JPH071136A - アーク溶接方法およびその装置 - Google Patents
アーク溶接方法およびその装置Info
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- JPH071136A JPH071136A JP14920393A JP14920393A JPH071136A JP H071136 A JPH071136 A JP H071136A JP 14920393 A JP14920393 A JP 14920393A JP 14920393 A JP14920393 A JP 14920393A JP H071136 A JPH071136 A JP H071136A
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- welding
- spread
- welded
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アークの広がりをほぼ一定に維持し、安定し
た溶接品質を得る。 【構成】 溶接ワイヤ２と被溶接物１との間にアークＡ
を発生させ、アークＡの周囲から被溶接物の溶接部位に
シールドガスＧを供給するアーク溶接方法において、ア
ークＡの広がりの変化に基づいて被溶接物１に向けて噴
出するシールドガスＧの温度を制御し、アークＡの広が
りを一定に維持する。
た溶接品質を得る。 【構成】 溶接ワイヤ２と被溶接物１との間にアークＡ
を発生させ、アークＡの周囲から被溶接物の溶接部位に
シールドガスＧを供給するアーク溶接方法において、ア
ークＡの広がりの変化に基づいて被溶接物１に向けて噴
出するシールドガスＧの温度を制御し、アークＡの広が
りを一定に維持する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アーク溶接時における
アークの広がりを制御することが可能なアーク溶接方法
およびその装置に関する。
アークの広がりを制御することが可能なアーク溶接方法
およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】アーク溶接においては、溶接電圧、溶接
電流を溶接装置によって予め最適値に設定しても、溶接
時には種々の外部要因によって実際の溶接電圧および溶
接電流が当初の設定値と完全に合致しなくなり、所望の
溶接品質を得ることができない場合がある。また、溶接
ワイヤの狙い位置が溶接線に対してずれた場合は、所望
の溶接ビード形状が得られず、溶接部の接合強度が低下
する。
電流を溶接装置によって予め最適値に設定しても、溶接
時には種々の外部要因によって実際の溶接電圧および溶
接電流が当初の設定値と完全に合致しなくなり、所望の
溶接品質を得ることができない場合がある。また、溶接
ワイヤの狙い位置が溶接線に対してずれた場合は、所望
の溶接ビード形状が得られず、溶接部の接合強度が低下
する。
【０００３】アーク溶接においては、アークに適当な広
がりを持たせることにより、溶接ワイヤの狙い位置と実
際の溶接線とが多少ずれた場合でも、溶接ワイヤの狙い
位置の近傍を十分に溶融させることができ、溶接品質の
向上が図れる。
がりを持たせることにより、溶接ワイヤの狙い位置と実
際の溶接線とが多少ずれた場合でも、溶接ワイヤの狙い
位置の近傍を十分に溶融させることができ、溶接品質の
向上が図れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は、溶接条件決定時にアークの適当な広がりを得るべく
溶接電圧、トーチ角、エクステンション（被溶接物の表
面からコンタクトチップまでの距離）などを決定する
が、その後はこの条件を固定したままで溶接作業を行う
ので、外部要因によってアークの広がりも変化し、安定
した溶接品質が得られないという問題がある。
は、溶接条件決定時にアークの適当な広がりを得るべく
溶接電圧、トーチ角、エクステンション（被溶接物の表
面からコンタクトチップまでの距離）などを決定する
が、その後はこの条件を固定したままで溶接作業を行う
ので、外部要因によってアークの広がりも変化し、安定
した溶接品質が得られないという問題がある。
【０００５】このように、アーク溶接においては、アー
クの広がり方は溶接部への入熱密度に直接関係するた
め、溶接品質に大きな影響を与えることになるが、従来
ではリアルタイムにアークの広がりを制御する技術は存
在しなかった。
クの広がり方は溶接部への入熱密度に直接関係するた
め、溶接品質に大きな影響を与えることになるが、従来
ではリアルタイムにアークの広がりを制御する技術は存
在しなかった。
【０００６】本発明は、上記の問題に着目し、アーク溶
接時におけるアークの広がりをほぼ一定に制御し、安定
した溶接品質を得ることが可能なアーク溶接方法および
その装置を提供することを目的とする。
接時におけるアークの広がりをほぼ一定に制御し、安定
した溶接品質を得ることが可能なアーク溶接方法および
その装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係るアーク溶接方法は、溶接ワイヤと被溶接
物との間にアークを発生させ、該アークの周囲から被溶
接物の溶接部位にシールドガスを供給するアーク溶接方
法において、前記アークの広がりの変化に基づいて被溶
接物に向けて噴出するシールドガスの温度を制御し、該
アークの広がりを一定に維持するものからなる
の本発明に係るアーク溶接方法は、溶接ワイヤと被溶接
物との間にアークを発生させ、該アークの周囲から被溶
接物の溶接部位にシールドガスを供給するアーク溶接方
法において、前記アークの広がりの変化に基づいて被溶
接物に向けて噴出するシールドガスの温度を制御し、該
アークの広がりを一定に維持するものからなる
【０００８】この目的を達成するための本発明に係るア
ーク溶接装置は、溶接ワイヤを被溶接物に向けて送給す
るトーチと、前記トーチに設けられ被溶接物に向けてシ
ールドガスを噴出するノズルと、前記溶接ワイヤと被溶
接物との間に発生するアークの広がり状態を検知するア
ーク広がり検知手段と、前記ノズルから噴出するシール
ドガスを加熱する加熱手段と、前記アーク広がり検知手
段からの検出値と予め入力されたアークの広がり状態の
基準値との差に基づき前記加熱手段によるシールドガス
の加熱を行い、前記アークの広がりを一定に制御する制
御手段と、を備えたものからなる。
ーク溶接装置は、溶接ワイヤを被溶接物に向けて送給す
るトーチと、前記トーチに設けられ被溶接物に向けてシ
ールドガスを噴出するノズルと、前記溶接ワイヤと被溶
接物との間に発生するアークの広がり状態を検知するア
ーク広がり検知手段と、前記ノズルから噴出するシール
ドガスを加熱する加熱手段と、前記アーク広がり検知手
段からの検出値と予め入力されたアークの広がり状態の
基準値との差に基づき前記加熱手段によるシールドガス
の加熱を行い、前記アークの広がりを一定に制御する制
御手段と、を備えたものからなる。
【０００９】
【作用】このように構成されたアーク溶接方法およびそ
の装置においては、アークの広がりの変化に基づいてノ
ズルから噴出するシールドガスの温度が変化する。一般
にアーク溶接時には、アークによって発生する熱の一部
がシールドガスによって奪われ、アークから奪われる熱
が大きいほどアークは細く絞られることになり、アーク
の広がりが小さくなる。アークの広がりが小さくなるの
は、多量の熱がシールドガスに奪われるのに際し、アー
クが自らの表面積を小さくすることで、熱の放出を抑え
ようとするからである。
の装置においては、アークの広がりの変化に基づいてノ
ズルから噴出するシールドガスの温度が変化する。一般
にアーク溶接時には、アークによって発生する熱の一部
がシールドガスによって奪われ、アークから奪われる熱
が大きいほどアークは細く絞られることになり、アーク
の広がりが小さくなる。アークの広がりが小さくなるの
は、多量の熱がシールドガスに奪われるのに際し、アー
クが自らの表面積を小さくすることで、熱の放出を抑え
ようとするからである。
【００１０】アークの広がりが小さくなった場合は、ノ
ズルから噴出されるシールドガスが加熱されるので、ア
ークからシールドガスへの熱の放出が抑制され、アーク
の広がりを大に制御することが可能となる。したがっ
て、外部要因に起因して溶接条件が変化しても、アーク
の広がりをほぼ一定に維持することができ、溶接品質を
安定させることが可能となる。
ズルから噴出されるシールドガスが加熱されるので、ア
ークからシールドガスへの熱の放出が抑制され、アーク
の広がりを大に制御することが可能となる。したがっ
て、外部要因に起因して溶接条件が変化しても、アーク
の広がりをほぼ一定に維持することができ、溶接品質を
安定させることが可能となる。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明に係るアーク溶接方法および
その装置の望ましい実施例を、図面を参照して説明す
る。
その装置の望ましい実施例を、図面を参照して説明す
る。
【００１２】図１ないし図４は、本発明の一実施例を示
しており、とくにＭＡＧ溶接に適用した場合を示してい
る。ＭＡＧ溶接は、アーク溶接の一種であり、消耗電極
である溶接ワイヤの周囲からアルゴンガスとＣＯ2 ガス
を混合したシールドガスを流しながら溶接を行うもので
ある。まず、アーク溶接装置の構成から説明する。
しており、とくにＭＡＧ溶接に適用した場合を示してい
る。ＭＡＧ溶接は、アーク溶接の一種であり、消耗電極
である溶接ワイヤの周囲からアルゴンガスとＣＯ2 ガス
を混合したシールドガスを流しながら溶接を行うもので
ある。まず、アーク溶接装置の構成から説明する。
【００１３】図３は、アーク溶接装置の全体構成を示し
ている。１１はアーク溶接装置を示しており、アーク溶
接装置１１は溶接機本体１２を有している。溶接機本体
１２内には、図示されない溶接トランス、整流器や制御
部品などが収納されている。溶接機本体１２は、三相交
流電源に接続されている。
ている。１１はアーク溶接装置を示しており、アーク溶
接装置１１は溶接機本体１２を有している。溶接機本体
１２内には、図示されない溶接トランス、整流器や制御
部品などが収納されている。溶接機本体１２は、三相交
流電源に接続されている。
【００１４】溶接機本体１２のマイナス極は、溶接ケー
ブル１３を介して被溶接物１と接続されている。溶接機
本体１２のプラス極は、溶接ケーブル１４を介してトー
チ１８と接続されている。溶接機本体１２とワイヤ送給
部１５とは、制御ケーブル１６を介して接続されてい
る。
ブル１３を介して被溶接物１と接続されている。溶接機
本体１２のプラス極は、溶接ケーブル１４を介してトー
チ１８と接続されている。溶接機本体１２とワイヤ送給
部１５とは、制御ケーブル１６を介して接続されてい
る。
【００１５】ワイヤ送給部１５には、ワイヤコンジット
１７を介してトーチ１８が接続されている。ワイヤ送給
部１５のリール１９に巻取られている溶接ワイヤ２はワ
イヤコンジット１７を介してトーチ１８に自動送給され
るようになっている。トーチ１８は、図示されない溶接
ロボットに取付けられており、予め教示された指令値に
基づいて移動するようになっている。
１７を介してトーチ１８が接続されている。ワイヤ送給
部１５のリール１９に巻取られている溶接ワイヤ２はワ
イヤコンジット１７を介してトーチ１８に自動送給され
るようになっている。トーチ１８は、図示されない溶接
ロボットに取付けられており、予め教示された指令値に
基づいて移動するようになっている。
【００１６】図１は、トーチ１８の先端部を示してい
る。トーチ１８の先端部には、溶接ワイヤ２への給電を
行うためのコンタクトチップ２１が取付けられている。
コンタクトチップ２１は、ワイヤコンジット１７および
ワイヤ送給部１５を介して溶接機本体１２のプラス極と
接続されている。コンタクトチップ２１の外周には、筒
状のノズル２２が設けられている。ノズル２２からは、
被溶接物１に向けてシールドガスＧが噴出されるように
なっている。シールドガスＧは、本実施例ではアルゴン
ガス８０％および炭酸ガス２０％の混合ガスからなる。
る。トーチ１８の先端部には、溶接ワイヤ２への給電を
行うためのコンタクトチップ２１が取付けられている。
コンタクトチップ２１は、ワイヤコンジット１７および
ワイヤ送給部１５を介して溶接機本体１２のプラス極と
接続されている。コンタクトチップ２１の外周には、筒
状のノズル２２が設けられている。ノズル２２からは、
被溶接物１に向けてシールドガスＧが噴出されるように
なっている。シールドガスＧは、本実施例ではアルゴン
ガス８０％および炭酸ガス２０％の混合ガスからなる。
【００１７】トーチ１８のノズル２２の外周には、加熱
手段としての高周波加熱コイル２５が設けられている。
高周波加熱コイル２５は、図４に示す高周波電源部２６
と接続されている。高周波加熱コイル２５に高周波電流
が流されると、ノズル２２が加熱され、ノズル２２から
噴出されるシールドガスＧが加熱されるようになってい
る。
手段としての高周波加熱コイル２５が設けられている。
高周波加熱コイル２５は、図４に示す高周波電源部２６
と接続されている。高周波加熱コイル２５に高周波電流
が流されると、ノズル２２が加熱され、ノズル２２から
噴出されるシールドガスＧが加熱されるようになってい
る。
【００１８】図４は、図１の制御ブロックを示してい
る。図４において、３１はアーク広がり検知手段を示し
ている。アーク広がり検知手段３１は、アークＡの広が
り状態を検知するものであり、本実施例では溶接電圧と
検知する電圧計（図示略）と溶接電流を検知する電流計
（図示略）とから構成されている。すなわち、本実施例
では、アークＡの広がり状態を溶接電圧と溶接電流とか
ら間接的に検知している。なお、アーク広がり検知手段
３１を、アークの広がり状態を直接検知する画像処理手
段から構成してもよい。
る。図４において、３１はアーク広がり検知手段を示し
ている。アーク広がり検知手段３１は、アークＡの広が
り状態を検知するものであり、本実施例では溶接電圧と
検知する電圧計（図示略）と溶接電流を検知する電流計
（図示略）とから構成されている。すなわち、本実施例
では、アークＡの広がり状態を溶接電圧と溶接電流とか
ら間接的に検知している。なお、アーク広がり検知手段
３１を、アークの広がり状態を直接検知する画像処理手
段から構成してもよい。
【００１９】アーク広がり検知手段３１からの検出値Ｓ
1 は、制御手段３２に入力されるようになっている。制
御手段３２には、アーク広がり状態の基準値Ｓ2 が予め
入力されている。制御手段３２は、アーク広がり検知手
段３１からの検出値Ｓ1 と基準値Ｓ2 とを比較し、検出
値Ｓ1 が基準値Ｓ2 に合致するように高周波電源部２６
を介して加熱コイル２２を制御するようになっている。
すなわち、検出値Ｓ1が基準値Ｓ2 と一致するように加
熱コイル２２によってシールドガスＧが加熱されるよう
になっている。本実施例では、シールドガスＧはたとえ
ば８００に加熱される。
1 は、制御手段３２に入力されるようになっている。制
御手段３２には、アーク広がり状態の基準値Ｓ2 が予め
入力されている。制御手段３２は、アーク広がり検知手
段３１からの検出値Ｓ1 と基準値Ｓ2 とを比較し、検出
値Ｓ1 が基準値Ｓ2 に合致するように高周波電源部２６
を介して加熱コイル２２を制御するようになっている。
すなわち、検出値Ｓ1が基準値Ｓ2 と一致するように加
熱コイル２２によってシールドガスＧが加熱されるよう
になっている。本実施例では、シールドガスＧはたとえ
ば８００に加熱される。
【００２０】つぎに、本発明に係るアーク溶接方法およ
びその作用について説明する。
びその作用について説明する。
【００２１】図３に示す溶接機本体１２が起動し、ワイ
ヤ送給部１５による溶接ワイヤ２の送給が開始される
と、溶接ワイヤ２の先端と被溶接物１との間にアークＡ
が生じ、溶接ワイヤ２および被溶接物１の溶融が開始さ
れる。溶接条件決定時には、アークＡの適当な広がりに
よって良好な溶接品質を得るべく溶接電圧、トーチ角、
エクステンションなどが決定される。
ヤ送給部１５による溶接ワイヤ２の送給が開始される
と、溶接ワイヤ２の先端と被溶接物１との間にアークＡ
が生じ、溶接ワイヤ２および被溶接物１の溶融が開始さ
れる。溶接条件決定時には、アークＡの適当な広がりに
よって良好な溶接品質を得るべく溶接電圧、トーチ角、
エクステンションなどが決定される。
【００２２】図２の（Ａ）に示すようにアークＡの広が
りが外部要因によって小に変化した場合は、この変化に
基づきシールドガスＧの加熱が開始される。以下、シー
ルドガスＧの加熱の手順について説明する。アークＡの
広がりが小に変化した場合は、この変化が溶接電圧およ
び溶接電流の変化となって表われる。この溶接電圧およ
び溶接電流の変化は、アーク広がり検知手段３１によっ
て検知される。
りが外部要因によって小に変化した場合は、この変化に
基づきシールドガスＧの加熱が開始される。以下、シー
ルドガスＧの加熱の手順について説明する。アークＡの
広がりが小に変化した場合は、この変化が溶接電圧およ
び溶接電流の変化となって表われる。この溶接電圧およ
び溶接電流の変化は、アーク広がり検知手段３１によっ
て検知される。
【００２３】アーク広がり検知手段３１からの検出値Ｓ
1 は、制御手段３２に入力され、基準値Ｓ2 と比較され
る。ここで、制御手段３２によって検出値Ｓ1 と基準値
Ｓ2との差が求められ、この差に基づいて高周波電源部
２６から高周波加熱コイル２５に出力される電力、周波
数が制御される。これにより、ノズル２２から噴出され
るシールドガスＧが加熱される。シールドガスＧが加熱
されると、アーク熱ＨのシールドガスＧへの放出量が著
しく少なくなり、図２の（Ｂ）に示すように、アークＡ
の広がりが大に補正される。
1 は、制御手段３２に入力され、基準値Ｓ2 と比較され
る。ここで、制御手段３２によって検出値Ｓ1 と基準値
Ｓ2との差が求められ、この差に基づいて高周波電源部
２６から高周波加熱コイル２５に出力される電力、周波
数が制御される。これにより、ノズル２２から噴出され
るシールドガスＧが加熱される。シールドガスＧが加熱
されると、アーク熱ＨのシールドガスＧへの放出量が著
しく少なくなり、図２の（Ｂ）に示すように、アークＡ
の広がりが大に補正される。
【００２４】そのため、被溶接物１の溶融幅が拡大さ
れ、溶接ワイヤ２の狙い位置と被溶接物１の溶接線とが
多少ずれた場合でも、幅の広い良好な溶接ビードＷが得
られる。したがって、溶接部分の接合強度が低下するこ
ともなくなり、溶接品質の安定化が図れる。なお、アー
クＡの広がり制御に際しては、初期の溶接条件設定時に
アークＡが多少絞られるような条件に設定するのが望ま
しい。
れ、溶接ワイヤ２の狙い位置と被溶接物１の溶接線とが
多少ずれた場合でも、幅の広い良好な溶接ビードＷが得
られる。したがって、溶接部分の接合強度が低下するこ
ともなくなり、溶接品質の安定化が図れる。なお、アー
クＡの広がり制御に際しては、初期の溶接条件設定時に
アークＡが多少絞られるような条件に設定するのが望ま
しい。
【００２５】図１では、加熱手段として高周波加熱コイ
ル２５を用いたが、これに限定されることはなく、図５
および図６に示すように多数のフィンを有する複数の電
気ヒータを用いた加熱手段４１から構成してもよいし、
図７に示すように電極５２、５３間の放電Ｅを利用した
加熱手段５１から構成してもよい。また、各加熱手段の
配置位置はノズル２２に限定されることはなく、ノズル
２２よりも上流側であってもよい。
ル２５を用いたが、これに限定されることはなく、図５
および図６に示すように多数のフィンを有する複数の電
気ヒータを用いた加熱手段４１から構成してもよいし、
図７に示すように電極５２、５３間の放電Ｅを利用した
加熱手段５１から構成してもよい。また、各加熱手段の
配置位置はノズル２２に限定されることはなく、ノズル
２２よりも上流側であってもよい。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、アークの広がりの変化
に基づいて被溶接物に向けて噴出するシールドガスの温
度を制御し、アークの広がりを一定に維持するようにし
たので、外部要因に起因して溶接条件が変化しても、ア
ークの広がりをほぼ一定とすることができる。
に基づいて被溶接物に向けて噴出するシールドガスの温
度を制御し、アークの広がりを一定に維持するようにし
たので、外部要因に起因して溶接条件が変化しても、ア
ークの広がりをほぼ一定とすることができる。
【００２７】したがって、比較的広い範囲で被溶接物を
溶融させることが可能となり、溶接ワイヤの狙い位置が
溶接線から多少ずれた場合でも、溶接部の接合強度を十
分に確保することができ、溶接品質を安定したものとす
ることができる。
溶融させることが可能となり、溶接ワイヤの狙い位置が
溶接線から多少ずれた場合でも、溶接部の接合強度を十
分に確保することができ、溶接品質を安定したものとす
ることができる。
【図１】本発明の一実施例に係るアーク溶接方法が適用
されるアーク溶接装置の要部拡大断面図である。
されるアーク溶接装置の要部拡大断面図である。
【図２】図１のアーク溶接装置によるアーク溶接作業状
態を示す断面図である。
態を示す断面図である。
【図３】図１のアーク溶接装置の全体の概略構成図であ
る。
る。
【図４】図１の装置のブロック図である。
【図５】図１の装置の変形例を示す断面図である。
【図６】図５の底面図である。
【図７】図１の装置の別の変形例を示す断面図である。
１ 被溶接物 ２ 溶接ワイヤ １１ アーク溶接装置 １８ トーチ ２２ ノズル ２５ 加熱手段 ３１ アーク広がり検知手段 ３２ 制御手段 Ａ アーク Ｇ シールドガス Ｓ1 検出値 Ｓ2 基準値
Claims (2)
- 【請求項１】 溶接ワイヤと被溶接物との間にアークを
発生させ、該アークの周囲から被溶接物の溶接部位にシ
ールドガスを供給するアーク溶接方法において、前記ア
ークの広がりの変化に基づいて被溶接物に向けて噴出す
るシールドガスの温度を制御し、該アークの広がりを一
定に維持することを特徴とするアーク溶接方法。 - 【請求項２】 溶接ワイヤを被溶接物に向けて送給する
トーチと、 前記トーチに設けられ被溶接物に向けてシールドガスを
噴出するノズルと、 前記溶接ワイヤと被溶接物との間に発生するアークの広
がり状態を検知するアーク広がり検知手段と、 前記ノズルから噴出するシールドガスを加熱する加熱手
段と、 前記アーク広がり検知手段からの検出値と予め入力され
たアークの広がり状態の基準値との差に基づき前記加熱
手段によるシールドガスの加熱を行い、前記アークの広
がりを一定に制御する制御手段と、を備えたことを特徴
とするアーク溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14920393A JPH071136A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | アーク溶接方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14920393A JPH071136A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | アーク溶接方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH071136A true JPH071136A (ja) | 1995-01-06 |
Family
ID=15470084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14920393A Pending JPH071136A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | アーク溶接方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071136A (ja) |
-
1993
- 1993-06-21 JP JP14920393A patent/JPH071136A/ja active Pending
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