JPH07185803A - 電極回転式非消耗電極アーク溶接方法及び電極回転式非消耗電極アーク溶接トーチ - Google Patents
電極回転式非消耗電極アーク溶接方法及び電極回転式非消耗電極アーク溶接トーチInfo
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- JPH07185803A JPH07185803A JP33083093A JP33083093A JPH07185803A JP H07185803 A JPH07185803 A JP H07185803A JP 33083093 A JP33083093 A JP 33083093A JP 33083093 A JP33083093 A JP 33083093A JP H07185803 A JPH07185803 A JP H07185803A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 薄板の重ね溶接に際して、機構が簡単で小型
化が図れ、溶接電源装置が安価となり、しかもタングス
テン電極のスムーズな動きと、その運動の高速化が図
れ、従来のトーチの揺動溶接方法およびパルス溶接方法
と同等以上の品質を確保することを目的とする。 【構成】 給電されるタングステン電極２と、タングス
テン電極２を保持する円筒状の電極保持部材６と、電極
保持部材６の下部を回転自在に支持する下部自動調心ベ
アリング１０と、電極保持部材６の上部を回転中心より
所定距離だけ偏心させて回転自在に支持する下部自動調
心ベアリング７及び偏心リング８からなる偏心リング部
材と、偏心リング部材を回転駆動する回転駆動モータ
３、駆動ギヤ４、従動ギヤ５及び偏心リング保持ケース
９からなる回転駆動装置とから構成されている。
化が図れ、溶接電源装置が安価となり、しかもタングス
テン電極のスムーズな動きと、その運動の高速化が図
れ、従来のトーチの揺動溶接方法およびパルス溶接方法
と同等以上の品質を確保することを目的とする。 【構成】 給電されるタングステン電極２と、タングス
テン電極２を保持する円筒状の電極保持部材６と、電極
保持部材６の下部を回転自在に支持する下部自動調心ベ
アリング１０と、電極保持部材６の上部を回転中心より
所定距離だけ偏心させて回転自在に支持する下部自動調
心ベアリング７及び偏心リング８からなる偏心リング部
材と、偏心リング部材を回転駆動する回転駆動モータ
３、駆動ギヤ４、従動ギヤ５及び偏心リング保持ケース
９からなる回転駆動装置とから構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄板の重ね溶接に関
し、溶加材を用いない非消耗電極アーク溶接方法におい
てビード表面形状が良好でかつ広幅・浅溶込み溶接部を
形成させるための電極回転式非消耗電極アーク溶接方法
及び電極回転式非消耗電極アーク溶接トーチに関するも
のである。
し、溶加材を用いない非消耗電極アーク溶接方法におい
てビード表面形状が良好でかつ広幅・浅溶込み溶接部を
形成させるための電極回転式非消耗電極アーク溶接方法
及び電極回転式非消耗電極アーク溶接トーチに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】薄板の重ね溶接に際して、溶加材を用い
ない一定電流のＴＩＧ溶接等の非消耗電極アーク溶接で
は広幅のビードでかつ良好な表面形状を確保した場合、
下板側の溶込が深くなりすぎ重ね板の下板側裏面まで溶
融させる欠陥（裏抜けの発生）が多くなるという欠点が
あるものであった。薄板の重ね溶接において、広幅・浅
溶込みの溶接部を形成させ、裏抜けの発生を防止するた
めには一点に集中している溶接アークを溶接対象物に均
一に分散させる必要があり、そのための方法として従来
のトーチ揺動溶接方法（特公昭６１−１７５９１号公報
参照）あるいはパルス溶接方法を用いる必要がある。そ
のトーチ揺動溶接方法はトーチを溶接線と略直交する方
向に揺動させるものであり、パルス溶接方法は溶接電流
を高低に切り替えたパルス電流を付加させるものであ
る。
ない一定電流のＴＩＧ溶接等の非消耗電極アーク溶接で
は広幅のビードでかつ良好な表面形状を確保した場合、
下板側の溶込が深くなりすぎ重ね板の下板側裏面まで溶
融させる欠陥（裏抜けの発生）が多くなるという欠点が
あるものであった。薄板の重ね溶接において、広幅・浅
溶込みの溶接部を形成させ、裏抜けの発生を防止するた
めには一点に集中している溶接アークを溶接対象物に均
一に分散させる必要があり、そのための方法として従来
のトーチ揺動溶接方法（特公昭６１−１７５９１号公報
参照）あるいはパルス溶接方法を用いる必要がある。そ
のトーチ揺動溶接方法はトーチを溶接線と略直交する方
向に揺動させるものであり、パルス溶接方法は溶接電流
を高低に切り替えたパルス電流を付加させるものであ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の揺動溶
接方法はその揺動機構が一般的には往復運動であるため
に機械的にその揺動回数（速度）に自ずから機械的な限
界が有り、その限界を克服するためには機構部が大型化
するという問題があると共に、一定位置で揺動させるた
めにポテンショメータの如き位置検出器を揺動軸に取付
け、揺動位置の安定化を図る等にやや複雑な制御回路構
成が必要であるという問題があった。また、パルス溶接
方法ではトーチ本体を全く変更することなく広幅・浅溶
込みのビードで、かつ良好な表面形状を確保できる有用
な溶接方法ではあるが、パルス化した溶接電流を安定に
出力するためのパルス電流付加装置が比較的高価となる
という問題があった。
接方法はその揺動機構が一般的には往復運動であるため
に機械的にその揺動回数（速度）に自ずから機械的な限
界が有り、その限界を克服するためには機構部が大型化
するという問題があると共に、一定位置で揺動させるた
めにポテンショメータの如き位置検出器を揺動軸に取付
け、揺動位置の安定化を図る等にやや複雑な制御回路構
成が必要であるという問題があった。また、パルス溶接
方法ではトーチ本体を全く変更することなく広幅・浅溶
込みのビードで、かつ良好な表面形状を確保できる有用
な溶接方法ではあるが、パルス化した溶接電流を安定に
出力するためのパルス電流付加装置が比較的高価となる
という問題があった。
【０００４】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、薄板の重ね溶接に際して、機構が
簡単で小型化が図れ、溶接電源装置が安価となり、しか
も非消耗電極のスムーズな動きと、その運動の高速化が
図れ、従来のトーチの揺動溶接方法およびパルス溶接方
法と同等以上の品質を確保できる電極回転式非消耗電極
アーク溶接方法及び電極回転式非消耗電極アーク溶接ト
ーチを提供することを目的としたものである。
めになされたもので、薄板の重ね溶接に際して、機構が
簡単で小型化が図れ、溶接電源装置が安価となり、しか
も非消耗電極のスムーズな動きと、その運動の高速化が
図れ、従来のトーチの揺動溶接方法およびパルス溶接方
法と同等以上の品質を確保できる電極回転式非消耗電極
アーク溶接方法及び電極回転式非消耗電極アーク溶接ト
ーチを提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電極回転式
非消耗電極アーク溶接方法は、非消耗電極先端に円運動
を与え、該非消耗電極に発生するアークを一方向に高速
回転させながら、電極回転周波数は２０Ｈｚ以下、電極
回転直径は１〜４mmで重ね溶接を行うようにしたもので
ある。また、本発明に係る電極回転式非消耗電極アーク
溶接トーチは、給電される非消耗電極と、非消耗電極を
保持する円筒状の電極保持部材と、電極保持部材の下部
を回転・傾斜自在に支持する自在軸受と、電極保持部材
の上部を中心より所定距離だけ偏心させて回転自在に支
持する偏心リング部材と、偏心リング部材を回転駆動す
る回転駆動装置とからなるものである。
非消耗電極アーク溶接方法は、非消耗電極先端に円運動
を与え、該非消耗電極に発生するアークを一方向に高速
回転させながら、電極回転周波数は２０Ｈｚ以下、電極
回転直径は１〜４mmで重ね溶接を行うようにしたもので
ある。また、本発明に係る電極回転式非消耗電極アーク
溶接トーチは、給電される非消耗電極と、非消耗電極を
保持する円筒状の電極保持部材と、電極保持部材の下部
を回転・傾斜自在に支持する自在軸受と、電極保持部材
の上部を中心より所定距離だけ偏心させて回転自在に支
持する偏心リング部材と、偏心リング部材を回転駆動す
る回転駆動装置とからなるものである。
【０００６】
【作用】本発明に係る電極回転式非消耗電極アーク溶接
方法においては、非消耗電極先端に円運動を与え、該非
消耗電極に発生するアークを一方向に高速回転させなが
ら、電極回転周波数は２０Ｈｚ以下、電極回転直径は１
〜４mmで重ね溶接を行うから、トーチを静止させた状態
ではアークが溶接部に一点集中しアーク直下が常に溶融
していたものが、アークを発生させながら非消耗電極の
先端を機械的にほぼ円状に円運動して溶接を行うため、
被溶接部に対して溶接アークは非消耗電極の先端の回転
に伴って溶接部を円状に移動し、アーク直下の溶融部が
ある回転径で移動することになり、アークの被溶接部へ
の入熱がある径に分散された形となり、その結果、広
幅、浅溶込みの溶接部を高速で効率よく形成する。
方法においては、非消耗電極先端に円運動を与え、該非
消耗電極に発生するアークを一方向に高速回転させなが
ら、電極回転周波数は２０Ｈｚ以下、電極回転直径は１
〜４mmで重ね溶接を行うから、トーチを静止させた状態
ではアークが溶接部に一点集中しアーク直下が常に溶融
していたものが、アークを発生させながら非消耗電極の
先端を機械的にほぼ円状に円運動して溶接を行うため、
被溶接部に対して溶接アークは非消耗電極の先端の回転
に伴って溶接部を円状に移動し、アーク直下の溶融部が
ある回転径で移動することになり、アークの被溶接部へ
の入熱がある径に分散された形となり、その結果、広
幅、浅溶込みの溶接部を高速で効率よく形成する。
【０００７】また、本発明に係る電極回転式非消耗電極
アーク溶接トーチは、給電される非消耗電極と、非消耗
電極を保持する円筒状の電極保持部材と、電極保持部材
の下部を回転・傾斜自在に支持する自在軸受と、電極保
持部材の上部を中心より所定距離だけ偏心させて回転自
在に支持する偏心リング部材と、偏心リング部材を回転
駆動する回転駆動装置とからなり、非消耗電極先端を円
運動させ、その非消耗電極を保持する電極保持部材に直
接通電できるため、給電部のスペースが小さくなり、さ
らに従来のトーチ揺動溶接方法を実施する装置に必要と
される複雑な制御回路構成が不要となるとともに、従来
のパルス溶接方法を実施する装置に必要とされるパルス
電流付加装置も不要であるため、機構が簡単で小型化が
図れ、溶接電源装置が安価となり、しかも非消耗電極先
端のスムーズな回転運動と、その運動の高速化が図れ
る。
アーク溶接トーチは、給電される非消耗電極と、非消耗
電極を保持する円筒状の電極保持部材と、電極保持部材
の下部を回転・傾斜自在に支持する自在軸受と、電極保
持部材の上部を中心より所定距離だけ偏心させて回転自
在に支持する偏心リング部材と、偏心リング部材を回転
駆動する回転駆動装置とからなり、非消耗電極先端を円
運動させ、その非消耗電極を保持する電極保持部材に直
接通電できるため、給電部のスペースが小さくなり、さ
らに従来のトーチ揺動溶接方法を実施する装置に必要と
される複雑な制御回路構成が不要となるとともに、従来
のパルス溶接方法を実施する装置に必要とされるパルス
電流付加装置も不要であるため、機構が簡単で小型化が
図れ、溶接電源装置が安価となり、しかも非消耗電極先
端のスムーズな回転運動と、その運動の高速化が図れ
る。
【０００８】
【実施例】図１は本発明に係る一実施例の電極回転ＴＩ
Ｇ溶接装置の電極回転ＴＩＧトーチを示す断面図、図２
は同実施例の電極回転ＴＩＧ溶接装置の全体を示す構成
図である。図１において、１は被溶接材を重ねた母材、
２は母材１の開先線に位置される非消耗電極であるタン
グステン電極、３は回転駆動モータ、３ａは回転駆動モ
ータ３のシャフト、４はシャフト３ａに取り付けられ、
回転駆動モータ３により高速回転を与えられる駆動ギ
ヤ、５は駆動ギヤ４により高速回転を与えられる従動ギ
ヤ、６はタングステン電極２を先端に設けたコレットチ
ャック６ａで保持する円筒状の電極保持部材、７は電極
保持部材６の上部を回転自在に支持する上部自動調心ベ
アリング、８は上部自動調心ベアリング７をリング回転
中心から一定量偏心して保持する即ち電極保持部材６の
上部を従動ギヤング５の回転中心から一定量偏心して保
持する偏心リングであり、上部自動調心ベアリング７と
で偏心リング部材を構成する。９は偏心リング８を一体
的に収納する偏心リング保持ケースで、従動ギヤ５に一
体的に取り付けられている。１０は電極保持部材６の下
部を支持する下部自動調心ベアリングである。１１は電
極保持部材７の下方に設けられ、タングステン電極２を
取り囲むガスカップで、ガスカップ内にはアルゴン、ヘ
リウム、アルゴン・ヘリウム、アルゴン・水素等のシー
ルドガスが流される。なお、電極保持部材６に保持さ
れ、その軸線上に位置するタングステン電極２と母材１
との間には後述する定電流溶接電源装置により溶接電圧
が印加され、アークが発生している。１２はタングステ
ン電極２〜ガスカップ１１から構成される電極回転ＴＩ
Ｇトーチである。
Ｇ溶接装置の電極回転ＴＩＧトーチを示す断面図、図２
は同実施例の電極回転ＴＩＧ溶接装置の全体を示す構成
図である。図１において、１は被溶接材を重ねた母材、
２は母材１の開先線に位置される非消耗電極であるタン
グステン電極、３は回転駆動モータ、３ａは回転駆動モ
ータ３のシャフト、４はシャフト３ａに取り付けられ、
回転駆動モータ３により高速回転を与えられる駆動ギ
ヤ、５は駆動ギヤ４により高速回転を与えられる従動ギ
ヤ、６はタングステン電極２を先端に設けたコレットチ
ャック６ａで保持する円筒状の電極保持部材、７は電極
保持部材６の上部を回転自在に支持する上部自動調心ベ
アリング、８は上部自動調心ベアリング７をリング回転
中心から一定量偏心して保持する即ち電極保持部材６の
上部を従動ギヤング５の回転中心から一定量偏心して保
持する偏心リングであり、上部自動調心ベアリング７と
で偏心リング部材を構成する。９は偏心リング８を一体
的に収納する偏心リング保持ケースで、従動ギヤ５に一
体的に取り付けられている。１０は電極保持部材６の下
部を支持する下部自動調心ベアリングである。１１は電
極保持部材７の下方に設けられ、タングステン電極２を
取り囲むガスカップで、ガスカップ内にはアルゴン、ヘ
リウム、アルゴン・ヘリウム、アルゴン・水素等のシー
ルドガスが流される。なお、電極保持部材６に保持さ
れ、その軸線上に位置するタングステン電極２と母材１
との間には後述する定電流溶接電源装置により溶接電圧
が印加され、アークが発生している。１２はタングステ
ン電極２〜ガスカップ１１から構成される電極回転ＴＩ
Ｇトーチである。
【０００９】図１に示す実施例の電極回転ＴＩＧトーチ
１２において、回転駆動モータ３が回転すると、その回
転は駆動ギア４、従動ギヤ５及び偏心リング保持ケース
９を介して偏心リング８に伝達される。偏心リング８は
電極保持部材６の上部を回転自在に支持している上部自
動調心ベアリング７をリング回転中心から一定距離離れ
た偏心位置に回転自在に保持しているから、電極保持部
材６の上部は偏心リング８の回転に伴いその回転軸を中
心として旋回することになる。また、電極保持部材６の
下部は、偏心リング８の回転中心に同軸で取り付けられ
且つその周囲を固定された下部自動調心ベアリング１０
にも保持されているから、下部自動調心ベアリング１０
と偏心リング８との作用により、電極保持部材６の下部
から下方に伸びるタングステン電極２の先端は、下部自
動調心ベアリング１０を回転中心の支点としたスリコギ
式の円運動を行うことになる。タングステン電極２の先
端が円運動をしているときに、タングステン電極２の基
部を保持している電極保持部材６の下部は下部自動調心
ベアリング１０に回転自在に支持され、回転中心の支点
となっており、それ自体は回転しないので、図示しない
給電ケーブルによって電極保持部材６の下部に位置する
タングステン電極２に直接給電することができる。従っ
て、給電部のスペースが小さくなる。なお、電極回転Ｔ
ＩＧトーチ１２を自動溶接装置に組込む場合等で給電部
位置が、電極保持部材６の回転中心の支点となる下部で
は不都合なときには、従動ギヤ５の上部に位置する電極
保持部材６に給電部を設けても全く同様の効果が得られ
ることはいうまでもない。
１２において、回転駆動モータ３が回転すると、その回
転は駆動ギア４、従動ギヤ５及び偏心リング保持ケース
９を介して偏心リング８に伝達される。偏心リング８は
電極保持部材６の上部を回転自在に支持している上部自
動調心ベアリング７をリング回転中心から一定距離離れ
た偏心位置に回転自在に保持しているから、電極保持部
材６の上部は偏心リング８の回転に伴いその回転軸を中
心として旋回することになる。また、電極保持部材６の
下部は、偏心リング８の回転中心に同軸で取り付けられ
且つその周囲を固定された下部自動調心ベアリング１０
にも保持されているから、下部自動調心ベアリング１０
と偏心リング８との作用により、電極保持部材６の下部
から下方に伸びるタングステン電極２の先端は、下部自
動調心ベアリング１０を回転中心の支点としたスリコギ
式の円運動を行うことになる。タングステン電極２の先
端が円運動をしているときに、タングステン電極２の基
部を保持している電極保持部材６の下部は下部自動調心
ベアリング１０に回転自在に支持され、回転中心の支点
となっており、それ自体は回転しないので、図示しない
給電ケーブルによって電極保持部材６の下部に位置する
タングステン電極２に直接給電することができる。従っ
て、給電部のスペースが小さくなる。なお、電極回転Ｔ
ＩＧトーチ１２を自動溶接装置に組込む場合等で給電部
位置が、電極保持部材６の回転中心の支点となる下部で
は不都合なときには、従動ギヤ５の上部に位置する電極
保持部材６に給電部を設けても全く同様の効果が得られ
ることはいうまでもない。
【００１０】また、本実施例の電極回転ＴＩＧトーチ１
２はタングステン電極２の先端を円運動させる構成のも
のであるから、従来のトーチ揺動溶接方法を実施する装
置に必要とされる複雑な制御回路構成が不要となり、従
来のパルス溶接方法を実施する装置に必要とされるパル
ス電流付加装置も不要となるため、機構が簡単で小型化
が図れ、溶接電源装置が安価となり、しかもタングステ
ン電極２がスムーズに動き、しかも非消耗電極２の運動
の高速化も回転駆動モータ３の回転数を上げることによ
って容易に図ることができる。なお、上記上部自動調心
ベアリング７及び下部自動調心ベアリング１０に代えて
球面すべり軸受、ユニット用玉軸受等、同様の機能を果
たす自在軸受で代替することもできる。
２はタングステン電極２の先端を円運動させる構成のも
のであるから、従来のトーチ揺動溶接方法を実施する装
置に必要とされる複雑な制御回路構成が不要となり、従
来のパルス溶接方法を実施する装置に必要とされるパル
ス電流付加装置も不要となるため、機構が簡単で小型化
が図れ、溶接電源装置が安価となり、しかもタングステ
ン電極２がスムーズに動き、しかも非消耗電極２の運動
の高速化も回転駆動モータ３の回転数を上げることによ
って容易に図ることができる。なお、上記上部自動調心
ベアリング７及び下部自動調心ベアリング１０に代えて
球面すべり軸受、ユニット用玉軸受等、同様の機能を果
たす自在軸受で代替することもできる。
【００１１】本発明の電極回転ＴＩＧ溶接方法は、上記
実施例の電極回転ＴＩＧトーチ１２により、例えば厚み
が２mmのステンレススチールの薄板を重ね溶接する場
合、非消耗電極であるタングステン電極２の電極回転直
径を２．５mmとし、電極回転周波数を３〜５Ｈｚ、溶接
電流を１４０Ａで、タングステン電極２の先端に円運動
を与え、タングステン電極２に発生するアークを高速回
転させながら、母材１の開先線に沿って溶接速度２５〜
３０cm/ 分で重ね溶接を行う。このとき、トーチ傾斜角
は０±１０°以内の適正値に保持されている。トーチを
静止させた状態では、アークが溶接部に一点集中してア
ーク直下が常に溶融していたものが、アークを発生させ
ながらタングステン電極２の先端が機械的にほぼ円状に
円運動して溶接を行うため、母材１の被溶接部に対して
溶接アークはタングステン電極２の先端の回転に伴って
被溶接部を円状に移動し、アーク直下の溶融部がある回
転径で移動することになり、アークの被溶接部への入熱
がある径に分散された形となり、その結果、広幅、浅溶
込みの溶接部を高速で効率よく形成することができる。
実施例の電極回転ＴＩＧトーチ１２により、例えば厚み
が２mmのステンレススチールの薄板を重ね溶接する場
合、非消耗電極であるタングステン電極２の電極回転直
径を２．５mmとし、電極回転周波数を３〜５Ｈｚ、溶接
電流を１４０Ａで、タングステン電極２の先端に円運動
を与え、タングステン電極２に発生するアークを高速回
転させながら、母材１の開先線に沿って溶接速度２５〜
３０cm/ 分で重ね溶接を行う。このとき、トーチ傾斜角
は０±１０°以内の適正値に保持されている。トーチを
静止させた状態では、アークが溶接部に一点集中してア
ーク直下が常に溶融していたものが、アークを発生させ
ながらタングステン電極２の先端が機械的にほぼ円状に
円運動して溶接を行うため、母材１の被溶接部に対して
溶接アークはタングステン電極２の先端の回転に伴って
被溶接部を円状に移動し、アーク直下の溶融部がある回
転径で移動することになり、アークの被溶接部への入熱
がある径に分散された形となり、その結果、広幅、浅溶
込みの溶接部を高速で効率よく形成することができる。
【００１２】なお、上記実施例において、機械的には数
十Ｈｚ程度までの回転機構は容易に構成できるが、ＴＩ
Ｇアークの特性上、上記のタングステン電極２の回転に
よる効果は回転に伴ってアークが溶融部を移動可能かど
うかで決まり、ＴＩＧアークの場合は電極回転周波数は
約２０Ｈｚ程度が限度である。また、入熱の分散効果は
ある回転径以上で見られ、また、入熱分散による母材の
溶融効率の大幅な低下がその回転径の最大値が決定され
る。薄板の重ね溶接で用いられる溶接電流が十数Ａ〜二
百数十ＡのＴＩＧアークの場合には回転径として１〜４
ｍｍ程度が適正な範囲である。そして、この回転径の適
正範囲は使用する溶接電流の値に依存する。
十Ｈｚ程度までの回転機構は容易に構成できるが、ＴＩ
Ｇアークの特性上、上記のタングステン電極２の回転に
よる効果は回転に伴ってアークが溶融部を移動可能かど
うかで決まり、ＴＩＧアークの場合は電極回転周波数は
約２０Ｈｚ程度が限度である。また、入熱の分散効果は
ある回転径以上で見られ、また、入熱分散による母材の
溶融効率の大幅な低下がその回転径の最大値が決定され
る。薄板の重ね溶接で用いられる溶接電流が十数Ａ〜二
百数十ＡのＴＩＧアークの場合には回転径として１〜４
ｍｍ程度が適正な範囲である。そして、この回転径の適
正範囲は使用する溶接電流の値に依存する。
【００１３】図２は同実施例の電極回転ＴＩＧ溶接装置
の全体を示す構成図である。図２において、１２は電極
回転ＴＩＧ溶接装置の電極回転ＴＩＧトーチで、図１に
示したタングステン電極２〜ガスカップ１１で構成され
ている。１３は定電流溶接電源装置、１４はタングステ
ン電極２と母材１間のアーク電圧を検出するアーク電圧
検出器、１５はタングステン電極２を所望回転数で回転
させるための回転速度設定器、１６は回転速度設定器１
５によって設定された回転数設定値に基づき回転駆動モ
ータ３を駆動する回転用モータードライバーである。
の全体を示す構成図である。図２において、１２は電極
回転ＴＩＧ溶接装置の電極回転ＴＩＧトーチで、図１に
示したタングステン電極２〜ガスカップ１１で構成され
ている。１３は定電流溶接電源装置、１４はタングステ
ン電極２と母材１間のアーク電圧を検出するアーク電圧
検出器、１５はタングステン電極２を所望回転数で回転
させるための回転速度設定器、１６は回転速度設定器１
５によって設定された回転数設定値に基づき回転駆動モ
ータ３を駆動する回転用モータードライバーである。
【００１４】１７はタングステン電極２と母材１間の基
準アーク電圧を設定するアーク電圧基準設定器、１８は
アーク電圧検出器１４の検出値とアーク電圧基準設定器
１７の基準値との差を比較演算する差動増幅器、１９は
差動増幅器１８の出力に基づきトーチ昇降機構２０の昇
降用モーター２１を回転制御する昇降用モーター制御
器、２２はトーチ昇降機構２０の横移動方向を切り換え
る横移動機構方向切換器２０、２３は横移動機構方向切
換器２０の信号に基づきトーチ横移動機構２４の横移動
用モータ２５を回転制御する横移動機構制御器、２６は
トーチ昇降機構２０とトーチ横移動機構２４とを支持し
て母材１上を走行する溶接台車である。
準アーク電圧を設定するアーク電圧基準設定器、１８は
アーク電圧検出器１４の検出値とアーク電圧基準設定器
１７の基準値との差を比較演算する差動増幅器、１９は
差動増幅器１８の出力に基づきトーチ昇降機構２０の昇
降用モーター２１を回転制御する昇降用モーター制御
器、２２はトーチ昇降機構２０の横移動方向を切り換え
る横移動機構方向切換器２０、２３は横移動機構方向切
換器２０の信号に基づきトーチ横移動機構２４の横移動
用モータ２５を回転制御する横移動機構制御器、２６は
トーチ昇降機構２０とトーチ横移動機構２４とを支持し
て母材１上を走行する溶接台車である。
【００１５】上記実施例の動作について説明する。電極
回転ＴＩＧトーチ１２はタングステン電極２の母材１へ
の短絡を防止するためにトーチ昇降動作の調整を行う必
要がある。電極回転ＴＩＧトーチ１２の溶接中の昇降動
作の調整は、アーク電圧検出器１４によるアーク電圧検
出信号と、アーク電圧基準設定器１７の基準アーク電圧
の偏差を差動増幅器１６により演算し、この偏差が常の
零となるように昇降用モーター制御器１９が昇降用モー
ター２１を回転制御して電極回転ＴＩＧトーチ１２を昇
降させることによって行われる。また、重ね溶接を行う
母材１の開先に対する狙い位置の位置決め及び修正は、
横移動機構方向切換器２２の信号に基づいて横移動機構
制御器２３が横移動用モーター２３を回転制御すること
でタングステン電極２の先端が常に溶接線の適正位置に
存在するよう調整することができる。上記実施例では、
電極回転ＴＩＧ溶接方法及び電極回転ＴＩＧ溶接装置の
電極回転ＴＩＧトーチ１２について説明したが、本発明
はタングステン電極やそれ以外の銅電極、炭素電極を用
いたプラズマ溶接等の非消耗電極を用いた他の溶接方法
及び溶接装置にも適用され得ることはいうまでもない。
回転ＴＩＧトーチ１２はタングステン電極２の母材１へ
の短絡を防止するためにトーチ昇降動作の調整を行う必
要がある。電極回転ＴＩＧトーチ１２の溶接中の昇降動
作の調整は、アーク電圧検出器１４によるアーク電圧検
出信号と、アーク電圧基準設定器１７の基準アーク電圧
の偏差を差動増幅器１６により演算し、この偏差が常の
零となるように昇降用モーター制御器１９が昇降用モー
ター２１を回転制御して電極回転ＴＩＧトーチ１２を昇
降させることによって行われる。また、重ね溶接を行う
母材１の開先に対する狙い位置の位置決め及び修正は、
横移動機構方向切換器２２の信号に基づいて横移動機構
制御器２３が横移動用モーター２３を回転制御すること
でタングステン電極２の先端が常に溶接線の適正位置に
存在するよう調整することができる。上記実施例では、
電極回転ＴＩＧ溶接方法及び電極回転ＴＩＧ溶接装置の
電極回転ＴＩＧトーチ１２について説明したが、本発明
はタングステン電極やそれ以外の銅電極、炭素電極を用
いたプラズマ溶接等の非消耗電極を用いた他の溶接方法
及び溶接装置にも適用され得ることはいうまでもない。
【００１６】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、非消耗電
極先端に円運動を与え、該非消耗電極に発生するアーク
を高速回転させながら、電極回転周波数は２０Ｈｚ以
下、電極回転直径は１〜４mmで重ね溶接を行うようにし
たので、トーチを静止させた状態ではアークが溶接部に
一点集中しアーク直下が常に溶融していたものが、アー
クを発生させながら非消耗電極先端を機械的にほぼ円状
に円運動して溶接を行うため、被溶接部に対して溶接ア
ークは非消耗電極先端の回転に伴って溶接部を円状に移
動し、アーク直下の溶融部がある回転径で移動すること
になり、アークの被溶接部への入熱がある径に分散され
た形となり、その結果広幅、浅溶込みの溶接部を高速で
効率よく形成することができるという効果を有する。
極先端に円運動を与え、該非消耗電極に発生するアーク
を高速回転させながら、電極回転周波数は２０Ｈｚ以
下、電極回転直径は１〜４mmで重ね溶接を行うようにし
たので、トーチを静止させた状態ではアークが溶接部に
一点集中しアーク直下が常に溶融していたものが、アー
クを発生させながら非消耗電極先端を機械的にほぼ円状
に円運動して溶接を行うため、被溶接部に対して溶接ア
ークは非消耗電極先端の回転に伴って溶接部を円状に移
動し、アーク直下の溶融部がある回転径で移動すること
になり、アークの被溶接部への入熱がある径に分散され
た形となり、その結果広幅、浅溶込みの溶接部を高速で
効率よく形成することができるという効果を有する。
【００１７】また、本発明は、給電される非消耗電極
と、非消耗電極を保持する円筒状の電極保持部材と、電
極保持部材の下部を回転・傾斜自在に支持する自在軸受
と、電極保持部材の上部を回転中心より所定距離だけ偏
心させて回転自在に支持する偏心リング部材と、偏心リ
ング部材を回転駆動する回転駆動装置とからなるので、
非消耗電極先端を円運動させ、その非消耗電極を保持す
る電極保持部材に直接通電できるため、給電部のスペー
スが小さくなり、従来のトーチ揺動溶接方法を実施する
装置に必要とされる複雑な制御回路構成が不要となり、
従来のパルス溶接方法を実施する装置に必要とされるパ
ルス電流付加装置も不要であるため、機構が簡単で小型
化が図れ、溶接電源装置が安価となり、しかも非消耗電
極先端のスムーズな回転運動と、その運動の高速化が図
れるという効果を有する。
と、非消耗電極を保持する円筒状の電極保持部材と、電
極保持部材の下部を回転・傾斜自在に支持する自在軸受
と、電極保持部材の上部を回転中心より所定距離だけ偏
心させて回転自在に支持する偏心リング部材と、偏心リ
ング部材を回転駆動する回転駆動装置とからなるので、
非消耗電極先端を円運動させ、その非消耗電極を保持す
る電極保持部材に直接通電できるため、給電部のスペー
スが小さくなり、従来のトーチ揺動溶接方法を実施する
装置に必要とされる複雑な制御回路構成が不要となり、
従来のパルス溶接方法を実施する装置に必要とされるパ
ルス電流付加装置も不要であるため、機構が簡単で小型
化が図れ、溶接電源装置が安価となり、しかも非消耗電
極先端のスムーズな回転運動と、その運動の高速化が図
れるという効果を有する。
【図１】本発明に係る一実施例の電極回転ＴＩＧ溶接装
置の電極回転ＴＩＧトーチを示す断面図である。
置の電極回転ＴＩＧトーチを示す断面図である。
【図２】同実施例の電極回転ＴＩＧ溶接装置の全体を示
す構成図である。
す構成図である。
１ 母材 ２ タングステン電極（非消耗電極） ３ 回転駆動モータ（回転駆動装置） ４ 駆動ギア（回転駆動装置） ５ 従動ギア（回転駆動装置） ６ 電極保持部材 ７ 上部自動調心ベアリング（偏心リング部材） ８ 偏心リング（偏心リング部材） ９ 偏心リング保持ケース（回転駆動装置） １０ 下部自動調心ベアリング（自在軸受）
Claims (2)
- 【請求項１】 非消耗電極先端に円運動を与え、該非消
耗電極に発生するアークを一方向に高速回転させなが
ら、電極回転周波数は２０Ｈｚ以下、電極回転直径は１
〜４mmで重ね溶接を行うことを特徴とする電極回転式非
消耗電極アーク溶接方法。 - 【請求項２】 給電される非消耗電極と、非消耗電極を
保持する円筒状の電極保持部材と、電極保持部材の下部
を回転・傾斜自在に支持する自在軸受と、電極保持部材
の上部を回転中心より所定距離だけ偏心させて回転自在
に支持する偏心リング部材と、偏心リング部材を回転駆
動する回転駆動装置とからなることを特徴とする電極回
転式非消耗電極アーク溶接トーチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5330830A JP3019702B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 電極回転式ｔｉｇ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5330830A JP3019702B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 電極回転式ｔｉｇ溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07185803A true JPH07185803A (ja) | 1995-07-25 |
| JP3019702B2 JP3019702B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=18237021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5330830A Expired - Fee Related JP3019702B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 電極回転式ｔｉｇ溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3019702B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007290032A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-11-08 | Nippon Steel Corp | 疲労強度に優れた鋼アーク溶接継手、その溶接方法及び鋼構造物 |
| CN102229020A (zh) * | 2011-06-21 | 2011-11-02 | 华南理工大学 | 一种熔化极气体保护焊枪 |
| KR101095170B1 (ko) * | 2006-05-17 | 2011-12-16 | 현대중공업 주식회사 | 모터와 캠 방식을 이용한 위빙 토치 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0184881U (ja) * | 1987-11-26 | 1989-06-06 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5330830A patent/JP3019702B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0184881U (ja) * | 1987-11-26 | 1989-06-06 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007290032A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-11-08 | Nippon Steel Corp | 疲労強度に優れた鋼アーク溶接継手、その溶接方法及び鋼構造物 |
| KR101095170B1 (ko) * | 2006-05-17 | 2011-12-16 | 현대중공업 주식회사 | 모터와 캠 방식을 이용한 위빙 토치 |
| CN102229020A (zh) * | 2011-06-21 | 2011-11-02 | 华南理工大学 | 一种熔化极气体保护焊枪 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3019702B2 (ja) | 2000-03-13 |
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