JPH071144A - 溶接トーチ - Google Patents
溶接トーチInfo
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- JPH071144A JPH071144A JP14809293A JP14809293A JPH071144A JP H071144 A JPH071144 A JP H071144A JP 14809293 A JP14809293 A JP 14809293A JP 14809293 A JP14809293 A JP 14809293A JP H071144 A JPH071144 A JP H071144A
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- welding
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速すみ肉溶接や、高速溶接で広幅ビードを
得るためのツインワイヤ用溶接トーチ、及び給電チップ
を提供する。 【構成】 溶接トーチ２の下部縦断面を逆Ｌ形として、
その足部面に２本の孔８，８′を有する矩形の給電チッ
プ５を装着、または溶接トーチ１２の下部縦断面を矩形
とし、その下端長辺方向に２個の給電チップ１５，１
５′をそれぞれ独立して装着し、かつ、曲率を有するシ
ールドガス用パイプ６を該溶接トーチの片辺側、または
対向する両辺に設置することを特徴とする溶接トーチ。
得るためのツインワイヤ用溶接トーチ、及び給電チップ
を提供する。 【構成】 溶接トーチ２の下部縦断面を逆Ｌ形として、
その足部面に２本の孔８，８′を有する矩形の給電チッ
プ５を装着、または溶接トーチ１２の下部縦断面を矩形
とし、その下端長辺方向に２個の給電チップ１５，１
５′をそれぞれ独立して装着し、かつ、曲率を有するシ
ールドガス用パイプ６を該溶接トーチの片辺側、または
対向する両辺に設置することを特徴とする溶接トーチ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はワイヤを消耗電極とする
アーク溶接で、鋼管の爪付け溶接など狭隘な箇所の高速
すみ肉溶接や、高速溶接で広いビード幅が要求される厚
板突合わせ溶接に適用するツインワイヤ用溶接トーチに
関するものである。
アーク溶接で、鋼管の爪付け溶接など狭隘な箇所の高速
すみ肉溶接や、高速溶接で広いビード幅が要求される厚
板突合わせ溶接に適用するツインワイヤ用溶接トーチに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼管杭などに使用されるスパイラル鋼管
は製造された素管の７０％近くが何らかの二次加工溶接
がなされている。これらの作業は人力に頼っているのが
現状であるが、今後予想される需要増に対応するには、
溶接工の確保が難しく、また、新たな工場立地スペース
入手も非常に困難な環境になってきつつある。したがっ
て、現状の資源で生産性を向上させるためには溶接速度
を高め、溶接能率をアップすることが焦眉の問題であ
り、ロボット化し易いガスシールドアーク溶接でサブマ
ージドアーク溶接能率に近い高速化技術の出現が待たれ
ている。
は製造された素管の７０％近くが何らかの二次加工溶接
がなされている。これらの作業は人力に頼っているのが
現状であるが、今後予想される需要増に対応するには、
溶接工の確保が難しく、また、新たな工場立地スペース
入手も非常に困難な環境になってきつつある。したがっ
て、現状の資源で生産性を向上させるためには溶接速度
を高め、溶接能率をアップすることが焦眉の問題であ
り、ロボット化し易いガスシールドアーク溶接でサブマ
ージドアーク溶接能率に近い高速化技術の出現が待たれ
ている。
【０００３】従来使用されているガスシールドアーク溶
接では、１溶接トーチを用いた水平すみ肉溶接で７mm以
上の脚長が確保できる限界溶接速度は５０cm/minであ
る。７０cm/min以上の高速溶接では所定の等脚長を保証
するワイヤ溶着量を与えても目標脚長には届かず、幅が
狭く、凸型のビードになってしまっていた。目標脚長を
確保するには、高速溶接になるほどワイヤ溶着速度を上
げねばならないが、それには使用する溶接電流が必然的
に高くなる。このため、アーク力がより強力になって溶
接プールが後方に押しやられるとともに、溶接プール形
状も図４（ａ）に示す涙滴型から溶接図４（ｂ）に示す
溶接線方向に細長く伸びた形状に変化し、幅が狭い状態
でビード止端凝固が開始する。そのため、残された溶融
金属はビード高さ方向に盛り上がるしかなく、結果とし
て図４（ｃ）に示す凸ビードとなったり、図４（ｄ）に
示すアンダーカット（Ｕ，Ｕ′）が発生し易くなるもの
と考えられる。
接では、１溶接トーチを用いた水平すみ肉溶接で７mm以
上の脚長が確保できる限界溶接速度は５０cm/minであ
る。７０cm/min以上の高速溶接では所定の等脚長を保証
するワイヤ溶着量を与えても目標脚長には届かず、幅が
狭く、凸型のビードになってしまっていた。目標脚長を
確保するには、高速溶接になるほどワイヤ溶着速度を上
げねばならないが、それには使用する溶接電流が必然的
に高くなる。このため、アーク力がより強力になって溶
接プールが後方に押しやられるとともに、溶接プール形
状も図４（ａ）に示す涙滴型から溶接図４（ｂ）に示す
溶接線方向に細長く伸びた形状に変化し、幅が狭い状態
でビード止端凝固が開始する。そのため、残された溶融
金属はビード高さ方向に盛り上がるしかなく、結果とし
て図４（ｃ）に示す凸ビードとなったり、図４（ｄ）に
示すアンダーカット（Ｕ，Ｕ′）が発生し易くなるもの
と考えられる。
【０００４】溶接高速化を阻害する要因は上述したよう
に、高速溶接になるほどアークが後方に引かれ、幅方向
の広がりが小さくなること、及び、高溶接電流化によっ
てアーク力が強力になって溶融プールが後方に押しやら
れるためである。この阻害要因を解消する手段としては
消耗電極ワイヤ（以下ワイヤと略記）を複数化してアー
ク力を分散し、溶融プール後退を抑えることが有効であ
り、これまで種々の提案がなされている。例えば特公平
１−５０５０７号公報、特開昭６１−２１２４８０号公
報にみられるような１電極をツインワイヤ化したサブマ
ージドアーク溶接法、特開昭６３−１４０７７３号公報
にみられるごとく１溶接トーチに複数ワイヤを送給する
ガスシールドアーク溶接法などが開示されている。
に、高速溶接になるほどアークが後方に引かれ、幅方向
の広がりが小さくなること、及び、高溶接電流化によっ
てアーク力が強力になって溶融プールが後方に押しやら
れるためである。この阻害要因を解消する手段としては
消耗電極ワイヤ（以下ワイヤと略記）を複数化してアー
ク力を分散し、溶融プール後退を抑えることが有効であ
り、これまで種々の提案がなされている。例えば特公平
１−５０５０７号公報、特開昭６１−２１２４８０号公
報にみられるような１電極をツインワイヤ化したサブマ
ージドアーク溶接法、特開昭６３−１４０７７３号公報
にみられるごとく１溶接トーチに複数ワイヤを送給する
ガスシールドアーク溶接法などが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サブマ
ージドアーク溶接法は溶接施工対象によっては、フラッ
クスの散布、回収、スラグ処理など、ロボット化にあた
り、なお、解決すべき課題が残されている。また、上述
の特開昭６３−１４０７７３号公報のような一本の溶接
トーチで複数ワイヤを用いてガスシールドアーク溶接を
行う方法では、溶接トーチはシールド部分などにより大
型化が避けられず、すみ肉溶接などの狭隘な箇所に適用
することは困難である。そこで、本発明はワイヤを消耗
電極とするツインアーク溶接法がすみ肉溶接などの狭隘
部にも適用でき、かつ、高速溶接で広幅ビードを形成す
ることもできるツインワイヤ用溶接トーチを提供するこ
とを目的とする。
ージドアーク溶接法は溶接施工対象によっては、フラッ
クスの散布、回収、スラグ処理など、ロボット化にあた
り、なお、解決すべき課題が残されている。また、上述
の特開昭６３−１４０７７３号公報のような一本の溶接
トーチで複数ワイヤを用いてガスシールドアーク溶接を
行う方法では、溶接トーチはシールド部分などにより大
型化が避けられず、すみ肉溶接などの狭隘な箇所に適用
することは困難である。そこで、本発明はワイヤを消耗
電極とするツインアーク溶接法がすみ肉溶接などの狭隘
部にも適用でき、かつ、高速溶接で広幅ビードを形成す
ることもできるツインワイヤ用溶接トーチを提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、上記ツインワイヤ用溶接トーチ、及び給電
チップの構成として、２本のワイヤ導入孔をそれぞれ独
立して設けた溶接トーチの下部縦断面を逆Ｌ形として、
その足部面に２本の孔を有する矩形の給電チップを装着
する溶接トーチ、または、該溶接トーチの下部横断面を
矩形として、その下端面長辺を短辺の２倍以上とし、か
つ、該下端面長辺方向に２個の給電チップをそれぞれ独
立して装着する溶接トーチとし、かつ、曲率を有するシ
ールドガス用パイプを該溶接トーチの片辺側、または対
向する両辺に設置することにより、シールドガスを溶接
トーチから分離して供給し、溶接トーチ先端形状の幅を
小さくすることによって狭隘な箇所への適用、及び高速
溶接での広幅ビード形成を可能としたことを特徴とす
る。すなわち、本発明の要旨とするところは、（１）同
一溶接トーチ２を介して２本の消耗電極ワイヤ１，１′
を給電チップ５に送給し、ツインアークを発生させる溶
接トーチ２において、２本のワイヤを導入する孔８，
８′をそれぞれ独立して設けた溶接トーチ２の下部１０
の縦断面を逆Ｌ形として、該溶接トーチ２の足部面に２
本の孔を有する矩形の給電チップ５、及び曲率を有する
シールドガス用パイプ６を該溶接トーチの片辺側、また
は対向する両辺に装着することを特徴とする溶接トー
チ、及び（２）同一溶接トーチ１２を介して２本の消耗
電極ワイヤ１１，１１′を給電チップ１５，１５′に送
給し、ツインアークを発生させる溶接トーチ１２におい
て、該溶接トーチ１２の下部横断面を矩形として、その
下端面長辺を短辺の２倍以上とし、かつ、該下端面長辺
方向にそれぞれ独立した２個の給電チップ１５，１
５′、及び曲率を有するシールドガス用パイプ６を該溶
接トーチの片辺側、または対向する両辺に装着すること
を特徴とする溶接トーチであり、（３）下部構造が逆Ｌ
形をした溶接トーチ２の足部面に、２個以上のボルトで
装着された矩形の給電チップ５を有することを特徴とす
る前記（１）記載の溶接トーチ、さらに、（４）溶接ト
ーチ１２の下端面長辺方向のそれぞれの給電チップ１
５，１５′の装着面が向かい合うような勾配を有するこ
とを特徴とする前記（２）記載の溶接トーチにある。
決するため、上記ツインワイヤ用溶接トーチ、及び給電
チップの構成として、２本のワイヤ導入孔をそれぞれ独
立して設けた溶接トーチの下部縦断面を逆Ｌ形として、
その足部面に２本の孔を有する矩形の給電チップを装着
する溶接トーチ、または、該溶接トーチの下部横断面を
矩形として、その下端面長辺を短辺の２倍以上とし、か
つ、該下端面長辺方向に２個の給電チップをそれぞれ独
立して装着する溶接トーチとし、かつ、曲率を有するシ
ールドガス用パイプを該溶接トーチの片辺側、または対
向する両辺に設置することにより、シールドガスを溶接
トーチから分離して供給し、溶接トーチ先端形状の幅を
小さくすることによって狭隘な箇所への適用、及び高速
溶接での広幅ビード形成を可能としたことを特徴とす
る。すなわち、本発明の要旨とするところは、（１）同
一溶接トーチ２を介して２本の消耗電極ワイヤ１，１′
を給電チップ５に送給し、ツインアークを発生させる溶
接トーチ２において、２本のワイヤを導入する孔８，
８′をそれぞれ独立して設けた溶接トーチ２の下部１０
の縦断面を逆Ｌ形として、該溶接トーチ２の足部面に２
本の孔を有する矩形の給電チップ５、及び曲率を有する
シールドガス用パイプ６を該溶接トーチの片辺側、また
は対向する両辺に装着することを特徴とする溶接トー
チ、及び（２）同一溶接トーチ１２を介して２本の消耗
電極ワイヤ１１，１１′を給電チップ１５，１５′に送
給し、ツインアークを発生させる溶接トーチ１２におい
て、該溶接トーチ１２の下部横断面を矩形として、その
下端面長辺を短辺の２倍以上とし、かつ、該下端面長辺
方向にそれぞれ独立した２個の給電チップ１５，１
５′、及び曲率を有するシールドガス用パイプ６を該溶
接トーチの片辺側、または対向する両辺に装着すること
を特徴とする溶接トーチであり、（３）下部構造が逆Ｌ
形をした溶接トーチ２の足部面に、２個以上のボルトで
装着された矩形の給電チップ５を有することを特徴とす
る前記（１）記載の溶接トーチ、さらに、（４）溶接ト
ーチ１２の下端面長辺方向のそれぞれの給電チップ１
５，１５′の装着面が向かい合うような勾配を有するこ
とを特徴とする前記（２）記載の溶接トーチにある。
【０００７】
【作用】図１は本発明請求項１の溶接トーチ、及び請求
項３の給電チップの実施態様側面断面図、図２はその正
面図、図３は図１の給電チップ５のＡ，Ａ′断面図であ
る。ワイヤ送給ローラ（図示せず）によって送られた２
本のワイヤ１，１′は溶接トーチ２に連結されたツイン
ワイヤ用コンジット３を介してワイヤガイド４，４′に
導かれる。このワイヤガイド４，４′の下端に接する溶
接トーチ２の下部構造は、ワイヤが通過するための２本
の孔８，８′が貫通し、かつ、ワイヤガイド４，４′を
固定するための孔９，９′を貫通孔を途中まで設けてい
る。そして、溶接トーチ下部１０の縦断面を逆Ｌ形と
し、その足部面に直方体の給電チップ５を装着すること
によって溶接トーチ先端部が狭隘な箇所に挿入できる構
造としている。
項３の給電チップの実施態様側面断面図、図２はその正
面図、図３は図１の給電チップ５のＡ，Ａ′断面図であ
る。ワイヤ送給ローラ（図示せず）によって送られた２
本のワイヤ１，１′は溶接トーチ２に連結されたツイン
ワイヤ用コンジット３を介してワイヤガイド４，４′に
導かれる。このワイヤガイド４，４′の下端に接する溶
接トーチ２の下部構造は、ワイヤが通過するための２本
の孔８，８′が貫通し、かつ、ワイヤガイド４，４′を
固定するための孔９，９′を貫通孔を途中まで設けてい
る。そして、溶接トーチ下部１０の縦断面を逆Ｌ形と
し、その足部面に直方体の給電チップ５を装着すること
によって溶接トーチ先端部が狭隘な箇所に挿入できる構
造としている。
【０００８】この給電チップの２個のボルト７，７′で
締め付けられるので、トーチからの給電は確実になさ
れ、かつ、給電チップ下端でワイヤ焼き付けなどのトラ
ブルに際しても、従来の円筒状給電チップ構造（例えば
特開昭５４−１５０３４２号公報）では、袋ナットを緩
めて給電チップを取り外す構造と考えられるが、この方
法では袋ナットと給電チップが一体となって回転するこ
とが多く、ワイヤがねじれ、給電チップが取れなくなる
といった問題があるが、本発明ではボルトの取り外しの
みで容易に着脱することができる構造となっている。ま
た、締め付けボルトが１本の場合には足部１０のワイヤ
孔８，８′と給電チップの孔とのずれが生じ易く、ワイ
ヤ詰まりなどの原因となるので好ましくない。
締め付けられるので、トーチからの給電は確実になさ
れ、かつ、給電チップ下端でワイヤ焼き付けなどのトラ
ブルに際しても、従来の円筒状給電チップ構造（例えば
特開昭５４−１５０３４２号公報）では、袋ナットを緩
めて給電チップを取り外す構造と考えられるが、この方
法では袋ナットと給電チップが一体となって回転するこ
とが多く、ワイヤがねじれ、給電チップが取れなくなる
といった問題があるが、本発明ではボルトの取り外しの
みで容易に着脱することができる構造となっている。ま
た、締め付けボルトが１本の場合には足部１０のワイヤ
孔８，８′と給電チップの孔とのずれが生じ易く、ワイ
ヤ詰まりなどの原因となるので好ましくない。
【０００９】次に、図５は本発明請求項２、及び４の溶
接トーチの実施態様側面縦断面図、図６はその正面図、
図７は図５の溶接トーチＢ，Ｂ′断面図を示したもので
ある。以下、図５，６，７の参照符号を用いて説明する
と、ワイヤ送給ローラ（図示せず）によって送られた２
本のワイヤ１１，１１′は溶接トーチ１２に連結された
ツインワイヤ用コンジット１３を介してワイヤガイド１
４，１４′に導かれる。このワイヤガイドの下端に接す
る溶接トーチには、ワイヤが通過するための２本の孔１
８，１８′が貫通し、かつ、ワイヤガイドを固定するた
めの孔１９，１９′を貫通孔の途中まで設けている。そ
して、溶接トーチ下部２０の横断面を矩形とし、その下
端面短辺ａを給電チップ外径Ｗとほぼ同じとすることに
よって溶接トーチ先端部が狭隘な箇所に挿入できる構造
としている。また、長辺ｂは短辺ａの２倍以上として２
個の給電チップ１５，１５′をそれぞれ独立して装着す
る構造をとっている。
接トーチの実施態様側面縦断面図、図６はその正面図、
図７は図５の溶接トーチＢ，Ｂ′断面図を示したもので
ある。以下、図５，６，７の参照符号を用いて説明する
と、ワイヤ送給ローラ（図示せず）によって送られた２
本のワイヤ１１，１１′は溶接トーチ１２に連結された
ツインワイヤ用コンジット１３を介してワイヤガイド１
４，１４′に導かれる。このワイヤガイドの下端に接す
る溶接トーチには、ワイヤが通過するための２本の孔１
８，１８′が貫通し、かつ、ワイヤガイドを固定するた
めの孔１９，１９′を貫通孔の途中まで設けている。そ
して、溶接トーチ下部２０の横断面を矩形とし、その下
端面短辺ａを給電チップ外径Ｗとほぼ同じとすることに
よって溶接トーチ先端部が狭隘な箇所に挿入できる構造
としている。また、長辺ｂは短辺ａの２倍以上として２
個の給電チップ１５，１５′をそれぞれ独立して装着す
る構造をとっている。
【００１０】さらに、該溶接トーチ下端面に装着した給
電チップ１５，１５′が向かい合うようにそれぞれの面
に逆方向の勾配を設けている。このような構造であれ
ば、給電チップ１５，１５′の長さを選択、またはワイ
ヤ突き出し長を調整することによって、２本のワイヤ間
隔を調整でき、ビード幅の制御が可能となる。すなわ
ち、ワイヤ間隔を４mm以下に縮めるとそれぞれのアーク
が一体化するようになり、ビード幅が狭く、溶け込みの
深いビードとなって、シングルワイヤに近い性質を示
し、逆に４mm超にワイヤ間隔を広げると、それぞれのア
ークは独立して点弧するようになり、幅が広く、溶け込
みの浅いビードが得られる。
電チップ１５，１５′が向かい合うようにそれぞれの面
に逆方向の勾配を設けている。このような構造であれ
ば、給電チップ１５，１５′の長さを選択、またはワイ
ヤ突き出し長を調整することによって、２本のワイヤ間
隔を調整でき、ビード幅の制御が可能となる。すなわ
ち、ワイヤ間隔を４mm以下に縮めるとそれぞれのアーク
が一体化するようになり、ビード幅が狭く、溶け込みの
深いビードとなって、シングルワイヤに近い性質を示
し、逆に４mm超にワイヤ間隔を広げると、それぞれのア
ークは独立して点弧するようになり、幅が広く、溶け込
みの浅いビードが得られる。
【００１１】なお、溶接トーチ下端長辺ｂを短辺ａの２
倍以上としたのは、狭隘部に挿入するトーチ形状は極力
小さい方がよいが、各ワイヤ間の距離の確保とチップを
取り付けるため、短辺側ａは給電チップ幅Ｗが最低限必
要であり、それを２個並べて装着するためには少なくと
も短辺ａの２倍以上の長さが必要となるからである。具
体的には市販の給電チップ径は１０mm程度あり、図７中
で示したように、短辺ａは１０mmは必要である。
倍以上としたのは、狭隘部に挿入するトーチ形状は極力
小さい方がよいが、各ワイヤ間の距離の確保とチップを
取り付けるため、短辺側ａは給電チップ幅Ｗが最低限必
要であり、それを２個並べて装着するためには少なくと
も短辺ａの２倍以上の長さが必要となるからである。具
体的には市販の給電チップ径は１０mm程度あり、図７中
で示したように、短辺ａは１０mmは必要である。
【００１２】また、曲率を有するシールドガス用パイプ
６を溶接トーチ２，１２の片辺側の一方、または両方に
設置し、このパイプに不活性ガスを導入して溶接部のシ
ールドを行う。このように溶接トーチ部とシールドガス
供給部とを分離することで溶接トーチをスリム化し、狭
隘部溶接を可能としたものである。シールドガス供給は
溶接前方向から行うのでパイプは通常一本でよいが、両
方に設置すれば、溶接トーチ移動方式で積層往復溶接す
る場合などでは、ガス供給バルブの切り替えだけでパイ
プを付け替える作業を省略することができる。ここで、
ワイヤをパラレル配置で使用する場合には、少なくとも
パラレルに配置されたワイヤ間隔以上のパイプ内径が必
要である。なぜならば、アーク点から数cm離れた位置に
該パイプ下端をセットして不活性ガスで溶接部をシール
ドした場合、パイプ内径がワイヤ間隔未満ではツインア
ークのシールドが不十分で大気の巻き込みによるブロー
ホール発生の危険があるためである。
６を溶接トーチ２，１２の片辺側の一方、または両方に
設置し、このパイプに不活性ガスを導入して溶接部のシ
ールドを行う。このように溶接トーチ部とシールドガス
供給部とを分離することで溶接トーチをスリム化し、狭
隘部溶接を可能としたものである。シールドガス供給は
溶接前方向から行うのでパイプは通常一本でよいが、両
方に設置すれば、溶接トーチ移動方式で積層往復溶接す
る場合などでは、ガス供給バルブの切り替えだけでパイ
プを付け替える作業を省略することができる。ここで、
ワイヤをパラレル配置で使用する場合には、少なくとも
パラレルに配置されたワイヤ間隔以上のパイプ内径が必
要である。なぜならば、アーク点から数cm離れた位置に
該パイプ下端をセットして不活性ガスで溶接部をシール
ドした場合、パイプ内径がワイヤ間隔未満ではツインア
ークのシールドが不十分で大気の巻き込みによるブロー
ホール発生の危険があるためである。
【００１３】かかる構成にすることによって、すみ肉溶
接などのような狭隘部では、図８（ａ）に示すように、
ワイヤがタンデム方向になるような向きに溶接トーチ２
を固定して溶接することにより、２本のワイヤのうち、
先行ワイヤ１のアークＬで生じた溶融プールを後方に押
しやろうとするアークプラズマ気流を後行ワイヤ１′で
点弧したアークＴがそれを阻む作用をして、そのエネル
ギーを減じ、また、直接、溶融プールを後方に押しやる
作用をするアークＴのアークプラズマ気流の強さそのも
のも、溶接電流が２本のワイヤに分流し、通常の一本で
のアークプラズマ気流の強さの半分以下になっているた
め、溶融プール後退が緩和され、高溶接電流を用い、高
速溶接しても所定の脚長を有する健全なすみ肉ビードが
得られるのである。
接などのような狭隘部では、図８（ａ）に示すように、
ワイヤがタンデム方向になるような向きに溶接トーチ２
を固定して溶接することにより、２本のワイヤのうち、
先行ワイヤ１のアークＬで生じた溶融プールを後方に押
しやろうとするアークプラズマ気流を後行ワイヤ１′で
点弧したアークＴがそれを阻む作用をして、そのエネル
ギーを減じ、また、直接、溶融プールを後方に押しやる
作用をするアークＴのアークプラズマ気流の強さそのも
のも、溶接電流が２本のワイヤに分流し、通常の一本で
のアークプラズマ気流の強さの半分以下になっているた
め、溶融プール後退が緩和され、高溶接電流を用い、高
速溶接しても所定の脚長を有する健全なすみ肉ビードが
得られるのである。
【００１４】また、厚肉の突合せ溶接などで、１パスで
広幅ビードを形成する場合には図８（ｂ）に示すよう
に、溶接トーチの向きを９０°変え、ワイヤをパラレル
に配置すれば、２本のワイヤのアークがビード幅方向に
点弧するので、溶融プールを後方に押しやるアークプラ
ズマ気流も幅方向に広がって分散して作用し、かつ、そ
の力は溶接電流が分流されているため弱く、高溶接電流
を用いても幅の広い溶融プールが形成され、結果として
広幅ビード形成が可能となるのである。
広幅ビードを形成する場合には図８（ｂ）に示すよう
に、溶接トーチの向きを９０°変え、ワイヤをパラレル
に配置すれば、２本のワイヤのアークがビード幅方向に
点弧するので、溶融プールを後方に押しやるアークプラ
ズマ気流も幅方向に広がって分散して作用し、かつ、そ
の力は溶接電流が分流されているため弱く、高溶接電流
を用いても幅の広い溶融プールが形成され、結果として
広幅ビード形成が可能となるのである。
【００１５】なお、溶接トーチ２の構造は、ワイヤが通
過するための２本の孔８，８′が貫通し、上部コンジッ
ト３から出たワイヤと下部給電チップ５のそれぞれの孔
にワイヤがスムーズに挿入される構造になっていればよ
く、必ずしもワイヤガイド４，４′を溶接トーチ２内に
設ける必要はない。
過するための２本の孔８，８′が貫通し、上部コンジッ
ト３から出たワイヤと下部給電チップ５のそれぞれの孔
にワイヤがスムーズに挿入される構造になっていればよ
く、必ずしもワイヤガイド４，４′を溶接トーチ２内に
設ける必要はない。
【００１６】
【実施例】本発明の溶接トーチ、及び従来法の溶接トー
チを用い、狭隘部を有する水平すみ肉溶接、及び突合せ
の表層部溶接を行った。供試鋼材は水平すみ肉溶接では
ＳＭ４００、板厚１２．７mm、突合せ表層溶接ではステ
ンレスクラッド鋼、板厚２０mmを用いた。なお、突合せ
溶接での開先形状は開先角度７０°、深さ９mm、ルート
２mmで初層はＪＩＳ Ｚ３３１３ ＹＦＷ２４相当ワイ
ヤ、１．２mmを用いて表層ステンレス層直下まであらか
じめ溶接している。本溶接に用いたワイヤは水平すみ肉
溶接では前記突合せ溶接初層と同じものを、突合せ表層
溶接ではＪＩＳ Ｚ３３２３ ＹＦ３０９ＭｏＬＣ相当
品、１．２mm、シールドガスはＣＯ2を２０ l/min使用
した。表１及び図９に実施した溶接条件、表２に溶接ビ
ード評価結果を示す。
チを用い、狭隘部を有する水平すみ肉溶接、及び突合せ
の表層部溶接を行った。供試鋼材は水平すみ肉溶接では
ＳＭ４００、板厚１２．７mm、突合せ表層溶接ではステ
ンレスクラッド鋼、板厚２０mmを用いた。なお、突合せ
溶接での開先形状は開先角度７０°、深さ９mm、ルート
２mmで初層はＪＩＳ Ｚ３３１３ ＹＦＷ２４相当ワイ
ヤ、１．２mmを用いて表層ステンレス層直下まであらか
じめ溶接している。本溶接に用いたワイヤは水平すみ肉
溶接では前記突合せ溶接初層と同じものを、突合せ表層
溶接ではＪＩＳ Ｚ３３２３ ＹＦ３０９ＭｏＬＣ相当
品、１．２mm、シールドガスはＣＯ2を２０ l/min使用
した。表１及び図９に実施した溶接条件、表２に溶接ビ
ード評価結果を示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】本発明請求項１、及び３の給電チップ、及
び請求項２、及び４の溶接トーチを用い、ワイヤをタン
デムに配置して水平すみ肉溶接を行った試験記号Ａ，Ｂ
では、溶接トーチ下部が狭隘部に問題なく挿入され、所
定の突出し長２０mmを確保して、溶接速度７０cm/minで
も脚長８mmの目標ビードを得ることができたが、従来法
の円筒カバーシールド形溶接トーチを用いた試験記号Ｄ
では、給電チップをカバーする円筒カバー直径が最小で
も３０mmあってフランジに当たり狭隘部に挿入できず、
長尺給電チップを使用しても、なお突出長を縮められず
３５mmとなったため、アーク不安定でビードが乱れ、か
つ、シールドガスがフランジにさえぎられてシールド不
足となってブローホールが発生した。
び請求項２、及び４の溶接トーチを用い、ワイヤをタン
デムに配置して水平すみ肉溶接を行った試験記号Ａ，Ｂ
では、溶接トーチ下部が狭隘部に問題なく挿入され、所
定の突出し長２０mmを確保して、溶接速度７０cm/minで
も脚長８mmの目標ビードを得ることができたが、従来法
の円筒カバーシールド形溶接トーチを用いた試験記号Ｄ
では、給電チップをカバーする円筒カバー直径が最小で
も３０mmあってフランジに当たり狭隘部に挿入できず、
長尺給電チップを使用しても、なお突出長を縮められず
３５mmとなったため、アーク不安定でビードが乱れ、か
つ、シールドガスがフランジにさえぎられてシールド不
足となってブローホールが発生した。
【００２０】また、本発明請求項１、及び３の給電チッ
プを用い、ワイヤをパラレルに配置してステンレスクラ
ッド鋼突合せ溶接表層盛りに適用した試験記号Ｃでは、
溶接速度５０cm/minでも溶接欠陥がなく、ビード幅１６
mmを確保し、かつ、溶け込みが浅く、２０％以下の低い
希釈率となる理想的なビードが得られた。一方、シング
ルワイヤを用いる従来法の試験記号Ｅではビード幅が広
がらず、開先残りを生じた。
プを用い、ワイヤをパラレルに配置してステンレスクラ
ッド鋼突合せ溶接表層盛りに適用した試験記号Ｃでは、
溶接速度５０cm/minでも溶接欠陥がなく、ビード幅１６
mmを確保し、かつ、溶け込みが浅く、２０％以下の低い
希釈率となる理想的なビードが得られた。一方、シング
ルワイヤを用いる従来法の試験記号Ｅではビード幅が広
がらず、開先残りを生じた。
【００２１】
【発明の効果】上述したように、本発明の溶接トーチ、
及び給電チップを用いてツインワイヤをタンデム配列し
溶接することにより、狭隘な箇所での高速すみ肉溶接が
可能となり、また、ツインワイヤをパラレル配置すれ
ば、高速一層溶接で広幅ビード確保を実現できる。した
がって、要員増や、新工場建設を行わなくとも生産性向
上が可能となり、本発明によって溶接コストダウン、溶
接能率を大幅に向上できるので産業上のメリットは大き
いものである。
及び給電チップを用いてツインワイヤをタンデム配列し
溶接することにより、狭隘な箇所での高速すみ肉溶接が
可能となり、また、ツインワイヤをパラレル配置すれ
ば、高速一層溶接で広幅ビード確保を実現できる。した
がって、要員増や、新工場建設を行わなくとも生産性向
上が可能となり、本発明によって溶接コストダウン、溶
接能率を大幅に向上できるので産業上のメリットは大き
いものである。
【図１】本発明請求項１の溶接トーチ、及び給電チップ
の側面断面図である。
の側面断面図である。
【図２】本発明請求項１の溶接トーチ、及び給電チップ
の正面図である。
の正面図である。
【図３】図１に示した給電チップＡ，Ａ′断面図であ
る。
る。
【図４】溶融プール形成とすみ肉溶接ビード断面形状を
説明する図であり、（ａ）は低速溶接での涙滴形溶融プ
ール、（ｂ）は高速溶接での溶接線方向に細長く伸びた
溶融プール、（ｃ）はすみ肉溶接での凸ビード断面形
状、（ｄ）はすみ肉溶接でのアンダーカットビード断面
形状である。
説明する図であり、（ａ）は低速溶接での涙滴形溶融プ
ール、（ｂ）は高速溶接での溶接線方向に細長く伸びた
溶融プール、（ｃ）はすみ肉溶接での凸ビード断面形
状、（ｄ）はすみ肉溶接でのアンダーカットビード断面
形状である。
【図５】本発明請求項２の溶接トーチ、及び給電チップ
の側面断面図である。
の側面断面図である。
【図６】本発明請求項２の溶接トーチ、及び給電チップ
の正面図である。
の正面図である。
【図７】図５に示した溶接トーチ下部のＢ，Ｂ′断面図
である。
である。
【図８】本発明の溶接トーチを用い、ワイヤをタンデ
ム、及びパラレル配置したときの溶接状況を示す模式図
であり、（ａ）はタンデム配置、（ｂ）はパラレル配置
したときの溶接状況である。
ム、及びパラレル配置したときの溶接状況を示す模式図
であり、（ａ）はタンデム配置、（ｂ）はパラレル配置
したときの溶接状況である。
【図９】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は表
１の各本発明例及び比較例の溶接トーチの下部構造とシ
ールド方法を示す。
１の各本発明例及び比較例の溶接トーチの下部構造とシ
ールド方法を示す。
１，１′ 消耗電極ワイヤ ２ 溶接トーチ ３ コンジット ４，４′ ワイヤガイド ５ 給電チップ ６ シールドガス用パイプ ７，７′ ボルト ８，８′ ワイヤ孔 ９，９′ ワイヤガイド固定孔 １０ 溶接トーチ足部 １１，１１′ 消耗電極ワイヤ １２ 溶接トーチ １３ コンジット １４，１４′ ワイヤガイド １５，１５′ 給電チップ １８，１８′ ワイヤ孔 １９，１９′ ワイヤガイド固定孔 ２０ 溶接トーチ下部 ａ 溶接トーチ下端面短辺長さ ｂ 溶接トーチ下端面長辺長さ Ｗ 給電チップ外径 Ｌ 先行ワイヤアーク Ｔ 後行ワイヤアーク Ｍ 溶融プール Ｕ，Ｕ′ アンダーカット
Claims (4)
- 【請求項１】 同一溶接トーチ（２）を介して２本の消
耗電極ワイヤ（１），（１′）を給電チップ（５）に送
給し、ツインアークを発生させる溶接トーチ（２）にお
いて、２本のワイヤを導入する孔（８），（８′）をそ
れぞれ独立して設けた溶接トーチ（２）の下部（１０）
の縦断面を逆Ｌ形として、該溶接トーチ（２）の足部面
に２本の孔を有する矩形の給電チップ（５）、及び曲率
を有するシールドガス用パイプ（６）を該溶接トーチの
片辺側、または対向する両辺に装着することを特徴とす
る溶接トーチ。 - 【請求項２】 同一溶接トーチ（１２）を介して２本の
消耗電極ワイヤ（１１），（１１′）を給電チップ（１
５），（１５′）に送給し、ツインアークを発生させる
溶接トーチ（１２）において、該溶接トーチ（１２）の
下部横断面を矩形として、その下端面長辺を短辺の２倍
以上とし、かつ、該下端面長辺方向にそれぞれ独立した
２個の給電チップ（１５），（１５′）、及び曲率を有
するシールドガス用パイプ（６）を該溶接トーチの片辺
側、または対向する両辺に装着することを特徴とする溶
接トーチ。 - 【請求項３】 下部構造が逆Ｌ形をした溶接トーチ
（２）の足部面に、２個以上のボルトで装着された矩形
の給電チップ（５）を有することを特徴とする請求項１
記載の溶接トーチ。 - 【請求項４】 溶接トーチ（１２）の下端面長辺方向の
それぞれの給電チップ（１５），（１５′）の装着面が
向かい合うような勾配を有することを特徴とする請求項
２記載の溶接トーチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14809293A JPH071144A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 溶接トーチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14809293A JPH071144A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 溶接トーチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH071144A true JPH071144A (ja) | 1995-01-06 |
Family
ID=15445064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14809293A Withdrawn JPH071144A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 溶接トーチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071144A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003053532A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-26 | Kobe Steel Ltd | タンデムアーク溶接方法 |
| JP2020066059A (ja) * | 2018-10-26 | 2020-04-30 | リンカーン グローバル，インコーポレイテッド | 二重ワイヤ溶接又は積層造形システム及び方法 |
| CN112975064A (zh) * | 2018-10-26 | 2021-06-18 | 林肯环球股份有限公司 | 双焊丝焊接或增材制造接触尖端以及扩散管 |
| CN113172304A (zh) * | 2020-01-27 | 2021-07-27 | 林肯环球股份有限公司 | 双焊丝焊接或增材制造系统及方法 |
| US11964346B2 (en) | 2017-08-08 | 2024-04-23 | Lincoln Global, Inc. | Dual wire welding or additive manufacturing system and method |
-
1993
- 1993-06-18 JP JP14809293A patent/JPH071144A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003053532A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-26 | Kobe Steel Ltd | タンデムアーク溶接方法 |
| JP4571346B2 (ja) * | 2001-08-07 | 2010-10-27 | 株式会社神戸製鋼所 | タンデムアーク溶接方法 |
| US11964346B2 (en) | 2017-08-08 | 2024-04-23 | Lincoln Global, Inc. | Dual wire welding or additive manufacturing system and method |
| JP2020066059A (ja) * | 2018-10-26 | 2020-04-30 | リンカーン グローバル，インコーポレイテッド | 二重ワイヤ溶接又は積層造形システム及び方法 |
| CN112975064A (zh) * | 2018-10-26 | 2021-06-18 | 林肯环球股份有限公司 | 双焊丝焊接或增材制造接触尖端以及扩散管 |
| CN113172304A (zh) * | 2020-01-27 | 2021-07-27 | 林肯环球股份有限公司 | 双焊丝焊接或增材制造系统及方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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