JPH07102458B2 - ア−ク，プラズマの制御方法 - Google Patents
ア−ク，プラズマの制御方法Info
- Publication number
- JPH07102458B2 JPH07102458B2 JP61258017A JP25801786A JPH07102458B2 JP H07102458 B2 JPH07102458 B2 JP H07102458B2 JP 61258017 A JP61258017 A JP 61258017A JP 25801786 A JP25801786 A JP 25801786A JP H07102458 B2 JPH07102458 B2 JP H07102458B2
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- Japan
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- welding
- arc
- plasma
- magnetic field
- control method
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各種溶接構造物の溶接に適用される新しいアー
ク溶接やプラズマ溶接（プラズマ切断）に関する。
ク溶接やプラズマ溶接（プラズマ切断）に関する。
従来のアーク溶接の一種であるMIG溶接方法の概要を第
図に示す。シールドノズル09から流すシールドガス
（Ar,CO2）又はこれらの混合ガス08などの中で，溶接電
源010から給電チップ07を有した給電体06に溶接ワイヤ0
5を送給し，母材01と溶接ワイヤ05の間でアーク04を発
生させ，そのアーク熱で溶融金属03を作りながら溶接ビ
ード02を形成するように溶接を行う方法であるが，最近
開発の著しい電子ビーム溶接やレーザ溶接に比べエネル
ギー密度が小さいため溶接速度に限界があり，溶込み深
さも比較的浅い。したがって，母材熱影響部の幅が広く
なり，靭性や耐食性の点から不利となっている。
図に示す。シールドノズル09から流すシールドガス
（Ar,CO2）又はこれらの混合ガス08などの中で，溶接電
源010から給電チップ07を有した給電体06に溶接ワイヤ0
5を送給し，母材01と溶接ワイヤ05の間でアーク04を発
生させ，そのアーク熱で溶融金属03を作りながら溶接ビ
ード02を形成するように溶接を行う方法であるが，最近
開発の著しい電子ビーム溶接やレーザ溶接に比べエネル
ギー密度が小さいため溶接速度に限界があり，溶込み深
さも比較的浅い。したがって，母材熱影響部の幅が広く
なり，靭性や耐食性の点から不利となっている。
前述のように，従来方法ではアークやプラズマは広がり
やすいが，エネルギー密度が小さく，溶接や切断（プラ
ズマ）に際して加熱時間を必要とする。したがって，溶
接速度が遅く，溶込み深さも浅くなる問題がある。
やすいが，エネルギー密度が小さく，溶接や切断（プラ
ズマ）に際して加熱時間を必要とする。したがって，溶
接速度が遅く，溶込み深さも浅くなる問題がある。
本発明は上記問題点を解決するために，溶接（切断）ト
ーチの先端に設けた回転対称磁界型の電子レンズにより
アークやプラズマを集束し，エネルギー密度を上げて高
速溶接（切断），深溶込み溶接，低入熱溶接が可能とな
る。すなわち、TIG溶接、MIG溶接、潜弧溶接等の溶接ア
ーク及びプラズマ溶接、プラズマ切断等のプラズマを前
記アークやプラズマの周囲に同アークやプラズマと平行
な磁界を形成するように設けた回転対称磁界型電子レン
ズにより制御して集束させることを特徴とするアーク、
プラズマの制御方法を提供するものである。
ーチの先端に設けた回転対称磁界型の電子レンズにより
アークやプラズマを集束し，エネルギー密度を上げて高
速溶接（切断），深溶込み溶接，低入熱溶接が可能とな
る。すなわち、TIG溶接、MIG溶接、潜弧溶接等の溶接ア
ーク及びプラズマ溶接、プラズマ切断等のプラズマを前
記アークやプラズマの周囲に同アークやプラズマと平行
な磁界を形成するように設けた回転対称磁界型電子レン
ズにより制御して集束させることを特徴とするアーク、
プラズマの制御方法を提供するものである。
本発明のアーク，プラズマ制御方法は上記方法によりア
ークやプラズマを簡単な装置により集束可能として，電
子ビーム溶接やレーザ溶接（切断）に比べ安価な装置で
高速深溶込み溶接や高速切断が可能となるようにしたア
ーク，プラズマの制御方法である。
ークやプラズマを簡単な装置により集束可能として，電
子ビーム溶接やレーザ溶接（切断）に比べ安価な装置で
高速深溶込み溶接や高速切断が可能となるようにしたア
ーク，プラズマの制御方法である。
以下，本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。第１図は本発明の実施例に係る回転対称磁界型
電子レンズにおけるアーク，プラズマの制御方法を示す
概念図。第２図は本実施例に係る第１図II−II矢視の平
面で，シールドノズル部の周囲に磁界を集束する模式
図。第３図は本発明の実施例に係る原理を示す回転対称
磁界型の原理図である。以下にその説明をする。
明する。第１図は本発明の実施例に係る回転対称磁界型
電子レンズにおけるアーク，プラズマの制御方法を示す
概念図。第２図は本実施例に係る第１図II−II矢視の平
面で，シールドノズル部の周囲に磁界を集束する模式
図。第３図は本発明の実施例に係る原理を示す回転対称
磁界型の原理図である。以下にその説明をする。
第１図において従来のMIG溶接装置は溶接ワイヤ５に給
電する給電チップ７を有した給電体６に溶接電源10より
正極側，母材１を負極側として通電し，この給電体６を
包囲してできる空洞部にシールドガス８を流してアーク
４による溶接金属３をシールドするシールドノズル９か
ら構成されて，溶接金属２を形成するものが一般的であ
る。ここで本発明が従来のMIG溶接方法と変わるところ
は，第１図，第２図に示すような溶接トーチ先端の非磁
性体からなるシールドノズル11の周囲にポールピース12
を有した軟鉄の鉄心13からなる励磁コイル14を設け，こ
の励磁コイル14に励磁電源17より直流電流を流し，励磁
コイル14を取り巻くように生じる磁界をポールピース12
のギャップ部Ｇに集め，第２図に示す模式のように生じ
た強力な磁場でアーク４やプラズマ（これらは共に電子
の流れである）を集束し，エネルギー密度の高いアーク
４やプラズマを利用して高速深溶込み溶接を行う方法で
ある。なお，このポールピース12にはアーク熱の遮断策
として冷却パイプ15を介して冷却水16を流して冷却する
方法を採用している。
電する給電チップ７を有した給電体６に溶接電源10より
正極側，母材１を負極側として通電し，この給電体６を
包囲してできる空洞部にシールドガス８を流してアーク
４による溶接金属３をシールドするシールドノズル９か
ら構成されて，溶接金属２を形成するものが一般的であ
る。ここで本発明が従来のMIG溶接方法と変わるところ
は，第１図，第２図に示すような溶接トーチ先端の非磁
性体からなるシールドノズル11の周囲にポールピース12
を有した軟鉄の鉄心13からなる励磁コイル14を設け，こ
の励磁コイル14に励磁電源17より直流電流を流し，励磁
コイル14を取り巻くように生じる磁界をポールピース12
のギャップ部Ｇに集め，第２図に示す模式のように生じ
た強力な磁場でアーク４やプラズマ（これらは共に電子
の流れである）を集束し，エネルギー密度の高いアーク
４やプラズマを利用して高速深溶込み溶接を行う方法で
ある。なお，このポールピース12にはアーク熱の遮断策
として冷却パイプ15を介して冷却水16を流して冷却する
方法を採用している。
また、第３図に前述の実施例における回転対称磁界方法
の作動原理図を示すが、フレミングの左手の法則によっ
て決まる方方に曲げられ集束する。アーク４やプラズマ
の集束に従来の溶接ワイヤ５と同等幅に分散した電流Ｉ
が励磁コイル14をポートピース12を介してアーク４やプ
ラズマ部に対向さすことにより磁界Ｂがアーク４の電流
Ｉは図示した母材１に破線のように集束されるものであ
る。本発明による方法と従来方法の溶接試験結果を60キ
ロ級高張力鋼のMIG溶接を対象として下表に示す。
の作動原理図を示すが、フレミングの左手の法則によっ
て決まる方方に曲げられ集束する。アーク４やプラズマ
の集束に従来の溶接ワイヤ５と同等幅に分散した電流Ｉ
が励磁コイル14をポートピース12を介してアーク４やプ
ラズマ部に対向さすことにより磁界Ｂがアーク４の電流
Ｉは図示した母材１に破線のように集束されるものであ
る。本発明による方法と従来方法の溶接試験結果を60キ
ロ級高張力鋼のMIG溶接を対象として下表に示す。
上表からも分かるように従来方法に比べ，本発明の方法
は同様な溶接電流でもアーク長が短くなり，アーク電圧
が小さくなっている。従ってアーク集束効果と重畳し，
スピードが速くなっても良好な溶接性とビード外観，深
溶込み溶接が可能となる溶接方法である。
は同様な溶接電流でもアーク長が短くなり，アーク電圧
が小さくなっている。従ってアーク集束効果と重畳し，
スピードが速くなっても良好な溶接性とビード外観，深
溶込み溶接が可能となる溶接方法である。
以上具体的に説明したように，本発明においては溶接ト
ーチ先端の非磁性体シールドノズルの周囲に設けた電子
レンズによりアークやプラズマを集束し，エネルギー密
度を上昇することにより高速深溶け込み溶接が可能とな
り，鋼板の高速一層溶接やステンレス鋼の低入熱溶接が
行え，又，プラズマの場合は高速切断も可能となる。
ーチ先端の非磁性体シールドノズルの周囲に設けた電子
レンズによりアークやプラズマを集束し，エネルギー密
度を上昇することにより高速深溶け込み溶接が可能とな
り，鋼板の高速一層溶接やステンレス鋼の低入熱溶接が
行え，又，プラズマの場合は高速切断も可能となる。
第１図は本発明の第１実施例に係る回転対称磁界型にお
けるアーク，プラズマの制御方法を示す概念図，第２図
は本実施例に係る第１図II−II矢視の平面でシールドノ
ズル部の周囲に磁界を集束する模式図，第３図は本発明
の実施例に係る原理を示す回転対称磁界型の概念図であ
る。第４図は従来のMIG溶接方法に係る概要図である。 １……母材（被溶接材料）,2……溶接金属,3……溶融金
属,4……アーク,5……溶接ワイヤ,6……給電体,7……給
電チップ,8……シールドガス,9……シールドノズル,10
……溶接電源（直流又は直流パルス）,11……シールド
ノズル,12……ポールピース,13……軟鉄（鉄心）,14…
…励磁コイル,15……水冷パイプ,16……冷却水,17……
励磁電源（直流）である。
けるアーク，プラズマの制御方法を示す概念図，第２図
は本実施例に係る第１図II−II矢視の平面でシールドノ
ズル部の周囲に磁界を集束する模式図，第３図は本発明
の実施例に係る原理を示す回転対称磁界型の概念図であ
る。第４図は従来のMIG溶接方法に係る概要図である。 １……母材（被溶接材料）,2……溶接金属,3……溶融金
属,4……アーク,5……溶接ワイヤ,6……給電体,7……給
電チップ,8……シールドガス,9……シールドノズル,10
……溶接電源（直流又は直流パルス）,11……シールド
ノズル,12……ポールピース,13……軟鉄（鉄心）,14…
…励磁コイル,15……水冷パイプ,16……冷却水,17……
励磁電源（直流）である。
Claims (1)
- 【請求項１】TIG溶接、MIG溶接、潜弧溶接等の溶接アー
ク及びプラズマ溶接、プラズマ切断等のプラズマを、前
記アークやプラズマの周囲に同アークやプラズマと平行
な磁界を形成するように設けた回転対称磁界型電子レン
ズにより制御して集束させることを特徴とするアーク、
プラズマの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61258017A JPH07102458B2 (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | ア−ク，プラズマの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61258017A JPH07102458B2 (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | ア−ク，プラズマの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63112071A JPS63112071A (ja) | 1988-05-17 |
| JPH07102458B2 true JPH07102458B2 (ja) | 1995-11-08 |
Family
ID=17314371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61258017A Expired - Lifetime JPH07102458B2 (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | ア−ク，プラズマの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07102458B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100421424B1 (ko) * | 2001-05-25 | 2004-03-09 | 한국과학기술원 | 전자석이 부착된 내로우 갭 용접 토치 |
| CN103737164B (zh) * | 2014-01-03 | 2016-11-09 | 上海交通大学 | 等离子弧柱压缩器 |
| CN108213649B (zh) * | 2017-12-12 | 2021-07-06 | 南京理工大学 | 一种磁场控制式电弧机器人增材成形方法及装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5568181A (en) * | 1978-11-16 | 1980-05-22 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Control method of welding arc |
| JPS58379A (ja) * | 1981-06-25 | 1983-01-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | プラズマア−ク溶接，切断方法 |
-
1986
- 1986-10-29 JP JP61258017A patent/JPH07102458B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63112071A (ja) | 1988-05-17 |
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