JPH07246471A - パルス電流を用いる溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パルス電流を用いるティグ溶接方法におい
て、裏波の安定性を向上させる。 【構成】 パルス電流の各ピ−クの開始から一定の遅れ
時間（ＷＤ）を与えて溶接ワイヤの供給速度の各ピ−ク
が開始し、パルス電流の各ピ−クの終了と同時に溶接ワ
イヤの供給速度の各ピ−クが終了するようにパルス電流
に溶接ワイヤの供給を同期させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パルス電流を用いるテ
ィグ溶接方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パルス電流に溶接ワイヤの供給を
同期させるティグ溶接方法として、図７に示したように
パルス電流の各ピ−ク（ＰＡ）の開始と同時に溶接ワイ
ヤの供給速度の各ピ−ク（ＰＦ）が開始し、パルス電流
の各ピ−ク（ＰＡ）の終了と同時に溶接ワイヤの供給速
度の各ピ−ク（ＰＦ）が終了し、パルス電流のベ−ス
（ＢＡ）の開始と同時に溶接ワイヤの供給速度の各ベ−
ス（ＢＦ）が開始し、パルス電流の各ベ−ス（ＢＡ）の
終了と同時に溶接ワイヤの供給速度の各ベ−ス（ＢＦ）
が終了するようにパルス電流に溶接ワイヤの供給を同期
させると共に、溶接ト−チを一定の速度で走行させる溶
接方法が知られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】パルス電流を用いるテ
ィグ溶接方法は、パルス電流のピ−ク（ＰＡ）とパルス
電流のベ−ス（ＢＡ）で溶融と凝固を繰り返して裏波を
形成しているが、上記従来の溶接方法は、パルス電流の
ピ−ク（ＰＡ）の始めに溶接ワイヤの供給速度のピ−ク
の始めが来るようにしているので、溶接ワイヤを溶融す
るために熱が奪われて溶融プ−ルが高温にならず、その
結果裏面の溶融が不十分になり、裏波の形成が不安定に
なる問題点があった。また、ティグ溶接においては、溶
接ワイヤを溶融プ−ルに安定供給する必要がある。その
ために、電極と溶接ワイヤの間隔は溶接ワイヤの径と同
等若しくは２倍程度に保つ必要がある。しかしながら、
溶接ワイヤの供給を停止又は遅くした場合、溶接ワイヤ
の先端部が球状化し、これが電極と接触し、電極の消耗
による溶接金属中へ電極材の混入やア−クの集中性が著
しく劣化し、溶接不能になることがあるという問題点も
あった。本発明は、従来のパルス電流を用いる溶接方法
の欠点を解消し、溶接姿勢、溶接材料、溶接条件、継手
形状などに影響されること無く安定した裏波が形成で
き、しかも溶接ワイヤの先端部が電極と接触することも
ない高品質な溶接方法を提供することを目的とするもの
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、パルス電流に
溶接ワイヤの供給を同期させるティグ溶接方法におい
て、パルス電流の各ピ−クの開始よりパルス電流のピ−
ク時間の２分の１以下の遅れ時間を与えて溶接ワイヤの
供給速度の各ピ−クが開始し、パルス電流の各ピ−クの
終了と同時に溶接ワイヤの供給速度の各ピ−クが終了す
るようにパルス電流に溶接ワイヤの供給を同期させるこ
と、また、パルス電流の各ピ−クの開始から一定の遅れ
時間を与えて溶接ワイヤの供給速度の各ピ−クが開始
し、パルスの各ピ−クの終了と同時に溶接ワイヤの供給
速度の各ピ−クが終了するようにすると共に、パルス電
流のベ−ス時に溶接ワイヤを後退させた後停止するよう
にパルス電流に溶接ワイヤの供給を同期させること、さ
らに、これらの方法において、溶接ト−チをパルス電流
のピ−ク、ベ−ス又はピ−クとベ−スに同期させて断続
的又はパルス状に走行させるものである。

【０００５】このようにすると、溶接ワイヤの供給時間
が短くなって溶接ワイヤの供給が少なくなるので、溶接
ワイヤの供給速度のピ−クを従来の方法の溶接ワイヤの
供給速度のピ−クより高く、即ち供給速度を速くして必
要量を確保している。なお、本発明において、遅れ時間
をパルス電流のピ−クの時間の２分の１以下に限定した
のは、この時間があれば、裏波が安定して形成できる溶
融プ−ルの温度になるからである。

【０００６】以下、本発明について図面を参照して詳細
に説明する。図１は、本発明の一例を説明するためのも
ので、溶接電流、溶接ワイヤの供給速度及び溶接ト−チ
の走行速度のタイムシ−ケンスを示すものである。溶接
電流はパルス状で供給され、また溶接ワイヤもパルス状
の供給速度で供給されるが、パルス電流の各ピ−ク（Ｐ
Ａ）の開始からパルス電流のピ−ク（ＰＡ）の時間の２
分の１以下の遅れ時間（ＷＤ）を与えて溶接ワイヤの供
給速度の各ピ−ク（ＰＦ）が開始し、パルス電流の各ピ
−ク（ＰＡ）の終了と同時に溶接ワイヤの供給速度の各
ピ−ク（ＰＦ）が終了し、パルス電流のベ−ス（ＢＡ）
に溶接ワイヤの供給速度のベ−ス（ＢＦ）が来るよに同
期させると共に、溶接ト−チの走行速度を一定にした溶
接方法である。

【０００７】図２は、本発明の他の例を説明するための
もので、図１と同様なタイムシ−ケンスを示すものであ
る。図２に示した方法は、図１のものとは溶接ト−チの
走行方法が異なっている。即ち溶接ト−チをパルス電流
のベ−ス（ＢＡ）時にのみ走行させ、パルス電流のピ−
ク（ＰＡ）時には停止させるようにしたもので、このよ
うにすると、溶接ワイヤが確実に溶融し、裏波の安定性
がより向上する。この場合、溶接ト−チの走行をパルス
電流のベ−ス（ＢＡ）に同期させているが、パルス電流
のピ−ク（ＰＡ）に同期させることもできるし、図５に
示したようにパルス電流のピ−ク（ＰＡ）とベ−ス（Ｂ
Ａ）にパルス状に同期させることもできる。

【０００８】図３は、本発明のもう一つの例を説明する
ためのもので、図１と同様なタイムシ−ケンスを示すも
のである。図１のものとは溶接ワイヤの供給方法が異な
っている。即ちパルス電流の各ピ−ク（ＰＡ）の終了と
同時に溶接ワイヤを後退させた後停止するようにパルス
電流に溶接ワイヤの供給を同期させるものである。この
方法における溶接ワイヤの後退させる位置は、ア−クに
曝されない位置で、且つ雰囲気ガスの範囲内である。こ
の場合、溶接ト−チの走行を一定にしているが、図４に
示したようにパルス電流のベ−ス（ＢＡ）に同期させる
こともできるし、パルス電流のピ−ク（ＰＡ）に同期さ
せることもできる。また図５に示したようにパルス電流
のピ−ク（ＰＡ）とベ−ス（ＢＡ）にパルス状に同期さ
せることもできる。

【０００９】本発明における好ましい溶接条件を述べる
と、遅れ時間（ＷＤ）はパルス電流のピ−ク時間の２分
の１以下、好ましくは１／５〜１／３、パルス電流の周
波数は５０Ｈｚ以下、より好ましくは５Ｈｚ以下であ
り、パルス電流のピ−ク（ＰＡ）電流は１００〜４００
Ａ、より好ましくは１４０〜２２０Ａであり、パルス電
流のベ−ス（ＢＡ）電流は４０〜３６０Ａ、より好まし
くは４０〜１００Ａであり、また溶接ワイヤの供給速度
は約４ｍ／ｍｉｎ以下、溶接ト−チの走行速度は約１０
０ｃｍ／ｍｉｎ以下、より好ましくは６０ｃｍ／ｍｉｎ
以下である。

【００１０】

【作用】パルス電流の各ピ−ク（ＰＡ）の開始より一定
の遅れ時間（ＷＤ）を与えて溶接ワイヤの供給速度の各
ピ−ク（ＰＦ）が開始するようにしたことにより、溶接
ワイヤを供給するときに十分高い温度の溶融プ−ルにな
るので、裏波の安定性が向上る。また、溶接ト−チをパ
ルス電流のピ−ク若しくはパルス電流のベ−スに断続的
に同期又はパルス電流のピ−クとパルス電流のベ−スに
パルス状に同期させることにより、溶接ワイヤの溶融が
確実になるので、裏波の安定性がより向上する。さら
に、溶接ワイヤを後退させることによって溶接ワイヤの
球状化を阻止することができるので、電極に接触するこ
とがなくなる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例１ パルス電流のピ−ク（ＰＡ）電流が１８０Ａ、ベ−ス
（ＢＡ）電流が９０Ａ、パルス周波数が１Ｈｚ、溶接ワ
イヤのピ−ク（ＰＦ）供給速度が３．０ｍ／ｍｉｎ、ベ
−ス（ＢＦ）供給速度が１．０ｍ／ｍｉｎ、ワイヤの遅
れ時間（ＷＤ）がパルス電流のピ−ク時間の１／４、溶
接ト−チ走行速度が２０ｃｍ／ｍｉｎ、横向姿勢で鋼の
突合わせ継手溶接を行ったところ、図６の（ｂ）に示し
たような裏波が安定した溶接が出来た。

【００１２】実施例２ 溶接ト−チ走行速度が平均２０ｃｍ／ｍｉｎで、パルス
電流のベ−ス（ＢＡ）時にのみ溶接ト−チ走行速度を４
０ｃｍ／ｍｉｎにしたこと以外は実施例１と同じ条件で
溶接したところ、図６の（ｂ）に示したように裏波が安
定した溶接が出来た。

【００１３】実施例３ 溶接ワイヤのピ−ク（ＰＦ）供給速度が６．５ｍ／ｍｉ
ｎ、ベ−ス（ＢＦ）供給速度が当初−３．０ｍ／ｍｉｎ
でパルス電流のベ−ス時間の１／４時間供給（後退）し
た後停止するようにしたこと以外は実施例１と同じ条件
で溶接したところ、溶接ワイヤの球状化がなく、電極に
接触せず、図６の（ｂ）に示したように裏波が安定した
溶接が出来た。

【００１４】実施例４ パルス電流のピ−ク（ＰＡ）電流が１８０Ａ、ベ−ス
（ＢＡ）電流が９０Ａ、パルス周波数が１Ｈｚ、溶接ワ
イヤのピ−ク（ＰＦ）供給速度は６．５ｍ／ｍｉｎ、ベ
−ス（ＢＦ）供給速度は当初−３．０ｍ／ｍｉｎでパル
ス電流のベ−ス時間の１／４時間供給（後退）した後停
止、ワイヤ遅れ時間（ＷＤ）はパルス電流のピ−ク時間
の１／４、溶接ト−チ走行速度は平均２０ｃｍ／ｍｉｎ
で、パルス電流のベ−ス（ＢＡ）電流及びパルス電流の
ピ−ク（ＰＡ）のワイヤ遅れ時間（ＷＤ）の時にのみ３
０ｃｍ／ｍｉｎである条件にしたこと以外は実施例１と
同じ条件で溶接したところ、溶接ワイヤが電極に引っ掛
かること無く、図６の（ｂ）に示したように裏波が安定
した溶接が出来た。

【００１５】比較例 溶接ワイヤのピ−ク（ＰＦ）供給速度が１．０ｍ／ｍｉ
ｎ、ベ−ス（ＢＦ）供給速度が３０ｃｍ／ｍｉｎで、ワ
イヤ遅れ時間（ＷＤ）が無いこと以外は実施例１と同じ
条件で溶接したところ、図６の（ｂ）のような裏波にこ
れよりやや小さい裏波が混じった溶接が出来た。

【００１６】なお、本発明は、実施例で説明した方法の
みに限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない限
り種々の変更を加え得ることはもろんである。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成して
いるので、以下に記載したような優れた効果を奏する。 （１）パルス電流の各ピ−ク（ＰＡ）の開始より一定の
遅れ時間（ＷＤ）を与えて溶接ワイヤの供給速度のピ−
ク（ＰＦ）が開始するよにしているので、溶融プ−ルの
温度が十分高くなり、裏波の安定性が向上する。 （２）溶接ト−チをパルス電流のピ−ク（ＰＡ）若しく
はパルス電流のベ−ス（ＢＡ）のみに同期させて断続的
に走行させるか又はパルス電流のピ−クとパルス電流の
ベ−スに同期させてパルス状に走行させているので、溶
接ワイヤの溶融が確実になり、裏波の安定性がより向上
する。 （３）パルス電流のベ−ス（ＢＡ）時に溶接ワイヤを後
退させているので、溶接ワイヤに球状物が形成されるこ
とがなく、電極に接触することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパルス電流、溶接ワイヤの供給及び溶
接ト−チの走行を示すタイムシ−ケンス図で、ト−チの
走行を一定にしたものである。

【図２】本発明のパルス電流、溶接ワイヤの供給及び溶
接ト−チの走行を示すタイムシ−ケンス図で、ト−チの
走行を断続的にしたものである。

【図３】本発明の電流、溶接ワイヤの供給及びト−チの
走行を示すタイムシ−ケンス図で、溶接ワイヤの供給を
正負逆転しながら断続的にし、ト−チの走行を一定にし
たものである。

【図４】本発明の電流、溶接ワイヤの供給及びト−チの
走行を示すタイムシ−ケンス図で、溶接ワイヤの供給を
正負逆転しながら断続的にし、ト−チの走行を断続的に
したものである。

【図５】本発明のパルス電流、溶接ワイヤの供給及び溶
接ト−チの走行を示すタイムシ−ケンス図で、ト−チの
走行をパルス状にしたものである。

【図６】溶接状態の模試図で、（ａ）はビ−ドが過少状
態を示し、（ｂ）はビ−ドが適正状態を示し、（ｃ）は
ビ−ドが過大状態を示している。

【図７】従来法のパルス電流、溶接ワイヤの供給及び溶
接ト−チの走行を示すタイムシ−ケンス図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルス電流に溶接ワイヤの供給を同期さ
   せるティグ溶接方法において、パルス電流の各ピ−ク
   （ＰＡ）の開始より一定の遅れ時間（ＷＤ）を与えて溶
   接ワイヤの供給速度の各ピ−ク（ＰＦ）が開始し、パル
   ス電流の各ピ−ク（ＰＡ）の終了と同時に溶接ワイヤの
   供給速度の各ピ−ク（ＰＦ）が終了するようにパルス電
   流に溶接ワイヤの供給を同期させることを特徴とする溶
   接方法。
2. 【請求項２】 溶接ト−チをパルス電流のピ−ク（Ｐ
   Ａ）、ベ−ス（ＢＡ）又はピ−ク（ＰＡ）とベ−ス（Ｂ
   Ａ）に同期させて断続的又はパルス状に走行させること
   を特徴とする請求項１記載の溶接方法。
3. 【請求項３】 パルス電流に溶接ワイヤの供給を同期さ
   せるティグ溶接方法において、パルス電流の各ピ−ク
   （ＰＡ）の開始から一定の遅れ時間（ＷＤ）を与えて溶
   接ワイヤの供給速度の各ピ−ク（ＰＦ）が開始し、パル
   ス電流の各ピ−ク（ＰＡ）の終了と同時に溶接ワイヤの
   供給速度の各ピ−ク（ＰＦ）が終了するようにすると共
   に、パルス電流のベ−ス（ＢＡ）時に溶接ワイヤを後退
   させた後停止するようにパルス電流に溶接ワイヤの供給
   を同期させることを特徴とする溶接方法。
4. 【請求項４】 溶接ト−チをパルス電流のピ−ク（Ｐ
   Ａ）、ベ−ス（ＢＡ）又はピ−ク（ＰＡ）とベ−ス（Ｂ
   Ａ）に同期させて断続的又はパルス状に走行させること
   を特徴とする請求項３記載の溶接方法。