溶接アークを非接合部から離して溶接を行うことを特徴としている。
請求項2の手段を採用するTIG溶接方法では、磁界は、磁界の磁力線がアーク電流に対し略直交して通過することを特徴としている。
請求項3の手段を採用するTIG溶接方法では、磁界は、磁界の磁力線が、被接合物の被接合部と非接合部とを結ぶ方向に対し略直交して通過することを特徴としている。
請求項4の手段を採用するTIG溶接方法では、磁界は、永久磁石を用いて永久磁石の両極を結ぶ方向と、電極と被接合物との中心軸とが略直交して印加されることを特徴としている。
請求項5の手段を採用するTIG溶接方法では、被接合物が、回転電機の固定子を構成する電流導体であることを特徴としている。
請求項6の手段を採用するTIG溶接装置では、被接合物は、導体端子と導線端部とを互いに溶融して接合する被接合部と、被接合部の溶接線方向に被接合部と隣合う非接合部を有し、非接合部は被接合部と接近して配置されており、被接合部と溶接トーチの電極との間にアーク放電させて溶接アークを発生させ、溶接アークと並ぶ位置に、アーク電流に対し略直交した一定磁界を発生させる永久磁石を設け、永久磁石により発生させた磁界とアーク電流の電磁気的相互作用により生じる電磁力を、溶接アークに作用させ、溶接アークの放射形状を、被接合部の溶接線方向のうち被接合部と隣合う非接合部が配置されている方向と異なる方向に偏向させて溶接を行うように構成している。
請求項7の手段を採用するTIG溶接装置では、永久磁石は、両磁極を両端部に備え、断面が長方形状の柱状単一磁石、または馬蹄形磁石であって、溶接アークと並設または挟設して配置されることを特徴としている。
請求項8の手段を採用するTIG溶接装置では、永久磁石は、磁束密度の高い希土類磁石であることを特徴としている。これにより、一定磁界がよりコンパクトに、かつ、強力に印加でき、さらに小形の導体端子等の被接合物に対しても正確、かつ、迅速に溶接し易くなる。
この発明の最良の実施形態を、図に示す実施例1とともに説明する。
図1は、電極と被接合物との間に一定磁界を印加する永久磁石を設けたTIG溶接装置の概略図を示す。
図1に示すように、TIG溶接装置1は、TIG溶接機2の負極が接続される溶接トーチ3の電極4と、正極が接続され、被接合物5との間にアーク放電を発生させるための電極6が配設されている。溶接トーチ3の電極4の中心軸と被接合物5の後記する被接合部10の中心は略一致させるが、好適には被接合部10の反溶接線方向に電極4の中心軸を僅かにオフセットして、被接合物5を電極6によって押圧し、固定させる。これにより、予め後記する溶接アーク8の偏向代を確保するとともに、電気的導通も確保している。
本実施例の作用効果について説明する。上記TIG溶接方法によれば、溶接アーク8の放射形状を被接合物5の被接合部10の溶接線方向のうち反非接合部側の方向に偏向、固定できるので、この溶接部9と隣合って接近して配置される非接合部(具体的には樹脂部11)に溶接アーク8による熱影響を減少させることができる。つまり、従来の溶接方法にて生じた樹脂部11の溶接アーク8による焦げは防止できる。
本発明の実施例2を図2に示す。図2は、電極と被接合物との間に一定磁界を付加する永久磁石を備えたTIG溶接装置の概略図を示す。
実施例1と実質的に同一構成部分に同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
本実施例でのTIG溶接装置1は、主に磁界を生じる永久磁石7の磁極の位置、形状の違いであり、他の構成は変わるところはなく、実施例1と同様な作用・効果が得られる。特に、本実施例のように溶接アーク8を両磁極内に挟設して、両磁極間に生じる磁界を印加させる方が高磁界を印加させ易く、より確実な偏向、固定が可能となり、逆に同じ偏向、固定が実現できるならTIG溶接装置1はよりコンパクトとなり易い。
2 TIG溶接機
3 溶接トーチ
4、6 電極
5 被接合物
7 永久磁石
8 溶接アーク
9 溶接部
10 被接合部
10a 導体端子部
10b 平角導線端部
11 樹脂部(非接合部)
Claims (8)
- 被接合物を溶接アークにより溶融して接合するTIG溶接方法において、
前記被接合物は、導体端子と導線端部とを互いに溶融して接合する被接合部と、
該被接合部の溶接線方向に前記被接合部と隣合う非接合部を有し、
該非接合部は前記被接合部と接近して配置されており、
前記被接合部と溶接トーチの電極との間にアーク放電させて溶接アークを発生させ、
前記電極と前記被接合部との間に一定磁界を印加させ、
前記磁界と前記溶接アークに流れるアーク電流との電磁気的相互作用により生じる電磁力を、前記溶接アークに作用させ、
前記溶接アークの放射形状を、前記被接合部の溶接線方向のうち被接合部と隣合う非接合部が配置されている方向と異なる方向に偏向させて、
前記溶接アークを前記非接合部から離して溶接を行うことを特徴とするTIG溶接方法。 - 請求項1に記載のTIG溶接方法において、
前記磁界は、前記磁界の磁力線が前記アーク電流に対し略直交して通過することを特徴とするTIG溶接方法。 - 請求項1または2に記載のTIG溶接方法において、
前記磁界は、前記磁界の磁力線が、前記被接合物の前記被接合部と前記非接合部とを結ぶ方向に対し略直交して通過することを特徴とするTIG溶接方法。 - 請求項1ないし3のいずれか1つに記載のTIG溶接方法において、
前記磁界は、永久磁石を用いて前記永久磁石の両磁極を結ぶ方向と、前記電極と前記被接合部との中心軸とが略直交して印加されることを特徴とするTIG溶接方法。 - 請求項1ないし4のいずれか1つに記載のTIG溶接方法において、
前記被接合物が、回転電機の固定子を構成する電流導体であることを特徴とするTIG溶接方法。 - 被接合物を溶接アークにより溶融して接合するTIG溶接装置において、
前記被接合物は、導体端子と導線端部とを互いに溶融して接合する被接合部と、
該被接合部の溶接線方向に前記被接合部と隣合う非接合部を有し、
該非接合部は前記被接合部と接近して配置されており、
前記被接合部と溶接トーチの電極との間にアーク放電させて溶接アークを発生させ、
前記溶接アークと並ぶ位置に、アーク電流に対し略直交した一定磁界を発生させる永久磁石を設け、
前記永久磁石により発生させた前記磁界と前記アーク電流の電磁気的相互作用により生じる電磁力を、前記溶接アークに作用させ、
前記溶接アークの放射形状を、前記被接合部の溶接線方向のうち被接合部と隣合う非接合部が配置されている方向と異なる方向に偏向させて溶接を行うように構成したことを特徴とするTIG溶接装置。 - 請求項6に記載のTIG溶接装置において、
前記永久磁石は、両磁極を両端部に備え、断面が長方形状の柱状単一磁石、または馬蹄形磁石であって、前記溶接アークと並設または挟設して配置されることを特徴とするTIG溶接装置。 - 請求項6または7に記載のTIG溶接装置において、
前記永久磁石は、磁束密度の高い希土類磁石であることを特徴とするTIG溶接装置。
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