JPH01133680A - 非消耗電極溶接装置 - Google Patents
非消耗電極溶接装置Info
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- JPH01133680A JPH01133680A JP62290550A JP29055087A JPH01133680A JP H01133680 A JPH01133680 A JP H01133680A JP 62290550 A JP62290550 A JP 62290550A JP 29055087 A JP29055087 A JP 29055087A JP H01133680 A JPH01133680 A JP H01133680A
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Classifications
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えばホットワイヤＴＩＧ溶接装置などの非
消耗電極溶接ｖｉ置に係り、特にアルミニウムなどの交
流アーク１容接を高能率に行うのに好適な非消耗電極溶
接装置に関するものである。
消耗電極溶接ｖｉ置に係り、特にアルミニウムなどの交
流アーク１容接を高能率に行うのに好適な非消耗電極溶
接装置に関するものである。
（従来の技術〕
アルミニウムやアルミニウム合金の溶を妾では。
おおむね５ｍｍ以ドの薄板には交流ＴＩＧ溶接が。
ｅＪＬ以上の厚板にはＭＩＧ１８ｒ＃が使用されること
が多い。このＭＩＧ溶接は溶接速度が速＜ＴｌＧ１８接
装置に比較して入熱量が小さいので、熱影響部の幅も狭
くできて、軟ｆヒも熱歪みも少な（なるという特長を有
しているが、気孔が発生しやすく、また溶接金属の耐触
性がやや劣ると言う欠点がある。またアークの安定性や
ビート形成の点から薄板の溶接には適用できない。
が多い。このＭＩＧ溶接は溶接速度が速＜ＴｌＧ１８接
装置に比較して入熱量が小さいので、熱影響部の幅も狭
くできて、軟ｆヒも熱歪みも少な（なるという特長を有
しているが、気孔が発生しやすく、また溶接金属の耐触
性がやや劣ると言う欠点がある。またアークの安定性や
ビート形成の点から薄板の溶接には適用できない。
一方、ＴＩＧ溶接は溶接速度が比較的遅（、入熱量が大
きくなって熱影響部の幅も大きく、軟化ならびに熱歪み
も太き（なる傾向にあるが、ビート形状が良☆Ｉで、気
孔の発生が少なく、溶接金属の耐蝕性も優れるという特
長がある。薄板用には溶は落ちなどの問題からアークＮ
ＲＬ流が太き（とれないため、アーク電流を大きくしな
いで溶接速度を向上することが、軟ｆヒや熱歪みを小さ
くする観点から望まれていた。
きくなって熱影響部の幅も大きく、軟化ならびに熱歪み
も太き（なる傾向にあるが、ビート形状が良☆Ｉで、気
孔の発生が少なく、溶接金属の耐蝕性も優れるという特
長がある。薄板用には溶は落ちなどの問題からアークＮ
ＲＬ流が太き（とれないため、アーク電流を大きくしな
いで溶接速度を向上することが、軟ｆヒや熱歪みを小さ
くする観点から望まれていた。
第５図は、アルミニウムやアルミニウム合金を自動Ｔ
Ｉ Ｇ溶接するときに従来使用されている溶接装置の概
要を示した図である。
Ｉ Ｇ溶接するときに従来使用されている溶接装置の概
要を示した図である。
同図に承すように、交流アークｍ源１６、ＴＩＧトーナ
４．母材６の系で交流アーク７を形成し。
４．母材６の系で交流アーク７を形成し。
そこへワー（ヤ送給装＠８な用いて添加ワイヤ９をコン
ジットｌＯで１ｒｊ接部に案内し、アーク７で溶かして
溶着ビート１３を形成している。トーチ４の水冷系統及
びシールドカス系統は図示していないが、トーチ４から
はアルゴンガス等の不活性ガスを流出させて溶接部のシ
ールドを行っている。
ジットｌＯで１ｒｊ接部に案内し、アーク７で溶かして
溶着ビート１３を形成している。トーチ４の水冷系統及
びシールドカス系統は図示していないが、トーチ４から
はアルゴンガス等の不活性ガスを流出させて溶接部のシ
ールドを行っている。
なお、図中の５はタングステン電極である。
このようにアルミニウムをＴＩＧ溶接する際に。
酸化波膜があると溶接が困難になるため、交流アークに
して母材６側にアークの陰極点を形成させる期限を設け
、陰極点に入るイオン衝撃作用により摩材６表面の酸化
物を破壊する所謂、クリー二ンク作用を活用して、酸化
被膜を除去しながら溶接を行うのが、最も一般的である
。また、銅及び鋼合金をＴＩＧ溶接するときには直流正
極性（１！極マ、ｒナス）で行うのが普通であるが、ア
ルミ青銅やベリリウム青銅を溶接するときにはクリーニ
ング作用が得られる交流アークの方が容易に溶接できる
。このような交流ＴＩＧアーク溶接では。
して母材６側にアークの陰極点を形成させる期限を設け
、陰極点に入るイオン衝撃作用により摩材６表面の酸化
物を破壊する所謂、クリー二ンク作用を活用して、酸化
被膜を除去しながら溶接を行うのが、最も一般的である
。また、銅及び鋼合金をＴＩＧ溶接するときには直流正
極性（１！極マ、ｒナス）で行うのが普通であるが、ア
ルミ青銅やベリリウム青銅を溶接するときにはクリーニ
ング作用が得られる交流アークの方が容易に溶接できる
。このような交流ＴＩＧアーク溶接では。
これまでは一般にワーＣヤの通電加熱をしない所謂、コ
ールドワイヤを添加ワイヤとして用いてアークで溶融し
て溶着金属を形成していた。
ールドワイヤを添加ワイヤとして用いてアークで溶融し
て溶着金属を形成していた。
アークｍ源としては、直流電流をスイッチングして方形
波交流電流を出力する交流ＴＩＧアーク電源が、しばし
ば用いられ、そのアーク電流波形の一例を第６図に示す
、この場合の周期は７ ｍ ｓとし、そのうち母材が陰
極となる逆極性半波の幅をｆ列えは１ｍｓを１．５ｍｓ
などに調整して、アークのクリーニング作用の生じる程
度を制御していた。
波交流電流を出力する交流ＴＩＧアーク電源が、しばし
ば用いられ、そのアーク電流波形の一例を第６図に示す
、この場合の周期は７ ｍ ｓとし、そのうち母材が陰
極となる逆極性半波の幅をｆ列えは１ｍｓを１．５ｍｓ
などに調整して、アークのクリーニング作用の生じる程
度を制御していた。
ところで、交流ＴＩＧアーク溶接する際に、ホットワイ
ヤを用いるとワイヤの溶融速度が高まるために、より溶
接作業の能率を向上することが期待さ、ｔする。しかし
、と九らの材質はいずれも固有抵抗が小さ（、ジュール
加熱する際は、大電流を必要とし、アークの磁気吹きが
激しくなることが懸念されるためか、ホット、ワ、ｒヤ
を用いて溶接することは、こ九まで行われていなかった
。
ヤを用いるとワイヤの溶融速度が高まるために、より溶
接作業の能率を向上することが期待さ、ｔする。しかし
、と九らの材質はいずれも固有抵抗が小さ（、ジュール
加熱する際は、大電流を必要とし、アークの磁気吹きが
激しくなることが懸念されるためか、ホット、ワ、ｒヤ
を用いて溶接することは、こ九まで行われていなかった
。
一方、軟鋼などに対しては−Ｗ流ＴＩＧと組合せたホッ
トワイヤＴＩＧｆｉ接がしばしば行われてきている。そ
こでのワイヤ加熱電流は直流や交流。
トワイヤＴＩＧｆｉ接がしばしば行われてきている。そ
こでのワイヤ加熱電流は直流や交流。
またアークの磁気吹き対策の観点かｔ５直流のパルスな
ども用いられている。
ども用いられている。
そこで、交流ＴＩＧアークと単にこＪｂらのワイヤ加熱
電流を組合せるで用いてみると、アークは不安定であり
、特にアルミニウムの場合にはアーク切れを生じ易く実
用化するには支障の多い状態となることが分かった。
電流を組合せるで用いてみると、アークは不安定であり
、特にアルミニウムの場合にはアーク切れを生じ易く実
用化するには支障の多い状態となることが分かった。
上記のように従来のホットワイヤ加熱電源を交流Ｔ Ｉ
Ｇアーク電源と単に組合わせただけでは、アークが不
安定で、ホットワイヤ？？７接を実用できないという問
題点があった。この原因をアルミニウムの溶接について
調べてみると、クリーニング作用が生じる逆極性半波の
ときに、アーク母材表面の酸化物を探してワンダリング
するので、このときにワイヤ通電していると、ワ、ｒヤ
電流により生じる磁界によるアークの磁気吹きが絡まっ
て。
Ｇアーク電源と単に組合わせただけでは、アークが不
安定で、ホットワイヤ？？７接を実用できないという問
題点があった。この原因をアルミニウムの溶接について
調べてみると、クリーニング作用が生じる逆極性半波の
ときに、アーク母材表面の酸化物を探してワンダリング
するので、このときにワイヤ通電していると、ワ、ｒヤ
電流により生じる磁界によるアークの磁気吹きが絡まっ
て。
アークがますます不安定になってアーク切れを生じ易く
なっていることが分かった。
なっていることが分かった。
本発明の目的は、このようなアークの不安定現象を無く
シ、＠率的で溶接速度も大きくと九る実用性に富むＷｌ
、ｈた非消耗電極溶接装置を提供することにある。
シ、＠率的で溶接速度も大きくと九る実用性に富むＷｌ
、ｈた非消耗電極溶接装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段Ｊ
このような目的を達成するため、本発明は、溶接される
べき母材と所定の間隔をおいて対向するように配置され
る、例えばタンクステン電極などの非消耗電極と、前記
母材と非消耗電極との間に接続される交流アーク溶接ｍ
ｒＡと、母材と非消耗電極との間に形成さ九るアーク発
生部に向けて送給される例えばアルミニウムなどの添加
ワイヤと５その添加ワイヤを送給するワー（ヤ送給手段
とを備えた、例えばホットワイヤ交流ＴＩＧ溶接装置な
どの非消耗電極溶接装置を対象とするものである・そし
て、この溶接装置にパルス電流を出力するワー（型加熱
電源部を設ける。このワ・ｒ型加熱電源部は、前記交流
アーク電源からの同期信号に基づいて、あるいはその交
流アーク電源のアーク電流あるいはアーク電圧を検出し
た信号に基づいて、パルス電流を前記添加ワ、（ヤに流
してそれを加熱するようになっており、前記非消耗電ｔ
＠と母材との間に形成される交流アークによって非消耗
電極が負極になっている期間中、すなわちアークが正極
性半波のときに５前記添加ワイヤにパルス状の加熱電流
を流して加熱する。一方、交流アークによって非消耗電
極が陽極になついる期間中、すなわちアークが適正極性
半波のときに、実質的に添加ワイヤへの通電を停止する
ように構成されていることを特徴とするものである。
べき母材と所定の間隔をおいて対向するように配置され
る、例えばタンクステン電極などの非消耗電極と、前記
母材と非消耗電極との間に接続される交流アーク溶接ｍ
ｒＡと、母材と非消耗電極との間に形成さ九るアーク発
生部に向けて送給される例えばアルミニウムなどの添加
ワイヤと５その添加ワイヤを送給するワー（ヤ送給手段
とを備えた、例えばホットワイヤ交流ＴＩＧ溶接装置な
どの非消耗電極溶接装置を対象とするものである・そし
て、この溶接装置にパルス電流を出力するワー（型加熱
電源部を設ける。このワ・ｒ型加熱電源部は、前記交流
アーク電源からの同期信号に基づいて、あるいはその交
流アーク電源のアーク電流あるいはアーク電圧を検出し
た信号に基づいて、パルス電流を前記添加ワ、（ヤに流
してそれを加熱するようになっており、前記非消耗電ｔ
＠と母材との間に形成される交流アークによって非消耗
電極が負極になっている期間中、すなわちアークが正極
性半波のときに５前記添加ワイヤにパルス状の加熱電流
を流して加熱する。一方、交流アークによって非消耗電
極が陽極になついる期間中、すなわちアークが適正極性
半波のときに、実質的に添加ワイヤへの通電を停止する
ように構成されていることを特徴とするものである。
（作用〕
前述のように交流アークと同期をとり、非消耗電極が陰
極になっている期間中（正極性半波のとき）に高ピーク
値のパルス電流を添加ワ、ｒヤに流すようにすると、そ
の通電期間中にはアークは磁気吹きを生じるが、こ、ｈ
は通常の直流ＴＩＧｆｆｌ接の時にパルス電流を流して
ホットワイヤ溶接する場合と同じで、その期間が比較的
に短ければ、溶接作業をそれ程には妨げない。このよう
にすると、もともとアークがかなり不安定な逆庵性半波
の時には実質的にはワイヤ通電しないので、アーク切れ
を生じて溶接作業を妨げるような事態には至らない。
極になっている期間中（正極性半波のとき）に高ピーク
値のパルス電流を添加ワ、ｒヤに流すようにすると、そ
の通電期間中にはアークは磁気吹きを生じるが、こ、ｈ
は通常の直流ＴＩＧｆｆｌ接の時にパルス電流を流して
ホットワイヤ溶接する場合と同じで、その期間が比較的
に短ければ、溶接作業をそれ程には妨げない。このよう
にすると、もともとアークがかなり不安定な逆庵性半波
の時には実質的にはワイヤ通電しないので、アーク切れ
を生じて溶接作業を妨げるような事態には至らない。
次に本発明の実施例について図面とともに説明する。第
１図は第１実施例に係るホットワイヤ交流ＴＩＧ溶接装
置の概略構成図である。
１図は第１実施例に係るホットワイヤ交流ＴＩＧ溶接装
置の概略構成図である。
図中の１は溶接電源で、その内部には方形波交流アーク
電流形成回路２とパルス電流を出力するワイヤ電流形成
回路３とがあり、このワイヤ電流形成回路３は交流アー
ク電流形成回路２と同期をとってパルス電流を出力する
ように構成されているａ４はＴＩＧトーチ、５はタング
ステンｆｆ１ｔ４で母材６との間にアーク７を形成する
・８はワ′ｒヤ送給装置で、それから送給される添加ワ
イヤ９はコンジット１０により溶接部に案内され、母材
６と接触する。コンジット１ｏの先端にはコンタクトチ
ップ１１が設けられており、溶接電源１のワイヤ電流出
力端了の一方と接続している。このコンタクトチップ１
１と母材６との間で添加ワ・（ヤ９に電流が流れて加熱
され、アーク７によって溶融された母材６の一部と混じ
りあって、溶融池１２および溶接ビート１３を形成する
。
電流形成回路２とパルス電流を出力するワイヤ電流形成
回路３とがあり、このワイヤ電流形成回路３は交流アー
ク電流形成回路２と同期をとってパルス電流を出力する
ように構成されているａ４はＴＩＧトーチ、５はタング
ステンｆｆ１ｔ４で母材６との間にアーク７を形成する
・８はワ′ｒヤ送給装置で、それから送給される添加ワ
イヤ９はコンジット１０により溶接部に案内され、母材
６と接触する。コンジット１ｏの先端にはコンタクトチ
ップ１１が設けられており、溶接電源１のワイヤ電流出
力端了の一方と接続している。このコンタクトチップ１
１と母材６との間で添加ワ・（ヤ９に電流が流れて加熱
され、アーク７によって溶融された母材６の一部と混じ
りあって、溶融池１２および溶接ビート１３を形成する
。
第６図は、前記溶接部＃Ｘ１の具体的な回路図である。
方形波交流アーク電流の出力回路は、余波整流形ダイオ
ードとコンデンサからなる直流電圧形成回路２１と、そ
の直流電圧形成回路２１から出力される電圧をトランジ
スタでスイッチングしで２０ ｋ Ｈｚ程度の交流に変
換する１次トランジスタ・スイッチング回路２２と、そ
の１次トランジスタ・スイッチング回路２２から出力さ
れる交流を変圧、整流、平滑して大電流直流を出力する
大電流直流回路２３と、その大電流直流回路２３からの
直流出力をトランジスタブリッジで１００１１ｚ１１度
の方形波交流にして出力する２次トランジスタ・スイッ
チング回路２４と、前記１次トランジスタ・スイッチン
グ回路２２用の制御信号を出力する１次制御（ｇ号形成
回路２５と、２次トランジスタ・スイッチング回路２４
用の制御信号を出力する制’＃（ｎ号形成回路２６とか
ら構成されている。
ードとコンデンサからなる直流電圧形成回路２１と、そ
の直流電圧形成回路２１から出力される電圧をトランジ
スタでスイッチングしで２０ ｋ Ｈｚ程度の交流に変
換する１次トランジスタ・スイッチング回路２２と、そ
の１次トランジスタ・スイッチング回路２２から出力さ
れる交流を変圧、整流、平滑して大電流直流を出力する
大電流直流回路２３と、その大電流直流回路２３からの
直流出力をトランジスタブリッジで１００１１ｚ１１度
の方形波交流にして出力する２次トランジスタ・スイッ
チング回路２４と、前記１次トランジスタ・スイッチン
グ回路２２用の制御信号を出力する１次制御（ｇ号形成
回路２５と、２次トランジスタ・スイッチング回路２４
用の制御信号を出力する制’＃（ｎ号形成回路２６とか
ら構成されている。
一方、ワイヤ加熱用の直流パルス電流出力回路は、全波
！！流ダ７ｒオードとコンデンサからなる直流電圧形成
回路２７と、その直流電圧形成回路２７からの電圧をト
ランジスタでス・ｒツチングして２０ ｋ Ｈｚの交流
に変換する１次トランジスタ・スイッチング回路２８と
、その１次トランジスタ・スイッチング回路２８から出
力された交流を変圧、整流、平滑して直流パルス電流を
出力する直流パルス電流形成回路２９と、前記１次トラ
ンジスタ・スイッチング回路２８用の制御信号を出力す
る制御信号形成回路３０とから構成されている。
！！流ダ７ｒオードとコンデンサからなる直流電圧形成
回路２７と、その直流電圧形成回路２７からの電圧をト
ランジスタでス・ｒツチングして２０ ｋ Ｈｚの交流
に変換する１次トランジスタ・スイッチング回路２８と
、その１次トランジスタ・スイッチング回路２８から出
力された交流を変圧、整流、平滑して直流パルス電流を
出力する直流パルス電流形成回路２９と、前記１次トラ
ンジスタ・スイッチング回路２８用の制御信号を出力す
る制御信号形成回路３０とから構成されている。
アーク電流およびその出力波形は、前記１次トランジス
タ・ス、（ツチング回路２２用の１次制御信号形成回路
２５ならびに２次トランジスタ・スイッチング回路２２
用の２次制御信号形成回路２６によって制御されるが、
なかんずく、方形波交流の正の半波と負の半波の通電期
間を決めて出力する。そのときの同期信号は、ワイヤ加
熱出力回路の１次トランジスタ・ス、（ツチング回路２
７用の制御信号形成回路３０にも出力されて、アーク電
流波形と同期してワイヤ通電用のパルス電流が出力され
るようになっている。
タ・ス、（ツチング回路２２用の１次制御信号形成回路
２５ならびに２次トランジスタ・スイッチング回路２２
用の２次制御信号形成回路２６によって制御されるが、
なかんずく、方形波交流の正の半波と負の半波の通電期
間を決めて出力する。そのときの同期信号は、ワイヤ加
熱出力回路の１次トランジスタ・ス、（ツチング回路２
７用の制御信号形成回路３０にも出力されて、アーク電
流波形と同期してワイヤ通電用のパルス電流が出力され
るようになっている。
前記１次トランジスタ・スイッチング回路２２用の１次
制御信号形成回路２５は、ス、ｒツチングレギュレータ
用のＩＣを中心にした回路から構成され、外部からの参
照電圧に対応したアーク電流を得るようにパルス幅制御
信号を出す。
制御信号形成回路２５は、ス、ｒツチングレギュレータ
用のＩＣを中心にした回路から構成され、外部からの参
照電圧に対応したアーク電流を得るようにパルス幅制御
信号を出す。
前記２次トランジスタ・スイッチング回＋ｔ８２６は、
無安定マルチバーｒブレータ用ＩＣを中心にした回路か
ら構成されている。そのハイ（ＨＩＧｔｌ）およびロー
（ＬＯＷ）の期間は可変抵抗器３１゜３２で：Ａ１：ｉ
され、それに対応した方形波交流の正の半と負の半波の
通電周期が定められて、２次トランジスタ・ス・ｒツチ
ング回路２４に出力するようになっている。
無安定マルチバーｒブレータ用ＩＣを中心にした回路か
ら構成されている。そのハイ（ＨＩＧｔｌ）およびロー
（ＬＯＷ）の期間は可変抵抗器３１゜３２で：Ａ１：ｉ
され、それに対応した方形波交流の正の半と負の半波の
通電周期が定められて、２次トランジスタ・ス・ｒツチ
ング回路２４に出力するようになっている。
またその信号は併せて前記制御信号形成回路３０にも出
力され、交流アーク電流の位相と同期して、すなわちタ
ングステン電極が負の極性になったときに、その制御信
号形成回路３０か６１次トランジスタ・スイッチング回
路２８にオン（ＯＮ）信号を出力して、ワイヤ加熱用の
パルス電流が出力されるように構成されている。なお、
このワイヤ加熱用パルス電流のパルス幅は、ワ、ｒヤ送
給速度に適した実効電流となるように、制御信号形成回
路３０に設けた出力パルス幅調整用可変抵抗器３３で併
せて制御できるようになっている。
力され、交流アーク電流の位相と同期して、すなわちタ
ングステン電極が負の極性になったときに、その制御信
号形成回路３０か６１次トランジスタ・スイッチング回
路２８にオン（ＯＮ）信号を出力して、ワイヤ加熱用の
パルス電流が出力されるように構成されている。なお、
このワイヤ加熱用パルス電流のパルス幅は、ワ、ｒヤ送
給速度に適した実効電流となるように、制御信号形成回
路３０に設けた出力パルス幅調整用可変抵抗器３３で併
せて制御できるようになっている。
第２図（ａ）、（ｂ）は、第１図ならびに第６図に示し
た溶接装置によってアルミニウムのホットワ２イヤ溶接
を実施した時のアーク電流波形〔同図（ａ）〕と、ワイ
ヤ電流波形〔同図（ｂ）〕を示している。添加ワイヤ９
としては直径１．２釦■のアルミニウムワイヤを用い、
実効アーク電流は２００Ａ、アーク電流の正極性期間は
ｌＱｍｓ、′ａ！極性期間は８ｍｍになるように構成さ
れている。
た溶接装置によってアルミニウムのホットワ２イヤ溶接
を実施した時のアーク電流波形〔同図（ａ）〕と、ワイ
ヤ電流波形〔同図（ｂ）〕を示している。添加ワイヤ９
としては直径１．２釦■のアルミニウムワイヤを用い、
実効アーク電流は２００Ａ、アーク電流の正極性期間は
ｌＱｍｓ、′ａ！極性期間は８ｍｍになるように構成さ
れている。
一方、ワイヤ電流はアークが正極性となった時から１．
５ｍｓの期間、ピーク値５００Ａのパルス電流を通電し
た。このように、正極性アークのときにワイヤ通電する
ようにしているので、ワイヤ通電中にアーク切りを生じ
ることは無くなり。
５ｍｓの期間、ピーク値５００Ａのパルス電流を通電し
た。このように、正極性アークのときにワイヤ通電する
ようにしているので、ワイヤ通電中にアーク切りを生じ
ることは無くなり。
直径１．２ｍｍのアルミニウムワイヤを４ｍ／分の速度
で送給して良好な溶接ビートが形成できた。
で送給して良好な溶接ビートが形成できた。
なおこの際、ワイヤ電流はワ、ｒヤ９が負極になるよう
にしても溶接作業は可能であるが、ワー（ヤ電流を流す
ことによって形成される磁界により。
にしても溶接作業は可能であるが、ワー（ヤ電流を流す
ことによって形成される磁界により。
アーク７がワイヤ９側に磁気的に引き付けられて。
タンクステン電極５とワイヤ９との間でもアーク７を形
成し、ワイヤ９の溶融が著しく進み、溶断を生じたりし
てワイヤ溶融が不安定になり、かつアーク７が乱れやす
くなる。
成し、ワイヤ９の溶融が著しく進み、溶断を生じたりし
てワイヤ溶融が不安定になり、かつアーク７が乱れやす
くなる。
そこで、ワイヤ９が正極となるよう接続して通電すると
、ワイヤ通電中にはアーク７はワ、ｒヤ９から遠ざかる
方向に吹かれ、ワイヤ９からアーク７が発生することも
な（なり、アーク７が安定した。
、ワイヤ通電中にはアーク７はワ、ｒヤ９から遠ざかる
方向に吹かれ、ワイヤ９からアーク７が発生することも
な（なり、アーク７が安定した。
上記の実施例では、アーク電流は単純な方形波に近い交
流波形である。従って、ワイヤ通電期間におけるアーク
電流は高い値なので５ワイヤ送給速度が増してきてワイ
ヤ通電期間が比較的長くなると、アークが磁気吹きを受
けている期間がそれだけ長くなるので、母材の溶融を妨
げる程度が増すようになる。
流波形である。従って、ワイヤ通電期間におけるアーク
電流は高い値なので５ワイヤ送給速度が増してきてワイ
ヤ通電期間が比較的長くなると、アークが磁気吹きを受
けている期間がそれだけ長くなるので、母材の溶融を妨
げる程度が増すようになる。
第３図は、その対策としてなさ九た第２の実施例の電流
波形を示した図である。この実施例の場合、正極性半波
のうちに設けられたワイヤ通電期間中にはアークは単に
接続するだけの低い電流値例えば５０Ａ程度にしておき
、ワイヤ通電しない期間にはアーク電流を高くして母材
の溶融を行うようにアーク電流を出力するように構成さ
れている。
波形を示した図である。この実施例の場合、正極性半波
のうちに設けられたワイヤ通電期間中にはアークは単に
接続するだけの低い電流値例えば５０Ａ程度にしておき
、ワイヤ通電しない期間にはアーク電流を高くして母材
の溶融を行うようにアーク電流を出力するように構成さ
れている。
このようにすると、低いアーク電流の時に磁気吹きが生
じても、溶接作業を妨げることはほとんど無いからであ
る。従って、より高いワイヤ溶融速度になってもホット
ワイヤ交流ＴＩＧ溶接することができる。
じても、溶接作業を妨げることはほとんど無いからであ
る。従って、より高いワイヤ溶融速度になってもホット
ワイヤ交流ＴＩＧ溶接することができる。
第２図および第３図で説明した第１実施例ならびに第２
実施例では、いず九もアークが正極性半波になった直後
からワイヤ通電を開始しているが。
実施例では、いず九もアークが正極性半波になった直後
からワイヤ通電を開始しているが。
正極性半波のアークを形成した途中からワイヤ通電して
も同様の効果が得られる。
も同様の効果が得られる。
前記第１実施例では、交流アーク溶接電源とワイヤ加熱
電源とが一体に構成されている場合について説明してき
た。しかし、ワイヤ加熱電源は交流アーク電源から独立
した回路とし、既存の電源からは交流出力の同期信号の
みを受けて、ワイヤ加熱１！流をアーク電流に同期して
出力するように構成することもできる。
電源とが一体に構成されている場合について説明してき
た。しかし、ワイヤ加熱電源は交流アーク電源から独立
した回路とし、既存の電源からは交流出力の同期信号の
みを受けて、ワイヤ加熱１！流をアーク電流に同期して
出力するように構成することもできる。
また、アーク電源からの出力電圧あるいは出力電流を検
出して、アーク電流との同期をとってワイヤ電流を出力
するようにも構成できる。第４図は本発明の第３実施例
を説明するための図であり、ホール素子からなるアーク
電流検出器１４を用いてアーク電源１６のアーク電流を
検出と、その信号と同期してワイヤ加熱電源１５の出力
を制御するようにしている。このようにすると、アーク
電源１６は既存のものを用いることができ、ワイヤ加熱
電＠１５のみを新設するだけで、ホットワイヤ交流ＴＩ
Ｇ溶接装置が構成でき、非常に経済的である。
出して、アーク電流との同期をとってワイヤ電流を出力
するようにも構成できる。第４図は本発明の第３実施例
を説明するための図であり、ホール素子からなるアーク
電流検出器１４を用いてアーク電源１６のアーク電流を
検出と、その信号と同期してワイヤ加熱電源１５の出力
を制御するようにしている。このようにすると、アーク
電源１６は既存のものを用いることができ、ワイヤ加熱
電＠１５のみを新設するだけで、ホットワイヤ交流ＴＩ
Ｇ溶接装置が構成でき、非常に経済的である。
これまでの実施例では、主としてアルミニウムの溶接に
ついて述べたが、母材ならびに添加ワイヤはアルミニウ
ム、アルミニウムワイヤ鋼およびベリリウム青銅などに
限られるものではなく、軟鋼炭ｌＩＩ＃鋼、低合金鋼、
ステンレス鋼、その他の高合金の溶接等にもホットワイ
ヤ交流ＴＩＧ￥４接を適用する場合にも本発明を適用す
ることができる。これらの場合についても、不活性雰囲
気内のアークは、逆極性半波の時には、陰極点を形成し
やすい酸化物を求めてワンダリングすので、その間ワイ
ヤ通電をしない方がアークが安定する。
ついて述べたが、母材ならびに添加ワイヤはアルミニウ
ム、アルミニウムワイヤ鋼およびベリリウム青銅などに
限られるものではなく、軟鋼炭ｌＩＩ＃鋼、低合金鋼、
ステンレス鋼、その他の高合金の溶接等にもホットワイ
ヤ交流ＴＩＧ￥４接を適用する場合にも本発明を適用す
ることができる。これらの場合についても、不活性雰囲
気内のアークは、逆極性半波の時には、陰極点を形成し
やすい酸化物を求めてワンダリングすので、その間ワイ
ヤ通電をしない方がアークが安定する。
また前記実施例では、非消耗電極が陽極になっている期
間は添加ワイヤに全く通電していないが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、非消耗電極が陽極になった
際に、磁気吹きを実質的に生じない程度の極く小さいＭ
ｌ流を流しても構わない・前記実施例では非消耗ｒＲ極
としてタングステン＊極を使用したが、本発明はこれに
限定されるものではなく５例えば炭素電極など池の非消
耗電極を用いて溶接を行うこともできる・ 〔発明の効果〕 本発明によれば、ｒＪＢ気吹きが少なく、またアーク切
れもない、動作信頼性の高い非消耗電極溶接装置を提供
することができる。このため例えばアルミニウムまたは
その合金の溶接に適用すると、同じアークｉ１！流でも
溶着速度が約１．５倍にでき５溶接部度も約１．２倍に
できて、溶接能率の向上が図れる６また。熱影響部の領
域も狭くなり、熱影響部の軟化が少なくなるで、溶接部
の強度も向上するなど品質的ならびに経済的にも優れて
いる。
間は添加ワイヤに全く通電していないが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、非消耗電極が陽極になった
際に、磁気吹きを実質的に生じない程度の極く小さいＭ
ｌ流を流しても構わない・前記実施例では非消耗ｒＲ極
としてタングステン＊極を使用したが、本発明はこれに
限定されるものではなく５例えば炭素電極など池の非消
耗電極を用いて溶接を行うこともできる・ 〔発明の効果〕 本発明によれば、ｒＪＢ気吹きが少なく、またアーク切
れもない、動作信頼性の高い非消耗電極溶接装置を提供
することができる。このため例えばアルミニウムまたは
その合金の溶接に適用すると、同じアークｉ１！流でも
溶着速度が約１．５倍にでき５溶接部度も約１．２倍に
できて、溶接能率の向上が図れる６また。熱影響部の領
域も狭くなり、熱影響部の軟化が少なくなるで、溶接部
の強度も向上するなど品質的ならびに経済的にも優れて
いる。
第１図は本発明の第１実施例に係るホット交流ＴＩＧ溶
接装置の概略構成図、第２図（ａ）ならびに（ｂ）はそ
の溶接装置によるアーク？ｔｔ流波形図ならびにワイヤ
電流波形図、第３図（ａ）。 （ｂ）は本発明の第２実施例に係るホット交流ＴＩＧ溶
接装置によるアーク電流波形図ならびにワイヤ電流波形
図、第４図は本発明の第３実施例に係るホット交流ＴＩ
Ｇ溶接装置の概略構成図、第５図は従来の溶接装置の概
略構成図、第６図はその溶接装置のアーク電流波形図、
第７図は酵記第１実施例に係る溶接電源の電気回路図で
ある。 ■・・・・・・溶接電源、２・・・・・・アーク電流形
成回路、３・・・・・・ワイヤ電流形成回路、４・・・
・・・ＴＩＧトーチ。 ５・・・・・・タングステン電極、６・・・・・・母材
、７・・・・・・アーク、８・・・・・・ワイヤ送給装
置、９・・・・・添加ワイヤ、１４・・・・・・アーク
電流検出器、１５・・・・・・ワイヤ加熱電源、１６・
・・・・・アーク電源、２１・・・・・・直流電圧形成
回路、２２・・・・・・１次トランジスタ・スーでツチ
ング回路、２３・・・・・・大電流直流回路、２４・・
・・・・２次トランジスタ・スイッチング回路、２５・
・・・・・１次制御信号形成回路、２６・・・・・・２
次制御信号形成回路、２７・・・・・・直流電圧形成回
路、２８・・・・・・１次トランジスタ・スイッチング
回路、２９・・・・・・直流パルス電流形成回路、３０
・・・・・・制御信号形成回路、３１．３２・・・・・
・可変抵抗器、３３・・・・・・出力パルス幅調整用可
変抵抗器。 第１図 第２図 第３図 第５図 第６図 （逆橿狂）
接装置の概略構成図、第２図（ａ）ならびに（ｂ）はそ
の溶接装置によるアーク？ｔｔ流波形図ならびにワイヤ
電流波形図、第３図（ａ）。 （ｂ）は本発明の第２実施例に係るホット交流ＴＩＧ溶
接装置によるアーク電流波形図ならびにワイヤ電流波形
図、第４図は本発明の第３実施例に係るホット交流ＴＩ
Ｇ溶接装置の概略構成図、第５図は従来の溶接装置の概
略構成図、第６図はその溶接装置のアーク電流波形図、
第７図は酵記第１実施例に係る溶接電源の電気回路図で
ある。 ■・・・・・・溶接電源、２・・・・・・アーク電流形
成回路、３・・・・・・ワイヤ電流形成回路、４・・・
・・・ＴＩＧトーチ。 ５・・・・・・タングステン電極、６・・・・・・母材
、７・・・・・・アーク、８・・・・・・ワイヤ送給装
置、９・・・・・添加ワイヤ、１４・・・・・・アーク
電流検出器、１５・・・・・・ワイヤ加熱電源、１６・
・・・・・アーク電源、２１・・・・・・直流電圧形成
回路、２２・・・・・・１次トランジスタ・スーでツチ
ング回路、２３・・・・・・大電流直流回路、２４・・
・・・・２次トランジスタ・スイッチング回路、２５・
・・・・・１次制御信号形成回路、２６・・・・・・２
次制御信号形成回路、２７・・・・・・直流電圧形成回
路、２８・・・・・・１次トランジスタ・スイッチング
回路、２９・・・・・・直流パルス電流形成回路、３０
・・・・・・制御信号形成回路、３１．３２・・・・・
・可変抵抗器、３３・・・・・・出力パルス幅調整用可
変抵抗器。 第１図 第２図 第３図 第５図 第６図 （逆橿狂）
Claims (9)
- （１）溶接されるべき母材と所定の間隔をおいて対向す
るように配置される非消耗電極と、前記母材と非消耗電
極との間に接続される交流アーク溶接電源と、母材と非
消耗電極との間に形成されるアーク発生部に向けて送給
される添加ワイヤと、その添加ワイヤを送給するワイヤ
送給手段とを備えた非消耗電極溶接装置にむいて、 前記添加ワイヤに通電するワイヤ加熱電源を設け、その
ワイヤ加熱電源が、前記非消耗電極と母材との間に形成
される交流アークによつて非消耗電極が陰極になついる
期間中は、前記添加ワイヤにパルス状の加熱電流を流し
てを加熱し、前記アークによつて非消耗電極が陽極にな
つている期間中は、ワイヤへの通電によつてアークがワ
イヤ側に引き付けられることが実質的にないように構成
されていることを特徴とする非消耗電極溶接装置。 - （２）特許請求の範囲第（１）項記載において、前記添
加ワイヤへの通電時間が非消耗電極が陰極になつている
期間より短いことを特徴とする非消耗電極溶接装置。 - （３）特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記載
において、前記非消耗電極が陰極になるとほぼ同時に添
加ワイヤへの通電が開始されるように構成されているこ
とを特徴とする非消耗電極溶接装置。 - （４）特許請求の範囲第（１）項記載において、前記ワ
イヤ加熱電源から出力されるパルス電流のパルス幅が、
溶接条件によつて調整可能になつていることを特徴とす
る非消耗電極溶接装置。 - （５）特許請求の範囲第（１）項記載において、ワイヤ
加熱電源は、非消耗電極が陽極になつている期間中は添
加ワイヤへの通電が停止されるように構成されているこ
とを特徴とする非消耗電極溶接装置。 - （６）特許請求の範囲第（１）項記載において、前記非
消耗電極が陰極になつている期間が低いアーク電流値の
ベース期間と高いアーク電流値のピーク期間とに分けら
れ、前記ベース期間中に添加ワイヤに通電されるように
構成されていることを特徴とする非消耗電極溶接装置。 - （７）特許請求の範囲第（１）項記載において、前記交
流アーク溶接電源からの同期信号に基づいてワイヤ加熱
電源からパルス電流を出力すように構成されていること
を特徴とする非消耗電極溶接装置。 - （８）特許請求の範囲第（１）項記載にむいて、前記交
流アーク溶接電源のアーク電流またはアーク電圧を検出
する検出手段を設けて、その検出手段からの検出信号に
基づいてワイヤ加熱電源からパルス電流を出力するよう
に構成されていることを特徴とする非消耗電極溶接装置
。 - （９）特許請求の範囲第（１）項記載にむいて、前記添
加ワイヤがアルミニウムまたはアルミニウム合金である
ことを特徴とする非消耗電極溶接装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62290550A JPH01133680A (ja) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | 非消耗電極溶接装置 |
| KR1019880014146A KR910003861B1 (ko) | 1987-11-19 | 1988-10-29 | 열선을 사용한 교류 tig 용접장치 |
| US07/271,880 US4904843A (en) | 1987-11-19 | 1988-11-16 | AC TIG welding apparatus using hot wire |
| EP88119216A EP0316936B1 (en) | 1987-11-19 | 1988-11-18 | Ac tig welding apparatus using hot wire |
| DE8888119216T DE3874091T2 (de) | 1987-11-19 | 1988-11-18 | Ac-wig-schweissgeraet mit heissem draht. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62290550A JPH01133680A (ja) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | 非消耗電極溶接装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01133680A true JPH01133680A (ja) | 1989-05-25 |
Family
ID=17757481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62290550A Pending JPH01133680A (ja) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | 非消耗電極溶接装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4904843A (ja) |
| EP (1) | EP0316936B1 (ja) |
| JP (1) | JPH01133680A (ja) |
| KR (1) | KR910003861B1 (ja) |
| DE (1) | DE3874091T2 (ja) |
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| CN102211238A (zh) * | 2010-04-07 | 2011-10-12 | 株式会社电装 | 弧焊方法和弧焊设备 |
Families Citing this family (49)
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| JP3284930B2 (ja) * | 1997-07-09 | 2002-05-27 | 株式会社日立製作所 | 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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