JPH03504695A - 磁界内を移動するアークを用いて加熱部材を圧接する方法 - 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】 磁界内を移動するアークを用いて加熱部材を圧接する方法技術分野 本発明は圧接方法に係り、特に磁界内を移動するアークを用いた加熱方式による 圧接方法に関する。

発明の背景 溶接中、例えばパイプラインの設置中に、高度の生産性の達成に対し溶接品質の 安定度を保証することが必要である場合に、回転させることができない小直径の パイプの溶接時に特殊な問題が発生する。このようなパイプは、現在被覆電極を 用いて主として手動で溶接され、もしくは溶接が被覆気体内で実行される。溶接 継手の数は大部分溶接工の技術、材料の品質、および溶接条件に依存する。溶接 部の頂上点からその底面点までの遷移中に空間中の溶接用帯域の位置の変化は溶 接条件を補正することが必要となるにつれてプロセスを複雑化する。

手動溶接の誤差特性を避けるために、マイコンｊ′＜マイクロプロセッサ）制御 溶接機がある方面の応用において使用される。この結果として溶接継手の数の増 加をもたらし、また生産性のある種の改良を生じ、溶接機器の価格が上昇し操作 者の熟練度に課せられる要求が更に厳格なものとなり、更にある種の制限が機器 の動作条件に課せられることになる（例えば周囲温度、はこりっばさおよび空気 の湿度）。

ある種の応用においては、高度のプロセスオートメーション技術を用いて溶接継 手の品質の安定度を確保する連続火花突合せ溶接が使用される。この溶接性は、 工場においても、現場においても使用可能である。しかしながら、この方法によ り生産された溶接継手の特徴は、パイプラインの外面と内面の両方の上に形成さ れる鋭い突起とカラー（余盛、環）を有する不規則な形状のぼり（フラッシュ） が存在することである。パイプラインの内面上のぼりは、パイプラインが断面積 を減少するにつれて除去可能であり、したがってパイプラインを介して移動する 流体への抵抗力をひきおこすものである。このようなばりの除去は一般には棒鋼 に固着したバイトにより行われるが極めて困難なものであり、パイプラインの直 線部分においてのみ施工できる。

磁界内を移動するアークを用いた溶接方法は最も前途有望で生産力のあるもので はあるが、最近では小直径のパイプ溶。

接層に使用されるようになってきている。

当該技術として周知であるのは、磁界内を移動するアークを用いて加熱する方法 を用いる圧接の方法（西独特許ＤＤ、Ａ。

ｋ１２９１７９）であり、該方法は被溶接部材、例えば複数の端部間に規定され た加工用空隙に対し相互に共軸であるパイプを位置決めする手段を具備し、永久 磁界が空隙内に発生され、永久磁界の作用の下に各端部の周囲長に沿って移動す る電弧を点火する手段を備えている。このプロセスの開始時期において、塑性変 形温度まで被溶接部材の端部が加熱され、これに対してアーク電流のパルス数の 増とアップセット溶接が伴うようにアーク電流が確立される。

上記方法において、両端を塑性変形温度まで加熱する時間は、アーク電流或は被 溶接部材の寸法、例えば被溶接パイプの直径または壁の厚さの終局的偏移を考慮 することなく予め設定されている。このことは、溶接継手の品質の安定度に否定 的な影響を与える。アーク電流のパルス増加の期間の固定値が設定される場合に 、このような偏差はいずれも考慮されない。更に、従来技術の方法は、両端の非 平行性により生ずる空隙内の局部的変化とその不規則な形状の決定されることを 許容しないものである。その結果として、合成溶接継手は局部的な欠陥を有する 可能性がある。

一般に多数の試行溶接の結果として決定される溶接条件は、多くの時間と電力消 費量を含む種々の寸法の部材の溶接用の切換えに際し変更されるべきである。

したがって、磁界内を移動するアークを用いた加熱により溶接する従来技術の方 法は、溶接継手の品質の安定性を保証することができないものである。

当該技術で周知であるのは、磁界内を移動するアークを用いた加熱方法による部 材の圧接方法（ＺＩＳ報告（ＤＤＲ，Ｎα１０゜１９８２、第１０５１〜１０５ ５頁））であり、該方法は部材の端部間の加工用空隙に対し相互に共軸方向に溶 接される部材を位置決めする段階；電弧が空隙において点弧され、空隙内に磁界 を発生する段階；咳電弧は磁界の作用の下に被溶接部材の端部の周辺に沿って移 動し、該部材を被溶接部材材料の塑性変形温度まで加熱するものであり、この温 度が到達する瞬間を決定する段階；およびこの瞬間から被溶接部材の端部の温度 が被溶接部材の材料の融点に到達する値まで電弧電流のパルスの増加を開始し、 引き続いて被溶接部材のすえ込み（鋳造）を行う段階、とを具備するものである 。

この従来技術の方法においては、各端部を塑性変形の温度まで加熱する瞬間は、 被溶接部材、例えばパイプの端部において貯蔵された熱エネルギーの量により決 定される。熱エネルギーの量は順番に電弧の電流と電圧を測定し、０．１秒毎の 熱エネルギーの量の読取を行うコンピュータを用いて決定される。

しかしながら、電弧の測定された電流と電圧に基づいて計算されたエネルギーの 量は実際上はアークから放出されたエネルギーであることに注目すべきである。

パイプの端部に貯蔵されるのはこのエネルギーの一部分に過ぎず、この部分は環 境（周囲湿度、風の存在、被溶接パイプと高熱伝導度をもつ構造部材の間のいつ かは起る究極的接触など）に対する熱変換の条件に実質的に依存するものであり 、必ずしも確信されるものではない。

したがってエネルギーの計算量によって、被溶接部材の端部に貯蔵されたエネル ギー量に関し判断することは不可能である。

その上、従来技術の方法において電流のパルス発生の増加の期間は、被溶接部分 の端部の加熱度の終局の偏差を考慮することなしに予め設定される。

被溶接部材の寸法の変化に関し、電流のパルス発生の増加が行われるべきその限 度の超越後の熱エネルギーの新しい値に対応してデータをコンピュータに入れる ことは必要である。

溶接用プロセスを制御するシステムにおいて、精巧な電子機器の使用があるにも 抱らず、この方法は空隙の局部量の測定を確証できず、かつ溶接継手の品質の高 安定度を保証することもできない。更に、高熟練者がこの従来技術の溶接法を行 うための装置の操作をするのに使用されるべきであり、また操作条件はある周囲 温度範囲と環境の条件に制限される。

ｉｆ企」Ｌ打 本発明の主要な目的は、磁界内を移動するアークを用いて加熱された部材の圧接 方法を提供することにあり、ここにおいて被溶接部材の端部の温度が本質的に被 溶接部材の材料の塑性変形の温度に等しい瞬間の時間は被溶接部材の一次寸法の 変化を測定することにより決定され、該変化は溶融条件と被溶融部材の寸法を訂 正することを可能とし、したがって溶接継手の品質を保証するものである。

この目的は磁界内を移動するアークを用いた加熱法により部品を溶接する方法に おけるものにより完成され、該方法は部材の間に規定された加工用空隙に対し被 溶接部分を相互に共軸的に配置し、電弧が該空隙において点弧される段階、該空 隙内に磁界を発生し、該磁界の作用の下に被溶接部材の端部の周辺に沿って電弧 が移動し、該端部を被溶接部材の材料の塑性変形温度まで加熱する段階、この温 度に到達する瞬間を決定する段階、この瞬間から開始し、被溶接部材の端部の温 度が被溶接部材の材料の融点に達する値まで電弧の電流のパルス的増加を行う段 階、および被溶接部材をアップセットする段階、とを具備する圧接方法である。

本発明によれば、被溶接部材の端部の温度が被溶接部材の材料の塑性変形の温度 に実質的に等しい時間の瞬間は該電弧の電圧のｄｃ酸成分測定することにより決 定され、被溶接部材の端部の温度が被溶接部材材料の塑性変形温度に実質的に等 しくなるこのｄｃ酸成分最小値が設定され、かつ電弧電圧のｄｃ酸成分その最小 値に達すれば、電弧電流のパルス的増加が行われることを特徴としている。

被溶接部材の端部の溶融が発生ずる、電弧のｄｃ酸成分最大値が設定され、電弧 電圧のｄｃ酸成分その最大値に達する場合に該部材はアップセットされることが 好ましい。

被溶接部材の端部の周辺に沿った高部的空隙の量は電弧の点弧時および電弧電圧 のｄｃ酸成分その最小値に達する瞬間の間の時間間隔の間に決定されることが好 ましく、局部空隙の量が加工用空隙の限界値を超えた場合に該電弧は消滅され、 該部材の端部が、被溶接部材材料の塑性変形温度以下の温度にまで冷却さすのに 必要な時間の間相互に接触するまで、該被溶接部材は相互に近づいて軸方向に移 動され、かつ被溶接部材は初期加工用空隙の量だけ離れて設けられ、該電弧はそ れから再点弧される。

被溶接部材の端部の周辺に沿っての局部的空隙の量は電弧電圧のａｃ酸成分測定 することにより決定されるのが好ましく、該加工用空隙の限界値を超えた局部空 隙の量に対応する限界値が該電弧電圧のａｃ酸成分関して設定される。

本発明にか＼る圧接方法は被溶接部材の寸法の最終的偏移と溶接用プロセスのパ ラメータを考慮して溶接継手の品質の高い安定性を保証するものである。

コンピュータ機器の使用に基づいた高精度の自動制御システムは必要でないので 、溶接機器の動作条件および操作人員は特殊な要求に追従する必要はないものと 思われる。

同時に、溶接条件の予備的調整が容易にされ、溶接条件を計画するための多数の 実在の試料を使用する必要がない。したがって、本発明に係る方法を行うプラン トの迅速な再調整は種々の寸法をもった部材を溶接するための転換において実施 され得る。該方法は、被溶接部材の横方向寸法の変化に関する溶接条件を１．５ 倍までの範囲内で自動的に補正することを保証するものである。

日を　　するための最　のモード 磁界内を移動するアークを用いて部品の加熱により圧接する方法は、２個の締付 装置１（第１図）を有する通常のプラントを用いて実施可能であり、このプラン トにおいて閉止した断面構造の部品２．３、例えばパイプは相互に共軸的に設置 されている。磁石４（永久磁石または電磁石）はその周囲に沿って両端に近接し 被溶接部品２．３の外側に設けられている。部分３部分２に関し軸方向の運動用 に装置され、該運動は往復駆動部５により与えられるものである。

電弧６は被溶接部分２．３の両端部間に概略的に示されている。

該プラントは溶接用電源７を具備し、この電源はその出力端子を締付装置１に接 続させた垂下電圧電流特性をもつ整流器の形状をとり得る。該プラントは制御装 置８を有し、制御装置は往復動駆動部５と溶接用電源７作用する出力信号を発生 する。制御装置８は被溶接部分２，３の両端に接続された電圧検出器（ｐｉｃｋ −ｕｐ）を具備する。アーク６の電圧のｄｃ酸成分、とａＣ成分Ｕ４とは電圧検 出器９において分離される。

このような成分Ｕ、、Ｕ、に対応する信号は比較回路１２０入力端１０．１１に 行く。比較回路１２の出力１３は電弧電流制御器１４の入力と、比較回路１２９ 出力１６に接続している第２の入力を有するスイッチ１５の第１の入力とに接続 される。スイッチ１５の出力は、電流制御器１４の出力に接続された別の制御入 力１８を有する溶接用電源７の一つの制御人力１７に接続されている。

比較回路１２の出力１９は、スイッチ１５の第３の入力と、比較回路１２の出力 １３に第２の入力を接続させた遅延回路２０の第１入力とに接続されている。遅 延回路２０の出力は駆動開始回路２１の一つの入力に接続され、この駆動開始回 路は別の入力を比較回路１２の出力に接続させている。開始回路２１の出力は往 復動駆動部５の制御入力に接続されている。

本発明に係る方法を一層よく理解するために、第２図について参照を行い、該第 ２図において第２（ａ）図は電弧の電圧のｄｃ酸成分ａ、第２　（ｂ）（ｃ）図 は電圧のａｃ酸成分。

を考慮または考慮しない場合、被溶接部分２．３の一方の電弧電流（曲線Ａ）と 変位Ｓ（曲線Ｂ）を夫々示している。

磁界内を移動するアークを用いた加熱により部品を圧接する方法は次のように上 記の装置において行われる。

被溶接部材２．３は端部間で加工空隙δをもって相互に共軸的に締付装置１（第 １図）内に設置され、その加工空隙において電弧６は溶接用電源７から電圧を締 付装置１に印加することにより点弧される。

加工用空隙δの量が１．５鵬から２．０園までの範囲内にあり、溶接用電源７の 無負荷電圧に依存することが実験により発見された。加工用空隙δの量が上限を 超えると、電弧６は遮断され、下限以下に低下するとその結果短絡になる。遮蔽 用ガスなしの低炭素鋼の部材２．３を溶接する場合、２４ないし３０Ｖの範囲内 のアーク６の電圧ｄｃ酸成分４の値は予め設定された加工用空隙δに対応する。

加工用空隙δ内のアーク６の点弧と同時発生的に磁石４により空隙内に磁界が発 生される。アーク６の電流と磁界の相互作用の結果として、アーク６ば部品２， ３の両端の周囲に沿って移動し部品を加熱する。

プロセスの開始時においてアーク６の電圧のｄｃ酸成分ｄは、アーク６が加速時 に増加しそれから減少を開始することが実験により発見された。部品２．３の端 部の溶融の開始までこの減少は発生する。他方、電弧６の電圧のｄｃ酸成分４は 、被溶接部分２．３の両端間の加工用空隙δの量により決定されるアーク長に正 比例する。

この場合、Ｕ６の値の減少が、アーク６を用いて加熱中における被溶接部材（２ ，３）の熱膨張の結果として、加工用空隙δの減少によりひきおこされる。種々 の材料に関し、時間と共にＵａの変化する特性は同一であり、部分２，３の加熱 用に消費される熱エネルギーの分数により決定され、部品２．３の材料の熱膨張 係数に依存する。熱膨張により生ずるｄｃ酸成分ａの減少は、（アーク６の移動 の安定化の後の）持続プロセス中のＵ、の値の２０％程度の大きさとなり得る。

部品２．３の加熱時の部品２，３の伸長および加工用空隙δにおけるそれぞれの 減少とは加熱用温度に依存する。アーク６の電圧のｄｃ酸成分ａの電流値は被溶 接部分２．３の端部における温度を算定するのに使用可能である。

アーク６の電圧の電流値に対応する信号は電圧検出器９により受信され、この検 出器において、電圧のｄｃおよびａｃ酸成分ａとＵ、に関する情報を運ぶ２つの 信号に分割される。

周辺に沿って一定の加工空隙δを保証する被溶接部分２．３の端部の初期機械加 工の場合に、ａｃ酸成分１は低くて無視可能であり、溶接プロセスはｄｃ酸成分 、に従って制御される。

アーク６の電圧のｄｃ酸成分、の電流値は比較回路１２の入力１０に送られ、比 較回路は、電圧のｄｃ酸成分６の最小値Ｕ　ｄ　ａ　ｉ　ｎと最大値Ｕ。−に対 応するように設定された基準信号を発生する。

Ｕ　ｄ　ｓ　ｉ　ｎとＵ。、Ｘの値は実験により決定され、Ｕ　ｄ　＠　ｉ　ｎ の値は部品２．３の端部の加熱を塑性変形の温度まで保証しＵ　ｄ　ＰＩ　ＩＩ 　Ｘの値は端部の融点の到達を保証する。

同時に、比較回路１２は他の基準信号Ｕ、とＵ２とを発生するが、（２４ｖから ３０Ｖの範囲内にある）その値は予め設定されているもので、安定なアーク６が 遮断と短絡なしに生ずるアーク６の電圧のｄｃ酸成分４の変動範囲に対応し、か つ信号Ｕ＋、ＵｚはＵ　ｄ　ｅｒ　ｉ　ｎからＵ　ｄ＋ａｍｙｔまで（２０〜４ ０Ｖ）の範囲内にある。

アーク６の点弧後１〜２秒（第２図の時間ｔ、）して、アーク６が接続運動を開 始すると、ｄｃ酸成分４の電流値は基準信号Ｕ＋、Ｕｚと比較される。Ｕ４が許 容範囲（１，５〜２．０鵬）を超える加工空隙δの量を保証すると思われるこの 範囲の限界を超える場合、比較回路１２は、出力１６からスイッチ１５の第２の 入力まで、およびスイッチから電源をターンオフする溶接用電源７の制御人力１ ７まで通じる制御信号を発生する。

それから部品２．３の一方が開放され、予め設定された加工用空隙δが回復され 、アーク６は再び点弧され磁界が発生される。

Ｕ４の電流値が上記範囲（２４〜３０■）の限界を超えない場合、Ｕｄの電流は 、アーク６の点弧後ｄｃ成分２〜７秒（第２ａ図の時間ｔｚ）の最小値Ｕ　ｄ　 、ｉ□と比較される。

アーク６を用いた加熱中に被溶接部分２，３の端部の熱膨張の結果としてアーク ６の電圧のｄｃ酸成分６の電流値のそれぞれの減少に伴い空隙δは減少する。被 溶接部品２．３の端部を塑性変形の温度まで加熱することを保証するＵ　ｄ　Ｉ Ｉ　ｉ　ｎ（第２ａ図の時間ｔｚ）にＵ６の値が等しくなる瞬間、比較回路１２ はこの比較回路１２の出力１３から電流制御器１４の入力に通じる制御信号を発 生する。制御器１４の出力からの制御信号は、電弧６（第２ｂ図、曲線Ａ）の電 流のパルスの増加を行うように溶接用電源７の入力１８に達する。

電弧６のこのパルス化電流の増加は、被溶接部材２．３の端部において、加工用 空隙δにおける増加をひきおこすように溶融される結果となる。

アップセットする前に各部材（２，３）の端部における金属の墳解層の厚みは０ ．５〜０．８■を超えてはならないことが実験により見出された。請解金属層が ０．５ｍより薄ければ、酸化物は端部表面から完全に取除かれず、アップセット 中の継手から酸化物は移し代えられないであろう。溶融金属層の厚みが０．８ｍ ｍより大きければ、温度フィールドの勾配は高くなり過ぎ、また部材２．３は、 表面のすべての不規則性を粉砕し継手から溶融金属を移し替えるのにそれぞれ十 分な量だけアップセットしている関度形され得ない。溶接の品質は前者および後 者のいずれのケースにおいても低い。加工用空隙δの増加と共に、電圧のｄＣ成 分Ｕ４の現在値は増加する。

電圧検出器９から比較回路１２の入力１０に通じ、電圧のｄｃ酸成分４の現在値 に対応する信号が最大値Ｕ　ｄ　ｍ　ＩＩ　Ｘに達するや否や、制御信号は比較 回路１２の出力２２から始動回路２１の第２人力に送られて、被溶接部材２．３ をアップセットするための駆動回路５をターンオンする。アップセットしている 間、加工用空隙δより大きく、かつ溶接継手を形成することが必要である被溶接 部材２．３（第１図）の噛合せの結果として塑性変形を保証する距離Ｓ、（第２ ｂ図、曲線Ｂ）を通る部材２に関して部材３は移動される。部材２，３は２〜３ 秒の問お互に加圧状態を保持される。この期間の間、溶接用電源７はターンオフ され（時刻ｔ１、第２ｂ図、曲線Ａ）、それから部材２．３は開放され、駆動回 路５（第１図）は締付装置１を開始位置（時刻ｔ６、第２ｂ図）に戻す。

上記説明より、本発明に係る方法は高精度をもつ方法に基づいてアーク電流のパ ルスの増加をする瞬間とアブセツティングの瞬間とを決定するように被溶接部材 の実際の加熱を考慮するものであることが明らかとなる。したがって溶接のパラ メータのランダムな（無作為の）ゆらぎまたは溶接継手の品質の安定度を向上す るような被溶接部材の寸法を考慮するための条件が得られる。

被溶接部材（２，３）が局部的突起またはくぼみを有し得る場合、局部空隙δ、 の非均一性に関する情報を伝えるアーク６の電圧のａｃ酸成分１もまた測定され 、極限値Ｕ　、　ｒも設定されるが、この極限値は、電流空隙δ、の値が加工用 空隙δの限界を超える場合のケースに対応するものである。

Ｕｌに対応する信号は電圧検出器９から比較回路１２の入力１１に進むものであ る。この信号は極限値Ｕ　、　ｌに対応する基準信号に比較され、この極限値Ｌ Ｊ　、　ｒは実験により決定され、加工用空隙δの限界を超える（図示されない ）空隙δ□の局部的値を保証する。ａｃ成分Ｕ３の電流値に対応する信号が基準 信号を越すならば、制御信号は比較回路１２の出力１９からスイッチ１５の第３ 人力に進み、溶接用電源７のターンオフする準備をする。同じ信号は比較回路１ ２の出力１９から遅延回路２０の第１入力に進む。電圧のｄｃ酸成分４の電流値 に対応する信号がそれぞれの基準信号（Ｊ　、　Ｌのレベルまで減少するや否や 、比較回路１２は出力１３から制御信号をスイッチ１５の第１入力および遅延回 路２ｏの第２人力に送ることになる。制御信号が２つ存在すれば、スイッチ１５ は溶接用電源７をターンオフし、遅延回路２０はある時間間隔（１：＋−１６， 第２ｃ図）内の制御信号を発生する。この時間間隔は予め設定されており、かつ 始動回路２１の入力に進むこの信号と共にそれらの溶接を避けるために被溶接部 材２．３（第１図）の端部の附加的酸化に必要なものである。始動回路２１は駆 動回路５をターンオンするが、この駆動回路５は、部材２，３を被溶接部材の材 料の塑性変形温度以下の温度に冷却するのに必要な時間（ｔ？　　ｔｏ、第２ｃ 図）の間、部材２．３の端部がお互に接触するまで距離Ｓ、（第２ｃ図、曲線Ｂ ）を通って部材３を軸方向に移動させるためのものである。このような保合の結 果として部材２．３（第１図）の端部面上の不規則性はレベルダウンされる。被 溶接部材２，３はそれがら駆動器５により距離を距てられ、各端部間の最初の加 工空隙δは回復される。電弧はそれから空隙において再点弧され、溶接方法は上 記の如く行われる。

アーク電圧のａｃ酸成分、の測定に基づく空隙の均一性の制御は、被溶接部材を 反撥させるが、または応用に依存して溶接前に部材端部を機械加工することによ り部材の消耗を低下させる材料の消費を減少させることを可能にする。

本発明は実用上の実施に関する以下の特殊な実例がら一層よく理解されるであろ う。

低炭素鋼より製造された壁厚５ｍをもち、直径５７肛のパイプは、加工空隙δ− ２，Ｏｒｍをもつ溶接用プラントの締付装置内に設置される。

電弧は加工用空隙において点弧され、磁界は永久磁石により発生された。アーク が持続運動を行うことを開始した場合２秒後に、アークの電圧は制御された。電 圧のｄｃ酸成分先に規定した如く２４■ないし２８Ｖの範囲内にあるべきである 。

ｄｃ酸成分この範囲の限界を超えたならば、これにより加工用空隙δの不正確な 設定が立証され、かつ制御装置は溶接用整流器をターンオフした。

Ｕ、’＝６Ｖの極限値はアーク電圧のａｃ酸成分対し設定された。、基準信号Ｕ 、、１ｎ＝２１ＶとＵｄ−−−＝３５Ｖの値もまた予め設定された。

電圧のｄｃ酸成分６がこの範囲内にあれば、部材の端部は、電圧のｄｃ酸成分２ １Ｖに減少するまで電弧により加熱された。

全プロセス期間中アーク電流は２５０Ａであった。１００ＯＡまでのアーク電流 におけるパルス化増加が被溶接部材の端部を熔解する如く引き続いて行われ、加 工空隙δが増加し、Ｕ４がまた増加した。Ｕ、１＝３５Ｖの値に対して、アブセ ツティングが行われた。アンブセ・ンティング（すえ込み）の間の部材の運動の 速度は少くとも１５０１ｍｌ／ｓでありアップセット力は６０Ｘｗであった。ア ーク点弧の瞬間から開始する平均溶接時間は１２秒であった。

０．８■まで空隙において人工的な局部増加は結果的に溶接用整流器が２１Ｖま でのｄｃ酸成分減少後にターンオフされることになり、アークは遮断され、部材 の端部は１秒内に相互にプレスされた。更に加工空隙δ＝　２．０　Ｍｍに対し 離れた部材の距離とアークの再点弧とは結果として回復されている正規の溶接プ ロセスを置らした。

本発明に係る溶接方法はアーク電流における変動に関する溶接時間の自動的変化 を確実に保証することを可能とするものである。したがって、２００Ａまでの両 端部の加熱の段階においてアーク電流の減少に対して、溶接時間は１５秒まで増 加した。パルス化電流の増加の時間はいずれの場合にも０．２秒であった。溶接 条件の予備調整のプロセスはしたがってこのような調整に必要な試行サンプルの 数が減少するように利用された。

本発明に係る方法は溶接品質の高い安定度を保証し、消耗は従来技術の６％に比 較し溶接継手の全数の４％を超えないことが保証された。

上の応　可 本発明は、閉じた穴のあいた部材の製造において、パイプラインの構造および設 備化における機械工学の各種の分野において使用可能である。本発明は蒸気パイ プラインの製作用のボイラ製造におけると同様、カルダン軸、トルクロンド、排 気管およびその他の部材の生産における自動車やトラクタ製造において使用され て好都合なものである。

図面の簡単な説明 第１図は磁界内を移動するアークを用いた加熱法により部材の圧接方法を行うた めの装置および制御装置の概略図、第２図（ａ，ｂ，ｃ）は電弧の電圧のｄｃ酸 成分電弧の電流および被溶接部材の一つの運動に関するタイミングチャート、を それぞれ示す。

■・・・締付装置、　　　　　　　　２，３・・・部材、４・・・磁石、　　　 　　　　　　　５・・・往復動駆動装置、６・・・電弧、　　　　　　　　　　 ７・・・溶接用電源、８・・・制御装置、　　　　　　　　９・・・電圧検出器 、１０　、１１・・・比較回路１２の入力、　１２・・・比較回路、１３　、１ ６　、１９　、２２・・・比較回路１２の出力、１４・・・電流制御装置、　　 　　　１５・・・スイッチ、１７　、１８・・・電源７の制御入力、　２０・・ ・遅延回路、２１・・・駆動器始動回路、　　　　δ・・・加工用空隙。

手続補正書く方式） ％式％ 、１．事件の表示 ＰＣＴ／ＳＵ８９１０００２５ 平成１年特許願第５０５７６０号 ２、発明の名称 磁界内を移動するアークを用いて加熱部材を圧接する方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号６、補正の対象 明細書及び請求の範囲の翻訳文 ７、補正の内容 明細書、請求の範囲の翻訳文の浄書（内容に変更なし） ８、添付書類の目録 明細書及び請求の範囲の翻訳文　　各　１　通国際調査報告

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．磁界内を移動するアークを用いて加熱された部材の圧接法において、該圧接 法は、 被溶接部材（２，３）をそれぞれの端部の間の加工用空隙（δ）に対し共軸的に 配置する段階； 該空隙（６）内に電弧（６）を始動させ、該被溶接部材（２，３）の端部の周辺 に沿って該電弧（６）が移動し、該部材をして該被溶接部材材料の塑性変形温度 まで加熱せしめる効果の下に、上記空隙（δ）内に磁界を発生せしめる段階；被 溶接部材の端部の温度が被溶接部材の材料の融点に到達する値にまで、アーク電 波がパルス的に増加された後に、上記温度が到達する時間の瞬間を決定する段階 ；および被溶接部材（２，３）をアップセットする段階；とを具備するものであ り、 該方法において、被溶接部材の端部温度が本質的に被溶接部材の材料の塑性変形 温度に等しくなる時間的瞬間の決定は、上記電弧（６）電圧のｄｃ成分（Ｕｄ） を測定し、それから被溶接部材の端部温度が被溶接部材の材料の塑性変形温度に 実質的に等しくなる直流成分（Ｕｄ）に対し最小値（Ｕｄｍｉｎ）を設定し、お よび 電弧（６）電圧のｄｃ成分（Ｕｄ）がその最小値（Ｕｄｍｉｎ）に達するにつれ 、アーク電流はパルス的に増加されるようになっていることを特徴とする圧接方 法。
2. ２．該方法は被溶接部材（２，３）の端部が溶融を開始する電弧電圧のｄｃ成分 （Ｕｄ）に関して最大値を設定する段階、該アーク（６）電圧のｄｃ成分（Ｕｄ ）の最大値（Ｕｄｍａｘ）が達成される場合に被溶接部材（２，３）をアップセ ット（すえ込み加工）する段階、 とを具備することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. ３．該方法は、電弧（６）の点弧から該電弧（６）電圧のｄｃ成分（Ｕｄ）がそ の最小値（Ｕｄｍｉａ）に達する瞬間までの時間間隔の中に、被溶接部材（２， ３）の端部の周辺に沿って局部的空隙（δｉ）の寸法を決定する段階、局部的空 隙（δｉ）の寸法が加工用空隙（δ）を超えた時に該アーク（δ）を消滅さす段 階、 被溶接部材の材料の塑性変形温度以下の温度に該部材を冷却するに必要な時間の 間、該部材のそれぞれの端部が相互に接触するまで被溶接部材（２，３）を相互 に軸方向に一層接近せしめる段階、 それから加工用空隙（δ）の初期寸法とは別に部材（２，３）を移動させ、該ア ーク（６）を内部で再点弧せしめる段階、 とを具備することを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
4. ４．電弧（６）電圧のａｃ成分（Ｕａ）を測定し、これに関し局部的空隙（δｉ ）が加工用空隙（δ）の限界値を超えた値に対応して限界値（Ｕａ′）を設定す ることにより、局部的空隙（δｉ）の寸法が被溶接部材（２，３）の周辺を超え て決定されることを特徴とする、請求項３記載の方法。