JPH02133174A - 消耗電極式ホットワイヤ溶接装置 - Google Patents

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。

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５
５−１２２６８１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て溶接する構造
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、溶接部自身の操作によって行われ、複雑な
溶接対象物の溶接待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）等を溶接部が調
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、消耗電極用トーチと
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
止される消耗電極用電源と、該消耗電極用電源の起動信
号を検出して起動するホットワイヤ用電源と、を設けた
ものである。

また、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、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（３）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。

さらに請求項（４）記載の溶接トーチは、消耗電極用ト
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からなり、前記ホットワイヤ
用トーチを前記消耗電極用トーチの周方向に回転可能に
配設すると共にその周方向に任意の位置で固定可能とし
たものである。

〔作用〕

請求項（１）記載の溶接装置において、手元スイッチを
オン繰作すると、消耗電極用電源が起動し、この起動に
応じてホットワイヤ用電源が起動し、消耗電極送給後、
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、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（３）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。

請求項（４）記載のトーチでは、ホットワイヤ用トーチ
を消耗電極用トーチの周方向に回転し、任意に位置で固
定すると、複雑な形状の溶接対象物に対応できる。

〔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の一
実施例を示す系統図である。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−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ＩＯが接続されてその先端部を構成するホットワイ
ヤ千ツブ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１
２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とホットワイヤ川霧７！Ｉ２４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。

溶接上が、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１
９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
が人力され、ホットワイヤ用電源２４が起動する。ホッ
トワイヤ川霧′１ＩＸ２４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、溶接上がトーチを持ち、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、操作が簡便なものとなる。

第３図は本発明の消耗電極式ホットワイヤ溶接装置の他
の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
上がトーチを持ち、トーチに付設された手元スイッチ８
を操作する消耗電極用型１ａ１ｓ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の起動により送給されるフィラワイヤ１
２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更
に他の実施例を示す系統図である。第４図において、３
２は消耗電極送給装置２日に付設された速度センサ、３
３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、３Ｂは比較器で
ある。

溶接上がトーチを持ち、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
号がホットワイヤ川霧Ｂ２４に人力され、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が嵌挿可能となっており、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例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６１６２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、トー
チに付設された手元スイッチを操作するのみで、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、操作が簡便なものとなる。

（２）請求項（２）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送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。

（３）請求項（３）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。

（４）請求項（４）記載のトーチによれば、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
を挿入することができるため、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。

【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の一
実施例を示す系統図、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
装置の他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更に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、５
４・・・・・・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・・・・
・・消耗電橋用パワーケーブル、６７・・・・・・絶縁
被覆。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）消耗電極用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電極用電源と、
   該消耗電極用電源の起動信号を検出して起動するホット
   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. （２）消耗電極用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
   設けたことを特徴とする消耗電極式ホットワイヤ溶接装
   置。
3. （３）消耗電極用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、
   を設けたことを特徴とする消耗電極式ホットワイヤ溶接
   装置。
4. （４）消耗電極用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からなり
   、前記ホットワイヤ用トーチを前記消耗電極用トーチの
   周方向に回転可能に配設すると共にその周方向に任意の
   位置で固定可能としたことを特徴とする消耗電極式ホッ
   トワイヤ溶接装置用トーチ。