JPH0790366B2 - 交流ｔｉｇ溶接方法 - Google Patents
交流ｔｉｇ溶接方法Info
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- JPH0790366B2 JPH0790366B2 JP15813686A JP15813686A JPH0790366B2 JP H0790366 B2 JPH0790366 B2 JP H0790366B2 JP 15813686 A JP15813686 A JP 15813686A JP 15813686 A JP15813686 A JP 15813686A JP H0790366 B2 JPH0790366 B2 JP H0790366B2
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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、交流電源を用いるアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金の非消耗電極不活性ガスアーク溶接（以後TI
G溶接という）方法の改良に関するものである。
ニウム合金の非消耗電極不活性ガスアーク溶接（以後TI
G溶接という）方法の改良に関するものである。
［従来の技術］ アルミニウムおよびアルミニウム合金のTIG溶接におい
ては、良好な溶着部を得るために表面の酸化被膜を破壊
する（クリーニング）手段として電極側を正電位とする
逆極性の成分を含む交流アーク溶接電源が用いられる。
この場合必要なクリーニング幅を得るために逆極性時に
溶接部に供給する電力を所定値に調整するとともに必要
な溶着部を得るためには正極性（電極が負電位）時の供
給電力もまた調整することが必要である。これらの調整
は通常の漏洩変圧器を用いて垂下特性を与えただけの交
流アーク溶接機では不可能であるので正逆両極性の期間
を調整できるように工夫した電源装置（例えば特開昭54
−121255号）を用いる方法が提案されている。第５図に
従来技術で用いる電源の例を示す。同図において21,21
は商用交流電源から電力を受ける入力端子、22は入力電
圧を所定の出力電圧に変換するための変圧器、23aおよ
び23bはそれぞれ相互に逆の極性に接続された単方向サ
イリスタであり、24a,24bは各単方向サイリスタ23a,23b
にそれぞれ直列に接続されたリアクトルであり、各リア
クトルには図示のように共通の鉄心にその巻線が巻かれ
ており、かつその極性はそれぞれに直列接続されている
サイリスタの導通によって共有する鉄心に同方向の磁束
が発生するように定められている。25はタングステンか
らなる非消耗電極であり、26はアルミニウムやその合金
からなる被溶接物である。電極25,被溶接物26および溶
接アークは溶接負荷Ｒを形成している。27は溶接電流を
定めるための基準信号源であり、基準信号erを出力す
る。28は溶接電流を検出して溶接電流に対応する信号ef
を出力する電流検出器、29は基準信号源27と電流検出器
28との各出力を入力とし差信号（Δｅ＝er−ef）を出力
する比較器である。30a,30bはサイリスタ23a,23bを点弧
させるための点弧位相制御回路であり、31は比較器29の
出力Δｅを点弧位相制御回路30aと30bとに分割するため
のアンバランス比調整器である。このアンバランス比調
整器31は図示のように点弧位相制御回路30aおよび30bに
供給する比較器９の出力Δｅをそれぞれ相反する方向に
増減分割するものであり、Δea＋Δeb＝Δｅである。
ては、良好な溶着部を得るために表面の酸化被膜を破壊
する（クリーニング）手段として電極側を正電位とする
逆極性の成分を含む交流アーク溶接電源が用いられる。
この場合必要なクリーニング幅を得るために逆極性時に
溶接部に供給する電力を所定値に調整するとともに必要
な溶着部を得るためには正極性（電極が負電位）時の供
給電力もまた調整することが必要である。これらの調整
は通常の漏洩変圧器を用いて垂下特性を与えただけの交
流アーク溶接機では不可能であるので正逆両極性の期間
を調整できるように工夫した電源装置（例えば特開昭54
−121255号）を用いる方法が提案されている。第５図に
従来技術で用いる電源の例を示す。同図において21,21
は商用交流電源から電力を受ける入力端子、22は入力電
圧を所定の出力電圧に変換するための変圧器、23aおよ
び23bはそれぞれ相互に逆の極性に接続された単方向サ
イリスタであり、24a,24bは各単方向サイリスタ23a,23b
にそれぞれ直列に接続されたリアクトルであり、各リア
クトルには図示のように共通の鉄心にその巻線が巻かれ
ており、かつその極性はそれぞれに直列接続されている
サイリスタの導通によって共有する鉄心に同方向の磁束
が発生するように定められている。25はタングステンか
らなる非消耗電極であり、26はアルミニウムやその合金
からなる被溶接物である。電極25,被溶接物26および溶
接アークは溶接負荷Ｒを形成している。27は溶接電流を
定めるための基準信号源であり、基準信号erを出力す
る。28は溶接電流を検出して溶接電流に対応する信号ef
を出力する電流検出器、29は基準信号源27と電流検出器
28との各出力を入力とし差信号（Δｅ＝er−ef）を出力
する比較器である。30a,30bはサイリスタ23a,23bを点弧
させるための点弧位相制御回路であり、31は比較器29の
出力Δｅを点弧位相制御回路30aと30bとに分割するため
のアンバランス比調整器である。このアンバランス比調
整器31は図示のように点弧位相制御回路30aおよび30bに
供給する比較器９の出力Δｅをそれぞれ相反する方向に
増減分割するものであり、Δea＋Δeb＝Δｅである。
第６図は第５図の装置の動作を説明するための線図であ
り、変圧器22の二次無負荷出力電圧Ｅと溶接電流Ioと溶
接負荷Ｒとからなる溶接電圧Io・Ｒおよびリアクトル24
a,24bを流れる電流ILの各変化の様子を時間ｔを横軸に
して示してある。いま第６図に示す時刻T1において点弧
位相制御回路30aが点呼信号を出力し、サイリスタ23aが
導通する。サイリスタ23aが導通すると溶接電流Ioは２
次巻線の端子22a、サイリスタ23a、リアクトル24a、溶
接負荷Ｒおよび２次巻線の端子22bの経路を流れる。こ
のとき時刻ｔ＜T2の期間においてはEo＞Io・Ｒとなる。
リアクトル24aのインダクタンスＬを大きな値に選定し
ておくと、溶接電流の増加は抑制されてリアクトル24a
には差分Eo−Io・Ｒ＝ｅ＝Ｌ（di/dt）の起電力が発生
して、第６図の斜線で示された部分に相当するエネルギ
ーが蓄積される。
り、変圧器22の二次無負荷出力電圧Ｅと溶接電流Ioと溶
接負荷Ｒとからなる溶接電圧Io・Ｒおよびリアクトル24
a,24bを流れる電流ILの各変化の様子を時間ｔを横軸に
して示してある。いま第６図に示す時刻T1において点弧
位相制御回路30aが点呼信号を出力し、サイリスタ23aが
導通する。サイリスタ23aが導通すると溶接電流Ioは２
次巻線の端子22a、サイリスタ23a、リアクトル24a、溶
接負荷Ｒおよび２次巻線の端子22bの経路を流れる。こ
のとき時刻ｔ＜T2の期間においてはEo＞Io・Ｒとなる。
リアクトル24aのインダクタンスＬを大きな値に選定し
ておくと、溶接電流の増加は抑制されてリアクトル24a
には差分Eo−Io・Ｒ＝ｅ＝Ｌ（di/dt）の起電力が発生
して、第６図の斜線で示された部分に相当するエネルギ
ーが蓄積される。
つぎに時刻ｔ＞T2になると、Eo＜Io・Ｒになるが溶接電
流はわずかずつしか減少できないので、リアクトル24a
にはｔ＜T2のときとは逆に−Ｌ（di/dt）の起電力を発
生し、先に蓄積されたエネルギーを放出して溶接負荷Ｒ
に時刻ｔ＜T2のときと同一方向に電流Ioを流し続ける。
この電流Ioはリアクトル24aのインダクタンスＬが大き
いので変化は少ない。さらに時刻ｔ＞T3になると、Eoの
極性は逆になるがリアクトル24aのインダクタンスＬに
蓄えられたエネルギーを放出して、時刻ｔ＜T3のときと
同一方向にほぼ一定の電流Ioを溶接負荷に供給しつづけ
る。
流はわずかずつしか減少できないので、リアクトル24a
にはｔ＜T2のときとは逆に−Ｌ（di/dt）の起電力を発
生し、先に蓄積されたエネルギーを放出して溶接負荷Ｒ
に時刻ｔ＜T2のときと同一方向に電流Ioを流し続ける。
この電流Ioはリアクトル24aのインダクタンスＬが大き
いので変化は少ない。さらに時刻ｔ＞T3になると、Eoの
極性は逆になるがリアクトル24aのインダクタンスＬに
蓄えられたエネルギーを放出して、時刻ｔ＜T3のときと
同一方向にほぼ一定の電流Ioを溶接負荷に供給しつづけ
る。
つぎに時刻ｔ＝T4において点弧位相制御回路30bからサ
イリスタ23bに点弧信号を供給してサイリスタ23bを導通
させると変圧器22の２次巻線の端子22b、溶接負荷Ｒ、
リアクトル24b、サイリスタ23bおよび２次巻線の端子22
aに電流が流れる。このときリアクトル24aに蓄えられて
いたエネルギーはリアクトル24aと24bとが前述のように
共有する鉄心に同一方向の磁束を発生する極性に巻線の
方向が定められているので直ちにリアクトル24aに移行
し、時刻ｔ＞T4のときにリアクトル24bに流れる電流
IL、すなわち溶接負荷Ｒを流れる電流Ioの絶対値は時刻
ｔ＜T4のときと等しい値となる。
イリスタ23bに点弧信号を供給してサイリスタ23bを導通
させると変圧器22の２次巻線の端子22b、溶接負荷Ｒ、
リアクトル24b、サイリスタ23bおよび２次巻線の端子22
aに電流が流れる。このときリアクトル24aに蓄えられて
いたエネルギーはリアクトル24aと24bとが前述のように
共有する鉄心に同一方向の磁束を発生する極性に巻線の
方向が定められているので直ちにリアクトル24aに移行
し、時刻ｔ＞T4のときにリアクトル24bに流れる電流
IL、すなわち溶接負荷Ｒを流れる電流Ioの絶対値は時刻
ｔ＜T4のときと等しい値となる。
このとき溶接負荷Ｒおよびリアクトル24bの両端電圧は
サイリスタ23b側がマイナスとなりリアクトル24aのサイ
リスタ23a側がプラスとなり、またサイリスタ23aのアノ
ード側の２次巻線の端子22aがすでにマイナスになって
いるので、サイリスタ23aは遮断となる。時刻ｔ＞T4以
後は上記と同様の動作がくりかえされる。
サイリスタ23b側がマイナスとなりリアクトル24aのサイ
リスタ23a側がプラスとなり、またサイリスタ23aのアノ
ード側の２次巻線の端子22aがすでにマイナスになって
いるので、サイリスタ23aは遮断となる。時刻ｔ＞T4以
後は上記と同様の動作がくりかえされる。
第５図の装置は上記のように動作するので、アンバラン
ス比調整器31を調整してサイイリスタ23aと23bの各点弧
時刻T1およびT4を変化させるとサイリスタ23aが点弧し
ている逆極性期間TRPとサイリスタ23bが点弧している正
極性期間TSPを変化させることができる。また溶接電流
のピーク値は基準信号設定器27の設定値erを変化させる
ことによって行うことができる。
ス比調整器31を調整してサイイリスタ23aと23bの各点弧
時刻T1およびT4を変化させるとサイリスタ23aが点弧し
ている逆極性期間TRPとサイリスタ23bが点弧している正
極性期間TSPを変化させることができる。また溶接電流
のピーク値は基準信号設定器27の設定値erを変化させる
ことによって行うことができる。
［発明が解決しようとする問題点］ 本発明者等の実験によるとアルミニウム等の交流TIG溶
接においては溶け込み深さは正極性電流ISP、正極性期
間TSPおよび正極性期間TSPと逆極性期間TRPとの１周期
Ｔとに関して （ただしISPは瞬時値）で定まり、またクリーニング幅
は逆極性電流をIRPとすると （ただしIRPは瞬時値、またｎ≒２） で定まることがわかっている。
接においては溶け込み深さは正極性電流ISP、正極性期
間TSPおよび正極性期間TSPと逆極性期間TRPとの１周期
Ｔとに関して （ただしISPは瞬時値）で定まり、またクリーニング幅
は逆極性電流をIRPとすると （ただしIRPは瞬時値、またｎ≒２） で定まることがわかっている。
しかるに上記従来装置を用いる溶接方法においては、溶
け込み深さを大きくしようとして、正極性電流ISPを大
きくするように基準信号erを大きくすると、これに伴な
って逆極性電流も大きくなってしまう。このために上記
（２）式のように逆極性電流の略２乗によって定まるク
リーニング幅が大きく変化してしまうことになる。逆に
クリーニング幅を小さくするために逆極性期間TRPを小
さくすると、これに伴ってTSP＝Ｔ−TRPであるから正極
性期間、正極性期間の電流の占める割合が増加し溶け込
み深さが増加してしまうことになる。このようにとけ込
み深さとクリーニング幅とは相互に影響し合うので両者
を独立して調整することはできず、常に最適の溶け込み
深さとクリーニング幅とが得られるとは限らなかった。
け込み深さを大きくしようとして、正極性電流ISPを大
きくするように基準信号erを大きくすると、これに伴な
って逆極性電流も大きくなってしまう。このために上記
（２）式のように逆極性電流の略２乗によって定まるク
リーニング幅が大きく変化してしまうことになる。逆に
クリーニング幅を小さくするために逆極性期間TRPを小
さくすると、これに伴ってTSP＝Ｔ−TRPであるから正極
性期間、正極性期間の電流の占める割合が増加し溶け込
み深さが増加してしまうことになる。このようにとけ込
み深さとクリーニング幅とは相互に影響し合うので両者
を独立して調整することはできず、常に最適の溶け込み
深さとクリーニング幅とが得られるとは限らなかった。
［問題点を解決するための手段］ 本発明においては、上記従来技術の問題点を解決するた
めに、溶け込み深さが前述の（１）式で、またクリーニ
ング幅が前述の（２）式で定まることに着目し、逆極性
電流IRPと正極性期間TSPとを一定とし、正極性電流ISP
と逆極性期間TRPとを可変とすることによって、溶け込
み深さを正極性電流ISPで、またクリーニング幅を逆極
性期間TRPでそれぞれ単独に調整することができる交流T
IG溶接方法を提案したものである。
めに、溶け込み深さが前述の（１）式で、またクリーニ
ング幅が前述の（２）式で定まることに着目し、逆極性
電流IRPと正極性期間TSPとを一定とし、正極性電流ISP
と逆極性期間TRPとを可変とすることによって、溶け込
み深さを正極性電流ISPで、またクリーニング幅を逆極
性期間TRPでそれぞれ単独に調整することができる交流T
IG溶接方法を提案したものである。
［作用］ 前述の（２）式にあるように、クリーニング幅は逆極性
電流IRPの略２乗によって定まるから、クリーニング幅
を調整する手段として逆極性電流IRPを調整すると逆極
性電流のわずかの変化に対してもクリーニング幅が大き
く変化することになり不利である。そこで本発明におい
ては逆極性電流は固定とし逆極性期間TRPを可変として
クリーニング幅の調整を行うことにする。そしてクリー
ニング幅の調整効果を明白にしかつ電極の消耗量を増加
させないためにTRPを零近くの最小値から最小値の数倍
程度の変化幅でまかなうために逆極性電流値IRPを正極
性電流値ISPよりも十分に大きく設定しておく。特に逆
極性期間TRPが零近くでもクリーニング作用が消滅しな
いようにするには逆極性電流IRPを溶接用電源の出力電
流の最大値に設定しておくとよい。一方、溶け込み深さ
は前述の（１）式で定まるからこれを調整するためには
正極性電流ISPか正極性期間TSPのいずれかを調整すれば
よい。しかし正極性期間TSPを調整するとこの値によっ
て１周期の期間Ｔ（Ｔ＝TRP＋TSP）も変化することにな
り、１周期Ｔ中に占める正極性期間TSPの割合によって
調整の効果に大きな差が生じることになる。しかも上述
のように逆極性期間TRPはクリーニング幅の調整のため
に変化させるのでさらに調整の効果が複雑になる。そこ
で溶け込み深さの調整のためには正極性期間TSPは一定
とし、正極性電流ISPを調整することにする。
電流IRPの略２乗によって定まるから、クリーニング幅
を調整する手段として逆極性電流IRPを調整すると逆極
性電流のわずかの変化に対してもクリーニング幅が大き
く変化することになり不利である。そこで本発明におい
ては逆極性電流は固定とし逆極性期間TRPを可変として
クリーニング幅の調整を行うことにする。そしてクリー
ニング幅の調整効果を明白にしかつ電極の消耗量を増加
させないためにTRPを零近くの最小値から最小値の数倍
程度の変化幅でまかなうために逆極性電流値IRPを正極
性電流値ISPよりも十分に大きく設定しておく。特に逆
極性期間TRPが零近くでもクリーニング作用が消滅しな
いようにするには逆極性電流IRPを溶接用電源の出力電
流の最大値に設定しておくとよい。一方、溶け込み深さ
は前述の（１）式で定まるからこれを調整するためには
正極性電流ISPか正極性期間TSPのいずれかを調整すれば
よい。しかし正極性期間TSPを調整するとこの値によっ
て１周期の期間Ｔ（Ｔ＝TRP＋TSP）も変化することにな
り、１周期Ｔ中に占める正極性期間TSPの割合によって
調整の効果に大きな差が生じることになる。しかも上述
のように逆極性期間TRPはクリーニング幅の調整のため
に変化させるのでさらに調整の効果が複雑になる。そこ
で溶け込み深さの調整のためには正極性期間TSPは一定
とし、正極性電流ISPを調整することにする。
上記のようにすることによってクリーニング幅と溶け込
み深さとはそれぞれ単独に調整することが可能となる。
み深さとはそれぞれ単独に調整することが可能となる。
［実施例］ 上記の本発明を実施するには、正逆両出力電流の期間お
よび電流を調整することが出来る交流アーク溶接用電源
が必要になる。第１図に本発明の溶接方法を実施するた
めの装置の例を示す。
よび電流を調整することが出来る交流アーク溶接用電源
が必要になる。第１図に本発明の溶接方法を実施するた
めの装置の例を示す。
同図において、１は基準信号erに対応して出力電流が定
まる定電流特性の直流電源であり、公知の定電流特性の
直流アーク溶接電源が使用できる。2a,2b,3a,3bはそれ
ぞれスイッチング用のトランジスタであり、図示のよう
にブリッジ接続されている。４はタングステンからなる
電極、５はアルミニウムなどの被溶接物でありトランジ
スタ2a,2b,3a,3bからなるブリッジ回路の交流端子に接
続されている。６はトランジスタ2a,2b,3a,3bにそれぞ
れ開閉制御信号を供給するためのトランジスタ駆動回路
であり、入力信号の極性または高低、有無に応じてトラ
ンジスタ2aと2bまたはトランジスタ3aと3bとをそれぞれ
同時に導通、遮断制御するためのベース駆動信号を出力
する。７は正極性時の期間と逆極性時の期間とをきりか
えるための信号ｓを発生するための極性切換信号発生器
であり、本発明においては逆極性期間のみを調整するの
で逆極性期間調整器８のみを外部に操作可能に設け正極
性期間調整器はその内部に設けて固定または半固定とす
る。この極性切換信号発生器７としてはモノマルチバイ
ブレータを組合せてくりかえしタイマ回路を構成するこ
とによって簡単に作成することができる。９および10
は、逆極性電流値IRPおよび正極性電流値ISPを定めるた
めの基準信号ErおよびEsを供給するための基準信号設定
器であり、アナログスイッチ11にて極性切換信号発生器
７の出力信号ｓに応じてどちらか一方が選択されて基準
信号erとして直流電源１に供給される。このうち逆極性
電流を定めるための基準信号ERは本発明においては所定
の値に固定するので基準信号設定器９は固定（または半
固定）の設定器とする。
まる定電流特性の直流電源であり、公知の定電流特性の
直流アーク溶接電源が使用できる。2a,2b,3a,3bはそれ
ぞれスイッチング用のトランジスタであり、図示のよう
にブリッジ接続されている。４はタングステンからなる
電極、５はアルミニウムなどの被溶接物でありトランジ
スタ2a,2b,3a,3bからなるブリッジ回路の交流端子に接
続されている。６はトランジスタ2a,2b,3a,3bにそれぞ
れ開閉制御信号を供給するためのトランジスタ駆動回路
であり、入力信号の極性または高低、有無に応じてトラ
ンジスタ2aと2bまたはトランジスタ3aと3bとをそれぞれ
同時に導通、遮断制御するためのベース駆動信号を出力
する。７は正極性時の期間と逆極性時の期間とをきりか
えるための信号ｓを発生するための極性切換信号発生器
であり、本発明においては逆極性期間のみを調整するの
で逆極性期間調整器８のみを外部に操作可能に設け正極
性期間調整器はその内部に設けて固定または半固定とす
る。この極性切換信号発生器７としてはモノマルチバイ
ブレータを組合せてくりかえしタイマ回路を構成するこ
とによって簡単に作成することができる。９および10
は、逆極性電流値IRPおよび正極性電流値ISPを定めるた
めの基準信号ErおよびEsを供給するための基準信号設定
器であり、アナログスイッチ11にて極性切換信号発生器
７の出力信号ｓに応じてどちらか一方が選択されて基準
信号erとして直流電源１に供給される。このうち逆極性
電流を定めるための基準信号ERは本発明においては所定
の値に固定するので基準信号設定器９は固定（または半
固定）の設定器とする。
また第２図は極性切替信号ｓ、逆極性電流設定用基準信
号ER、正極性電流設定用基準信号Es、出力信号設定用基
準信号erおよび溶接電流Iaの変化の例を時間の経過とと
もに示した線図である。
号ER、正極性電流設定用基準信号Es、出力信号設定用基
準信号erおよび溶接電流Iaの変化の例を時間の経過とと
もに示した線図である。
第１図の装置の動作を第２図の線図とともに説明する。
第１図の装置において図示しない起動スイッチにより溶
接を開始すると極性切換信号発生器７は第２図（ａ）に
示すように正極性期間信号として図の＋側、逆極性期間
信号として図の−側の極性の信号ｓをトランジスタ駆動
回路６およびアナログスイッチ11に供給する。トランジ
スタ駆動回路６は極性切換信号ｓの極性に応じて−側信
号が入力されたときにはトランジスタ2aと2bとを同時に
導通させ、＋側信号が入力されたときにはトランジスタ
3aと3bとを導通させるように各トランジスタを交互に開
閉制御して、電極４と被溶接物５とに正，逆両極性期間
の異なる交流電力を伝達する。極性切換信号発生器７の
信号ｓはまたアナログスイッチ11にも供給されるので直
流電源１にはその出力電流を決定する基準信号erとして
正極性期間用基準信号Esと逆極性期間用基準信号ERとが
トランジスタ3a,3bまたはトランジスタ2a,2bに対する各
導通信号に同期して供給される。この結果電極４と被溶
接物５とに供給される電流は各極性期間の長さとともに
その値がそれぞれ設定値に調整された交流電流となる。
第１図の装置において図示しない起動スイッチにより溶
接を開始すると極性切換信号発生器７は第２図（ａ）に
示すように正極性期間信号として図の＋側、逆極性期間
信号として図の−側の極性の信号ｓをトランジスタ駆動
回路６およびアナログスイッチ11に供給する。トランジ
スタ駆動回路６は極性切換信号ｓの極性に応じて−側信
号が入力されたときにはトランジスタ2aと2bとを同時に
導通させ、＋側信号が入力されたときにはトランジスタ
3aと3bとを導通させるように各トランジスタを交互に開
閉制御して、電極４と被溶接物５とに正，逆両極性期間
の異なる交流電力を伝達する。極性切換信号発生器７の
信号ｓはまたアナログスイッチ11にも供給されるので直
流電源１にはその出力電流を決定する基準信号erとして
正極性期間用基準信号Esと逆極性期間用基準信号ERとが
トランジスタ3a,3bまたはトランジスタ2a,2bに対する各
導通信号に同期して供給される。この結果電極４と被溶
接物５とに供給される電流は各極性期間の長さとともに
その値がそれぞれ設定値に調整された交流電流となる。
第３図および第４図に本発明のTIGアーク溶接方法によ
って溶接を行ったときのクリーニング幅と溶け込み深さ
との関係をそれぞれ（イ）および（ロ）にて示す。第３
図は正極性電流ISPを一定（250A）とし逆極性期間TRPを
0.5msから3.0msまで変化させたときのクリーニング幅Cw
（イ）と溶け込み深さDp（ロ）の変化の様子を示し、第
４図は逆極性期間TRPを一定（2ms）とし正極性電流ISP
を変化させたときのクリーニング幅Cwと溶け込み深さDp
との関係を示す。なお両図とも電極は直径3.2mmのトリ
ウム入りタングステン電極を使用し、シールドガスとし
てアルゴンガスを流しアーク長2.4mm、逆極性電流I RP
＝250Aを使用し、板厚10mmのアルミニウム合金A5083材
の平板上に下向で溶接実験した結果である。
って溶接を行ったときのクリーニング幅と溶け込み深さ
との関係をそれぞれ（イ）および（ロ）にて示す。第３
図は正極性電流ISPを一定（250A）とし逆極性期間TRPを
0.5msから3.0msまで変化させたときのクリーニング幅Cw
（イ）と溶け込み深さDp（ロ）の変化の様子を示し、第
４図は逆極性期間TRPを一定（2ms）とし正極性電流ISP
を変化させたときのクリーニング幅Cwと溶け込み深さDp
との関係を示す。なお両図とも電極は直径3.2mmのトリ
ウム入りタングステン電極を使用し、シールドガスとし
てアルゴンガスを流しアーク長2.4mm、逆極性電流I RP
＝250Aを使用し、板厚10mmのアルミニウム合金A5083材
の平板上に下向で溶接実験した結果である。
第３図の（ロ）に示すように溶け込み深さは逆極性期間
TRPには無関係にほぼ一定であり、またクリーニング幅
は第４図の（イ）に示すように正極性電流値ISPには無
関係であることがわかる。したがって本発明のように逆
極性電流IRPと正極性期間TSPとをそれぞれ一定とすれ
ば、クリーニング幅Cwは逆極性期間TRPでかつ溶け込み
深さDpは正極性電流ISPの値でそれぞれ独立して調整で
きることがわかる。
TRPには無関係にほぼ一定であり、またクリーニング幅
は第４図の（イ）に示すように正極性電流値ISPには無
関係であることがわかる。したがって本発明のように逆
極性電流IRPと正極性期間TSPとをそれぞれ一定とすれ
ば、クリーニング幅Cwは逆極性期間TRPでかつ溶け込み
深さDpは正極性電流ISPの値でそれぞれ独立して調整で
きることがわかる。
なお本発明者等は、アルミニウムおよびその合金におい
て他の材質の被溶接物でも、また他の溶接条件に設定し
ても同様の結果が得られることを確認している。
て他の材質の被溶接物でも、また他の溶接条件に設定し
ても同様の結果が得られることを確認している。
また本発明においては逆極性電流を一定とし、逆極性期
間を可変としてクリーニング幅を調整するので、その調
整効果を明確にするために逆極性電流は使用する直流電
源の最大出力値とするのがよく、また正極性電流値によ
って溶け込み深さを調整するのでその値は逆極性電流以
下としてかつ逆極性期間を正極性期間以下で十分に小さ
な値とするのがよい。
間を可変としてクリーニング幅を調整するので、その調
整効果を明確にするために逆極性電流は使用する直流電
源の最大出力値とするのがよく、また正極性電流値によ
って溶け込み深さを調整するのでその値は逆極性電流以
下としてかつ逆極性期間を正極性期間以下で十分に小さ
な値とするのがよい。
さらに本発明は逆極性期間によりクリーニング幅を調整
し、正極性電流によって溶け込み深さを調整するので、
上述の例の他に正極性期間と逆極性期間との和である１
周期Ｔを一定とし、その中で逆極性期間の占める割合を
調整するようにしてTRP＜＜TSPとしておけば略同様の結
果が得られることは前述の（１），（２）式から明らか
である。このためには逆極性電流値IRPを電源の最大値
としておくと都合がよい。
し、正極性電流によって溶け込み深さを調整するので、
上述の例の他に正極性期間と逆極性期間との和である１
周期Ｔを一定とし、その中で逆極性期間の占める割合を
調整するようにしてTRP＜＜TSPとしておけば略同様の結
果が得られることは前述の（１），（２）式から明らか
である。このためには逆極性電流値IRPを電源の最大値
としておくと都合がよい。
なお電流値は一定のまま逆極性期間TRPを変化させたと
きの電極先端の消耗量を第１表に示す。この表から判る
ように逆極性期間TRPが長くなるほど電極消耗量が増加
する。この理由は、逆極性期間TRPを長くするとこれに
対応して正極性期間 TSPの１周期に占める割合が減少する。一方アーク溶接
においては逆極性期間においては電極に流入する電子に
よって電極が加熱され、正極性期間においては電極から
大量の電子が放出されるために電極が冷却される現象が
ある。第１表の現象は正極性期間の比率の現象によって
冷却効果が減少し、結果として全体の電流値は変化して
いないにもかかわらず電極の温度上昇が増加したためと
考えられる。それ故、電極の消耗を少なくするには逆極
性期間TRPを可能な限り短くすることが必要となる。し
かしTRPを短くするとクリーニング効果が減少するので
逆極性電流値を最大値近くとしてクリーニング幅の調整
代を確保すればよい。
きの電極先端の消耗量を第１表に示す。この表から判る
ように逆極性期間TRPが長くなるほど電極消耗量が増加
する。この理由は、逆極性期間TRPを長くするとこれに
対応して正極性期間 TSPの１周期に占める割合が減少する。一方アーク溶接
においては逆極性期間においては電極に流入する電子に
よって電極が加熱され、正極性期間においては電極から
大量の電子が放出されるために電極が冷却される現象が
ある。第１表の現象は正極性期間の比率の現象によって
冷却効果が減少し、結果として全体の電流値は変化して
いないにもかかわらず電極の温度上昇が増加したためと
考えられる。それ故、電極の消耗を少なくするには逆極
性期間TRPを可能な限り短くすることが必要となる。し
かしTRPを短くするとクリーニング効果が減少するので
逆極性電流値を最大値近くとしてクリーニング幅の調整
代を確保すればよい。
［発明の効果］ 本発明は上記の通りであるのでクリーニング幅と溶け込
み深さとが独立して調整できるようになり、それぞれの
被溶接物および要求される溶接品質に最適の条件で溶接
することができる。
み深さとが独立して調整できるようになり、それぞれの
被溶接物および要求される溶接品質に最適の条件で溶接
することができる。
第１図は本発明の溶接方法を実施するための装置の例を
示す接続図、第２図は第１図の装置の動作を説明するた
めの線図、第３図および第４図は本発明の溶接方法によ
って溶接したときの結果を示す線図、第５図は従来の溶
接方法を実施するための装置の例を示す接続図、第６図
は第５図の装置の動作を説明するための線図である。 １……直流電源,2a,2b,3a,3b……トランジスタ,4……電
極,5……被溶接物,6……トランジスタ駆動回路， ７……極性切換信号発生器,8……逆極性期間調整器,9,1
0……基準信号設定器,11……アナログスイッチ,TRP……
逆極性期間,TSP……正極性期間,T……１周期,ISP……正
極性電流,IRP……逆極性電流,Cw……クリーニング幅,Dp
……溶け込み深さ
示す接続図、第２図は第１図の装置の動作を説明するた
めの線図、第３図および第４図は本発明の溶接方法によ
って溶接したときの結果を示す線図、第５図は従来の溶
接方法を実施するための装置の例を示す接続図、第６図
は第５図の装置の動作を説明するための線図である。 １……直流電源,2a,2b,3a,3b……トランジスタ,4……電
極,5……被溶接物,6……トランジスタ駆動回路， ７……極性切換信号発生器,8……逆極性期間調整器,9,1
0……基準信号設定器,11……アナログスイッチ,TRP……
逆極性期間,TSP……正極性期間,T……１周期,ISP……正
極性電流,IRP……逆極性電流,Cw……クリーニング幅,Dp
……溶け込み深さ
フロントページの続き (72)発明者 山本 英幸 大阪府大阪市淀川区田川２丁目１番11号 株式会社ダイヘン内 (72)発明者 寺山 喜久夫 大阪府大阪市淀川区田川２丁目１番11号 株式会社ダイヘン内
Claims (3)
- 【請求項１】アルミニウムまたはアルミニウム合金から
なる被溶接物に対して、出力調整が可能な交流アーク溶
接用電源を用い、逆極性電流の値IRPおよび正極性電流
の期間TSPを一定とし、逆極性電流の期間TRPおよび正極
性電流の値ISPを可変としてTIG溶接する交流TIG溶接方
法。 - 【請求項２】前記逆極性電流の値IRPを使用する交流ア
ーク溶接電源の最大出力電流値に設定する特許請求の範
囲第１項に記載の交流TIG溶接方法。 - 【請求項３】アルミニウムまたはアルミニウム合金から
なる被溶接物に対して、出力調整が可能な交流アーク溶
接用電源を用い、正逆両極性の切替周期Ｔおよび逆極性
電流の値IRPを一定とし、正極性電流の値ISPおよび逆極
性電流の期間TRPを可変としてTIG溶接する交流TIG溶接
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15813686A JPH0790366B2 (ja) | 1986-07-05 | 1986-07-05 | 交流ｔｉｇ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15813686A JPH0790366B2 (ja) | 1986-07-05 | 1986-07-05 | 交流ｔｉｇ溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6313677A JPS6313677A (ja) | 1988-01-20 |
| JPH0790366B2 true JPH0790366B2 (ja) | 1995-10-04 |
Family
ID=15665058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15813686A Expired - Lifetime JPH0790366B2 (ja) | 1986-07-05 | 1986-07-05 | 交流ｔｉｇ溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0790366B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0644518Y2 (ja) * | 1989-01-20 | 1994-11-16 | 株式会社アマダ | アルミ溶接装置 |
| DE4023419C5 (de) * | 1990-07-23 | 2004-01-15 | Hitachi Seiko, Ltd., Ebina | Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Wechselstrom-WIG-Schweißprozesses |
| CA2095301C (en) * | 1992-05-18 | 1997-11-11 | Guy G. Cline | Control system for alternating current tig welder |
| DE10352451B3 (de) * | 2003-11-07 | 2005-05-25 | Otc Daihen Europe Gmbh | Verfahren zur Steuerung der Schweißparameter beim Aluminiumschweißen |
-
1986
- 1986-07-05 JP JP15813686A patent/JPH0790366B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6313677A (ja) | 1988-01-20 |
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